DE60205761T2

DE60205761T2 - Mit kügelchen versehener rückprojektionsschirm mit einstellbarer erweiterung

Info

Publication number: DE60205761T2
Application number: DE60205761T
Authority: DE
Inventors: A. Todd BALLEN; S. Robert MOSHREFZADEH
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: MXPA04002000A; EP1423754B1; KR20040035750A; CN1549952A; EP1423754A1; DK1423754T3; US6567215B2; CA2457133A1; WO2003021349A1; DE60205761D1; US20030053207A1; JP2005502088A; ATE302962T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein mit Kügelchen versehene Rückprojektionsschirme und insbesondere Rückprojektionsschirme, die Kügelchen mit unterschiedlichen Brechungsindizes enthalten.
Allgemeiner Stand der Technik
Rückprojektionsschirmdisplays auf der Basis von Glasmikrokugeln (oder Kügelchen), die in eine undurchsichtige Matrix eingebettet sind, sind für verschiedene Verwendungen einschließlich großformatiger Fernsehgeräte immer populärer geworden. Ein Rückprojektionsschirm ist eine folienartige optische Einrichtung mit einer relativ dünnen Betrachtungsschicht, die an einer Bildfläche einer optischen Projektionsvorrichtung plaziert ist. Solch ein Schirm macht ein von einer Projektionsvorrichtung auf die Bildfläche fokussiertes reales Bild sichtbar. Die Betrachtungsschicht ist in der Regel planar entsprechend den von einer Projektionsvorrichtung erzeugten Bildflächen. Andere Gestalten sind möglich, wenn die Bildfläche der Projektionsvorrichtung nicht planar ist. Der Schirm soll als ein Filter dienen, um Licht, das keinen Teil des projizierten Bilds darstellt, zu dämpfen, zu blockieren oder zu streuen, und das Licht, das Teil des projizierten Bilds ist, von seiner Rückseite zu seiner Vorderseite durchzulassen. Auf diese Weise ermöglicht er, daß der Betrachter das projizierte Bild sieht, wenn er auf die Vorderseite des Schirms schaut.
Bei einer typischen Konstruktion sind die transparenten Mikrokugeln in ein undurchsichtiges Bindemittelmaterial eingebettet, wobei der hintere Abschnitt der Mikrokugeln Licht von der Projektionsvorrichtung exponiert ist. Die vorderen Abschnitte der Mikrokugeln können sich teilweise durch das undurchsichtige Bindemittelmaterial erstrecken, um das Schirmsubstrat zu kontak tieren. Die Kontaktbereiche bilden optische Öffnungen zwischen jeder Mikrokugel und dem Substrat. Der jede optische Öffnung umgebende Bereich ist aufgrund des undurchsichtigen Bindemittelmaterials in den Mikrokugelzwischenräumen undurchsichtig und bevorzugt schwarz. Infolgedessen kann auf diese Bereiche auffallendes Umgebungslicht absorbiert werden.
Kurze Darstellung der Erfindung
Unter einigen Umständen könnte es möglicherweise wünschenswert sein, die Fähigkeit zu haben, mit Kügelchen versehene Rückprojektionsschirme mit einer bestimmten Ausbeute oder einem bestimmten Betrachtungswinkel für eine Anwendung bereitzustellen und mit Kügelchen versehene Rückprojektionsschirme mit unterschiedlichen Ausbeuten oder Betrachtungswinkeln für eine oder mehrere andere Anwendungen bereitzustellen, wobei immer die gleichen Kügelchen verwendet werden. Beispielsweise könnte ein Schirmhersteller eine begrenzte Auswahl an Kügelchenindizes aufgrund verfügbarer Bestände haben oder aus anderen Gründen möglicherweise bevorzugen, nur Kügelchen mit einem bestimmten Index zu verwenden, während er gleichzeitig verschiedene Kunden hat, die Schirme mit unterschiedlichen Ausbeuten, Betrachtungswinkeln oder anderen Leistungscharakteristiken wünschen. Die vorliegende Erfindung liefert eine Lösung. Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Rückprojektionsschirmkonstruktion bestimmt werden, bei der zwei oder mehr vordefinierte Kügelchentypen mit unterschiedlichen Brechungsindizes in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt werden können, um die Ausbeute, den Betrachtungswinkel oder andere Leistungscharakteristiken innerhalb eines gewünschten Bereichs abzustimmen.
Die vorliegende Erfindung geht auf mehr hinaus als auf eine Realisierung, daß Ausbeute und andere Schirmeigen schaften durch Mischen von Kügelchen mit unterschiedlichen Indizes abgestimmt werden können. Bei der vorliegenden Erfindung wird auch erkannt, daß die Schirmkonstruktion so modifiziert oder ausgewählt werden kann, daß die gewählten Kügelchen unabhängig von dem Mischverhältnis zu einem Hochleistungsschirm führen. Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren bereit zum Auswählen von Kügelchenindizes für eine gegebene Schirmkonstruktion, um eine stark vorhersagbare Abstimmung der Schirmleistung zu erzielen und gleichzeitig eine relativ hohe Transmission beizubehalten. Die vorliegende Erfindung stellt als solche Rückprojektionsschirme bereit, die Kügelchen mit zwei oder mehr verschiedenen Indizes enthalten, und stellt außerdem die Fähigkeit bereit, die Ausbeute und den Betrachtungswinkel dieser Schirme über einen großen Bereich abzustimmen, ohne den Durchsatz signifikant einzubüßen.
