DE2617712A1

DE2617712A1 - Projektionsschirm sowie verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2617712A1
Application number: DE19762617712
Authority: DE
Inventors: Harold Frederick Langworthy; Robert Norton Wolfe
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1976-11-04
Also published as: US3977766A; FR2308945A1; CA1048316A; GB1538600A; HK41780A; FR2308945B1; JPS51131324A

Description

EASTMAN KODAK COMPANY, Rochester, N.Y. 14650, U.S.A.

Proiektionsschirm sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf Vorderseiten- und Rückseiten-Projektionsschirme der Bauart mit einer Vielzahl von geradlinigen Reihen optischer Mikroelemente, von denen jedes speziell geformt ist, um den Bildfluß derart zu verteilen, daß eine im wesentlichen konstante Leuchtstärke über einen vorbestimmten Zuschauerraumwinkel hinweg erzeugt wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verbesserungen des ästhetischen Aussehens derartiger Schirme.

Im U.S. Patent 3 754 813 sind Strahlungsrückvertei lungs-Vorrichtungen wie beispielsweise Vorderseiten- und Rückseiten Projektionsschirme beschrieben, die eine Liehtverteilungsoberfläche aufweisen, welche eine Vielzahl von geradlinigen Nuten oder Rillen aufweist. Die Tiefe jeder der Rillen ist periodisch entlang der Rillenlänge gewellt, und zwar entsprechend einer vorbestimmten Wellenform, um eine Reihe von im wesentlichen gleichförmige Größe aufweisenden optischen Mikroelementen zu bilden, die eine im wesentlichen gleichförmige Strahlung in einem vorbestimmten.-

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Verwendungsbereich erzeugen. Im U.S. Patent 3 765 281 ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Projektionsschirms beschrieben. Der Schirm wird dabei derart hergestellt, daß man das Schneidmesser eines. Tonaufzeichnungskopfes als Werkzeug benützt, um die Lichtverteilungsoberfläche des Schirms herauszuschneiden, und wobei die Schneidstellung des Messers mit einem elektrischen Signal einer vorbestimmten Wellenform moduliert wird. Idealerweise sollte die das Tiefenprofil jeder Rille darstellende Wellung vollkommen mit derjenigen sämtlicher anderer Rillen in Phase sein, da kleine Änderungen der Phasenbeziehung zwischen optischen Mikroelementen eine Oberfläche mit einem streifenartigen Aussehen erzeugen. Da jedoch die Rillen notwendigerweise nacheinander geschnitten werden, wobei das Werkstück, aus dem der Projektionsschirm hergestellt wird, am Schneidmesser in einer Reihe von mit gleichem Abstand vorgesehenen parallelen Querdurchgängen vorbeibewegt wird, ist es außerordentlich schwierig, die ideale Phasenbeziehung von einer Rille zur anderen aufrechtzuerhalten, und zwar wegen der sehr kleinen Geschwindigkeitsänderungen des Werkstücks,· der sehr kleinen Frequenzänderungen des zur Modulation des Schneidmessers verwendeten Signals und der mit der Befestigungsanordnung des Schneidmessers zusammenhängenden elektromechanischen Wandlerverzögerungen. Üblicherweise zeigt die Schirmoberfläche zufällige Streifen aus hellen und dunklen Zonen, die parallel zu den Rillen verlaufen und für das Auge nicht angenehm sind. Die Anordnung kleiner eine gleichförmige Größe aufweisender Mikroelemente kann auch Beugungsränder hervorrufen, die ihrerseits bewirken, daß ein Mikroelement heller oder dunkler erscheint als es sollte, und zwar abhängig von dem speziellen Punkt im Zuschauerraum, von dem aus die Betrachtung erfolgt; darüber hinaus kann sogar dort Farbe hervorgerufen werden, wo keine sein sollte.

Zur Verbesserung des ästhetischen Aussehens der Schirme schlagen die ü.S. Patente 3 754 811 und 3 788 171 vor, daß das zur

