KR101766447B1 - 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트 및 스마트 전자칠판 - Google Patents

도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트 및 스마트 전자칠판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다층으로 구성되고, 영상기기나 칠판의 전면에 부착되며, 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트에 관한 것으로, 가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름; 상기 패턴필름의 전방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키는 확산필름; 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름; 상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하는 차단필름; 및 상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기나 칠판의 전면에 부착되도록 하는 점착층을 포함하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트와 이를 포함한 스마트 전자칠판을 제공한다.

Description

도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트 및 스마트 전자칠판{OPTICS SHEET HAVING DOT PATTERN FOR WRITING WITH ELECTRONIC PEN AND SMART ELECTRIC BOARD}
본 발명은 광학시트 및 이를 포함한 전자칠판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치정보를 갖는 도트패턴이 형성되고 그 표면 위에 필기되는 전자펜의 위치정보를 결정할 수 있는 전자펜 펠기용 다층 광학시트 및 이를 포함한 스마트 전자칠판에 관한 것이다.
일반적으로 전자펜은 도트패턴이 형성되어 있는 곳이면 어디든지 그 궤적을 인식하여 필기가 가능한 것으로, 전자노트, 노트북, 스마트폰, 스마트TV, 전자칠판 등의 기기와 연결하면 필기 내용이 실시간으로 전송되어 화면에 디스플레이되므로 곧바로 확인이 가능하고, 작성 및 편집된 내용은 내부 메모리에 저장되거나 메일, SNS, 클라우드 등을 통해 다른 사용자나 디바이스와 공유가 가능하다.
전자펜 인식은 터치스크린 방식이나 외부의 감지 센서를 이용한 방식이 있는데, 이러한 방식들은 디스플레이 화면의 크기가 커질수록 제조단가가 증가하고, 전력소비가 급증하며, 인식률이 떨어진다. 이에 따라, 디스플레이 화면이나 필름에 위치정보를 포함하는 인코딩 패턴을 미세하게 형성하고, 그 표면 위에 필기되는 전자펜의 상대위치 또는 절대위치를 결정하는 기술이 개발되었다.
이와 관련된 종래기술로 특허문헌 1에는 절대위치 코딩 패턴 상에서 작동하는 광 판독을 위한 인코딩된 종이 위에 전자펜이 사용되고, 이를 위하여 각각이 공칭위치를 나타내고 위치를 결정하도록 다수의 마크가 형성된 패턴 코드화를 갖춘 페이퍼가 공개되어 있다.
그러나, 특허문헌 1의 페이퍼는 전자펜 사용시 코팅된 종이나 화이트보드와 같은 광택표면 또는 액정화면과 같이 빛이 나오는 표면 상에서 이용될 때 광포화로 인하여 센서의 인식률이 떨어지거나 패턴 이미지를 왜곡시켜 도트패턴의 정확한 분별이 곤란하고 이에 따라 위치 결정 및 해독에 문제가 발생하게 된다. 그렇다고 해서, 페이퍼를 불투명하게 제조하는 경우 배경이나 디스플레이 화면이 선명하게 보이지 않는 문제가 있다.
국제공개공보 제WO 01/26032호(2001.04.12. 공개)
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전자펜이 사용되는 영상기기 및 전자 또는 녹색칠판 등에 부착되어 전자펜의 인식률이 크게 증가하여 전자펜에 의한 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하고, 디스플레이 화면에 대한 시인성과 선명도가 증가되며, 시트형으로 제작할 경우 두루마리가 가능하여 보관 및 이동이 간편한 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트의 제공에 그 목적이 있다.
