KR101600239B1

KR101600239B1 - 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR101600239B1
Application number: KR1020150111283A
Authority: KR
Inventors: 이호석
Original assignee: 이호석
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2016-03-04

Abstract

본 발명은 홀로그램 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그램 영상을 반사판에 반사시켜 홀로그램 스크린에 조사할 필요 없이 자체적으로 광의 간섭효과를 발생시켜 홀로그램을 디스플레이하되, 편광필터를 이용하여 불필요한 광의 확산을 차단하는 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치{Holographic display apparatus including penetrative holographic polarizing screen directly}

최근 HDTV 방송 전환 이후 UHDTV라는 고화질 영상과 3D 영화 및 방송에 대한 경험으로 어느 때보다 사실감과 실재감을 제공하는 실감형 방송에 대한 요구가 증가하고 있다.

기존의 3D 방송은 안경을 이용하여 입체감을 느낀다는 불편한 점과 카메라를 인간의 눈과 근사하게 배치하여 제작하는 양안식 3D 콘텐츠라는 점에서 자연스러운 3차원 영상을 느끼기에 부족하였다. 구체적으로, 양안시차 방식의 3D 입체 영상 기술의 한계점으로 회자되는 것은 자연 영상과는 달리 수렴, 시차, 왜곡 등으로 시청 시 어지럼증을 유발한다는 것이다.

이에 반해 홀로그램은 안경 착용의 불편함을 해소하고, 입체감을 그대로 느낄 수 있는 무안경 방식의 완전한 3차원 입체 영상이라는 측면에서 실감 서비스를 한층 앞당길 수 있는 기술로 인정받고 있다.

도 1은 일반적인 홀로그램 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 이하 설명에서 홀로그램 영상은 프로젝터(30)에서 조사되는 영상이고, 최종적으로 투영된 영상은 홀로그램이라 한다.

도 1을 참조하면, 홀로그램 디스플레이 장치는 반사판(10), 홀로그램 스크린(20) 및 프로젝터(30)를 포함한다.

프로젝터(30)는 홀로그램 영상을 반사판(10)에 투사한다.

상기 프로젝터(30)로부터 투사된 홀로그램 영상은 반사판(10)에 반사되어 홀로그램 스크린(20)으로 입사한다. 이때 시청자는 홀로그램 스크린(20)의 뒤쪽에 맺힌 허상인 홀로그램을 볼 수 있을 것이다.

홀로그램 스크린(20)은 반사판(10)에 반사되어 입사되는 광원을 표시하기 위해 반투명의 필름으로 구성된다. 상기 홀로그램 스크린(20)을 구성하는 필름의 투명도에 따라 홀로그램 영상의 입체감, 해상도 및 선명도가 증감될 것이다. 즉 투명도가 높으면 홀로그램 영상의 선명도가 떨어질 것이다.

상술한 바와 같이 종래 홀로그램 디스플레이 장치는 반사판을 구비하므로 넓은 설치 공간을 필요로 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 홀로그램 디스플레이 장치는 상술한 바와 같이 홀로그램 스크린의 투명도를 높게 하는 경우 홀로그램 영상의 선명도가 높아지고 입체감이 떨어지며, 홀로그램 스크린의 투명도가 높아지면 입체감은 높아지는 대신 선명도가 떨어지는 문제점이 있었다.

일반적으로, 종래 홀로그램 디스플레이 장치의 홀로그램 스크린은 투명도가 떨어져 홀로그램 스크린이 유리로 구성되고 빛의 진입방향에 설치되는 경우 빛을 차단하여 방안을 어둡게 하는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-0388562호

따라서 본 발명의 목적은 홀로그램 영상을 반사판에 반사시켜 홀로그램 스크린에 조사할 필요 없이 자체적으로 광의 간섭효과를 발생시켜 홀로그램을 디스플레이하되, 편광필터를 이용하여 불필요한 광의 확산을 차단하는 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치는: 홀로그램 영상을 조사하는 프로젝터; 및 편광필름계층을 포함하고, 상기 홀로그램 영상에 대한 광이 입사하는 부분에 상기 광을 확산 및 굴절시키는 패턴을 구비하여 입사되는 상기 광을 확산 및 굴절시켜 홀로그램을 투영하되, 상기 편광필름계층에 의해 일 방향에 대한 광을 차단하는 직접 투과 홀로그램 편광스크린을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 직접 투과 홀로그램 편광 스크린은, 상기 광을 굴절시키는 필름계층; 상기 필름계층을 통과한 광을 굴절시키는 유리계층; 상기 필름계층과 유리계층을 투명하게 접착시키는 제1접착계층; 상기 패턴을 형성하는 인쇄부와 공간부를 구비하여 상기 필름계층의 상부에 구성되는 인쇄계층; 상기 유리계층에서 출사되는 광 중 일 방향에 대한 광을 차단하는 상기 편광필름계층; 및 상기 편광필름계층부와 상기 유리계층을 접착시키는 제2접착계층을 포함하되, 상기 인쇄계층의 공간부는 상기 프로젝터로부터 출사되어 입사되는 광을 통과시키고, 상기 인쇄부는 입사되는 상기 광을 확산 및 굴절시켜 상기 필름계층으로 출사하여 광들의 간섭현상을 일으켜 상기 편광 필름 계층의 후면에 홀로그램을 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 인쇄부는, 벌집 모양의 패턴으로 인쇄되는 것을 특징으로 한다.

