KR100443762B1

KR100443762B1 - 투과형스크린

Info

Publication number: KR100443762B1
Application number: KR10-1998-0702056A
Authority: KR
Inventors: 히데끼 미야타
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2004-10-08
Also published as: USRE40226E1; US6271965B1; DK0859270T3; WO1998003898A1; EP0859270B1; EP0859270A4; DE69738446D1; JP3465906B2; DE69738446T2; EP0859270A1; KR20000064254A

Abstract

본 발명에 의한 투과형 스크링은, 빛의 집광 또는 확산등의 광학적 기능을 갖는 렌즈 시이트 또는 광학 시이트를 구비하고 있다. 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 전체로서, 빛의 투과방향으로 분리한 적어도 2개의 확산층(확산부)를 가지고 있다. 이곳에서, 2개의 확산층중의 하나는 광원측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 입광측의 표면에 마련되고, 다른 것은 관찰측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 출광측의 표면에 마련되면 좋다. 또한, 적어도 2개의 확산층중 광원측에 가까운 확산층은, 이 확산층보다도 관찰측에 가까운 확산층에 비해서 빛의 확산의 정도가 적어져 있으면 좋다. 더욱이, 적어도 2개의 확산층중 광원측에 가까운 확산층과 관찰측에 가까운 확산층과는, 첨가되는 확산제의 종류(굴절율 또는 평균입경)를 달라지게 하면 좋다.

Description

투과형 스크린{REAR PROJECTION SCREEN}

종래, 이와 같은 투과형 스크린으로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 합성수지 재료를 기초재로 한 렌티큘러(lenticular) 렌즈 시이트를 단독 또는 다른 렌즈 시이트와 조합해서 사용하는 투과형 스크린이 알려져 있다. 이와 같은 투과형 스크린에 있어서는, 예컨대 CRT 등의 광원에 의해서 영상광을 투영해서 관찰하고 있었다.

최근, 광원으로는, CRT 대신에 액정 프로젝터나 라이트 벌브(bulb) 등의 투사 구멍이 작은 투영관이 사용되어 왔다. 그러나, 종래의 투과형 스크린에서, 이와 같은 투사 구멍이 작은 투영관을 사용했을 경우에, 신틸레이션(scintillation) 또는 스펙클(speckle)이라고 불리는 영상의 어른거림(flicker)이 나타나게 된다는 문제가 있다.

한편, 이와 같은 문제를 해결하기 위한 종래의 방법으로서는, 레이저 광원에 의해서 스크린 위를 주사하는 방법(일본 특개 평 5-173094 호 공보 참조)이나, 스크린을 진동시키는 방법(문헌 1(J. Opt. Soc. Am. Vol. 66, No. 11, Nov. 1976, "Speckle-free rear-projection screen using two close screens in slow relative motion" ) 참조), 및 렌즈 시이트에 확산제를 다량으로 첨가하는 방법등이 제안되어 있다.

본 발명은 비디오 프로젝터(projector)나 슬라이드 프로젝터 등의 배면 투사식의 프로젝터에 주로 사용되는 투과형 스크린에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 1의 실시 형태를 보여주는 도면.

도 2는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 2의 실시의 형태를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 1의 실시예를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 2의 실시예를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 3의 실시예를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 4의 실시예를 보여주는 도면.

도 7은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 5의 실시예를 보여주는 도면.

도 8은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 6의 실시예를 보여주는 도면.

도 9a 및 9b는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 7의 실시예를 보여주는 도면.

도 10은 투과형 스크린의 비교예를 보여주는 도면이다.

발명의 개시

그러나, 상술한 종래의 기술에서, 신틸레이션 등의 영상의 어른거림을 방지하기 위해서 프로젝터 본체의 변경이나 부가장치가 필요하게 되고, 또한 확산제를 다량으로 첨가하는 경우에는 게인(gain)의 저하나 불필요한 해상도의 저하가 발생한다는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 고려해서 이루어진 것으로, 투사 구멍이 작은 투영관을 사용하는 경우에도 부가 장치가 필요하지 않으며, 또한 게인의 저하나 해상도의 저하를 최소한으로 머물게 한 채로, 신틸레이션 등의 영상의 어른거림을 방지할 수 있는 투과형 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1의 특징은, 빛의 집광 또는 확산 등의 광학적 기능을 갖는 렌즈 시이트를 구비한 투과형 스크린에 있어서, 상기 렌즈 시이트는 빛의 투과 방향으로 분리된 2개 이상의 확산부를 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린이다.

본 발명의 제 1의 특징에 있어서, 2개 이상의 확산부 중 하나는 렌즈 시이트의 입광쪽의 표면에 설치되고, 다른 것은 렌즈 시이트의 출광쪽의 표면에 설치되 있으면 좋다. 또한, 2개 이상의 확산부는 렌즈 시이트의 표면 및 내부에 설치되어 있으면 좋다.

본 발명의 제 2의 특징은, 빛의 집광 또는 확산 등의 광학적 기능을 갖는 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트를 구비한 투과형 스크린에 있어서, 상기 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트 중 적어도 하나는 하나 이상의 확산부를 가지며, 상기 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 전체적으로 2개 이상의 확산부를 갖는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린이다.

