Fresnel-Leinwand

Was ist eine Fresnel-Leinwand — und wofür ist sie gebaut?

Eine Fresnel-Leinwand ist eine Projektionsfläche mit einer Oberfläche aus feinen, konzentrischen Ringen. Jeder Ring ist so geneigt, dass er Licht aus einer bestimmten Richtung zum Publikum umlenkt — und diese Richtung ist der Ort, an dem das Objektiv eines Ultrakurzdistanz-Projektors steht.

Stell Dir eine Lupe vor, die man in viele schmale Ringe zerschnitten und flach nebeneinandergelegt hat: Sie lenkt das Licht wie vorher, ist aber dünn wie eine Platte. Genau so arbeitet diese Leinwand. Sie ist auf den Punkt gerechnet, an dem Dein Gerät steht, und schickt dessen Licht gezielt zu den Sitzplätzen. Das Licht der Deckenlampe kommt aus einer anderen Richtung und landet nirgendwo — deshalb bleibt das Bild auch am Tag kräftig. Der Haken: Verrückst Du das Gerät oder sitzt Du weit außen, arbeitet die Fläche gegen Dich.

Ausführliche Erklärung

Die Bauidee stammt von Augustin-Jean Fresnel, der als Ingenieur der französischen Leuchtfeuerverwaltung ab 1822 Leuchtturmlinsen neu entwarf: Statt einer massiven, schweren Sammellinse setzte er die Krümmung aus schmalen Ringzonen zusammen und ließ das Glas dazwischen weg. Die optische Wirkung bleibt, die Bauhöhe schrumpft auf einen Bruchteil. Eine Fresnel-Leinwand überträgt dasselbe Prinzip auf eine Reflexionsfläche.

Der Mittelpunkt der Ringe liegt dort, wo das Objektiv sitzt — bei der Ultrakurzdistanz also unterhalb und dicht vor der Bildfläche. Jede Ringzone ist für ihren Radius so geneigt, dass das aus dieser Richtung steil auftreffende Licht in die Waagerechte umgelenkt wird, zu den Sitzplätzen hin. Licht, das aus einer anderen Richtung kommt — von der Decke, vom Fenster, von der Stehleuchte —, trifft dieselben Flanken unter einem falschen Winkel und wird in Bereiche gelenkt, in denen niemand sitzt, oder von den Zwischenstegen geschluckt.

Daraus folgt der Unterschied zur verbreiteten lentikularen Fläche. Beide sind winkelselektiv, aber die lentikulare Struktur ist eine waagerecht durchlaufende Sägezahnreihe: Sie unterscheidet oben von unten und arbeitet über die ganze Bildbreite gleich. Die Ringstruktur unterscheidet zusätzlich links von rechts, weil sie auf einen Punkt und nicht auf eine Richtung gerechnet ist. Diese zweite Unterscheidung bringt den größeren Kontrastgewinn — und sie ist zugleich der Grund für alles, was die Bauform schwierig macht.

Was die Genauigkeit kostet

Eine auf einen Punkt gerechnete Fläche verlangt, dass das Gerät genau dort steht. Weicht es ab, stimmt die Neigung der Ringe nicht mehr zur Lichtrichtung; die Fläche wird ungleichmäßig hell, und im Extremfall arbeitet sie gegen das Gerät. Aufstellung und Fläche gehören damit zusammen bestellt und zusammen ausgerichtet.

Der nutzbare Sitzbereich fällt enger aus als bei der lentikularen Variante, weil die Umlenkung auf eine Hauptrichtung gerechnet ist und die Helligkeit zu den Seiten hin abnimmt. Sekundärquellen nennen Betrachtungswinkel von 70 bis 100 Grad, was für einen Hauptsitzplatz reicht und für eine breite Sitzgruppe knapp wird.

Und die Ringe bleiben eine körperliche Struktur auf der Fläche. Bei kurzem Sitzabstand können sie sichtbar werden, und sie können sich mit dem Punktraster des Bildes zu einem Moirémuster überlagern. Aus demselben Grund gibt es diese Flächen praktisch nur starr und plan gespannt: Was aufgerollt wird, verliert seine Geometrie. Eine gewebte, schalldurchlässige Ausführung schließt die Struktur ebenfalls aus.

