DE60220365T2

DE60220365T2 - Projektionssystem mit selektiv reflektierendem Schirm

Info

Publication number: DE60220365T2
Application number: DE60220365T
Authority: DE
Inventors: Barret c/o Bose Corp. Framingham Lippey; Steve 01887 O'Dea; Mark 02446 Kniffin
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2022-12-21
Also published as: US20050030480A1; JP2003248108A; EP1798968A2; DE60220365D1; EP1324114A2; EP1324114A3; US20070133088A1; CN1430097A; US6847483B2; EP1798968A3; EP1324114B1; US20030117704A1; US7535636B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Selektiv-Reflexion und insbesondere auf Selektiv-Reflexion für Frontprojektionsanzeigesysteme, wie sie beispielsweise im Heimkino oder in Geschäftsanwendungen verwendet werden.
Als Hintergrund sei verwiesen auf die US-Patentschriften Nrn. 5,335,022 und 5,148,309, die sich auf Polarisationsschirme beziehen. Ein bekanntes Verfahren zur Erhöhung des Kontrastverhältnisses besteht darin, eine Neutraldichteabsorption in den Schirm zu geben und das vom Projektor ausgegebene Licht geeignet zu erhöhen. Die US-A-5,715,083 offenbart einen Schirm für einen Flüssigkristallprojektor, auf dem ein durch das vom Flüssigkristallprojektor ausgegebene Licht gebildete Bild selbst in der Gegenwart von Außenlicht erkannt werden kann.
Die DE-A-19747597 offenbart eine Vorrichtung zum Darstellen von statischen und bewegten Bildern unter Verwendung eines Projektionsschirmes und einer oder mehrerer monochromatischer Laserlichtquellen.
Die JP 07 270 915 offenbart einen Schirm für einen Projektor, der verwendet wird, um Bilder durch einen hohen Kontrast zu vergrößern, indem Umgebungsdicht effizient absorbiert wird, während projiziertes Licht effektiv und selektiv reflektiert wird.
Die JP 06 298 491 offenbart einen Projektor, der ausgelegt und angeordnet ist, um selektiv nur einfallende optische Energie einer vorbestimmten Anzahl an schmalen Bändern von optischen Wellenlängenbereichen zu reflektieren, wobei die Struktur eine Mehrschicht-Interferenzbeschichtung aufweist, die Energie in den schmalen Bändern reflektiert, während sie Energie in den dazwischen liegenden Bereichen hindurchläßt, und die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung weist mehrere Schichten auf aus Material mit abwechselnd geringem Brechungsindex und hohem Brechungsindex.
Gemäß der Erfindung wird eine selektiv-reflektierende optische Vorrichtung bereitgestellt, welche umfaßt, einen Projektionsschirm, einen Projektor, der optische Energie liefert, wobei der Projektionsschirm eine Struktur aufweist, die ausgebildet und angeordnet ist, um selektiv nur einfallende optische Energie einer vorbestimmten Anzahl an schmalen Bändern von optischen Wellenlängenbereichen zu reflektieren, wobei die Struktur eine Mehrschicht-Interferenzbeschichtung aufweist, die Energie in den schmalen Bändern reflektiert, während sie Energie in den dazwischen liegenden Bereichen hindurchläßt; wobei die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung mehrere Schichten aufweist aus Material mit abwechselnd geringem Brechungsindex und hohem Brechungsindex,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Projektor eine UHP-Lampe aufweist und, verglichen mit anderen Bereichen des sichtbaren Spektrums, einen Überschuß an grünem Licht abstrahlt, und wobei die Struktur des Projektionsschirmes ausgebildet und angeordnet ist mit einer relativ geringen Reflexion in der grünen optischen Wellenlänge zum Zusammenwirken mit der UHP-Lampe.
Die Struktur kann ein lichtabsorbierendes Material mit einer chemischen Zusammensetzung aufweisen, die durch eine Absorptionslichtenergie charakterisiert ist, die in dem Bereich zwischen den schmalen Bändern liegt, und kann einen Farbstoff oder einen Anstrich aufweisen. Das lichtabsorbierende Material kann eine Mehrschicht-Interferenzbeschichtung aufweisen, die Energie in den schmalen Bändern reflektiert, während sie Energien in den dazwischen liegenden Bereichen hindurchläßt, sowie eine schwarze Beschichtung, die ausgelegt und angeordnet ist, um die hindurchgelassene Energie zu absorbieren. Typischerweise sind die schmalen Bänder ungefähr blau 430-490 nm, grün 540-560 nm und rot 620-650 nm. Die Bänder sind typischerweise kleiner als ungefähr 10% der Mittenwellenlänge bei Halbwertsbreite (FWHM = Full Width Half Maximum) und können kleiner als 6% der Mittenwellenlänge sein.
Die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung kann mehrere Schichten aus Material mit abwechselnd geringem Brechungsindex und hohem Brechungsindex aufweisen. Ein typisches Material mit geringem Brechungsindex ist SiO₂ und typische Materialien mit hohem Brechungsindex sind TiO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅. Die Dicken der Schichten aus Material mit geringem Brechungsindex betragen ungefähr 100 nm, und 70 nm für das Material mit hohem Brechungsindex. Typischerweise weist die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung etwa 5 bis 50 Schichten auf, um eine Beschichtung einer Dicke im Bereich von etwa 1000 bis 6000 nm auszubilden.
Auf dem Projektionsschirm kann ein Diffusor vorgesehen und angeordnet sein, um das reflektierte Licht auf einen vorbestimmten Betrachtungsort zu richten. Der Diffusor kann ausgelegt und angeordnet sein, um eine asymmetrische Ausbreitung zu bewirken, um reflektiertes Licht in einen Betrachtungsbereich zu lenken, der horizontal einen größeren Durchmesser hat als vertikal.
Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Projektionssystem bereitzustellen.
