KR20040049763A - 고이득 하이컨트라스트 반사 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크린의 구조를 반투과 산란면의 표면구조와 반투과 반사면의 이면 반사막 구조와 흑색의 암반사막의 3중 구조로 하여, 표면에서 산란한 광량으로 스크린의 좌우 시야각을 확보하고, 반투과 반사면에서 반사한 빛으로 영상의 명도(明度)를 증가시키고, 흑색의 암반사막에서 반사한 빛으로 암도(暗度)를 증가시켜, 명도와 암도의 격차를 벌여 명암비(明暗比=contrast)를 50%-3배 이상 증배하고 흑백계조의 흑색 표현을 증가시켜 영상의 선명도를 증가시킴은 물론, 상기 구조를 필름 박막 구조로 형성하여 전후 대칭으로 구성, 전후 양면 스크린 구조가 가능하게 한 것이 특징인 고이득 하이 컨트라스트 반사스크린인 것이다.

Description

고이득 하이컨트라스트 반사 스크린{HIGH CONTRAST REFLECTION SCREEN}

본 발명은 영사용 스크린에 있어서, 특히 밝기의 고이득과 하이 컨트라스트(High contrast = 高明暗比) 및 흑백계조의 확대 작용을 하면서, 양면으로 스크린면을 얻을 수 있는 것이 특징인 고이득 하이 컨트라스트 반사 스크린에관한 것이다.

종래 일본국 공개 특허 공보 특개평07-020575호는 기재 쉬트에 스크린 표면에 주로 유리 등의 투과성의 비즈로 형성하고, 그 이면에 반사막을 형성한 구조이나, 이러한 구조의 비즈는 주로 교통표지판 등에 사용하는 도료로서, 입사각과 반사각이 동일한 회귀반사(回歸反射)를 하여, 입사광원인 프로젝터 방향으로 주광원이 반사하므로, 정작 시청자의 위치에서는 스크린의 밝기가 50%이하로 저하되는 단점이 발생한다.

영상의 기본조건은 밝기, 명암비, 자연색상 시현이 중요한 요건이 된다.

비즈층에 의한 반사는 영상의 기본조건의 하나인 명암비를 떨어뜨려 흑색이나 영상의 선명도 표현을 현저히 저하시키고, 색조 있는 비즈를 사용 시는 영상의 또 하나의 중요조건인 자연색상 시현을 저해한다.

일본 공개 특허 공보 특개평 9-114001호는 스크린의 반치각과 정면 휘도를 균형 잡게 하기 위해 스크린 표면을 삼각요철 형태로 하여 광확산 특성을 개량한 것으로서, 반치각에 의한 좌우 시야각을 확산하는 효과는 있으나, 스크린 표면의 삼각 프리즘 작용에 의한 프리즘 현상으로 자연 칼라가 변질되고, 좌우로 시야각이 확산된 만큼 비례하여 밝기가 저하되고, 알루미늄 반사층에 의해 밝기만 증대하고, 이에 따라 수반되는 흑백계조의 표현 및 명암비는 저하되어 높은 광원의 영상이 투사될수록 선명도는 저감되었다.

이와 같이 종래 기술은 스크린 표면의 구성을 달리하고, 반사면으로 스크린 밝기를 다양하게 시도하고 있으나, 스크린의 밝기가 증대하면서 발생하는 영상의윤곽을 선명하게 하기 위한 흑백계조 및 고이득의 화면이면서도 높은 명암비를 시현하기 위한 시도는 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여, 스크린 표면에서 일부 빛은 산란 또는 반사하고, 일부는 투과하고 투과한 빛은 다시 반투과 반사막에서 다시 일부는 투과하고, 일부는 반사한 후, 투과된 빛은 다시 암반사막에서 흡수하는 3중 반투과 반사층을 형성하므로서 스크린 표면에서 좌우 시야각을 반투과 반사막(半投過反射漢)에서 밝기를 암반사막에서 빛을 흡수하므로서, 높은 명암비와 선명한 흑백계조의 색상을 획기적으로 표현하는 구조의 스크린을 제시함에 있다.

또한, 동 본 발명의 스크린을 전후 양면으로 구성하여 하나의 스크린으로 전후면의 영상을 투사할 수 있는 양면 스크린의 구조로 구성하여, 시야각과 밝기와 높은 명암비와 흑백계조를 낮은 영상을 스크린 전후면으로 시현할 수 있는 구조를 제시함에 있다.