Bei einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zur Herstellung eines mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirms. Das Verfahren weist das Bestimmen einer modellhaften Schirmkonstruktion auf, die ein Substrat umfaßt, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material, eine Schicht aus Mikrokügelchen, die teilweise in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß eine Seite der Mikrokügelchen exponiert bleibt, und eine fakultative Deckschicht, die über der exponierten Seite der Mikrokügelchen angeordnet ist. Das Verfahren weist ferner auf: das Berechnen eines Durchsatzes für die modellhafte Schirmkonstruktion als Funktion des Mikrokügelchen-Brechungsindexes, so daß ein theoretischer maximaler Durchsatz bestimmt werden kann. Das Verfahren weist außerdem auf: das Bestimmen eines Bereichs von Mikrokügelchen-Brechungsindizes derart, daß jeder Brechungsindex in dem Bereich bei Verwendung als der Brechungsindex der Mikrokügelchen in der modellhaften Schirmkonstruktion zu einem berechneten Schirmdurchsatz von etwa 90% oder mehr des theoretischen maximalen Durchsatzes führen würde. Schließlich weist das Verfahren auf: Wählen eines ersten Mikrokügelchentyps mit einem ersten Brechungsindex innerhalb des bestimmten Bereichs, Wählen eines zweiten Mikrokügelchentyps mit einem zweiten Brechungsindex innerhalb des bestimmten Bereichs, wobei der zweite Brechungsindex von dem ersten Brechungsindex verschieden ist, und Mischen und Dispergieren eines Verhältnisses der ersten Mikrokügelchen und der zweiten Mikrokügelchen zum Ausbilden einer im wesentlichen gleichförmig dispergierten Schicht aus Mikrokügelchen für einen mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirm mit einer Konstruktion, die funktionell der modellhaften Schirmkonstruktion entspricht. Unter „funktionell entspricht" wird verstanden, daß der mit Kügelchen versehene Projektionsschirm, der hergestellt wird, im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie der modellhafte Schirm aufweist (außer daß er mehrere Kügelchentypen umfaßt anstatt einen einzelnen Kügelchentyp), und daß kleine Variationen bei Schichtdicken, Brechungsindizes und anderen Eigenschaften existieren können.
Bei einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zur Herstellung eines mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirms, der die Schritte umfaßt: Bereitstellen einer ersten Mehrzahl von Mikrokügelchen mit einem ersten Brechungsindex, Bereitstellen einer zweiten Mehrzahl von Mikrokügelchen mit einem zweiten Brechungsindex und Bestimmen einer modellhaften Schirmkonstruktion. Die modellhafte Schirmkonstruktion umfaßt: ein Substrat, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material, eine Schicht aus Mikrokügelchen, die teilweise in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß eine Seite der Mikrokügelchen exponiert bleibt, und eine fakultative Deckschicht, die über der exponierten Seite der Mikrokügelchen angeordnet ist, wobei die modellhafte Schirmkonstruktion einen theoretischen maximalen Durchsatz für einen gegebenen Mikrokügelchen-Brechungsindex aufweist, und wobei die modellhafte Schirmkonstruktion so bestimmt ist, daß, wenn Mikrokügelchen mit dem ersten Index und Mikrokügelchen mit dem zweiten Index als die Schicht von Mikrokügelchen vorliegen, der resultierende Schirm einen theoretischen Durchsatz aufweist, der etwa 90% oder mehr des maximalen theoretischen Durchsatzes beträgt. Der Schirm kann dann hergestellt werden durch Mischen und Dispergieren eines Verhältnisses des ersten Typs von Mikrokügelchen und des zweiten Typs von Mikrokügelchen zum Ausbilden einer gleichförmigen Schicht aus Mikrokügelchen für einen mit Kügelchen versehenen Projektionsschirm mit einer Konstruktion, die im wesentlichen die gleiche ist wie die modellhafte Schirmkonstruktion.
Bei einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Rückprojektionsschirm bereit, der umfaßt: eine mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion aufweisend ein Substrat, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material und eine Schicht aus Mikrokügelchen, die in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß ein Abschnitt der Mikrokügelchenschicht exponiert bleibt, wobei die mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion einen maximalen Durchsatz aufweist und n_Tmax einen Mikrokügelchen-Brechungsindex definiert, bei dem der maximale Durchsatz erreicht wird, und wobei die Schicht aus Mikrokügelchen mehrere erste Mikrokügelchen mit einem ersten Brechungsindex und mehrere zweite Mikrokügelchen mit einem zweiten Brechungsindex aufweist, wobei der erste Brechungsindex in einem Bereich von einschließlich n_Tmax ± 0,05 liegt und der zweite Brechungsindex kleiner ist als der erste Brechungsindex.
Bei noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Rückprojektionsschirm bereit, der umfaßt: eine mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion aufweisend ein Substrat, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material und eine Schicht aus Mikrokügelchen, die in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß ein Abschnitt der Mikrokügelchen exponiert bleibt, wobei die mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion einen maximalen theoretischen Durchsatz aufweist, n_T einen Mikrokügelchen-Brechungsindex definiert, bei dem der maximale theoretische Durchsatz erreicht wird, und n_a bis n_b einen Bereich von Mikrokügelchen-Brechungsindizes definiert, der n_T und alle anderen Brechungsindizes enthält, die zu einem berechneten Durchsatz von etwa 90% oder mehr des maximalen theoretischen Durchsatzes führen, und wobei die Schicht aus Mikrokügelchen eine erste Mehrzahl von Mikrokügelchen aufweist, die einen Brechungsindex von etwa n_a aufweisen, und eine zweite Mehrzahl von Mikrokügelchen, die einen Brechungsindex von etwa n_b aufweisen.
In noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Rückprojektionsschirm bereit, der umfaßt: ein Substrat, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material und eine Schicht aus Mikrokügelchen, die teilweise in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, damit die Mikrokügelchen an einer Luftgrenzschicht exponiert bleiben, wobei die Schicht aus Mikrokügelchen im wesentlichen aus einer gleichförmigen Dispersion von Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa 1,65 und Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 besteht.
In einem ferneren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Rückprojektionsschirm bereit, der umfaßt: ein Substrat, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material und eine Schicht aus Mikrokügelchen, die teilweise in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, damit die Mikrokügelchen an einer Luftgrenzschicht exponiert bleiben, wobei die Schicht aus Mikrokügelchen im wesentlichen aus einer gleichförmigen Dispersion von Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa 1,65 und Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 besteht, wobei der Rückprojektionsschirm eine Ausbeute aufweist, die der Ausbeute eines theoretischen Schirms mit der gleichen Konstruktion entspricht, aber mit einer Schicht aus Mikrokügelchen, die nur Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa gleich (1,65a + 1,5b)/(a + b) enthält, wobei a:b das Verhältnis von Mikrokügelchen mit einem Index von 1,65 zu Mikrokügelchen mit einem Index von 1,5 ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung ergibt sich bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine teilweise schematische Seitenansicht eines Zwei-Kügelchen-Rückprojektionsschirms;
2 eine teilweise schematische Seitenansicht einer mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirmkonstruktion, die zum Modellieren von Leistungscharakteristiken verwendet werden kann;
3(a) ist ein Diagramm der relativen Transmission über den Kügelchenindex für eine bestimmte Ein-Kügelchen-Rückprojektionsschirmkonstruktion und
3(b) die relative Transmission über den Kügelchenindexkurven für mehrere verschiedene Rückprojektionsschirmkonstruktionen.