Eine Vielzahl anderer Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen:
1 eine graphische Darstellung der Empfindlichkeit des menschlichen Auges gegenüber optischer Energie als Funktion der Wellenlänge ist;
2 eine Tabelle einer beispielhaften Mehrschicht-Beschichtung ist;
3 eine graphische Darstellung des Reflexionsvermögens als eine Funktion der Wellenlänge für eine beispielhafte Mehrschicht-Beschichtung ist;
4 eine graphische Darstellung der Wirkung des Betrachtungswinkels auf das Reflexionsvermögen einer typischen Mehrschicht-Beschichtung ist;
5A eine Seitenansicht eines Linsensatzes auf einem Projektionsschirm gemäß der Erfindung ist;
5B eine Vorderansicht des Mikrolinsenschirmes ist;
6 eine graphische Darstellung der spektralen Strahlungsdichte als Funktion der Wellenlänge für einen beispielhaften Farbstoff ist;
7 eine Querschnittsansicht durch einen beispielhaften Projektionsschirm gemäß der Erfindung ist, der nur einen Vorderflächen-Diffusor aufweist;
8A eine Querschnittsansicht durch einen beispielhaften Projektionsschirm gemäß der Erfindung mit einem vereinfachten Aufbau ist;
8B eine Querschnittsansicht durch einen beispielhaften Projektionsschirm gemäß der Erfindung mit sowohl einem Vorderflächen-Diffusor als auch mit einem eingebetteten Diffusor ist;
9 eine graphische Darstellung des Spektrums von gefiltertem Projektorlicht als Funktion der Wellenlänge ist;
10 ein Farbdiagramm ist, das optische Wellenlängen mit Farben in Bezug setzt;
11 ein Farbdiagramm ist, das die verbesserte Leistung darstellt, die mit der Erfindung erreicht wird; und
12 ein Beispiel für gefiltertes ungenutztes Licht ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, insbesondere auf 1, ist eine graphische Darstellung der Empfindlichkeit des menschlichen Auges als eine Funktion der optischen Wellenlänge dargestellt, die von Blau bei kürzeren Wellenlängen bis Rot bei längeren Wellenlängen reicht und bei Grün im Zentrum ein Maximum aufweist.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Tabelle gezeigt, die ein Beispiel für eine typische Mehrschicht-Beschichtung mit 26 Schichten (wobei einige Schichten aus zwei Unterschichten bestehen) aus den angegebenen Materialien und den angegebenen Dicken darstellt.
Die Beschichtung in der Tabelle aus 2 ist ausgelegt und angeordnet, um drei voneinander beabstandete schmale Bänder von optischer Energie zu reflektieren, während andere sichtbare Wellenlängen durchgelassen und/oder absorbiert werden. Die Reflexion ist im Mittel größer als 90% von 450 bis 490 nm, im Mittel größer als 75% von 540 bis 570 nm und im Mittel größer als 80% von 610 bis 650 nm bei einem Einfallswinkel (EFW) von Null Grad. Die Reflexion ist typischerweise im Mittel kleiner als 10% von 500 bis 530 nm, im Mittel kleiner als 20 % von 530 bis 580 nm und im Mittel kleiner als 20% von 580 bis 600 nm bei Null Grad EFW. Die Reflexion ist typischerweise im Mittel kleiner als 50% von 660-780 nm bei Null Grad EFW.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine graphische Darstellung der spektralen Leistung des in 2 gezeigten Beschichtungsdesigns dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine graphische Darstellung des Reflexionsvermögens als eine Funktion der Wellenlänge für Einfallswinkel von Null Grad, 7 Grad und 15 Grad gezeigt, um die Wirkung des Einfallswinkels auf das Reflexionsvermögen für ein typisches Design der Beschichtung darzustellen (nicht dasjenige, das in 2 aufgelistet ist).
Bezugnehmend auf 5A ist eine Seitenansicht eines Linsensatzes auf dem Projektionsschirm gezeigt mit einer großen Eingangslinse 11 und einer kleinen Ausgangslinse 12.
Bezugnehmend auf 5B ist das Layout von asymmetrischen Mikrolinsen gezeigt, einschließlich einer Eingangslinse 11 und einer Ausgangslinse 12.
Bezugnehmend auf 6 ist ein Beispiel für die spektrale Strahlungsdichte eines Farbstoffs als Funktion der optischen Wellenlänge gezeigt;
Bezugnehmend auf 7 ist ein Querschnitt durch einen beispielhaften Projektionsschirm gemäß der Erfindung gezeigt, der gebildet ist aus einem schwarzen Film 13, der mittels einer transparenten Klebeschicht 14 an einer dichroitischen Filterschicht 15 angebracht ist, welche nützliche Wellenlängen reflektiert, während sie ungewünschte Wellenlängen zum schwarzen Film 13 hindurchläßt. Die dichroitische Filterschicht 15 ist mittels einer transparenten NBR-Klebeschicht 16 (NBR = Low Birefringence bzw. Niedrig-Doppelbrechend) an einer Polarisatorschicht 17 befestigt, welche das Projektorlicht durchläßt, während sie Umgebungslicht im wesentlichen absorbiert. Die Polarisatorschicht 17 ist mittels einer transparenten NBR-Klebeschicht 18 an einer Diffusorschicht 19 befestigt, welche Oberflächeneigenschaften aufweist, um den Betrachtungswinkel asymmetrisch zu vergrößern und Blendung zu vermindern.
Bezugnehmend auf 8B ist der Querschnitt eines Projektionsschirms wie demjenigen aus 7 gezeigt, mit dem Unterschied, daß er einen eingebetteten Diffusor 21 zwischen dem Polarisierer 17 und der Klebeschicht 16 aufweist.
Bezugnehmend auf 9 ist ein Spektrum eines exemplarischen gefilterten Projektorlichts als Funktion der Wellenlänge gezeigt, das Vorteile hat, die untenstehend beschrieben sind.
Bezugnehmend auf 10 ist ein Farbdiagramm mit optischen Wellenlängen für die verschiedenen Farben gezeigt. Bezugnehmend auf 11 ist ein Vergleich der Farbleistungen gezeigt, der die verbesserte Farbleistung illustriert, fortschreitend von (1) einem Projektor auf einem Weißschirm, (2) einem gefilterten Projektor auf einem Weißschirm, und (3) einem gefilterten Projektor auf dem erfindungsgemäßen Schirm. Es sei beachtet, daß die Fläche des von den Punkten 3 umfaßten Farbdreiecks, das dem gefilterten Projektor auf dem erfindungsgemäßen Schirm entspricht, größer ist, als diejenige der Dreiecke, die von den Punkten 1 und 2 umfaßt werden.
Bezugnehmend auf 12 ist ein schematisches Beispiel für gefiltertes ungenutztes Licht im Falle eines deckenmontierten Projektors gezeigt. Das aus dem Hauptprojektorstrahl gefilterte Licht wird zum Zwecke der allgemeinen Raumbeleuchtung aus dem Projektor gesendet.