본 발명의 제 2의 특징에 있어서, 각 확산부는 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 표면 또는 내부에 설치되어 있으면 좋다. 또한 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트 중에서 광원측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 확산부는, 렌즈 시이트 또는 광학 시이트 입광쪽의 표면에 설치되고, 관찰쪽에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 확산부는, 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 출광쪽의 표면에 설치되어 있으면 좋다.

더욱이 상술한 본 발명의 제 1 및 제 2의 특징에 있어서, 2개 이상의 확산부중 광원쪽에 가까운 확산부는, 이 확산부보다도 관찰쪽에 가까운 확산부에 비해서 빛의 확산도가 작게 되어 있으면 좋다. 또한, 2개 이상의 확산부중 광원쪽에 가까운 확산부는 제 1 기초재 중에 제 1 확산성 미립자가 첨가됨으로써 형성되고, 관찰쪽에 가까운 확산부는 제 2 기초재 중 제 2 확산성 미립자가 첨가됨으로써 형성되고, 제 1 확산성 미립자와 제 1 기초재와의 굴절률의 차는, 제 2 확산성 미립자와 제 2 기초재와의 굴절률의 차보다도 작게 되어 있으면 좋다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시의 형태에 대해서 설명한다.

제 1의 실시의 형태

도 1은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 1의 실시의 형태를 보여주는 도면이다.

도 1에서와 같이, 투과형 스크린(1)은, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)나 렌티큘러 렌즈등이 한쪽 또는 양쪽의 표면에 형성된 단체(單)의 렌즈 시이트로 이루어지며, 빛의 투과 방향(도면의 좌우 방향)에 2개 이상의 확산부 1A,1B 가 분리되어 설치되어 있다. 더욱이, 이 제 1의 실시의 형태에 있어서는, 확산부(1A,1B)는 렌즈시이트의 입광측의 표면(입광면) 및 출광측의 표면(출광면)에 설치되어 있다.

여기에서 확산부(1A,1B)는, 빛의 확산작용을 부여하기 위한 부분으로, 미소 렌즈, 유리 비드(glass beads) 또는 유기 비드 등의 확산제(확산성 미립자)를 포함하는 수지층, 또는 미소렌즈 표면의 엠보싱처리 등의 일반적인 수법에 의해서 용이하게 형성할 수가 있다.

한편 확산부는, 렌즈 시이트의 표면에 국한하지 않고, 확산부(1C) 처럼 렌즈 시이트의 내부에 설치되어도 무방하다.

그러나 확산부(1A,1B)는, 광원의 빛이 갖는 가간섭성을 해소하도록 그의 광원의 빛을 확산시키므로, 신틸레이션이나 스펙클 등의 문제를 해소할 수가 있다. 그러나, 광원의 빛을 확산시키는 것은 해상도를 저하시키게 되고, 또한, 종래의 기술처럼 단일 확산부에 확산제를 다량 첨가한 경우에는, 게인이 떨어져서 영상이 대단히 어두워진다.

본 발명의 제 1의 실시형태에 의하면, 렌즈 시이트에 2개의 확산부(1A, 1B)를 분리하여 설치하도록 하였으므로, 단일 확산부의 경우에 사용하는 확산제량보다도 소량의 확산제로 신틸레이션 등의 강도를 동등한 정도까지 약화시킬 수 있으며, 더욱이 사용하는 확산제가 적으므로, 게인의 저하를 방지해서 영상의 밝음의 불필요한 저하를 방지할 수 있다.

또한, 렌즈 시이트에 2개의 확산부(1A,1B)를 분리해서 설치함으로써 확산제의 첨가량이 감소하므로, 확산부(1A,1B)의 내부에서 생기는 미광량(STRAY LIGHT)을 저감시킬 수 있으며, 이 때문에 플레어(flare)나 고스트(ghost) 등의 불필요한 해상도의 저하를 억제할 수 있다.

더욱이, 이와 같은 빛의 확산작용에 의해서, 프레넬렌즈(Fresnel lens), 렌티큘러 렌즈 또는 광원의 픽셀 등의 상호간섭에 의해 발생하는 모아레(moire)를 줄일 수 있다.

한편, 확산부(1A,1B)는 렌즈 시이트의 입광측 및 출광측의 표면에 설치하는 것이 바람직하다. 이것은, 확산부(1A,1B) 사이의 거리를 길게 해서 광원의 빛이 갖는 가간섭성을 없앰으로써, 각 확산부(1A,1B)에 있어서의 빛의 확산효과를 극히 약한 정도로 억제하면서 신틸레이션 등의 강도의 저감을 도모할 수 있으며, 또한, 영상의 밝기의 저하를 상당히 줄일 수 있기 때문이다.

또한, 광원측에 가까운 확산부(1A)는 관찰측에 가까운 확산부(1B)보다도 빛의 확산도를 작게 하는 것이 바람직하다. 이것은, 입광측의 확산요소에 의한 빛의 확산을 작게 함으로써, 불필요한 해상도의 저하를 방지하면서 신틸레이션 등의 강도를 억제할 수 있기 때문이다.

