KR102473882B1

KR102473882B1 - 투영 스크린 및 투영 시스템

Info

Publication number: KR102473882B1
Application number: KR1020207037902A
Authority: KR
Inventors: 린 왕; 워이 순; 페이 후
Original assignee: 아포트로닉스 코포레이션 리미티드
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2019-01-05
Publication date: 2022-12-02
Also published as: US11194243B2; WO2019227935A1; US20210223675A1; CN110554557A; EP3805860A1; EP3805860A4; KR20210010934A; CN110554557B

Abstract

투영 스크린은 광 입사 측에서 순차적으로 기판(10), 전반사층(20) 및 광을 흡수하기 위한 흡광층(30)이 설치되어 있고, 상기 전반사층(20)은 상기 투영 스크린의 수직 방향으로 연장되는 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체를 구비하며, 상기 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체는 상기 투영 스크린의 수평 방향으로 주기적으로 배열된다.
상기 투영 스크린은 간단한 구조, 쉽고 용이한 가공, 저렴한 비용 및 높은 콘트라스트의 특성을 가지고 있다.

Description

투영 스크린 및 투영 시스템

본 발명은 투영 스크린 및 투영 스크린을 포함하는 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

투영 디스플레이 시스템에 있어서, 스크린은 성능, 특히 투영 디스플레이의 이미지 품질에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 스크린의 경우, 콘트라스트는 스크린의 품질을 평가하는 중요한 파라미터이다.

종래 기술에서는, 주변 환경광의 영향으로 인해 스크린에 반사된 영상의 콘트라스트가 프로젝터 자체의 콘트라스트보다 훨씬 낮았다. 이는 종래 기술의 투영 스크린이 프로젝터의 빛과 주변 환경광의 빛을 모두 반사하기 때문이다.

주변 환경광이 있는 상태에서의 스크린의 콘트라스트를 개선하기 위해 현재의 주변 환경광을 방지하는 투영 스크린은, 일반적으로 와이어 그리드 스크린(wire grid screen)을 채택하여 한 표면은 빛을 흡수하고 다른 표면은 빛을 반사하여 주변 환경광의 콘트라스트를 높인다. 그러나, 이러한 스크린은 이득(gain)이 낮다. 주변 환경광 방지에 사용되는 또 다른 종류의 투영 스크린은, 일반적으로 어레이 미세 구조에 광 반사층 또는 광 흡수층을 추가하여 구현한다. 그러나 이러한 구조에서는, 일부 각도의 주변 환경광이 여전히 시청자에게 반사되므로 콘트라스트 개선 효과가 제한된다는 문제가 있다.

이러한 기술적 문제를 해결하기 위해 본 발명은 구조가 간단하고 가공이 쉽고 용이하며 저렴하고 콘트라스트가 높은 등의 특징을 갖는 장거리 프로젝터용 투영 스크린을 제안한다.

본 발명의 하나의 실시예는, 투영 스크린을 개시하는바, 상기 투영 스크린은 광 입사 측에서 순차적으로 기판, 전반사층 및 광을 흡수하기 위한 흡광층이 설치되어 있고, 상기 전반사층은 상기 투영 스크린의 수직 방향으로 연장되는 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체를 구비하며, 상기 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체는 상기 투영 스크린의 수평 방향으로 주기적으로 배열된다.

본 발명의 투영 스크린은, 전반사층과 확산층을 포함하고, 장거리 프로젝터로부터의 투영 광선은 전반사층에서 전반사되어 교차 형태로 시청자에게 복귀되어 수평 시야각을 확대시킨다. 또한, 확산층은 시야각을 더욱 확산시킬 수 있다.

본 발명의 투영 스크린의 전반사층은 사다리꼴 미세 구조체를 구비하고, 상기 사다리꼴 미세 구조체는 두 개의 경사면 및 검정색 흡광층과 접촉하는 수평면을 포함한다. 본 발명의 투영 스크린의 전반사층은 사다리꼴 미세 구조체를 구비하고, 상기 사다리꼴 미세 구조체는 두 개의 경사면 및 검정색 흡광층과 접촉하는 수평면을 포함한다.