또한, 전면에 광학시트가 부착되어 전자펜의 사용이 가능하고, 투명과 불투명 디스플레이를 선택적으로 구현함으로써 영상기기를 보다가 칠판으로 전환하여 사용할 수 있고, 전환이 신속하고 편리하며, 중간에 맥이 끊기지 않고 매끄러운 강의 진행이 가능하고, 영상 강의나 프리젠테이션 도중에 판서가 가능할 뿐만 아니라, 난반사를 제거할 수 있고, 판서면에 투영되는 영상의 가시도와 선명도가 증가하며, 강의 내용을 집중력있게 전달할 수 있는 투명과 불투명 상태로 가변되는 스마트 칠판의 제공에도 그 목적이 있다.
또한, 기존의 전자칠판에 적용된 판서수단의 감지를 위한 적외선 감지센서나 터치패널 등이 불필요하므로 대형 영상기기나 전자칠판에 적용 가능하며, 녹색칠판에 부착하여 빔프로젝터를 투사하여 영상수업이 가능한 것에도 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 다층으로 구성되고, 영상기기나 칠판의 전면에 부착되며, 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트에 있어서, 가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름; 상기 패턴필름의 전방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키는 확산필름; 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름; 상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하는 차단필름; 및 상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기나 칠판의 전면에 부착되도록 하는 점착층을 포함하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 확산필름은, 안티글레어 코팅 처리된 PET층; 상기 PET층의 전방에 형성되고, 전방면에 다수의 라운드홈이 형성되고 내부에 빛확산제가 분포되어 빛을 전방으로 확산시키며, 상기 라운드홈에 광흡수제가 도포된 디퓨전층; 및 상기 PET층의 후방에 형성된 접착층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 패턴필름의 후면에도 상기 확산필름이 형성될 수 있다.
이때, 본 발명은 상기 패턴필름의 후면에 형성된 확산필름과 차단필름의 사이에 PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지고 안티글레어 코팅 처리된 삽입필름이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 차단필름은, 일면에 복수 개의 요철이 일정하지 않게 형성되어 반사광을 고루 분산시키고 반사율이 증가되도록 하는 기재층; 상기 기재층의 일면에 증착되어 빛의 일부를 반사시키는 AL증착층; 상기 AL증착층의 일면에 형성되어 빛을 투과시키는 투명한 투과층; 상기 투과층의 일면에 피복된 보호층; 및 상기 기재층의 반대면에 형성되어 전자파를 차단하는 전자파차단층을 포함하되, 상기 전자파차단층은 투명한 합성수지에 구리, 은, 니켈에서 선택된 어느 하나 이상의 미세금속입자들을 균일하게 분산시킨 베이스층과, 상기 베이스층 위에 바이닐메틸디클로로씰란이 도포된 보드층과, 상기 보드층 위에 증착된 산화지르코늄층과, 상기 산화지르코늄층 위에 증착된 인듐-주석 산화물층과, 상기 인듐-주석 산화물층 위에 증착된 이산화규소층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 점착층은 투명한 바인더에 구리나 은으로 이루어진 미세한 금속입자필러가 균일하게 분산될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 패턴필름과 차단필름의 사이에 투명한 투광판이 형성되고, 상기 투광판은 아크릴판, 폴리카보네이트판 및 유리판에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 단위 프레임이 연결되어 이루어진 프레임틀; 상기 프레임틀의 내측 후방에 설치되고, 영상이 출력되는 평판 또는 곡면 디스플레이 패널을 구비한 영상기기; 상기 프레임틀의 내측에 결합되어 상기 영상기기의 전방을 커버하도록 배치되고 전원의 공급 및 차단에 따라 각각 투명 상태로 되거나 불투명 상태로 가변되되, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져 빛을 투과시키거나 산란시키는 PDLC층, 상기 PDLC층의 전방면과 후방면에 각각 형성되고 인듐-주석 산화물이 코팅된 ITO층, 및 각각의 ITO층의 외면에 형성된 기판층을 포함하는 가변판넬부; 상기 가변판넬부의 전방에 형성된 기판층에 결합되고 판서가 이루어지는 판서면을 구비한 PMMA 시트; 상기 가변판넬부의 후방면에 부착되되, 투명한 재질로 이루어지고, 디밍 기능을 갖는 LED 광원이 설치되며, 전원 인가시 상기 LED 광원으로부터 발산되는 빛을 확산시켜 판서한 글자의 선명도를 증가시키는 도광판; 상기 도광판의 후방면에 부착되고 알미늄이 증착되어 빛의 일부를 반사시킴으로써 전원이 오프된 영상기기의 화면이 잘 보이지 않도록 하는 반사필름; 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하고 상기 LED 광원의 밝기를 조절하는 제어수단; 및 상기 PMMA 시트의 전면에 부착되고 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 다층 광학시트를 포함하되, 상기 광학시트는, 가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름과, 상기 패턴필름의 전방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키는 확산필름과, 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름과, 상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하는 차단필름, 및 상기 차단필름의 후방에 형성된 점착층을 포함하는 스마트 전자칠판을 제공한다.