도1은 본 발명의 구성 설명도

도2는 본 발명의 작용효과 설명도 및 양면 스크린 구조시의 설명도

도3은 본 발명의 응용사용 시 설명도

도4는 본 발명의 명암비(明暗比=contrast)에 관한 설명도

도5는 본 발명의 흑백(黑白)계조에 관한 설명도

도면의 부호에 대한 명칭의 간략한 설명

1. 스크린 2. 표면 스크린 소재 2A. 후면 스크린 소재

3. 반투과 반사막 3A. 후면 반투과 반사막

4. 암반사막 4A. 후면 양반사막 5. 화소

6. 롤케이스 7. 회전축 8. 양면 스크린 9. 프로젝터

이러한 본 발명은 도1과 같이 폴리카보넷 및 폴리에스터와 같은 공지된 필름화 할 수 있는 표면 스크린소재(2)에 실리카 등의 굴절 및 확산 소재를 함유시키면 입사된 영상이 굴절 확산하여 영상이 결상되고, 표면 스크린 소재(2) 표면을 적당한 입자도로 표면을 형성하면 영상이 반사 및 산란되며, 표면 스크린소재(2)를 박막으로 형성하면, 입사된 영상이 표면은 물론 이면으로 투과하여 비춰진다.

이러한 표면 스크린 소재(2) 이면에 알루미늄 증착막을 구성하되, 증착막의두께를 조정하면 일부는 투과하고, 일부는 반사가 가능한 반투과 반사막(3)이 형성된다.

그 이면에 흑색구조로 빛 흡수층의 암반사막(4)을 구성한다.

이러한 구조는 도2와 같이 전후 양면 이중 구조로 대칭으로 구성할 시는 상기와 같이 3중의 반투과 반사 및 흡수구조가 모두 필름으로 박막화 하므로서 스크린 전,후면으로 구성이 가능하게 되고, 따라서 스크린 전,후면으로 영상시청이 가능한 양면 스크린(8)의 구성이 가능하게 되는 것이다.

도1과 같이 스크린(1) 전면 기준으로 실리카 등을 함유한 표면 스크린 소재(2)와 반투과 반사막(3)과 암반사면(4)으로 구성하고, 스크린(1) 후면으로는 후면 스크린 소재(2A)와 후면 반투과 반사막(3A)과 후면 암반사막(4A)으로 구성한다.

이와 같이 스크린(1) 구조를 양면으로 구성한 양면 스크린(8)의 구조는 도3과 같이 롤케이스(6)내부에 구성한 회전축(7)를 구성하고, 동 회전축(7)에 본 발명을 결합 구성한다. 물론 단면구조의 스크린(1) 구조도 동일하게 구성할 수 있다.

이와 같은 회전축(7) 일방에 전동모터를 연결하여 리모컨과 같은 전원장치로 본 발명의 스크린(1)과 양면 스크린(8)을 상하로 개폐할 수 있나.

이와 같은 본 발병은 도3와 같이 본 발명의 양면 스크린(8)을 천장 중심에 설치하고, 그 좌,우방에 프로젝터(8)를 설치한 후 스크린에 투사 시 스크린 영상을 전후 양면으로 시청할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 구조는 본 발명의 목적상 컨트라스트비와 흑백계조를증대하여 선명도를 더욱 증가하는 발명이 필요하게 된다.

이를 다음의 기술적 구성에서 상세히 설명한다.

스크린 일면에 의해 전후 양면 스크린으로 사용 시는 한쪽에 투사된 영상이 투과되므로해서 영상이 전후 양쪽으로 시현될 수 있으나, 양면영상 중 일면은 스크린의 좌우가 바뀌게 되는 단점이 있다.

프로젝터를 전후 양쪽으로 구성하여 투사하고, 전후면으로 스크린면을 형성하는 방법에 있어서는, 일반적인 종래 그라스비즈 스크린은 입사방향과 반사방향이 동일한 각도로 반사하므로, 천장에서 스크린으로 투사한 프로젝터(9)의 영상은 다시 천장 방향으로 되돌아 반사하여 실제 관측자 위치에서는 밝기가 50% 이상 저하되는 단점이 있다.

따라서, 대개 스크린의 구성은 표면을 확산 스크린으로 사용되나, 이 경우 밝기 효율이 저하되므로, 본 발명과 같이 스크린 이면에 알루미늄 증착이 형성된 스크린으로 구성한다.

이 경우 양면 스크린(8)을 사용 시는 프로젝터를 전후 2대로 사용해야 하는 단점은 있으나, 영상의 좌우가 동일하고 밝기효율을 50% 이상 획기적으로 높힐 수 있는 장점이 있다.

대개 종래의 스크린 기술은 밝기를 증대하는 기술과 시야각을 확대하는 기술은 여러 가지 시도되고 있으나, 선명도의 중요한 조건인 컨트라스트비를 증대하는 구성은 없었다.

