KR100693326B1

KR100693326B1 - 후면 투사 스크린

Info

Publication number: KR100693326B1
Application number: KR1020040070629A
Authority: KR
Inventors: 김한필; 윤경준; 이근희; 김욱; 변석주
Original assignee: 주식회사 엘지화학; (주)인사이드옵틱스
Priority date: 2004-09-04
Filing date: 2004-09-04
Publication date: 2007-03-13
Also published as: KR20060021755A

Abstract

본 발명은 후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린(1)에 있어서, 상기 스크린(1)은 투명판(3)과, 상기 투명판(3)의 배면에 열압착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 다수의 미세프리즘(5)이 좌우로 평행하게 후면으로 돌출 형성된 광학시트(8)와, 상기 투명판(3)의 전면에 접착되며 투명필름(2)의 전후면에 상기 광학시트(8)를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층(6)이 형성된 확산필름(20)과, 상기 확산층(6)의 상면에 상기 광학시트(8)의 미세프리즘들(5) 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 차광인쇄층(4) 및 상기 차광인쇄층(4) 사이에 길게 형성된 미세비구면렌즈층(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린(1)을 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 후면 투사 스크린은 태양광과 같이 밝은 환경에서도 관찰측에서 표면에 반사상의 비침이 없고, 높은 검은색 레벨(Black Level)의 고정밀 색채의 영상을 얻을 수 있으며, 또한 대화면의 스크린을 저렴한 가격으로 구성할 수 있는 효과가 있음을 물론이고, 종래에 비하여 월등한 시야각을 확보할 수 있는 효과가 있다.

후면투사스크린, 미세비구면렌즈, 콘트라스트, 시야각, 미세프리즘

Description

후면 투사 스크린{Rear projection screen}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 배치를 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 종단면도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 미세프리즘 광학시트 및 그 작용을 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린에 투사된 광선의 경로를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 이각미세프리즘 광학시트를 나타낸 단면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 이각미세프리즘 광하시트를 나타낸 사시도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 후면 투사 스크린 2: 투명필름

3: 투명판 4: 차광인쇄층

5 5': 미세프리즘 6: 확산층

7: 접착층 8, 8': 광학시트

9: 미세비구면렌즈 20: 확산필름

P: 프로젝터

본 발명은 후면 투사 스크린(Rear Projection Screen)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로젝터의 영상을 후면으로부터 받아 이를 미세프리즘들이 형성된 광학시트를 통하여 먼저 굴절시키고 이후 전면의 광학필름 상의 확산층에서 확산시키며 다시 넓은 시야각을 가지도록 미세비구면렌즈 층을 통하여 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린에 관한 것이다.

프로젝터 등에 의한 투영상을 얻기 위해, 투사 스크린이 널리 사용된다. 이 투사 스크린으로서는 투과형의 후면 투사 스크린이나 반사형 투사 스크린이 있다. 이러한 투사 스크린에는 2개의 중요한 요소가 요구된다. 첫째는 영상 관측측에서 외광(태양광 혹은 주변광)의 표면 반사가 적어 표면 반사상이 없어야하고, 둘째는 검은 색 레벨(level) 이 확보되어 높은 콘트라스트 비를 확보해야 한다는 것이다.

본 발명은 진열창이나 유리창의 내측면에 프로젝터의 투사 영상을 비추어 내기 위한 투과형 스크린의 방식으로서, 스크린의 후면을 향해서 프로젝터 영상을 투사하는 형태이다. 이는 안내, 광고, 영상 정보 등의 재현용의 후면 투과형 스크린으로서 실용화되어 있다.

그러나, 이러한 스크린은 태양광과 같은 밝은 빛 하에서는 관찰측에서 유 리 면에 비치는 반사상이나 외부광의 강도에 대항할 수 없고, 관찰자측에서 보는 투사 영상은 콘트라스트가 약한 색조를 가진 선명하지 않은 영상이 되어버리는 문제점이 있다.