상기 인쇄부는 펄을 포함하는 인쇄물질로 마이크로 단위의 도트로 인쇄되는 것을 특징으로 한다.

상기 일 방향은 수직방향인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래와 같이 프로젝터로 홀로그램 영상을 반사판을 통해 홀로그램 편광 스크린에 투사하지 않고, 홀로그램 편광 스크린에 직접 투사하여 홀로그램 편광 스크린에 구성된 인쇄부에 의한 홀로그램 영상의 확산, 굴절 및 회절에 의해 3D 홀로그램을 표시함으로써 홀로그램 편광 스크린의 설치 공간을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 홀로그램 편광 스크린을 일정 패턴에 의해 공간부와 인쇄부를 구비하는 인쇄계층을 포함하여, 홀로그램 스크린의 투명성을 최대화하면서도 홀로그램 영상의 선명도 및 입체감을 동시에 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 홀로그램 편광 스크린의 인쇄계층의 인쇄부를 확산율이 높은 수 마이크로미터의 도트로 인쇄함으로써 프로젝터와 홀로그램 스크린간의 동일 거리에 대한 최대 크기의 홀로그램 영상을 표시할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 홀로그램 편광 스크린이 빛이 들어오는 방향에 대해 대향하여 설치되는 경우에도 내측으로 인쇄계층이 구성되어 홀로그램 스크린의 후부에서 유리계층으로 들어오는 빛이 인쇄계층에 의해 집광되어 출사되므로, 홀로그램 편광 스크린이 스크린으로 사용되지 않을 경우에도 외부의 빛을 차단하지 않을 뿐만 아니라 빛의 집광 효과를 제공하여 실내를 밝게 유지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 홀로그램 편광 스크린이 편광필름계층을 구비함으로써 반사광을 제거하여 홀로그램을 보다 선명하게 표시할 수 있으며, 불필요한 광의 확산을 차단하여 천장 및 바닥면에 생길 수 있는 잔상을 없앨 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 홀로그램 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그램 편광 스크린의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 홀로그램 편광 스크린의 인쇄계층의 정면도 및 인쇄부 패턴의 확대도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 홀로그램 편광 스크린에 홀로그램 영상을 조사하여 홀로그램을 표시하는 실시예를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치의 구성 및 동작을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 직접투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치는 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100) 및 프로젝터(200)를 포함한다.

프로젝터(200)는 컴퓨터 등의 외부기기로부터 홀로그램 영상 신호를 입력받아 홀로그램 영상을 광으로써 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)에 투사한다.

직접 투과 홀로그램 스크린(100)은 프로젝터(200)로부터 입사되는 홀로그램 영상에 대한 광을 확산 및 굴절시켜 광 입사 방향에 대해 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)의 후부에 홀로그램(300)을 표시한다. 그러나 이때 상기 직접 투과 홀로그램 스크린(100)을 중심으로 상기 프로젝터(200)의 반대편에서 있는 시청자(1)는 상기 홀로그램(300)이 300'의 위치에 있는 것처럼 느낄 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 홀로그램 편광 스크린의 단면도를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하여 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)의 구성을 설명하면, 직접 투과 홀로그램 스크린(100)은 유리계층(110), 제1접착계층(120), 필름계층(130), 인쇄계층(140), 제2접착계층(150) 및 편광필름계층(160)을 포함한다.

인쇄계층(140)은 인쇄부(141) 및 공간부(142)를 포함하고, 상기 인쇄부(141)와 공간부(142)에 의해 패턴을 형성한다. 상기 패턴은 6각형 모양의 벌집 모양 등이 될 수 있을 것이다.

인쇄계층(140)의 공간부(142)는 입사되는 광을 필름계층(130)으로 통과시키고, 인쇄부(141)는 도 3과 같이 입사되는 광을 확산하여 출사한다. 인쇄부(141)는 상기 도 3과 반대 반향에서 입사되는 광을 집광하여 출사한다.

필름계층(130)은 페트(PET: Polyethylene terephthalate) 수지, PC(Polycarbonate)수지, 아크릴(Acrylic) 수지 등으로 생성될 수 있으며, 일면에 상기 인쇄계층(140)이 인쇄되고, 인쇄된 상기 인쇄계층(140)을 통해 입사되는 광을 굴절시켜 출사한다.

