KR101555818B1 - 터치 스크린 애플리케이션과 위치 감지 시스템에 사용하기 위한 역반사체 - Google Patents

터치 스크린 애플리케이션과 위치 감지 시스템에 사용하기 위한 역반사체 Download PDF

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KR101555818B1
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스티븐 알. 찹맨
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

터치 스크린 시스템과 프리즘 필름은, 삼각형 큐브 코너를 갖는 복수의 역반사 소자를 구비한 역반사 기판을 포함한다. 역반사 소자의 적어도 일부 위에 금속화 층이 배치된다. 일 실시예에서, 프리즘 필름은 역반사 소자 위에 장착된 두 개의 착색 기판을 포함한다. 다른 실시예에서, 단일 기판이 역반사 소자 위에 장착된다. 적외선 스펙트럼에 매우 투명하지만, 또한 가시광 스펙트럼에 불투명한 기판(들)의 색상을 선택하여 프리즘 필름에 어두운 외관을 제공하는 것이 종종 바람직하다. 프리즘 필름은 면에 더 평행한 방향으로 약 4도 내지 에지에 더 평행한 방향으로 약 18도의 범위의 경사와, 약 0.002 내지 0.008 인치의 큐브 깊이를 갖거나, 에지에 더 평행한 방향으로 약 5.5 내지 22도의 경사와, 약 0.0005 내지 0.004 인치의 큐브 깊이를 갖거나, 면에 더 평행한 방향으로 약 8도 내지 35도의 경사와, 0.001 내지 0.12 인치의 큐브 깊이를 갖는 삼각형 큐브 코너를 갖는 복수의 역반사 소자를 포함한다.

Description

터치 스크린 애플리케이션과 위치 감지 시스템에 사용하기 위한 역반사체{RETROREFLECTOR FOR USE IN TOUCH SCREEN APPLICATIONS AND POSITION SENSING SYSTEMS}
관련 출원 데이터
본 출원은 2008년 1월 14일자로 출원된 미국 가출원 제 61/020,921호 및 2008년 7월 14일자로 출원된 미국 가출원 제 61/080,393호의 이득을 주장하고, 이들 양자 모두 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
기술 분야
본 발명은, 일반적으로 터치 스크린 또는 위치 감지 시스템 내에서 대상물의 위치를 감지하기 위한 시스템과 방법 및 이에 의해 사용되는 역반사 또는 프리즘 필름에 관한 것이다. 이러한 시스템은 터치 스크린 및/또는 위치 감지 시스템에 대해 불투명 물체를 대비시키기 위한 적절한 배경을 제공하는 금속화된 삼각형 큐브 코너 역반사 소자를 구비하는 프리즘 필름을 포함하고, 프리즘 필름은 터치 스크린 애플리케이션 및/또는 위치 감지 시스템 내에서 대상물의 감지를 촉진하기 위해 전자기 스펙트럼의 선택된 부분에서 매우 투명하다.
터치 스크린과 관련된 일부 위치 감지 시스템은, 불투명 대상물(예를 들어, 손가락, 스타일러스 등)에 의한 방사선(예를 들어, 광)의 차단을 감지한다. 이러한 시스템은 일반적으로 관찰 필드 표면에 평행하게, 터치 스크린의 필드를 가로질러 방사선을 전송하기 위한 방사선 전송기를 사용한다. 방사선 수신기는 터치 스크린의 필드를 가로질러 통과하는 방사선을 감지하기 위해 사용되고, 불투명 대상물에 의한 상기 방사선의 임의의 차단의 위치와 존재를 감지한다.
미국 특허 제 4,507,557호에 개시된 바와 같이, 터치 스크린의 액티브 필드의 외주 주변에 역반사 시트 재료가 위치될 수 있다. 역반사 시트 재료는 일반적으로 발원 소스로부터 수신된 방사선을 발원 소스를 향해 다시 반사하도록 배열된다. 예시적 역반사 시트 재료는 일반적으로 매끄러운 전방면과 이면 상의 복수의 역반사 큐브 코너 프리즘을 갖는 아크릴, 폴리카보네이트 또는 비닐 같은 투명 수지의 층을 포함한다. 매끄러운 전방면 상에 입사한 광은 시트를 통과하고, 역반사 소자 상에 충돌하며, 입사 방향에 대해 명목상 180도의 방향으로 매끄러운 전방면을 통해 다시 반사된다.
터치 스크린 애플리케이션 및/또는 위치 감지 시스템에서 특정 종래의 역반사 시트 재료를 사용하는 한 가지 문제점은 먼지 및/또는 습기가 구조체에 침투할 수 있어서 역반사 시트 재료의 역반사율에 부정적인 영향을 준다는 것이다. 터치 스크린 애플리케이션 및/또는 위치 감지 시스템에 사용되는 종래의 역반사 시트 재료의 다른 문제점은 불투명 대상물이 그에 대해 대비되는 관심 영역(예를 들어, 감지 영역)을 통한 균일한 배경을 획득하기 곤란하다는 점이다. 다수의 종래의 역반사 시트 재료 디자인은 비균일 배경을 제공하며, 특히, 코너 영역에서 또는 그 부근에서 감지된 신호가 매우 낮은 부분을 갖는다. 이는 이런 영역 내의 불투명 대상물의 이동을 감지하기 어렵게 한다.
상기 내용에 따라, 금속화된 시트의 광학 및 기계적인 성능의 이득을 제공하는 역반사 시트 디자인에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 한 가지 양태는 터치 스크린 시스템에 관한 것이고, 이 터치 스크린 시스템은 관찰 영역의 적어도 일부 위로 전자기선을 방출하기 위한 적어도 하나의 전자기선의 소스와, 관찰 영역의 적어도 일부의 주변을 따라 위치한 프리즘 필름으로부터 반사된 전자기선을 수신하도록 위치한 카메라를 포함하며, 프리즘 필름은 복수의 역반사 소자를 포함하고, 이 역반사 소자는 면에 더 평행한 방향으로 약 4도와 에지에 더 평행한 방향으로 18도 사이의 범위의 경사와 약 0.002 내지 0.008 인치의 큐브 깊이를 갖는 삼각형 큐브 코너를 갖는다.
본 발명의 다른 양태는 프리즘 필름에 관한 것이고, 이 프리즘 필름은 복수의 삼각형 큐브 코너 역반사 소자를 갖는 역반사 기판과, 역반사 소자의 적어도 일부 위에 배치된 금속화 층과, 역반사 기판의 적어도 일부 위에 배치된 제 1 기판을 포함하고, 제 1 기판은 매끄러운 외부면을 갖는다.
