KR102562505B1 - 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템은, 효과영상을 출력하는 메인 디스플레이; 상기 메인 디스플레이의 상하단 각각에서 상기 메인 디스플레이의 전방을 향해 서로 마주보도록 각각 구비되어 제 1,2 영상을 각각 출력하는 제 1,2 모니터; 마주보는 상기 제 1,2 모니터의 사이 공간인 상기 메인 디스플레이의 전방에 경사지게 배치된 제 1 미러 및, 상기 메인 디스플레이의 전면에 적층된 제 2 미러를 포함하여 상기 제 1,2 영상을 상기 메인 디스플레이의 후방에 위치한 제 1,2 영역에 제 1,2 홀로그램 영상으로 각각 투사하는 홀로그램 미러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템에 따르면, 효과영상, 제 1,2 홀로그램 영상이 서로 다른 배치 위치에서 중첩되어 출력되도록 함으로써 영상에 원근감과 공간감을 더함과 동시에 제 1,2 홀로그램 영상을 통해 생동감을 더 제공할 수 있다.
본 발명의 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템에 따르면, 효과영상, 제 1,2 홀로그램 영상이 서로 다른 배치 위치에서 중첩되어 출력되도록 함으로써 영상에 원근감과 공간감을 더함과 동시에 제 1,2 홀로그램 영상을 통해 생동감을 더 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템은, 메인 디스플레이 및 2개의 홀로그램 영상을 중첩하여 제공함으로써 매우 높은 입체감과 원근감, 공간감 및 생동감을 제공하는, 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이장치는 데이터의 내용을 직접 눈으로 볼 수 있도록 표시하기 위한 장치로서, 화면에 문자나 도형을 표시한다. CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, 플라스마 디스플레이, OLED 디스플레이 등이 있으며, 근래에는 마이크로 LED 디스플레이 역시 개발되고 있다.
나아가 이러한 디스플레이장치에 있어 화면을 시청하는 시청자가 느끼는 몰입감과 입체감을 향상시키기 위해 커브드(curved) 디스플레이 장치라 일컬어지는 곡면형 디스플레이장치가 개시된 바가 있다.
그러나 이러한 커브드 디스플레이 장치의 경우 곡면 형태의 디스플레이 패널 제조 방법은 평편한 디스플레이 패널을 두께가 얇아지도록 식각한 후, 휘어 제조하기 때문에 식각액의 침투에 의한 불량 또는 불균일한 식각에 의한 불량 또는 휠 때의 파손되는 불량이 발생하여 제조비용이 높고 제조가 어려운 문제점이 있었다.
이에 따라 입체감을 제공하기 위한 또 다른 방법으로서, 홀로그램 영상을 이용한 입체감이 있는 디스플레이를 제공하기 위한 발명들이 종래에 개시되어 있다.
국내 특허 10-1844843호는 촬영대상인 타겟을 복수개의 방향에서 각각 촬영한 현재입력영상을 입력받아 플로팅 홀로그램 영상을 처리하는 장치로서, 상기 현재입력영상과 미리 촬영한 배경영상과의 차영상을 구하여, 화소값이 지정된 임계값 이내인 화소는 배경화소로 판단하고, 상기 현재입력영상에서 상기 배경화소를 제거하여 타겟영상을 생성하는 배경제거부; 투영기를 통하여 플로팅 홀로그램(floating hologram)으로 시청자에게 보여지도록 복수개의 타겟영상을 배치하여 홀로그램 영상을 생성하는 홀로그램영상 생성부; 및 민감도를 증가시키거나 감소시키는 민감도 조절 입력을 받는 입력부를 포함하되, 상기 입력부를 통하여 민감도 조절 입력이 있으면, 상기 배경제거부는 상기 현재입력영상과 상기 배경영상을 HSV(Hue, Saturation, Value) 색상모델로 변환하고, 변환된 현재입력영상과 배경영상의 화소값을 N1(단, N1은 양의 유리수)으로 나눈 후 차영상을 구하며, 상기 배경제거부는 상기 민감도 조절 입력이 있는 일측방향의 반대방향인 타측 방향에 대해서, 상기 현재입력영상과 HSV 색상모델로 변환하고, 상기 HSV 색상 모델로 변환된 현재입력영상과 배경영상의 화소값을 N3(단, N3은 양의 유리수)으로 나눈 후 차영상을 구하는 것을 특징으로 함으로써, 조명 변화에 따라 배경을 효과적으로 제거할 수 있다는 특성이 있다고 게시되어 있다.
하지만, 이는 단순히 홀로그램의 형식으로 이동 객체를 디스플레이한 것으로서, 객체 형상에 대한 입체감 제공은 가능하나 공간감, 음영감 등의 제공은 힘들다는 한계성이 있었다.