Nachdem bestimmte strukturelle Merkmale und optische Konzepte beschrieben wurden, ist es nun angebracht, detaillierte strukturelle Merkmale und Vorteile der Erfindung zu betrachten.
Die Erfindung stellt ein Hochkontrast-Frontprojektions-Videosystem bereit, das besonders vorteilhaft ist, wenn beträchtliches Umgebungslicht vorliegt, wie beispielsweise in einem beleuchteten Raum. Der Hochkontrast-Projektionsschirm reflektiert Projektorlicht zurück zum Betrachter, ohne daß eine beträchtliche Menge an Umgebungslicht aus dem Raum reflektiert wird. Er erreicht dies typischerweise durch (1) Reflektieren von Schmalband-Maxima von blauem, grünem und rotem Projektorlicht, während Lichtenergie von anderer Wellenlängen, wie beispielsweise jene im breitbandigeren Umgebungslichtspektrum, absorbiert werden, (2) Reflektieren von Licht von einem polarisierten Projektor, während ein großer Prozentsatz an unpolarisiertem Umgebungslicht absorbiert wird, und (3) Leiten des reflektierten Projektorlichts vom Projektionsschirm in den Betrachtungsbereich mittels Linsensystemen und/oder Diffusion, während schräg zur Achse fallendes Umgebungslicht nicht akzeptiert wird. Diese Merkmale verbessern nicht nur das Kontrastverhältnis, auch verbessert das Reflektieren der schmalbandigen Maxima der Primärfarben wie oben gezeigt die Farben.
Ein Ansatz zur Erzielung einer wellenlängenselektiven Reflexion besteht darin, einen Farbstoff oder einen Anstrich zu verwenden, der Lichtenergie als Funktion der Wellenlänge in Abhängigkeit von seiner chemischen Zusammensetzung absorbiert. Ein zweiter Ansatz besteht darin, eine Mehrschicht-Interferenzbeschichtung 10 zu verwenden, wie beispielsweise in 2 gezeigt ist, die das schmalbandige Blau, Grün und Rot reflektiert, während sie Lichtenergie anderer Wellenlängen hindurchläßt. Eine schwarze Beschichtung hinter der Interferenzbeschichtung absorbiert die durchgelassene Energie anderer Wellenlängen. Die Spektralform der wellenlängenselektiven Beschichtung ist vorzugsweise an die Spektralform der Projektorlichtquelle angepaßt und reflektiert Primärfarben mit hoher Intensität. Die Spektralform der Projektorlichtquelle anzupassen bewirkt eine hohe Reflexion von Projektorlicht, während Umgebungslicht zu hohen Graden absorbiert wird. Durch selektives Reflektieren der Primärfarben mit hoher Intensität liegt ein großer Farbgamut vor, der effizient erzielt wird durch Entfernen der Gelb-Verunreinigung im Grünen, durch Entfernen der Orange-Verunreinigung im Roten und durch Schieben des blauen Maximums in Richtung der blauen Ecke des Farbdreiecks.
Für einen auf den Primärfarben Rot-Grün-Blau (RGB) basierenden Farbprojektor liegen die Wellenlängenbereiche für die Reflexion am Schirm vorzugsweise ungefähr bei (blau) 450-490 nm, (grün) 540-570 nm, und (rot) 610-650 nm. Diese Bereiche schmäler auszubilden erhöht die Effizienz der Spektralselektivität. Optische Energie anderer Wellenlängen wird vorzugsweise an dem Schirm absorbiert.
Ein anderer Weg, die Eigenschaft der Wellenlängenselektivität zu beschreiben, ist durch die Schmalheit der Reflexionsbanden gegeben. Die Banden sind vorzugsweise nicht breiter als ungefähr 10% der Mittenwellenlänge (bei Halbwertsbreite, FWHM), um wenigstens etwas Kontrastverbesserung zu erreichen. Die Banden sind vorzugsweise nicht breiter als 6% der Mittenwellenlänge, um eine größere Kontrastverbesserungswirkung zu erzielen. Da das Auge am meisten empfindlich ist für Licht in der Nähe dessen grünen Wellenlängen, wie in 1 gezeigt ist, treffen diese Breitenrichtlinien vorrangig auf das grüne Maximum zu. Die Breiten des roten und blauen Maximums müssen nicht ebenso wichtig sein.
Die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung, auch mehrschichtige dielektrische Beschichtung oder dichroitische Beschichtung genannt, umfaßt viele Schichten aus wechselnden Materialien mit geringem Brechungsindex und hohem Brechungsindex, typischerweise 25, wie in 2 gezeigt ist. Diese sind typischerweise dielektrische (nicht-lichtabsorbierende) Materialien, die mittels Sputter-Deposition in einer Vakuumkammer gefertigt werden. Ein typisches Material mit geringem Brechungsindex ist SiO₂. Typische Materialien mit hohem Brechungsindex sind TiO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅. Indem jede Schicht so gewählt wird, daß sie eine geeignete Dicke aufweist, wofür in 2 Beispiele gegeben sind, kann bewirkt werden, daß die kleinen Reflexionen zwischen den Schichten in Abhängigkeit von der optischen Wellenlänge entweder konstruktiv oder destruktiv interferieren. Diese Struktur erlaubt es, daß für jede Wellenlänge an Lichtenergie je nach Wunsch Licht entweder reflektiert oder hindurchgelassen wird. Typische Dicken der Schichten betragen 100 nm im Mittel für das Material mit geringem Brechungsindex und 70 nm im Mittel für das Material mit hohem Brechungsindex. Um geeignet schmale Bandmaxima und Täler gemäß der Erfindung zu erreichen, liegen vorzugsweise ungefähr 5 bis 50 Schichten vor. Die gesamte Beschichtungsdicke liegt typischerweise im Bereich von ungefähr 1000 bis 6000 nm. 2 zeigt ein Beispiel für eine Mehrschicht-Interferenzbeschichtung gemäß der Erfindung mit Schichtdicken. 3 zeigt die spektrale Leistung des in 2 gezeigten Designs (ohne Diffusor).