본 발명의 다른 양태는 반사 필름에 관한 것이고, 이 반사 필름은 에지에 더 평행한 방향으로 약 4 내지 18도의 경사와 약 0.002 내지 0.008 인치의 큐브 깊이를 갖거나 에지에 더 평행한 방향으로 약 5.5 내지 22도의 경사와 약 0.0005 내지 0.004 인치의 큐브 깊이를 갖거나, 면에 더 평행한 방향으로 약 8 내지 35도의 경사와 0.001 내지 0.012 인치의 큐브 깊이를 갖는 삼각형 큐브 코너를 구비한 복수의 역반사 소자를 갖는 언핀드(unpinned) 역반사 기판을 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 적외선 반사 필름에 관한 것이고, 이 적외선 반사 필름은 에지에 더 평행한 방향으로 약 4 내지 18도 사이의 범위의 경사와 필름이 사용되는 디스플레이의 크기에 기초하여 선택된 큐브 깊이를 갖는 삼각형 큐브 코너를 구비한 복수의 역반사 소자를 갖는 프리즘 필름을 포함한다.
본 발명의 상술한 특징 및 다른 특징은 이하에 보다 상세히 설명되며, 특히, 청구범위에 나타나있고, 이하의 설명은 본 발명의 특정 예시적 실시예를 상세히 설명하며, 이러한 실시예들은 본 발명의 원리가 사용되는 다수의 방식 중 단지 소수를 나타내고 있다.
본 발명은, 금속화된 시트의 광학 및 기계적인 성능의 이득을 제공하는 역반사 시트 디자인을 제공하는 효과를 갖는다.
이들 및 본 발명의 다른 특징들은 하기의 설명 및 도면을 참조로 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 양태에 따른 터치 스크린 시스템의 개략도.
도 2는, 본 발명에 따른 도 1의 터치 스크린 시스템의 단면도.
도 3과 도 4는, 본 발명에 따른 프리즘 필름 실시예의 단면도.
도 5는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같은 경사 큐브 코너 역반사 소자의 어레이를 구비한 프리즘 필름의 평면도.
도 6은, 본 발명의 양태에 따른 예시적 경사 큐브 코너 역반사 구조체의 평면도.
도 7은, 어레이 내의 큐브 코너 역반사 소자가 서로에 대해 90도 회전되어 있는, 도 6에 도시된 바와 같은 경사 큐브 코너 역반사 소자의 어레이 2개를 구비한 프리즘 필름의 평면도.
도 8은, 도 6에 도시된 바와 같은 경사 큐브 코너 역반사 소자의 언핀드 프리즘 필름의 평면도.
도 9는, 선 9-9를 따라 취한 도 5의 단면도.
도 10은, 본 발명의 양태에 따른 서로 다른 삼각형 큐브 코너들을 위한 카메라 신호의 예시적인 플롯.
도 11 내지 도 18은, 본 발명의 양태에 따른 경사(도) 및 큐브 깊이(mil)의 함수로서 그려진 최소 신호/범위의 예시적 플롯.
도 19는, 종래의 필름 재료와 본 발명의 프리즘 필름의 예시적 비교를 도시하는 도면.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명의 서로 다른 실시예들에 도시되어 있는지 여부에 무관하게 대응 구성요소들에는 동일 참조 번호가 부여되어 있다. 본 발명을 명료하고 간결한 방식으로 예시하기 위해, 도면은 반드시 규모대로 그려지지 않을 수 있으며, 특정 특징부는 다소 개략적 형태로 도시될 수 있다.
본 출원의 목적상, 본 명세서에 정의된 바와 같은 특정 의미로 특정 용어들이 사용되며, 예를 들어, 현용의 ASTM 정의 같은 산업적으로 수용되는 관례에 따른 다른 용어들이 사용된다.
본 명세서에 사용된 "큐브 코너 요소(cube corner element)"(또한, "큐브 코너 프리즘" 또는 "큐브 코너" 또는 "큐브 코너 역반사 소자")라는 용어는, 그 이면각이 일반적으로 90도 정도, 그러나, 반드시 정확히 90도는 아닌, 세 개의 서로 교차하는 면으로 이루어진 요소를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "큐브 형상(cube shape)"이라는 용어는, 주 굴절 광선의 방향이 큐브 외주의 투영에 의해 형성되는 이차원 기하학적 형상을 의미한다. 예를 들어, 삼각형 큐브는 삼각형인 큐브 형상을 갖는다.
본 명세서에 사용된 "역반사 기판(retroreflective substrate)"이라는 용어는, 그 제 2 표면 상에 형성된 수형 또는 암형 큐브 코너 요소들의 어레이를 갖는 소정 두께의 재료를 의미한다. 제 1 표면은 평탄할 수 있거나, 이면 상의 큐브 코너 요소의 어레이에 대체로 대응하는 패턴으로 다소 평탄하지 않을 수 있다. 수형 큐브 코너 요소에 대하여, "기판 두께"라는 표현은, 큐브 코너 요소가 그 위에 놓이는 재료의 두께를 의미한다. 암형 큐브 코너 요소들에 대하여, "역반사 기판 두께"라는 표현은, 암형 큐브 코너 요소가 공동을 형성하는 재료의 전체 두께를 의미한다.
본 명세서에 사용된 "큐브 축(cube axis)"이라는 용어는, 큐브 코너 요소의 세 개의 교차면에 의해 형성된 내부 공간의 삼등분인 중심축을 의미한다. 본 명세서에 사용된 "경사 큐브 코너(canted cube corner)"라는 용어는, 시트 표면에 수직이 아닌 축을 갖는 큐브 코너를 의미한다. 경사는 큐브 축과 시트 표면 법선 사이의 각도로 측정된다. 경사 존재시, 시트 표면에 수직인 평면도는 모두가 120도는 아닌 정점에서의 면각(face angle)을 나타낸다.
본 명세서에 사용된 "면에 더 평행한 경사(face-more-parallel cant)"(또는 "면에 더 평행한 방향으로 경사진") 및 "에지에 더 평행한 경사(edge-more parallel cant)"라는 용어는, 주 굴절 광선에 대한 큐브의 위치를 나타낸다. 큐브 표면과 주 굴절 광선 사이의 각도가 모두 35.26도와 같지 않을 때, 큐브는 32.5도로부터 가장 많은 차이를 갖는 주 굴절 광선에 관한 면각이 각각 35.26도보다 큰지 또는 그보다 더 작은지에 따라 "면에 더 평행" 또는 "에지에 더 평행"하다. 주 굴절 광선이 명목상 역반사체의 전면에 수직인 시트 또는 기타 역반사체의 경우에, 이때, 면에 더 평행한 큐브에 대해, 선택된 큐브면은 또한 비경사 큐브의 임의의 면보다 역반사체 전면에 더 평행하다.