따라서 이를 보완하기 위해, 홀로그램 및 디스플레이를 통해 단순 출력되는 영상을 중첩하여 제공하되, 배경, 오브젝트, 효과를 각기 별도로 출력함과 동시에 출력 위치에 차등을 두어 공간감 및 입체감, 생동감을 강화한 영상 제공 시스템을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 입체감과 생동감을 겸비함과 동시에 원근감과 공간감까지 더해진 영상을 제공할 수 있는 영상 재생 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 홀로그램 영상의 반사를 위해 구비되는 홀로그램 미러의 투과도 및 반사도를 조절할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가시광선에 대한 반사율을 높임과 동시에 홀로그램 미러에 부착되는 코팅 필름에 구비된 하드 코팅층의 강도 및 내마모성, 열적 안정성을 높일 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템은, 효과영상을 출력하는 메인 디스플레이; 상기 메인 디스플레이의 상하단 각각에서 상기 메인 디스플레이의 전방을 향해 서로 마주보도록 각각 구비되어 제 1,2 영상을 각각 출력하는 제 1,2 모니터; 마주보는 상기 제 1,2 모니터의 사이 공간인 상기 메인 디스플레이의 전방에 경사지게 배치된 제 1 미러 및, 상기 메인 디스플레이의 전면에 적층된 제 2 미러를 포함하여 상기 제 1,2 영상을 상기 메인 디스플레이의 후방에 위치한 제 1,2 영역에 제 1,2 홀로그램 영상으로 각각 투사하는 홀로그램 미러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀로그램 미러의 표면에는, PET(Polyethyleneterephthalate) 재질로서 상기 홀로그램 미러의 상면에 접착된 수지 필름과, 상기 수지 필름의 상면에 접착된 것으로, 금속이 박막 증착된 PET(Polyethyleneterephthalate) 재질의 광학 필름 및, 상기 광학 필름의 상면에 코팅 처리된 것으로, 폴리실라잔(Polysilazane)을 포함하는 하드 코팅층으로 이루어진 코팅 필름이 부착된 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 하드 코팅층은, 티타늄디옥사이드(Titanium dioxide)를 포함하는 반사 강화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템에 의하면,
1) 효과영상, 제 1,2 홀로그램 영상이 서로 다른 배치 위치에서 중첩되어 출력되도록 함으로써 영상에 원근감과 공간감을 더함과 동시에 제 1,2 홀로그램 영상을 통해 생동감을 더 제공할 수 있으며,
2) 홀로그램 미러에 코팅 필름을 부착함에 따라 시광선 투과율 및 반사율을 폭넓은 대역에서 조절할 수 있다는 장점을 가짐과 동시에 보다 선명하고 깔끔한 홀로그램 영상을 제공할 수 있고,
3) 티타늄디옥사이드를 포함하는 반사 강화제 첨가에 따라 가시광선에 대한 반사율을 높임과 동시에 하드 코팅층의 강도 및 내마모성, 열적 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 바라보는 예시에 대한 개념도.
도 3은 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 도시한 정면도.
도 4는 효과영상, 제 1 영상, 제 2 영상의 개념도.
도 5는 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 통한 영상 재생의 예시를 나타낸 개념도.
도 6은 홀로그램 미러 표면의 적층 구조를 도시한 단면도.
도 7은 반사 강화제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 8은 물성 유지제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 바라보는 예시에 대한 개념도.
도 3은 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 도시한 정면도.
도 4는 효과영상, 제 1 영상, 제 2 영상의 개념도.
도 5는 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 통한 영상 재생의 예시를 나타낸 개념도.
도 6은 홀로그램 미러 표면의 적층 구조를 도시한 단면도.
도 7은 반사 강화제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 8은 물성 유지제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 도시한 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 바라보는 예시에 대한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 3를 참조하여 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템에 대해 설명하면, 본 발명의 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템은 메인 디스플레이(100), 제 1,2 모니터(200,300), 홀로그램 미러(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
메인 디스플레이(100)는 효과영상을 출력하는 역할을 수행하는 것으로서, LCD, LED, OLED 중 어느 하나로 이루어져 효과영상을 출력하는 것이며, 이때 메인 디스플레이(100) 뿐 아니라 후술할 홀로그램 미러(400)를 통해 메인 디스플레이(100)의 후방 측에서 투사되는 제 1,2 홀로그램 영상을 시청자가 함께 시청할 수 있도록 한다.
제 1,2 모니터(200,300)는 상술한 메인 디스플레이(100)의 상하단에서 서로 마주보도록 각각 구비된 것을 의미하며, 이때 메인 디스플레이(100)의 상하단에서 서로 마주보는 제 1,2 모니터(200,300)의 예시는 도 1 및 3을 참조하면 그 형태를 확인할 수 있다.
즉 상술한 메인 디스플레이(100)와 제 1,2 모니터(200,300)는 각기 수직하며 제 1,2 모니터(200,300)는 서로 수평한 상태에서 서로 마주보도록 구비되는 것이며, 이때 보다 바람직하게 제 1,2 모니터(200,300)는 서로 마주보도록 수평하게 배치되는데, 이때 바람직하게는 메인 디스플레이(100)의 전방 측 상하단 각각에 구비되도록 하되, 제 1 모니터(200)가 제 2 모니터(300)보다 메인 디스플레이(100)의 전방 측으로 더욱 돌출되도록 배치될 수 있다.
즉 동일한 크기와 면적을 갖는 제 1,2 모니터(200,300)가 메인 디스플레이(100)의 상하단에서 메인 디스플레이(100)의 전방 측을 향해 서로 마주보도록 구비되되, 이때 제 1 모니터(200)와 제 2 모니터(300)의 배치 위치가 조절되어 제 1 모니터(200)가 제 2 모니터(300)보다 메인 디스플레이(100)의 전방 측으로 돌출되게 배치될 수 있는 것이다. 따라서 이와 같은 제 1,2 모니터(200,300)의 배치 위치 차이를 통해 후술할 홀로그램 미러를 통한 홀로그램 영상의 투사 위치 조절이 가능해질 수 있다.