한편, 신틸레이션 등의 평가 항목으로는, 상술한 신틸레이션 등의 강도 이외에도, 동화상을 비췄을 때에 생기는 어른거림은 움직임의 조도(roughness)(신틸레이션 등의 크기(조도))가 있다. 여기서, 신틸레이션 등의 강도를 억제하기 위해서는 기초재와의 굴절률의 차가 작은 확산제를 첨가하는 것이 바람직하며, 한편, 신틸레이션 등의 크기(조도)를 억제하기 위해서는 평균입경이 작은 확산제를 첨가하는 것이 바람직하다.

이 때문에, 신틸레이션 등만을 문제삼는 경우에는, 광원측에 가까운확산부(1A) 및 관찰측에 가까운 확산부(1B)의 양쪽에, 기초재와의 굴절률의 차가 작고, 또한 평균입경이 작은 확산제를 첨가하는 것이 고려된다. 그러나, 기초재와의 굴절률의 차가 작은 확산제나 평균입경이 작은 확산제는 시야각을 좁게 하므로, 신틸레이션 등의 문제와 시야각의 문제를 함께 해소하도록, 확산부(1A)에 첨가되는 확산제와 확산부(1B)에 첨가되는 확산제의 종류를 다르게 하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 후술하는 제 7의 실시예에서와 같이, 광원측에 가까운 확산부(1A)에 첨가되는 확산제와 기초재와의 굴절률의 차를, 관찰측에 가까운 확산부(1B)에 첨가되는 확산제와 기초재와의 굴절률의 차보다 작게 하고, 또한 관찰측에 가까운 확산부(1B)에 첨가되는 확산제의 평균입경을 소정입경(예컨대 15㎛)이하로 하는 것이 바람직하다.

더욱이, 빛의 확산의 정도를 조정하는 방법으로는 여러 방법이 알려져 있다. 구체적으로 예컨대, 엠보싱가공이 이루어져 있는 경우에는 그의 엠보싱의 凹凸의 크기를 바꾸거나, 확산제를 사용하는 경우에는 그의 입경, 굴절률 또는 첨가량을 바꾸면 된다. 더욱이, 확산제의 입경, 굴절률 등과 빛의 확산작용과의 관계에 대해서는 예컨대 문헌 2(J. Opt. Soc. Am. A Vol. 2, No. 12, Dec. 1985, " Diffraction analysis of bulk diffusers for projection-screen applications" )에 기재되어 있다.

제 2의 실시의 형태

도 2는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 2의 실시의 형태를 보여주는 도면이다.

도 2에서와 같이, 투과형 스크린(2)은, 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트(2-1, 2-2, 2-3, … ) 로 이루어지고, 각 렌즈 시이트 또는 광학 시이트(2-1, 2-2, 2-3, …) 에는 확산부(2A,2B,2C, …) 가 설치되어 있다.

더욱이, 확산부(2A)는 광원측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트(2-1)의 입광측의 표면(입광면)에 설치되고, 확산부(2B)는 관찰측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트(2-2)의 출광측의 표면(출광면)에 설치되고, 확산부(2C)는 렌즈 시이트 또는 광학 시이트(2-3)의 입광측의 표면(입광면)에 설치되고 있다.

여기에서 렌즈 시이트로서는, 선형 또는 원형의 프레넬 렌즈 시이트, 한쪽 또는 양쪽의 표면에 렌티큘러 렌즈가 형성된 렌티큘러 렌즈 시이트, 또는 각 표면에 프레넬 렌즈 또는 렌티큘러 렌즈가 조합되어 형성된 렌즈 시이트 등이 사용된다.

또한 광학 시이트로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 수지로 이루어진 양쪽의 표면이 평탄한 패널등이 사용된다.

더욱이, 확산부(2A,2B,2C, …)의 특성, 및 확산부(2A,2B,2C, …)의 상호의 위치관계에 관한 특성 등에 대해서는, 상술한 제 1의 실시의 형태에 있어서의 확산부(1A,1B,1C)와 같으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

다음에, 도 1 및 도 2에 도시하는 투과형 스크린의 구체적 실시예에 대해서 설명한다.

제 1의 실시예

도 3은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 1의 실시예를 보여주는 도면이다. 이 제 1의 실시예는 도 1에 도시하는 제 1의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 단체의 렌즈 시이트의 양쪽 표면에 2개의 확산층(확산부)이 분리해서 설치되어 있다.

즉, 제 1의 실시예에서는, 도 3에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 5mm의 렌즈 시이트(11)의 입광면(11a) 및 출광면(11b)에 각각 확산층(10A) 및 (10B)를 형성함으로써 투과형 스크린(10)을 제작하였다. 더욱이 입광면(11a)에는, 입광면(11a)에 위치하는 프레넬 렌즈부에 엠보싱 처리를 함으로써 확산층(10A)을 형성하고, 출광면(11b)에는 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 15 중량부 분산시킨 두께 500㎛의 확산층(10B)을 형성하였다. 더욱이, 본 실시예, 이하의 제 2 내지 제 7의 실시예 및 비교예에 있어서, 유리비즈 등의 확산제의 양(중량부)는 확산제가 혼입되는 기초재 100 중량부에 대한 값이다.