Wenngleich sich die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Formen anbietet, sind Einzelheiten davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt worden und werden ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß es nicht die Absicht ist, die Erfindung auf die beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz besteht die Absicht, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Gedanken und Schutzbereich der Erfindung fallen.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Erfindung stellt einen mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirm bereit, der Kügelchen mit mindestens zwei verschiedenen Indizes umfaßt. Die vorliegende Erfindung stellt auch die Fähigkeit bereit, die Brechungsindizes der zwei oder mehr Kügelchentypen auszuwählen, die in einem Bereich von Verhältnissen gemischt werden können, um eine oder mehrere im voraus ausgewählte oder ansonsten wünschbare Leistungscharakteristiken zu erzielen. Beispielsweise können zwei verschiedene Kügelchentypen gemischt werden, um eine bestimmte Ausbeute zu erzielen, während gleichzeitig eine relativ hohe Spitzentransmission beibehalten wird. Für Rückprojektionsschirme, die Kügelchen mit zwei oder mehr verschiedenen Indizes enthalten, kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, zu bestimmen, welche Kügelchenindizes für eine gegebene Schirmkonstruktion verwendet werden können, um zu bestimmen, welche Schirmkonstruktionen für zwei oder mehrere gegebene Kügelchenindizes verwendet werden können, um zu bestimmen, welcher Bereich von Kügelchenindizes verwendet werden kann, um einen ausreichend hohen Durchsatz aufrechtzuerhalten und das Justieren (oder Abstimmen) der Ausbeute in einem gewünschten Bereich zu gestatten, um Schirmkonstruktionen und Kügelchenindizes zu bestimmen, die bei der Herstellung eines Schirms mit einer gewünschten Ausbeute (oder einer über einen gewünschten Bereich abstimmbaren Ausbeute) verwendet werden können, während ein ausreichend hoher Durchsatz aufrechterhalten wird, und dergleichen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird Ausbeute definiert als das Verhältnis der axialen Luminanz des Schirms zu der axialen Luminanz einer Lambert'schen Quelle mit dem gleichen integrierten einfallenden Licht. Durchsatz (oder Transmission) ist definiert als der Anteil (oder Prozentsatz) senkrecht einfallenden (d.h. axialen) Lichts, das durch den Schirm durchgelassen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ausbeute eines Rückprojektionsschirms abgestimmt werden, indem Kügelchen mit zwei oder mehr verschiedenen Indizes verwendet werden, die in der Kügelchenschicht des Schirms im wesentlichen gleichförmig gemischt sind, und wobei die Indizes der Kügelchen so ausgewählt sind, daß Durchsätze erreicht werden, die für einen gegebenen mit Kügelchen versehenen Schirm bei dem oder in der Nähe des theoretischen maximalen Durchsatzes liegen. Somit erwägt die vorliegende Erfindung das Abstimmen der Ausbeute eines Rückprojektionsschirms durch Mischen von Kügelchen mit unterschiedlichen Indizes in verschiedenen Mengen, Auswählen der Kügelchenindizes, um einen ausreichend hohen Durchsatz für eine bestimmte Ausbeute oder für einen Bereich von Ausbeuten zu erzielen, in denen das Abstimmen gewünscht wird, und Modifizieren oder Auswählen einer Schirmkonstruktion derart, daß die Ausbeute abgestimmt werden kann, während ein akzeptabler Durchsatz aufrechterhalten wird. Jeder von diesen kann gemäß der vorliegenden Erfindung unabhängig oder simultan und in einer beliebigen Kombination durchgeführt werden. Die Entscheidung, welcher Weg eingeschlagen werden soll, wird oftmals davon abhängen, welche Variable sich am wenigsten steuern läßt.
In Situationen beispielsweise, wo die Kügelchenindizes im voraus bestimmt worden sind (z.B. aufgrund von im voraus existierenden Mikrokugellagerbeständen), kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, zu bestimmen, welche Schirmkonstruktionen verwendet werden können, um eine gewünschte Ausbeute (oder Betrachtungswinkel) und Durchsatzleistung zu erzielen. In Situationen, in denen eine bestimmte Ausbeute oder ein Bereich an Ausbeuten im voraus bestimmt sind, kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, einen oder mehrere der Kügelchenindizes auszuwählen und/oder den Schirmaufbau zu bestimmen. In Situationen, in denen der Schirmaufbau eingestellt worden ist, kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um eine gewünschte Ausbeute (oder Betrachtungswinkel) und Durchsatzleistung zu erzielen.
Wenngleich die vorliegende Erfindung das Ausbilden von mit Kügelchen versehenen Schirmen in Betracht zieht, die eine Mischung von zwei oder mehreren Typen von Mikrokugeln enthalten, wobei jeder Typ Mikrokugel einen anderen Brechungsindex aufweist, ist der Fall eines Zwei-Kügelchen-Schirms besonders illustrativ. Ohne Verlust an Verallgemeinerung kann die folgende Diskussion somit Beispiele für Zwei-Kügelchen-Schirme liefern, um Aspekte der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, da erkannt wird, daß andere Mehr-Kügelchen-Schirmkonstruktionen der vorliegenden Erfindung die gleichen oder ähnliche Aspekte verkörpern können.
1 zeigt einen Abschnitt eines mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirms 100, der eine Schicht aus Mikrokugeln (oder Kügelchen) 110 umfaßt, die teilweise in ein Licht absorbierendes Material 120 eingebettet sind, so daß die Rückseite der Kügelchen exponiert bleibt. Die Kügelchen 110 und das Licht absorbierende Material 120 sind auf einem lichtdurchlässigen Substrat 130 angeordnet. Die Kügelchen 110 sind so in das Licht absorbierende Material 120 eingebettet, daß ein Bereich an den Vorderabschnitten der Kügelchen das Substrat 130 kontaktiert oder fast kontaktiert. Die Bereiche eines Kontakts oder Beinahekontakts 140 bilden die Öffnungen für die Lichttransmission durch den Schirm, wenn von einer Projektormaschine oder einer anderen geeigneten Displayvorrichtung erzeugtes Licht oder erzeugte Bilder die Hinterseite des Rückprojektionsschirms beleuchtet (d.h. die Seite des Schirms mit exponierten Kügelchen).