i'iodulation der Schneidstellung des Messers verwendete Signal derart beabsichtigterweise in seiner Frequenz zufallsmäßig beeinflußt werden sollte, daß optische Mikroelemente von Zufallsgröße, aber gleicher Bildfluß-Verteilungsform entstehen. Auf diese Weise ergibt sich eine deutliche Verbesserung des ästhetischen Aussehens verglichen mit ähnlichen Schirmen, die aus im wesentlichen gleiche Größen aufweisenden Mikroelementen bestehen, obwohl auch diese Schirme noch immer bei Bestrahlung Beugungswirkungen (beispielsweise Farbbänder) zeigen, die für das Auge etwas unangenehm sind. Diese Beugungswirkungen sind deshalb für den Betrachter bemerkbar, weil die Frequenz der zufallsmäßig veränderten MesserSteuerwellenform langsam geändert wird, um im wesentlichen die Kontinuität des WeIlenformabfalls und daher das Lichtwiederverteilungsprofil für benachbarte Mikroelemente aufrechtzuerhalten. Da der Abstand von einem Punkt zum Erscheinen einer speziellen Farbe beitragenden Mikroelement zu entsprechenden Punkten auf benachbarten Mikroelementen im wesentlichen gleich ist, wird das Farbbandproblem nicht eliminiert. Das Problem der Farbbandbildung könnte ferner dadurch vermindert werden, daß man die Frequenz der Zufalls-Messersteuerwellenform erhöht. Wenn man jedoch dieses tut, so würde die Form jedes Mikroelements geändert, so daß man die gewünschte gleichmäßige Lichtverteilung nicht mehr erhalten würde.

U.S. Patent 3 809 457 beschreibt einen verbesserten Schirm, bei dem die Mikroelemente Zufallsgröße besitzen, jedenfalls in einer Querrichtung, und in der Weise, daß der Abfall oder die Neigung einer speziellen Mikroelementenform an irgendeinem Punkt längs einer Reihe nicht aus der Kenntnis der Neigung von anderen Mikroelementenformen längs der Reihe voraussagbar ist. Die Verteilung derartiger eine Zufallsgröße besitzende Mikroelemente ist jedoch in dem Umfang im Durchschnitt voraussagbar, daß alle vernünftigerweise kleinen Flächen auf dem Schirm (d.h. eine Fläche, die klein ist verglichen mit der Gesamtfläche des Schirmes selbst, aber nichtsdestoweniger groß verglichen mit der jedes Mikroelement bildenden Querstruktur) senkrecht einfallendes Licht in Zuschauerraumwinkel der glei-

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chen Größe und Form zurücklenken. Ein derartiger Schirm besitzt verbesserte ästhetische Eigenschaften deshalb, weil die Zufallsstruktur bewirkt, daß alle kleinen Flächen oder Zonen auf dem Schirm dem Betrachter mit gleichförmiger Helligkeit erscheinen. U.S. Patent 3 809 457 beschreibt auch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Schirms. Kurz gesagt wird ein solcher Schirm dadurch hergestellt, daß man an das Schneidmesser ein elektrisches Signal mit einer Wellenform anlegt, welche zumindest in dem Ausmaß zufällig ist, daß die Neigung dieser Wellenform an jedem beliebigen Punkt (innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Neigungswerten) aus der Kenntnis der Neigung an anderen Punkten der Wellenform nicht voraussagbar ist, aber in dem Umfang voraussagbar ist, daß das Neigungswahrscheinlichkeits-Dichtenprofil (d.h. die Frequenzverteilung der Neigungswerte) über die bestrahlte Schirmfläche hinweg im wesentlichen die gleiche Form besitzt wie das Strahlungsrückverteilungsprofil, welches von dieser Fläche gewünscht wird. Während das U.S. Patent 3 809 4.57 die Probleme der Farbbandbildung gelöst hat, so ergibt sich hier eine als Szintillation bekannte Eigenschaft, die sich durch außerordentlich kleine Flächen mit sehr hoher Helligkeit bemerkbar macht. Diese Eigenschaft tritt üblicherweise bei Projektionsschirmen der Rückprojektions-Diffusionsbauart auf.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, Vorderseiten- und Rückseiten-Projektionsschirmoberflächen vorzusehen, bei denen das Entstehen von Farbbändern beträchtlich reduziert oder eliminiert wird, ohne daß dabei das Szintillationsphänomen auftritt.