Die optische Leistung der dichroitischen Beschichtung steht mit dem Einfallswinkel (EFW) des auf sie einfallenden Lichtes in Bezug. 4 zeigt die Wirkung der Veränderung des EFW über den Bereich einer typischen Projektionsschirm-Geometrie. In diesem Beispiel ist der Projektor typischerweise an der Decke montiert. Der minimale Winkel beträgt ungefähr Null Grad und tritt im oberen Zentrum des Schirms auf. Der Maximalwinkel beträgt ungefähr 15 Grad und tritt auf der unteren linken und der unteren rechten Seite des Schirms auf. In der Praxis variieren die Differenzen, die über den Schirm sichtbar sind, nicht derart stark, wie es in 4 gezeigt ist, teils deswegen, weil der Diffusor darauf abzielt, die Winkel zu mitteln, so daß alle Positionen einen eher gleichmäßigen Winkelbereich aufweisen.
Verschiedenste Verfahren können verwendet werden, um den Effekt von Licht mit großem Einfallswinkel auf die Interferenzbeschichtung zu vermindern. Der Schirm kann ungleichmäßig beschichtet werden, so daß jede Stelle auf dem Schirm eine im Voraus veränderte Beschichtung aufweist, die den Einfallswinkel an dieser Stelle kompensiert. Ein weiteres Verfahren besteht darin, den Schirm so zu krümmen, daß der Winkel nahezu konstant bleibt.
Das Umgebungslicht weist einen großen Anteil auf, der aus relativ großen Winkeln einfällt. Bei großen Winkeln verschiebt sich das grüne Maximum signifikant nach links, so daß im Grünen eine Reflexionsverminderung auftritt. Da das Auge für Grün sensibler ist als für die anderen Farben, vermindert diese Verschiebung die auf dem Schirm gesehene Menge an Umgebungslicht signifikant und hilft somit dabei, das Kontrastverhältnis zu verbessern. Eine weitere Überlegung, die mit dem Winkel in Bezug steht, ist die Verschiebung auf der weit rechts liegenden Seite von 4. Bei großen Winkeln verschiebt sich das Licht im fernen Roten (660 bis 750 nm) zum nahen Rot (630 bis 650 nm) und würde dazu führen, daß der Schirm insgesamt zu rot aussieht. Dieser Effekt kann dadurch reduziert werden, daß die Beschichtung derart ausgelegt und angeordnet ist, daß sie eine relativ geringe Reflexion im fernen Rotbereich aufweist.
Die dichroitische Beschichtung kann in einem kleinen Stapelverfahren hergestellt werden, oder unter Verwendung von Rollbeschichtungsmaschinen, unter Verwendung eines großen Roll-Coaters, um die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung auf dünnem Kunststoffilm herzustellen. Die Beschichtung kann bidirektional in Paaren aus Materialien mit hohem und niedrigem Brechungsindex aufgetragen (bzw. abgeschieden) werden. Zwischen den Dicken der Materialien in jedem Paar kann ein konstantes Verhältnis vorliegen (das durch die relativen Abscheidungsgeschwindigkeiten bestimmt ist). Jeder Durchlauf durch die Beschichtungsmaschine ermöglicht eine Änderung der Beschichtungsgeschwindigkeit, was in "n" unabhängigen Variablen für eine Beschichtung mit "n+1" Schichten resultiert, wobei jederzeit eine hohe Abscheidungsgeschwindigkeit für alle Materialien ermöglicht wird.
Durch Verwendung von Schichten aus intrinsisch absorbierenden Materialien (beispielsweise Si und Nb) zusammen mit typischen dielektrischen Materialien kann auf die hintere absorbierende Schicht verzichtet werden und die Dicke der Beschichtung kann bei gleicher optischen Wirkung halbiert werden, wodurch die Kosten reduziert werden. Alternativ kann die Beschichtung direkt auf einem Absorptionssubstrat abgeschieden werden, oder eine Absorptionsmaterialschicht kann direkt auf das Substrat unter den dielektrischen Materialien abgeschieden werden.
Ein alternatives Verfahren zur Verwendung einer Interferenzbeschichtung besteht darin, die Beschichtung von ihrem ursprünglichen Substrat auf die Rückseite eines anderen Substrats zu übertragen. Dies ermöglicht es, auf das PET-Substrat zu verzichten, wodurch der Schirm dünner und rollfähiger wird. Die Beschichtung könnte auf die Rückseite des internen Diffusors oder auf den Polarisator übertragen werden, beide sind typischerweise Materialien (CTA oder Polycarbonate), die aufgrund ihres Ausgasens und ihrer schwachen Beschichtungshaftung nicht direkt interferenzbeschichtet werden können.
Ein anderes Merkmal des Hochkontrast-Projektionsschirms 1 ist der Diffusor, der das reflektierte Licht zum Betrachtungsort lenkt. Die Diffusoren können Oberflächen-Diffusoren oder strukturierte Bulk-Diffusoren sein. Oberflächen-Diffusoren werden üblicherweise hergestellt durch Verwendung eines holographischen oder numerisch gesteuerten Herstellungsverfahrens zum Ätzen eines Masters, der dann verwendet wird, um ein Oberflächenmuster auf eine dünne W-behandelte Beschichtung einzuprägen. Lentikular(zylindrische Mikrolinsen)-Muster wirken als Diffusor und sind vorteilhaft, um Ränder zu verbergen. Bulk-Diffusoren werden üblicherweise hergestellt, indem nicht-mischbare Materialien mit einem leicht unterschiedlichen Brechungsindex zusammengemischt werden, so daß kleine Partikel oder Linsen im Materialbulk ausgebildet werden. Eine strukturierte Vorderfläche kann dabei behilflich sein, Vorderflächenblendung zu vermeiden.
Asymmetrische Diffusion in der horizontalen und vertikalen Richtung (X und Y) ist vorteilhaft, weil die horizontale Richtung üblicherweise einen größeren Betrachtungsbereich abdeckt, um der horizontalen Schirmgeometrie und der horizontalen Verteilungswahrscheinlichkeit der Betrachtungsorte Rechnung zu tragen. Die Bulk- oder Oberflächen-Diffusionsverfahren können eine asymmetrische Diffusion in den X- und Y-Richtungen liefern. Andere Verfahren zur Herstellung von asymmetrischen Diffusoren umfassen das Hinzufügen von ausgerichteten Glasfasern, so daß eine Brechungsindex-Differenz zwischen den Glasfasern und dem Kunststoff oder der diese einfassenden Haft-Matrix vorliegt, das Hinzufügen von schmalen Luftkammern, so daß die Luft zylindrische Linsen in einer Kunststoff- oder Haftfolie ausbildet, und Verwenden einer Kunststoffolie mit Linien, die auf die Oberfläche geprägt oder gebürstet sind.