제1접착계층(120)은 필름계층(130)을 유리계층(110)의 일면에 접착시키고, 상기 필름계층(130)으로부터 입사되는 광을 굴절시켜 출사한다. 제1접착계층(120)의 굴절률은 낮은 것이 바람직할 것이다.

유리계층(110)은 상기 접착계층(120)을 통해 입사되는 광을 굴절시켜 출사한다.

편광필름계층(160)은 제2접착계층(150)에 의해 유리계층(110)의 타측면에 접착되어 유리계층(110)으로부터 출사되는 광에 대해 일 방향으로 출사되는 것을 차단하여 출사한다. 상기 일 방향은 상하(수직) 방향이 될 수 있을 것이다. 즉, 편광필름계층(160)은 수평방향으로 진동하는 광만을 출사한다.

상기 편광필름계층(160)은 도 3의 확대 도면에서 보이는 바와 같이 수평편광으로 구성되어 상기 유리계층(110)으로부터 출사되는 광들 중 상부나 하부로 진행하는 광, 수직으로 진동하는 광을 차단한다. 이와 같이 편광필름계층(160)을 적용함으로써 편광필름계층(160)이 없을 경우 상부로 진행하는 광(도3의 대쉬(점선) 화살표)을 차단한다. 따라서 사용자가 본 발명의 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)을 상부 및 하부에서 보는 경우, 홀로그램 영상은 보이지 않을 것이다. 다시 말하면, 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)이 설치된 천장(400) 및 바닥에 잔상(310)이 남지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 홀로그램 스크린의 인쇄계층의 정면도 및 인쇄부 패턴의 확대도를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여 인쇄계층(140)의 정면도의 구성을 설명한다.

인쇄계층(140)은 상술한 바와 같이 인쇄부(141)에 의해 특정 패턴을 갖는다. 도 4에서는 상기 패턴이 6각형의 벌집 모양으로 구성된 경우를 나타내었다.

상기 패턴은 필름계층(130) 위에 인쇄되며, 입사되는 광의 확산률을 높이기 위해 반원형 등으로 형성되는 수 마이크로미터 단위의 도트(143)로 인쇄될 수 있을 것이다. 상기 패턴을 인쇄하는 인쇄물질은 펄 등을 포함하여 투과율, 반사율, 굴절률 및 확산률을 조절할 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 홀로그램 편광 스크린에 홀로그램 영상을 조사하여 홀로그램을 표시하는 실시예를 나타낸 도면이다.

상술한 바와 같이 직접 투과 홀로그램을 구성함으로써 도 5의 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)의 후방에서 조사된 홀로그램 영상이 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)을 통해 홀로그램(300)을 표시한다. 상기 홀로그램(300)은 도 5에서 보이는 바와 같이 직접 투과 홀로그램 편광 스크린(100)의 앞부분에 표시된 것과 같이 느낄 수 있을 것이다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 홀로그램 편광 스크린 110: 유리계층
120: 제1접착계층 130: 필름계층
140: 인쇄계층 141: 인쇄부
142: 공간부 143: 도트
150: 제2접착계층 160: 편광필름계층
200: 프로젝터 300: 홀로그램

Claims

홀로그램 영상을 조사하는 프로젝터; 및
편광필름계층을 포함하고, 상기 홀로그램 영상에 대한 광이 입사하는 부분에 상기 광을 확산 및 굴절시키는 패턴을 구비하여 입사되는 상기 광을 확산 및 굴절시켜 홀로그램을 투영하되, 상기 편광필름계층에 의해 일 방향에 대한 광을 차단하는 직접 투과 홀로그램 편광스크린을 포함하되,
상기 직접 투과 홀로그램 편광 스크린은,
상기 광을 굴절시키는 필름계층;
상기 필름계층을 통과한 광을 굴절시키는 유리계층;
상기 필름계층과 유리계층을 투명하게 접착시키는 제1접착계층;
상기 패턴을 형성하는 인쇄부와 공간부를 구비하여 상기 필름계층의 상부에 구성되는 인쇄계층;
상기 유리계층에서 출사되는 광 중 일 방향에 대한 광을 차단하는 상기 편광필름계층; 및
상기 편광필름계층부와 상기 유리계층을 접착시키는 제2접착계층을 포함하되,
상기 인쇄계층의 공간부는 상기 프로젝터로부터 출사되어 입사되는 광을 통과시키고, 상기 인쇄부는 입사되는 상기 광을 확산 및 굴절시켜 상기 필름계층으로 출사하여 광들의 간섭현상을 일으켜 상기 편광 필름 계층의 후면에 홀로그램을 표시하는 것을 특징으로 하는 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 인쇄부는,
벌집 모양의 패턴으로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 직접 투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치.
제3항에 있어서,
상기 인쇄부는 펄을 포함하는 인쇄물질로 마이크로 단위의 도트로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 직접투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 일 방향은 수직방향인 것을 특징으로 하는 직접투과 홀로그램 편광 스크린을 구비하는 홀로그램 디스플레이 장치.