상기 사다리꼴 미세 구조체의 수평면은 검정색 흡광층과 접촉하고, 상기 수평면에 입사한 환경 광선은 검정색 흡광층에 의해 흡수되며, 사다리꼴 미세 구조체의 경사면에 입사된 주변 환경광도 수평면으로 반사되어 검정색 흡광층을 흡수한다. 따라서, 본 발명의 투영 스크린은 주변 환경광을 완전히 흡수하여 높은 콘트라스트 이미지를 얻을 수 있다.

본 발명의 유익한 효과는 전술한 효과에 한정되지 않고, 본 명세서에 기재된 임의의 유익한 효과일 수 있음을 이해해야 한다.

도 1은 프로젝터 및 투영 스크린의 투영 시스템을 설명하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 투영 스크린의 구조를 설명하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 기판과 전반사층 구조를 설명하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 전반사층을 설명하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 투영 스크린 구조의 하나의 변형례를 설명한다.
도 6은 본 발명의 투영 스크린 구조의 다른 하나의 변형례를 설명한다.
도 7은 프로젝터로부터의 투영 광선이 사다리꼴 미세 구조체 중의 투영 광선의 광학 경로를 도시한다.
도 8은 도 2에 도시된 투영 스크린에 주변 환경광이 입사되는 상황의 단면도를 도시한다.
도 9는 도 2에 도시된 투영 스크린에 주변 환경광이 입사되는 상황의 사시도를 도시한다.
도 10의 (a) 및 (b)는 상이한 구경비의 조건 하에서 주변 환경광의 반사광 분포의 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 11은 구경비가 다른 조건에서 스크린 밝기 변화를 시뮬레이션 한 결과이다.
도 12는 투영 스크린에서 사다리꼴 미세 구조체의 제1 구조의 단면도를 도시한다.
도 13은 투영 스크린에서 사다리꼴 미세 구조체의 제2 구조의 단면도를 도시한다.
도 14는 투영 광선의 반사광의 강도 곡선을 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 상세히 설명한다. 도면의 모든 크기는 도식일뿐이며 실제 크기로 표시되는 것은 아니므로 제한적이지 않다는 점을 강조한다. 예를 들어, 도면 중의 확산층, 전반사층, 검정색 흡광층 등과 같은 구성 요소의 크기, 비율의 기타 파라미터(parameter)는 실제 크기 및 비율에 따라 표시된 것이 아니라 단지 예시의 편의를 위한 것으로서 본 발명의 특정 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 투영 스크린의 예시적인 구조를 설명한다. 도 1은 프로젝터와 투영 스크린을 포함하는 투영 시스템을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스크린 앞의 시청자에 있어서 투영 스크린의 수직방향은 스크린의 상하방향이고, 투영 스크린의 수평방향은 스크린의 좌우방향이다. 본 발명의 다른 도면에서 설명된 "스크린의 상하방향(screen up-down direction)"과 "스크린의 좌우방향(screen left-right direction)"도 마찬가지이다.

도 2는 본 발명의 투영 스크린의 구조를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 투영 스크린은 확산층(40), 기판(10), 전반사층(20) 및 검정색 흡광층(30)을 시청자 측(즉, 입광 측)으로부터 순서대로 포함한다. 그중 확산층(40) 및 전반사층(20)은 각각 기판(10)의 양측에 형성되고, 검정색 흡광층(30)은 전반사층(20)과 접촉하도록 형성된다.