또한 대화면 영상 표시 장치로서는, 종래 LED 램프들을 표시 영역에 걸쳐 배치시킨 구성의 것이 널리 사용되고 있지만, 매우 고가이며, 설치 공사 기간이 많이 걸리는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 본 특허출원과 동일자로 출원한 '후면 투사 스크린'에서, 후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린에 있어서, 상기 스크린은 투명판과, 상기 투명판의 배면에 접착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 다수의 미세프리즘이 좌우로 평행하게 후면으로 돌출 형성된 광학시트와, 상기 투명판의 전면에 접착되며 투명필름의 전후면에 상기 광학시트를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층이 형성된 확산필름과, 상기 확산층의 상면에 상기 광학시트의 미세프리즘들 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 차광인쇄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린을 제안한 바 있다.

이와 같은 스크린은 태양광과 같이 밝은 환경에서도 관찰측에서 표면에 반사상의 비침이 없고, 높은 검은색 레벨(Black Level)의 고정밀 색채의 영상을 얻을 수 있으며, 프로젝터로부터의 광선을 미세프리즘 광학시트를 통하며 먼저 굴절시킨후 광확산시킴으로 인하여 광손실이 적은 대화면의 스크린을 저렴한 가격으로 구성 할 수 있는 효과가 있다.

하지만, 이와 같은 후면 투사 스크린의 광학시트에 형성된 미세프리즘들은 스크린에 대한 상대적인 프로젝터의 설치 위치(높이)에 따라 투사 스크린 상의 각 지점에 도달하는 광선들이 연속적으로 변화되는 입사각을 가짐으로 인하여 미세프리즘에 굴절된 광선들이 서로 수평을 이루어 전방을 향하지 않고 각 위치에 따라 향하는 방향이 틀려져 결상의 이미지가 여러개로 보이는 고스트 현상이 나타날 수 있는 문제점이 있다.

이를 개선하기 위하여 본 발명의 발명자들은 본 특허출원과 동일자로 출원한 '후면 투사 스크린'에서 후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린에 있어서, 상기 스크린은 투명판과, 상기 투명판의 배면에 열압착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 좌우로 평행하게 연속적으로 배치되어 후면으로 돌출 형성된 상기 투명판의 배면에 대한 각도가 5 ~ 65도 범위에서 상하로 연속적으로 변화하여 전체가 구배를 가지게 하는 다수의 이각미세프리즘들이 형성된 광학시트와, 상기 투명판의 전면에 접착되며 투명필름의 전후면에 상기 광학시트를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층이 형성된 확산필름과, 상기 확산층의 상면에 상기 광학시트의 이각미세프리즘들 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 차광인쇄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린을 제안한 바 있다.

이와 같은 스크린은 위치에 따른 광선의 입사각의 변화에 대응하여 이각미세프림즘들을 사용함으로써 고스트 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그러나, 상기와 같은 두가지 후면 투사 스크린들에 있어서는 관찰자측과 대향하고 있는 광확산면이 평평하기 때문에 넓은 시야각을 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광과 같이 밝은 환경에서도, 관찰측에서 표면에 반사상의 비침이 없고, 높은 검은색 레벨(Black Level)의 고정밀 색채의 영상을 얻을 수 있으며, 대화면의 스크린을 저렴한 가격으로 구성할 수 있음은 물론이고, 특히 보다 넓은 시야각을 가지는 새로운 후면 투사 스크린을 제공하는데 있다.