또한, 본 발명은 복수 개의 단위 프레임이 연결되어 이루어진 프레임틀; 상기 프레임틀의 내측 후방에 설치되고, 영상이 출력되는 평판 또는 곡면 디스플레이 패널을 구비한 영상기기; 상기 프레임틀의 내측에 결합되어 상기 영상기기의 전방을 커버하도록 배치되고 전원의 공급 및 차단에 따라 각각 투명 상태로 되거나 불투명 상태로 가변되되, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져 빛을 투과시키거나 산란시키는 PDLC층, 상기 PDLC층의 전방면과 후방면에 각각 형성되고 인듐-주석 산화물이 코팅된 ITO층, 및 각각의 ITO층의 외면에 형성된 기판층을 포함하는 가변판넬부; 상기 가변판넬부의 전방에 형성된 기판층에 결합되고 판서가 이루어지는 판서면을 구비한 PMMA 시트; 상기 가변판넬부의 후방면에 부착되되, 투명한 재질로 이루어지고, 디밍 기능을 갖는 LED 광원이 설치되며, 전원 인가시 상기 LED 광원으로부터 발산되는 빛을 확산시켜 판서한 글자의 선명도를 증가시키는 도광판; 상기 도광판과 영상기기의 사이에 설치된 강화유리; 상기 강화유리의 후방면에 부착되고 알미늄이 증착되어 빛의 일부를 반사시킴으로써 전원이 오프된 영상기기의 화면이 잘 보이지 않도록 하는 반사필름; 전원을 공급하는 전원공급부를 구비하고 상기 LED 광원의 밝기를 조절하는 제어수단; 및 상기 PMMA 시트의 전면에 부착되고 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 다층 광학시트를 포함하되, 상기 광학시트는, 가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름과, 상기 패턴필름의 전방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키는 확산필름과, 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름과, 상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하는 차단필름, 및 상기 차단필름의 후방에 형성된 점착층을 포함하는 스마트 전자칠판을 제공한다.
본 발명에 의하면, 전자펜이 사용되는 영상기기 및 칠판 등에 부착되어 전자펜의 인식률이 크게 증가하여 전자펜에 의한 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하고, 디스플레이 화면에 대한 시인성과 선명도가 증가되며, 시트형으로 제작할 경우 두루마리가 가능하여 보관 및 이동이 간편한 효과가 있다.