Asymmetrie in der Richtung des Betrachters (z) kann ebenfalls vorteilhaft sein und kann erreicht werden mit einer Mikrolinse, die das eingehende Licht so fokussiert, daß es, wenn es vom Schirm reflektiert wird, durch einen relativ kleinen Punkt mit hoher Diffusion oder Strahlaufweitung läuft, wie in den 5a und 5b gezeigt ist. Diese z-Asymmetrie erhöht das Kontrastverhältnis und reduziert die Wirkung von großen Winkeln auf der Mehrschicht-Interferenzbeschichtung. Z-Asymmetrie kann erzielt werden durch kontinuierliche Änderung der Mikrolinsen auf dem Schirm in Abhängigkeit von ihrer Position, wie in 5 gezeigt ist. Ein weiterer Weg um die z-Asymmetrie zu erzielen besteht darin, eine rauhe Oberfläche aus einem Material mit hohem Brechungsindex so auszurichten, daß die Erhebungen vom Projektor weg zeigen. Diese Anordnung bewirkt, daß das vom Schirm austretende Licht weniger gestreut wird als das Licht, das in den Schirm eintritt. Eine einfache Art solch einen Schirm herzustellen besteht darin, einen Luftspalt intern zwischen der rauhen Oberfläche und der dichroitischen Oberfläche auszubilden. Ein anderer Ansatz besteht darin, einen Klebstoff mit niedrigem Brechungsindex zu verwenden, um das rauhe Material mit hohem Brechungsindex zu bonden, um einen eingebetteten Oberflächen-Diffusor auszubilden. Zwei Schichten aus jeweils einem Klebstoff mit niedrigem Brechungsindex (Silikon-Drucksensitiver Klebstoff bei 1.41) und einem rauhem Material mit hohem Brechungsindex (Polycarbonat bei 1.58) können vorteilhaft sein, um eine ausreichende Streuung zu erreichen. Größere Erhebungen oder eine größere Brechungsindexdifferenz können es ermöglichen, mit einer Schicht aus einem eingebetteten Diffusor eine ausreichende Streuung zu erzielen. Ein weiterer Ansatz, um einen eingebetteten Diffusor herzustellen, besteht darin, einen Klebstoff mit einem hohen Brechungsindex und Erhöhungen mit niedrigem Brechungsindex zu verwenden. Thermoplastische Klebstoffe können einen Brechungsindex von größer als 1.71 erreichen.
Die Anti-Blend-Beschichtung kann hergestellt werden durch Bereitstellung einer rauhen oder strukturierten Oberfläche. Eine weitere Verbesserung bei der Verminderung von Blendung kann erreicht werden durch Verwendung einer Interferenz-Anti-Reflexions(AR)-Beschichtung alleine oder in Kombination mit der Anti-Blend-Beschichtung.
Vorteilhaftes Polarisierungsfiltern kann erzielt werden mit einem Linearpolarisator im Schirm. Der Projektor ist für alle drei Primärfarben vorzugsweise in der gleichen Richtung polarisiert. Typische transmissive Flüssigkristall-Display(LCD)-Projektoren sind nicht auf diese Art polarisiert und können modifiziert werden durch Rotieren der grünen Polarisierung mit einer 1/2-Verzögerungsplatte. Im Falle von DMD-Projektoren (DMD = Digital-Mikrospiegel-Device) kann ein Polarisierungswiederherstellungssystem verwendet werden, um einen hohen Lichtdurchsatz aufrechtzuerhalten, während die drei Primärfarben polarisiert werden. Ein weiterer Ansatz besteht darin, einen LCOS-Projektor (LCOS = Flüssigkristallauf-Silizium) zu verwenden, der schon von sich aus für alle drei Primärfarben die gleiche Polarisierung aufweist.
Ein Polarisierungsfilm wird üblicherweise hergestellt durch Dehnen von Polyvinyl-Alkohol (PVA), wonach er eingefärbt wird, so daß er Licht einer Polarisierung überträgt, während er Licht der anderen Polarisierung absorbiert. Der Polyvinyl-Alkohol ist typischerweise ungefähr 0.001 Zoll dick. Auf einer oder beiden Seiten wird eine Cellulosetriacetat(CTA)- oder Celluloseacetatbutyrat(CAB)-Schicht hinzugefügt, um den Polarisator zu schützen und zu festigen. Diese Schutzschichten sind üblicherweise jeweils wenigstens 0.001 Zoll dick. "Doppelbrechung" ist eine Eigenschaft von Materialien, die einen unterschiedlichen Brechungsindex entlang verschiedener Materialrichtungen beschreibt. Kunststoffilm-Materialien, die in dem Schirm verwendet werden, weisen vorzugsweise eine kontrollierte Doppelbrechung auf, um die nötige Polarisierung zu bewahren.
Um unkontrollierte Doppelbrechung zu bekämpfen, kann der Film derart ausgerichtet sein, daß die Doppelbrechung keine Rotation des polarisierten Lichts vom Projektor bewirkt. Ein anderer Weg besteht darin, Substratmaterialien wie beispielsweise CTA oder CAB zu verwenden, die eine sehr niedrige Doppelbrechung aufweisen. Es kann auch ein spezieller Klebstoff mit sehr geringer Doppelbrechung verwendet werden. Insbesondere weisen das Diffusor-Substrat und die Klebstoffe vor dem dichroitischen Filter vorzugsweise eine kontrollierte Doppelbrechung auf. Das Substrat für den dichroitischen Filter und den Klebstoff hinter dem dichroitischen Filter müssen nicht kontrollierte Doppelbrechung aufweisen, weil Licht, das durch diese rückseitigen Materialien läuft, verworfen wird.
Das "Extinktionsverhältnis" ist ein Maß für die Lichtmenge, die durch zwei Polarisatoren gelangt, deren Polarisierungsachsen senkrecht ausgerichtet sind, geteilt durch die Lichtmenge, die durch zwei Polarisatoren gelangt, deren Polarisierungsachsen parallel ausgerichtet sind. Ein mäßiges Extinktionsverhältnis ist akzeptabel, um einen großen Vorteil durch Aufnahme eines Polarisators in den Projektionsschirm zu erreichen. Kostengünstige Polarisatoren, wie beispielsweise jene Arten, die für Sonnenbrillen oder Spielzeug verwendet werden, genügen für die Erfindung aus.
