KR100809772B1 - 투과형 스크린 - Google Patents

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KR100809772B1
KR100809772B1 KR1020047021440A KR20047021440A KR100809772B1 KR 100809772 B1 KR100809772 B1 KR 100809772B1 KR 1020047021440 A KR1020047021440 A KR 1020047021440A KR 20047021440 A KR20047021440 A KR 20047021440A KR 100809772 B1 KR100809772 B1 KR 100809772B1
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후토시 오사와
마코토 혼다
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

실내 조명등의 외광에 기인한 콘트라스트의 저하를 방지하는 투과형 스크린을 제공한다. 관찰자측의 면에 프레넬 렌즈요소가 형성된 프레넬 렌즈시트와, 그 프레넬 렌즈시트의 관찰자측에 배치된 차광시트(13)를 가지는 투과형 스크린에 있어서, 차광시트(13)에 관찰자측으로부터 입사하는 외광(2) 가운데 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하여 관찰자측에 출광하는 외광을 흡수하는 차광요소(22)를 형성하는 것으로써, 상기 과제를 해결했다. 이 때, 차광요소가 적어도 θ＜ 24 ＋ 0.018 × F를 만족하는 각도 θ로 차광시트중에 투과굴절한 외광을 투과 하는 것이 바람직하다. 여기서,θ는 차광시트에 입사하는 외광의 각도이며, F는 프레넬 렌즈요소의 촛점거리(mm)이다.

Description

투과형 스크린{TRANSMISSION SCREEN}
본 발명은 CRT나 액정 라이트 벌브(light bulb)를 이용한 배면투사형 표시장치등에 바람직하게 이용할 수 있는 투과형 스크린에 관한 것으로, 특히 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하는 투과형 스크린에 관한 것이다.
배면투사형의 프로젝션 텔레비전(이하, PTV라고 한다.)에서는, 콘트라스트의 저하를 억제하기 위한 검토가 종래부터 행해지고 있다. PTV에서의 콘트라스트 저하의 대표적인 요인으로서는, 투사광원으로부터의 투사광이 투과형 스크린에 형성된 각종의 렌즈 요소에서 반사해 미광으로 되어 불필요한 광으로서 관찰자측에 출광하는 경우나, 조명등의 외광이 관찰자측으로부터 투과형 스크린에 들어가고 다시 관찰자측에 불필요한 광으로 나오는 경우등이 있다.
전자의 경우에는, 투과형 스크린을 구성하는 프레넬 렌즈시트의 비렌즈면에 광흡수체 또는 광산란체를 마련하는 것에 의해, 불필요한 광을 흡수 또는 산란시켜 콘트라스트의 저하를 억제하는 예가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조). 또, 투과형 스크린을 구성하는 프레넬 렌즈시트내에 광흡수부를 형성하거나 광흡수재를 분산함유시키거나 하고, 불필요한 광을 그 광흡수부 또는 광흡수재에 흡수시켜 콘트라스트의 저하를 억제하는 예도 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 2를 참조).
한편, 후자의 경우에는, 반사방지 코팅이 마련된 프레넬 렌즈시트를 이용함으로써, 외광의 반사를 억제해 콘트라스트의 저하를 억제한 투과형 스크린의 예나, 광흡수재를 함유시킨 프레넬 렌즈시트를 이용하는 것에 의해, 외광의 반사를 억제해 콘트라스트의 저하를 억제한 투과형 스크린의 예가 알려져 있다.
특허 문헌 1 : 특개평 4－163539호 공보(도 1)
특허 문헌 2 : 특개평 6－148407호 공보(도 2, 도 4)
PTV는 가정등의 실내에 설치되어 있는 경우가 많으므로, PTV 콘트라스트의 저하의 원인으로서 실내 조명등의 통상의 조명 장치로부터의 외광의 영향을 무시하지 못하고, 그 외광에 기인한 콘트라스트의 저하를 억제하는 것이 중요한 과제가 되고 있다.
그렇지만, 반사방지 코팅이 마련된 프레넬 렌즈시트를 이용한 예에서는, 얻어진 프레넬 렌즈시트의 비용이 높아 비용 균형의 관점으로는 반드시 바람직한 수단이라고는 할 수 없었다. 또, 광흡수재를 함유한 프레넬 렌즈시트를 이용한 예에서는, 콘트라스트의 저하를 충분히 억제하기 위해 충분한 양의 광흡수재를 함유시킬 필요가 있지만, 그 결과 오히려 프레넬 렌즈시트의 광투과율이 저하해 화상이 어두워져 버린다고 하는 난점이 있었다.