여기서, 렌즈 시이트(11)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴수지(굴절률 1.51)를 사용했다. 또한, 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드로서는, 도시바 발로티니사 제의 EMB20을 사용했다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(10)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션이 약하고, 또한 해상도도 양호한 영상이 관찰되었다.

제 2의 실시예

도 4는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 2의 실시예를 보여주는 도면이다. 제 2의 실시예는 도 2에 도시하는 제 2의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 2개의 렌즈 시이트의 각각에 2개의 확산층(확산부)이 분리 설치되어 있다. 한편, 2개의 확산층 중에서 하나는 렌즈 시이트의 표면(프레넬 렌즈 시이트 입광면)에 형성되어 있다.

즉, 제 2의 실시예에서는, 도 4에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 프레넬 렌즈 시이트(21)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 1mm 렌티큘러 렌즈 시이트(22)를 조합함으로써 투과형 스크린(20)을 제작했다. 이 중 프레넬 렌즈 시이트(21)에는, 그의 입광면(21a)에 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유기 비드를 7.0 중량부 분산시킨 두께 150㎛의 확산층(20A)을 형성하였다. 또한 렌티큘러 렌즈 시이트(22)(확산층(20B))에는, 내부에 균일하게 평균 입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유기 비드를 0.75 중량부 혼입시켰다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(21) 및 렌티큘러 렌즈 시이트(22)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴 수지(굴절률 1.51)를 사용하였다. 또한, 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유기 비드로서는, 스미토모카가꾸고오교오(주)제의 PB3011(스티렌 비드)을 사용하였다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(20)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션이 약하고, 또한 해상도도 양호한 영상이 관찰되었다.

제 3의 실시예

도 5는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 3의 실시예를 보여주는 도면이다. 제 3의 실시예는 도 2에 도시하는 제 2의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 3개의 렌즈 시이트 및 광학 시이트에 2개의 확산층(확산부)이 분리해서 설치되어 있다. 한편, 2개의 확산층 중에서 1개는 광원측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트의 표면(프레넬 렌즈 시이트 입광면)에 형성되고, 다른 것은 관찰측에 가장 가까운 위치에 배치된 광학 시이트의 표면(전면 패널 입광면)에 설치되어 있다.

즉 제 3의 실시예에서는, 도 5에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 프레넬 렌즈 시이트(31)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 전면 패널(32)과, 프레넬 렌즈 시이트(31)와 전면 패널(32) 사이에 배치된 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 확산제를 포함하지 않는 두께 1mm의 렌티큘러 렌즈 시이트(33)를 조합시켜서 투과형 스크린(30)을 제작했다. 이중 프레넬 렌즈 시이트(31)에는, 그의 입광면(31a)에 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 45 중량부 분산시킨 두께 150㎛의 확산층(30A)을 형성했다. 또한 전면 패널(32)에는, 그 입광면(32a)에 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 45 중량부 분산시킨 두께 150㎛의 확산층(30B)을 형성하였다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(31), 전면 패널(32) 및 렌티큘러 렌즈 시이트(33)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴 수지(굴절률 1.51)를 사용했다. 또한, 평균 입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드로서는, 도시바 발로티니사제의 EMB20을 사용했다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(30)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션이 약하고, 또한 해상도도 양호한 영상이 관찰되었다.

제 4의 실시예

도 6은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 4의 실시예를 보여주는 도면이다. 제 4의 실시예는 도 2에 도시하는 제 2의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 2개의 렌즈 시이트에 2개의 확산층(확산부)이 분리해서 설치되고 있다. 더욱이, 2개의 확산층 중 1개는 광원측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트의 표면(프레넬 렌즈 시이트 입광면)에 형성되고, 다른 것은 관찰측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트의 내부(렌티큘러 렌즈 시이트 내부)에 형성되어 있다. 또한, 2개의 확산층 중 광원측에 가까운 확산층은, 이 확산층보다도 관찰측에 가까운 확산층에 비해서 빛의 확산의 정도가 작게 되어 있다.

즉, 제 4의 실시예에서는, 도 6에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 프레넬 렌즈 시이트(41)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 200㎛의 필름(42a)의 양면에 투명렌즈(42b)를 형성한 렌티큘러 렌즈 시이트(42)를 조합해서 투과형 스크린(40)을 제작했다. 이 중 프레넬 렌즈 시이트(41)에는, 그 입광면(41a)에 평균입경 11㎛, 굴곡율 1.535의 유리 비드를 35 중량부 분산시킨 두께 100㎛의 확산층(40A)을 형성하였다. 또한 렌티큘러 렌즈 시이트(42)의 필름(42a)(확산층(40B))에는, 내부에 균일하게 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유리 비드를 10.0 중량부 혼입시켰다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(41)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴수지(굴절률 1.51)를 사용했다. 또한, 평균입경 11㎛,굴절률 1.535의 유리 비드로서는, 도시바 발로티니사 제의 EMB20을 사용했다. 더욱이, 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유기 비드로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 PB3011(스티렌 비드)를 사용했다. 한편, 렌티큘러 렌즈 시이트(42)는, 투명렌즈(42b)의 역형상의 틀에 흘려넣어진 UV(자외선) 경화성 수지 또는 EB(전자선) 경화성 수지에 필름(42a)을 덮어씌우는 동시에, 이 UV 경화성 수지 또는 EB 경화성 수지에 대해서 자외선 또는 전자선을 조사함으로써 성형하였다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(40)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션이 약하고, 또한 해상도도 양호한 영상이 관찰되었다.