본 발명의 양태에 따른 예시적 위치 감지 시스템(100)이 도 1에 예시되어 있다. 도 1은 융기된 프레임 또는 경계부(106)에 의해 둘러싸인 스크린 영역 또는 관찰 필드(104)를 갖는 디스플레이(102)(예를 들어, 컴퓨터 디스플레이, 터치 스크린 디스플레이 등)의 평면도를 예시한다. 컴퓨터 디스플레이에 관하여 도시되어 있지만, 위치 감지 시스템(100)은 임의의 유형의 광학 위치 감지 시스템에 사용될 수 있다. 일반적으로 디스플레이 스크린(102)의 관찰 필드(104)에 실질적으로 수직인 경계부(106)의 내부면은 프리즘 필름(본 명세서에서 역반사 필름(108)이라고도 지칭됨)을 구비한다. 이하에 상세히 설명될 프리즘 필름(108)은 관찰 필드(104)(본 명세서에서 감지 필드라고도 지칭됨)의 적어도 일부 주변에 역반사면을 제공한다. 즉, 프리즘 필름(108)은 발원 방사선 소스로부터의 방사선을 발원 소스를 향해 다시 반사하는 표면을 제공한다. 프리즘 필름(108)의 조성물은 접착제 또는 기타 부착 수단을 사용하여 프레임(106)에 직접 적용될 수 있거나, 먼저 접착 테이프의 형태로 제조되고 추후 경계부(106)의 내부면에 적용될 수 있다. 프리즘 필름과 관련된 최대 입사각의 평면이 관찰 필드, 감지 필드 및/또는 디스플레이와 실질적으로 평행하여 관심 영역 내의 대상물의 가능한 감지을 최적화하는 방식으로 프리즘 필름을 정렬하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1에 도시된 위치 감지 시스템(100)은 두 개의 방사선 소스(110, 112)를 더 포함한다. 방사선 소스(110, 112)는 점광원 소스(또는 실질적으로 점광원 소스)인 것이 바람직하다. 제 1 소스(110)는 관찰 필드(104)의 일 코너에 배치될 수 있으며, 제 2 소스(112)는 관찰 필드(104)의 다른 코너에 배치될 수 있다. 양호한 실시예에서, 제 1 방사선 소스(110) 및 제 2 방사선 소스(112)는 공통 측부(114)를 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 측부(114)는 프리즘 필름(108)을 구비하지 않을 수 있으며, 프리즘 필름은 디스플레이(102)의 다른 세 개의 측부들 상에 제공된다. 본 기술 분야에 대한 통상적인 지식을 가진 자는 방사선 소스의 정확한 위치가 환경, 애플리케이션 등을 포함하는 다양한 설계 고려사항에 따라 변할 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 유사하게, 본 기술 분야에 대한 통상적인 지식을 가진 자는 관찰 필드의 전체 외주가 프리즘 필름(108)에 의해 둘러싸일 수 있음을 알 수 있을 것이다.
방사선 소스들(110, 112)은 관찰 필드(104)의 평면에 평행한 방향으로 연장하는 방사선으로 전체 관찰 필드(104)를 함께 조명한다. 방사선 소스들은 임의의 바람직한 전자기선의 스펙트럼을 제공할 수 있다. 즉, 방사선의 소스는 임의의 원하는 주파수 범위 또는 임의의 원하는 파장으로 동작하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 소스는 적외 방사선 소스, 무선 주파수 방사선 소스, 가시광 방사선 소스, 발광 다이오드(LED), 레이저 등일 수 있다. 양호한 실시예에서, 소스(110, 112)는 적외광 발광 다이오드이다.
관찰 필드 외주 둘레에 제공된 프리즘 필름(108)은 적외 방사선을 관찰 필드 내에 화살표로 표시된 바와 같이 각각의 발원 소스들을 향해 다시 반사한다. 따라서, 예를 들어, 점광원 소스(110)로부터 발원된 적외 방사선 광선은 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 스크린의 측부로 외향 연장하고, 점광원 소스(110)로 복귀한다. 더 상세히 후술될 바와 같이, 전자기선은 프리즘 필름(108)에 의해 그 소스로 역방향 반사된다.
더 상세히 후술될 바와 같이, 프리즘 필름(108)은 다수의 층을 갖는 역반사 필름을 포함하고, 이 층들 중 하나는 입사 방사선을 반사하는 복수의 삼각형 큐브 코너 역반사 소자를 포함한다. 프리즘 필름(108)을 포함하는 다른 층들 중 하나 이상은 대부분의 적외 방사선을 통과시키고(예를 들어, 약 74% 내지 약 100%의 이중 패스 투과율) 가시광을 실질적으로 차단하여 필름에 어두운 외관을 제공하도록 기능한다. 본 발명의 이러한 양태는 추가로 후술될 것이다.
동작시, 예시적 위치 감지 시스템(100)은 프레임(106)의 경계부 내의 대상물(109)의 존재 및 위치를 감지한다. 방사선이 공통 측부를 갖는 분리된 코너들에 위치한 소스들(110, 112)(예를 들어, 적외광 LED)로부터 발원하는 것으로 가정하면, 방사선은 외향 횡단하고, 방사선(110, 112)의 점광원 소스 위에 배치된 대응 렌즈들(115, 116)로 각각 다시 반사된다. 렌즈들(115, 116)은 각각 점광원 소스에 의해 전송되고 카메라들(117, 118)에 의해 수신되는 전자기선을 영상화하기 위한 광학적 개구로서 기능한다. 렌즈들은 소스로부터 임의의 원하는 거리로 떨어져 위치될 수 있다. 이 거리는 10mm 미만인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 이 거리는 1.0mm 내지 1.5mm이다.
카메라들(117, 118)은 라인 스켄 카메라 및/또는 영역 스캔 카메라일 수 있다. 카메라(117, 118)는 일반적으로 감광 소자(예를 들어, 화소)의 어레이에 의해 형성된 전하 결합 장치(CCD) 센서의 형태인 촬상 장치를 포함한다. 라인 스캔 카메라는 일반적으로 단일 라인의 화소 상의 영상을 취득한다. 통상적 카메라 같은 영역 스캔 카메라는 취득된 영상의 길이 및 폭에 대응하는 2차원 프레임을 발생시키는 화소들의 CCD 센서(일반적으로, 직사각형 형태)를 포함한다.