또, 실내 조명등의 통상의 조명하에서, 프레넬 렌즈시트를 구성 시트로서 이용한 투과형 스크린을 갖춘 PTV를 보는 경우, 투과형 스크린의 중앙 상부에 원호모양의 흰색대가 인식되고, 콘트라스트 저하에 의한 영상의 열화가 생기는 것이 확인 되었다. 이 원인은, 어느 각도로 투과형 스크린중에 입사한 조명광(외광)이 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사해 관찰자측으로 다시 출광한 것에 의한 것이었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 실내 조명등의 외광에 기인한 콘트라스트의 저하를 방지하는 투과형 스크린을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본원발명은, 관찰자측의 면에 프레넬 렌즈요소가 형성된 프레넬 렌즈시트와, 그 프레넬 렌즈시트의 관찰자측에 배치된 차광시트를 갖춘 투과형 스크린에 있어서, 상기 차광시트에는, 관찰자측으로부터 입사하는 외광 가운데 상기 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하여 관찰자측에 출광하는 외광을 흡수하는 차광요소가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 차광시트에 형성된 차광요소가 관찰자측으로부터 입사하는 외광 중 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사해 관찰자측에 출광하는 외광을 흡수하므로, 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하는 각도로 입광하는 외광을 줄여, 전반사해 다시 관찰자측에 출광하는 것을 극히 줄일 수가 있다. 그 결과, 실내 조명등의 외광에 기인한 콘트라스트 저하에 근거하는 해상도의 저하를 방지할 수가 있다.
또한 본원발명은, 상기에 기재된 투과형 스크린에 있어서, 상기 차광요소가적어도 수학식 1을 만족하는 각도 θ로 차광시트중에 투과굴절한 외광을 투과하는 것을 특징으로 한다(여기서, θ는 차광시트에 입사하는 외광의 각도(°)이며, F는 프레넬 렌즈요소의 촛점거리(mm)이다).
θ < 24 + 0.018 × F
본 발명에 의하면, 차광시트에는 차광시트에 입사한 외광 중 상기 식을 만족하는 각도 θ로 차광시트중에 투과굴절한 외광을 투과하는 차광요소가 형성되어 있으므로, 적어도 그 차광시트를 투과하는(차광요소에 흡수되지 않는다) 외광은, 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하는 일은 없다. 따라서, 차광요소에 트랩되지 않고 프레넬 렌즈시트로 투과하는 상기 식을 만족하는 외광이 투과형 스크린에 조사되었다고 해도, 그 외광에 근거하는 콘트라스트의 저하가 일어나지 않아 해상도의 저하를 방지할 수가 있다.
또, 본원발명은, 상기에 기재된 투과형 스크린에 있어서, 상기 차광시트는 일방향으로 연장되는 가로부재를 복수 배열한 가로부재군과 상기 차광요소를 갖는 것이고, 상기 차광요소는 상기 가로부재와의 사이에 전반사면을 갖추고 투사광원측으로부터 입사한 영상광을 관찰자측을 향해 전반사시키는 것이며, 상기 차광요소는 광흡수재가 충전되어 있는 광흡수부인 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 광흡수재가 충전되어 있는 광흡수부가 차광요소로서의 기능을 발휘해, 관찰자측의 면으로부터 입사해 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하면 상정되는 외광을 흡수하므로, 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사해 관찰자측에 출광하는 외광을 극히 없앨 수가 있다. 그 결과, 실내 조명등의 외광에 기인한 콘트라스트 저하에 근거하는 해상도의 저하를 방지할 수가 있다.
또, 본원발명은, 상기에 기재된 투과형 스크린에 있어서, 상기 광흡수재는 가로부재을 구성하는 제1수지의 굴절률보다 낮은 굴절률로부터 이루어지는 실질적으로 투명한 제2수지에 광흡수 작용을 가지는 입자를 분산시킨 것인 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 차광요소로서 기능하는 광흡수부중의 광흡수재가, 가로부재을 구성하는 제1수지의 굴절률보다 낮은 굴절률로부터 되는 제2수지에 광흡수 입자를 분산시킨 재료에 의해 형성되고 있으므로, 투과형 스크린에 조사한 외광은, 그 광흡수부에 충전된 광흡수재에 직접 흡수되는지, 혹은 차광시트에 입사해 광흡수부와 가로부재과의 경계면에서 굴절해 광흡수부내로 투과굴절하고, 광흡수재에 흡수된다.