제 5의 실시예

도 7은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 5의 실시예를 보여주는 도면이다. 제 5의 실시예는 도 2에 도시하는 제 2의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 2개의 렌즈 시이트에 2개의 확산층(확산부)이 분리해서 설치되어 있다. 한편, 2개의 확산층 중의 하나는 광원측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트의 표면(프레넬 렌즈 시이트 입광면)에 형성되고, 다른 것은 관찰측에 가장 가까운 위치에 배치된 렌즈 시이트의 표면(렌티큘러 렌즈 시이트 출광면)에 형성되어 있다. 또한, 2개의 확산층 중 광원측에 가까운 확산층은, 이 확산층보다도 관찰측에 가까운 확산층에 비해서 빛의 확산의 정도가 작게 되어 있다.

즉 제 5의 실시예에서는, 도 7에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 프레넬 렌즈 시이트(51)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진두께 1mm의 렌티큘러 렌즈 시이트(52)를 조합해서 투과형 스크린(50)을 제작했다. 이 중에서 프레넬 렌즈 시이트(51)에는, 그의 입광면(51a)에 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 35중량부 분산시킨 두께 100㎛의 확산층(50A)을 형성했다. 또한 렌티큘러 렌즈 시이트(52)에는, 그의 출광면(52b)에 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유기 비드를 12.0 중량부 분산시켜서 된 두께 100㎛의 확산층(50B)을 형성하였다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(51) 및 렌티큘러 렌즈 시이트(52)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴수지(굴절률 1.51)를 사용하였다. 또한, 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드로서는, 도시바 발로티니사제의 EMB20을 사용하였다. 더욱이, 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 유기 비드로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 PB3011(스티렌 비드)를 사용하였다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(50)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션이 약하고, 또한 해상도도 양호한 영상이 관찰되었다.

제 6의 실시예

도 8은 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 6의 실시예를 보여주는 도면이다. 제 6의 실시예는 도 2에 도시하는 제 2의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 3개의 렌즈 시이트 및 광학 시이트의 각각에 3개의 확산층(확산부)이 분리하여 설치되어 있다. 더욱이, 3개의 확산층은 각각 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 표면(입광면)에 형성되어 있다.

즉 제 6의 실시예에서는, 도 8에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 프레넬 렌즈 시이트(61)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 2mm의 전면 패널(62)과, 프레넬 렌즈 시이트(61)와 전면 패널(62)과의 사이에 배치된 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 1mm의 렌티큘러 렌즈 시이트(63)를 조합해서 투과형 스크린(60)을 제작했다. 이 중에서 프레넬 렌즈 시이트(61)에는, 그의 입광면(61a)에 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 3.5 중량부 분산시킨 두께 100㎛의 확산층(60A)을 형성하였다. 또한 전면패널(62)에는, 그의 입광면(62a)에 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 3.5 중량부 분산시킨 두께 100㎛의 확산층(60B)을 형성했다. 더욱이 렌티큘러 렌즈 시이트(63)에는, 그의 입광면(63a)에 평균입경 30㎛, 굴절률 1.49의 유기(有機) 비드를 5.0 중량부 분산시킨 두께 300㎛의 확산층(60c)을 형성하였다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(61), 전면 패널(62) 및 렌티큘러 렌즈 시이트(63)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴수지(굴곡율 1.51)를 사용하였다. 또한, 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드로서는, 도시바 발로티니사 제의 EMB20을 사용했다. 더욱이, 평균입경 30㎛, 굴절률 1.49의 유기 비드로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 XCO1(아크릴 비드)를 사용했다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(60)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션이 약하고, 또한 해상도도 양호한 영상이 관찰되었다.

제 7의 실시예

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제 7의 실시예를 보여주는 도면이다. 제 7의 실시예는 도 2에 도시하는 제 2의 실시의 형태에 대응하고 있으며, 2개의 렌즈 시이트에 2개의 확산층(확산부)이 분리 설치되어 있다. 또한, 2개의 확산층 중에서 광원측에 가까운 확산층과 관찰측에 가까운 확산층에서는 확산제의 종류(굴절률 및 평균입경)를 달리하고 있다.

즉, 제 7의 실시예에서는, 도 9a 및 도 9b 에서와 같이, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 프레넬 렌즈 시이트(71,81)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 1mm의 렌티큘러 렌즈 시이트(72,82)를 각각 조합해서 투과형 스크린(70,80)을 제작했다. 도 9a 및 도 9b에서와 같이, 투과형 스크린(70,80)은 프레넬 렌즈 시이트(71,81)의 구조가 상이한 점을 제외하고는 거의 같은 형상과 구조를 하고 있다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(71, 81)의 기초재로서는, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴수지(굴절률 1.51)를 사용해서 압출성형한 것을 사용하고, 그의 한쪽면에, 확산제를 포함하지 않는 UV 경화성 수지를 사용해서 UV 경화법에 의해서 프레넬 렌즈부를 형성함으로써, 프레넬 렌즈 시이트(71, 81)를 얻었다. 한편, 도 9a 및 도 9b에 있어서는, 기초재와 UV 경화성 수지로 이루어진 프레넬 렌즈부와의 경계는 도시되어 있지 않다.