컨트라스트비(明暗比:contrast)는 도4와 같이 화면 전체를 백색으로 했을때의 명도(明度)와 화면 전체를 흑색으로 했을 때의 명도의 비율이다.

통상 TV의 컨트라스트비는 100:1이며, 화면이 커질수록 이러한 컨트라스트비는 더욱 요구되는 바, 스크린에 투사되는 프로젝터의 컨트라스트비는 최근 1000:1까지도 출시되고 있다.

그러나, 프로젝터의 컨트라스트비가 아무리 높아도 스크린이 수용할 수 있는 기능이 없으면 아무 소용이 없으며, 스크린 영상의 컨트라스트비가 낮으면 영상이 윤곽이 선명하지 못하고, 낮장면이 저녁장면 같이 나오며, 물체의 윤곽이 뚜렷하지 못하게 된다.

흑밴계조는 도5와 같이 흑색을 나타내는 충실도인바 프로젝터와 같이 광원에 의한 투사영상은 그 삼원색이 적(赤), 청(淸), 녹(綠)색이며, 상기 삼원색이 모두 합치면 백(白)색이 되고, 상기 삼원색이 모두 빠지면 흑(黑)색이 된다.

따라서, 흑색은 상기 삼원색 외에 별색으로 나타나는바, 이러한 흑백계조가 명확하지 않으면 예컨데 검은색이 회색으로 나타나고, 사람의 머리, 사람의 눈동자 등이 선명하지 못하게 된다.

도5에서는 이러한 흑백계조를 스크린에 투사하여 나타나는 충실도를 나타낸 그림이다.

따라서, 컨트라스트비를 높여 영상의 선명도를 올린다함은 도4의 흑과백의 명도 차이를 더욱 벌린다는 의미로, 스크린(1)에서 백색은 더욱 밝게 흑색은 더욱 어둡게 하므로서 가능하게 된다.

본 발명에서는 이러한 목적을 달성하기 위해, 스크린(1) 표면의 표면 스크린 소재(2)에 입사한 광원 중 예컨데 50%는 표면 스크린 소재(2)에서 산란하거나 반사하게 하여, 스크린(1) 자체의 좌우 시야각을 확보하고, 상기 표면 스크린 소재(2)에서 투과한 나머지 50%는 반투과 반사막(3)에서 그중 50%(전체적으로는 25%)는 반사하여 스크린(1) 표면의 표면 스크린 소재(2)에서 반사, 산란한 빛과 합치하여 명도(明度)을 증가하고, 나머지 50%(전체적으로 25%)는 반투과 반사막(3)을 통과하여, 암반사막(4)에서 반사하게 한다.

즉, 전체의 광량 중 50%는 기본 광량으로 하고, 그중 25%는 반투과 반사막(3)에서 반사하여 표면 광량으로 25% 증가하여 명도(明度)를 올리고, 나머지 25%는 암반사막(4)에서 반사하여 암도(暗度)를 증대하는 것이다.

이 과정에서 밝은 빛의 영상은 50%에 25%가 증가하므로 1.5배 더 밝아지고, 어두운 빛의 영상은 50%대비 25% 감소하여, 1.5배 낮아지므로 명도와 암도의 비는 최소 50%-3배 이상으로 격차가 멀어져 그 컨트라스트 효과가 50%-3배 이상 늘어나게 되는 것이다.

또한, 이 과정에서 영상의 광원 중 25%가 암반사층에서 반사하는바, 흑색은 흑판에서 반사될 때 그 흑색이 더욱 살아나게 되는바, 전체적으로 흑색의 흑백계조가 25% 이상 살아나게 되는 것이다.

이는 도5와 같이 만약 일반스크린에서 70% 정도의 흑백계조가 표현되었다면, 본 발명에서는 25% 증가한 약 95%의 흑색으로 살아나며, 다른 흑색톤도 전반적으로 살아나므로 예컨데, 밤장면 같은 곳에서도 영상이 뭉개지지 않고, 선명한 윤곽이살아나오게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 도1의 "가" 및 "나","다"도와 같이 스크린(1) 표면에서 산란 반사한 빛인 S1과 반투과 반사막(3)에서 반사한 빛 S2와 암반사막(4)에서 반사한 빛 S3가 도1의 "가"도와 같이 스크린(1) 영상의 화소단위(5)로 합쳐져 시현되므로 컨트라스트비가 향상되고 흑색계조가 살아난 선명한 영상시현이 가능하게 되는 것이다.

상기 설명은 표면 스크린 소재(2)의 투과율과 반사율을 50:50으로 하고, 반투과 반사막(3)의 투과율과 반사율을 50:50으로 한 경우이다.

