KR20070073543A - 고선명 박막 반사 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 스크린 구조에서 표면층, 투과층, 반사층과 암색층을 구비함으로서 표면 결상기능, 투과기능, 확산기능과 반사기능을 모두 갖게 하되 이를 재 반사하여 중복 작용하게 함으로서 LCD나 DLP프로젝터의 전자적 영상의 화소(8) 단위의 영상신호를 확대함으로서 밝기와 선명도를 현저히 증대함은 물론 표면층에 암색층을 형성하여 확산, 반사과정에서 컨트라스트 효과를 배가하여 전체적으로 2배∼9배의 고해상도를 실현할 수 있는 고선명 박막 반사스크린에 관한 것이다.

스크린, 표면층, 재반사, 확산층, 반사면

Description

고선명 박막 반사 스크린{high contrast thinfilm reflection type screen}

도 1은 전자 투영기의 화면 구조 설명도

도 2a는 전자투영기의 DLP방식 영상판구조의 설명도

도 2b는 전자 투영기의 LCD방식 영상판구조의 설명도

도 2c는 램프구조의 설명도

도 3은 도 1의 화소(pixel)단위구조 설명도

도 4는 본 발명에 의한 스크린에서의 화소(pixel)단위 설명도

도 5는 본 발명의 구성 단면 설명도

도 6은 본 발명의 작용효과 설명도

도면의 부호에 대한 명칭의 간략한 설명

1,스크린 2.표면층. 3,투과층. 4확산층 5.반사층. 6.반사면. 7.암색층

8.화소 9.화소단위 영상신호, 10스크린 화소단위 영상 100.영상판

본 발명은 LCD 또는 DLP 및 L-COS 등 주로 전자적 신호에 의한 영상을 스크린에 투사하는 투영기에 사용되는 영상용 스크린에 있어서 특히 상기 영상을 하나 의 스크린구조에서 투과. 확산. 반사 기능을 동시에 수행하되 재반사하는 구조로 구성 하여 화소(pixel)단위로 선명도와 컨트라스트비 효과를 2배 이상 현저하게 올리는 박막 형 반사 스크린에 관한 것이다

이러한 상기 프로젝터의 영상의 도 1과 같이 예를 들면 HD급 영상은 가로(W)1980 X 세로(H)1080 개소로 이루는 화소(pixel)에 의해 이루어진 영상판(100)에 의해 영상이 이루어지며 이면 또는 표면에 램프빛을 조사 하여 투과 또는 반사하여 투사렌즈로 스크린에 투사 하는것은 공지되여 있다

그러나 이러한 프로젝터들의 영상 , 즉 도1및 도2a.도2b.도3과 같이 영상판(100)화소 구성자체가 도2a와 같이 DLP 영상판(100)의 경우에는 작은 칩의 마이크로 반사경들에 의한 화소단위 영상신호(9)면적과, 화소단위의 반사경들이 이루는 경계선, 즉 반사되지 않는 부분까지 포함한 화소(8)면적으로 인한 영상 편차가 발생하고

도 2b와 같은 LCD 방식의 프로젝터는 각 화소(8) 단위에 LCD의 영상신호의 영상 광량을 개폐하기 위한 스위치 구조가 화소(8)단위로 주위에 구비되어야 하므로 이부분은 광량이 통과 하지 않으므로 화소(8)단위 전체의 밝기와 중심부분의 화소단위 영상신호(9)의 밝기 편차가 2배까지 발생한다.

더구나 이러한 영상판(100)에 조사되는 광원의 구조가 도 2c와 같이 중심 부분의 발광 광원체의 밝기 범위인 주광원(R1)과 그 주위로 반사되는 부광원(R)범위의 밝기도 2배 이상 차이가 나므로 화소(8) 단위의 해상도를 더욱 균일하지 못하게 한다.