동작시, 반사된 방사선은 대응 렌즈들(예를 들어, 방사선 소스의 위치에 따라, 렌즈(115) 또는 렌즈(116)를 통과하고, CCD 센서에 의해 감지된 대상물의 영상을 형성한다. 광량은 비디오 펄스 신호로 변환되고, 그후 방출된다. CCD 센서는 광 다이오드 어레이 상에서 감지된 방사선을 전기 신호로 변환하고, 측정된 양을 방출한다. 라인 스캔 카메라의 하나의 단일 주사선은 일반적으로 관찰된 라인의 모든 단일 지점에 관련된 휘도의 1차원 맵핑으로서 간주될 수 있다. 라인 스캐닝은 Y축 상에 그레이 레벨들(예를 들어, 8 비트 CCD 센서에 대해서는 0 내지 255 레벨 또는 10 비트 CCD 센서에 대해서는 0 내지 1023 레벨)로 제공된 각 지점의 휘도를 나타내는 라인을 발생시킨다. 카메라들(117, 118)로부터의 방출은 대상물(109)의 X 및 Y 좌표를 나타내는 방출 신호를 생성하는 제어 유닛(119)에 의해 처리될 수 있다(도 1에 도시된 바와 같이). 본 기술 분야에 대한 통상적 지식을 가진 자는 영역 카메라로부터 취해진 스캔이 관찰 영역의 모든 지점에 관련된 휘도의 2차원 맵핑을 생성할 것이라는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.
위치 감지 시스템(100)의 동작은 도 1 및 도 2를 참조로 가장 잘 이해된다. 도 2는 도 1의 관련 구성요소를 예시하는 단면도이다. 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 방사선 소스(110)로부터 방출된 적외 방사선은 관찰 필드(104) 내로 방출된다. 관찰 필드는 방사선 소스(117)가 지향되어 있는 경계부(108)의 두 측부들을 따라 프리즘 필름(108)을 갖는다. 방사선 소스(117)로부터 방출된 적외 방사선은 프리즘 필름(108)에 의해 라인 스캔 카메라(117)로 다시 반사된다. 적외 방사선은 렌즈(115)를 통해 라인 스캔 카메라(117)로 전달된다. 라인 스캔 카메라는 대응 라인 영상을 생성하며, 이 대응 라인 영상은 스캐너의 라인을 따른 다양한 지점들에 대한 라인 스캔 카메라의 해상도에 따른 디지털화된 휘도 값을 갖는다. 방사선을 수신하지 않는 라인 영상 내의 임의의 위치에 대해서는 국지값 0이 생성된다. 예를 들어, 스타일러스나 사람 손가락 같은 불투명 대상물(109)이 관찰 필드에 진입하면, 렌즈, 그리고, 대응하는 라인 스캔 카메라 상에 음영이 투사되고, 이는 그 특정 화소 또는 화소들의 영역에 대해 라인 스캔 카메라에서 매우 적은 전하가 감지되거나 전하가 전혀 감지되지 않게 한다. 방사선이 감지된 위치에서, 방사선은 라인 스캔 카메라와 관련된 대응 CCD 센서를 방전시키고, 이는 라인 스캔 카메라의 해상도에 따라 상당히 더 높은 신호값을 발생시킨다. 도 1에 예시된 바와 같이 두 개의 방사선 소스와 라인 스캔 카메라의 조합이 제공되면, 이때, 대상물(109)의 X 및 Y 위치가 "삼각측량"에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, 두 개의 각도(θ1 및 θ2)가 측정되고, 도 1에 도시된 바와 같이, 이들 두 개의 각도 값들과 두 개의 측정 지점들 사이의 거리 "D"의 합으로부터 X 및 Y 좌표가 계산된다.
이제, 프리즘 필름(본 명세서에서 역반사 필름이라고도 지칭됨)(108)을 설명한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 양태에 따른 예시적 프리즘 필름(108)이 단면도로 예시되어 있다. 프리즘 필름(108)은 제 1 표면(122)과 제 2 표면(124)을 갖는 제 1 기판(120)을 포함한다. 프리즘 필름(108)의 제 1 표면(122)(전면이라고도 지칭됨)은 일반적으로 평탄하다(그리고, 통상적으로 매끄럽다). 제 2 표면(124)도 일반적으로 평탄하며, 제 2 기판(126)에 고정된다.
제 2 기판(126)은 제 1 표면(128)과 제 2 표면(130)을 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 기판(126)의 제 1 표면(128)은 일반적으로 평탄하며(그리고, 통상적으로 매끄러우며), 일반적으로 제 1 기판(120)의 제 2 표면(124)에 대면한다. 또한, 제 2 기판(126)의 제 2 표면(130)은 일반적으로 평탄하고, 역반사 기판(132)에 고정된다.
제 1 및 제 2 기판(120, 126)은 높은 탄성 계수를 갖는 중합체와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 중합체는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아릴레이트, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 우레탄, 아크릴산 에스테르(acrylic acid ester), 셀룰로오스 에스테르, 에틸렌 불포화 니트라이트(ethylenically unsaturated nitrite), 경질 에폭시 아크릴레이트, 아크릴 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 매우 다양한 중합체로부터 선택될 수 있으며, 아크릴 및 폴리카보네이트 중합체가 바람직하다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2 기판은 착색되고/착색되거나 제 1 및 제 2 기판 전체에 균일하게 분산된 염료를 갖는다. 일 실시예에서, 제 1 기판(120)은 전반적으로 분산된 적색 염료를 가지고, 제 2 기판(126)은 전반적으로 분산된 청색 염료를 구비한다. 다른 실시예에서, 제 1 기판(120)은 전반적으로 분산된 청색 염료를 가지고, 제 2 기판(126)은 전반적으로 분산된 적색 염료를 갖는다. 제 1 및 제 2 기판(120, 126) 양자 모두가 균일하게 전반적으로 분산된 염료를 갖는다. 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자는 본 발명의 양태가 본 명세서에 언급된, 원하는 기능, 심미적 외관 등을 얻기 위해 임의의 바람직한 색상 또는 색상의 조합을 사용하는 것을 포함한다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 기판(120, 126)은 전반적으로 분산된 다르게 착색된 염료들을 가질 수 있다.
기판은 적외선 파장에 매우 투명하고 가시광 파장에 불투명하도록 선택되는 것이 바람직하며, 이는 실질적으로 검은 외관을 제공한다. 바람직하게는, 필름에 의해 제공되는 밝은 배경은 프리즘 필름(108)의 필드(예를 들어, 감지 필드) 내의 대상물의 감지를 가능하게 하기에 적절히 허용되는 바에 따라 밝고 균일해지도록 이루어질 수 있다.
