Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters zur Homogenisierung einer inhomogen leuchtenden (selbstleuchtenden oder beleuchteten) Fläche, z. B. Oberfläche eines Leuchtkörpers, als Skalenbeleuchtung wie z. B. Lichtleiterplatte zur Hinterleuchtung von LCD-Anzeigen, bei Raumbeleuchtungen oder in optischen Abbildungssystemen oder dergleichen mehr.The invention relates to a method for manufacturingan optical filter for homogenizing an inhomogeneously luminous (self-luminous or beilluminated) area, e.g. B. Surface of a lightbody, as scale lighting such. B. light guideplate for backlighting of LCD displays, at room lightinglighting or in optical imaging systems orthe like more.
Es ist bisher außerordentlich schwierig, leuchtende Flächen so auszubilden, daß sie über ihre Gesamtfläche gleichmäßig Licht abstrahlen und damit quasi homogen leuchtende Flächen darstellen. Dies gilt in besonderem Maße z.B. für hinterleuchtete LCD-Anzeigen oder LCD-Flachbildschirme, die bisher nicht so hergestellt werden konnten, daß sie homogen leuchtende Flächen aufweisen.So far it has been extremely difficult to shineForm surfaces so that they cover their entire surfaceemit light evenly and thus virtually homogeneouslydisplay luminous surfaces. This is especially trueDimensions e.g. for backlit LCD displays or LCDFlat screens that have not yet been manufactured in this waywere able to have homogeneously luminous surfaces.
Bei den hinterleuchteten LCD-Anzeigen beispielsweise sind sog. Lichtleiterplatten vorgesehen, bei denen von einer oder mehreren seitlichen Kanten her mittels punkt- oder stabförmiger Lichtquellen das Licht eingekoppelt wird. Dieses eingekoppelte Licht pflanzt sich sodann innerhalb der Lichtleiterplatte fort und tritt an deren Oberfläche als Streulicht aus. Hierbei erfolgt jedoch in der Regel eine sehr ungleichmäßige Lichtstreuung, so daß die abstrahlende Leuchtfläche der Lichtleiterplatte ein Helligkeitsgefälle aufweist, d. h. also eine örtlich variierende Leuchtdichte oder Flächenhelle. Insbesondere ist in seitlichen Bereichen der Lichtleiterplatte, die den Stellen der Lichteinkopplung am nächsten liegen, eine größere Flächenhelle zu verzeichnen als in dem dazwischenliegenden, mittleren Oberflächenbereich dieser Lichtleiterplatte, der sodann entsprechend dunkler ausfällt.With the backlit LCD displays, for exampleso-called light guide plates are provided, in which ofone or more side edges using pointor rod-shaped light sources, the light is coupled inbecomes. This coupled light then plants itself within the light guide plate and steps on theSurface as stray light. However, this takes place inusually a very uneven light scattering, so thatthe radiating light surface of the light guide plateHas a brightness gradient, d. H. so one locallyvarying luminance or surface brightness. In particularis in the lateral areas of the light guide plateare closest to where the light is coupled in,to show a larger surface brightness than in that oneintermediate, middle surface area of thisLight guide plate, which then darkens accordinglyfalls.
Darüber hinaus zwingt bei der Hinterleuchtung von LCD-Anzeigen in der Regel der geringe Abstand zwischen der LCD-Anzeige als solcher und der Lichtleiterplatte mit den elektronischen Bauelementen dazu, relativ dünne Lichtleiterplatten mit entsprechenden Lichteinkopplungen zu verwenden, wodurch sich in der Regel keine befriedigenden Hinterleuchtungen ergeben.In addition, the backlighting of LCDUsually the small distance between the adsLCD display as such and the light guide plate withthe electronic components, relatively thinLight guide plates with appropriate light couplingto use, which is usually not bepeaceful backlighting.
Oftmals gestatten aber auch die gegebenen räumlichen Abmessungen in den verschiedensten Gerätschaften keine homogene Ausleuchtung einer leuchtenden Fläche.Often, however, the given spatial allowDimensions in various devices nonehomogeneous illumination of a luminous surface.
Eine Homogenisierung derartiger inhomogen leuchtender Flächen ist bislang nur unter außerordentlich hohem Aufwand oder praktisch überhaupt nicht möglich.A homogenization of such inhomogeneously shiningSo far, space has been extremely highEffort or practically not possible at all.
Bisher bekannte, optische Filter sind in der Regel ganzflächig homogen ausgeführt, so daß ungleichmäßig abstrahlende leuchtende Flächen mit derartigen Filtern im Hinblick auf eine erwünschte gleichmäßige Abstrahlung nicht wesentlich verbessert werden können.Optical filters known to date are generally completeflat homogeneous, so that unevenlyradiant luminous surfaces with such filters in the With regard to a desired uniform radiationcannot be significantly improved.
Darüber hinaus gibt es optische Stufenfilter oder Verlaufsfilter, die jedoch nur für Leuchtflächen mit einfachen lokalen Abstrahlinhomogenitäten Verbesserungen bringen können.There are also optical step filters or verrunning filter, but only for illuminated areasfold local radiation inhomogeneities improvementscan bring.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verhältnismäßig einfach realisierbares Verfahren zum Herstellen eines optischen Filters zu schaffen, mit dessen Hilfe in sehr zufriedenstellender Weise eine praktisch beliebige, inhomogen leuchtende Fläche homogenisiert werden kann, so daß letztendlich eine leuchtende Fläche mit gleichmäßiger Leuchtdichte oder Flächenhelle erhalten wird.The present invention is therefore the objectreasons, a relatively easy to implement Verdrive to manufacture an optical filtercreate with the help of very satisfactoryA practically arbitrary, inhomogeneously shiningSurface can be homogenized, so that ultimatelya luminous surface with uniform luminanceor surface brightness is obtained.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Herstellungsverfahren vorgeschlagen, bei dem die über die leuchtende Fläche variierende Leuchtdichte (Flächenhelle) erfaßt und in der Weise zur Herstellung des optischen Filters ausgenutzt wird, daß eine über die Filterfläche variierende, einer inversen Abbildung der leuchtenden Fläche entsprechende Transparenz des quasi komplementären optischen Filters erzeugt wird.To achieve this object, a Herproposal procedure, in which the over theluminous area varying luminance (areasbright) captured and in the manner of producing theoptical filter is used that one over theFilter area varying, an inverse image of theluminous surface corresponding transparency of the quasicomplementary optical filter is generated.
Dieses Verfahren besitzt den wesentlichen Vorteil, daß die gesamte Helligkeitsstruktur der jeweiligen, inhomogen leuchtenden Fläche berücksichtigt und in eine entsprechende Transparenzstruktur des optischen Filters umgesetzt wird, so daß bei einer Kombination der inhomogen leuchtenden Fläche mit dem speziell zu dieser hergestellten optischen Filter die erwünschte Homogenisierung der Leuchtdichte erreicht wird.This method has the main advantage thatthe entire brightness structure of the respective, inhomogeneously luminous surface is taken into account corresponding transparency structure of the optical filteris implemented so that with a combination of the inhomogeneously luminous surface with that specific to itmanufactured optical filter the desired homogenization of the luminance is achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erwünschte, variierende Transparenz des komplementären, optischen Filters durch Einstellung des Absorptionsvermögens und/oder des Streuungsvermögens und/oder des Reflexionsvermögens des Filters erzeugt wird, wobei keine Beeinflussung des optischen Strahlenganges durch das Filter hindurch erfolgt.According to an advantageous development of the inventionit is envisaged that the desired, varying transparity of the complementary optical filter by onposition of the absorption capacity and / or theScattering and / or reflectivity of theFilter is generated, with no influence on theoptical beam path through the filterfollows.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Filter stellt insbesondere ein inhomogenes optisches Streu- und Absorptionsfilter dar, dessen Inhomogenität praktisch komplementär zu der Inhomogenität der Leuchtdichte der zugrundeliegenden leuchtenden Fläche ist.The manufactured by the inventive methodFilter is particularly an inhomogeneous opticalScattering and absorption filter represents its inhomogeneitypractically complementary to the inhomogeneity of the lightdensity of the underlying luminous surface is.