또, 본원발명은, 상기에 기재된 투과형 스크린에 있어서, 상기 차광시트가 가장 관찰자측에 배치되고, 그 차광시트의 관찰자측의 가장 표면에는 반사방지층 또는 하드 코트층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 차광시트의 관찰자측의 가장 표면에 형성된 반사방지층에 의해, 차광시트에 조사한 외광의 반사를 억제할 수가 있다. 또한, 형성된 하드 코트층에 의해, 내마모성등의 내구성이 향상해 차광시트의 효과를 장기간 유지할 수가 있으므로, 외광에 기인한 콘트라스트 저하에 근거하는 해상도의 저하를 장기에 걸쳐 방지할 수가 있다.
또, 본원발명은, 상기에 기재된 투과형 스크린에 있어서, 렌티큘러 렌즈시트 가 상기 차광시트와 상기 프레넬 렌즈시트의 사이에 설치되어 있는 투과형 스크린에 있어서, 상기 차광시트의 투사광원측의 면과 상기 렌티큘러 렌즈시트의 관찰자측의 면이 상기 가로부재의 배열방향과 상기 렌티큘러 렌즈요소의 배열 방향이 직교하도록, 상기 차광시트와 상기 렌티큘러 렌즈시트가 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 투과형 스크린을 구비한 프로젝션 텔레비전의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 PTV를 횡측에서 보았을 때의 설명도이다.
도 3은 차광시트에 형성된 차광요소의 단면 형태의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 차광시트의 전체를 나타낸 사시도이다.
도 5는 차광시트에 형성된 차광요소의 단면 형태의 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 차광시트의 전체를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 투과형 스크린에 조사한 외광이 흡수되는 모양을 나타낸 설명도이다.
도 8은 차광시트의 관찰자측 가장 표면에 기능층을 형성한 일례를 나타낸 단면도이다.
도 9는 차광시트의 관찰자측에 전면시트를 설치한 형태의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 10은 실시예 1의 투과형 스크린에 입사각도 20도의 외광을 조사했을 때의 차광시트를 통과하는 외광 광선추적도이다.
도 11은 실시예 1의 투과형 스크린에 입사각도 40도의 외광을 조사했을 때의 차광시트를 통과하는 외광 광선추적도이다.
본 발명의 투과형 스크린의 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 투과형 스크린(17)을 구비한 프로젝션 텔레비전(1;PTV)의 일례를 나타낸 설명도이고, 도 2는 그 PTV(1)를 횡측에서 보았을 때의 설명도이다.
투과형 스크린(17)은 PTV(1)의 관찰자측(20)의 전면에 틀(18)에 의해 장착되고 있고, 그 PTV(1)의 내부에는, 예컨대 RGB의 CRT로부터 이루어진 투사광원(11)이 설치되어 있다. 투사광원(11)으로부터 투사된 투사광(영상광이라고도 한다)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 미러(12)에서 반사되어 프레넬 렌즈시트(14) 및 차광시트(13)를 적어도 가지는 투과형 스크린(17)의 배면측으로부터 투사된다.
본 발명의 투과형 스크린(17)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 관찰자측의 면에 프레넬 렌즈요소가 형성된 프레넬 렌즈시트(14)와, 그 프레넬 렌즈시트(14)의 관찰자측에 배치된 차광시트(13)를 적어도 가지는 것이다. 그리고, 본 발명의 특징으로는, 프레넬 렌즈시트(14)의 관찰자측에 배치된 차광시트(13)에, 관찰자측으로부터 입사한 외광(2) 중 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면에서 전반사하여 관찰자측에 출광하는 외광을 흡수하는 차광요소(22)가 형성되어 있는 것이다.
또한, 도 1에 예시한 바와 같이, 프레넬 렌즈시트(14)로서 원형 프레넬 렌즈 시트가 바람직하게 이용되고, 또 프레넬 렌즈시트(14)와 차광시트(13)와의 사이에는 스트라이프(stripe) 모양의 광흡수부가 관찰자측에 형성된 양면 렌티큘러 렌즈시트(15)를 바람직하게 배치할 수 있다. 또, 차광시트(13)의 관찰자측의 표면에는 반사방지층 또는 하드 코트층등의 기능층(16)을 바람직하게 설치할 수 있다.