따라서 도3과 같이 영상판(100)의 화소(8)단위의 주위 어두운 부분과 화소(8) 중심부분의 화소단위영상신호(9)광원의 불 균일이 스크린으로 확대 투사되므로 영상이 거칠어져 해상도가 낮아지고, 밝기가 떨어져 선명도가 저하되며, 영상자체의 노이즈가 발생하며 컨트라스트 또한 떨어지는 근본적 요인이 되어 왔다

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 상기 프로젝터의 영상판(100)구조가 갖는 화소(8)단위의 전체 밝기범위와 화소단위의 영상 신호(9) 범위인 영상신호의 격차를 스크린에서 투과, 확산및 반사과정에서 보정하여 영상자체의 선명도를 가일층 제고하고.

스크린의 투과와 반사과정에서 컨트라스트의 효과를 가일층 제고하여 스크린 자체에서 해상도와 선명도를 제고하는 고선명 박막 반사스크린을 제공 하고자 하는 것이다.

도 5와 같이 본 발명에 의한 스크린(1) 구조는 하나의 박막구조에 프로젝터에서 투사된 영상이 결상 할 수 있는 표면층(2)과 표면층(2)에서 일부 소정의 영상 광량이 투과 될 수 있는 투과층(3)과 동 투과층(3)에 투과되는 빛을 확산 할 수 있는 확산소재가 분포된 확산층(4)과 동 확산층(4) 이면에 확산층(4)으로부터 투과된 광량을 재 반사 할 수 있는 반사면(6)으로 구성한다.

이와 같은 스크린(1)의 전체구조는 포리에치렌이나 ,포리에스터와 같이 투명성이 양호하고 필름처럼 박막화가 가능한 소재로 하고 그 이면에 스크린 용도에 따 라 견고성을 배가하기위한 프라스틱 ,금속 등의 소재를 추가 구성 할 수 있다

그러나 상기와 같은 스크린(1)의 기능을 재반사하는 기능으로 갖으려면 그 투과층(3)이 두꺼우면 잔상이 심해지고 경우에 따라서는 이중상 까지 생기므로 스크린의 두께는 2미크론 이상에서 5MM 미만으로 화면크기에 따라 선택 하는 것이 바람 직 하고 이면소재는 용도에 따라 두께의 제한을 두지 않는다

투과층(3)의 구성은 스크린(1)의 표면층(2)을 엠보싱등의 표면처리를 하여 입사된 빛을 투과하는 구조로 구성 할 시는 투과층(3)은 투명한 구조로 구성하여 투과율의 효율을 제고 한다

이와 같은 엠보싱 처리는 투과층(3)의 표면 즉 표면층(2)과 투과층()의 이면, 즉 반사층 (5)이 이루는 경계면에 동시에 형성하여도 같은 효과가 있게 된 다

이와 같은 엠보싱 처리는 그 표면 입자도를 50#-500#로 형성 할 경우 표면층(2)에서 약 20％-70％의 투과효과와 80％-30％의 반사효과를 얻을 수 있게 된 다

그러나 바람직하게는 50%투과 효과와 50% 반사효과를 얻을 수 있는 100#-300#의 표면 입자도가 바람직하나 이는 스크린소재 선택에 따라 달라 질수 있으므로 스크린(1)소재의 굴절율에 따라 가감하여 구성 한다

또한 투과층(3) 표면에 확산재 를 소정의 두께로 도포 할 시에도 투과층(3)은 투명하게 구성 한다

소정의 확산재를 스크린(1) 투과층(3) 내부에 분포시켜 통과하는 영상광량을 확산 할 수 있다

상기에 사용되는 확산재는 빛을 차단하지 않고 투과하는 시리카등과 같은 투 명물체를 소재로 하여 구형(球型)화 하되 70미크론 미만의 미립자 형태가 바람직 하다

이러한 이유는 스크린(1)소재 자체의 투과 굴절 율 보다 확산재 자체의 굴절 율이 높아야 빛의 손실 없이 확산 효과를 가져 올수 있으며 70미크론 이하의 미세입자는 통상 일반 매질보다 2배 이상의 굴절 율을 갖으며 따라서 2배 이상의 확산효과를 얻을 수 있다