이때 제 1,2 모니터(200,300)는 각각 제 1,2 영상을 출력하는데, 출력되는 제 1,2 영상이 동일한 위치에서 홀로그램 영상으로 투사될 수도 있으나, 제 1,2 모니터(200,300)의 배치 위치 조절을 통해 제 1,2 모니터(200,300) 각각에서 출력되는 제 1,2 영상이 서로 다른 영역에서 홀로그램 영상으로 투사되록 하여 입체감 및 음영감을 보다 더할 수 있도록 하는 것이다.
나아가 이때 제 1,2 모니터(200,300) 역시 영상 출력이 가능한 디스플레이를 포함한 모니터일 수 있는데, 이러한 제 1,2 모니터(200,300)는 LCD, OLED, LED 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며 그 종류에는 어떠한 제한도 두지 않는다. 나아가 제 1,2 모니터(200,300)는 투명 디스플레이로 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.
홀로그램 미러(400)는 제 1 미러(410)와 제 2 미러(420)를 포함하는데, 이때 제 1 미러(410)는 경사지게 배치된 마주보는 상기 제 1,2 모니터(200,300)의 사이 공간, 즉 메인 디스플레이(100)의 전방에서 경사지게 배치되고, 제 2 미러(420)는 메인 디스플레이(100)의 전면에 적층된다.
따라서 제 1 모니터(200)로부터 출력된 제 1 영상의 경우 제 1 미러(410)에 의해 메인 디스플레이(100)의 후방에 위치한 제 1 영역(411)으로 반사(투사)되며, 제 2 모니터(300)에서 출력된 제 2 영상의 경우 제 1 미러(410)에 의해 일차적으로 반사가 이루어진 뒤에 메인 디스플레이(100)의 전면에 적층된 제 2 미러(420)에 의해 다시 한 번 반사되어 메인 디스플레이(100)의 후방에 위치한 제 2 영역(421)으로 반사(투사)되는 것이다.
다시 말해, 홀로그램 미러(400)에 포함된 제 1,2 미러(410,420)는 제 1,2 모니터(200,300)에서 출력된 각각의 제 1,2 영상을 반사 및 굴절(도 1에서는 영상 출력 방향에서 90도 직각 방향으로 반사)시키는 역할을 수행하는 것이며, 이러한 홀로그램 미러(400)의 원리는 공지의 홀로그램 영상 재생장치에서의 반사거울과 같다 할 것이다.
이와 같이 홀로그램 미러(400)에서 반사되어 메인 디스플레이(100)의 후방인 제 1,2 영역(411,421)에 각각에 투영된 영상을 홀로그램 영상이라 하며, 이때 제 1 영상(411)이 투영된 홀로그램 영상이 제 1 홀로그램 영상, 제 2 영상(421)이 투영된 홀로그램 영상이 제 2 홀로그램 영상이 된다.
여기서 제 1,2 영역(411,421)은 동일한 위치에 위치할 수도 있으나 바람직하게 제 2 미러(420)에 의해 한 번 더 후방으로 반사된 제 2 영역(421)의 경우 제 1 영역(411)의 후방에 위치하게 된다.
이때 상술한 제 1,2 모니터(200,300)의 설명에서 제 1 모니터(200)는 제 2 모니터(300)에 비해 메인 디스플레이(100) 전방 측으로 보다 돌출되도록 그 배치 위치가 조절될 수 있다고 한 만큼, 이에 따라 제 1 모니터(200)에서 출력된 제 1 영상이 투영되는 제 1 영역(411)은 제 2 모니터(300)에서 출력된 제 2 영상이 투영되는 제 2 영역(421)보다 전방에 위치할 수 있다.
나아가 제 2 영상의 경우 제 1 미러(410)에 의해 반사가 한번 이루어진 상태에서 메인 디스플레이(100)의 전면에 위치한 제 2 미러(420)에 의해 한 번 더 반사가 이루어져 투사 위치가 메인 디스플레이(100)의 후방으로 한 번 더 밀려나므로, 제 1 홀로그램 영상이 제 2 홀로그램 영상보다 전방에 위치할 수 있는 것이다.
즉 도 1을 다시 참조하여 설명하면, 후방 측으로 진행될수록 순차적으로 효과영상 - 제 1 홀로그램 영상 - 제 2 홀로그램 영상이 출력될 수 있는 것이다. 다시 말해 메인 디스플레이(100)의 후방에 제 1 영역(411)이 위치하고, 제 1 영역(411)의 후방에 제 2 영역(421)이 위치된다.
이를 통해 효과영상, 제 1,2 홀로그램 영상이 서로 다른 배치 위치에서 중첩되어 출력되도록 함으로써 영상에 원근감과 공간감을 더하며, 나아가 이때 메인 디스플레이(100)를 통해 출력되는 효과영상 이외에는 홀로그램의 형태로 투사되므로 보다 입체감과 생동감을 더할 수 있어, 결론적으로 입체감과 생동감을 겸비함과 동시에 원근감과 공간감까지 더해진 영상을 제공할 수 있다.
도 4는 효과영상, 제 1 영상, 제 2 영상의 개념도이며, 도 5는 본 발명의 삼중 영상 재생 시스템을 통한 영상 재생의 예시를 나타낸 개념도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 상술한 메인 디스플레이(100)를 통해 출력되는 효과영상의 경우 바람직하게 특수 영상(VFX 영상)일 수 있는데, 이러한 효과영상은 후술할 제 1,2 홀로그램 영상에 특수효과를 제공할 수 있는 영상으로서 제 1,2 홀로그램 영상과 함께 출력되는 가상의 벽이나 프레임의 이미지일 수도 있고, 혹은 반짝임이나 일렁거림의 효과를 나타내는 영상일 수 있다.