Wird somit das resultierende Filter vor der leuchtenden Fläche positioniert, dann werden die Helligkeitsunterschiede dieser Fläche durch Streuung und/oder Absorption und/oder Reflexion nivelliert, wobei insbesondere das Licht hellerer Stellen, das sind also Stellen größerer Flächenhelle der zugrundeliegenden Leuchtfläche, eine stärkere Abschwächung erfährt.Thus the resulting filter will be in front of the glowingPositioned area, then the brightness subdifferentiate this area by scattering and / or absorptionand / or reflection leveled, in particular thatLighter areas, so those are largerBrightness of the underlying illuminated area, oneexperiences stronger weakening.
Gemäß weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können entweder eine farbneutrale Transparenz des komplementären optischen Filters oder aber eine farbselektive Transparenz erzeugt werden.According to further refinements of the inventionThe process can either be a color-neutral transparencyof the complementary optical filter or onecolor-selective transparency.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß zunächst eine fotografische Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche durchgeführt wird, wobei das entsprechend belichtete Filmmaterial nach seiner Entwicklung und gegebenenfalls Vergrößerung oder Verkleinerung bereits das erwünschte, komplementäre optische Filter darstellt.A particularly advantageous development of the methodaccording to the invention is that firstphotographic illustration of the inhomogeneously luminous surfaceis carried out, the correspondingly exposedFootage after its development and where appropriateEnlargement or reduction the desired,represents complementary optical filters.
In bevorzugter Weise kann hierbei primär eine 1 : 1-Abbildung der leuchtenden Fläche vorgenommen werden. Das resultierende optische Filter kann dann unmittelbar auf die Oberfläche der zugrundeliegenden, inhomogen leuchtenden Fläche aufgebracht werden, wodurch sich ein System mit einer gleichmäßigen Flächenhelle ergibt.In this case, a 1: 1-Illustration of the illuminated surface can be made. Theresulting optical filter can then be applied immediatelythe surface of the underlying, inhomogeneousluminous surface can be applied, creating aSystem with an even surface brightness results.
Die Methode der fotografischen Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche führt zu einem eigenständigen optischen Filter, d. h. praktisch zu einem separaten optischen Bauelement, das bei seiner Anwendung auf die leuchtende Fläche, z. B. auf eine Lichtleiterplatte von hinterleuchteten LCD-Anzeigen, aufgebracht wird. Es ist jedoch zu erwähnen, daß nicht unbedingt eine fotografische 1 : 1-Abbildung der leuchtenden Fläche erforderlich ist, sondern die fotografische Aufnahme muß nur dann im Maßstab 1 : 1 erfolgen, wenn der belichtete Film als solcher als das resultierende Filter auf die inhomogen leuchtende Fläche aufgelegt wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß das resultierende Filter erst nach einigen weiteren Verarbeitungsstufen erhalten wird.The method of photographic imaging of the inhomogeneousluminous surface leads to an independentoptical filter, d. H. practically a separate oneoptical component which, when applied to theluminous surface, e.g. B. on a light guide plate frombacklit LCD displays. It ishowever, to mention that not necessarily a photoGraphic 1: 1 illustration of the illuminated area requiredLich, but the photographic recording only has tothen be done on a 1: 1 scale when the exposed filmas such as the resulting filter on the inhomogeneously illuminated surface is placed. It existsbut also the possibility that the resulting filterreceived after a few more processing stepsbecomes.
Letztendlich muß nur das resultierende Filter im Maßstab 1 : 1 vorliegen, um es auf die zugrundeliegende, inhomogen leuchtende Fläche auflegen zu können.Ultimately, only the resulting filter needs to be scaled1: 1 exist to make it the underlying, inhomogeneousto be able to put on a luminous surface.
Auf der anderen Seite ist es aber auch denkbar, daß das resultierende optische Filter bei seiner Anwendung auf projizierte Bilder gelegt wird, so daß dieses Filter einen beliebigen Maßstabsfaktor aufweisen kann.On the other hand, it is also conceivable that theresulting optical filter when appliedprojected images is placed so that this filtercan have any scale factor.
Wenn die Herstellung des komplementären optischen Filters auf dem Wege einer fotografischen Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche erfolgt, dann wird vorzugsweise ein derartiges Filmmaterial verwendet, daß dessen erwünschten bzw. erforderlichen Schwärzungsgrade oder Einfärbungen und damit die erwünschte Variation der Transparenzstruktur des resultierenden, komplementären optischen Filters erzielt werden.If the manufacture of the complementary opticalFilters by means of a photographic illustration of theinhomogeneous luminous surface is then preferredsuch a footage used thatdesired or required degrees of blackening orColorings and thus the desired variation ofTransparency structure of the resulting complementaryoptical filter can be achieved.
Hierbei ist insbesondere die Verwendung eines Filmmaterials außerordentlich günstig, dessen Schwärzungsgrad oder Einfärbung eine lineare Abhängigkeit von der Leuchtdichte- bzw. Intensitätsverteilung der zugrundeliegenden, inhomogen leuchtenden Fläche aufweist. Dies hat den Vorteil, daß hellere und dunklere Flächen proportional zur Leuchtdichte fotografiert werden, so daß - die Wahl der richtigen Belichtungszeit vorausgesetzt - sämtliche Leuchtdichte-Variationen der zugrundeliegenden leuchtenden Fläche in zutreffender Weise berücksichtigt werden. Mit anderen Worten, es wird infolge der Verwendung z. B. eines Filmmaterials, dessen Schwärzungsgrad linear von der Lichtintensität der leuchtenden Fläche abhängig ist, von vorneherein vermieden, daß entweder dunklere Flächen zu dunkel und hellere Flächen zu hell aufgenommen werden oder daß hellere Flächen zu wenig berücksichtigt werden, während dunklere Flächen unter Umständen zu hell aufgenommen werden.Here, in particular, is the use of a filmmaterials extremely cheap, its blackeningdegree or coloring a linear dependence on theLuminance or intensity distribution of thelying, inhomogeneously luminous surface. Thishas the advantage of lighter and darker areasbe photographed in proportion to the luminance, sothat - choosing the right exposure time aheadset - all luminance variations of theunderlying luminous surface in an appropriate mannerbe taken into account. In other words, it is infollow the use z. B. a footage whoseDegree of blackening linear from the light intensity of theluminous area is dependent from the outsetavoided that either darker areas were too dark and lighter areas are too bright or thatlighter areas are considered too little whiledarker areas may be too brightwill.
Eine Abwandlung der fotografischen Methode zur Filterherstellung besteht darin, daß eine fotosensible Schicht oder Beschichtung unmittelbar auf die inhomogen leuchtende Fläche aufgebracht wird, wobei diese Schicht sodann nach der entsprechenden Belichtung und Entwicklung das quasi komplementäre optische Filter darstellt.A variation of the photographic method for filtersManufacturing is a photosensitive layeror coating directly on the inhomogeneousluminous surface is applied, this layerthen after the appropriate exposure and developmentthe quasi complementary optical filter.
Unter "Belichtung" ist hierbei z. B. das kurzzeitige Einschalten der Lichtquellen zur Lichteinkopplung in Lichtleiterplatten zu verstehen.Under "exposure" z. B. the short-termSwitching on the light sources for coupling light inUnderstand light guide plates.
Im letzteren Falle bilden leuchtende Fläche und optisches Filter praktisch eine Einheit, wobei das Filter eine direkte 1 : 1-Abbildung der leuchtenden Fläche ist.In the latter case, luminous area and formoptical filter practically a unit, theFilters a direct 1: 1 image of the illuminated areais.