Zur Erreichung dieses und weiterer Ziele sieht die Erfindung die Verwendung eines Schneidmessers eines Tonaufzeichnungskopfes als ein Werkzeug vor, um eine Vielzahl von Reihen aus alternativ konkaven und konvexen optischen Mikroelementen in der'Schirmoberfläche herauszuschneiden. Dabei wird erfindungsgemäß in einer Speichereinheit ein Steuersignal aufgezeichnet, welches sich sowohl in seiner Wellenlänge als auch Amplitude

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am Ende jedes halben Zyklus oder vollen Zyklus ändert, aber das Amplituden-zu-Wellenlängen-Verhältnis konstant hält. Die Speichereinheit ist zwischen zwei starr an einem XY-Frästisch befestigten VorSprüngen oder Rippen ausgestreckt, wobei der Tisch das unbearbeitete Werkstück trägt, in dem die Reihen der Mikroelemente herausgeschnitten werden. Ein Aufnehmerkopf ist an der Basis des Tonaufzeichnungskopfes befestigt und wird in leichte Berührung mit dem Speicherelement gebracht oder der Speichereinheit gebracht. Wenn sich der Frästisch bewegt, so wird ein Signal im Aufnehmerkopf erzeugt, welches einem Steuerkreis zugeführt wird, der eine Verstärkervorrichtung und ein Bandpaßfilter aufweist. Vom Steuerkreis wird das Signal an das Schneidmesser angelegt, um die Schneidtiefe desselben in der Weise zu modulieren, daß Bildlichtrückverteilungs-Mikroelemente erzeugt werden," die eine gewünschte Form besitzen. Da das auf dem Speicherelement aufgezeichnete Signal der Steuerung des Schneidvorgangs jeder Reihe verwendet wird, behalten die Mikroelemente in jeder Reihe eine identische Phasenbeziehung mit den Mikroelementen in benachbarten Reihen bei. Die vorliegende Erfindung sieht somit einfache und billige Mittel vor, um Projektionsschirme zu erzeugen, welche ein verbessertes ästhetisches Aussehen aufweisen.

Die Erfindung sieht dabei insbesondere einen Projektionsschirm vor, der eine Vielzahl von Reihen aus alternativ konkaven und konvexen optischen Mikroelementen aufweist, die eine Form besitzen, welche die einfallende Strahlung gleichförmig über einen vorbestimmten Zuschauerraumwinkel hinweg rückverteilt, wobei erfindungsgemäß der Schirm dadurch gekennzeichnet ist, daß die Form der Mikroelemente einen Maßstab besitzt, der konstant über jedes einzelne Mikroelement hinweg ist und sich zwischen Mikroelementen ändert, um in einer Reihe benachbarte Mikroelemente von unterschiedlicher Größe zu bilden, welche die gleiche Form besitzen.

Erfindungsgemäß ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Projektionsschirms bzw. einer Mutterform, mittels welcher Projektionsschirme hergestellt werden, vorgesehen,

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wobei die Mikroelemente in geradlinigen Rillen in einem Werkstück herausgeschnitten werden, und wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß der Maßstab der Form jedes Mikroelements durch einen konstanten Wert bestimmt ist, der durch eine Zufallsgröße geändert wird, nachdem jedes Mikroelement geschnitten wurde.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine durch ein Interferenzmikroskop gemachte

Fotografie eines erfindungsgemäßen Projektionsschirms ;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche eine Translationsverschiebung eines unbearbeiteten Pro j ektions.-schirms oder einer Mutterform relativ zur Schneidvorrichtung bewirkt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der bevorzugten erfindungsgemäßen Schaltung zum Ansteuern des Schneidmessers der Schneidvorrichtung;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer bevorzugten erfindungsgemäßen Schaltung zur Erzeugung der gewünschten Zufallswellenform, die auf dem Speicherelement aufgezeichnet wird;

Fig. 5 ein elektrisches Schema der in Fig. 4 gezeigten gegenausgleichenden asymetrischen Schaltung.

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Die in Fig. 1 gezeigte Fotografie veranschaulicht die Lage der Mikroelemente einer gemäß der Erfindung hergestellten Projektionsschirmoberfläche 11. Die Reihen der Mikroelemente verlaufen horizontal, aber die Mikroelemente ändern sich zufällig in ihrem Maßstab oder ihrer Gesamtgröße(d.h. die Breite und die Amplitude der Mikroelemente ändert sich gleichzeitig, so daß ihr Verhältnis und daher die Lichtverteilungseigenschaften der Mikroelemente die gleichen bleiben), während eine identische Phasenbeziehung mit den Mikroelementen in benachbarten Reihen aufrechterhalten bleibt.

In dieser Anmeldung wird der Ausdruck "Maßstab" verwendet, um die Beziehung der Abmessungen verschiedener Mikroelemente ohne Unterschied in der Proportion der Abmessungen eines einzigen Mikroelements zu beschreiben.