역반사 기판(132)은 제 1 표면(134) 및 제 2 표면(136)을 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 표면(134)은 일반적으로 평탄하고(그리고, 통상적으로 매끄럽고), 일반적으로 제 2 기판(126)의 제 2 표면(130)에 대면한다. 제 2 기판(136)은 복수의 큐브 코너 역반사 소자(140)를 포함하거나, 다른 방식으로 이들을 형성하며, 소정 애플리케이션에 사용하기 위해 접착제(143)와 직면할 수 있다. 내부에 형성된 큐브 코너 요소(140)를 포함하는 역반사 기판(132)은 높은 탄성 계수를 갖는 중합체 같은 투명 플라스틱 재료로 구성될 수 있다. 중합체는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아릴레이트, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 우레탄, 아크릴산 에스테르, 셀룰로오스 에스테르, 에틸렌 불포화 니트라이트, 경질 에폭시 아크릴레이트, 아크릴 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 매우 다양한 중합체로부터 선택될 수 있으며, 아크릴 및 폴리카보네이트 중합체가 바람직하다.
도 4에 예시된 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 기판(120, 126)은 단일 기판(150)으로 대체될 수 있다. 기판(150)은 전면(152) 및 반대쪽 이면(154)으로 가시광을 흡수하도록 단일 염료 층 필름을 갖는다. 이면(154)은 제 2 기판에 관하여 상술한 바와 같이 역반사 기판(132)에 대면한다. 전면(152)은 일반적으로 매끄럽다. 일 실시예에서, 기판(150)은 흑색으로 착색된다. 단일 염료 층과 관련된 장점은 전체 막 구조를 더 얇아지게 하고, 단일 염료 층(150)을 통한 투과의 균일성을 증가시킨다는 것이다.
한 가지 양호한 실시예에서, 내부에 형성된 큐브 코너 요소를 포함하는 역반사 기판(132)은 아크릴, 예를 들어, 약 1.49의 굴절율을 갖는 아크릴 재료로 이루어진다. 물론, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 더 높거나 더 낮은 굴절율을 갖는 다른 적절한 재료가 사용될 수 있다. 큐브 코너 요소는 예를 들어, 본 명세서에 그 전문의 내용이 참조로 통합되어 있는 공동 소유의 미국 특허 제 6,015,214호 및 제 6,767,102호에 개시된 임의의 방법을 사용하여 기판 내에 또는 기판의 일체부로서 형성될 수 있다.
보다 완전히 후술되는 바와 같이, 기판의 굴절율, 크기 및 큐브 코너 요소의 경사는 원하는 역반사율 및 균일성을 제공하도록 선택될 수 있다. 기판의 일부로서 일체로 형성된 큐브 코너 요소에 관하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 기판과 별도로 형성되거나(예를 들어, 캐스팅 또는 몰딩에 의해) 기판에 접합되는 큐브 코너 요소에 적용될 수 있다는 것을 유의하여야 한다.
복수의 큐브 코너 요소(140)는 알루미늄, 은, 니켈, 금 등 같은 적절한 금속으로 금속화(142)된다. 이런 금속화는 큐브 코너 요소의 표면 위에 금속 막을 증착(예를 들어, 스퍼터링 또는 진공 증착)에 의해 제공될 수 있다. 기판의 금속화된 큐브 코너 측부는 접착제(143)로 코팅되거나 접착제(143) 내에 매설된다(예를 들어, 시인성 테이프(conspicuity tape)와 유사한 제품을 형성). 큐브 코너 요소의 금속화는 디스플레이 요소를 청정화하거나, 다른 방식으로 역반사 필름(108)의 역반사성에 대한 유해한 영향을 가질 수 있는 오염물 및/또는 습기에 둔감해지게 한다.
이제, 도 3을 계속 참조하면서 도 5 내지 도 9를 참조하면, 역반사 필름(108)은 어레이(200)로 배열되거나, 다른 방식으로 어레이로서 형성된(도 5), 복수의 개별 큐브 코너 요소(140)(도 3)를 포함한다. 각 큐브 코너 요소(140)는 정점(204)에서 만나는 세 개의 서로 수직인(또는 실질적으로 수직인) 면들(202)에 의해 형성된다. 서로 수직인 면들은 이면각 에지(206; dihedral edge)에서 서로 교차한다. 서로 교차하는 면들(202) 사이의 이면각 에지(206)에서의 각도는 일반적으로 이면각이라 지칭된다. 기하학적으로 완전한 큐브 코너 요소에서, 세 개의 이면각 각각은 정확하게 90도이다. 그러나, 하나 이상의 이면각은 제조 불규칙성 또는 설계 선택에 따라 90도로부터 약간 변할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 각 큐브 코너 요소(140)는 세 개의 베이스 에지(210)를 갖는 삼각형 큐브 형상을 갖는다. 일 실시예에서, 각 큐브 코너 요소(140)는 이등변 삼각형 큐브 형상을 가지며, 베이스 에지 중 두 개(예를 들어, 길이 a 및 b를 갖는 베이스 에지)는 거의 동일한 길이이다. 대안적으로, 큐브 코너 요소(140) 중 하나 이상은 비 이등변 삼각형 큐브 형상을 가질 수 있다.
큐브 코너 요소(140)의 베이스 에지(210)가 선형이고, 공통 평면 내에 있기 때문에, 이런 어레이는 홈들의 세트를 교차시킴으로써 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 큐브 코너 요소(140)는 큐브 코너 요소의 정합된 쌍을 형성하도록 교차하는 패턴으로 어레이(200)를 가로지르는 세 개의 홈들의 세트 중 각각의 하나의 일원인 세 개의 V-형 홈(212, 214, 216)에 의해 형성된다. 일반적으로, 모든 세 개의 홈의 세트는 동일한 깊이로 절삭되지만, 홈들 중 하나 이상의 세트는 수직방향으로 오프셋될 수 있다(즉, 나머지에 관하여 얕게 또는 깊게 절삭됨). 또한, 홈 세트 중 하나는 수평으로 편위되어 큐브 형상이 삼각형과 달라지게 할 수 있다. 이런 큐브는 여전히 삼각형 큐브 코너로 간주되며, 본 발명의 범주 내에 있다. 도 6에 예시된 실시예에서, 측부(a, b)에 인접한 면들은 약 38.5도(예를 들어, 38.5211도)의 1/2 홈 각도를 가지고, 측부(c)에 인접한 면은 약 28.3도(예를 들어, 28.2639도)의 1/2 홈 각도를 갖는다.