또한 여기서 바람직하게 제 1 모니터(200)를 통해 출력되는 제 1 영상은 메인 오브젝트를 출력하는 영상으로서, 영상 재생 시스템을 통해 가장 돋보이고자 하는 특정 객체를 출력하는 영상일 수 있다.
나아가 제 2 모니터(300)를 통해 출력되는 제 2 영상은 배경을 나타내는 영상일 수 있어, 제 1 영상을 통해 출력되는 객체의 후방에서 배경이 출력되도록 하여 원근감을 더할 수 있다.
따라서 제 1 영상을 통해 출력되는 메인 오브젝트의 후방에 배경을 나타내는 제 2 영상이 출력되도록 하여 원근감 및 입체감을 더함과 동시에 제 1,2 영상이 각각 홀로그램으로 투사되므로 입체감을 보다 높일 수 있도록 하고, 여기에 메인 디스플레이(100)를 통해 출력되는 효과영상이 최전방에서 효과를 더해줌으로써 생동감이나 공간감을 보다 극대화할 수 있는 것이다.
나아가 이와 같은 메인 디스플레이(100)를 통한 효과영상 출력, 제 1 모니터(200)를 통한 제 1 영상의 출력, 제 2 모니터(300)를 통한 제 2 영상의 출력은 별도로 구비된 영상관리장치를 통해 이루어질 수 있으며, 이때 영상관리장치는 메인 디스플레이(100) 및 제 1,2 모니터(200,300)를 통한 효과영상 및 제 1,2 영상의 출력을 각각 제어하는 기능을 기본적으로 포함한다. 이와 같은 영상관리장치는 공지의 영상재생장치와 유사하다 할 수 있고 예를 들어 PC, 노트북, 전문 영상 재생장치 등이 사용될 수 있으며 이동 및 보관의 편의성을 위해 휴대용 사이즈로 이루어질 수 있고 특정한 종류에 한정되지 않는다.
도 6은 홀로그램 미러 표면의 적층 구조를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 상술한 제 1,2 영상에 대한 반사 효과를 높이기 위해 홀로그램 미러(400), 즉 제 1,2 미러(410,420) 각각의 표면에는 코팅 필름(430)이 부착될 수 있는데, 이러한 코팅 필름(430)은 바람직하게 제 1,2 미러(410,420)각각의 적어도 일 면에 부착될 수 있으며, 바람직하게는 제 1,2 미러(410,420)에서 메인 디스플레이(100)의 전방 측을 향하는 면에 코팅 필름(430)이 부착될 수 있다. 도 6에서는 제 1 미러(410)에 코팅 필름(430)이 도시된 것을 도시하였는데, 제 2 미러(420) 역시 이와 동일하게 코팅 필름(430)이 부착된다.
이때 제 1,2 미러(410,420)의 각 표면에 부착되는 코팅 필름(430)은 수지 필름(431), 광학 필름(432)을 포함할 수 있다.
수지 필름(431)은 PET(Polyethyleneterephthalate) 재질로 이루어진 것으로서 홀로그램 미러(400)의 상면에 접착제를 매개로 접착되는 것으로, 이때 PET는 산업용, 광학 디스플레이용, 태양 전지 소재용으로 널리 쓰이는 물질로서 반사율이 높고 투과율이 낮은 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 수지 필름(431)을 통해 홀로그램 미러의 투과율 및 반사율을 조절할 수 있으며, 나아가 내열성이 뛰어남과 동시에 스크래치에 강하다는 장점이 있다. 여기서 접착제는 종래의 투명 접착제 중 어느 하나가 적용될 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 감압 접착제(Acrylic Pressure sensitive adhesive:Acrylic PSA)가 이용될 수 있다.
또한 이러한 수지 필름(431)은 거울효과 즉, 반사성이 있어 홀로그램 미러(400)의 반사율에 영향을 주지만, 후술할 광학 필름(432)보다는 홀로그램 미러(400)로서의 반사 성능이 떨어지기 때문에 후술할 광학 필름(432)의 반사 성능을 보조하는 역할을 수행한다.
수지 필름(431)의 상면에 접착제를 매개로 접착되는 광학 필름(432)은 PET(Polyethyleneterephthalate) 재질로 이루어지되 표면에 금속이 박막 증착(deposition)된 것을 특징으로 한다. 이때 광학 필름(432)의 접착을 위해 이용되는 접착제는 상술한 아크릴계 감압 접착제일 수 있다.
이때 박막 증착되는 금속의 종류에는 제한을 두지 않으나 바람직하게는 반사율 및 투과율의 조절을 위해 니켈, 은, 크롬 중 적어도 어느 하나의 금속이 박막 증착될 수 있다. 이때 가장 바람직하게 박막 증착은 스퍼터링(sputtering) 방식으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 금속 입자가 박막 증착된 PET 재질로 이루어진 광학 필름(432)은 박막 증착이 이루어지지 않은 PET 재질의 필름, 다시 말해 수지 필름(431)에 비해 밝은 조명하에 더 높은 명시성(먼 거리에서 잘 보이는 정도)과 선명도를 가지게 되어 다양한 전시 환경에 대응이 가능하게 되어 홀로그램 영상을 시청하는 관찰자의 시청 만족감을 향상시킬 수 있다. 나아가 금속 입자의 박막 증착에 의해 반사 성능을 조절할 수 있다는 효과를 가진다.