Im Rahmen einer weiteren Abwandlung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht auch die Möglichkeit, daß nach der fotografischen Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche das sodann entwickelte Filmmaterial als Vorlage für Druckverfahren benützt wird, insbesondere für ein Siebdruckverfahren, mit dessen Hilfe das komplementäre optische Filter unmittelbar auf die leuchtende Fläche aufgedruckt wird. Bei derartigen, im Druckverfahren hergestellten optischen Filtern werden Diffusion und Absorption durch die Druckfarbe bzw. Drucksubstanz oder durch deren mehr oder weniger rasterförmigen Aufdruck auf der leuchtenden Fläche bestimmt.As part of a further modification of the InventionAccording to the manufacturing process, there is also the possibilitythat according to the photographic illustration of the inhomothe film then developed against the shining surfacematerial is used as a template for printing processes,especially for a screen printing process, with itsHelp the complementary optical filter immediatelythe luminous surface is printed. With suchoptical filters manufactured in the printing processDiffusion and absorption through the printing ink orPrinting substance or through their more or less gridshaped print on the luminous surface.
Je nach Anforderungen an die Wirksamkeit des resultierenden Filters und je nach den Abstrahlungsstrukturen der leuchtenden Flächen können hierbei einfachere oder aufwendigere Filter realisiert werden, beispielsweise genügen bei einfachen Anwendungen grobe Aufdruckraster zur Bildung der komplementären optischen Filter.Depending on the requirements for the effectiveness of theresulting filter and depending on the radiationstructures of the luminous surfaces can bemore sophisticated or complex filters can be implemented,for example, rough applications are sufficient for simple applicationsImprint grid to form the complementary opticalFilter.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dahingehend abgewandelt werden, daß nach Erzeugung einer fotografischen Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche das sodann entwickelte Filmmaterial als Vorlage für Druckverfahren, insbesondere Siebdruckverfahren benutzt wird, mit deren Hilfe sodann des komplementäre optische Filter auf wenigstens ein transparentes Trägermaterial aufgedruckt wird. Durch diese Verfahrensmaßnahme wird zunächst ein eigenständiges, gesondertes optisches Filter erhalten, das bei seiner anschließenden Anwendung mit der zugrundeliegenden, inhomogen leuchtenden Fläche kombiniert und insbesondere auf diese unmittelbar aufgebracht wird, ähnlich wie bei einem Filter, das unmittelbar durch eine fotografische Abbildung der leuchtenden Fläche erzeugt wird, wie bereits weiter oben erläutert.Furthermore, the method according to the invention can also go theregoing to be modified that after generation of aphotographic illustration of the inhomogeneously luminousSurface the then developed film material as a templatefor printing processes, especially screen printing processesis used, with the help of which then the complementaryoptical filters on at least one transparent supportmaterial is printed. By this procedural measureThe first step is an independent, separate oneoptical filter obtained when its subsequentApplication with the underlying, inhomogeneous glowcombined the surface and especially on this unis applied indirectly, similar to aFilter that is immediately identified by a photographic Abformation of the luminous surface is generated, as alreadyexplained above.
Mit Hilfe von Druckverfahren können aber auch im Bedarfsfalle farbselektive, mehrschichtige optische Filter hergestellt werden, mit denen sodann farblich unterschiedlich hell abstrahlende leuchtende Flächen korrigiert und homogenisiert werden.With the help of printing processes can also be in the loadingmay trap color-selective, multi-layer optical filtersare produced, with which then colored underdifferent brightly radiating luminous surfacesbe corrected and homogenized.
Eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann auch darin bestehen, daß in das Material der zugrundeliegenden, inhomogen leuchtenden Fläche das hierzu komplementäre optische Filter integriert wird. Im letzteren Falle kann beispielsweise das integrierte Filter durch eine örtliche Dichteänderung des Materials der leuchtenden Fläche erhalten werden, alternativ hierzu besteht aber auch die Möglichkeit, das integrierte Filter durch eine örtliche Dickeänderung des Materials der leuchtenden Fläche zu erzeugen. Bei derartigen Schichtdichte- oder Schichtdicke-Filtern wird das jeweilige Absorptions- und Diffusionsverhalten durch die Dichte oder die Dicke des Filtermaterials geregelt.Another modification of the Her inventionposition procedure can also consist in that in the Material of the underlying, inhomogeneously shiningSurface the complementary optical filter inteis griert. In the latter case, for exampleintegrated filter due to a local change in densitythe material of the luminous surface can be obtained,alternatively, there is also the option ofintegrated filter by changing the local thickness of theTo produce material of the luminous surface. At thelike layer density or layer thickness filtersthe respective absorption and diffusion behaviorby the density or the thickness of the filter materialregulated.
Auf der anderen Seite besteht aber auch noch die Möglichkeit, daß das integrierte Filter mit Hilfe von innerhalb des Materials der leuchtenden Fläche eingeschlossenen chemischen Reagenzien bzw. chemischen Stoffen erhalten wird.On the other hand, there is still the possibilityLichity that the integrated filter with the help ofwithin the material of the luminous surfaceclosed chemical reagents or chemicalFabrics is obtained.
So ist es beispielweise denkbar, daß in ein transparentes Kunststoffmaterial, das zur Herstellung einer Lichtleiterplatte verwendet wird, gewisse chemische Substanzen eingebettet werden, die nach Einschaltung der mit der Lichtleiterplatte kombinierten Lichtquellen (z. B. LED′s) und nach einer bestimmten Belichtungszeit zu optischen Filtereffekten führen, insbesondere dadurch, daß sich das Absorptionsvermögen und/oder das Streuungsvermögen und/oder das Reflexionsvermögen dieser eingeschlossenen chemischen Substanzen verändert.For example, it is conceivable that in a transparent plastic material that is used to manufacture aLight guide plate is used, certain chemicalSubstances are embedded that after switching on thelight sources combined with the light guide plate(e.g. LEDs) and after a certain exposure timelead to optical filter effects, especially sinceby that the absorbency and / or theScattering power and / or reflectivitytrapped chemical substances changed.
Hierbei wird natürlich darauf zu achten sein, daß derartige chemische Reagenzien oder dergleichen in der Weise in das Material der zugrundeliegenden leuchtenden Fläche eingebracht werden, daß der sich letztendlich einstellende optische Filtereffekt wiederum komplementär zu der über die leuchtende Fläche variierenden Leuchtdichte ist, d. h., das integrierte Filter muß eine über die Filterfläche variierende Transparenz aufweisen, die einer inversen Abbildung der leuchtenden Fläche entspricht, um die erwünschte Homogenisierung der Leuchtdichte zu erhalten.It will of course be important to ensure that thelike chemical reagents or the like in theWay in the material of the underlying glowingArea that will ultimately be brought up adjusting optical filter effect in turncomplementary to that over the luminous surfacevarying luminance, i. that is, the integratedFilter must have a trans varying over the filter areaParenz have an inverse mapping of theluminous area corresponds to the desired homoto preserve the generation of luminance.