어레이(200)(도 7에 도시된 바와 같은)는 어레이 타일을 형성하도록 수회 접혀질(예를 들어, 원하는 크기의 대략 정사각형 타일로) 수 있다. 도 7은 큐브 코너 요소의 다수의 어레이가 약 90도 만큼 시트 법선을 중심으로 회전되어 있는 프리즘 필름(108)의 평면도를 도시한다. 예를 들어, 예시된 시트(108)는 단일 역반사 시트 제품을 형성하도록 함께 결합된 제 1 어레이(200) 및 제 2 어레이(201)를 포함한다. 제 2 어레이(201)는 제 1 어레이(200) 내의 큐브 코너 요소에 관하여 90도 만큼 회전된 큐브 코너 요소를 포함한다. 또한, 프리즘 필름은 도 8에 예시된 바와 같은 선형 배열로 제공될 수도 있다. 역반사 시트는 각 어레이 또는 타일이 다른 어레이에 대해 소정 각도로 회전되어 있는 함께 결합된(예를 들어, 하나의 어레이는 0도의 상대적 큐브 코너 배향을 가지고, 다른 어레이는 90도의 상대적 큐브 코너 배향을 가지고, 다른 어레이는 180도의 상대적 큐브 코너 배향을 가지며, 다른 어레이는 약 270도의 상대적 큐브 코너 배향을 가짐) 큐브 코너 요소들의 타일 또는 다수의 어레이를 포함할 수 있다. 서로 다른 큐브 코너 배향을 갖는 다수의 타일을 구비한 시트는 핀형 시트(pinned sheeting)라 지칭된다. 하나의 타일을 갖거나, 모두 동일한 큐브 코너 배향을 갖는 다수의 타일들을 구비한 시트는 언핀드 시트라 지칭된다.
프리즘 필름에서, 큐브 코너 요소는 일반적으로 정합된 쌍의 일부로서 적어도 하나의 다른 큐브 코너 요소와 함께 사용되며, 일반적으로, 이런 요소들의 어레이와 함께 사용된다. 이런 어레이는 도 5 내지 도 8에 도시되어 있으며, 이런 정합된 쌍은 도 9에 단면으로 도시되어 있다.
도 6 및 도 8에 예시되고, 도 5, 도 6 및 도 7의 어레이로 반복되어있는 큐브 코너 요소는 약 7도 만큼 에지에 더 평행한 방향으로 경사진다. 예시적 실시예에서, 각 큐브 코너 요소는 약 101 미크론(약 0.004 인치 또는 약 4 mil)의 높이를 갖는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 양태는 높은 휘도값을 갖는 역반사 필름을 제공하는 것에 관한 것이다. 따라서, 이런 목적을 달성하기 위해 고 반사성 프리즘 시트가 사용된다. 그러나, 프리즘 시트의 선택은 잠재적으로 균일성에 대한 소망과 상충된다. 일반적 터치 스크린 디스플레이의 형상은 0 내지 60도의 범위의 입사각을 갖는다. 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자는 이는 프리즘 시트로 균일한 휘도를 유지하기에는 매우 큰 범위라는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 관찰 각도도 변하기 때문에, 높은 휘도와 양호한 균일성의 조합을 달성하도록 큐브 형상 및 크기의 선택시 특별한 주의가 기울어져야 한다.
프리즘 시트 애플리케이션을 위해, 삼각형 큐브 코너 프리즘이 가장 일반적으로 사용되며, 그 이유는 이들이 종래의 룰링(ruling) 또는 다이아몬드 터닝 기술을 사용하여 기판으로 직접적으로 가공될 수 있기 때문이다. 동일한 홈 깊이로 절삭된 이등변 삼각형 큐브 코너를 위한 형상 및 크기의 함수로서 신호 휘도 및 균일성을 시뮬레이션하기 위해 알고리즘이 개발되어 왔다. 이들 큐브 코너를 위해, 형상 및 크기는 두 개의 파라미터, 즉, 큐브 경사 및 큐브 깊이에 의해 완전히 결정된다. 본 기술 분야에 대한 통상적 지식을 가진 자는 예를 들어, 부등변 삼각형 및 홈 세트의 2레벨 또는 3레벨 절삭을 포함하는 다른 유형의 삼각형 큐브 코너가 가능하다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 이들 경우에, 신호 휘도 및 균일성을 결정하는 것은 큐브 경사/큐브 깊이 조합 자체가 아니며, 오히려 입사광의 각 방향에 대한 액티브 개구 크기이다.
도 10을 참조하면, 다양한 삼각형 큐브 디자인을 위한 네 개의 서로 다르게 시뮬레이팅된 카메라 신호를 예시하는 예시적 그래프가 제공되어 있다. 각 신호의 주 관심 파라미터는 1) 휘도의 척도인 모든 카메라 각도에 대한 최소 신호값 및 2) 균일성의 척도인 최소 신호값으로 나누어진 최대 신호값(예를 들어, 신호 범위)이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 네 개의 신호는 상대 신호 대 카메라 각도를 측정함으로써 플롯팅된다. 신호(302)는 큐브 깊이가 1 mil(0.001")이고 큐브 경사가 0도일 때 대표적 신호를 예시한다. 신호(304)는 큐브 깊이가 1 mil(0.001")이고 큐브 경사가 8도일 때 대표적 신호를 예시한다. 신호(306)는 큐브 깊이가 4 mil(0.004")이고 큐브 경사가 0도일 때 대표적 신호를 예시한다. 신호(308)는 큐브 깊이가 4 mil(0.004")이고 큐브 경사가 8도일 때 대표적 신호를 예시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 약 32도에서 각 신호에 대해 상대 신호 강도의 급격한 강하가 발생하며, 이는 중간 입사각으로부터 큰 입사각으로의 시점 이동에 따른 터치 스크린의 일 측부로부터 터치 스크린의 저부 에지로의 관찰 각도의 전이에 기인한다.
이들 관심 파라미터(예를 들어, 균일성 및 휘도)에 대한 큐브 코너 디자인의 영향을 이해하기 위해, 도 11 내지 도 14 및 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 큐브 경사 및 큐브 깊이의 함수로서 신호 최소값/범위의 플롯이 플롯팅된다. 도 11 내지 도 14는 큐브 경사와 큐브 깊이의 함수로서 신호 최소값/범위를 플롯팅한다. 이들 플롯에서, 면에 더 평행한 경사는 부호 변환을 사용하여 에지에 더 평행한 경사로부터 구별된다. 면에 더 평행한 경사는 음으로서 표시된다. 에지에 더 평행한 경사는 양으로서 표시된다. 플롯은 소스와 카메라 사이의 거리가 1.0mm일 때 17 인치(도 11), 19 인치(도 12), 22 인치(도 13) 및 30 인치(도 14)의 크기를 갖는 디스플레이를 위한 것이다. 이 경우, 개선된 성능의 3개 영역이 존재한다.