예시로서 은 입자를 박막 증착한 경우 가시광선 투과율이 16% 내외, 반사율이 56% 내외로 나타날 수 있으며, 니켈 및 은 이온이 함께 박막 증착된 경우 가시광선 투과율이 62.1%. 반사율이 42.3% 내외로 나타낼 수 있다. 즉 이와 같이 금속 입자의 박막 증착에 따라 광학 필름의 가시광선 투과율 및 반사율을 넓은 범위에서 큰 폭으로 조절할 수 있어, 물성의 조절이 용이하다는 장점을 갖는다.
나아가 이와 같은 광학 필름(432)의 상면에는 폴리실라잔(Polysilazane)을 포함하는 하드 코팅층(433)이 코팅 처리될 수 있는데, 이때 폴리실라잔은 유기폴리실라잔과 무기폴리실라잔을 통칭하는 것으로 투명성이 높음과 동시에 발수성, 방오성, 지문방지, 흐림방지, 셀프클리닝 기능이 뛰어난 것으로 알려져 있어 내마모성. 내충격성이 높고 산, 염기 저항성이 높으며 경화 속도가 빠른 코팅막을 만들 수 있는 것으로 알려져 있다.
따라서 이와 같은 코팅 필름(430)이 부착된 홀로그램 미러(400)는 기존의 홀로그램 디스플레이용 거울과 비교하여 가시광선 투과율 및 반사율을 폭넓은 대역에서 조절할 수 있다는 장점을 가짐과 동시에 보다 선명하고 깔끔한 홀로그램 영상을 제공할 수 있다는 효과를 제공한다.
나아가 이와 같은 코팅 필름(430)을 통한 투과율 및 반사율 조절 효과를 극대화하기 위해선 최상면에 위치된 하드 코팅층(433)의 기능 유지가 필수적이라 할 수 있는데, 이때 바람직하게 하드 코팅층(433)은 티타늄디옥사이드(Titanium dioxide)를 포함하는 반사 강화제를 포함하여 반사성을 높임과 동시에 피막 강도를 향상시킬 수 있다.
이때 바람직하게 하드 코팅층(433)은 상술한 폴리실라잔 10 내지 50 중량부와 반사 강화제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 그 외에도 투명 재질의 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol), 에폭시 수지(Epoxy resin), 알콕시 실란계 수지(Alkoxysilane resin)과 같은 바인더 등을 더 포함하는 물질일 수 있다.
이때 반사 강화제의 유효 성분으로써 첨가되는 티타늄디옥사이드는 가시광선에 대한 반사율이 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 나아가 우수한 내화성 및 강도를 나타내어 하드 코팅층의 강도와 내마모성을 높이고 열안정성을 높이는 것에 기여할 수 있다.
따라서 이와 같은 반사 강화제가 하드 코팅층 조성물에 포함됨에 따라 가시광선에 대한 반사율을 높임과 동시에 하드 코팅층(433)의 강도 및 내마모성, 열적 안정성을 높일 수 있음은 물론이다.
여기에서 더 나아가, 상술한 반사 강화제는 티타늄디옥사이드 이외에도 추가적인 조성을 더 포함할 수 있는데, 이러한 반사 강화제를 제조하는 단계에 대해 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 7은 반사 강화제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 반사 강화제는 제 1 용액을 제조하는 단계(S11), 제 2 용액을 제조하는 단계(S12), 반사 강화제를 완성하는 단계(S13)를 통해 제조될 수 있다.
(S11) 제 1 용액을 제조하는 단계
티타늄디옥사이드 10 내지 25 중량부, 테트라에톡시오르토실란(TEOS) 5 내지 15 중량부, 알릴트리메톡시실란(allyltri methoxysilane) 50 내지 70 중량부를 혼합하여 제 1 용액을 제조한다.
여기서 티타늄디옥사이드는 상술한 바와 같이 가시광선에 대한 반사율을 높임과 동시에 내마모성 및 강도, 열적 안정성을 높이기 위해 첨가되는 물질이라 하였다.
테트라에톡시오르토실란은 치밀한 실란계 피막을 형성하여 물을 밀어내는 성질을 가질 발수표면을 만들 때 사용하는 기초적 화학물질 중 하나이며, 테트라에톡시오르토실란의 첨가에 따라 반사 강화제가 첨가된 하드 코팅층의 방수성 및 방오성을 높일 수 있는 효과가 있다.
알릴트리메톡시실란은 제 1 용액의 용매 역할을 함과 동시에 반사 강화제 첨가에 의해 하드 코팅층의 부착력이 떨어지는 것을 방지하기 위해 점착성을 높이는 역할을 하는 물질이다. 이와 같은 알릴트리메톡시실란은 높은 수준의 투명성과 함께 높은 점착성을 나타내어 반사 강화제 첨가에 따른 하드 코팅층의 부착력 감소를 방지하는 기능을 제공한다.
(S12) 제 2 용액을 제조하는 단계
다음으로, 제 1 용액 85 내지 95 중량부와, 다이칼슘포스페이트다이하이드레이트(Dicalcium Phosphate Dihydrate) 3 내지 10 중량부 및 카라야검(Karaya gum) 2 내지 5 중량부를 혼합하여 제 2 용액을 제조한다.