Gemäß einer weiteren Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet sich aber auch noch die Möglichkeit an, daß eine variierende Transparenz des komplementären optischen Filters durch entsprechende Bildung von mehr oder weniger feinen Rasterungen oder Rastermustern erzeugt wird, mit denen die Filterfläche belegt wird, wobei z. B. den a priori dunkleren Stellen oder Zonen der leuchtenden Fläche zur verstärkten Lichtstreuung mehr Rasterpunkte in entsprechenden Filterzonen zugeordnet werden als den a priori helleren Leuchtflächenzonen. Die Variation der Filtertransparenz muß sich auch in diesem Falle quasi komplementär verhalten zu der Variation der Flächenhelle der zugrundeliegenden leuchtenden Fläche.According to a further modification of the inventionThe procedure also offers the possibilityindicates that a varying transparency of the complementaryoptical filter by appropriate formation of moreor less fine screenings or screen patternswith which the filter surface is covered,where z. B. the a priori darker places or zonesthe luminous surface for increased light scatteringmore halftone dots in corresponding filter zonesare classified as the a priori brighter luminous surfaceszones. The variation in filter transparency must also bein this case quasi complementary to theVariation of the surface brightness of the underlyingluminous area.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren aber auch noch dahingehend abgewandelt werden, daß die über die inhomogen leuchtende Fläche variierende Leuchtdichte primär mit Hilfe von entsprechenden Sensoren vermessen wird und die Ausgangssignale dieser Sensoren sodann sekundär zur Herstellung des erwünschten optischen Filters verwendet werden. Diese Verfahrensmaßnahmen bestehen also im wesentlichen darin, daß mit Hilfe des Sensorabtastverfahrens die Helligkeitsunterschiede oder - anders ausgedrückt - die gegebene Leucht dichte- bzw. Intensitätsverteilung der zugrundeliegenden, inhomogen leuchtenden Fläche in eine Variation der Transparenzstrukturen des resultierenden, komplementären optischen Filters umgesetzt werden.Finally, the manufacturing according to the inventionprocedures but can also be modified tothat the surface which varies over the inhomogeneous surfaceLuminance primarily with the help of appropriate sensorssensors is measured and the output signals of theseSensors then secondary to producing the desired oneoptical filter can be used. This procedural measureSo essentially consist in the fact that withWith the help of the sensor scanning method the brightness belowdifferent or - in other words - the given light density or intensity distribution of the basislying, inhomogeneously shining surface in aVariation of the transparency structures of the resulting,complementary optical filters are implemented.
Diese Umsetzung der Ausgangssignale der Sensorik kann hierbei insbesondere elektronisch erfolgen, vorzugsweise mit Hilfe eines Computers. In diesem Falle kann daher praktisch von einem computerunterstützten Sensorabtastverfahren zum Erfassen der variierenden Flächenhelle der inhomogen leuchtenden Fläche und zu der davon abhängigen Erzeugung des komplementären optischen Filters gesprochen werden.This implementation of the output signals from the sensors canin this case, in particular, take place electronically, preferablywith the help of a computer. In this case, thereforepractically from a computer-assisted sensorTactile method for detecting the varying surface brightnessof the inhomogeneous luminous surface and to that of itdependent generation of the complementary optical filterbe spoken.
Mit ganz besonderem Vorteil läßt sich hierbei das resultierende Filter mittels einer Computergrafik erzeugen.This can be done with a very special advantageresulting filter using computer graphicstestify.
Insbesondere kann dann nach Maßgabe der durch das Sensorabtastverfahren erfaßten Helligkeitsunterschiede der leuchtenden Fläche zunächst eine "Hardcopy" hergestellt werden.In particular, can then according to theSensor scanning methods detected differences in brightnessa "hard copy" of the luminous surfacebe put.
Diese "Hardcopy" wird sodann vorzugsweise als Vorlage zur Bildung des komplementären optischen Filters verwendet, indem z. B. nach Maßgabe dieser Vorlage die Dicke oder die Dichte des Materials der Lichtleiterplatte variiert wird, wodurch praktisch wiederum ein in das Material der inhomogen leuchtenden Fläche integriertes Filter erzeugt wird, oder aber in der Weise, daß in weiteren, sekundären Verfahrensschritten ein Rastermuster erzeugt wird, mit dem die Fläche des resultierenden optischen Filters belegt wird.This "hard copy" is then preferably used as a templatever to form the complementary optical filterapplies by z. B. in accordance with this templateThickness or density of the material of the light guideplate is varied, which practically in turnthe material of the inhomogeneously shining surface integenerated filter, or in such a waythat in further, secondary procedural stepsGrid pattern is generated with which the area of theresulting optical filter is occupied.
Sämtlichen, wie oben erläuterten Verfahrensvarianten liegt das Prinzip zugrunde, eine ungleichmäßig abstrahlende, leuchtende Fläche entweder direkt oder indirekt als Vorlage für die Herstellung des erwünschten, komplementären optischen Filters zu benutzen.All process variants as explained abovethe underlying principle is an uneven oneradiant, luminous surface either directly or indirectly as a template for the productionof the desired complementary optical filterto use.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch noch die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten optischen Filter.The invention also relates toUse of the process according to the inventionmanufactured optical filter.
So können beispielsweise derartige Filter auch im Strahlengang optischer Abbildungssysteme zum Zwecke der Kompensation von Helligkeitsunterschieden zum Einsatz gelangen, z. B. in solchen Fällen, in denen das Licht unterschiedliche Absorption durch unterschiedliche Weglängen durch Glaslinsen des optischen Systems erfährt (Korrekturfilter für optische Abbildungssysteme).For example, such filters can also be used inBeam path of optical imaging systems for the purpose ofCompensation for differences in brightnessarrive, e.g. B. in cases where the lightdifferent absorption by different waylength through glass lenses of the optical system(Correction filter for optical imaging systems).
Hier ist beispielsweise an Abbildungssysteme zu denken, die eine gegebene Vorlage, z. B. ein Bild, auf eine Bildfläche, z. B. eine Leinwand, projizieren. Als Abbildungsgeräte können Projektoren wie z. B. Dia-, Overhead- oder Filmprojektoren verwendet werden. Der Einsatz von erfindungsgemäß hergestellten Filtern bewirkt dabei eine gleichmäßige Bildwiedergabe. Die erfindungsgemäß hergestellten Filter beseitigen dabei Ausleuchtungsinhomogenitäten der Projektorlampen.For example, imaging systemsa given template, e.g. B. a picture on aImage area, e.g. B. project a screen. As Abeducational devices can projectors such. B. slide, overhead or film projectors can be used. The stakefilters produced according to the inventionsmooth image reproduction. The inventionManufactured filters eliminate illuminationinhomogeneities of the projector lamps.
Im Falle der wie oben geschilderten Filteranwendungen gelangt ein Betrachter in den Genuß einer wesentlich verbesserten Bildqualität. Es kann darüber hinaus aber auch an Filteranwendungen gedacht werden, mit dem Ziel, eine erhöhte Bild- oder Abbildungsqualität fertigungstechnisch auszunutzen. Darunter ist allgemein das Belichten von lichtempfindlichen Schichten durch Abbildungssysteme zu verstehen. Im Speziellen ist hierbei der Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Filter in Film-, Foto- oder Videokameras möglich. Bei Kameras können Helligkeitsverluste in Abhängigkeit vom Einstrahlwinkel des einfallenden Lichtes durch die optischen Linsensysteme auftreten. So kann beispielsweise ein nach der vorliegenden Erfindung hergestelltes optisches Filter hier zu einer erhöhten Bildqualität führen, indem dieses Filter in eine Kamera eingebaut wird, wobei insbesondere raumwinkelabhängige Transmissionsunterschiede- bedingt durch die Linsensysteme- beseitigt werden.In the case of the filter applications described above, an observer can enjoy a significantly improved image quality. In addition, filter applications can also be considered, with the aim of utilizing an increased image or image quality in production. This generally means the exposure of light-sensitive layers by imaging systems. In particular, the filters produced according to the invention can be used in film, photo or video cameras. In cameras, brightness losses can occur depending on the beam angle of the incident light through the optical lens systems. For example, an optical filter manufactured according to the present invention can lead to increased image quality here by installing this filter in a camera, in particular transmission angle-dependent transmission differences- caused by the lens systems- being eliminated.
Ferner besteht die Möglichkeit, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten optischen Filter bei Ganzbildübertragungen mittels Glasfasern zur Kompensation von Helligkeitsunterschieden zu verwenden.There is also the possibility that according to the Inventionoptical filter manufactured according to the methodFull-frame transmission by means of glass fibers to the compenuse of differences in brightness.