상기의 목적은 후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린에 있어서, 상기 스크린은 투명판과, 상기 투명판의 배면에 열압착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 다수의 미세프리즘이 좌우로 평행하게 후면으로 돌출 형성된 광학시트와, 상기 투명판의 전면에 접착되며 투명필름의 전후면에 상기 광학시트를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층이 형성된 확산필름과, 상기 확산층의 상면에 상기 광학시트의 미세프리즘들 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 차광인쇄층 및 상기 차광인쇄층 사이에 길게 형성된 미세비구면렌즈층을 포함하여 구성함으로써 달성할 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 후면 투사 스크린은 후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린에 있어서, 상기 스크린은 투명판과, 상기 투명판의 배면에 열압착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 다수의 미세프리즘이 좌우로 평행하게 후면으로 돌출 형성된 광학시트와, 상기 투명판의 전면에 접착되며 투명필름의 전후면에 상기 광학시트를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층이 형성된 확산필름과, 상기 확산층의 상면에 상기 광학시트의 미세프리즘들 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 차광인쇄층 및 상기 차광인쇄층 사이에 길게 형성된 미세비구면렌즈층을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 미세프리즘은 상기 투명판의 배면에 대한 각도가 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미세프리즘은 상기 투명판의 배면에 대한 각도가 상하로 연속적으로 변화하여 전체가 구배를 가지는 다수의 이각미세프리즘인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 확산필름의 확산층은 백색입자와 아크릴계 바인더를 혼합한 용액을 도포하여 건조시켜 형성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 백색입자는 이산화티탄, 실리카, 탄산칼슘 및 수산화알미늄을 단독으로 또는 복수 선택하여 혼합한 것임을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 배치를 나타낸 도면으로서, 도면부호 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 후면 투사 스크린을 지시하며, 도면부호 5는 횡방향으로 다수개가 조밀하게 일정간격으로 형성된 미세프리즘을 나타내며, 도면부호 4는 역시 횡방향으로 다수개가 조밀하게 형성된 차광인쇄층을 나타내며, 도면부호 9는 상기 차광인쇄층(4) 사이 사이에 길게 형성된 미세비구면 렌즈층을 나타낸다.

창(쇼윈도우)을 기준으로 관측자는 실외에 있고, 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린(1)은 실내에 설치되며, 영상을 만드는 광선을 쏘는 프로젝터(P)는 스크린(1)의 뒤쪽에 떨어져 높게 천정에 설치되어 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 종단면도로서, 본 발명의 후면 투사 스크린(1)은 후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린(1)에 있어서, 상기 스크린(1)은 50 ~ 150㎛의 두께를 가지는 투명판(3)과, 상기 투명판(3)의 배면에 열압착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 좌우로 평행하게 연속적으로 배치되어 후면으로 돌출 형성된 50 ~ 500㎛의 크기(삼각형인 단면의 밑변 또는 이웃하는 미세프리즘의 모서리 사이의 간격)를 가진 다수의 미세프리즘(5)을 포함하며 250 ~ 500㎛의 두께를 가지는 광학시트(8)와, 상기 투명판(3)의 전면에 접착되며 투명필름(2)의 전후면에 상기 광학 시트(8)를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층(6)이 형성된 50 ~ 150㎛의 두께를 가지는 확산필름(20)과, 상기 확산층(6)의 상면에 상기 광학시트(8)의 미세프리즘들(5) 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 10 ~ 15㎛의 두께를 가지는 차광인쇄층(4) 및 상기 차광인쇄층(4) 사이에 길게 형성된 미세비구면렌즈층(9)을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 미세프리즘(5)은 상기 투명판(3)의 배면에 대한 각도가 일정하게 형성하였다.

상기 투명판(3)은 폴리메틸 메타 아크릴레이트(PMMA) 시트와 같이 광투과율이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하며, 투명필름(2)과 광학시트(8)를 모두 가요성(flexibilty) 재질을 사용함으로써 전체적으로 본 발명에 따른 후면 투사 스크린(1)을 둥글게 말아 올려 보관이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

하지만, 상기 투명판(3)과 확산필름(2) 사이의 접착층(7)은 점착제를 사용하여 점착층을 이룰 수도 있으며, 이 경우 투명판(3)을 중심으로 확산필름(20)과 광학시트(8)의 탈부착이 가능하므로, 투명판(3)으로 창의 판유리를 그대로 사용하고 이를 중심으로 확산층(6)과 차광인쇄층(4) 및 미세비구면렌즈층(9)이 형성된 확산필름(20)을 창의 실외측에 점착시키고, 이에 맞추어 미세프리즘(5)이나 이각미세프리즘(5')이 형성된 광학시트(8)(8')를 별도의 접착제나 점착제를 사용하여 창의 실내측에 접착 또는 점착시킴으로써 후면 투사 스크린(1)의 역할을 할 수도 있다.

또, 상기 확산필름(20)에 형성된 확산층(6)은 백색입자와 아크릴계 바인더를 혼합한 용액을 도포하여 건조시켜 형성하는데, 이는 일반적인 방식이다. 그리고 투명판(3)으로는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)나 폴리카보네이트(PC)와 같은 것을 사용할 수 있다.