상기한 구조에 있어서, 확산층(40)은 전반사층(20)에서 방출된 광을 확산시키고, 검정색 흡광층(30)은 검정색 흡광층(30)에 입사된 광을 흡수한다. 이들 양 층은 종래 기술의 관련 기술 구조를 채택할 수 있으므로, 본 발명에서는 중복 설명은 하지 않을 것이다. 상기 기판(10)은 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PVC(polyvinyl chloride), PMMA(polymethyl methacrylate) 등과 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 투영 스크린의 전반사층(20)에 대해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 2에 도시된 구조 중의 기판(10) 및 전반사층(20)의 구조를 도시하는 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 구조 중의 전반사층(20)의 평면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전반사층(20)은 화면의 상하방향으로 연장된 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체를 포함하고, 각각의 사다리꼴 미세 구조체는 서로 보각(complementary) 관계이며, 경사 방향에 따른 길이가 동일한 두 개의 경사면 및 두 개의 수평면(즉, 상부 바닥부 및 하부 바닥부)을 포함하고, 상기 경사면과 상기 수평면은 사다리꼴 구조를 형성한다. 바람직하게는, 상기 사다리꼴 미세 구조체는 등변 사다리꼴 구조로, 반사광을 보다 쉽게 제어할 수 있다. 이러한 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체는 화면의 좌우방향으로 주기적으로 배열되어 전반사층(20)으로 사용되는 등변 사다리꼴 미세 구조체 어레이를 형성한다.

본 발명에 있어서, 전반사층(20)은 기판(10) 중의 시청자 측과 반대되는 일측에 코팅방식으로 형성될 수 있다.

전반사층(20)의 등변 사다리꼴 구조는, 가공이 간단하기 때문에 투영 스크린을 보다 쉽게 제조할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체에 있어서, 화면의 좌우방향에서 길이가 짧은 수평면이 검정색 흡광층(30)과 인접하고 있음을 알 수 있다.

도 2에 도시된 투영 스크린에 있어서, 전반사층(20) 및 확산층(40)은 핫 엠보싱(hot embossing) 또는 UV 접착제 트랜스퍼 프린팅(transfer printing) 방법에 의해 동일한 투명 기판(10)의 양측에 형성될 수 있다.

도 2에는 기판(10)의 양측에 전반사층(20) 및 확산층(40)이 형성된 구조가 도시되어 있지만, 본 발명의 투영 스크린에 있어서는 기판(10)의 양측이 각각 직접 전반사층(20) 및 확산층(40)으로 형성될 수도 있다. 즉, 기판(10), 전반사층(20) 및 확산층(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 3층 접합으로 형성되는 대신 하나의 층으로 통합될 수 있다.

도 5는 본 발명의 투영 스크린의 구조의 변형례를 도시한다. 아래와 같은 차이점을 제외하고, 도 5의 기타 관련 특징 및 설명(예를 들어, 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체 등)은 도 2의 투영 스크린의 것과 동일하므로 중복 설명은 하지 않을 것이다.

도 2의 프로젝션 스크린의 구조와 다른 점은, 도 5의 전반사층(20) 및 확산층(40)이 2개의 기판(10, 11)의 양측에 각각 형성되어 있는 점, 즉 전반사층(20)은 기판(10)에 형성되어 있고, 확산층(40)은 기판(11)의 기판(10)과 대향하는 일 측면에 형성되어 있는 점이다. 도 5의 구조에 있어서, 기판(10, 11)의 대향하는 표면은 함께 접착된다.

또한, 도 5의 설명에서는 전반사층(20)이 기판(10)의 일 측면에 형성되는 것으로 설명하였으나, 확산층(40)은 기판(11)의 기판(10)과 대향하는 면에 형성되어도 좋다. 또한, 기판(10)의 일 측면에 직접 전반사층(20)을 형성하고, 기판(11)의 다른 일 측면에 확산층(40)을 형성하는 것도 가능하다.

즉, 전반사층(20)과 기판(10)은 하나의 층으로 통합되고, 확산층(40)과 기판(11)은 하나의 층으로 통합된다. 그 후, 기판(10, 11)의 대향하는 표면이 함께 접착된다.

상기 변형례에 있어서, 전반사층(20) 및 확산층(40)은 핫 엠보싱 또는 UV 접착제 트랜스퍼 프린팅 방법에 의해 각각 2개의 기판(10, 11) 상에 형성된다.