(프레넬 렌즈시트)
본 발명의 투과형 스크린(17)에 적용되는 프레넬 렌즈시트(14)로서는, 예컨대 도 1에 나타낸 바와 같이, 관찰자측의 면에 원형 프레넬 렌즈요소가 형성된 프레넬 렌즈시트를 바람직하게 들 수가 있다. 프레넬 렌즈시트의 규격(크기, 가로세로비등)으로는 각종의 것을 들 수가 있고, 그 촛점거리 F에 대해서도 임의로 설계된 각종의 프레넬 렌즈시트를 적용할 수가 있다. 예컨대, 후술하는 실시예에는, 스크린 사이즈가 46인치(가로세로비, 4：3), F2가 9800 mm, F(촛점거리)가 700~900 mm인 것으로 평가한 예를 나타내고 있다. 또한, F는 프레넬 렌즈시트에 형성되어 있는 프레넬 렌즈요소의 촛점거리이고, F2는 프레넬 렌즈시트로부터 결상면까지의 거리이며, F1은 투사광원으로부터 프레넬 렌즈시트까지의 거리이며, 이러한 관계는 1/F = 1/F1 ＋ 1/F2이다.
(차광시트)
도 3 및 도 5는 차광시트(13)에 형성된 차광부(21)의 단면 형태의 예를 나타내고 있고, 도 4 및 도 6은 각각의 차광시트(13)의 전체를 나타낸 사시도이다. 차광시트(13)는 실질적으로 투명한 기재(20)상에 차광요소(22)를 가지는 차광부(21)을 설치한 모양을 이루고 있다. 차광부(21)에는 일방향으로 연장된 가로부재(24)를 복수 배열한 가로부재군과, 그 가로부재(24)와의 사이에 전반사면(41)을 가지고 투사광원측으로부터 입사한 영상광을 관찰자측을 향해 전반사시키는 차광요소(22)를 가지고 있다.
본 발명에 있어서의 차광요소(22)는 프레넬 렌즈시트(14)의 관찰자측에 배치되고, 그 차광요소(22)가 관찰자측으로부터 입사하는 외광(2) 중 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하여 관찰자측으로 출광하는 외광을 흡수하는 것에 특징이 있다. 차광요소(22)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 광흡수재가 충전된 V자형상의 광흡수부나, 도 5에 나타낸 바와 같이, 광흡수재가 충전된 직선모양의 광흡수부를 예시할 수 있다.
차광요소(22)는, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 관찰자측으로부터 차광시트(13)에 입사하고, 더욱이 차광시트(13) 가운데을 통과해 프레넬 렌즈시트에 도달하는 외광 가운데, 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사해 다시 관찰자측으로 돌아오는 외광을 미리 흡수하는 기능을 가지고 있다.
그러한 기능을 가지는 차광시트(13)는, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 차광시트(13)에 입사하는 외광의 각도와 차광시트를 구성하는 각 재료의 굴절률에 의해, 외광의 광로는 3개의 패턴으로 나눌 수 있다.
제1광로패턴은 외광(2)가 각도 θA1로 입사한 경우이고, 그 외광(2)은 가로부재(24)의 전반사면(41)에 도달하지 않고 차광부(21)와 기재(20)를 투과해, 최종적으로 기재(20)로부터 θC1로 출사한다. 제2광로패턴은 외광(2)이 각도 θA2로 입사 한 경우이고, 그 외광(2)은 가로부재(24)의 전반사면(41)에 적중하는 각도로 입사한다. 이 경우, 가로부재(24)와 차광요소(22)의 굴절률 차이에 의한 전반사 임계각 이하의 각도(θr1)로 전반사면(41)에 입사하면, 외광(2)은 전반사되어 최종적으로 전술한 바와 같은 광로를 통해, 각도 θC2로 출사한다. 제3광로패턴은 외광(2)이 각도 θA3로 입사한 경우이고, 전반사면(41)에서 전반사 임계각 이상의 각도(θr2)로 입사한다. 이 경우, 외광(2)은 전반사면(41)에서 전반사하지 않고, 차광요소(22)에 광이 흡수된다.
차광시트(13)의 형상을 결정하는 파라미터로서는, 차광요소(22)의 폭 W, 차광요소(22)의 피치 P, 차광요소(22)의 깊이 L, 차광시트의 각 구성 수지의 굴절률, 전반사면의 각도(θα)를 들 수가 있다. 이러한 파라미터를 가변시키는 것에 의해, 수학식 1을 만족하도록 설정할 수 있다.
더 상세히 특정하려면, 프레넬 렌즈시트(14)의 구성 수지의 굴절률과 프레넬 렌즈시트(14)의 관찰자측의 면에 형성된 프레넬 렌즈요소의 렌즈면의 경사 각도를 고려하는 것이 바람직하다. 그들을 고려한 차광시트(13)의 형상 및 재료는, 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하는 임계각 이상의 각도로 되는 외광(4)을 프레넬 렌즈시트(14)에 도달시키는 것을 방해하도록 설계된다. 프레넬 렌즈시트에 대해 고려한 파라미터도, 상술한 본 발명의 유효한 착상에 근거해 시뮬레이션을 실시하는 것에 의해 임의로 특정할 수가 있다.