영역 I로 표시된 일 영역은 큰 음의 경사(도 11 내지 도 14에서 하부 영역에 도시된 바와 같이)를 갖는다. 이 영역은 약 -8.0 내지 -34도 경사의 범위 및 스크린 크기에 따라 약 1.0 mil 내지 12.0 mil(0.001" 내지 0.012+")에 걸쳐 최적의 성능을 나타낸다. 예를 들어, 도 11은 약 -8.0 내지 -34도 경사 및 약 1 mil 내지 9.5 mil(0.001" 내지 0.0095")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 도 12는 약 -9.0 내지 -34도 경사 및 약 1.5 mil 내지 10.5 mil(0.0015" 내지 0.0105")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 도 13은 약 -9.5 내지 -33도 경사 및 약 1.5 mil 내지 12 mil(0.0015" 내지 0.012")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 도 14는 약 -10 내지 -30도 경사 및 약 3 mil 내지 12 mil(0.003" 내지 0.012")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 따라서, 이 영역에 대해 큐브 깊이와 디스플레이 크기 사이의 관계가 발견되었다.
다른 영역(영역 II)은 가장 양인 경사, 그러나, 큰 큐브 깊이(도 11 내지 도 14의 상부 우측 영역에 도시된 바와 같이)를 포함하며, 이는 일반적으로 재현성 및 유연성과 연계한 문제로 인해 제조가 곤란하다.
세 번째 영역(도 11 내지 도 14의 상부 좌측 영역에 일반적으로 나타나는 영역 III)은 약 -2 내지 +22도 경사 및 약 0.5 mil 내지 9.5 mil(0.0005" 내지 0.0095") 깊이의 범위에 걸쳐 최적의 성능을 나타낸다. 예를 들어, 도 11은 약 -2 내지 +22도 경사 및 약 0.5 mil 내지 6.5 mil(0.0005" 내지 0.0065")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 도 12는 약 -2 내지 +20도 경사 및 약 1.0 mil 내지 6.5 mil(0.0015" 내지 0.0065")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 도 13은 약 -2 내지 +20도 경사 및 약 1.0 mil 내지 7.5 mil(0.001" 내지 0.0075")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 도 14는 약 0 내지 +20도 경사 및 약 2 mil 내지 9.5 mil(0.002" 내지 0.0095")의 큐브 깊이의 범위에서 최적의 성능을 나타낸다. 따라서, 이 영역에 대해 큐브 깊이와 디스플레이 크기 사이의 관계가 발견되었다. 예를 들어, 개선된 성능을 위한 큐브 깊이는 디스플레이의 크기가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 최적 큐브 깊이는 스크린 크기로 승산된 상수(K)에 의해 결정될 수 있다. 상수(K)는 디스플레이의 종횡비를 고려할 수 있다. 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 각 디스플레이를 위한 종횡비는 16/10이다.
유사하게, 도 15 내지 도 18은 17 인치(도 15), 19 인치(도 16), 22 인치(도 17) 및 30 인치(도 18)의 크기를 갖는 디스플레이들을 위한 큐브 깊이와 큐브 경사의 함수로서 신호 최소값/범위를 플로팅한다. 도 11 내지 도 14의 1.0mm과는 달리, 소스와 카메라 사이의 거리는 1.5mm이다. 도 15 내지 도 18은 일반적으로 도 11 내지 도 14에서 상술된 바와 동일한 영역들(영역 I, II, III)을 갖는다. 최적의 큐브 깊이는 좌측으로 이동되는 것으로 나타나며(예를 들어, 더 작은 큐브 깊이), 범위는 관심 영역들 양자 모두에 대해 좁아지는 것으로 나타난다. 예를 들어, 음의 경사 영역(영역 I)은 약 -9 내지 -34도의 경사와, 약 0.5 내지 11.0 mil(0.0005" 내지 0.011") 깊이의 범위에서 성능이 최적화되었다. 도 15는 약 -9 내지 -34도 경사와 약 0.5 내지 6.5 mil(0.0005" 내지 0.0065")의 큐브 깊이의 범위에서 최적화된 성능을 나타낸다. 도 16은 약 -9.5 내지 -34도 경사와 약 1.0 내지 7.0 mil(0.001" 내지 0.007")의 큐브 깊이의 범위에서 최적화된 성능을 나타낸다. 도 17은 약 -10 내지 -32도 경사와 약 1.0 내지 8.0 mil(0.001" 내지 0.008")의 큐브 깊이의 범위에서 최적화된 성능을 나타낸다. 도 18을 참조하면, 최적화된 성능은 약 -10 내지 -32도 경사와 약 2.0 내지 11.0 mil(0.002" 내지 0.011")의 큐브 깊이의 범위에서 나타난다.
양의 경사 영역(영역 III)에서, 최적화된 성능은 약 -2 내지 22도 경사와 약 0.5 내지 6.5 mil(0.0005" 내지 0.0065")의 깊이의 범위에서 발견되었다. 예를 들어, 도 15를 참조하면, 17 인치 디스플레이를 위한 최적화된 성능은 약 -2 내지 +22도 경사 및 약 0.5 내지 4.0 mil(0.0005" 내지 0.004")의 큐브 깊이의 범위에서 나타났다. 도 16을 참조하면, 최적화된 성능은 약 -2 내지 +20도 경사와 약 0.5 내지 4.5 mil(0.0005" 내지 0.0045")의 큐브 깊이의 범위에서 나타났다. 도 17을 참조하면, 최적화된 성능은 약 -2 내지 +20도 경사와 약 0.5 내지 5.0 mil(0.0005" 내지 0.005")의 큐브 깊이의 범위에서 나타났다. 도 18을 참조하면, 최적화된 성능은 약 0 내지 +20도 경사와 약 1.5 내지 6.5 mil(0.001" 내지 0.0065")의 큐브 깊이의 범위에서 나타났다.
도 11 내지 도 14와, 대응하는 도 15 내지 도 18의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 최적의 큐브 깊이 및 경사는 또한 방사선 소스와 카메라 사이의 간격(또는 거리)에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 방사선 소스와 카메라 사이의 간격이 커지면 커질수록, 최적화된 성능을 위해 더 작은 큐브 깊이가 사용될 수 있다.