다이칼슘포스페이트다이하이레이트는 반사 강화제가 첨가된 하드 코팅층 피막의 표면강도를 높이기 위한 필러로서 첨가되며, 다이칼슘포스페이트다이하이레이트 첨가에 따라 하드 코팅층의 표면강도 개선이 이루어질 수 있다.
카라야검은 인도에서 자라는 Sterculia 속의 나무에서 삼출물로 생산되는 물질로 약간의 초산 냄새를 가지며 갈락토스, 람노스와 갈락투론산을 주성분으로 포함하는 다당류로서, 점착성을 높임과 동시에 강도를 향상시키는데 기여할 수 있음과 동시에 안정제의 기능을 수행하여 반사 강화제에 포함된 다양한 물질 사이의 혼합성을 높임과 동시에 반사 강화제가 첨가된 하드 코팅층의 점착성 및 강도를 향상시키는 효과가 있다.
(S13) 반사 강화제를 완성하는 단계
마지막으로, 제 2 용액 90 내지 98 중량부와, 1,2-헥산다이올(1,2-Hexanediol) 1 내지 5 중량부 및, 산구절초추출물(Chrysanthemum Zawadskii Extract)을 포함하는 물성 유지제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 반사 강화제를 완성한다.
1,2-헥산다이올은 소수성기와 친수성기를 모두 포함하는 계면활성제의 구조를 가지고 있어 반사 강화제에 포함된 다양한 성분들 간의 혼합성을 극대화하는 효과가 있으며, 나아가 미생물의 생장을 억제시키거나 저해시키는 보존제의 기능을 수행하여, 반사 강화제에 포함된 다양한 성분, 나아가 반사 강화제가 포함된 하드 코팅층 조성물의 보존성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
산구절초추출물은 구절초(Chrysanthemum sibiricum(=Chrysantehmum zawadskii))의 전초에서 추출된 추출물로서, 산화 방지 효과가 높은 것으로 알려져 있어 반사 강화제, 나아가 반사 강화제가 포함된 하드 코팅층이 산화되는 것을 방지하여 산화에 의한 코팅층의 물성 저해를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 반사 강화제에 따르면, 티타늄디옥사이드를 기반으로 가시광선에 대한 반사율을 증가시킬 수 있는 효과를 가짐과 동시에 다양한 피막강도 강화 성분을 기반으로 하드 코팅층의 표면강도를 포함한 물성을 개선할 수 있으며, 나아가 혼합성이 높아 안정한 분산상을 제공함과 동시에 시간이 지남에 따라 발생할 수 있는 물성 저하를 예방한 효과를 갖는다.
이러한 본 발명의 반사 강화제의 물성을 설명하기 위해 실시예 및 비교예의 평가 결과를 비교하여 설명하도록 한다. 실시예는 본 발명의 반사 강화제의 실시예 1 내지 2으로 구성되어 있고, 대조예는 종래의 코팅제이다.
<실시예 1>
티타늄디옥사이드 20g, 테트라에톡시오르토실란 10g, 알릴트리메톡시실란 70g을 혼합하여 제 1 용액 100g을 제조하였다.
준비된 제 1 용액 90g, 다이칼슘포스페이트다이하이드레이트 7g, 카라야검 3g을 혼합하여 제 2 용액 100g을 제조하였다.
준비된 제 2 용액 95g, 1,2-헥산다이올 3g, 산구절초추출물 2g을 혼합하여 반사 강화제 100g을 완성하였다.
<실시예 2>
티타늄디옥사이드 17.1g, 알릴트리메톡시실란 82.9g을 혼합하여 반사 강화제 100g을 완성하였다.
<대조예>
우레탄아크릴레이트 올리고머 17.1g, 알릴트리메톡시실란 82.9g을 혼합하여 반사 강화제 100g을 완성하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 대조예 | |
| 티타늄디옥사이드 | 17.10 | 17.10 | - |
| 테트라에톡시오르토실란 | 8.55 | - | - |
| 알릴트리메톡시실란 | 59.85 | 82.90 | 82.90 |
| 다이칼슘포스페이트다이하이드레이트 | 6.65 | - | - |
| 카라야검 | 2.85 | - | - |
| 1,2-헥산다이올 | 3.00 | - | - |
| 산구절초추출물 | 2.00 | - | - |
| 우레탄아크릴레이트 올리고머 | - | - | 17.10 |
표 1의 성분비에 따라 각각의 성분을 혼합하여 실시예 1 내지 2 및 대조예의 반사 강화제를 제조하였으며, 여기서 대조예의 반사 강화제는 공지의 하드 코팅제 조성물이다. 실시예 1,2 및 대조예의 반사 강화제에 대한 분광기 측정을 통한 가시광선 반사 실험 및 연필경도, 물방울 접촉각, 촉진내후성에 대한 비교 실험을 실행하였다.
[실험예 1] 가시광선 반사 실험
가시광선은 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지고 있는 것을 의미하며, 보통의 인간의 눈은 400에서 700nm까지의 범위를 감지한다.