Andere Schichten, Beschichtungen oder Elemente können fakultativ zusätzlich zu den in 1 gezeigten vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein durchlässiges Material dazu verwendet werden, eine Deckschicht über der exponierten Seite der Kügelchen auszubilden (Deckschicht in 1 nicht angegeben). Ein dickeres oder steiferes Substrat kann auf die Vorderseite des Schirms laminiert werden, um beispielsweise für mechanische Unterstützung zu sorgen. Antireflexbeschichtungen, matte Oberflächenbehandlungen usw. können auf der Vorderseite des Schirms vorgesehen sein, um Blendung zu reduzieren. Diffusorteilchen können in das Schirmsubstrat oder andere Schichten eingearbeitet sein, um Flecken zu reduzieren, ein mattes Aussehen bereitzustellen oder dergleichen. Verschiedene optische Filme, Polarisatoren, Hemmstoffe, Kompensatoren, Linsen, Lichtmanagement- oder Helligkeitsverstärkungsfilme und dergleichen können ebenfalls gegebenenfalls vor oder hinter dem Schirm vorgesehen werden. Geeignete mit Kügelchen versehene Rückprojektionsschirmkonstruktionen sind beispielsweise aus den US-Patenten Nr. 6,204,971, 6,172,814 und 5,563,738 und aus der International Publication Nr. WO 99/50710 und WO 98/45753 bekannt.
Bei der vorliegenden Erfindung werden mit Kügelchen versehene Schirme bereitgestellt, die Kügelchen mit mindestens zwei verschiedenen Brechungsindizes enthalten, in 1 mit n₁ und n₂ bezeichnet. Die Kügelchen mit den verschiedenen Indizes sind in der Schicht aus Kügelchen im wesentlichen gleichförmig verteilt. Die Kügelchen im wesentlichen gleichförmig zu dispergieren, gestattet eine Mittelung der optischen Effekte jedes Kügelchentyps über einen nutzbaren Bereich des Schirms. Für Kügelchen mit unterschiedlichen Indizes, die ähnliche Größen und Indizes aufweisen, die ausreichend nahe beieinander liegen (z.B. etwa eine Differenz von 20% bis 30% unter einigen Umständen), kann ein Schirm vom Typ mit mehreren Kügelchen im wesentlichen wie ein Schirm vom Ein-Kügelchen-Typ fungieren, dessen Kügelchen einen Brechungsindex aufweisen, der etwa gleich dem gewichteten Mittel der Brechungsindizes der verschiedenen Typen von Kügelchen ist, die in dem Mehr-Kügelchen-Schirm verwendet werden. Somit kann der effektive Kügelchenindex N_eff berechnet werden über:
wobei J die Gesamtzahl der Kügelchentypen, n_j der Index des j-ten Kügelchentyps ist und w_j der Bruchanteil des j-ten Kügelchentyps in der Kügelchenmischung ist, so daß die Summe aller w_j's gleich 1 ist.
Beispielsweise würden bei der in 1 gezeigten Konstruktion Kügelchen mit einem Index von 1,5 und Kügelchen mit einem Index von 1,65, die mit einem Verhältnis von 1:2 gleichförmig dispergiert sind, einen Schirm erzeugen, der ähnlich wie ein Schirm vom Ein-Kügelchen-Typ mit Kügelchen mit einem Index von 1,6 fungiert, wobei eine ähnliche Kügelchenpackdichte angenommen wird. Durch Mischen von Kügelchen mit unter schiedlichen Verhältnissen können somit Leistungscharakteristiken des Schirms abgestimmt werden. Dies gestattet, Schirmleistungsfaktoren über einen größeren Bereich leichter abzustimmen im Vergleich zu Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktionen.
Mikrokugeln, die sich als Kügelchen in Schirmen der vorliegenden Erfindung eignen, umfassen sichtbar transparente Glaskügelchen (kommerziell in einer Vielzahl von Indizes erhältlich) oder Kügelchen, die aus anderen Materialien hergestellt sind, wie etwa polymere Kügelchen. Geeignete Mikrokugeln weisen in der Regel Größen in einem Bereich von etwa 10 bis 200 Mikrometer Durchmesser auf, obwohl kleinere oder größere Kügelchen möglicherweise für eine bestimmte Anwendung bevorzugt werden. Wenn zwei oder mehr verschiedene Typen von Kügelchen gemischt werden (z.B. Kügelchen mit unterschiedlichen Brechungsindizes), kann es wünschenswert sein, daß die verschiedenen Kügelchentypen ähnliche Größen und/oder Dichten aufweisen, damit das Sicherstellen eines gleichförmigeren Mischens und Ausgebens unterstützt wird. Geeignete Brechungsindizes der Kügelchen können von der Anwendung abhängen und können im Bereich von etwa 1,3 bis 3,2 verfügbar sein, typischer im Bereich von etwa 1,3 bis 2,5. Glaskügelchen wie jene, die in dem US-Patent Nr. 6,204,971 offenbart werden, eignen sich möglicherweise besonders als Mikrokugeln in der vorliegenden Erfindung.
Wieder unter Bezugnahme auf 1 kann eine Licht absorbierende Schicht 120 unterschiedliche Funktionen ausführen, einschließlich Erhöhen des Kontrasts des Schirms durch Absorbieren einer signifikanten Menge Umgebungslichts, wodurch Blendung und andere Reflexionen, die ansonsten im allgemeinen den Kontrast reduzieren würden, reduziert werden. Die Licht absorbierende Schicht kann auch so funktionieren, daß sie die Mikrokugeln trägt, die Austrittsöffnung der Mikrokugeln definiert und durch die Zwischenräume zwischen Mikro kugeln hindurchtretendes Licht steuert. Idealerweise ist die Opazität des die Licht absorbierende Schicht bildenden Materials ausreichend hoch, um die Transmission von Licht durch die Zwischenraumbereiche zu reduzieren oder zu eliminieren und um signifikante Mengen Umgebungslichts zu absorbieren. Je nach der Konstruktion des Schirms kann außerdem ein Teil der Licht absorbierenden Schicht sich zwischen dem Öffnungsabschnitt der Mikrokugeln und dem Substrat befinden. In diesen Fällen sollte die Dicke dieses Abschnitts der Licht absorbierenden Schicht und/oder der Absorptionskoeffizient des Materials der Licht absorbierenden Schicht ausreichend niedrig sein, damit ausreichend Licht hindurchtreten kann.