반사층(5)의 구성은 은백색의 색상이면서 반사율이 높은 알루미늄이나 실버 등의 금속 소재로 한다

잔상을 없애기 위해서는 반사면의 응답속도가 빨라야 하며 응답속도를 빠르게 하기위해서는 반사면(6)에 이르는 광량의 투과율이 높을수록 빨라진다

본 발명의 구조는 상기에서 기술한바와 같이 산란과 굴절 율을 감소시키고 투과율을 2배 올려도 반사면(6)에서 재 반사 하는 구조이므로 동일한 확산효과를 갖게 되므로 그만큼 반사응답속도를 올릴 수 있으며 잔상이 반으로 줄어 선명도 또한 2배 이상 높아지게 된 다

상기와 같은 본 발명의 구조는 그 작용효과가 표면층(2)에서 일부산란하고 일부는 투과층(3)을 투과 하면서 확산재 등에 의해 확산 한 다음 반사면(6)에서 다시 되 반사하여 다시 투과층(3)을 투과하면서 표면층(2)의 결상된 영상과 합치하는 작용을 하게 된다

따라서 본 발명은 상기의 굴절 등에 의한 확산 효과가 재반사작용에 의해 2배가 되므로 굴절 확산소재를 절반으로 줄여 투과율을 올림으로서 밝기를 증대 할 수 있게 된 다

투과층(2)의 표면에 엠보싱 입자도 또한 투과율이 높은 800#대의 입자도 까지 형성 하여 확산에 필요한 굴절 율을 낮추고 대신 투과율을 높임으로서 밝기를 2배 이상 제고 할 수 있다

따라서 이러한 본 발명은 도3과같이 프로젝터 영상판(100)의 화소(8)단위 면적 크기보다 작은 화소단위 영상신호(9)의 광량을 도5와 같이 스크린(1) 표면층(2)에 잔존 하게 하고 나머지 투과층(3)으로 투과하면서 확산한 다음 반사층(5)에서 다시 재반사 하여 투과층(3)에서 확산 투과 하는 과정에서 2배정도로 확산 하여 표면층(2)의 영상과 합치 하게 된다

따라서 스크린(1)에서의 영상은 도3의 영상판(100)의 화소단위 영상(9)신호가 도4의 스크린 영상신호(10)처럼 화소(8)단위 내면에서 2배 이상 확대 되는 것이므로 그만 큼 해상도와 선명도 및 밝기가 2배 이상 높아지게 되는 것이다

이와 같은 본 발명은 도 6과같이 스크린(1)의 투과층(3) 표면인 표면층(2)에 암색(暗色)계통의 염료를 코팅하여 암색층(7)을 구성 한다.

암색(暗色)계통이라 함은 흑색, 청색 등 명도가 어두운 색조이며 염료라 함은 광량을 투과 시킬 수 있는 투명 색소로 한다.

이와 같은 암색층(7)은 박막구조로서 백색 광도는 그대로 투과시키고 암색(暗色)계통의 광량은 암색 농도대로 비례하여 투과함으로서 컨트라스트비 효과를 배가 시킨다.

예를 들면 암색 농도 9배의 암색층(7)을 형성한 경우 백색광 100: 암색광 1, 즉 100:1의 컨트라스트비의 영상의 경우 백색광은 스크린(1)자체가 박막 이므로 그대로 통과하고 암색광은 암색층을 거치면 더욱 어두워 지므로 1X9=9배 더 어두워 지므로 암색은 1/9 즉 0.11이 되므로 컨트라스트비는 100:0.11= 약900:1로 9배 이상 높아진다.

따라서 그 선명도는 9배 이상 높아지게 되는 것이다.

암색 농도를 30%로 할 경우는 100:1의 컨트라스트비 영상을 상기와 같이 계산하면 백색광:흑색광 비율은 100X70%:1X30%=70:0.3=233:1로서 컨트라스트비는 2.33배 이상 높아지게 된다.