실시예 1 내지 2 및 대조예에 대해 가시광선 분광기를 이용하여 가시광선 반사율을 측정하였다. 시료는 시료의 간섭 영향이 없는 액체 용매에 용해하여 Reflection mode를 이용하여 측정하였다.
| 시료명 | 시료 농도 | 반사율 (%, 400nm) |
반사율 (%, 700nm) |
| 실시예 1 | 10 wt% | 84% | 86% |
| 실시예 2 | 10 wt% | 80% | 81% |
| 대조예 | 10 wt% | 40% | 38% |
표 2의 결과를 보면 알 수 있듯이, 본 발명의 반사 강화제를 포함하는 실시예 1 내지 2는 대조예에 비해 가시광선 반사율이 매우 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
나아가 실시예 1 내지 2 사이의 결과를 비교하면, 단순히 티타늄디옥사이드를 포함하는 실시예 2에 비해 다양한 조성을 복합적으로 포함하는 실시예 1의 가시광선 반사율이 보다 뛰어난 것을 확인할 수 있다.
[실험예 2] 연필경도, 물방울 접촉각, 촉진내후성 실험
실시예 1 내지 2, 대조예의 반사 강화제 조성물을 가로 세로 1미터, 두께 1센티미터의 구조물 표면에 분사 후 건조 처리하여 표면에 코팅층이 형성되도록 한 뒤, 후술할 방식을 통해 연필경도와 물방울 접촉각, 촉진내후성을 검사하였다.
연필경도: SHINTO Scientific사의 HEIDON-14EW 기기를 사용하여 연필경도를 측정하였다. 연필경도 측정시, 연필은 MITSUBISHI사의 연필을 사용하고, speed: 60mm/min, scale: 10.0mm, force: 19.6N, 하중 1kg, 연필과 방오 코팅층 간의 각도: 45°로 측정하였다. 동일 경도의 연필로 5회 반복하여 연필경도를 측정하여 코팅층에 흠집이 보이지 않는 연필경도 중 연필경도가 가장 큰 값을 연필경도로 하였다.
물방울 접촉각 : 전자동접촉각계 DM700(쿄와계면과학주식회사 제품)을 사용하여, 방오 코팅층 상에 2㎕의 순수를 적하하여 접촉각을 측정하였다.
촉진내후성(Accelerated Weathering Testing) 평가 : ASTM D-4587 규정에 따라 제조된 방오 코팅층의 색차(△E)를 측정하였다. △E는 2,000시간 동안 코팅 후의 코팅층 변색 정도를 정량화하여 측정하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 대조예 | |
| 연필경도 | 9H | 8H | 4H |
| 물방울 접촉각 | 3° | 5° | 13° |
| 촉진내후성(△E) | 0.4 | 0.6 | 2.1 |
표 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예 1 내지 2는 대조예 대비 제조된 코팅층의 방오성과 경도가 우수할 뿐만 아니라 물방울 접촉각이 5°이하로서 초친수성을 나타내며 내후성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
나아가 실시예 1 내지 2 사이의 비교를 통해 다양한 조성을 복합적으로 포함한 실시예 1이 실시예 2에 비해 보다 높은 수준의 경도, 초친수성 및 내후성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
더하여 상술한 물성 유지제는 산구절초추출물 이외에도 추가적인 성분을 더 포함할 수 있는데, 이러한 물성 유지제를 제조하는 단계에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 8은 물성 유지제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하여 설망하면, 본 발명의 물성 유지제는 1차 용액을 제조하는 단계(S21), 2차 용액을 제조하는 단계(S22), 물성 유지제를 완성하는 단계(S23)를 거쳐 제조될 수 있다.
(S21) 1차 용액을 제조하는 단계
가장 먼저, 산구절초추출물 60 내지 80 중량부, 초피나무열매추출물(Zanthoxylum piperitum fruit extract) 15 내지 30 중량부, 제니핀(Genipin) 5 내지 20 중량부를 혼합하여 1차 용액을 제조한다.
상술한 바와 같이 산구절초추출물은 산화 방지 효과가 높은 것으로 알려져 있어 반사 강화제, 나아가 반사 강화제가 포함된 하드 코팅층이 산화되는 것을 방지하여 산화에 의한 코팅층의 물성 저해를 방지할 수 있는 물질이라 하였다.
초피나무열매추출물은 초피나무의 열매를 열수 추출, 아임계 추출을 통해 추출한 추출물로서, 천연 방부제 역할을 함과 동시에 살균 및 보존제 역할을 수행하여 물성 유지제가 포함된 반사 강화제 조성물, 나아가 하드 코팅층 조성물의 보관안정성을 높이는 효과가 있다. 더불어 산화방지 효과가 뛰어나
제니핀은 이리도이드 배당체 계통의 천연 성분인 제니포사이드(geniposide)의 비당부분으로서 치자나무 과실(치자)로부터 추출되는 성분이다. 이러한 제니핀은 가교제의 역할을 수행하여 접착력을 높이면서도 물성 유지제가 포함된 하드 코팅층 피막의 유연성을 보장할 수 있도록 하는 기능을 수행하여, 외부에서 충격이 가해지더라도 하드 코팅층 피막이 쉽게 깨지는 것을 방지하도록 한다.
(S22) 2차 용액을 제조하는 단계
이어서, 상술한 1차 용액 85 내지 90 중량부와, 풀루란(Pullulan) 3 내지 15 중량부 및 벤조산 5 내지 10 중량부를 혼합하여 2차 용액을 제조한다.
풀루란은 흑효모를 이용해 전분을 발효하여 얻은 폴리사카라이드 성분의 일종으로서, 물에 쉽게 용해되는 특성이 있음과 동시에 부드러운 촉감을 제공하고, 나아가 피막을 형성하는 기능이 있어 물성 유지제의 첨가에 따른 피막 형성 능력 감소를 상쇄하는 효과를 가진 물질이다.