Gemäß der Erfindung haben die Projektionsschirme eine Lichtverteilungsoberfläche ähnlich wie durch die Oberfläche 11 dargestellt, und sie können durch einen Stereophonograph-Aufzeichnungskopf (Stereotonaufzeichnungskopf) hergestellt werden, d.h. einer Einrichtung, die üblicherweise in der Schallplatten-Industrie verwendet wird. Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 2 von U.S. Patent 3 754 811 beschrieben, und kann zur Herstellung einer Schirmmutterform verwendet werden, mittels der dann Projektionsschirme durch Pressen hergestellt werden, beispielsweise durch bekannte wirtschaftliche Vervielfältigungsverfahren, wie beispielsweise Prägen, Pressen oder Spritzgiessen.

Ein Tonaufzeichnungskopf, der zum Schneiden von Projektionsschinnmutter formen besonders geeignet ist, ist der im U.S. Patent 3 754 811 gezeigte der Westrex Corporation, Modell 3D Stereodisk.

Wie in den Fig. 4 und 6 des U.S. Patents 3 754 811 gezeigt, muß wegen der bogenförmigen Bewegung des Schneidmessers (Stylus) das Messer mit einer symmetrischen Wellenform angetrieben werden. In Fig. 5 ist eine Schaltung dargestellt, um die gewünschte gegenausgleichende asymmetrische Wellenform herzustellen.

Bei der Herstellung der Projektionsschirm-Mutterformen unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung wird das Werkstück relativ zu einem erhitzten Schneidmesser bewegt, und zwar in einer Reihe von mit gleichem Abstand vorgesehenen paralleln Querläufen. Gleichzeitig wird die Schneidstellung des Messers elektronisch bezüglich der Oberfläche einer unbearbeiten Mutterform verändert, um den gewünschten Longitudinal-Querschnitt oder das Tiefenprofil zu erzeugen. Eine Vorrichtung zur Bewegung der Mutterform relativ zum Messer ist in Fig. 2 gezeigt. Diese Vorrichtung ist im ganzen der in Fig. 5 von U.S. Patent 3 754 811 gezeigten Vorrichtung ähnlich, wobei hier aber die Elemente 13, 14, 16, 17 und 19 hinzugefügt sind.

Am Fräsmaschinenschlitten 93 ist ein starres Glied 13 starr befestigt. Zwei Vorsprünge oder Rippen 14 aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Stahl sind am Glied 13 befestigt. Ein magnetisches Tonaufzeichnungsband 16, auf dem die gewünschte MesserSteuerform aufgezeichnet ist, ist locker zwischen den Vorsprüngen 14 ausgestreckt. Das Band wird mit Permanentmagneten 17 fest auf den Vor Sprüngen 14 gehalten. Ein Tonaufnahmekopf 19 ist auf der Basis der Schneidvorrichtung befestigt und ist daher räumlich bezüglich des Tisches 80 festgelegt. Dieser Kopf 19 wird leicht gegen das Band 16 gedrückt. Das durch den Aufnahmekopf 19 erzeugte Signal wird durch die in Fig. 3 gezeigte Steuerschaltung verarbeitet und sodann an das Schneidmesser angelegt.

Eine bevorzugte Schaltung zur Erzeugung der Wellenform, die auf dem Magnetband 16 aufgezeichnet und durch den Aufnahmekopf 19 erzeugt ist, ist in Fig. 4 geneigt. Die Schaltung um-

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faßt einen frequenzmodulierbaren Sinuswellengenerator 200, einen Nulldurchgangs- oder Nullwert detektor 202, der jedesmal dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Sinuswelle durch Null läuft, einen monostabilen Generator 204, der infolge jedes Nulldurchgangssignals einen Impuls schmaler Breite erzeugt, einen Tast-und-Halte-Modul 206, der eine Spannung von einer Signalquelle 208 während der Breite des durch den monostabilen Generator 204 erzeugten Ausgangsimpulses aufnimmt und dann diese Spannung im wesentlichen ungeändert speichert, bis der nächsten Proben- oder Befehlsimpuls von diesem Generator kommt, eine Schaltung 210, welche eine asymmetrische Wellenform erzeugt, um die durch die bogenförmige Laufbahn des Schneidmessers erzeugte Asymmetrie auszugleichen, eine Formungsschaltung 212, welche die frequenzmodulierte Sinuswellenausgangsgröße des Generators 2OO in eine Wellenform mit der gewünschten Mikroelementenform umwandelt, und ein Analogdividiermodul 214, in dem die geformte Wellenform durch eine Spannung proportional zu dessen Frequenz geteilt wird, so daß die "optische Kraft" der Mikroelemente konstant verbleibt. Mit dem Ausdruck "optische Kraft¹* wird hier die Fähigkeit eines Mikroelements bezeichnet, den Bildfluß durch einen vorbestimmten Zuschauerraumwinkel rückzuverteilen.