Die Licht absorbierende Schicht kann aus einer großen Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Die Wahl des Materials erzeugt bevorzugt eine geeignete Klebebindung an die Mikrokugeln und ist ausreichend undurchsichtig, wie oben beschrieben. Bevorzugte Materialien für die Licht absorbierende Schicht sind polymere Materialien, die Farbmittel aufnehmen, wie etwa ein Farbstoff, ein Pigment oder Ruß. Bevorzugt werden schwarze Farbmittel verwendet. Es kann auch eine Pulverbeschichtung aus Ruß, schwarzen Farbstoffen, undurchsichtigen Teilchen oder anorganischen Teilchen oder solchen Teilchen, die in ein polymeres Bindematerial dispergiert sind, sein.
Bevorzugt kann die Licht absorbierende Schicht beispielsweise auf das Substrat aufgetragen werden und in einem erweichten Zustand gehalten werden, bis Mikrokugeln auf der Beschichtung plaziert und in die Licht absorbierende Schicht gedrückt werden können. Ein bevorzugtes derartiges Material ist ein Acrylat, das mit Ruß beladen ist, um es undurchsichtig zu machen. Verschiedene thermoplastische und duroplastische Polymere, insbesondere thermisch oder UV-härtbare Polymere, können verwendet werden.
Wieder unter Bezugnahme auf 1 kann das Substrat 130 aus einem beliebigen Material bestehen, das für sichtbares Licht im wesentlichen transparent ist. Polymere Materialien wie etwa Polymethylmethacrylat, Polyethylenterephthalat (PET) und Polycarbonat haben sich als geeignet herausgestellt. Während polymere Materialien den Vorteil von geringem Gewicht und Flexibilität aufweisen, kann auch Glas verwendet werden. Es kann außerdem wünschenswert sein, daß die Brechungsindexdifferenz zwischen dem Substrat und der Licht absorbierenden Schicht über den Bereich von sichtbaren Wellenlängen hinweg gering ist. Das Substrat kann auch so verarbeitet werden, daß es einen optischen Diffusor auf einer oder beiden seiner Oberflächen oder in seinem Volumen umfaßt.
Das Substrat 130 kann eine einzelne Schicht aus einem einzelnen Material sein oder es kann mehrere Schichten und/oder mehrere Materialien umfassen. Beispielsweise kann das Substrat 130 eine dünne Schicht aus klarem Material an der absorbierenden Schichtgrenzfläche umfassen, um Kügelchen aufzunehmen, die sich teilweise durch die absorbierende Schicht erstrecken, wie etwa die klaren Schichten, die in der International Publication WO 99/50710 offenbart werden.
Ein mit Kügelchen versehener Rückprojektionsschirm wie der in 1 gezeigte kann hergestellt werden, indem ein Licht absorbierendes Material auf ein geeignetes Substrat aufgebracht wird, eine im wesentlichen gleichförmig dispergierte Mischung aus Mikrokugeln mit mindestens zwei verschiedenen Brechungsindizes in einer Schicht auf dem Licht absorbierenden Material abgeschieden wird, die Schicht von Mikrokugeln in die Licht absorbierende Schicht eingebettet wird, etwaige überschüssige Mikrokugeln entfernt werden und fakultativ die exponierten Abschnitte der Mikrokugeln mit einer Deckschicht versehen werden. Um eine gleichförmig dispergierte Mischung von zwei Kügelchentypen zu erzielen, wird bevorzugt, daß die Kügelchentypen etwa von der gleichen Größe sind (oder zumindest etwas überlappende Bereiche an Größen aufweisen) und daß die Kügelchentypen Dichten aufweisen, die ausreichend nahe liegen (z.B. innerhalb von 25%). Für viele Zwei-Kügelchen-Systeme ist der Dichteparameter in der Regel erfüllt, wenn aus ähnlichen Materialien hergestellte Kügelchen verwendet werden (z.B. zwei verschiedene Glaskügelchentypen, zwei verschiedene Polymerkügelchentypen usw.) und wenn die Brechungsindexdifferenz zwischen den zwei Kügelchentypen relativ gering ist (z.B. Brechungsindexdifferenz von 1 oder weniger, geeigneter 0,7 oder weniger, geeigneter 0,5 oder weniger, noch geeigneter 0,3 oder weniger). Die Kügelchen können auf eine Vielzahl von Wegen gemischt und ausgegeben werden, wie etwa in US-Patent Nr. 6,204,971 offenbart.
Bei der Bestimmung, welche Mikrokugeln verwendet werden sollen und/oder welche Schirmkonstruktion hergestellt werden soll, kann es nützlich sein, zuerst die Leistung einer modellhaften mit Kügelchen versehenen Schirmkonstruktion, die nur einen Kügelchentyp umfaßt, zu modellieren. Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, den Durchsatz als Funktion des Kügelchenindexes für verschiedene modellhafte Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktionen zu berechnen und anhand dieser Informationen eine Zwei-Kügelchen-Schirmkonstruktion (oder eine andere Mehr-Kügelchen-Schirmkonstruktion) zu bestimmen, die sich eignet, um gewünschte Leistungscharakteristiken zu erzielen.
2 zeigt eine modellhafte Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktion 200. Die modellhafte Schirmkonstruktion 200 enthält die Basiselemente, mit denen erwartete Ausbeute und Durchsatz eines Schirms wie in dem vorliegenden Dokument beschrieben berechnet werden. Diese Elemente umfassen eine Schicht aus Mikrokugeln 210, die teilweise in einer Licht absorbierenden Schicht 220 eingebettet sind, die sich auf einem Substrat 230 befindet, und eine über den exponierten hinteren Abschnitten der Mikrokugeln angeordnete fakultative Deckschicht 240. Licht I fällt von der Rückseite des Schirms ein, tritt in eine Mikrokugel ein und kann dann zu einer Betrachterposition 250 übertragen werden, die sich an der Vorderseite des Schirms befindet.
