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Dokumentenidentifikation DE19540840A1 15.05.1996
Titel Lichtmustererzeugungsvorrichtung
Anmelder High End Systems, Inc., Austin, Tex., US
Erfinder Ziegler, Byron J., Austin, Tex., US;
Mahanay, Steven T., Austin, Tex., US
Vertreter Wilhelms und Kollegen, 81541 München
DE-Anmeldedatum 30.10.1995
DE-Aktenzeichen 19540840
Offenlegungstag 15.05.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse C03C 15/00
IPC-Nebenklasse C03C 17/00   G03F 7/00   B44F 1/00   
Zusammenfassung Gegenstand der Erfindung ist eine säuregeätzte Lichtmusterscheibe zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters. Ein Glassubstrat (12) wird mit einer dichroitischen Beschichtung (14) beschichtet. Ein mehrfarbiges Lichtmuster wird in der dichroitischen Beschichtung mit einer regellos gemusterten Säureteilätzung, die auf verschiedene Tiefen der Beschichtung ätzt, erzeugt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bühnen- und Unterhaltungsbeleuchtung und insbesondere der mit Projektionslicht erzeugten Bilder, indem ein Lichtbündel durch eine mehrfarbige, einsubstratige Lichtmustererzeugungsvorrichtung bzw. -scheibe, wie sie in einer Leuchte zur Erzeugung farbiger Lichtmuster verwendet wird, geführt wird, und betrifft eine solche Lichtmustererzeugungsvorrichtung bzw. -scheibe.

Gegenwärtig werden einsubstratige mehrfarbige Lichtmustererzeugungsscheiben hergestellt, indem ein keramikbeschichtetes Glassubstrat lasergeätzt wird. Die Laserätzung erzeugt das Muster in der Keramikbeschichtung, wonach farbige Gele in das Muster eingebrannt werden, um so die gewünschten Ergebnisse zu erzeugen.

Zu den Einschränkungen dieses Verfahrens gehören hohe Kosten, eine sehr niedrige Auflösung der Muster, die Unmöglichkeit Muster mit Photoqualität zu erzeugen und eine Grenze bei der Größe der Scheiben, die hergestellt werden können.

Nach einem weiteren Verfahren werden Farbmuster auf ein Glassubstrat aufgemalt. Diese gemalten Lichtmusterscheiben haben jedoch eine sehr eingeschränkte Wärmetoleranz, wenn die Scheibe im Lichtprojektionssystem angeordnet wird.

Das Vorstehende veranschaulicht Einschränkungen des Standes der Technik. Es liegt auf der Hand, daß es von Vorteil sein würde, eine Alternative zu schaffen, die darauf gerichtet ist, eine oder mehrere der oben erwähnten Einschränkungen zu überwinden. Somit wird eine geeignete Alternative vorgesehen, die Merkmale und Vorteile aufweist, die im folgenden im einzelnen beschrieben werden.

Die Erfindung schlägt eine säuregeätzte Lichtmusterscheibe zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters vor, welche ein Substrat aufweist, das eine dichroitische Beschichtung enthält. Ein mehrfarbiges Lichtmuster wird in der dichroitischen Beschichtung entsprechend einer regellos gemusterten Teilsäureätzung der Beschichtung auf verschiedene Tiefen ausgebildet.

Ferner schafft die Erfindung eine säuregeätzte Lichtmusterscheibe zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters, welche ein Substrat aufweist, das eine dichroitische Beschichtung enthält. Ein mehrfarbiges Lichtmuster wird in der dichroitischen Beschichtung ansprechend auf ein schnelles Drehen des Substrats beim Aufbringen eines Säureätzmittels auf die Beschichtung ausgebildet, derart, daß die Säure nach außen sich über Teile der Beschichtung infolge der Zentrifugalkraft verbreitet und damit eine regellos gemusterte Teilätzung der Beschichtung auf verschiedene Tiefen bewirkt.