Die sinusförmige Grundwellenform,aus der schließlich das Messerschneidsignal abgeleitet wird, wird durch den Sinuswellengenerator 200 erzeugt. IM die Größe benachbarter Mikroelemente zufallsmäßig zu verändern, erzeugt der Nulldurchgangsdetektor 2O2 jedesmal dann ein Ausgangssignal, wenn die durch den Generator 200 erzeugte Sinuswelle durch Null läuft. Jedes Ausgangssignal des Detektors 2O2 aktiviert den monostabilen Multivibrator 204, um einen Impuls zu erzeugen, dessen Breite ein insignifikanter Teil der Periode der Sinuswelle ist, beispielsweise weniger als 1 % beträgt. Nach Empfang des Impulses von dem monostabilen Multivibrator 2O4 nimmt der Tast-und-Halte-Modul 206 eine von der Signalquelle 208 gelieferte Modulationsspannung auf, die relativ zu der durch den Generator 2OO erzeugten Sinus-

- ίο -

welle vollständig inkohärent ist. Infolge dieser relativen Inkohärenz sind die durch die Modulationsspannung in aufeinanderfolgenden Tastperioden angenommenen Werte statistischer Natur, die nur mit der durch die Quelle 208 erzeugten Wellenform in Beziehung stehen. Wenn beispielsweise die Wellenform der Quelle 2O8 von dreieckiger Form ist und eine viel höhere Frequenz als irgendeine Frequenz der durch den Generator 200 erzeugten Sinuswelle aufweist/ so ist die Wahrscheinlichkeitsverteilung der aufeinanderfolgenden Werte der Modulationsspannung zwischen zwei scharfen Grenzen flach. Die durch den Modul 206 von der Quelle 208 während der Periode des Impulses vom monostabilen Generator 208 aufgenommene Modulations spannung wird an den Generator 2OO als eine Frequenzmodulation solange angelegt, bis die durch den Generator 200 erzeugte Wellenform durch Null läuft, wobei zu diesem Zeitpunkt eine Impuls vom Detektor 202 den Generator 204 veranlaßt, dem Modul 200 den Befehl zu geben, wiederum die Spannungsamplitude von der Quelle 208 zu tasten oder abzunehmen und diese Spannung an den Generator 208. als eine Frequenzmodulation anzulegen. Man erkennt daher, daß sich die Frequenz der Wellenform jedesmal dann abrupt ändert, wenn ein Befehlssignal vom Tast- und Halte-Modul 206 empfangen wird.

Um Mikroelemente mit einem Querschnitt zu schneiden, der eine solche Form besitzt, daß senkrecht einfallende Strahlung in der Weise rückverteilt wird, daß eine gleichförmige Strahlung in einem Raumwinkel erzeugt wird, muß eine Wellenform erzeugt werden, die sich von einer wahren Sinuswelle dadurch unterscheidet, daß die Spitzen bezüglich der eine niedrigere Amplitude aufweisenden Teile der Welle abgeflacht sind. Die Bestimmung der eine solche Wellenform definierenden Gleichungen ist kein Teil der vorliegenden Erfindung. Diese Gleichungen sind im erwähnten U.S. Patent 3 754 813 beschrieben. Zur Erzeugung der gewünschten Wellenform aus der frequenzmodulierten Sinuswellenausgangsgröße des Generators 2OO wird diese Ausgangsgröße in die Formungsschaltung 212 eingespeist. Die Ausgangsgröße der Formungsschaltung 212 wird sodann in den

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Z-Eingang des Analogdividiermoduls 214 über einen Kondensator C1 eingespeist, der jegliche Drift oder jegliches Versetzen der Formungsschaltung 212 eliminiert. Der ins einzelne gehende Aufbau und die Wirkungsweise der Formungsschaltung 212 bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung, vielmehr wird in diesem Zusammenhang auf Fig. 20 des US-Patents 3 754 813 verwiesen, wo die entsprechende Formungsschaltung mit dem Bezugszeichen 211 bezeichnet ist.