Eine weitere Möglichkeit eine spektrale Selektivität im Schirm zu erreichen besteht darin, eine Verzögerungsplatte zu verwenden, der geeignet ist, die Polarisierungsrichtung in Abhängigkeit von der Wellenlänge zu steuern. Die Verzögerungsplatte kann in den Projektor eingesetzt werden und kann aus einem oder aus mehreren Elementen bestehen. Vorteilhafte Polarisierungszustände werden erreicht, wenn die roten, grünen und blauen Farben so rotiert werden, daß sie (beispielsweise) vertikal polarisiert sind, und die anderen Farben so verzögert werden, daß sie horizontal polarisiert sind. Der Polarisator in dem Schirm ist so ausgerichtet, daß er selektiv die Reflexion von Rot, Grün und Blau ermöglicht, während die anderen Farben absorbiert werden. Das unpolarisierte Umgebungslicht wird teilweise absorbiert, um das Kontrastverhältnis zu verbessern, und die Farbe ist ähnlich zu jener, die durch die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung erhalten wird. Dieses Verfahren kann alleine oder zusammen mit der Mehrschicht-Interferenzbeschichtung verwendet werden. Verzögerungsplatten können auch in den Schirm gesetzt werden, um die Spektralselektivitätseffekte abzuändern oder zu verbessern.
Ein weiterer Ansatz, um die Wellenlängenselektivität zu erreichen, besteht darin, Farbmittel auf einer oder mehreren Schichten des Projektionsschirms zu verwenden. Die Auswahl eines Farbmittels mit einem spezifischen Absorptionsspektrum ermöglicht es, nur optische Energie bestimmter Wellenlängen von der Projektionsoberfläche zu reflektieren. Da wellenlängenabsorbierende Materialien für einen breiten Bereich an Einfallswinkeln gleichermaßen effizient sind, sind sie vorteilhaft zur Beschränkung von unerwünschten Umgebungslichtquellen in einem Projektionssystem, bei dem ein großer Bereich an Quellenwinkeln (von Fenstern, Lampen, reflektierenden Flächen und anderen Lichtquellen) üblich sind. Eine schrittweise Vergrößerung des Kontrastverhältnisses kann erreicht werden durch Eingliedern des Farbmittels als eine separate Schicht in den Schirmaufbau oder durch Einfärben einer existierenden Komponente (wie beispielsweise die äußerste Diffusionsschicht). Das Farbmittel kann auch in Verbindung mit anderen existierenden Wellenlängenselektivitätsmitteln verwendet werden, wie beispielsweise dichroitischen Beschichtungen, um entweder die Filterqualität zu verbesssern, oder um eine wünschenswertere Farbwirkung des finalem Schirmproduktes zu erreichen. Das Reflexionsspektrum des Farbmittels muß nicht präzise dem gesamten Bereich der erwünschten Quellenfarben entsprechen (z.B. Schmalband-Blau, -Grün und -Rot), um das Kontrastverhältnis zu verbessern. Beispielsweise kann ein Farbmittel, das unerwünschtes Zyan oder Orange absorbiert, aber auch eine gewisse Menge des gewünschten Grüns absorbiert, netto eine Vergrößerung des Kontrastverhältnisses erzielen. Die Farbe kann erzielt werden durch entweder Verwendung von organischen oder synthetischen Farbstoffen (nur zuständig für Absorption), oder Pigmenten (nicht-lösbare Partikel, die gewisse Streuung und ein Reflexionsvermögen bewirken). Diese Verfügbarkeit ermöglicht einen breiten Anwendungsbereich, umfassend das Vorbehandeln von bei der Schirmkonstruktion verwendeter Polymere, sowie das Oberflächenbeschichten von Schichten während oder nach der Schirmkonstruktion. 6 zeigt die Spektraleigenschaften einer Farbstoffprobe, die einen gewissen Grad an spektraler Selektivität in den maßgeblichen Wellenlängen erzielt.
Bezugnehmend auf 7 ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Oberschicht 20 ist eine holographisch gearbeitete Diffusor-Beschichtung, die auf CTA 19 abgeschieden ist. Diese Schicht wird dann mit einem transparenten Klebstoff 18 mit geringer Doppelbrechung an einer Polarisatorschicht 17 befestigt, die im wesentlichen eine flache Spektralleistung aufweist. Die Polarisatorschicht 17 wird dann mit einer weiteren Schicht aus transparentem Klebstoff geringer Doppelbrechung 16 an dem dichroitischen Filter 15 befestigt. Der dichroitischen Filter 15 umfaßt typischerweise Sputter-beschichtete Schichten aus SiO₂ und Nb₂O₅ auf einem Polyester-Terephthalat(PET)-Film. Der dichroitische Filter 15 ist an einem scharten PET-Film 13 befestigt. Typische Dicken sind wie folgt: 0.003 Zoll, Diffusor, 0.001 Zoll Klebstoff, 0.001 Zoll Polarisator, 0.001 Zoll Klebstoff, 0.003 Zoll Dichroit auf PET-Film, 0.001 Zoll Klebstoff, und 0.001 Zoll schwarzes PET. Die gesamte Dicke beträgt ungefähr 0.011 Zoll, was dünn genug ist, um ein leichtes Rollen und Einbauen des Schirms zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf die 8A und 8B sind zwei Beispiele fortschrittlicherer Versionen der Erfindung gezeigt, die charakterisiert sind durch reduzierte Kosten und Dicke. In 8A ist die Oberschicht eine holographisch gearbeitete Diffusor-Beschichtung 20, die direkt auf dem Polarisator 17 abgeschieden ist. Der dichroitische Filter 15 umfaßt absorbierende Materialien und ist direkt auf dem Boden des Polarisators 17 abgeschieden. Typische Dicken sind wie folgt: viel weniger als 0.001 Zoll Diffusor, 0.003 Zoll Polarisator, viel weniger als 0.001 Zoll dichroitische Beschichtung. Die gesamte Dicke beträgt somit ungefähr 0.003 Zoll. In 8B ist eine Schicht 21 aus eingebettetem Oberfläschen-Diffusor beinhaltet. Zwischen den in den 7 und 8 gezeigten Extremen können verschiedenste Kombinationen realisiert werden, indem nur einige der fortschrittlichen Ansätze in 8 übernommen werden.