Verschiedene Schirmleistungscharakteristiken können über einfache Strahlverfolgungstechniken berechnet werden, wenn die Modellkonstruktion und insbesondere der Brechungsindex der Kügelchen gegeben ist, die Packungsdichte der Kügelchen, der Brechungsindex der absorbierenden Schicht, die optische Dichte (oder der Absorptionskoeffizient) der absorbierenden Schicht, der Brechungsindex des Substrats, die Dicke t eines beliebigen Abschnitts der direkt zwischen den Mikrokugeln und dem Substrat liegenden absorbierenden Schicht (oder umgekehrt für Kugeln, die das Substrat kontaktieren, das Ausmaß, mit dem sich die Kugeln in das Substrat erstrecken), und der Brechungsindex der Deckschicht, falls vorhanden. Schirmleistungscharakteristiken, die modelliert werden können, umfassen eine Ausbeute bei einem bestimmten Betrachtungswinkel, Transmission (auch als Durchsatz bezeichnet) bei einem bestimmten Betrachtungswinkel, Gesamtwinkelbereich der Betrachtbarkeit und dergleichen. Die Ergebnisse der Modellierung durch Strahlverfolgung sind unempfindlich gegenüber der Dicke der fakultativen Deckschicht und der Dicke des Substrats.
Unter Bezugnahme auf 2 kann die Modellierung von Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktionen über Strahlverfolgung dort durchgeführt werden, wo die verwendeten Strahlen eine Sammlung von gleichmäßig beabstandeten Strahlen von senkrecht einfallendem Licht sind, die ein Strahlbündel B bilden, dessen Breite den Durchmesser eines einzelnen Kügelchens überspannt und der auf das Kügelchen zentriert ist. Jeder Strahl des Strahlbündels B wird verfolgt und die Transmission wird bestimmt durch Berechnen der kollektiven Intensität der Strahlen, die das Kügelchen verlassen und in das Substrat 230 eintreten. Man betrachte den Lichtstrahl I als ein Beispiel für einen Lichtstrahl in einem Strahlbündel, I₁ stellt die Intensität des Strahls in der fakultativen Deckschicht dar, I₂ stellt die Intensität des Strahls in dem Kügelchen dar, I₃ stellt die Intensität des Strahls in dem Substrat dar und I₄ stellt die Intensität des zu der Betrachterposition projizierten Strahls dar. Bei dem Modellieren der Transmission ist es am zweckmäßigsten, die Transmission als die Gesamtintensität zu berechnen, die aus dem Kügelchen austritt und in das Substrat eintritt. Somit kann eine Transmission T für alle einfallenden Lichtstrahlen I in einem Strahlbündel B bestimmt werden durch:
Durch das Berechnen der Transmission für eine modellhafte Schirmkonstruktion auf diese Weise entfällt die Notwendigkeit, interne Reflexionen innerhalb des Substrats berücksichtigen zu müssen. Weil die Modellierung über ein einzelnes Kügelchen erfolgt, wird eine etwaige Abhängigkeit der Gesamttransmission von der Kügelchenpackdichte beseitigt. Dies gestattet einen direkten Vergleich unterschiedlicher Schirmkonstruktionen, ohne daß die Packungsdichte berücksichtigt werden muß. Somit wird die berechnete Transmission manchmal als die relative Transmission bezeichnet.
3(a) trägt die relative Transmission über den Kügelchenindex nach Bestimmung aus einer Modellierung einer Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktion wie etwa der in 2 gezeigten auf, wo die fakultative Deckschicht einen Brechungsindex von 1 aufweist, entsprechend einer Luftdeckschicht, oder genauer gesagt einem Schirm ohne fakultative Deckschicht. Die Kügelchendurchmesser waren auf 60 Mikrometer eingestellt und ihr Brechungsindex wurde von 1,4 bis 2,8 variiert. Der Brechungsindex der Licht absorbierenden Schicht war auf 1,51 eingestellt, wobei die Gesamtdicke der absorbierenden Schicht auf 25 Mikrometer und der Absorptionskoeffizient der absorbierenden Schicht auf 0,5 μm^–1 eingestellt war. Die Dicke t zwischen den Mikrokugeln und dem Substrat war auf 0,1 Mikrometer eingestellt. Das Substrat wies einen auf 1,51 eingestellten Brechungsindex auf, gleich dem Brechungsindex der Licht absorbierenden Schicht. Für jeden Kügelchenindex von 1,4 bis 2,8 in Inkrementen von 0,025 wurde die Transmission eines Strahlbündels von senkrecht einfallenden Strahlen, die den Durchmesser eines einzelnen Kügelchens überspannten, bestimmt. Senkrecht einfallende Strahlen sind jene, die im rechten Winkel zur Ebene des Schirms einfallen. Die Ergebnisse sind in 3(a) aufgetragen.
Wie durch 3(a) angedeutet, gibt es für eine bestimmte Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktion einen Kügelchenindex, bei dem ein Transmissionsmaximum erreicht wird, gekennzeichnet mit T_max (und auch bezeichnet als der theoretische maximale Durchsatz). Der Kügelchenindex, bei dem T_max erreicht wird, ist bezeichnet als N_T.
Während die in 3(a) gezeigte Kurve das Verhalten einer modellhaften mit Kügelchen versehenen Schirmkonstruktion darstellt, die Kügelchen mit dem gleichen Index verwendet, zieht die vorliegende Erfindung mit Kügelchen versehene Rückprojektionsschirme in Betracht, die eine gleichförmige Dispersion von Kügelchen mit zwei oder mehr verschiedenen Brechungsindizes umfassen. Jedoch können modellhafte Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktionen und ihre berechnete Transmission über Kügelchenindexkurven in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um einen Bereich von Kügelchenindizes zu bestimmen, aus dem mehrere Kügelchentypen gewählt werden können. Beispielsweise gibt 3(a) den maximalen theoretischen Durchsatz T_max für die beschriebene Schirmkonstruktion sowie das Niveau von 90% des maximalen Durchsatzes, mit 0,9 T_max bezeichnet, an. Das Niveau von 90% des maximalen Durchsatzes definiert einen Bereich von Kügelchenindizes von einschließlich N_a bis N_b.