Um das Schneidmesser derart anzusteuern, daß es symmetrische Mikroelemente längs der Rillenlänge herausschneidet, ist es erforderlich, eine asymmetrisch verformte Wellenform an die Antriebsspulen des Messers anzulegen, die infolge der bogenförmigen Bewegung des Messers in die gewünschte Nutenschneidmesserbewegung umgewandelt wird. Es wurde festgestellt, daß die erforderliche Asymmetrie erreicht werden kann, wenn die frequenzmodulierte Ausgangsgröße des Sinuswellengenerators 200 durch einen Ausdruck dividiert wird, der den Cosinus der gleichen Frequenz umfaßt. Demgemäß gilt

(D Y¹ =1

A(1 ± k Cos wt)
dabei ist

Y die Sxnuswellenausgangsgroße (a sin wt) des Generators 200

Y¹ die gewünschte asymmetrisch verformte Wellenform

A eine willkürliche Maßstabskonstante

k ein einstellbarer Verformungsparameter

w die WinkeLfrequenz in Radian pro Sekunde und t die Zeit in Sekunden. -.,

Wie man in Fig. 5 erkennt, bestimmt der die Widerstände R1 und R3, den Kondensator C2 und Operationsverstärker A1 auf-

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weisende Teil der Schaltung 210 das Differential der Sinuswellenausgangsgröße des Generators 200 gemäß der folgenden Gleichung:

(2) d/dtr = d/dt (a sin wt) = aw cos wt, dabei ist

a die Amplitude der Wellenform und w die Winkelfrequenz in Radian pro Sekunde.

Die Gleichung zeigt, daß das Differential der Sinuswellenausgangsgröße die Cosinuswelle mit einer Amplitude ist, die proportional zur Frequenz ist. Da der Divisor der Gleichung (1), der erforderlich ist, um die Amplitude Y¹ derart einzustellen, daß die Wellenfprmen gleich gehalten werden, ebenfalls eine Konstante (mindestens über einen vollen Zyklus hinweg) ist, die proportional zur Frequenz ist, so wird die Differenzialspannung direkt einer zur Frequenz proportionalen Spannung (V^f) hinzugefügt, die von einem Hilfsausgang des Generators 200 verfügbar ist. Das Potentiometer P1, der Widerstand R5 und der Verstärker A2 liefern eine einstellbare Verstärkungssteuerung und bestimmen so den Wert des Parameters k, der beliebig und unabhängig.von der Frequenz ist. Die Widerstände R2, R4 und R6 sehen die richtige Widerstandsanpassung für die verschiedenen Schaltungskomponenten vor. Die Ausgangsgröße der Schaltung 210, die der Divisor in der obigen Gleichung 1) ist, wird in die Y-Eingangsklemme des Analogteilermoduls 214 eingespeist. Das Analogdividiermodul 214 teilt die augenblicklichen Amplituden der Eingangssignale Y und Z, um so eine Ausgangsgröße zu erzeugen, deren Amplitude umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Da die an die Klemme Z angelegte Frequenz dann ansteigt, wenn die Amplitude des an die Klemme Y angelegten Signals

ansteigt, so bleibt das Amplituden-zu-Frequenz-Verhältnis konstant. Infolgedessen tritt keine Diskontinuität in der Neigung für benachbarte Mikroelemente auf, sondern nur eine plötzliche Änderung im Maßstab.

Ein zwischen dem Nulldurchgangdetektor 202 und dem monostabilen Multivibrator 204 liegender Schalter 216 (vgl. Fig. 4) gestattet es, die Maßstabsänderung nach einem vollständigen Zyklus der Wellenform durchzuführen, oder alternativ nach jedem halben Zyklus der Wellenform. Wenn der Schalter 216 offen ist, so daß der Nulldurchgangsdetektor 202 mit nur dem einen Eingang des monostabilen Multivibrators 204 verbunden ist, so bleibt die Größe des geschnittenen Mikroelements für einen vollen Zyklus konstant, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn der Schalter 216 geschlossen ist, so daß der Detektor 202 mit den beiden Eingängen, dem direkten und dem invertierenden Eingang des monostabilen Generato 204 verbunden ist, so ändert sich die Größe des geschnittenen Mikroelements für jeden halben Zyklus.

Obwohl es vorgezogen wird, daß die Ausgangsgröße des Analogdividiermoduls 214 (Fig. 4) verwendet wird, um das Signal auf Magnetband 16 aufzuzeichnen, welches seinerseits in der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung benutzt wird, so liegt es doch im Rahmen der Erfindung, die Ausgangsgröße des Analogdividiermoduls 214 zu verwenden, um das Schneid- ' messer direkt anzusteuern. Diese Anordnung würde die Farbbandbildung eliminieren, aber würde die Streifenbildung nicht minimieren. Es wird jedoch vorgezogen, daß die Streifenbildung ebenfalls eliminiert wird, und zwar durch richtige Phasenanordnung der Mikroelemente in benachbarten Reihen, wie dies im folgenden beschrieben wird.