Der in 8B gezeigte Aufbau versetzt den Diffusor primär hinter den Polarisator. Dieser Aufbau resultiert in einer stärkeren "Kontrastverhältnis-Verbesserung" (CRI = Contrast Ratio Improvement), weil Umgebungslicht keine Möglichkeit hat, direkt von dem Diffusor reflektiert zu werden, bevor es teilweise in dem Polarisator absorbiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Oberschicht-Erhebungen noch verwendet, um Oberflächenblendung zu vermeiden. Der eingebettete Diffusor kann von der Bulk- oder Oberflächen-Art sein mit X-Y-asymmetrischen Eigenschaften.
Es ist vorteilhaft, schmalbandige Lichtquellen zu verwenden. Die Quellen können Gas oder Halbleiterdiodenlaser sein. In der gesamten Beschreibung basierten die spezifizierten Wellenlängen auf einem spezifischen Projektor-Ausführungsbeispiel, das UHP-Lampen verwendet, um die Lichtquellen zu umfassen. Insbesondere kann die grüne Wellenlänge zu einer reineren grünen Farbe in der Nähe von ungefähr 520 nm verschoben werden. Das Ausgabespektrum eines typischen Projektors (mit zusätzlicher Filterung, die das gelbe Maximum der UHP entfernt), das geeignet ist für eine Verwendung mit dem wellenlängenselektiven Projektionsschirm, ist in 9 gezeigt. UHV-Lampen tendieren dazu, im Roten schwach zu sein, weswegen eine Kombination einer UHP-Lampe mit einer anderen Quelle von schmalbandigem Rot vorteilhaft ist. Um das rote Licht bereitzustellen, kann eine große Anzahl an LEDs verwendet werden. Die Quelle kann auch eine gefilterte Wolframfadenlampe sein. Das CRI kann als ein Maß für die Wirkung des Hochkontrast-Projektionsschirms gemäß der Erfindung dienen. Mit einem ausreichend schmalbandigen Projektorlicht, typischerweise eine Ultrahochdruck(UHP)-Quecksilberdampflampe, gelb ausgefiltert, reicht das CRI von exemplarischen Hochkontrastschirmen von ungefähr 3.5 bis ungefähr 4.5, abhängig von der gewünschten Aufweitung. Ein CRI von 4 ist machbar mit typischen Aufweitungswinkeln von ungefähr 45 Grad vertikal mal 65 Grad horizontal (voller Winkel, halbe Leistung). Diese Zahlen gelten für einen gut beleuchteten Raum, in dem ein weißer Schirm ein Kontrastverhältnis von 10:1 aufweist, was ein Bild erzeugt, das schwer zu sehen ist. In dieser Situation wird das neue System das Kontrastverhältnis auf ungefähr 40:1 verbessern, was für Frontprojektionssysteme ein zufriedenstellender Grad ist. In einem dunklen Raum bewirkt die Erfindung immer noch eine Farbverbesserung und absorbiert einen wesentlichen Anteil des Streulichts des Projektors, das vom Schirm reflektiert wird und von den Wänden abprallt. Dieses Licht ist stark depolarisiert, wenn es von den Wänden reflektiert wird, so daß der Polarisator in dem Schirm immer noch für eine Verbesserung des Kontrastverhältnisses nützlich ist. Auch wird das von den Wänden reflektierte Licht großteils zu hohen Winkeln abgelenkt, wo die dielektrische Beschichtung des Schirms und Diffusionsschichten vorgesehen und angeordnet sind, um eine Rückkehr von Umgebungslicht zum Betrachter zu vermeiden.
Der Projektor kann gefiltert werden, um eine noch schmalbandigere Lichtquelle zu erzeugen. Dies verbessert die Farben, allerdings auf Kosten einer gewissen Lichtverschwendung. Falls dieses ungenutzte Licht (möglicherweise mit zusätzlicher Filterung, um es weißer zu machen), verwendet wird, um als Umgebungslicht den Raum zu erleuchten, so wird es größtenteils im wellenlängenselektiven Schirm absorbiert. Diese Anordnung ist in 12 gezeigt. Ferner kann das Umgebungslicht, wie beispielsweise das Raumlicht oder Fenster, gefiltert werden, so daß nur Wellenlängen erlaubt sind, die in dem Schirm absorbiert werden. Im Falle von Raumlichtern kann der Filter direkt auf die Lampe aufgetragen werden oder getrennt vor der Lampe installiert werden. Im Falle von Fenstern kann die Filterbeschichtung ein Farbstoff oder ein Teil eines Kunststoffilms, wie beispielsweise ein Sonnenlicht abweisender Fensterfilm, sein, oder sie kann mit anderen Vorrichtungen, wie beispielsweise Vorhängen, kombiniert werden.
Bezugnehmend auf 10 ist ein Farbdiagramm gezeigt, in dem Farben benannt sind und entsprechende Wellenlängen angegeben sind. Bezugnehmend auf 11 ist die Wirkung der Farbverbesserung gezeigt. Das mit "1" bezeichnete Dreieck ist der Farbgamut auf einem weißen Schirm, der von einem Viewsonic-PJ1060-Projektor erzeugt wird (mit modifizierter Polarisation und typischen Einstellungen für Hochkontrast). Das mit "2" bezeichnete Dreieck zeigt den Farbgamut derselben Situation, mit dem Unterschied, daß ein moderat schmalbandiger RGB-Filter am Ausgang des Projektors hinzugefügt wurde. Das mit "3" bezeichnete Dreieck zeigt den Farbgamut bei weiterer Hinzufügung des wellenlängenselektiven Projektionsschirms gemäß dieser Erfindung. In diesem Beispiel bewirkt das Hinzufügen des Schmalbandfilters und Schirms eine 53 prozentige Verbesserung in der Farbgamut-Fläche.
11 zeigt, daß die Erfindung den blauen Punkt von ungefähr U'=.18, V'=.13 zu ungefähr U'=.21, V''=.8 verschoben hat. Diese Änderung repräsentiert eine Verschiebung, welche die blaue Farbe zum Violetten hin verschiebt. Um die blaue Farbe zu korrigieren und einen noch größeren Farbgamut zu erzielen, ist es vorteilhaft, die Reflexion in dem Bereich von 430-450 nm zu reduzieren. Diese Reduktion kann erreicht werden durch eine geeignete Einrichtung einer Mehrschicht-Beschichtung oder durch Verwendung von Farbstoffen. Eine Änderung des Blauen wird dazu tendieren, daß die gewünschte neutrale graue oder leicht violette Farbe des Schirms vermindert wird, wenn nur Umgebungslicht reflektiert wird. Andere Änderungen, wie beispielsweise eine Reduktion der Menge an grüner Reflexion, können vorteilhaft sein, um die richtige Umgebungsfarbe aufrechtzuerhalten.