Zwei oder mehrere Kügelchentypen können gewählt werden, die Brechungsindices in diesem Bereich besitzen, und können in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt werden, um die Kügelchenschicht eines mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirms zu bilden, der eine Ausbeute besitzt, die entsprechend dem Verhältnis der Kügelchentypen abgestimmt werden kann. Bei einem Zwei-Kügelschen-Schirm beispielweise kann die Ausbeute in einem Bereich von de Ausbeute, die für einen Schirm erwartet wird, der nur den ersten Kügelchentyp aufweist (d.h. unter Verwendung einer Kügelchenmischung mit einem hohen Verhältnis von ersten Kügelchen zu zweiten Kügelchen), bis zu einer Ausbeute eingestellt werden, die für einen Schirm erwartet wird, der nur den zweiten Kügelchentyp besitzt (d.h. unter Verwendung einer Kügelschenmischung mit einem niedrigen Verhältnis von ersten Kügelchen zu zweiten Kügelchen). Da jeder Kügelchentyp so ausgewählt ist, daß er individuell mindestens 90% des maximalen theoretischen Durchsatzes ergibt, kann außerdem eine relative hohe Transmisison für die Schirmkonstruktion vom Mehr-Kügelchen-Typ aufrechterhalten werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch herausgefunden, daß für innerhalb des angegebenen Bereichs ausgewählte Kügelchen es eine fast lineare Abhängigkeit der Ausbeute von dem Kügelchenmischverhältnis gibt. Die Ausbeute des Schirms vom Mehr-Kügelchen-Typ kann deshalb mit ausreichender Genauigheit vorhergesagt werden, damit Kügelchenindices, Kügelchenmischverhältnisse und Schirmkonstruktionen vorbestimmt werden können, um eine gewünschte Ausbeute zu produzieren.
Für eine gegebene Schirmkonstruktion können modelhafte Ein-Kügelchen-Transmissionskurven erzeugt werden, wie in 3(a) gezeigt. Anhand dieser Kurven können kann Kügelschenindices gewählt werden, die derart gemischt werden können, daß die Ausbeute des resultierenden Zwei-Kügelchen (oder anderen Mehr-Kügelchen-) Schirms eingestelllt werden können. Um beispielweise einen hohen Durchsatz aufrechtzuerhalten und Einstellbarkeit auf höhere Ausbeuten zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, einen ersten Kügelchenindex zu wählen, der bei oder in der Nähe von N_T liegt (z.B. n₁ im Bereich n_T ± 0.05), in Ausführungsbeispielen N_T oder größer, und einen zweiten Kügelchenindex, der ausreichend kleiner ist als der erste Kügelchenindex, damit die Ausbeute über einen sinnvollen Bereich eingestelllt werden kann, aber etwa gleich N_a oder größer ist (kleinere Indices ergeben höhere Ausbeuten), um einen adäquaten Durchsatz aufrechtzuerhalten. Andere Optionen sind ebenfalls verfügbar, wie etwa das Auswählen von Indices bei oder in der Nähe von N_a and N_b für einen weiteren Bereich der Ausbeuteneinstellbarkeit unter Aufreichterhaltung eines hohen Durchsatzes.
Wenngleich die vorliegende Erfindung die Auswahl von einem oder mehreren Kügelchenindizes für das Kügelchenmischen gestattet, um die Ausbeute abzustimmen und den Durchsatz beizubehalten, gestattet die vorliegende Erfindung auch ein Neudesign der Schirmkonstruktion, wenn ein oder mehrere bestimmte Kügelchenindizes oder ein Bereich von Kügelchenindizes gegeben ist. Beispielsweise könnte ein Schirmhersteller einen Lagerbestand von einigen wenigen verschiedenen Kügelchentypen haben, wobei jeder Typ einen anderen Brechungsindex besitzt. In einer derartigen Situation kann die Fähigkeit zur Wahl eines Kügelchenindexes möglicherweise beschränkt sein. Die vorliegende Erfindung zieht in Betracht, die Schirmkonstruktion so zu justieren oder zu modifizieren, daß vorbestimmte oder im voraus ausgewählte Kügelchenindizes in den Bereich von einschließlich N_a bis N_b für die modifizierte Schirmkonstruktion passen. Beispielhaft zeigt 3(b) eine Reihe von Transmissionskurven 311, 312, 313, 314, 315, 316, 317, 318, 319, 320, die jeweils der in 3(a) gezeigten ähnlich sind. Die Kurven von 3(b) wurden unter Verwendung der gleichen Konstruktion wie für die Kurve von 3(a) erzeugt, außer daß der Index für die Deckschicht von 1,0 (Luft) zu 1,6 variiert wurde. Insbesondere wurde Kurve 311 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,0, Kurve 312 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,1, Kurve 313 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,2, Kurve 314 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,3, Kurve 315 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,35, Kurve 316 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,4, Kurve 317 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,45, Kurve 318 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,5, Kurve 319 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,55 und Kurve 320 unter Verwendung eines Deckschichtindexes von 1,6 erzeugt.
3(b) zeigt an, daß die Spitze der Transmissionskurve durch Variieren des Deckschichtindexes verschoben werden kann. Durch Verschieben der Transmissionskurvenspitze wird der Bereich geeigneter Kügelchenindizes (z.B. N_a bis N_b) erweitert. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß ein vorbestimmter Satz von Kügelchenindizes veranlaßt werden kann, in einen Bereich von Kügelchenindizes zu fallen, der einen ausreichend hohen Durchsatz aufrechterhält und eine vorhersagbare Abstimmbarkeit der Ausbeute gestattet.
Die Positionen der Transmissionskurvenspitzen können ferner feinabgestimmt werden, indem die Dicke t der Licht absorbierenden Schicht zwischen den Kügelchen und dem Substrat justiert wird und/oder indem die optische Dichte des Materials der Licht absorbierenden Schicht justiert wird und/oder ein Diffusor zu einer oder mehreren der absorbierenden Schicht, dem Substrat, der fakultativen Deckschicht oder in einer separaten Schicht hinzugefügt wird. Tatsächlich können alle Justierungen an der Schirmkonstruktion, die zu einer Änderung bei der effektiven Kügelchenaustrittsöffnung führen können, dazu verwendet werden, die Transmissionsspitze relativ zum Kügelchenindex zu verschieben. Beispielsweise verkleinern bei Konstruktionen, wo die Mikrokugeln das Substrat nicht kontaktieren, so daß etwas Licht absorbierendes Material zwischen den Mikrokugeln und dem Substrat existiert, Licht absorbierende Materialien mit höheren optischen Dichten im allgemeinen die effektive Austrittsöffnung. Dies führt zu einer geringeren maximalen Transmission, einer schmaleren Transmissionsspitze und einer geringfügigen Verschiebung der Transmissionsspitze zu hohen Kügelchenindizes. Bei Konstruktionen, bei denen die Kügelchen den ganzen Weg durch die Licht absorbierende Schicht vorstehen, beeinflußt der Umfang des Vorstehens direkt die Austrittsöffnung. Andere Möglichkeiten existieren und werden in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht als auf die oben beschriebenen bestimmten Beispiele beschränkt angesehen werden, sondern sollte vielmehr so verstanden werden, daß sie alle Aspekte der Erfindung abdeckt, wie sie billigerweise in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind. Verschiedene Modifikationen, äquivalente Prozesse sowie zahlreiche Strukturen, auf die sich die vorliegende Erfindung möglicherweise anwenden läßt, ergeben sich dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, ohne weiteres bei Betrachtung der vorliegenden Spezifikation.
