KR20100034692A - 입체영상 투과 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상용 스크린에 있어서 투과용 스크린에 관한 것으로서 특히 투과 층이 있는 입체 영상 투과 스크린으로서.

스크린 기재의 구성은 유광면을 갖는 입사면과, 굴절율은 1.55미만이고, 투과율은 60%이상을 갖는 투과층과, 표면 입자도가 핫스팟이 없는 40-400매쉬로 구성한 결상면으로 구성 하되, 동 결상면은 영상이 투과하는 최종 면에 구성함으로서상기 제 구성요소가 상호 유기적으로 작용하여,

입체 영상의 편광도를 최대한 유지 하여 입체감도를 높이고, 투과율을 높여 입체 영상 및 일반영상을 종래보다 배 이상 선명하게 시청 하는 것을 특징으로 하는 투과층이 있는 입체 영상 투과 스크린에 관한 것 이다.

입사면, 투과층, 결상면, 투과율, 굴절율, 편광도

Description

입체영상 투과 스크린{Transmission Screen for stereoscopic images}

본 발명은 투과형 스크린에 관한 것으로서 투과층이 있고 동 투과층은 편광도를 유지한 채 투과시키는 작용을 하는 스크린으로서 입체영상과 선명도가 증대된 일반영상겸용이 가능한 입체 투과스크린에

관한 것 이다.

투과 스크린은 스크린후면에서 프로젝터를 투사하여 스크린 전면에서 영상을 시청하는 스크린이다.

종래 투과층이 있는 투과스크린들은 주로 일반영상을 투과하는 투과스크린으로서 매질의 굴절율 또는 매질내부의 확산재, 또는 매질표면의 확산재등이 함유되여 있어서 영상이 투과하는 과정에서 영상을 확산 시킬뿐 아니라 편광된 영상의 편광도까지 확산 시키므로 해서 입체영상 시현이 불가하고

투과층이 없는 필름과 같은 박막구조의 일부 스크린은 입체영상이 가능 하나 이러한 박막스크린은 통상 박막필름구조로서 별도 프레임을 보강하고 스프링 등으로 텐션을 주어야 스크린자체의 평탄도가 유지되였으며 시간이 흐를수록 기후변화에 따라 변형되는 단점이 있으며

특히 영상이 입사되는 스크린의 표면부터 영상이 확산되는 관계로 투과효율이 20% 미만으로 매우 나쁘고, 편광도의 편광각도도 동시에 확산되는만큼 입체시청범위가 협소해져 입체시청이 매우 불편해지는 단점이 있다

상기와 같은 이유로 박막형 필름구조의 스크린은 프레임과 텐션구조의 제한 때문에 대형스크린구조나 입체TV 구조에 적용이 어려웠다

본 발명은 1mm 이상의 투과층을 갖는 투과 형 스크린의 구조에 관한 것으로 입체형 TV구조나 대형입체스크린 등에 적합한 것이다.

도 1과 도2의(a)와 도2의(b)와 같이 입체 영상은 좌, 우 프로젝터(P1, P2)의 영상을 각기 대칭 각도의 편광도를 갖는 좌, 우 편광휠터(R1, L1)를 통과하여 좌 영상(R)은 편광안경(5)의 좌편광렌즈(5R)에만 투과하게 하고 우편광렌즈(5L)에서는 차단되며 같은 논리로 우영상(L)은 편광안경(5)의 우편광렌즈(5L)에만 투과하게 하고 좌편광렌즈(5R)에서는 차단함으로써 우영상(L)은 시청자의 우측눈 에만, 좌영상(R)은 시청자의 좌측 눈에 시청하게 작용하는 것은 공지되어있다.

따라서 입체영상은 상기와 같이 좌,우 영상의 편광도를 유지 하지 않으면 시청이 불가능 하게 된다.

그러나 종래 투과스크린은 후레스넬형 확산재 첨가형, 산란형 등 여러 종류의 투과스크린이 있으나 영상이 투과되는 과정에서 굴절율 및 투과율과 산란율에서 영상의 편광도를 확산하므로 입체영상시청이 불가 하였다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서 그 과제는 다음과 같다.

종래 투과스크린은 스크린 기능을 위해 스크린 내부에 확산재로 영상을 확산하기 위한 목적으로 투과스크린 내부에 함유된 실리카와 같은 확산재가 입사된 스크린은 영상이 통과할 때 편광도까지 확산되어 좌, 우 영상(R, L)에 편광도가 무 너져 두개의 복상으로만 보이게 되므로 입체영상시청이 불가능하게된다.