더욱이, 도 9a에 도시하는 프레넬 렌즈 시이트(71)는, 내부에 균일하게 소정의 평균입경 및 굴절률의 확산제를 혼입시킨 단층(확산층(70A))의 기초재를 이용해서, 이의 한쪽면에 프레넬 렌즈부를 성형한 렌즈 시이트이다. 또한 제 9b에 도시하는 프레넬 렌즈 시이트(81)는, 공압출 성형법 등에 의해서, 그의 입광면(81a)에 소정의 평균입경 및 굴절률의 확산제를 분산시킨 확산층(80A)을 형성한 2층의 기초재를 이용해서, 이 한쪽면에 프레넬 렌즈부를 형성한 렌즈 시이트이다.

더욱이, 확산층(70A, 80A)에 첨가되는 확산제로서는, ① 평균입경 30㎛, 굴절률 1.49의 아크릴비드(스미토모카가꾸 고오교오(주)제 XCO1), ② 평균입경 11㎛, 굴절률 1.49의 아크릴 비드(세끼스이카가꾸샤사제 MBX), ③ 평균입경 17㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드(도시바 발로티니사제 EGB 210), ④ 평균입경 12㎛, 굴절률 1.59의 스티렌 비드(스미토모카가꾸 고오교오(주)제 PB3011), 중의 어느 하나를 사용하였다.

여기서, 이들 ① 내지 ④의 확산제는, 프레넬 렌즈 시이트(71, 81)의 확산층(70A, 80A)에 있어서 다음 표 1에서와 같은 양식으로 첨가했다.

더욱이 상기 표 1에 있어서, 첨가제의 종류(예컨대 「XCO1」 )의 우측에 붙여진 숫자(예컨대 「2.5t」 )는 프레넬 렌즈 시이트(71, 81)의 기초재의 두께(mm)를 표시하고, 이에 UV 경화성 수지에 의해서 형성한 프레넬 렌즈부의 두께 0.2mm를 더한 두께가 프레넬 렌즈 시이트(71, 81)의 두께로 된다. 또한, 이와 같은 기초재의 두께(mm)를 표시하는 숫자(예컨대 「1.8t」 )의 우측에 붙여진 「(2)」 는, 그의 첨가제가 첨가되는 프레넬 렌즈 시이트의 기초재가 2층 구조(도 9b에 표시하는 구조)로 되어 있음을 나타내고 있다. 더욱이, 확산제의 농도의 단위(P)는 기초재인 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부(100g)에 혼입되어 있는 확산제의 중량부(g 수)를 표시하고 있다.

한편, 렌티큘러 렌즈 시이트(72, 82)의 기초재로서는, 상술한 프레넬 렌즈 시이트(71, 81)와 똑같이, 스미토모카가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴수지(굴절률 1.51)를 사용하고, 렌티큘러 렌즈 시이트(72, 82)의 전체를 압출 성형법에 의해서 성형하였다. 더욱이 도 9a 및 도 9b에서와 같이, 렌티큘러 렌즈(72, 82)에는 그 출광면(72b, 82b)에 소정의 평균입경 및 굴절률의 확산제를 분산시킨 두께 600㎛의 확산층(70B, 80B)을 형성하였다.

또한, 확산층(70B, 80B)에 첨가되는 확산제로서는, ① 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드(도시바 발로티니사제 EMB20), ② 평균입경 17㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드(도시바 발로티니사제 EGB210), ③ 평균입경 30㎛, 굴절률 1.49의 아크릴비드(스미토모카가꾸 고오교오)(주) 제 XCO1)와 상기 도시바 발로티니사제 EGB210을 6:1의 비율로 혼합시킨 것(XCO1+EGB-1), 및 ④ 상기 스미토모카가꾸고오교오(주) 제 XCO1와 상기 도시바 발로티니사제 EGB210을 2:3의 비율로 혼합시킨것 (XCO1+EGB-2), 중 어느 하나를 사용하였다.

여기서, 이들의 ① 내지 ④의 확산제는, 렌티큘러 렌즈 시이트(72, 82)의 확산층(70B, 80B)에 다음과 같은 형태로 첨가하였다. 즉, 상기 ① 내지 ④의 확산제중, 상기 ③의 스미토모카가꾸 고오교오(주)제 XCO1과 상기 도시바 발로티니사제 EGB210을 6:1 비율로 혼합시킨 「XCO1+EGB-1」 를 기준으로 해서, 이 「XCO1+EGB-1」 에 포함되는 EGB 210의 농도를 2.0P로 하였다. 그리하여 다른 상기 ①,② 및 ④ 확산제의 농도는, 그의 확산제가 포함되는 렌티큘러 렌즈 시이트와 상기 표 1에 나타내는 「XCO1 2.5t」 의 프레넬 렌즈 시이트를 조합한 투과형 스크린의 게인이, 상기 「XCO1+EGB-1」 의 렌티큘러 렌즈와 상기 「XCO1 2.5t」 의 프레넬 렌즈 시이트를 조합한 투과형 스크린의 게인과 거의 동일해지도록 (± 0.2 이내) 설정하였다.