Die erfindungsgemäßen Filter können hierbei sender- und/oder empfängerseitig eingesetzt werden. So kann beispielsweise ein gleichmäßig helles Testbild senderseitig eingespeist werden, während empfängerseitig z. B. ein Film belichtet wird. Dieser Film enthält die durch die Glasfasern bedingten Übertragungsinhomogenitäten und wird als Vorlage für die Erzeugung eines komplementären, optischen Filters verwendet, wie dies durch das erfindungsgemäße Verfahren gelehrt wird.The filters according to the invention can beand / or used on the receiver side. So canfor example, send a uniformly bright test imagebe fed in while the receiver side z. B.a film is exposed. This film contains the throughthe transmission inhomogeneities caused by the glass fibers andis used as a template for creating a complementary,optical filter used as this by themethod according to the invention is taught.
Weitere spezielle Anwendungsmöglichkeiten für die nach der vorliegenden Erfindung hergestellen Filter ergeben sich z. B. auch bei Neonröhren-Beleuchtungen oder Autorückleuchten, ferner können aber auch derartige Filter quasi unter künstlerischen Gesichtspunkten oder nach Maßgabe von "Mode-Trends" hergestellt und verwendet werden.Other special applications for the afterproduced by the present invention z. B. also with neon tube lights or cartaillights, but also such filtersquasi from an artistic point of view or afterMade and used according to "fashion trends"will.
Schließlich ist es im Zuge der praktischen Anwendung von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Filtern auch denkbar, daß etwa die Transparenzstruktur eines derartigen Filters mittels eines Testbildes, z. B. einer homogenen weißen Fläche, durch ein zu korrigierendes optisches Abbildungssystem abgebildet und erfaßt wird, wobei die Helligkeitsunterschiede des abgebildeten Testbildes die lokal unterschiedliche Absorption des Lichtes durch das Abbildungssystem widerspiegeln.After all, it is in the course of the practical application ofproduced by the method according to the inventionFiltering is also conceivable, for example, the transparency structuresuch a filter by means of a test image, e.g. B.a homogeneous white surface, through a tocorrective optical imaging system mapped andis detected, the differences in brightness of the abgeformed the test image the locally differentsorption of light reflected by the imaging systemreflect.
Letztendlich läßt sich aber auch etwa im Zuge von vergleichenden Tests ermitteln, ob die Ausführungen von durch computerunterstützte Sensorabtastung hergestellten optischen Filtern mit den Ausführungen von auf fotografischem Wege hergestellen Filtern übereinstimmen, um hierdurch beispielsweise in der Fertigung Qualitätskontrollen zu erlauben.Ultimately, however, can also be in the course of versame tests determine whether the executions ofproduced by computer-assisted sensor scanningoptical filters with the finishes of on photofilters manufactured to match graphicallythereby, for example, in manufacturing qualityallow controls.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung, ihrer weiteren Merkmale und Vorteile dient die folgende Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiele, wobei gleiche Bezugsziffern durchgehend gleiche Komponenten und Teile bezeichnen. Dabei zeigt:For a more detailed explanation of the invention, its furtherThe following description serves features and advantagesbefore that shown in the accompanying drawingspreferred embodiments, with the same reference numeralsIdentify the same components and parts throughout. It shows:
Fig. 1 in schematischer, perspektivischer Ansicht ein typisches Hinterleuchtungsfeld für eine LCD-Anzeige, wobei dieses Hinterleuchtungsfeld eine inhomogen leuchtende Fläche aufweist, vor der mit Abstand ein flächengleicher fotografischer Film zur Erzeugung einer inversen Abbildung der leuchtenden Fläche angeordnet ist;Fig. 1 is a schematic, perspective view of a typical backlighting field for an LCD display, this backlighting field having an inhomogeneously illuminating surface, in front of which an area of the same photographic film is arranged at a distance to produce an inverse image of the illuminating surface;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche eines optischen Filters, welches aus dem fotografischen Film gemäßFig. 1 hergestellt ist;Fig. 2 is a schematic plan view of the upper surface of an optical filter, which is Herge from the photographic film shown inFIG. 1;
Fig. 3 eine weitere, schematische Ansicht des Hinterleuchtungsfeldes gemäßFig. 1, vor dessen leuchtende Fläche jetzt unmittelbar das optische Filter gemäßFig. 2 positioniert ist;Is positioned 3shows a further, schematic view of the Hinterleuchtungsfeldes ofFigure 1, before its illuminating surface now directly the optical filter ofFIG.2..;
Fig. 4 eine weitere, schematische und perspektivische Ansicht eines Hinterleuchtungsfeldes für eine LCD-Anzeige, wobei im Unterschied zurFig. 1 eine computerunterstützte Sensorabtastung zum Erfassen der Helligkeitsunterschiede der inhomogen abstrahlenden Leuchtfläche des Hinterleuchtungsfeldes und zur hiervon abhängigen Erzeugung eines komplementären optischen Filters vorgesehen ist;Fig. 4 shows a further, schematic and perspective view of a backlighting field for an LCD display, the difference inFig. 1 being a computer-assisted sensor scanning for detecting the differences in brightness of the inhomogeneous radiant luminous area of the backlighting field and for the dependent generation thereof complementary optical filter is provided;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf ein mittels der Anordnung nachFig. 4 hergestelltes optisches Filter;.Fig. 5 is a schematic plan view of a means of the arrangement according toFigure 4is produced optical filter;
Fig. 6 eine schematische, perspektivische Ansicht des Hinterleuchtungsfeldes gemäßFig. 4 in Kombination mit dem Filter gemäßFig. 5; und.Fig. 6 is a schematic, perspective view of the Hinterleuchtungsfeldes according toFIG 4, in combination with the filter shown inFIG. 5; and
Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche einer Lichtleiterplatte, wie sie beispielsweise für Hinterleuchtungsfelder gemäßFig. 1 bzw. 4 verwendet wird.Fig. 7 is a schematic plan view of the upper surface of a light guide plate, as used for example for backlighting fields according to FIGS. 1 and 4.
Wie insbesondere aus denFig. 1 und 4 zu ersehen ist, besteht ein Hinterleuchtungsfeld1 für eine hier im einzelnen nicht dargestellte LCD-Anzeige im wesentlichen aus einer Lichtleiterplatte2 z.B. aus einem transparenten Kunststoffmaterial, einer auf eine Oberfläche dieser Lichtleiterplatte unmittelbar aufgebrachten Reflektorplatte3 sowie aus einer vorgegebenen Anzahl von an stirnseitigen Kantenbereichen2a und2b der Lichtleiterplatte2 angeordneten Lämpchen4, beispielsweise LED′s, welche nach Einschaltung einer zugehörigen, hier nicht dargestellten Energieversorgung zur entsprechenden, seitlichen Lichteinkopplung an den beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Lichtleiterplatte2 dienen. Bei einer derartigen Lichteinkopplung ergibt sich auf der der Reflektorplatte3 gegenüberliegenden Oberfläche der Lichtleiterplatte2 eine inhomogen leuchtende Fläche5, d. h. also eine Fläche, die eine Anzahl von Bereichen mit unterschiedlicher Leuchtdichte oder Flächenhelle aufweist.As can be seen in particular fromFIGS. 1 and 4, there is a backlighting field1 for an LCD display (not shown in detail here) consisting essentially of a light guide plate2, for example made of a transparent plastic material, a reflector plate directly applied to a surface of this light guide plate3 and from a predetermined number of at the front edge regions2a and2b of the light guide plate2 arranged lamps4 , for example LEDs, which after switching on an associated energy supply, not shown here, for speaking, lateral light coupling on the two opposite end faces the light guide plate2 serve. With such a light coupling, there is a homogeneously luminous surface5 on the surface of the light guide plate2 opposite the reflector plate3 , that is to say a surface that has a number of areas with different luminance or surface brightness.
Insbesondere handelt es sich bei derartigen Flächenbereichen um zwei hellere Bereiche5a, die den jeweiligen Lichteinkopplungstellen am nächsten liegen, während sodann in Richtung zur Mitte der Lichtleiterplatte2 hin sich an diese helleren Bereiche5a jeweils weniger helle Bereiche5b anschließen, zwischen denen dann noch ein dunklerer Bereich5c liegt.In particular, such areas are two lighter areas5a , which are the respective light coupling points closest, while then towards the center of the light guide plate2 towards these lighter areas5a each less bright areas5b , between which then has a darker area5c .