그러나 본 발명은 상기에서 설명 한바와 같이 투과층(3)에서 투과한 다음 반사층(5)에서 되 반사하는 구조이므로 같은 암색농도에서 2배의 컨트라스트 효과를 가져 온다

본 발명의 전체적인 표면층(1)에 결상하는 영상광량과 투과 광량의 바람직한 구성비는 30%: 70% 이다

이 경우 70% 투과 광량은 투과층(3)등에서 확산 반사하면서 2배의 면적범위인 스크린화소단위(10) 크기로 확산되므로 70%의 광도는 반으로 떨어져 35%의 밝기로 반사하여 표면층의 30%의 밝기와 합치 하게 되는 것이다

따라서 이러한 발명은 영상의 밝기와 해상도를 2배 이상 , 컨트라스트비는 2배에서 9배 까지 신장되므로 전체적으로는 약 4배 이상의 고 선명도를 실현 할 수 있다

또한 이러한 스크린(1)은 도5와 같은 스크린(1)구조의 이면에 보강필름을 덧 붙여 롤스크린으로 사용 할 수 있으며 스크린 구조 이면에 프라스틱 판재를 결합 할 시는 평면스크린으로 사용이 가능하다

이상 설명 한바와 같이 본 발명에 의하면 하나의 스크린(1)구조에 영상을 결상 할 수 있는 표면층(1)과 투과층(3)및 확산층(4)과 반사면(6)을 구성함으로서

하나의 스크린에서 DLP 또는 LCD등의 전자적 영상을 표면 결상에 의한 산란, 투과 확산, 반사, 작용뿐만 아니라 박막구조의 반사면(6)에서 다시 재 반사하여 상기과정을 중복 작용 하여 스크린(1)표면층(2)에서 합치함으로서

스크린화소단위영상(10)신호를 화소(8)단위의 크기로 최대한 확대함으로서 선명도와 해상도는 2배 이상, 밝기 2배 이상 증배하고 컨트라스트비를 2배에서 9배 까지 현저히 증대하는 고선명 박막 반사스크린인 것이다.

Claims (5)

1. 영사용 스크린에 있어서

   스크린(1) 표면에 투사된 영상을 결상하기 위한 표면층(1)을 구성하고

   상기 표면층(1) 이면에 확산층(4)과 투과층(3)을 구성하고

   상기 확산층(4)이면에 반사면(6)을 구성함으로서

   하나의 스크린에서 투과기능과 확산기능 및 반사기능이 동시에 중복 발생하게 하여 프로젝터의 영상 화소(8)단위의 영상 선명도를 증가하게 한 것이 특징인 고선명 박막 반사 스크린
2. 제 1항에 있어서 투과층(3)에 빛이 투과 굴절하는 확산 소재를 가첨한 것이 특징인 고선명 박막 스크린
3. 제 1항에 있어서 투과층(3)중 전면 또는 이면중 일면에 엠보싱 면을 형성하여 확산작용이 가능하게 구성 한 것이 특징인 고선명 박막 반사 스크린
4. 제 1항에 있어서 확산소재를 투과층(3) 표면에 도포 구성한 것이 특징인 고선명 박막 반사 스크린
5. 영사용 스크린에 있어서

   스크린(1) 표면에 암색층(7)을 형성하고 그 이면에 투사된 영상을 결상하기 위한 표면층(1)을 구성하고

   상기 표면층(1) 이면에 확산층(4)과 투과층(3)을 구성하고

   상기 확산층(4)이면에 반사면(6)을 구성함으로서

   하나의 스크린에서 암색층(7)을 통과한 영상이 투과기능과 확산기능 및 반사기능이 동시에 중복발생하게 하여 프로젝터의 영상 화소(8)단위의 영상 컨트라스트비 를 증가하게 한 것이 특징인 고선명 박막 반사

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