차광요소(22)는 적어도 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전 반사해 다시 관찰자측에 돌아오는 외광을 흡수하도록 설계되어 있으면 좋고, 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하지 않고 PTV(1)의 내부벽에 흡수되는 외광은 그대로 투과하도록 설계할 수 있다.
구체적으로는, 상술한 차광요소(22)가, 적어도 상술한 수학식 1을 만족하는 각도 θ(=θAn.이하 같다.)로 차광시트(13)중에 투과굴절한 외광, 또는 투과, 전반사 및 투과굴절한 외광을 투과하는 것이 바람직하다. 수학식 1 중, θAn은 차광시트에 입사하는 외광의 각도(°)이고, F는 프레넬 렌즈요소의 촛점거리(mm)이다. 상기 식을 만족하는 각도로 차광시트(13)중에 투과굴절한 외광, 또는 투과, 전반사 및 투과굴절한 외광은, 차광요소(22)에서 흡수되지 않고 차광시트(13)를 통과하지만, 통과한 외광(4)은 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하는 일이 없다. 따라서, 차광요소(22)에 흡수되지 않는 상기의 외광(4)에 의해서는, 투과형 스크린의 콘트라스트의 저하가 일어나지 않고, 해상도의 저하를 방지할 수가 있다. 또한, 최종적으로 그 외광(4)은 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하지 않고 투과형 스크린(17)을 전부 통과해 PTV 실내의 흑벽에서 흡수되게 된다.
도 7은 차광시트(13)가 없으면 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사해 버리는 외광(2)을 그 프레넬 렌즈시트(14)의 관찰자측에 설치된 차광시트(13)가 가지는 차광요소(22)로 흡수하는 태양을 나타내고 있다. 또한, 그 차광시트(13)는 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사해 버리는 외 광(2)의 최소 각도보다 작은 각도로 차광시트(13)에 입사하는 외광(2)에 대해서는 투과해도 괜찮다. 그렇게 해서 투과한 외광(2)은 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하는 일이 없고, PTV(1)의 실내벽에서 흡수된다.
이러한 차광요소(22)에 의해, 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하는 각도로 입광하는 외광(2)을 극히 줄일 수가 있고, 그 결과 전반사해 다시 관찰자측에 출광하는 것을 극히 줄일 수 있다.
또한, 차광요소(22)의 형상을 결정하는 파라미터는, 본 발명의 유효한 착상에 근거해 시뮬레이션을 실시하는 것에 의해 임의로 특정되지만, 예컨대 후술의 실시예에는 스크린 사이즈가 46인치(가로세로비, 4：3), F2가 9800 mm, F(촛점거리)가 700~900 mm인 것에 있어서는, 예컨대 차광시트의 구성 수지의 굴절률로서 1.55인 것을 이용한 경우에는, 차광요소(22)의 폭 W가 25~210μm로, 차광요소(22)의 피치 P가 50~300μm로, 차광요소(22)의 깊이 L이 63~900μm, 전반사면(41)의 각도(θα)가 5~10도와 같이 설계할 수 있다.
차광요소(22)를 구성하는 광흡수재로서는, 가로부재(24)를 구성하는 제1수지 (23)의 굴절률보다 낮은 굴절률로부터 이루어지는 실질적으로 투명한 제2수지에 광흡수 작용을 가지는 입자를 분산시킨 것을 바람직하게 예시할 수가 있지만, 특히 그 구성으로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 있는 각종의 광흡수재를 적용할 수가 있다. 이러한 광흡수재는 투과형 스크린(17)에 조사한 외광(2)을 직접 흡수하고, 혹은 차광시트(13)에 입사하여 차광요소(22)와 가로부재(24)의 경계면에서 전반사하지 않고 굴절해 차광요소(22)내에 투과굴절한 외광을 흡수한다. 차광요소(22)를 형성하는 저굴절률의 수지 재료중에는 광흡수 효과를 가지는 염료를 함유시켜 착색할 수도 있다.
투사광원측으로부터 프레넬 렌즈시트(14)에 의해 편향되어 수직으로 입광한 광은, 그대로 전반사면(41)에 도달되지 않고 출사되든지, 또는 차광요소(22)를 구성하는 수지 재료의 굴절률과 가로부재(24)를 구성하는 수지 재료의 굴절률 차이에 의해 투과 가로부재(24)와 차광요소(22)의 경계의 전반사면(41)에서 전반사해, 투과, 출사된다.