Jedes der Patente, Patentdokumente und Veröffentlichungen, die oben angeführt werden, wird hierdurch so in dieses Dokument aufgenommen, als ob es vollständig reproduziert wäre.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirms, aufweisend: Bestimmen einer modellhaften Ein-Kügelchen-Schirmkonstruktion, aufweisend: ein Substrat (130, 230), das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material (120), eine Schicht aus Mikrokügelchen (110, 210), die teilweise in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß eine Seite der Mikrokügelchen exponiert bleibt, und eine fakultative Deckschicht, die über der exponierten Seite der Mikrokügelchen angeordnet ist; Berechnen eines Durchsatzes für die modellhafte Schirmkonstruktion als Funktion des Mikrokügelchen-Brechungsindexes, so daß ein theoretischer maximaler Durchsatz bestimmt werden kann; Bestimmen eines Bereichs von Mikrokügelchen-Brechungsindizes derart, daß jeder Brechungsindex in dem Bereich bei Verwendung als der Brechungsindex der Mikrokügelchen in der modellhaften Schirmkonstruktion zu einem berechneten Schirmdurchsatz von etwa 90% oder mehr des theoretischen maximalen Durchsatzes führen würde; Wählen eines ersten Mikrokügelchentyps mit einem ersten Brechungsindex innerhalb des bestimmten Bereichs; Wählen eines zweiten Mikrokügelchentyps mit einem zweiten Brechungsindex innerhalb des bestimmten Bereichs, wobei der zweite Brechungsindex von dem ersten Brechungsindex verschieden ist; Mischen und Dispergieren eines Verhältnisses der ersten Mikrokügelchen und der zweiten Mikrokügelchen zum Ausbilden einer im wesentlichen gleichförmig dispergierten Schicht aus den ersten und zweiten Mikrokügelchen für einen mit Kügelchen versehenen Rückprojektionsschirm mit einer Konstruktion, die funktionell der modellhaften Schirmkonstruktion entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend Wählen eines dritten Mikrokügelchentyps mit einem dritten Brechungsindex, wobei der dritte Brechungsindex vom ersten und zweiten Brechungsindex verschieden ist, und wobei der Schritt des Mischens und Dispergierens weiterhin Mischen und Dispergieren eines Verhältnisses der ersten Mikrokügelchen, der zweiten Mikrokügelchen und der dritten Mikrokügelchen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Mikrokügelchen mittlere Durchmesser im Bereich von etwa 50 μm bis 100 μm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Mikrokügelchen mittlere Dichten aufweisen, die innerhalb 25% liegen.
Rückprojektionsschirm, aufweisend: eine mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion aufweisend ein Substrat (130, 230), das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material (120, 220) und eine Schicht aus Mikrokügelchen (110, 210), die in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß ein Abschnitt der Mikrokügelchenschicht exponiert bleibt; wobei die mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion einen maximalen theoretischen Durchsatz aufweist und n_T einen Mikrokügelchen-Brechungsindex definiert, bei dem der maximale theoretische Durchsatz erreicht wird, und wobei die Schicht aus Mikrokügelchen mehrere erste Mikrokügelchen mit einem ersten Brechungsindex (n_a) und mehrere zweite Mikrokügelchen mit einem zweiten Brechungsindex (n_b) aufweist, wobei der erste Brechungsindex in einem Bereich von einschließlich n_T ± 0,05 liegt und der zweite Brechungsindex von dem ersten Brechungsindex verschieden ist.
Rückprojektionsschirm nach Anspruch 5, wobei die Schirmkonstruktion ferner eine Deckschicht (240) aufweist, die über dem exponierten Abschnitt der Mikrokügelchenschicht angeordnet ist.
Rückprojektionsschirm nach Anspruch 5, wobei die Schicht aus Mikrokügelchen ferner mehrere dritte Mikrokügelchen mit einem dritten Brechungsindex aufweist, der von dem ersten und zweiten Brechungsindex verschieden ist.
Rückprojektionsschirm, aufweisend: eine mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion aufweisend ein Substrat (130, 230), das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material (120, 220) und eine Schicht aus Mikrokügelchen (110, 210), die in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, so daß ein Abschnitt der Mikrokügelchenschicht exponiert bleibt; wobei die mit Kügelchen versehene Schirmkonstruktion einen maximalen theoretischen Durchsatz aufweist, n_T einen Mikrokügelchen-Brechungsindex definiert, bei dem der maximale theoretische Durchsatz erreicht wird, und n_a bis n_b einen Bereich von Mikrokügelchen-Brechungsindizes definiert, der n_T und alle anderen Brechungsindizes enthält, die zu einem berechneten Durchsatz von etwa 90% oder mehr des maximalen theoretischen Durchsatzes führen, und wobei die Schicht aus Mikrokügelchen eine erste Mehrzahl von Mikrokügelchen aufweist, die einen Brechungsindex von etwa n_a aufweisen, und eine zweite Mehrzahl von Mikrokügelchen, die einen Brechungsindex von etwa n_b aufweisen.
Rückprojektionsschirm, aufweisend: ein Substrat (130, 230), das für sichtbares Licht durchlässig ist; ein auf dem Substrat angeordnetes, sichtbares Licht absorbierendes Material (120, 220); und eine Schicht aus Mikrokügelchen (110, 210), die teilweise in das Licht absorbierende Material eingebettet sind, damit die Mikrokügelchen an einer Luftgrenzschicht exponiert bleiben, wobei die Schicht aus Mikrokügelchen im wesentlichen aus einer gleichförmigen Dispersion von Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa 1,65 und Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 besteht.
Rückprojektionsschirm nach Anspruch 9, wobei der Rückprojektionsschirm eine Ausbeute aufweist, die der Ausbeute eines theoretischen Schirms mit der gleichen Konstruktion entspricht, aber mit einer Schicht aus Mikrokügelchen, die nur Mikrokügelchen mit einem Brechungsindex von etwa gleich (1,65a + 1,5b)/(a + b) enthält, wobei a:b das Verhältnis von Mikrokügelchen mit einem Index von 1,65 zu Mikrokügelchen mit einem Index von 1,5 ist.