Ferner schafft die Erfindung eine säuregeätzte Lichtmusterscheibe zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters, welche ein Substrat aufweist, das eine dichroitische Beschichtung enthält. Ein mehrfarbiges Lichtmuster wird in der dichroitischen Beschichtung ansprechend auf ein schnelles Drehen des Substrats unter Aufbringen einer Photoresist-Substanz auf die Beschichtung ausgebildet, derart, daß sich der Photoresist infolge der Zentrifugalkraft über Teile der Beschichtung nach außen ausbreitet und so eine regellos gemusterte Photoresist-Teilmaske erzeugt, wodurch nachfolgend eine Säureätzung des Substrats andere Abschnitte der dichroitischen Beschichtung, die frei von der Photoresist-Maske sind, auf verschiedene Tiefen ätzt.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf diesen ist

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, welche eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lichtmusterscheibe zeigt,

Fig. 1a eine übertriebene Querschnittsansicht, genommen längs Linie 1a-1a der Fig. 1,

Fig. 2 eine schematische Ansicht, welche die Lichtmusterscheibe schnell drehend während der Aufbringung der Ätzsubstanz zeigt,

Fig. 3 eine schematische Ansicht, welche eine Lichtmusterscheibe schnell drehend während der Aufbringung einer Maskierungssubstanz zeigt, und

Fig. 4 eine schematische Ansicht, welche die Lichtmusterscheibe bewegbar in einem Lichtprojektionsweg angebracht zeigt.

Eine säuregeätzte Lichtmusterscheibe 10, Fig. 1, weist ein scheibenförmiges Substrat 12, vorzugsweise aus Borsilikatglas auf, und enthält eine dichroitische Beschichtung 14, welche aus abwechselnden Filmen aus den Metalloxiden, Siliziumdioxid und Titandioxid aufgebaut ist. Die Farbeffekte dichroitischer Filme hängen von der Dicke und Gesamtzahl der abwechselnden Schichten ab.

Ein mehrfarbiges Lichtmuster wird in der dichroitischen Beschichtung als Folge einer regellos gemusterten 15 Teilätzung der Beschichtung 14 in verschiedene Tiefen ausgebildet. Das regellose Muster 15 kann erzielt werden, indem eine Säureätzlösung, beispielsweise eine 2-3%ige wässerige Lösung von Flourwasserstoffsäure auf die dichroitische Beschichtung 14 regellos aufgetropft oder auch aufgespritzt wird. Die Lichtmusterscheibe 10 der Fig. 1 enthält beispielsweise eine regellose gelbe Form in dem Bereich, der mit y bezeichnet ist, und eine regellose rote Form in dem Bereich, der mit r bezeichnet ist, siehe auch Fig. 1a.

Alternativ, siehe Fig. 2, kann man das Säureätzmittel auch auf die dichroitische Beschichtung 14 auftropfen lassen, während die Lichtmusterscheibe 10 um ihre Schwerpunktachse A in Richtung des Pfeiles S schnell gedreht wird, so daß sich die aufgetropfte Säure infolge der Zentriefugalkraft nach außen über Teile der Beschichtung 14 ausbreitet und damit eine regellos gemusterte Teilätzung 15a auf verschiedene Tiefen der Beschichtung bewirkt. Die Säure wird auf die dichroitische Beschichtung 14 über Zeiten von unter 1 Minute bis zu ungefähr 10 Minuten, abhängig vom gewünschten Mehrfarbeneffekt, einwirken gelassen.

Als weitere Alternative, siehe Fig. 3, kann eine kommerziell verfügbare Photoresist-Substanz 16, beispielsweise Mikroposit S1805, vertrieben von Shipley, Inc. Marlborough, MA auf die dichroitische Beschichtung 14 aufgetropft werden, während sich die Lichtmusterscheibe 10 um ihre Schwerpunktachse schnell dreht, so daß sich der auftropfende Photoresist 16 infolge der Zentrifugalkraft nach außen über Abschnitte der Beschichtung 14 ausbreitet und eine regellos gemusterte Photoresist-Teilmaske 16 erzeugt, wodurch eine nachfolgende Säureätzung andere Abschnitte der dichroitischen Beschichtung 14, die von der Photoresist- Maske 16 frei sind, auf verschiedene Tiefen ätzt.

Verschiedene Regellosemustereffekte können wie oben beschrieben oder mit anderen Mitteln erreicht werden. Eine Maske, wie etwa Photoresist 16, oder Wachse, Öle, hydrophobe oder hydrophile Kristalle, und andere hydrophobe Materialien können in die dichroitische Beschichtung 14 eingeführt werden. Die Maske 16 kann auf der dichroitischen Beschichtung 14 in einer solchen solchen Weise manipuliert sein, daß Teile der Beschichtung 14 unmaskiert bleiben. Die von der Maske 16 zurückgelassenen Muster sind chaotisch, regellos und einmalig. Die Lichtmusterscheibe 10 kann dann in eine Ätzlösung eingeführt werden, die dann diejenigen Teile der Beschichtung 14 wegätzen wird, die nicht maskiert sind. Der Ätzvorgang kann zeitlich begrenzt werden, um, wie oben angegeben, das gewünschte mehrfarbige Ergebnis zu erzielen. Das Ergebnis gemäß diesem Verfahren kann einen mehrfarbigen Effekt ähnlich demjenigen erzeugen, der entsteht, wenn Stoff gefaltet oder gebunden und dann in Farben getaucht wird.