벤조산은 식품에서도 쓰이는 방부제의 일종으로 산화 방지 기능이 뛰어나고 피막의 착색, 물질의 변형, 기능 저하를 방지할 수 있어 하드 코팅층의 산화에 따른 변색을 막을 수 있는 물질이다.
(S23) 물성 유지제를 완성하는 단계
마지막으로, 2차 용액 90 내지 95 중량부와, 락타마이드엠이에이(Lactamide MEA) 1 내지 3 중량부 및, 폴리메틸실세스퀴옥산(polymethylsilsesquioxane) 1 내지 5 중량부를 혼합하여 물성 유지제를 완성한다.
락타마이드엠이에이는 락틱애씨드와 에탄올아마이드의 혼합물로서, 계면활성 기능을 제공하여 물성 유지제에 포함된 다양한 성분 간의 혼합성을 높임과 물성 유지제의 점도를 조절하는 역할을 수행한다.
폴리메틸실세스퀴옥산은 실록산 결합에 의한 주요 골격을 가진 고분자 화합물로서 발수 및 방수성을 가지며 내후성 및 내약품성의 성질을 갖고 있다. 따라서 물성 유지제에 첨가 시 물성 유지제가 첨가된 하드 코팅층 피막의 물성을 강화시키는 역할을 수행한다.
따라서 이와 같이 물성 유지제의 경우 반사 강화제, 나아가 하드 코팅층 조성물의 산화를 방지함과 더불어 하드 코팅층의 산화에 의한 물성 저하 또는 변색을 방지할 수 있으며, 또한 점도를 조절할 수 있는 다양한 조성을 통해 하드 코팅층 조성물의 부착력을 보조함과 동시에 내후성 및 내약품성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
100 : 메인 디스플레이 200 : 제 1 모니터
300 : 제 2 모니터 400 : 홀로그램 미러
410 : 제 1 미러 411 : 제 1 영역
420 : 제 2 미러 421 : 제 2 영역
430 : 코팅 필름 431 : 수지 필름
432 : 광학 필름 433 : 하드 코팅층
300 : 제 2 모니터 400 : 홀로그램 미러
410 : 제 1 미러 411 : 제 1 영역
420 : 제 2 미러 421 : 제 2 영역
430 : 코팅 필름 431 : 수지 필름
432 : 광학 필름 433 : 하드 코팅층
Claims (7)
- 입체감 및 생동감을 더한 홀로그램 기반의 삼중 영상 재생 시스템으로서,
효과영상을 출력하는 메인 디스플레이;
상기 메인 디스플레이의 상하단 각각에서 상기 메인 디스플레이의 전방을 향해 서로 마주보도록 각각 구비되어 제 1,2 영상을 각각 출력하는 제 1,2 모니터;
마주보는 상기 제 1,2 모니터의 사이 공간인 상기 메인 디스플레이의 전방에 경사지게 배치된 제 1 미러;
상기 메인 디스플레이의 전면에 적층된 제 2 미러;를 포함하여,
상기 제 1,2 미러를 통해 상기 제 1,2 영상을 상기 메인 디스플레이의 후방에 위치한 제 1,2 영역에 제 1,2 홀로그램 영상으로 각각 투사하고,
상기 제 1,2 미러 각각의 표면에는,
PET(Polyethylene terephthalate) 재질의 수지 필름과, 상기 수지 필름의 상면에 접착된 것으로서 금속이 박막 증착된 PET 재질의 광학 필름 및, 상기 광학 필름의 상면에 접착된 것으로서 폴리실라잔(Polysilazane) 10 내지 50 중량부와 반사 강화제 1 내지 10 중량부를 포함하는 하드 코팅층으로 이루어진 코팅 필름;이 부착되고,
상기 반사 강화제는,
티타늄디옥사이드 10 내지 25 중량부, 테트라에톡시오르토실란(TEOS) 5 내지 15 중량부, 알릴트리메톡시실란(allyltri methoxysilane) 50 내지 70 중량부를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는 단계;
상기 제 1 용액 85 내지 95 중량부와, 다이칼슘포스페이트다이하이드레이트(Dicalcium Phosphate Dihydrate) 3 내지 10 중량부 및 카라야검(Karaya gum) 2 내지 5 중량부를 혼합하여 제 2 용액을 제조하는 단계;
상기 제 2 용액 90 내지 98 중량부와, 1,2-헥산다이올(1,2-Hexanediol) 1 내지 5 중량부 및, 산구절초추출물(Chrysanthemum Zawadskii Extract)을 포함하는 물성 유지제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 반사 강화제를 완성하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는, 삼중 영상 재생 시스템. - 제 1항에 있어서,
상기 물성 유지제는,
상기 산구절초추출물 60 내지 80 중량부, 초피나무열매추출물(Zanthoxylum piperitum fruit extract) 15 내지 30 중량부, 제니핀(Genipin) 5 내지 20 중량부를 혼합하여 1차 용액을 제조하는 단계;
상기 1차 용액 85 내지 90 중량부와, 풀루란(Pullulan) 3 내지 15 중량부 및 벤조산 5 내지 10 중량부를 혼합하여 2차 용액을 제조하는 단계;
상기 2차 용액 90 내지 95 중량부와, 락타마이드엠이에이(Lactamide MEA) 1 내지 3 중량부 및, 폴리메틸실세스퀴옥산(polymethylsilsesquioxane) 1 내지 5 중량부를 혼합하여 물성 유지제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 삼중 영상 재생 시스템. - 삭제
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