도 6은 본 발명의 투영 스크린의 다른 변형례를 도시한다. 다음과 같은 차이점을 제외하고는, 도 6의 기타 관련 특징 및 설명(예를 들어, 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체 등)은 도 2의 투영 스크린과 동일하므로, 중복 설명은 하지 않을 것이다.

도 2의 투영 스크린 구조와의 차이점은, 도 6에서는 도 2의 확산층(40)을 대신하여 벌크 확산 물질로 형성된 벌크 확산 필름(bulk diffusion film; 50)을 사용한 후, 벌크 확산 필름(50)을 열경화성 접착제와 같은 접착제를 이용하여 기판(10)에 접착시키는 점이 다르다. 상기 벌크 확산 필름(50)은 상업적으로 널리 사용되는 벌크 확산 필름일 수 있다.

또한, 벌크 확산 필름(50)의 기판(10)에 부착된 표면과는 반대되는 일측에 다른 층 구조, 예를 들어 암색 계열(暗色系列)의 재료로 이루어진 착색층, 스크래치 방지 보호층 및 반사 방지층 등을 부착할 수도 있다.

또한, 본 발명의 투영 스크린은 도 5의 확산층(40)을 대신하여 도 6의 벌크 확산 필름(50)의 구조를 채택할 수도 있다.

이하에서는, 도 2에 도시된 투영 스크린 구조를 예로 들어, 도 8 내지 도 9를 함께 참조하여 본 발명의 투영 스크린 구조가 주변 환경광의 콘트라스트(contrast, 對比度)를 향상시키는 원리를 설명한다.

도 7은 장거리 프로젝터(telephoto projector)로부터의 투영 광선(P1)이 스크린의 평면에 대략 수직인 방향으로 스크린에 입사되는 것을 예시하는바, 여기서 상기 스크린 평면은 스크린의 상하방향 및 스크린의 좌우방향으로 구성된 평면이다.

프로젝터로부터의 투영 광선(P1)이 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체의 두 개의 경사면에 각각 전반사되고, 두 개의 경사면에서 각각 반사되어 출사된 광선은 서로 교차하는 형태로 시청자 측으로 복귀되어 수평 시야각을 확장시킨다. 또한, 확산층(40)은 출사된 빛을 더욱 확산시켜 시야각을 더욱 확장시킬 수 있다.

본 발명의 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체를 통해 프로젝터로부터 출사된 투영 광선의 각도가 두 개의 경사면에 의해 확산되는바, 이로써 투영 광선의 출사 광선은 수평 방향에서의 확산 각도가 크고 수직 방향에서의 확산 각도가 비교적 작다. 또한, 확산층(40)은 출사되는 빛의 각도를 더욱 확산시킬 수 있다.

본 발명은, 사다리꼴 미세 구조체를 구비하는 전반사층(20) 및 확산층(40)을 결합하여 사용함으로써, 스크린의 시야각을 보다 효과적으로 확장시킬 수 있다.

도 8은 도 2에 도시된 투영 스크린에 주변 환경광이 입사되는 상황의 단면도를 도시한다. 도 9는 도 2에 도시된 투영 스크린에 주변 환경광이 입사되는 상황의 사시도를 도시한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 주변 환경광(A2)의 일부는 전반사층 (20)의 사다리꼴 미세 구조체의 검정색 흡광층(30)과 접촉되는 수평면에 직접 입사되어 검정색 흡광층(30)에 의해 흡수되고, 주변 환경광(A1)의 다른 부분은 검정색 흡광층(30)과 접촉되는 전반사층(20)의 수평면에 직접 입사되지 않고 대신에 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체의 경사면에 입사되며, 경사면에 의해 전반사된 후, 사다리꼴 미세 구조체와 검정색 흡광층(30)의 수평면에 입사되어 검정색 흡광층(30)에 흡수되고, 투영된 빛의 일부는 사다리꼴 미세 구조체의 경사면에서 전반사된 후 바닥면으로 출사된다.