광흡수부로서 기능하는 차광요소(22)는 흑색이나 회색등의 무채색인 것이 바람직하지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 외광(2)의 특성등에 맞추어 특정의 파장을 선택적으로 흡수하는 재료를 사용해도 괜찮다. 차광요소(22)에 함유되는 광흡수성의 입자로서는 카본 블랙, 흑연(graphite), 흑색산화철등의 금속염 외에, 착색한 유기미립자, 착색한 유리비즈(glass beads)등을, 또한 착색 염료로서는 애시드 레드(acid red)등의 키산텐(xanthene)계 유기염료, 카르복실화 네오디뮴(neodymium carboxylate)등의 유기산 네오디뮴등을 들 수 있다.
이러한 차광요소(22)를 가지는 차광시트(13)는, 먼저 가열 프레스법, 열중합법, 방사선 경화법등의 주지의 방법에 의해 성형형으로부터의 복제로 가로부재(24)를 형성하고, 다음으로 그 가로부재간의 V자 모양 또는 직선 모양의 홈에 광흡수 재료를 와이핑(wiping)등의 방법에 의해 충전하는 것으로써 형성할 수가 있다.
가로부재(24)를 형성하는 재료로서 방사선 경화형 수지를 이용하는 것이 제조상의 관점에서 바람직하다. 방사선 경화형 수지로서는, 해당 분야에서 일반적으 로 사용되고 있는 것으로부터 선택할 수가 있는데, 예컨대 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계등의 자외선 경화형 수지나 전자선 경화형 수지등이 바람직하게 이용된다. 또, 차광시트(13)의 베이스가 되는 실질적으로 투명한 기재(20)에 대해서는, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트(polycarbonate) 필름등의 일반적인 필름이나 시트가 이용되는 것이 바람직하다.
(기능층 및 전면시트)
도 8은 차광시트(13)의 관찰자측의 가장 표면에 기능층(30)을 형성한 일례를 나타낸 단면도이다. 기능층(30)으로서는 반사방지층, 하드 코트층, 방현처리층 또는 대전 방지층을 들 수 있고, 특히 반사방지층 또는 하드 코트층을 바람직하게 들 수 있다. 반사방지층은 차광시트(13)의 관찰자측의 표면에 반사방지제를 도포하는 것으로써 형성할 수 있다. 반사방지층이 형성된 차광시트(13)는 차광시트(13)에 조사한 외광(2)이 차광시트(13)의 표면에서 반사하는 것을 억제할 수 있다. 한편, 하드 코트층도 차광시트(13)의 관찰자측의 표면에 반사방지제를 도포하는 것으로써 형성할 수가 있다. 하드 코트층이 형성된 차광시트(13)는 내마모성등의 내구성이 향상되므로, 본 발명에 따른 차광시트(13)의 효과를 장기간 유지할 수가 있다. 그 결과, 차광시트(13)에 조사하는 외광(2)에 기인한 콘트라스트 저하에 근거하는 해상도의 저하를 장기에 걸쳐 방지할 수가 있다.
도 9는 차광시트(13)의 관찰자측에 전면시트(31)을 설치한 모양을 나타내고 있다. 전면시트(31)는 기재시트(32)와 그 기재시트(32)상에 설치된 기능층(33)으로 구성되고, 접착제(34)를 매개로 차광시트(13)의 관찰자측의 면에 접착되어 있다. 기재시트(32)로서는 아크릴계의 수지 재료로부터 되는 시트를 바람직하게 적용할 수 있고, 기능층(33)으로서는 상술한 반사방지층, 하드 코트층, 방현처리층 또는 대전 방지층을 적용할 수가 있다. 또, 접착제로서는 아크릴계의 접착제가 바람직하다.
(렌티큘러 렌즈시트)
본 발명의 투과형 스크린은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차광시트(13)와 프레넬 렌즈시트(14)의 사이에 렌티큘러 렌즈시트(15)를 설치한 3매 구성이어도 된다.
렌티큘러 렌즈시트(15)로서는 투사광원측과 관찰자측의 양면에 렌티큘러 렌즈요소를 갖추는 양면 렌티큘러 렌즈가 바람직하게 이용된다. 양면 렌티큘러 렌즈시트(15)는 상하 방향 Y로 연장되는 렌티큘러 렌즈요소가 투사광원측 및 관찰자측의 시트 양면의 폭방향 X에 배열되고, 게다가 관찰자측에 배열한 양면 렌티큘러 렌즈요소간의 비집광부에 광흡수부(블랙 스트라이프부)가 설치되어, 미광이나 외광을 흡수해 콘트라스트를 향상시키고 있다. 이러한 양면 렌티큘러 렌즈시트(15)는 압출법, 가열 프레스법, 열중합법, 방사선 경화법등의 주지의 방법으로 성형할 수가 있다.