한편, 이상과 같은 각종 렌티큘러 렌즈(72, 82) 및 렌티큘러 렌즈 시이트(72, 82)를 프레임(도시 생략) 내에서 조합해서 투과형 스크린(70, 80)을 제작하고, 이와 같이 해서 제작된 각각의 투과형 스크린(70, 80)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 백색화면을 비춰서 영상을 평가한 결과, 신틸레이션 등의 강도 및 크기(조도)에 대해서 다음 표 2에서와 같은 결과가 얻어졌다. 또 여기서는, 신틸레이션 등의 크기(조도)에 대해서는, 관찰자측의 눈을 움직였을 때의, 어른거림의 움직임의 조도 등에 의해서 평가하였다. 또한, 신틸레이션 등의 강도 및 크기에 대한 평가의 가장 좋은 것을 「5」 로 하고, 가장 나쁜 것을 「0」 으로 해서 6단계로 평가했다.

상기 표 2의 평가 결과로부터, 신틸레이션 등의 강도 및 크기(조도)가 모두 평가가 높은 조합은, 광원측에 가까운 프레넬 렌즈 시이트(FL)에 첨가하는 확산제로서 평균입경 30㎛, 굴절률 1.49의 아크릴 비드(스미토모가가꾸 고오교오(주)제 XCO1)를 사용하고, 관찰측에 가까운 렌티큘러 렌즈 시이트(LL)에 첨가하는 확산제로서 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535 유리 비드(도시바 발로티니사제 EMB20)를 사용한 것임이 확인되었다.

또한 상기 표 2의 평가결과로부터, 광원측에 가까운 프레넬 렌즈 시이트(FL)에 첨가되는 확산제의 굴절률과 기초재의 굴절률(1.51)의 차이가 작을수록, 신틸레이션 등의 강도 및 크기(조도)가 작아진다는 경향이 확인되었다(예컨대, 평균입경이 거의 같은 「MBX 1.8t」 과 「PB3011 1.8t」 사이에서의 평가의 차이 참조). 더욱이, 관찰측에 가까운 렌티큘러 렌즈 시이트(LL)에 첨가되는 확산제의 평균입경이 작을수록, 신틸레이션 등의 크기(조도)가 작아진다는 경향이 확인되었다(예컨대, 굴절률이 같은 「EGB」 와 「EMB」 와의 사이에서의 평가의 차이 참조). 더욱이, 렌티큘러 렌즈 시이트(LL)에 첨가되는 확산제의 평균입경에 관해서는, EGB 210(평균 입경 17㎛)와 EMB 20(평균입경 11㎛)과의 사이에, 특히 평균입경 15㎛의 근방에서 신틸레이션의 크기(조도)의 큰 개선이 나타났다.

더욱이, 상기 표 2의 평가 결과로부터, 프레넬 렌즈 시이트(FL)의 두께가 두꺼울수록, 또한 단층이 아니라 2층인 쪽이 신틸레이션의 강도 및 크기(조도)가 작다는 것도 확인되었다.

비교예

도 10은 투과형 스크린의 비교예를 보여주는 도면이다.

도 10에서와 같이, 이 비교예에서는 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 확산제를 포함하지 않는 두께 2mm의 프레넬 렌즈 시이트(91)와, 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 두께 1mm의 렌티귤러 렌즈 시이트(92)를 조합해서 투과형 스크린(70)을 제작했다. 이 중 렌티큘러 렌즈 시이트(72)(확산층 (90B))에는, 내부에 균일하게 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드를 중량부 혼입시켰다.

여기서, 프레넬 렌즈 시이트(91) 및 렌티큘러 렌즈 시이트(92)의 기초재로서는, 스미토모가가꾸 고오교오(주)제의 내충격성 메타크릴 수지(굴절률 1.51)를 사용하였다. 또한, 평균입경 11㎛, 굴절률 1.535의 유리 비드로서는, 도시바 발로티니사제의 EMB 20을 사용하였다.

더욱이, 이와 같이 해서 제작된 투과형 스크린(90)에 대해서 LCD 프로젝터에 의해서 영상광을 투사해서 영상을 평가한 결과, 영상의 어른거림이 심하고, 또한 화질도 떨어지는 것이 관찰되었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하나 또는 복수의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트에 2개 이상의 확산부를 분리해서 형성하도록 하였으므로, 단일 확산부의 경우에 사용하는 확산제의 양보다도 소량의 확산제로 신틸레이션의 강도를 같은 정도로까지 약화시킬 수가 있다. 또한, 2개의 확산부에서 사용되는 확산제의 종류를 상이하게 함으로써, 신틸레이션 등의 강도와 함께 신틸레이션 등의 크기(조도)를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 해상도의 저하나 영상의 밝기의 저하를 억제하면서, 신틸레이션 등의 영상의 어른거림을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