상기 백색입자는 이산화티탄, 실리카, 탄산칼슘 및 수산화알미늄을 단독으로 또는 복수 선택하여 혼합한 것을 사용할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 후면 투사 스크린(1)에 사용될 수 있는 이각미세프리즘 광학시트(8')를 나타낸 단면도 및 사시도로서, 각각의 이각미세프리즘들(5')은 투명판(3)의 배면과 이루는 각도(α)(β)(γ)가 연속적으로 변화하여 전체적으로 구배를 가짐을 알 수 있다. 본 실시예에서는 α>β>γ 인 형태로서 하측의 미세프리즘들(5')이 보다 뾰족하게 돌출되어 전체적으로 하측의 광학시트(8')가 두껍게 형성된 것으로 나타나 스크린(1)이 전체적으로 기울어져 구배를 가진 것으로 보이게 된다.

이와 같은 이각미세프리즘들(5')을 사용하게 되면, 점광원인 프로젝터(P)로부터의 광선을 보다 정밀하게 전방을 향하도록 굴절시킬 수 있는데, 그 이유는 점광원으로부터 스크린(1) 상에 도달하는 광선의 입사각은 점광원의 위치 및 스크린(1) 상의 위치에 따라 연속으로 변화하며 따라서 각각의 미세프리즘(5')의 각도가 이에 맞추어 달라야만 광선을 전면으로 향하도록 굴절시킬 수 있기 때문이다. 이는 스크린(1)의 영상이 보다 밝게 하는 역할을 하는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사 스크린의 미세프리즘 광학시트 및 그 작용을 나타낸 도면으로서, 프로젝터(P)로부터 발사된 광선이 상기 광학시트(8)의 미세프리즘(5)들로 인하여 꺽이게 되는 것을 알 수 있으며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 후면 투사스크린에 투사된 광선의 경로를 나타낸 도면으 로서, 프로젝터(P)로부터 발사된 광선은 광학시트(8)의 미세프리즘(5)에 의해 꺽이어 투명판(3)을 통과하게 되며, 투명판(3)을 통과한 광선은 확산필름(2)의 백색을 띄는 확산층(6)에서 결상을 하게 되며 미세비구면렌즈층(9)으로 인하여 프로젝터(P)의 영상이 광각(廣角) 광확산(光擴散) 하여 넓은 시야각을 가지는 영상을 관측자에게 제공하게 되는 것이다.

Claims

후면으로부터 광선을 투사 받아 전방에서 영상을 볼 수 있도록 한 후면 투사 스크린(1)에 있어서, 상기 스크린(1)은 투명판(3)과, 상기 투명판(3)의 배면에 열압착되며 광선을 굴절시켜 전방으로 유도하기 위해 다수의 미세프리즘(5)이 좌우로 평행하게 후면으로 돌출 형성된 광학시트(8)와, 상기 투명판(3)의 전면에 접착되며 투명필름(2)의 전후면에 상기 광학시트(8)를 통하여 굴절된 광선이 각 방향으로 산란되어 확산되는 확산층(6)이 형성된 확산필름(20)과, 상기 확산층(6)의 상면에 상기 광학시트(8)의 미세프리즘들(5) 사이 사이에 대향하여 수평으로 평행선을 이루도록 형성된 차광인쇄층(4) 및 상기 차광인쇄층(4) 사이에 길게 형성된 미세비구면렌즈층(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린(1).
제 1 항에 있어서, 상기 미세프리즘(5)은 상기 투명판(3)의 배면에 대한 각도가 일정한 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린(1).
제 1 항에 있어서, 상기 미세프리즘(5)은 상기 투명판(3)의 배면에 대한 각도가 상하로 연속적으로 변화하여 전체가 구배를 가지는 다수의 이각미세프리즘(5')인 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린(1)
제 1 항에 있어서, 상기 확산필름(2)의 확산층(6)은 백색입자와 아크릴계 바 인더를 혼합한 용액을 도포하여 건조시켜 형성한 것을 특징으로 하는 후면 투사 스크린(1).
제 4 항에 있어서, 상기 백색입자는 이산화티탄, 실리카, 탄산칼슘 및 수산화알미늄을 단독으로 또는 복수 선택하여 혼합한 것임을 특징으로 하는 후면 투사 스크린(1).