Durch diese Bereiche5a,5b und5c unterschiedlicher Flächenhelle ist somit ein Helligkeitsgefälle definiert, d. h. ein Gefälle jeweils von den stirnseitigen Kantenbereichen2a und2b ausgehend mit einer zur Mitte der Lichtleiterplatte2 hin abnehmenden Leuchtdichte, wobei für diese Leuchtdichte allgemein die folgende Formel gilt:A brightness gradient is thus defined by these areas5a ,5b and5c of different surface brightness, that is to say a gradient starting from the front edges2a and2b with a decreasing luminance towards the center of the light guide plate2 , with this luminance generally the following formula applies:
In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird nun die über die leuchtende Fläche5 der Lichtleiterplatte2 variierende LeuchtdichteB erfaßt und zur Herstellung eines optischen Filters ausgenutzt, daß sodann zur Homogenisierung der leuchtenden Fläche dient.In accordance with the production method according to the invention, the luminous densityB which varies over the luminous surface5 of the light guide plate2 is now detected and used to produce an optical filter, which is then used to homogenize the luminous surface.
Insbesondere wird die variierende Leuchtdichte in der Weise zur Filterherstellung ausgenutzt, daß eine über die Filterfläche variierende, einer inversen Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche5 entsprechende Trans parenz des resultierenden optischen Filters erzeugt wird, welches ein quasi komplementäres Filter darstellt.In particular, the varying luminance is used in such a way for filter manufacture that a varying over the filter surface, an inverse image of the inhomogeneously illuminating surface5 corresponding transparency of the resulting optical filter is generated, which is a quasi complementary filter.
Wie sich anhand derFig. 1 ferner ergibt, wird gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das optische Filter in der Weise hergestellt, daß zunächst eine fotografische Abbildung der inhomogen leuchtenden Fläche5 erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist vor der inhomogen leuchtenden Fläche5 ein zu dieser flächengleicher fotografischer Film6 angeordnet, mit dessen Hilfe eine 1 : 1-Abbildung der leuchtenden Fläche5 vorgenommen wird. Der entsprechend belichtete Film6 stellt sodann nach seiner Entwicklung bereits ein komplementäres optisches Filter7 dar, wie dies schematisch inFig. 2 gezeigt ist. Entsprechend einer inversen Abbildung der leuchtenden Fläche5 weist dieses Filter7 die folgenden Transparenzstrukturen auf:
Zwei Flächenbereiche7a mit einer relativ geringen Transparenz, entsprechend den beiden helleren Bereichen5a der inhomogen abstrahlenden Leuchtfläche5 gemäßFig. 1;
zwei sich an die Flächenbereiche7a unmittelbar anschließende, weitere Flächenbereiche7b mit einer mittleren Transparenz, entsprechend den weniger hellen Bereichen5b der Leuchtfläche5 gemäßFig. 1;
und unmittelbar zwischen den beiden Flächenbereichen7b des Filters7 ein Flächenbereich7c mit einer relativ hohen Transparenz, entsprechend dem dunkleren Bereich5c der Leuchtfläche5 gemäßFig. 1.As can further be seen fromFIG. 1, the optical filter is produced in accordance with the exemplary embodiment shown here in such a way that a photographic image of the inhomogeneously illuminating surface5 is first generated. For this purpose, in front of the inhomogeneously illuminating surface5 there is a photo graphic film6 with the same area, with the aid of which a 1: 1 image of the illuminating surface5 is carried out. The correspondingly exposed film6 then already represents a complementary optical filter7 after its development, as is shown schematically inFIG. 2. According to an inverse image of the luminous surface5 , this filter7 has the following transparency structures:
Two surface areas7a with a relatively low transparency, corresponding to the two lighter areas5a of the inhomogeneously emitting luminous surface5 according toFIG. 1;
two of the surface regions7a directly on closing, further surface portions7b having an average transparency, corresponding to the less bright areas5b of the light emitting surface5 ofFIG. 1;
and directly between the two surface areas7b of the filter7, a surface area7c with a relatively high transparency, corresponding to the darker area5c of the luminous surface5 according toFIG. 1.
Durch diese Flächenbereiche7a,7b und7c ist somit ein Transparenzgefälle definiert, welches komplementär ist zu dem Helligkeitsgefälle auf der inhomogen leuchtenden Fläche5 gemäßFig. 1.A transparencygradient is thus defined by these surface areas7a ,7b and7c , which is complementary to the brightness gradient on the inhomogeneously illuminating surface5 according toFIG. 1.
Das anhand der Ausführungsbeispiele gemäßFig. 1 und 2 erläuterte Filmbelichtungsverfahren führt zu einem eigenständigen optischen Filter7 gemäßFig. 2, d. h. zu einem aus dem belichteten und sodann entwickelten Film6 gemäßFig. 1 entstandenen Filter, das bei seiner Anwendung auf die leuchtende Fläche5 der Lichtleiterplatte2 gemäßFig. 1 unmittelbar aufgebracht wird. Das hierbei resultierende System ist schematisch in derFig. 3 dargestellt. Hieraus ergibt sich, daß die inhomogen leuchtende Fläche5 nunmehr vollkommen durch das flächengleiche optische Filter7 abgedeckt ist.The film exposure method explained with reference to the exemplary embodiments according toFIGS. 1 and 2 leads to an independent optical filter7 according toFIG. 2, ie to a filter formed from the exposed and then developed film6 according toFIG. 1, which when applied to the luminous one Surface5 of the light guide plate2 as shown inFIG. 1 is applied directly. The resulting system is shown schematically inFIG. 3. It follows from this that the inhomogeneously illuminating surface5 is now completely covered by the optical filter7 of the same area.
Nach Einschaltung der Lämpchen4 ergibt sich sodann auf der nach außen freiliegenden Fläche des Filters7 eine resultierende, homogenisierte leuchtende Fläche8, d. h. eine Fläche mit gleichmäßiger Leuchtdichte.After the lights4 have been switched on, a resultant, homogenized, luminous surface8 , that is to say a surface with a uniform luminance, then results on the surface of the filter7 which is exposed to the outside.
In bevorzugter Weise wird für den fotografischen Film6 gemäßFig. 1 ein Filmmaterial mit linearer Abhängigkeit von der Leuchtdichteverteilung der leuchtenden Fläche5 verwendet.A film material with linear dependence on the luminance distribution of the luminous surface5 is preferably used for the photographic film6 according toFIG. 1.
In Abweichung von dem anhand derFig. 1 und 2 erläuterten Ausführungsbeispiel kann das belichtete und entwickelte Filmmaterial aber auch zur Vorlage beispielsweise für ein Siebdruckverfahren benutzt werden, wobei sodann mit Hilfe eines derartigen Siebdruckverfahrens das resultierende, komplementäre optische Filter entweder unmittelbar auf die leuchtende Fläche5 gemäßFig. 1 oder aber zunächst auf eine separate Kunststoffolie aufgedruckt wird, welche ein separates komplementäres optisches Filter bildet, welches dem Filter7 gemäßFig. 2 entspricht.In deviation from the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, the exposed and developed film material can also be used as a template for example for a screen printing process, with the help of such a screen printing process then the resulting complementary optical filter either directly on the illuminating surface5 ofFIG. 1 or first stoffolie a separate art is printed, which forms a separate complementary optical filter corresponding to the filter7 ofFIG. 2.
Anhand derFig. 4-6 wird nun noch ein Sensorabtastverfahren als alternatives Verfahren zur Herstellung eines optischen Filters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erläutert.With reference toFIGS. 4-6 or a Sensorabtast will now proceed as an alternative method for the preparation of an optical filter in accordance with the described prior lying invention.