Claims

빛의 집광 또는 확산 등의 광학적 기능을 갖는 렌즈 시이트를 구비한 투과형 스크린에 있어서,

상기 렌즈 시이트는 비확산부에 의해 서로 분리된 2개 이상의 확산부를 가지고,

상기 2개 이상의 확산부 중 임의의 두 개는, 광원측에 배치된 확산부가 관찰측에 배치된 확산부의 확산력(diffusing power)보다도 더 작은 확산력을 가지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 1항에 있어서, 상기 2개 이상의 확산부 중에서 하나는 상기 렌즈 시이트의 입광측의 표면에 설치되고, 확산부 중 다른 하나는 상기 렌즈 시이트의 출광측의 표면에 설치되는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 1항에 있어서, 상기 2개 이상의 확산부는 상기 렌즈 시이트의 표면 및 그 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 1항에 있어서, 상기 2개 이상의 확산부 중 임의의 두개는, 광원측 확산부가 제 1 기초재 중에 제 1 확산성 미립자가 첨가됨으로써 형성되고, 관찰측 확산부는 제 2 기초재 중에 제 2 확산성 미립자가 첨가됨으로써 형성되며, 상기 제 1확산성 미립자와 상기 제 1 기초재의 굴절률의 차이는 상기 제 2 확산성 미립자와 상기 제 2 기초재의 굴절률의 차이보다도 작은 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 4항에 있어서, 상기 제 2 확산성 미립자의 평균입경은 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 투과성 스크린.
빛의 집광 또는 확산 등의 광학적 기능을 갖는 2 이상의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트를 구비한 투과형 스크린에 있어서,

상기 2 이상의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트 중에서 적어도 하나는 하나 이상의 확산부를 가지며,

상기 2 이상의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 전체적으로 비확산부에 의해 서로 분리된 2개 이상의 확산부를 구비하고,

상기 2개 이상의 확산부 중에서 임의의 두 개는, 광원측에 배치된 확산부가 관찰측에 배치된 확산부의 확산력보다 더 작은 확산력을 가지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 6항에 있어서, 상기 확산부는 상기 2 이상의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 표면 또는 그 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 6항에 있어서, 광원측의 가장 바깥쪽의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의확산부는 상기 렌즈 시이트 또는 상기 광학 시이트의 입광측의 표면에 설치되고, 관찰측의 가장 바깥쪽의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 확산부는 상기 렌즈 시이트 또는 상기 광학 시이트의 출광측의 표면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 6항에 있어서, 상기 2개 이상의 확산부 중에서 임의의 2개는 광원측 확산부가 제 1 기초재 중에 제 1 확산성 미립자가 첨가됨으로써 형성되고, 관찰측 확산부는 제 2 기초재 중에 제 2 확산성 미립자가 첨가됨으로써 형성되며, 상기 제 1 확산성 미립자와 상기 제 1 기초재의 굴절률의 차이는, 상기 제 2 확산성 미립자와 상기 제 2 기초재의 굴절률의 차이보다도 작은 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제 9항에 있어서, 상기 제 2 확산성 미립자의 평균입경은 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
빛의 집광 또는 확산 등의 광학 기능을 가지는 2 이상의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트를 구비하는 투과형 스크린에 있어서,

광원측에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트 및 관찰측에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 각각 적어도 하나의 확산부를 가지고,

상기 광원측에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 그 출광측 표면에 비확산부를 구비하며,

상기 관찰측에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 그 입광측 표면에 비확산부를 구비하고,

2 이상의 렌즈 시이트 또는 광학 시이트는 전체로서 광원측 및 관찰측에 배치된 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 비확산부에 의해 서로 분리된 2 이상의 확산부를 포함하고,

2 이상의 확산부 중 임의의 2개는, 광원측에 배치된 확산부가 관찰측에 배치된 확산부의 확산력보다 더 작은 확산력을 가지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제11항에 있어서,

상기 렌즈 시이트 또는 광학 시이트의 확산부는 확산성 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
프레넬 렌즈 시이트와,

렌티큘러 렌즈 시이트를 구비하는 투과형 스크린으로서,

상기 프레넬 렌즈 시이트 및 상기 렌티큘러 렌즈 시이트는 각각 적어도 하나의 확산부를 가지고,

상기 렌티큘러 렌즈 시이트는 비확산부를 가지며,

상기 프레넬 렌즈 시이트 및 상기 렌티큘러 렌즈 시트는 전체로서, 상기 비확산부에 의해 서로 분리된 복수의 확산부를 구비하고,

상기 광원측에 배치된 프레넬 렌즈 시이트의 확산부는 관찰측에 배치된 상기 렌티큘러 렌즈 시이트의 확산부의 확산력보다 더 작은 확산력을 가지는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제13항에 있어서,

상기 프레넬 렌즈 시이트 및 상기 렌티큘러 렌즈 시이트의 확산부는 확산성 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
제13항 또는 제14항에 있어서,

상기 프레넬 렌즈 시이트는 그 출광측에 배치되어 있고 상기 렌티큘러 렌즈 시이트의 비확산부와 대면하는 비확산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.