Der Hochkontrast-Projektionsschirm gemäß der Erfindung erhöht das Kontrastverhältnis signifikant und verbessert die Farbe. Die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung ist vorteilhaft für den Erhalt von scharfen Anstiegs- und Abfall-Steigungen bei der Wellenlängenselektion. Auch kann sie mit willkürlichen Positionen der Anstiege und Abfälle ausgelegt werden. Dieses Merkmal ermöglicht eine Justierung für bessere Farbe und besseres Kontrastverhältnis. Farbmittel wie beispielsweise Farbstoffe bieten im allgemeinen ein Unempfindlichkeit gegenüber einfallenden und ausfallenden Lichtwinkeln, was sie besonders vorteilhaft für den Projektionsschirm-Einsatz macht.
Eine Vielzahl an Verfahren kann verwendet werden, um die Wirkung von Licht mit hohem Einfallswinkel auf die Interferenzbeschichtung zu reduzieren. Ein Ansatz besteht darin, den Schirm ungleichmäßig zu beschichten, so daß jede Stelle auf dem Schirm eine im Voraus veränderte Beschichtung aufweist, die den Einfallswinkel an dieser Stelle kompensiert. Ein anderer Ansatz besteht darin, den Schirm so zu krümmen, daß der Winkel nahezu konstant bleibt. Vorzugsweise wird eine Lampe bekannter Quellspektralleistungsdichte an einen farbigen Schirm mit den gewünschten Emissionseigenschaften angepaßt. Neben RGB können auch andere Primärfarbschemata verwendet werden, um ein Vollfarb-Display zu erzeugen. So können in der Tat aus einem System mit zwei Primärfarben viele Farben erzeugt werden. Ein anderer Ansatz besteht darin, nur eine Farbe zu verwenden, um ein Monochrom-Display zu erzeugen. Das Monochrom-System kann mit weniger Schichten im Dichroitischen ausgelegt werden, oder kann so ausgelegt werden, daß der Kontrast stärker als im Vollfarbsystem verbessert wird.
Ein alternativer Weg, die Mehrschicht-Interferenzbeschichtungen zu verwenden, umfaßt das Verfahren: Entfernen der Beschichtungsflocken von dem Substrat, Mahlen dieser in kleinere Stücke und Hinzufügen dieser zu einem Bindemittel, um eine Farbe herzustellen. Vorteile dieses Verfahrens sind eine stark verbesserte Einheitlichkeit der Beschichtung über den Schirm, sowie zusätzliche Diffusion durch die Interferenzbeschichtungsflocken, was ein Weglassen des internen Diffusors ermöglichen kann.

Claims

Selektiv-reflektierende optische Vorrichtung umfassend, einen Projektor, der optische Energie liefert, einen Projektionsschirm, wobei der Projektionsschirm eine Struktur aufweist, die ausgebildet und angeordnet ist, um selektiv nur einfallende optische Energie einer vorbestimmten Anzahl an schmalen Bändern von optischen Wellenlängenbereichen zu reflektieren, wobei die Struktur eine Mehrschicht-Interferenzbeschichtung (15) aufweist, die Energie in den schmalen Bändern reflektiert, während sie Energie in den dazwischen liegenden Bereichen hindurchläßt; wobei die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung mehrere Schichten aufweist aus Material mit abwechselnd geringem Brechungsindex und hohem Brechungsindex, und dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor eine UHP-Lampe aufweist und, verglichen mit anderen Bereichen des sichtbaren Spektrums, einen Überschuß an grünem Licht abstrahlt, und wobei die Struktur des Projektionsschirmes ausgebildet und angeordnet ist mit einer relativ geringen Reflexion in der grünen optischen Wellenlänge zum Zusammenwirken mit der UHP-Lampe.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bänder kleiner als ungefähr 10 Prozent der Mittenwellenlänge bei Halbwertsbreite sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bänder kleiner als 6 Prozent der Mittenwellenlänge sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Material mit geringem Brechungsindex SiO₂ ist, und die Materialien mit hohem Brechungsindex aus der Gruppe bestehend aus TiO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dicken der Schichten aus Material mit geringem Brechungsindex ungefähr 100 nm betragen, sowie 70 nm für das Material mit hohem Brechungsindex.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung (15) etwa 5 bis 50 Schichten aufweist, um eine Beschichtung einer Dicke im Bereich von etwa 1000 bis 6000 nm auszubilden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Struktur mehrere absorbierende Schichten aufweist, die in der Mehrschicht-Interferenzbeschichtung (15) enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mehrschicht-Interferenzbeschichtung (15) ausgebildet und angeordnet ist mit einem relativ geringen Reflexionsvermögen in der grünen optischen Wellenlänge zum Zusammenwirken mit einer Quelle von projiziertem Licht, das, verglichen mit anderen Bereichen des sichtbaren Spektrums, einen Überschuß an grünem Licht ausstrahlt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist, einen Raum, der die Quelle an optischer Energie und den Projektionsschirm umgibt, mit einer Umgebungsbeleuchtung, die ein breites Band von optischen Wellenlängen beinhaltet, aber in der vorbestimmten Anzahl an schmalen Bändern von optischer Energie eine reduzierte Energie aufweist, wobei der Projektionsschirm ausgebildet und angeordnet ist, um die von der Umgebungsbeleuchtung einfallende Energie innerhalb des breiten Bandes von optischen Wellenlängen wesentlich zu dämpfen, nicht aber in der vorbestimmten Anzahl an schmalen Bändern von optischen Wellenlängenbereichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Beschichtung (15) eine Interferenzbeschichtung auf einem zweiten Substrat aufweist, die von einem ersten Substrat übertragen wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Beschichtung bidirektional in Paaren aus Materialien mit hohem und geringem Brechungsindex aufgetragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Beschichtung ungleichmäßig ausgebildet und angeordnet ist, so daß jede Stelle auf dem Schirm eine im Voraus veränderte Beschichtung aufweist, welche den Einfallswinkel von Licht an dieser Stelle kompensiert.