도 11 내지 도 18은 또한 더 얕은 큐브(더 작은 큐브 깊이)가 더 높은 경사에서 더 양호하게 동작하는 경향이 있다는 것을 예시한다. 이는 영역 III과, 스크린 크기와 소스/카메라 간격과 함께 어떻게 변하는지를 고려함으로써 알 수 있다. 따라서, 이 고찰에 사용하기 위해 영역 III과 관련된 두 개의 영역이 표시되었다. 이들 영역은 다양한 소스/카메라 간격과 스크린 크기에 대해 이들이 높은 성능을 제공하기 때문에 선택되었다. 이들 영역은 도 11 내지 도 18에 직사각형 박스에 의해 표시되어 있다. 예를 들어, 박스 1은 -4 내지 +18도의 경사 및 2.0 내지 8.0 mil(0.002" 내지 0.008")의 큐브 깊이를 갖는 영역에 예시되어 있으며, 더 큰 큐브 크기에 대해 고성능 깊이/경사 조합을 포함한다. 박스 2는 5.5 내지 22도의 경사와 0.5 내지 4.0 mil(0.0005" 내지 0.004")의 큐브 깊이를 가지는 영역에 예시되어 있으며, 더 작은 큐브 크기를 위한 고성능 깊이/경사 조합을 포함한다. 영역 I에서, 다양한 스크린 크기 및 소스/카메라 간격을 위한 높은 성능은 약 8 내지 35도의 경사와 0.001 내지 0.012 인치의 큐브 깊이를 갖는 영역에서 발견될 수 있다.
도 19는 디스플레이(예를 들어, 터치 스크린 디스플레이)에 사용되는 두 개의 서로 다른 유형의 프리즘 필름의 비교를 예시한다. 제 1 필름은 양호한 영역(예를 들어, 박스 1 및 박스 2로 둘러싸인 영역)의 외부의 큐브 깊이를 갖는다. 제 2 필름은 양호한 영역 이내(예를 들어, 박스 2 이내)의 큐브 깊이를 갖는다. 도 15는 최소 신호와 신호 범위 양자 모두의 개선을 예시한다. 신호(400)는 제 1 필름(양호한 영역 외부의 큐브 깊이를 가짐)을 위해 플롯팅되었다. 신호(400)는 180 화소 주변에서 그 최저 지점에 도달한다. 이는 스크린의 세 개의 표면 중 두 개(예를 들어, 수평 및 수직 방향으로 -90도)만을 관찰할 수 있는 시스템(100)(도 1에 도시됨)의 두 개의 카메라(117, 118)에 기인한다. 180 화소 범위는 대략 스크린의 코너의 영역이다. 신호(402)는 제 2 필름(양호한 영역 이내의 큐브 깊이를 가짐)에 대응하며, 동일 영역에서 더 높은 신호를 나타낸다(180 화소에서 신호(400)의 신호 강도의 대략 2배).
비록, 본 발명을 특정 양호한 실시예 또는 실시예에 관하여 예시 및 설명하였지만, 본 기술 분야의 숙련자들은 본 명세서 및 첨부 도면의 숙지 및 이해를 통해 대등한 대안 및 변경을 안출할 수 있음이 명백하다. 상술한 요소(구성요소, 조립체, 장치, 조성물 등)에 의해 수행되는 다양한 기능에 대한 특정 언급에서, 이런 요소를 설명하기 위해 사용된 용어("수단"에 대한 언급 포함)는, 달리 명시되지 않는 한, 본 발명의 본 명세서에 예시된 예시적 실시예 또는 실시예들의 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 대등하지 않다 하더라도 설명된 요소의 특정 기능을 수행하는 임의의 요소(즉, 기능적으로 동일 요소)에 대응하는 것으로 의도된다. 또한, 본 발명의 특정 특징이 하나 이상의 다수 예시적 실시예에 관하여 상술되었지만, 이런 특징은 임의의 주어진 또는 특정 애플리케이션에 필요하고 유리할 수 있다면 다른 실시예의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

Claims (24)

  1. 프리즘 필름(prismatic film)(108)에 있어서,
    복수의 삼각형 큐브 코너 역반사 소자(cube corner retroreflective element)(140)를 포함하는 역반사 기판(retroreflective substrate)(120,150)과, 상기 역반사 기판(120,150)의 적어도 일부 위에 배치된 금속화 층(metallized layer)(142)을 구비하는 프리즘 필름(prismatic film)(108)을 포함하고,
    상기 역반사 소자(140)는, 삼각형 큐브 코너의 면에 더 평행한 방향(face more parallel direction)으로 4도 내지 삼각형 큐브 코너의 에지에 더 평행한 방향(edge more parallel direction)으로 18도의 범위의 경사(cant)와, 0.002 내지 0.008 인치의 큐브 깊이(cube depth)를 갖는, 프리즘 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 역반사 기판(120,150)의 적어도 일부 위에 배치된 제 1 기판을 더 포함하고, 상기 제 1 기판(120)은 평평한 외부면을 갖는, 프리즘 필름.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 기판은, 상기 제 1 기판 전체에 균일하게 분산된 흑색 염료를 갖는, 프리즘 필름.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 기판은, 상기 제 1 기판 전체에 균일하게 분산된 적색 염료 또는 청색 염료를 갖는, 프리즘 필름.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 기판(120)과 상기 복수의 역반사 소자(140) 사이에 배치된 제 2 기판(124)을 더 포함하는, 프리즘 필름.
  6. 위치 감지 시스템(100)에 있어서,
    감지 영역(104)의 적어도 일부 위에 전자기선을 방출하기 위한 적어도 하나의 전자기선 소스(110,112)와,
    상기 감지 영역(104)의 적어도 일부의 주변을 따라 위치한 프리즘 필름(108)으로부터 반사된 전자기선을 수용하도록 배치된 카메라(115,116)로서, 상기 프리즘 필름(108)은 삼각형 큐브 코너의 면에 더 평행한 방향으로 4도 내지 삼각형 큐브 코너의 에지에 더 평행한 방향으로 18도의 범위의 경사와, 0.002 내지 0.008 인치의 큐브 깊이를 갖는 복수의 삼각형 큐브 코너 역반사 소자(140)를 포함하는, 카메라를 포함하는, 위치 감지 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 오염물 및 습기가 상기 역반사 소자(140)와 접촉하는 것을 방지하기 위해 상기 복수의 역반사 소자(140) 위에 배치된 금속화 층(142)과, 상기 복수의 역반사 소자(140)와 상기 소스(110,112) 사이에 배치된 제 1 기판(120)을 더 포함하는, 위치 감지 시스템.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 프리즘 필름(108)은 소스가 적외선 소스(110,112)일 때 74%를 초과하는 이중 패스 투과율(double-pass transmission)을 갖고, 상기 프리즘 필름(108)은 가시광으로 볼 때 불투명한, 위치 감지 시스템.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 감지 영역(detection area)은 터치 스크린 디스플레이인, 위치 감지 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 프리즘 필름(108)은, 상기 프리즘 필름(108)과 관련된 최대 입사 각도의 평면이 상기 터치스크린과 평행하도록 정렬되는, 위치 감지 시스템.
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