렌티큘러 렌즈시트(15)는 차광시트(13)의 투사광원측의 면과 렌티큘러 렌즈시트(15)의 관찰자측의 면에서 접착되는 것이 바람직하고, 가로부재(24)의 배열방향과 렌티큘러 렌즈요소의 배열 방향이 직교하도록 접착되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이러한 배치로 접착함으로써, 매우 콘트라스트가 우수한 영상을 얻을 수 있다.
또, 렌티큘러 렌즈시트(15)가 고정밀의 박판인 경우에는, 차광시트(13)와 렌티큘러 렌즈시트(15)를 광흡수부(블랙 스트라이프부)에서 접착하는 것으로, 시트로서의 강성을 향상시킬 수가 있다.
또, PTV(1)의 투사광원이 LCD나 DLP등의 단관형 광원인 경우에 사용되는 출사측이 평탄한 렌티큘러 렌즈인 경우에는, 렌티큘러 렌즈시트의 관찰측면의 전체 면에서 차광시트(13)와 접착할 수도 있다.
또한, 상술한 예에서는, 차광시트(13)와 프레넬 렌즈시트(14)의 사이에 렌티큘러 렌즈시트(15)를 설치한 경우를 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예컨대 차광시트(13)와 프레넬 렌즈시트(14) 사이에 렌티큘러 렌즈시트(15)를 대신하여 각종 타입의 광확산시트를 설치하는 것도 가능하다. 여기서, 각종 타입의 광확산시트로서는, 예컨대 확산판이나, 도 3에 나타낸 바와 같은 단면에서 사다리꼴 형상을 갖고 그 측근에서 전반사 작용을 갖는 렌즈시트를 이용할 수 있다.
(실시예)
실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
실시예 1
먼저, 46 인치형(세로 701 mm×가로 935 mm, 가로세로비 3：4) 투과형 스크린용의 차광시트(13)를 제작했다. 두께 188μm의 PET 필름기재(굴절률：1.65)의 한쪽 면에, 경화 후의 굴절률이 1.55인 아크릴계 자외선 경화형 수지에 의해 단면 사다리꼴 형상의 가로부재(24)를 형성하고, 경사면 각도 θα가 8°인 삼각형의 홈을 형성했다. 그 홈에는 굴절률이 1.49인 아크릴계 자외선 경화형 수지 도료중 카본 블랙으로 착색된 평균 입경 10μm인 아크릴 가교 입자를 50 중량% 분산시킨 광흡수 재료를 충전해 차광요소(22)를 형성했다. 이 때, 관찰자측의 면에 나타나는 차광요소(22)의 폭 W를 100μm, 차광요소(22)의 피치 P를 200μm, 차광요소(22)의 깊이 L을 340μm로 했다.
다음에, 46 인치 투과형 스크린용의 프레넬 렌즈시트(14)를 준비했다. 이 프레넬 렌즈시트(14)는 프레넬 렌즈 성형 금형으로 굴절률 1.55인 자외선 경화형 수지를 흘러내리게 하고, 거기에 두께 2 mm에서 굴절률 1.53인 아크릴 스틸렌 공중합 수지로부터 이루어지는 기판을 서로 포개는 것에 의해, 투사광원측의 면(51)이 평탄한 두께 2.2 mm, F2가 9800 mm인 원형 프레넬 렌즈시트를 제작했다. 프레넬 렌즈 성형 금형의 제조에는 선단 각도가 45도인 바이트를 이용했다.
준비된 프레넬 렌즈시트(14)와 차광시트(13)을 서로 포개어, 실시예 1의 투과형 스크린을 구성했다.
(평가)
실시예 1의 투과형 스크린을 시판되는 PTV에 장착해 평가했다. 표 1은 실시예 1에 의한 투과형 스크린의 조사되는 외광(2)이 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하지 않는 최소 각도를 나타낸 결과이다.