따라서 편광도가 유지된 상태로 영상이 결상되는 방법을 강구해야한다.

첫째 스크린 기재(1)의 입사면(2)의 표면 입자도가 적정해야 한다.

편광된 영상이 스크린 기재(1)의 입사면(2)에서 가능한 편광도를 유지 한 채로 입사하여 투과층(4)을 통과하여야 한다.

종래 투과형 스크린은 앞 뒷면의 산란율이 높아 광량의 입사량이 낮고, 따라서 투과량도 낮다.

둘째, 투과층(4)소재 자체에 적정한 굴절율(p)이 되어야 한다. (이하 굴절율(p)의 기준은 파장 587.6m의 d선 즉 황색선 기준으로 한다.)

모든 투과 매체는 굴절율이 있다

도2의(b)처럼 좌편광휠터(R1)를 통과하여 좌,우 편향된 영상이 편광안경(5)의 우편광렌즈(5L)에 차단되는 각도 ∠A는 공기중의 굴절율 1을 기준으로 할시 불과 1-3도 각도 범위로 매우 작은 범위 이다.

따라서, 스크린 기재(1)로 사용한 플라스틱 및 유리의 굴절율(s)이 상기 각도 이상이 되면 좌, 우 영상(R, L)의 편광도를 무너뜨려 입체영상 시청이 불가능하여 진다.

셋째 상기와 같이 스크린 기재(1)의 입사면(2)을 통과한 영상이 스크린 기재(1)의 투과층(4)을 투과할 때 그 투과율이 적정해야 한다.

또한 투과율(P)을 결정함에 있어서 영상은 밝기만 중요한게 아니고 컨트라스트 또한 중요하므로 암색계통의 안료를 혼합하여 컨트라스트를 제고할시 동 안료에 의한 투과손실도 고려해야 한다.

넷째: 스크린 기재(1)의 투과층(4)을 투과한 영상은 산란면에서 부딪혀 산란되어야만 영상이 결상되어 비로서 스크린 기능이 완성된다.

따라서 스크린 기재(1)의 결상면(3)의 표면 입자도가 너무 거칠면 영상 자체의 해상도가 무너지고 그 입자도가 너무 미세하면 프로젝터의 광원 자체가 그대로 투과되어 일부분만 밝게 보이는 이른바 핫 스팟 현상이 발생된다.

따라서 결상면(3)의 적정한 표면 입자도가 결정되어야 하며 상기 결상면(3)의 구성되는 위치가 적정해야 한다.

결상면(3)의 위치는 영상을 산란하는 부위이므로 영상의 편광도가 투과층(4)을 투과하기전에 먼저 산란하면 편광도가 깨져 입체영상 시청이 불가하기 때문이다.

다섯째 ,상기와 같은 제요소가 모두 유기적으로 상호 작용하여야 투과층이 있는 투과형스크린에서 입체 영상 시청이 가능 하게 되며 상기 요소중 1가지라도 결여되면 투과스크린에서 입체영상 시청이 불가능 하여 진다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 도 3과 같이 스크린 기재(1)의 투과층(4)의 굴절율(s)은 1.55이하로 하고,

투과율(p)은 60%이상으로 하고,

스크린 기재(1)의 입사면(2)은 유광면으로 하고.

결상면(3)은 40-400매쉬의 입자도로 구성하되

상기 결상면(3)의 위치는 영상이 투과되는 투과층(4)의 최종면에 형성하는 것을 특징으로 하고

투과층(1)을 포함한 전체 스크린의 두께는 1mm이상으로 구성한다.

모든 투과매체는 굴절율이 있다

상기와 같이 투과층(4)의 굴절율(s)을 1.55미만으로 하는 이유는

도2의(b)와 같이 편광에 의한 차단각도인 ∠A의 범위는 공기중의 굴절율1.0을 기준으로 할시 2-3각도로 그 범위가 작아진다. 따라서 굴절율 1.5에서는 그 50% 수준인 0.5-1.0 각도로 그 범위가 더욱 줄어든다.

굴절율(s)이 1.55 이상이 되면 ∠A의 범위가 2-3도 이상이 되어 편광도가 깨지게 된다.

따라서 따라서 편광에 의한 차단각도∠A의 범위를 2-3도 이내로 유지할수 있다

상기 투과율(p)을 60%이상으로 하는 이유는

일반적인 종래 확산재 스크린의 투과효율은 20%미만이다.

컨트라스트를 올리기 위하여 청색이나 흑색 등의 암색톤 안료를 가첨 할 경우 그 만큼 투과율은 저하된다.