Fig. 4 zeigt wiederum schematisch ein Hinterleuchtungsfeld1 für eine im einzelnen nicht dargestellte LCD-Anzeige, wobei dieses Hinterleuchtungsfeld die gleichen Komponenten aufweist wie dasjenige gemäßFig. 1, d. h. wiederum eine Lichtleiterplatte2, eine Reflektorplatte3 sowie in stirnseitigen Kantenbereichen2a und2b der Lichtleiterplatte2 angeordnete Lämpchen4.Fig. 4 again shows schematically a backlighting field1 for an LCD display, not shown in detail, this backlighting field having the same components as that ofFIG. 1, ie again a light guide plate2 , a reflector plate3 and in front edge regions2a and2b of the light guide plate2 arranged lamps4 .
GemäßFig. 4 ist nunmehr dieses Hinterleuchtungsfeld auf einem x/y-Abtasttisch9 angeordnet, derart, daß die inhomogen leuchtende Fläche5 der Lichtleiterplatte2 koordinatenmäßig mit Hilfe eines Fotosensors10 abgetastet werden kann. Dieser Fotosensor10 ist über ein Kabel11 mit einem Eingang11′ eines Bildschirmgerätes13 gekoppelt, welches gemeinsam mit einer Tastatur14 ein Terminal12 bildet, d. h. praktisch eine Computer-Auswertestation, wodurch eine computerunterstützte Sensorabtastung der inhomogen leuchtenden Fläche5 realisierbar ist. Bildschirmgerät13 und Tastatur14 sind über ein Kabel15 miteinander verbunden.According toFIG. 4 of this Hinterleuchtungsfeld is now placed on an x / y scanning stage9 such that the non-homogeneous light-emitting surface5 of the light guide plate2 abge can be scanned in terms of coordinates by means of a photo sensor10. This photo sensor10 is coupled via a cable11 to an input11 'of a display device13 , which together with a keyboard14 forms a terminal12 , ie practically a computer evaluation station, whereby a computer-assisted sensor scanning of the inhomogeneously illuminated surface5 can be realized. Display device13 and keyboard14 are connected to one another via a cable15 .
Durch eine derartige computerunterstützte Sensorabtastung werden jetzt die Helligkeitsunterschiede bzw. das Helligkeitsgefälle auf der inhomogen leuchtenden Fläche5 in eine Variation der Transparenzstrukturen des erwünschten, komplementären optischen Filters7 umgesetzt, wie dieses schematisch in derFig. 5 gezeigt ist. Dieses Filter7 ist unter Einsatz des Terminals12 gemäßFig. 4 mit Hilfe einer Computergrafik erzeugt worden und stimmt praktisch völlig überein mit dem Filter7 gemäßFig. 2, so daß auf obige Beschreibung zurFig. 2 verwiesen wird. Wird nun das Filter7 gemäßFig. 5 unmittelbar auf die inhomogen leuchtende Fläche5 gemäßFig. 4 aufgebracht, so ergibt sich das inFig. 6 gezeigte System, bei welchem, in gleicher Weise, wie dies bereits anhand derFig. 3 erläutert ist, eine homogenisierte leuchtende Fläche8 geschaffen ist, welche praktisch die abstrahlende Fläche des Hinterleuchtungsfeldes1 für die LCD-Anzeige bildet.By means of such a computer-assisted sensor scan, the brightness differences or the brightness gradient on the inhomogeneously illuminating surface5 are now converted into a variation of the transparency structures of the desired, complementary optical filter7 , as is shown schematically inFIG. 5. This filter7 has been generated using the terminal12 according toFIG. 4 with the aid of computer graphics and is practically completely identical to the filter7 according toFIG. 2, so that reference is made to the above description ofFIG. 2. If the filter7 according toFIG. 5 is applied directly to the inhomogeneously illuminating surface5 according toFIG. 4, the system shown inFIG. 6 results, in which, in the same way as already shown inFIG. 3 is explained, a homo genized luminous surface8 is created, which practically forms the radiating surface of the backlighting field1 for the LCD display.
Wie der Einfachheit halber in derFig. 4 im einzelnen nicht dargestellt, erfolgt die Bewegung des x/y-Abtasttisches9 relativ zu dem Fotosensor10 mit Hilfe von an sich bekannten, elektromechanischen Systemen, auf deren Detailbeschreibung daher verzichtet werden kann.As not shown in detail inFIG. 4 for the sake of simplicity, the movement of the x / y scanning table9 relative to the photosensor10 takes place with the aid of electromechanical systems known per se, the detailed description of which can therefore be dispensed with.
Bei Anwendung der wie oben erläuterten, computerunterstützten Sensorabtastung, die also praktisch ein elektronisches Filterherstellungsverfahren darstellt, kann die Abtastung der inhomogen leuchtenden Fläche5 z. B. aber auch mit Hilfe einer Videokamera erfolgen, wobei sodann die Ausgangssignale der Videokamera digitalisiert und mittels eines Videoprozessors in ein Negativbild umgesetzt werden, das einer inversen Ab bildung der inhomogen leuchtenden Fläche5 entspricht. Ausgehend von einem derartigen Negativbild kann sodann beispielsweise eine Hardcopy erzeugt werden, die ihrerseits als Vorlage zur Herstellung des erwünschten, komplementären optischen Filters herangezogen wird.When using the computer-aided sensor scanning as explained above, which thus practically represents an electronic filter manufacturing process, the scanning of the inhomogeneously luminous surface5 can e.g. B. but also with the help of a video camera, then the output signals of the video camera are digitized and converted by means of a video processor into a negative image, which corresponds to an inverse image from the inhomogeneously illuminated surface5 . Starting from such a negative image, a hard copy can then be generated, for example, which in turn is used as a template for producing the desired, complementary optical filter.
In diesem Zusammenhang besteht z. B. auch die Möglichkeit, eine solche Hardcopy zunächst in vergrößerter Form weiterzubearbeiten, d. h. zunächst in Form eines Zwischenproduktes, mit dessen Hilfe z. B. ein Rasterprozeß in vergrößertem Maßstab durchgeführt wird, während schließlich auf der Grundlage dieses Zwischenproduktes ein wiederum verkleinertes Endprodukt hergestellt werden kann, welches das resultierende optische Filter darstellt.In this context there is e.g. B. also the possibilityspeed, such a hard copy initially in an enlarged formto continue processing, d. H. initially in the form of aIntermediate, with the help of z. B. a gridprocess is carried out on an enlarged scale,while ultimately based on this intermediateproduct, again a smaller end productwhich can be the resulting opticalRepresents filter.
Mit Hilfe des im vorangehenden erläuterten Videoabtastverfahrens läßt sich beispielsweise über eine Vielzahl von Flächenelementen einer inhomogen leuchtenden Fläche auf relativ einfache Weise ein gewisser Mittelwert erfassen, so daß hiervon ausgehend ein optisches Filter herstellbar ist, welches recht gut für sämtliche Fertigungstoleranzen paßt, die sich innerhalb einer Leuchtflächenserie einstellen können. Derartige Maßnahmen sind unter Umständen in fertigungstechnischer Hinsicht außerordentlich wertvoll.With the help of the video scanner explained aboveThe method can be used, for example, via a large numberof surface elements of an inhomogeneously luminous surfacea certain mean in a relatively simple mannergrasp, so that from this an optical filteris producible, which is quite good for everyoneManufacturing tolerances that fit within oneLuminous area series can set. Such a measureunder certain circumstances are in manufacturing technologyExtremely valuable in terms.