렌즈 중 중심으로부터의 거리(mm) 초점거리 F (mm)
900 850 800 750 700
50 65.8 65.0 64.7 64.2 63.5
100 58.5 57.7 57.0 56.4 55.5
150 53.5 52.8 52.0 51.2 50.3
200 49.5 48.8 48.0 47.2 46.2
250 46.4 45.5 44.7 43.9 42.8
300 43.6 43.0 42.0 41.0 40.0
350 41.2 40.5 39.5 38.5 37.5
표 1의 결과는, 모두 θ＜24＋0.018×F를 만족하고 있다. 또, 도 10은 실시예 1의 투과형 스크린에 입사각도 20도의 외광(2)을 조사했을 때의 차광시트(13)를 통과하는 외광 광선추적도이다. 또, 도 11은 실시예 1의 투과형 스크린에 입사각도 40도의 외광(2)를 조사했을 때의 차광시트(13)를 통과하는 외광 광선추적도이다. 이 결과로부터, 실시예 1의 투과형 스크린은 차광시트(13)에 조사한 외광(2) 중 차광시트(13)를 투과굴절해 통과하는 외광(4)이 일부 존재한다고 해도, 그 외광(4)은 프레넬 렌즈시트(14)의 투사광원측의 면(51)에서 전반사하지 않고 통과한다. 그 결과, 관찰자측에 다시 외광이 돌아오는 일이 없고, 투과형 스크린에 비추어지는 영상의 콘트라스트의 저하가 일어나지 않았다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 투과형 스크린에 의하면, 차광시트에 형성된 차광요소가 관찰자측으로부터 입사하는 외광 중 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하여 관찰자측에 출광하는 외광을 흡수하므로, 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하는 각도로 입광하는 외광을 줄이고, 전반사하여 다시 관찰자측으로 출광하는 것을 극히 줄일 수 있다. 그 결과, 실내 조명등의 외광에 기인한 콘트라스트 저하에 근거하는 해상도의 저하를 방지할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 차광시트에는 차광시트에 입사한 외광 중 수학식 1을 만족하는 각도 θ로 차광시트중에 투과굴절한 외광을 투과하는 차광요소가 형성되어 있으므로, 적어도 그 차광시트를 투과하는(차광요소에 흡수되지 않는다) 외광은, 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하는 일은 없다. 따라서, 차광요소에 트랩되지 않고 프레넬 렌즈시트로 투과하는 상기 식을 만족하는 외광이 투과형 스크린에 조사되었다고 해도, 그 외광에 근거하는 콘트라스트의 저하가 일어나지 않아 해상도의 저하를 방지할 수가 있다.

Claims (6)

  1. 관찰자측의 면인 전면(前面) 상에 프레넬 렌즈요소가 형성된 프레넬 렌즈시트와, 그 프레넬 렌즈시트의 상기 전면에 근접하여 배치된 차광시트를 갖춘 투과형 스크린에 있어서,
    상기 차광시트에는, 관찰자측으로부터 입사하는 외광 가운데 상기 프레넬 렌즈시트의 투사광원측의 면에서 전반사하여 관찰자측으로 출광하는 외광을 흡수하는 차광요소가 형성되어 있으며,
    상기 차광요소에 의해 흡수되어야 하는 외광은, 상기 차광시트가 상기 프레넬 렌즈시트의 상기 전면에 근접하여 배치되지 않은 경우에는, 광원에 면하는 상기 프레넬 렌즈시트의 후면(後面)에 의해 전반사모드로 관찰자를 향해 반사될 것이며,
    상기 차광요소가, 적어도 "θ < 24 + 0.018 × F"를 만족하는 각도 θ로 차광시트중에 투과굴절한 외광을 투과하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(여기서, θ는 차광시트에 입사하는 외광의 각도(°)이며, F는 프레넬 렌즈요소의 촛점거리(mm)이다).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차광시트는 일방향으로 연장되는 가로부재를 복수 배열한 가로부재군과 상기 차광요소를 갖는 것이고,
    상기 차광요소는 상기 가로부재와의 사이에 전반사면을 갖추고 투사광원측으로부터 입사한 영상광을 관찰자측을 향해 전반사시키는 것이며,
    상기 차광요소는 광흡수재가 충전되어 있는 광흡수부인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광흡수재는 가로부재을 구성하는 제1수지의 굴절률보다 낮은 굴절률로부터 이루어지는 실질적으로 투명한 제2수지에 광흡수 작용을 가지는 입자를 분산시킨 것인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 차광시트가 가장 관찰자측에 배치되고, 그 차광시트의 관찰자측의 가장 표면에는 반사방지층 또는 하드 코트층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  6. 제4항에 있어서, 렌티큘러 렌즈시트가 상기 차광시트와 상기 프레넬 렌즈시트의 사이에 설치되어 있는 투과형 스크린에 있어서,
    상기 차광시트의 투사광원측의 면과 상기 렌티큘러 렌즈시트의 관찰자측의 면이 상기 가로부재의 배열방향과 상기 렌티큘러 렌즈요소의 배열 방향이 직교하도록, 상기 차광시트와 상기 렌티큘러 렌즈시트가 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
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