Häufiges Missverständnis

„Fresnel ist die beste Leinwand gegen Fremdlicht" — als Rangfolge formuliert, stimmt der Satz nicht. Die Fläche ist für einen einzigen Aufbau optimiert: Gerät dicht an der Wand, Licht von unten, Publikum in der Mitte. Unter einem Deckenprojektor ist dieselbe Fläche unbrauchbar, weil sie dessen Licht aus der falschen Richtung bekommt. Und in einem Raum mit breiter Sitzgruppe verschenkt sie an den Außenplätzen genau das, wofür sie gekauft wurde.

Ein zweiter Irrtum steckt in der Reihenfolge im Projekt. Die Fläche wird oft als Zubehör zum Gerät bestellt, obwohl sie die Aufstellung festlegt: Ihre Ringgeometrie bestimmt, wo das Objektiv stehen muss, und damit Möbeltiefe, Höhe und Wandabstand. Wer erst das Möbel kauft, hat die Entscheidung bereits getroffen, ohne sie zu treffen.

Nicht zu verwechseln mit

Lentikulare Leinwand: Die zweite winkelselektive Bauform für die Ultrakurzdistanz, mit waagerechter Sägezahnstruktur. Gutmütiger im Blickwinkel, geringerer Kontrastgewinn, in mehr Bauformen lieferbar. Der Handel führt sie meist unter der Kurzform „CLR" — ob dieses Kürzel frei verwendbar ist, steht dort als offene Rechtsfrage.
Fresnel-Zahl: Eine Kennzahl der Beugung, die in der Akustik den Schallschirm beschreibt. Gleicher Namensgeber, anderes Gebiet.
Fresnel-Reflexion: Der Anteil des Lichts, der an jeder Grenze zwischen zwei Stoffen zurückgeworfen wird — die Größe hinter Entspiegelung und Spiegelungen auf Glas.
Fresnel-Linse im Scheinwerfer: Dasselbe Bauprinzip als durchleuchtete Linse in Bühnen- und Studiotechnik. Sie bündelt Licht, statt es zu reflektieren.

In der Planung

Ein Wohnzimmer mit großer Fensterfront nach Süden, Bildbreite rund 2,40 Meter, ein Sofa mittig auf 3,20 Metern, gelegentlich zwei Sessel weit außen. Vor jeder Produktfrage klärt sich, wann dieser Raum überhaupt genutzt wird: Soll das Bild tagsüber bei ungedämpftem Tageslicht funktionieren, oder reicht es abends mit halb geschlossenen Behängen?

Ist die Antwort „tagsüber", führt der Weg zur Ultrakurzdistanz mit winkelselektiver Fläche, und erst dann stellt sich die Wahl zwischen den beiden Strukturen. Für den mittigen Hauptplatz spricht die Ringstruktur, weil sie den größten Kontrastgewinn unter Restlicht bringt. Gegen sie sprechen die beiden Sessel: Was dort ankommt, ist sichtbar dunkler, und daran ändert kein Gerät etwas. Die ehrliche Entscheidung lautet deshalb, die Außenplätze entweder als Nebenplätze zu akzeptieren oder zur lentikularen Fläche zu gehen und den geringeren Kontrastgewinn zu nehmen. Beides ist vertretbar; unvertretbar ist, die Frage erst auf dem Sofa zu stellen. Wandaufbau, Möbeltiefe und Leinwandbestellung hängen an dieser Wahl und lassen sich später nur mit Aufwand korrigieren.

Verknüpfte Inhalte

Wie winkelselektive Flächen grundsätzlich arbeiten und wo ihre Grenzen liegen, steht bei der ALR-Leinwand; die Bauform, für die diese Fläche gerechnet ist, behandelt der Laser TV. Warum sich eine Ringstruktur nicht aufrollen lässt und welche Bauformen sonst zur Wahl stehen, führen die Leinwandbauformen aus. Wie hell eine Fläche auf der Achse gegenüber einer Bezugsfläche wirkt, klärt der Leinwand-Gain; warum eine Struktur auf der Fläche mit dem Bildraster zusammenwirken kann, der Fliegengittereffekt.

Quellen

Die Angaben zu Kontrastgewinn, Betrachtungswinkel und Lieferformen folgen Herstellerunterlagen; die Herkunft des Bauprinzips ist über die technikgeschichtliche Darstellung zur Leuchtturmoptik belegt.