Bei den wie oben geschilderten Abtastverfahren lassen sich im übrigen nicht nur lichtempfindliche Sensoren oder dergleichen verwenden, sondern in gewissen Anwendungsfällen besteht auch die Möglichkeit des Einsatzes von Sensoren, die allgemein gegenüber elektromagnetischer Strahlung bzw. Teilchenstrahlung, z. B. Elektronenstrahlen, empfindlich sind, so daß unter Um ständen entsprechende Abtasteffekte zur Herstellung eines optischen Filters realisierbar sind.Leave with the scanning methods described abovenot only light-sensitive sensorsor use the like, but in certain waysuse cases there is also the possibility of anset of sensors generally versus electromagnetic radiation or particle radiation, e.g. B.Electron beams, are sensitive, so that under Um would be appropriate scanning effects to produce aoptical filters are realizable.
Schließlich können, wenn jetzt nochmals auf das oben erläuterte Filmbelichtungsverfahren Bezug genommen wird, in bestimmten Anwendungsfällen auch Filmmaterialien verwendet werden, die allgemein auf elektromagnetische Strahlung, d. h. Licht-, Wärme- und dgl. Strahlung, oder z.B. auf Teilchenstrahlen empfindlich sind. Derartige, "belichtete" Filmmaterialien lassen sich sodann in gleicher Weise, wie dies bereits weiter oben erläutert ist, zur Herstellung eines resultierenden optischen Filters ausnutzen.Finally, if now again on the aboveexplained film exposure method is referred,in certain applications also film materialsare used generally on electromagneticRadiation, d. H. Light, heat and the like radiation, ore.g. are sensitive to particle beams. Such,"Exposed" film materials can then be insame way as already explained aboveis to produce a resulting opticalTake advantage of filters.
Ein mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes optisches Filter kann unter Umständen aufgrund seines Absorptionsverhaltens bei seiner praktischen Anwendung Helligkeitsverluste mit sich bringen. Derartige Helligkeitsverluste können nun dadurch verringert werden, daß z. B. bei einer zugrundeliegenden Lichtleiterplatte das Licht hellerer Leuchtflächenbereiche zumindest teilweise in Richtung dunklerer Leuchtflächenbereiche gestreut wird und dort durch transparentere Zonen des resultierenden optischen Filters austreten kann.One with the help of the method according to the inventionOptical filter may be due toits absorption behavior with its practicalApplication result in loss of brightness. Thelike loss of brightness can now be reducedbe that z. B. at an underlying lightcircuit board the light of brighter areas of the luminous areaat least partially towards darker glowarea is scattered and through theremore transparent zones of the resulting opticalFilters can leak.
Dieser Effekt ist anhand derFig. 7 näher erläutert.This effect is explained in more detail with reference toFIG. 7.
Das von den seitlich angeordneten LED′s4 in die Lichtleiterplatte2 eingekoppelte Licht wird an in der Lichtleiterplatte vorgesehenen Rasterpunkten18 zumindest teilweise oder öfter gestreut, bevor es die Lichtleiterplatte2 verläßt. WieFig. 7 zeigt, besitzt die Lichtleiterplatte2 wiederum eine inhomogen leuchtende Fläche5, welche angrenzend an die Anordnung der LED′s4 jeweils hellere Bereiche16 aufweist, in denen viele Rasterpunkte18 angeordnet sind. Zwischen diesen beiden helleren Bereichen16 befindet sich ein dunklerer Bereich17, der nur relativ wenige Rasterpunkte18 aufweist.The coupled from the laterally arranged LEDs4 in the light circuit board2 light is at least partially or more scattered at the grid points18 provided in the light circuit board before it leaves the light circuit board2 . As shown inFIG. 7, the light guide plate2 in turn has an inhomogeneously illuminating surface5 which, adjacent to the arrangement of the LEDs4, each has lighter areas16 in which many grid points18 are arranged. Between these two lighter areas16 there is a darker area17 , which has only relatively few raster points18 .
Diese jeweils ein Streuzentrum bildenden Rasterpunkte18 sind im übrigen gemäß dem Aufbau bzw. der Wirkungsweise des in Bezug auf die inhomogen leuchtende Fläche komplementären Filters7 angeordnet, wie dies bereits anhand derFig. 3 oder 6 beispielsweise erläutert ist.These grid points18 , each forming a scattering center, are otherwise arranged according to the structure or the effect of the filter7, which is complementary with respect to the inhomogeneously illuminated surface, as has already been explained with reference toFIGS. 3 or 6, for example.
Aus derFig. 7 ergibt sich nun weiterhin, daß jeweils von den helleren Bereichen16 der inhomogen leuchtenden Fläche5 ausgehend infolge der dortigen vielen Rasterpunkte18 mehr Licht in Richtung zur Mitte der leuchtenden Fläche5 hin gestreut wird, während von dem mittleren, dunkleren Bereich17 mit wenigen Rasterpunkten18 entsprechend weniger Licht nach außen gestreut wird, da die helleren Leuchtflächenbereiche eben mehr Streuzentren als der dunklere Leuchtflächenbereich aufweisen.FromFig. 7 it now appears that each of the lighter areas16 of the inhomogeneously luminous surface5 starting from the many grid points there18 more light is scattered towards the center of the luminous surface5 , while from the middle, darker Area17 with a few grid points18 correspondingly less light is scattered to the outside, since the lighter luminous area areas have more scattering centers than the darker luminous area area.
Auf diese Weise wird also das Licht der helleren Leuchtflächenbereiche zumindest teilweise in Richtung des dunkleren Leuchtflächenbereiches gestreut, so daß dieser letztendlich heller gemacht wird.In this way, the light becomes the brighter glowsurface areas at least partially in the direction of thescattered darker luminous area, so that thisis ultimately made brighter.
Abschließend ist noch darauf hinzuweisen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Filter entweder für monochrome leuchtende Flächen erzeugt oder aber auch für multicolorige leuchtende Flächen farbselektiv erzeugt werden können.Finally, it should be noted that the afterfilter produced by the method according to the inventioneither created for monochrome luminous surfaces or but also for multicolored bright surfacescan be generated selectively.
Darüber hinaus können je nach der Komplexität der sich in der Praxis ergebenden Anforderungen auch verschiedenartige erfindungsgemäß hergestellte Filter bzw. Filtereigenschaften miteinander kombiniert werden.In addition, depending on the complexity of thein practice also resulting requirementsvarious filters orFilter properties can be combined.
BezugszeichenlisteReference symbol list
1 Hinterleuchtungsfeld für LCD-Anzeige
2 Lichtleiterplatte
2a stirnseitiger Kantenbereich
2b stirnseitiger Kantenbereich
3 Reflektorplatte
4 Lämpchen (LED)
5 inhomogen leuchtende Fläche
5a hellerer Bereich (v.5)
5b weniger heller Bereich (v.5)
5c dunklerer Bereich (v.5)
6 fotografischer Film
7 optisches Filter
7a Flächenbereich (v.7) mit relativ geringer Transparenz
7b Flächenbereich (v.7) mit mittlerer Transparenz
7c Flächenbereich (v.7) mit relativ hoher Transparenz
8 homogenisierte leuchtende Fläche
9 x/y-Abtasttisch
10 Fotosensor
11 Kabel
11′ Eingang
12 Terminal (Computer-Auswertestation)
13 Bildschirmgerät
14 Tastatur
15 Kabel
16 hellerer Bereich der leuchtenden Fläche mit vielen Rasterpunkten
17 dunklerer Bereich der leuchtenden Fläche mit wenigen Rasterpunkten
18 Rasterpunkt1 backlight field for LCD display
2 light guide plate
2a front edge area
2b front edge area
3 reflector plate
4 lights (LED)
5 inhomogeneously illuminated surface
5a lighter area (v.5 )
5b less bright area (v.5 )
5c darker area (v.5 )
6 photographic film
7 optical filter
7a area (v.7 ) with relatively little transparency
7b area (v.7 ) with medium transparency
7c area (v.7 ) with relatively high transparency
8 homogenized luminous surface
9 x / y scanning table
10 photo sensor
11 cables
11 ′ entrance
12 terminal (computer evaluation station)
13 display device
14 keyboard
15 cables
16 lighter area of the illuminated surface with many halftone dots
17 darker area of the illuminated surface with few grid points
18 halftone dot
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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