도 8 및 도 9에 따르면, 스크린 평면에 수직인 주변 환경광(A2)은 검정색 흡광층(30)에 직접 흡수되며, 스크린 평면의 법선으로부터 벗어나는 주변 광선(A1)은 사다리꼴 미세 구조체의 경사면에 의해 완전히 반사된다.

따라서, 큰 각도의 주변 환경광(A1)도 주변 환경광(A2)과 마찬가지로 검정색 흡광층(30)에 의해 흡수될 수 있으며, 주변 환경광의 다른 부분은 사다리꼴 미세 구조체의 경사면에 의해 완전히 반사된 후 바닥면을 향해 출사될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 다수의 각도에서 입사되는 주변 환경광의 흡수를 고려하여 전반사층(20)에 사다리꼴 미세 구조체를 채택하고, 검정색 흡광층은 다양한 각도에서 입사되는 주변 환경광을 흡수할 수 있어 스크린 콘트라스트를 더욱 현저하게 향상시킬 수 있다.

도 8의 단면도에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 미세 구조체의 검정색 흡광층(30)에 인접한 수평변 길이를 d로 설정하고, 미세 구조체의 피치(pitch)는 Pitch로 설정하는바, 즉 단면도에서 사다리꼴 미세 구조체의 사다리꼴의 상부변의 길이는 d이고, 하부변의 길이는 Pitch이며, 구경비(Aperture ratio)는

구경비 ＝ d / Pitch

로 표현된다.

다음으로, 도 10의 (a) 및 (b)를 참조하여, 상이한 구경비 조건하에 주변 환경광의 반사광 분포를 시뮬레이션한 결과를 설명한다. 도 10의 (a)에서는 구경비를 0으로 설정하여 전반사층(20)이 삼각형 미세 구조체를 갖고, 도 10의 (b)에서는 구경비를 0보다 크게 설정하여 전반사층(20)이 사다리꼴 미세 구조체를 갖는다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 전반사층(20)이 삼각형 미세 구조체를 갖는 경우, 주변 환경광의 대부분은 스크린의 바닥 부분에 수직인 아래 부분의 캐슈형 영역(cashew-shaped area)에 집중된다. 이것은 미세 구조체의 두 개의 경사면에서 여러 번 반사된 후 주변 환경광이 지면(地面)을 향해 반사된 결과이다. 삼각형 미세 구조체인 경우, 일부 주변 환경광은 여전히 스크린 평면에 수직인 방향, 즉 시청자를 향하는 시야에 존재한다. 도 10의 (b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 구경비 계수를 높이면 스크린에 수직인 방향의 빛이 크게 감소한다.

도 11은 상이한 구경비 조건하에 스크린 밝기 변화를 시뮬레이션한 결과이다. 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 구경비 계수가 0.55보다 작으면 스크린 이득(screen gain)이 1보다 크고(스크린 이득 1은 172Nits의 램버시안 밝기와 동일함), 구경비 계수가 0.55를 초과하면 스크린 이득이 1 미만으로 떨어진다. 따라서, 본 발명에서는 사다리꼴 미세 구조체를 갖는 전반사층(20)을 사용하였으나, 프로젝터로부터의 투영 광선의 일부가 검정색 흡광층(30)에 흡수되어 스크린 이득이 감소할 수 있다. 그러나, 본 발명은 구경비 계수를 합리적으로 설정함으로써, 스크린 이득을 보장하면서 투영 스크린의 주변 환경광을 방지하여 콘트라스트를 현저히 개선할 수 있다.

본 발명에서 구경비의 수치는 0.05 내지 0.9의 범위, 바람직하게는 0.1 내지 0.5의 범위로 설정될 수 있다.

다음에는 도 12 및 도 13을 참조하여 상이한 사다리꼴 미세 구조체를 갖는 투영 스크린에서 전반사를 진행하는 광 경로의 개략도를 설명한다.