또한 편광휠터는 광량을 최대 50%만 투과하므로 이를 감안하면 종래 투과스크린보다 밝기를 확대하기 위해서는 투과율을 종래 스크린의 3배이상인 60%이상으로 하여 종래 투과스크린의 투과율 대비 3배이상의 밝기와 편광도를 얻기 위함이다.

스크린 기재(1)의 입사면(2)을 유광면(有光面)으로 한 이유는 종래 투과 스크린의 입사면(2)은 입사면부터 산란작용을 함으로 광량의 입사량이 매우 낮다 .

투사되는 영상을 투과층(4) 내부로 최대한 입사하기 위해서는 재질의 표면강도에 따라 다르나 그 표면 입자도를 800매쉬에서 4.000매쉬로 형성하여 유광면(有光面)으로 할 경우 그 입사량은 90% 이상이 된다

상기 결상면(3)은 그 표면 입자도가 40매쉬 이상 -400매쉬 이내에서 재질에 따라 가감하여 형성하되, 영상이 출사하는 위치 즉 시청자가 최종적으로 시청하는 스크린 기재(1)의 최종면에 구성한다.

통상 상기 표면 입자도가 40매쉬 이하이면 영상의 해상도와 밝기가 급격히 저하되고 400매쉬 이상이면 빛의 산란층이 얇아 프로젝터의 광원자체가 보이는 이른바 핫-스팟 현상이 생긴다.

따라서 상기 40-400매쉬의 결상면의 입자도는 핫스팟 없이 영상을 결상한다 상기 매쉬 수치는 재질에 따라 다르다 따라서 핫스팟 없는 영상을 기준으로 재질에 따라 가감 하여 결정 한다

또한 스크린 기재(1)의 최종면에 구성된 결상면(3)은 투과층(4)에서 편광도의 손실 없이 투과한 영상을 결상 함으로 입체감도를 배 이상 증대 할 수 있는 것 이다

따라서 본 발명은 스크린 기재(1)의 입사면(2)은 유광면의 입자도를 갖으며 동 입사면(2)에 입사한 영상은 굴절율(s) 1.55이내에서 60%이상으로 투과한 후 최종면인 결상면(3)에서 영상이 결상되는 것을 특징으로 한다.

이와같은 과정을 거치므로 편광된 편광영상이 편광도가 유지하는 상태로 투과 결상되므로 입체감도가 2배이상 높아지는 것이다.

따라서 이와 같은 본 발명의 작용 효과는 유광면의 입사면(2)은 편광된 투사영상을 종래 보다 2배 이상으로 스크린 기재(1)내부로 입사하고 굴절율 1.55의 투과층(4)은 투사된 편광 영상이 편광도를 무너뜨리지 않으면서 투과하고 투과층(4)의 60%이상의 투과율은 종래 20%미만의 투과스크린 대비 3배이상의 광량을 투과 시키므로 밝기와 선명도를 증대 시키며 40-400매쉬의 최종 결상면(3)은 핫스팟 없이 투과된 영상을 결상하게 되는 것이다.

또한 결상면(3)을 포함한 투과층(4)의 두께를 1mm이상 으로하여

스크린 자체의 두께로 별도의 프레임과 텐션장치 없이도 스크린

자체의 평탄성 및 지지 할 수 있기 때문이다.

실시의예1

도 3은 본 발명의 상기 구성 요소를 표시한 단면 구성도이고

도 4의(a)는 상기 도 3의 작용을 설명한 설명도이고

도 4의(b)는 본 발명에 의한 좌, 우 영상이 스크린에 결상된 설명도이다.

본 발명은 도 3의 스크린 기재(1)는 동 소재의 굴절율(s)이 1.49인 소재로 한다.

동 매질자체의 투과율(p)은 90%~95%이나 스모그 색상을 갖는 안료를 1-4% 함유시켜 투과율(p) 85%로 구성하고 스크린 기재(1)의 전체 색상은 스모그 암색 색상을 띄게 하여 이면에서 투과되는 색상이 외광대비 선명함을 배가 시킨다.

스크린 기재(1)이면을 어둡게 할 시 그 선명도는 외광에 대해 배 이상 선명하다.

또한 스크린 기재(1)의 입사면(2)은 유광으로 하여 좌, 우 프로젝터(P1, P2)의 영상이 85%이상 스크린 기재(1)내부로 입사하게 한다.

스크린 기재(1)의 결상면(3)은 스크린 기재(1)의 투과된 영상의 진행 방향 기준하여 최종면에 입자도 100매쉬로 구성한다.