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In Fig. 3 ist die bevorzugte Steuerschaltung zum Ansteuern des Schneidmessers in der Weise vorgesehen, daß Mikroelemente erzeugt werden, welche das Bild durch einen gemeinsamen Zuschauerraumwinkel verteilen; die Darstellung erfolgte in Blockform. Die Wellenform des elektrischen Signals, welches an die das Messer antreibende Spule angelegt wird, bestimmt natürlich das Tiefenprofil einer jeden der Reihen der Mikroelemente. Das auf dem Band 16 aufgezeichnete und durch den Aufnahmekopf 19 festgestellte Signal wird durch einen Verstärker 100 und einen Bandpaßfilter 106 geleitet, welcher derart aufgebaut ist, daß er nur die auf dem Magnetband 16 aufgezeichnete Grundwellenform durchläßt. Die Ausgangsgröße des Bandpaßfilters 106, der im wesentlichen rauschfrei ist, wird sodann an die Antriebsspulen des Schneidmessers angelegt, um so das gewünschte Profil zu erzeugen.

Da das Magnetband 16 mit dem Schlitten 19 führungsmäßig übereinstimmt, legt der Tonaufnahmekopf 19 den gleichen Teil der darauf aufgezeichneten Wellenform an die Antriebsspulen des Schneidmessers während des Schneidens jeder Reihe an. Infolgedessen erhalten die Mikroelemente in jeder Reihe eine identische Phasenbeziehung mit den Mikroelementen in benachbarten Reihen.

Nach der Herstellung einer Projektionsschirmmutterform gemäß dem oben beschriebenen Verfahren sowie mit der oben beschriebenen Vorrichtung können Projektionsschirme durch Herstellung einer negativen Mutterform vom Original hergestellt werden, wobei positive Schirme aus einem Harzmaterial aus der negativen Matrix durch Gießen erhalten werden. Vorzugsweise besteht die negative Matrix aus RTV-60 Silikongummi der General Electric, U.S.A., wobei dieser Silikongummi unter Hinzufügung von 3 Gramm Dibutylzinndilaureat RTV-Aushärtkatalysator zu 2 englischen Pfund RTV-60 Gummi hergestellt wurde, und zwar unter Rühren der Mischung mit einem elektrischen

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Rührer während 5 Minuten und Anordnung der Mischung in einem glockenartigen Behälter, der dann auf einen Druck von 150 Mikron Quecksilber für eine Zeitdauer von 20 Minuten evakuiert wird. Nach der Befestigung von Seitenwänden an der Kante der Originalmutterform wird die RTV-Gummimischung in diese Form gegossen, so daß keine Luft mit eingefangen wird. Nach dem Aushärten wird die negative Mutterform dann zum Gießen von positiven Projektionsschirmen verwendet .

Im Rahmen der Erfindung sind auch Abwandlungen möglich. Beispielsweise können andere magnetische, elektrische,optische oder mechanische Speicherelemente anstelle des Magnetbandes 16 verwendet werden, wobei natürlich ein geeigneter Aufnehmerkopf verwendet wird, um die aufgezeichnete Wellenform in eine Reihe von elektrischen Impulsen zu verwandeln.

Zusammenfassend sieht die Erfindung einen Projektionsschirm von erhöhter ästhetischer Qualität vor, der -eine Vielzahl von geradlinigen Reihen von genau geformten optischen Mikroelementen aufweist, deren jedes im wesentlichen den ganzen einfallenden Bildfluß durch einen bestimmten Zuschauerwinkel mit gleichförmiger Leuchtdichte oder Luminanz rückverteilt. Die Mikroelemente werden in einer Oberfläche eines Werkstücks dadurch ausgeformt, daß man ein elektrisches Signal von vorbestimmter Wellenform, aber Zufallsfrequenz, an den Eingang eines Schneidmessers eines Phonograph-Tonaufzeichnungskopfes anlegt, der sich relativ zum Werkstück in einer Reihe von parallelen Querdurchgängen bewegt. Das elektrische Signal ist dabei auf einem Speicherelement aufgezeichnet, welches sich mit dem Werkstoff an einem stationären Aufnehmerkopf vor-beibewegt, wenn jede der

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Reihen geschnitten wird. Weil das gleiche Signal vom Speicherelement zum Schneiden jeder Reihe verwendet wird, wird eine identische Phasenbeziehung zwischen den Mikroelementen in benachbarten Reihen aufrechterhalten.

- Ansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Projektionsschirm mit einer Vielzahl von Reihen aus alternativ konkaven und. konvexen optischen Mikroelementen mit einer Form, welche die einfallende Strahlung durch einen vorbestimmten Zuschauerraumwinkel gleichförmig rückverteilt, dadurch gekennzeichnet , daß die Form der Mikroelemente einen Maßstab aufweist, der über jedes einzelne Mikroelement hinweg konstant ist und sich zwischen Mikroelementen ändert, um in einer Reihe benachbarte Mikroelemente von unterschiedlicher Größe mit der gleichen Gestalt oder Form auszubilden.¹
2. Projektionsschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroelemente in jeder Reihe eine identische Phasenbeziehung mit den Mikroelementen in benachbarten Reihen aufweisen.
3. Projektionsschirm nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroelemente sich zufallsmäßig in ihrem Maßstab oder ihrer Gesamtgröße ändern.
4. Verfahren zur Herstellung eines Projektionsschirms oder einer Mutterform, mittels welcher Projektionsschirme hergestellt werden können, und wobei Mikroelemente in geradlinigen Wellen in ein Werkstück geschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab der Form jedes Mikroelements durch einen konstanten Wert bestimmt ist, der durch eine Zufallsgröße geändert wird, nachdem jedes Mikroelement geschnitten wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Werkstück relativ zu einem beheizten Schneidmesser in einer Reihe von mit gleichem Abstand angeordneten Querlaufen bewegt wird, wobei gleichzeitig die Schneidstellung des Messers elektronisch bezüglich der Oberfläche einer rohen Mutterform verändert wird, um den gewünschten Längsquerschnitt oder das Tiefenprofil zu erzeugen.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 und/oder 5, gekennzeichnet durch ein Magnetband (16), auf dem die gewünschte Messer-Steuerwellenform aufgezeichnet ist, und welches sich locker zwischen zwei Vorsprüngen (14) erstreckt und fest durch Permanentmagnete (17) auf den VorSprüngen (14) gehalten wird, und wobei ferner ein Tonaufnehmerkopf (19) an der Basis der Schneidvorrichtung befestigt ist und leicht gegen das Band (16) gedrückt wird, wodurch das vom Aufnehmerkopf (19) erzeugte Signal durch eine Steuerschaltung verarbeitet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Erzeugung der auf dem Magnetband (16) aufgezeichneten Wellenform einen frequenzmodulierbaren Sxnuswellengenerator (200), einen Nulldurchgangsdetektor (202), einen monostabilen Multivibrator (204), einen Tast- und Haltemodul (2O6), eine Schaltung (210), eine Formungsschaltung (212) und ein Analogdividiermodul (214) aufweist (Fig. 4).
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur zufallsmäßigen Veränderung der Größe benachbarter Mikroelemente der Nulldurchgangsdetektor (202) ein Ausgangssignal jedesmal dann erzeugt, wenn die durch den Generator (200) erzeugte Sinuswelle durch Null geht, wobei jedes Ausgangssignal

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des Detektors (202) den Generator (204) aktiviert, um einen Impuls zu erzeugen, dessen Breite ein insignifikanter Bruchteil der Periode der Sinuswelle ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Empfangen des Impulses vom monostabilen Multivibrator (204) das Tast- und Haltemodul (206) eine Modulationsspannung von der Signalquelle (208) aufnimmt, die vollständig inkohärent bezüglich der vom Generator (200) erzeugten Sinuswelle ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Frequenz der Wellenform plötzlich jedesmal dann ändert, wenn ein Befehlssignal vom Tast- und Haltemodul (206) empfangen wird.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung der erforderlichen Asymmetrie die frequenzmodulierte Ausgangsgröße des Sinuswellengenerators (200) durch einen Ausdruck dividiert wird, der den Cosinus der gleichen Frequenz enthält.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Band (16) aufgezeichnete und vom Aufnehmerkopf (19) festgestellte Signal durch einen Verstärker (100) und einen Bandpaßfilter (106), der nur die auf dem Magnetband (16) aufgezeichnete Grundwellenform durchläßt, den Antriebsspulen für das Schneidmesser zugeführt wird.

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