도 12는 투영 스크린의 사다리꼴 미세 구조체의 제1 구조 단면도를 도시하고 있으며, 상기 제1 구조 단면도에서 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체의 두 개의 경사면의 연장선 사이에 형성된 협각 θ는 예각이다. 도 2의 구조에 대한 설명과 동일하며, 장거리 프로젝터로부터 스크린 평면에 수직으로 입사되는 투영 광선이 전반사층(20)의 두 개의 경사면에 반사되기 때문에, 반사된 광선은 더 이상 스크린 평면에 수직인 방향과 평행하지 않다. 그 결과, 사다리꼴 미세 구조체를 갖는 전반사층(20)은 투영 광선을 확산하는 효과를 갖는다.

도 12에 있어서, 투영 광선과 전반사층(20)의 경사면 사이의 협각은 σ이고, 경사면에서 반사된 후에 출사된 광선과 스크린 평면에 수직인 법선 방향 사이의 협각은 α1 및 α2이며, 여기서 α1 = α2이고, 하나의 경사면에서 반사된 반사광선과 다른 하나의 경사면의 법선 사이의 협각은 ω이며, 도 12에 표시된 기하학적 관계는 아래와 같다.

전반사층(20)의 경사면 외부의 물질의 굴절률이 n1이고, 전반사층(20)을 구성하는 물질의 굴절률이 n2라고 가정하면, 전반사 조건을 만족하기 위해서는 다음과 같은 관계를 만족해야 한다.

따라서, 전반사층(20)에서 두 개의 경사면 사이의 협각 θ는 다음과 같은 관계를 만족해야 한다.

반사광선과 스크린 평면에 수직인 법선 방향 사이의 협각 α2는 다음과 같은 관계를 만족해야 한다.

따라서, 전반사층(20)을 구성하는 물질의 굴절률 n2와 전반사층(20)의 경사면 외부의 물질의 굴절률 n1에 따라 사다리꼴 전반사층(20)의 두 개의 경사면 사이의 협각 θ를 확인할 수 있고, 전반사층(20)으로부터 얻어지는 확산 각도를 계산할 수 있다.

도 13은 투영 스크린의 사다리꼴 미세 구조체의 제2 구조 단면도를 도시하고 있으며, 상기 제2 구조 단면도에서 전반사층(20)의 사다리꼴 미세 구조체의 두 개의 경사면의 연장선 사이에 형성된 협각 θ는 둔각이다. 도 2의 구조에 대한 설명과 동일하며, 장거리 프로젝터로부터 스크린 평면에 수직으로 입사되는 투영 광선이 전반사층(20)의 두 개의 경사면에 반사되기 때문에, 반사된 광선은 더 이상 스크린 평면에 수직인 방향과 평행하지 않다. 그 결과, 사다리꼴 미세 구조체를 갖는 전반사층(20)은 투영 광선을 확산하는 효과를 갖는다.

도 13에 있어서, 투영 광선과 전반사층(20)의 경사면 사이의 협각은 σ이고, 경사면에서 반사된 후에 출사된 광선과 스크린 평면에 수직인 법선 방향 사이의 협각은 α1 및 α2이며, 여기서 α1 = α2이고, 하나의 경사면에서 반사된 반사광선과 다른 하나의 경사면의 법선 사이의 협각은 ω이며, 도 13에 표시된 기하학적 관계는 아래와 같다.

반사광선과 스크린 평면에 수직인 법선 방향 사이의 협각 α1은 다음과 같은 관계를 만족해야 한다.

도 14는 투영 광선이 전반사층(20)의 두 개의 경사면에서 반사된 후의 광 강도 곡선을 나타낸다. 투영 광선은 두 개의 경사면에 의해 각각 반사된 후 각각의 광 강도 곡선을 가지며, 도 14와 같이 두 개의 광 강도 곡선은 각각 ±γ에서 빛의 강도 피크(intensity peak)를 가지고, 겹쳐진 후 방출되는 빛의 각도에 따라 변화하는 새로운 하나의 곡선을 얻는다. 그중 γ는 경사면에서 반사되어 출사한 광선과 스크린 평면에 수직인 법선 방향 사이의 협각 α1, α2를 의미한다. 겹쳐진 곡선은 두 개의 경사면에서 반사되어 출사한 광선의 확산 효과를 설명하는바, 즉 투영 스크린의 시야각이 증가하는 것을 보여준다.