따라서 이러한 본 발명은 도 6과 도 7처럼 좌, 우 프로젝터의 좌, 우 영상(R.L)은 좌, 우측 편광휠터(F1, F2)에 의해 편광상태로 투사되어 스크린 기재(1)의 입사면(2)에 85%이상 입사되고 1.49의 굴절율(s)에 의해 편광도가 2-3도범위를 유지하면서 60%이상 투과된 후

도 4의(b)처럼 스크린 기재(1)의 결상면(3)에 핫-스팟 현상 없이 좌, 우 편광영상(R3, L3)이 현출 되는 것이다.

실시의 예 2

본 발명은 도 5와 같이

스크린 기재(1)표면 즉 결상면(2) 전면에 상하 방향으로 상호 대칭각을 갖는 편광판(6)을 순차적으로 부착하고 그 전면에 곡면 형태의 곡면버티칼라인(7)을 구성 할 수 있다.

이 경우 곡면버티칼라인(7)의 굴절율(s)과 투과율(p), 입사면(2)의 표면 입자도는 상기 본 발명의 스크린기재(1)의 구성과 같다.

실시의 예 3

본 발명은 상기와 같이 투과층(4)에서 편광영상을 손실 없이 투과시키는 특징이 있으면서 동시에 일반 영상도 종래 보다 밝게 투사시키는 특징이 있다.

즉, 도 1에서 좌, 우 프로젝터(p1,p2) 중 예컨대 좌 프로젝터(p1)를 선택하여 그 앞에 좌, 편광휠터(L1)를 상, 하로 이동하게 하여 일반 영상을 투사 하게 할 시는 상기 편광 휠터 없이 스크린에 투사하는 구조로 구비하면 일반 영상을 투사 할 수 있으므로 필요에 따라 일반 영상, 입체영상을 선택적으로 사용 할 수 있다.

이 경우 일반 영상은 종래 투과스크린보다 투과율2배, 입사광량 2배로 종래 일반영상보다 2배 이상의 선명한 영상 시청이 가능하다.

따라서 이러한 본 발명의 스크린은 고선명도의 일반 영상 투과 스크린

기능과 3D입체영상의 투과 스크린으로 겸용 사용할 수 있는 것이다.

도 1은 입체 영상 시청 시의 기본 구조 설명도

도 2는 편광판의 편광 작용에 관한 설명도

도 3은 본 발명의 구성 및 작용에 관한 설명도

도 4는 본 발명의 편광 투과 작용에 관한 설명도

도 5는 스크린 기재에 결상된 편광 영상에 관한 설명도

도 6은 본 발명의 실시의 예 2에 관한 설명도

도면의 주요 부분의 명칭에 대한 간단한 설명

1. 스크린 기재 2. 입사면

3. 결상면 4. 투과층

5. 편광안경 6. 편광판

7. 곡면버티칼라인

S. 굴절율 P. 투과율

P1. 좌프로젝터 P2. 우프로젝터

R1. 좌편광휠터 L1. 우편광휠터

R. 좌영상 L. 우영상

5R. 좌편광렌즈 5L. 우편광렌즈

F1. 좌편광휠터 F2. 우편광휠터

Claims (4)

1. 입체 영상 투과 스크린에 있어서

   스크린기재(1)의 구성은 입사면(2)과 투과층(4)과 결상면(3)으로 구성하되,

   스크린 기재(1)의 입사면(2)은 유광면으로 하고,

   상기 투과층(4)의 굴절율(S)은 파장 587 nm 대 의 d선 기준으로 1.55미만으로 하고,

   상기 투과층(4)의 투과율(p)은 60%이상으로 하고, 투과층(4)의 두께는 1mm

   이상으로 하고,

   상기 결상면(3)의 구성위치는 영상이 통과하는 최종위치에 구성하여,

   상기 제 구성요소가 상호 유기적으로 동시에 작용하여 입체영상을 시청 할 수 있는 것을 특징으로 하는 입체영상 투과용 스크린
2. 제1항에 있어서 제1항의 굴절율(s)과 투과율(p)을 갖는 투과층(4)에 암색(暗色)톤의 안료를 첨가 한 것을 특징으로 하는 입체영상 투과용 스크린
3. 제 1항에 있어서

   제 1항의 결상면(3) 전면에 제 1항과 같은 굴절율(S)과 투과율(p)로 구성된 곡면버티칼라인(7)과 편광판(6)이 결합된 것이 특징인 입체영상 투과용 스크린
4. 제 1항에 있어서

   제 1항의 구성에 의해 입체영상과 일반 영상이 겸용으로 사용 할 수 있는 것이 특징인 입체영상 투과용 스크린

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