Es gibt mehrere Wege, die ausgewählte Maskierung auf die dichroitische Beschichtung 14 zu manipulieren. Wie weiter oben diskutiert, kann die Scheibe 10 in irgendeiner geeigneten Weise, wie etwa durch Anbringen und Befestigen der Scheibe 10 auf einer auf einer rotierenden Welle 20 angebrachten Schleuderscheibe 18, rotiert werden, während die Maske 16 aufgebracht wird. Zusammen mit der Maskensubstanz können auch andere Substanzen aufgebracht werden, um die Maske zu manipulieren, bevor sie trocknet. Zu solchen anderen Substanzen gehören beispielsweise Alkohol, Aceton und Wasser.

Nach der Maskierung könnte auch die Ätzlösung auf die dichroitische Beschichtung manipuliert werden. Die halbmaskierten Beschichtungen können vollständig oder teilweise in die Ätzlösung eingetaucht werden. Die Ätzlösung kann auch auf die halbmaskierte Beschichtung aufgesprüht oder aufgetropft werden.

Wie es bei der Unterhaltungsbeleuchtung bekannt ist, kann die Lichtmusterscheibe 10, Fig. 3, bewegbar in einem Lichtmusterscheibenrad 36 montiert sein, welches, wie durch den Pfeil R angegeben, bidirektional rotiert, so daß, wenn die Lichtmusterscheibe 10 in den mit B bezeichneten Weg eines mit einer Lichtquelle 11 erzeugten Lichtbündels bewegt wird, das ausgewählte Lichtmusterbild 38 sich in Stellung für eine Projektion mit dem Licht auf eine Projektionsoberfläche 40 befindet. Derzeitige Lichtmusterscheiben rotieren auch bidirektional, wie durch den Pfeil M angegeben, unabhängig vom Rad 36, sobald die Lichtmusterscheibe im Lichtbündel B angeordnet ist. Ferner kann ein Farbrad 22, welches eine Anzahl verschiedener Farbscheiben 24 enthält, bidirektional, wie durch den Pfeil R angegeben, gedreht werden, um die Farbe zu varieren und das Lichtbündel B und das ausgewählte Lichtmusterbild 38 hervorzuheben, das auf die Projektionsoberfläche 40 wird, die eine feste Oberfläche oder ein Theaternebel sein kann, projiziert wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Lichtmustererzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters, mit

    einem Substrat (12),

    einer auf dem Substrat abgeschiedenen dichroitischen Beschichtung (14), und

    einem mehrfarbigen regellosen Lichtmuster (r, y), das in der dichroitischen Beschichtung (14) durch regellos auf Teilen der Beschichtung bewirkte Säureätzung ausgebildet ist.
  2. 2. Lichtmustererzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters, mit

    einem Substrat (12),

    einer auf dem Substrat ausgebildeten dichroitischen Beschichtung (14),

    einem mehrfarbigen Lichtmuster, das in der dichroitischen Beschichtung durch Schleuderätzung ausgebildet wird, derart, daß ein auf die Beschichtung aufgebrachte Säureätzmittel sich infolge der Zentrifugalkraft nach außen über Teile der Beschichtung verteilt und damit eine regellos gemusterte Teilätzung der Beschichtung auf verschiedene Tiefen bewirkt.
  3. 3. Lichtmustererzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines mehrfarbigen Lichtmusters, mit

    einem Substrat (12),

    einer auf dem Substrat ausgebildeten dichroitischen Beschichtung (14), und

    einem auf der dichroitischen Beschichtung ausgebildeten Lichtmuster, das ausgebildet ist, indem das Substrat beim Aufbringen einer Photoresist-Substanz auf die Beschichtung schnell gedreht wird, so daß sich der Photoresist infolge der Zentrifugalkraft nach außen über Teile der Beschichtung verteilt und damit eine regellos gemusterte Photoresist-Teilmaske bewirkt, wodurch ein nachfolgender Ätzvorgang andere Abschnitte der dichroitischen Beschichtung, die von der Photoresist-Maske frei sind, auf verschiedene Tiefen ätzt.






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