본 발명의 투영 스크린의 구조 및 원리에 대한 상술한 설명으로부터, 본 발명의 투영 스크린은 장거리 프로젝터와 함께 사용되어 전반사층에서 반사되어 출사된 광선이 확산 각도를 갖는 것을 알 수 있다. 동시에 상기 전반사층은 스크린 표면에 형성된 확산층 또는 벌크 확산 필름 등과 같은 확산 물질과 함께 사용됨으로써 스크린의 시야각을 효과적으로 확장시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 전반사층에는 사다리꼴 미세 구조체를 사용하고, 여러 각도로 입사되는 주변 환경광을 고려하여 검정색 흡광층이 더 많은 주변 환경광을 흡수할 수 있도록 함으로써 스크린의 콘트라스트를 현저하게 향상시킬 수 있다.

다양한 수정, 조합, 하위 조합 및 변경은 관련 기술분야의 기술자의 설계의 요구 및 첨부된 청구항과 그 균등물 범위 내에 있는 다른 요인에 의하여 발생할 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

투영 스크린에 있어서,
광 입사 측에서 순차적으로 기판, 전반사층 및 광을 흡수하기 위한 흡광층이 설치되어 있고,
상기 전반사층은 상기 투영 스크린의 수직 방향으로 연장되는 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체를 구비하며,
상기 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체는 상기 투영 스크린의 수평 방향으로 주기적으로 배열되며,
상기 사다리꼴 미세 구조체는 두 개의 경사면, 상기 흡광층과 접촉하는 상부 바닥변 및 하부 바닥변을 포함하고, 상기 상부 바닥변은 수평면이며,
상기 사다리꼴 미세 구조체의 상기 상부 바닥변의 길이와 상기 하부 바닥변의 길이의 비율이 0.05 내지 0.9의 범위인 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 사다리꼴 미세 구조체의 각각의 횡단면은 등변 사다리꼴 형상을 구비하고, 상기 등변 사다리꼴의 하부 바닥부는 광입사측을 향하고, 상부 바닥부는 상기 흡광층을 향하며, 상기 하부 바닥부가 상부 바닥부보다 긴 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제1항에 있어서,
상기 투영 스크린은 확산층을 포함하고,
상기 확산층은 상기 전반사층으로부터 출사된 광선을 확산시키며,
상기 확산층 및 상기 전반사층은 각각 상기 기판의 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제1항에 있어서,
상기 투영 스크린은 확산층을 포함하고,
상기 확산층은 상기 전반사층으로부터 출사된 광선을 확산시키며,
상기 확산층 및 상기 전반사층은 각각 상기 기판의 양면에 부착되는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제1항에 있어서,
상기 투영 스크린은 확산층을 포함하고,
상기 확산층은 상기 전반사층으로부터 출사된 광선을 확산시키며,
상기 기판은 서로 부착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고,
상기 전반사층은 상기 제1 기판 상에 형성되고, 상기 확산층은 상기 제2 기판의 상기 제1 기판이 부착된 면과 대향하는 일 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제3항에 있어서,
상기 확산층은 핫 엠보싱 혹은 UV 접착제 트랜스퍼 프린팅 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제3항에 있어서,
상기 기판은 서로 부착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고,
상기 전반사층은 상기 제1 기판 상에 형성되고, 상기 확산층은 상기 제2 기판의 상기 제1 기판이 부착된 면과 대향하는 일 측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
제1항에 있어서,
상기 기판은 PET, PC, PVC 흑은 PMMA를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
투영 시스템에 있어서,
상기 투영 시스템은 투영 스크린 및 장거리 프로젝터를 포함하고,
상기 투영 스크린은 상기 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 투영 스크린이고,
상기 장거리 프로젝터는 상기 광입사측으로부터 상기 투영 스크린으로 향하여 투영 광선을 출사하는 것을 특징으로 하는 투영 스크린.
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