이와 같이 표면 스크린소재(2)의 반사율과 투과율이 50:50으로 하고자 할 경우는 표면을 산란하는 표면입자도로 구성하되, 꼭 한정하지는 않지만 표면입자도가 100목(目)에서 400목(目) 사이가 바람직하며, 같은 목적으로 표면입자도 아닌 필름소재인 스크린(1)에 실리카와 같은 굴절 산란 입자를 함유시킬 경우는 이 역시 꼭 한정하지는 않지만 대개 30,000-90,OOOppm으로 할 경우, 50%의 반사 및 투과율을 구할 수 있다.

또한, 반투과 반사막(3)의 투과율과 반사율 역시 50:50으로 하고자 할 경우는 알루미늄 증착 두께를 1∼10㎛사이가 바람직하나, 꼭 한정하지는 않는다.

이와 같은 본 발명은 필요에 따라 표면 스크린 소재(2)의 표면 입자도나 실리카 등의 광굴절산란입자 함유량을 조정하여 투과와 반사율을 조정할 수 있으며, 반투과 반사막(1)의 반사물질 증착 두께를 조정하여 이 역시 투과율과 반사율을 조정할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 구조는 그 구조자체가 박막의 필름 상태에서 구성할 수 있으므로 도2와 같이 전후 양면 대칭구조의 양면 스크린(8)으로 구성할 시, 도3과 같이 천장의 롤케이스(6)에 의한 회전축(7)과 연계하고, 좌우로 프로젝터(9)를 구성하여, 상기와 같은 컨트라스트비와 흑색계조가 현저히 개선된 선명한 영상을 양면 스크린(2) 전후면에서 동시 시청할 수 있는 것이다.

특히 이와 같은 본 발명의 구조는 도1의 "가" 및 "나"도와 같이 스크린(1) 표면의 빛인 S1을 주광원으로 하여 이를 산란 또는 반사하므로서, 좌우시청범위인 시야각을 확보하고, 이를 반투과 반사막(3)에서 반사한 빛 S2를 스크린(1) 표면에서 합치하여 밝은 빛의 명도(明度)를 증가하고, 암반사막(4)에서 반사한 암도(暗度)의 빛 S3을 도1의 "다"도와 같이 영상픽셀의 화소(5)단위로 중첩하므로서 컨트라스트비는 50%-3배 이상 흑백계조는 25%이상 현저히 증가한 선명한 영상을 시청할 수 있는 것이다.

또한 이와 같은 발명은 얇은 박막의 필름으로 구성하므로 도2과 같이 전후면으로 대칭 구조로 구성할 수 있으므로, 하나의 면에 전후 양면 스크린(8)의 구조가 가능한 것이다.

따라서, 이러한 본 발명은 컨트라스트 대비가 50%-3배 이상 증가하여, 영상의 선명도를 50%-3배로 높임과 동시에, 흑색의 시현을 25% 이상 선명하게 시현함과 아울러, 스크린 자체 구조를 박막 구조로 하여 전후 양면 스크린 구조로 사용할 수 있으므로, 광고영상장치, 고선명도의 영상용 스크린으로 매우 실용적인 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 영상용 스크린 구조에 있어서

   스크린(1)의 구성은 그 표면을 표면 스크린 소재(2)로 하고,

   표면 스크린 소재(2) 이면으로는 알루미늄 증착에 의한 반투과 반사막(3)을 구성하고,

   반투과 반사막(3) 이면으로는 흑색에 의한 암반사막(4)으로 구성하되,

   상기 표면 스크린 소재(2)는 입사된 영상을 일부는 표면에서 반사 또는 산란하고, 일부는 투과하게 하게 구성하고,

   상기 반투과 반사막(3)은 표면 스크린 소재(2)에서 투과한 영상의 빛은 일부는 투과하고, 일부는 반사하게 구성하고,

   상기 암반사막(4)은 반투과 반사막(3)에서 투과한 빛을 반사하게 구성하여, 스크린(1) 표면에서 상기 표면 스크린 소재(2) 표면의 반사 또는 산란한 빛과, 반투과 반사막(3)과 암반사막(4)에서 각각 반사한 빛을 화소단위로 스크린(1) 표면에서 합치하여,

   컨트라스트(明暗比=contrast)비가 현저히 증가하고,

   흑백계조가 증가하여 영상이 선명한 것을 특징으로 한 고이득 하이컨트라스트 반사 스크린
2. 상기 제1항의 스크린(1) 구조를 전후면 대칭 구조로 구성하여,

   하나의 스크린 구조에서 전후 양면 스크린(8) 기능을 할 수 있는 것이 특징인 고이득 하이 컨트라스트 스크린