또한, 전면에 광학시트가 부착되어 전자펜의 사용이 가능하고, 투명과 불투명 디스플레이를 선택적으로 구현함으로써 영상기기를 보다가 칠판으로 전환하여 사용할 수 있고, 전환이 신속하고 편리하며, 중간에 맥이 끊기지 않고 매끄러운 강의 진행이 가능하고, 영상 강의나 프리젠테이션 도중에 판서가 가능할 뿐만 아니라, 난반사를 제거할 수 있고, 판서면에 투영되는 영상의 가시도와 선명도가 증가하며, 강의 내용을 집중력있게 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 전자칠판에 적용된 판서수단의 감지를 위한 적외선 감지센서나 터치패널 등이 불필요하므로 대형 영상기기나 전자칠판에 적용 가능하며, 녹색칠판에 부착하여 빔프로젝터를 투사하여 영상수업이 가능한 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 광학시트의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광학시트의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴필름의 가상의 격자선, 교차점 및 도트들을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 광학시트의 판서에 사용되는 전자펜을 도시한 사시도이고, 도 4b는 광학시트의 크기를 확대하여 도시한 전자펜의 사용상태도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 확산필름의 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 차단필름의 구성을 나타낸 도면이고, 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 차단필름의 단면도이며, 도 6c는 도 6b의 A부분의 상세 단면도이고, 도 6d는 도 6b의 A부분의 다른 실시에에 따른 상세 도면이며, 도 6e는 도 6d의 금속재의 전자현미경 사진이다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전자칠판을 도시한 분리 사시도이고, 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전자칠판의 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 전자칠판을 도시한 분리 사시도이고, 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 전자칠판의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전자칠판의 투명과 불투명 상태로 가변되는 작용을 도시한 도면이다.
도 10a는 본 발명에서 반사필름 부재시 영상기기의 전원 오프시 블랙화면이 비치는 도면이고, 도 10b는 본 발명에서 반사필름 부착시 블랙화면이 보이지 않는 도면이다.
도 11a는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전자칠판의 전자판서모드를 도시한 것이고, 도 11b는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 전자칠판의 일반판서모드를 도시한 것이다.
이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트 및 스마트 전자칠판을 실시하기 위한 구체적인 내용에 관하여 실시예를 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트(1)는 다층으로 구성되고, 모니터, 노트북, 액정TV 등 영상기기나 칠판의 전면에 부착되며, 위치정보를 갖는 도트패턴이 형성되어 그 표면 위에 필기되는 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 영상기기나 칠판의 디스플레이 화면에 표시되도록 한 것으로, 도 1a 내지 도 2를 참고하면 패턴필름(10), 확산필름(20), 보호필름(30), 차단필름(40) 및 점착층(50)을 포함하여 이루어진다.
도 3a를 참고하면, 상기 패턴필름(10)은 도트(13)들이 가상의 격자선(11)이 교차하는 교차점(12)으로부터 소정의 간격을 둔채 형성되어 각각의 도트값을 가지며, 이러한 도트값은 적어도 두 개 이상의 상이한 수의 조합으로 구성될 수 있고 필기시 전자펜(P)의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치 정보가 암호화된 미세 패턴정보를 구비한다.
상기 도트(13)는 프탈로시아닌계 화합물, 나프탈로시아닌계 화합물, 아미늄계 화합물 등을 재료로 하는 적외선 흡수 잉크로 이루어질 수 있고, 각각의 도트(13)는 가상의 격자선(11)의 교차점(12)을 중심으로 형성되는 위치에 따라 결정되는 패턴의 좌표값에 의하여 위치 정보를 제공할 수 있다.
예컨대, 도 3b를 참고하면 상기 도트(13)는 가상의 격자선(11)의 교차점(12)과의 관계에 따라 4가지의 위치에 존재할 수 있고, 도트(13a)가 교차점(12) 우측 위치에 존재하는 경우 도트값을 "1"로, 도트(13b)가 교차점(12)의 상측에 위치하는 경우 도트값을 "2"로, 도트(13c)가 교차점(12)의 좌측에 위치하는 경우 도트값을 "3"으로, 도트(13d)가 교차점(12)의 하측에 위치하는 경우 도트값을 "4"로 나타냄으로써 가상의 격자선(11)의 교차점(12)을 중심으로 한 도트(13)의 위치에 따른 위치 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 도트(13)는 가상의 격자선(11) 상이 아닌 대각선 방향으로 형성될 수 있고, 하나의 가상의 격자선(11)의 교차점(12)에 다수의 도트(13)들이 형성되어 위치 정보를 제공할 수 있으며, 이러한 경우 각각의 도트값은 x좌표와 y좌표로 분리되는 방식으로 임의의 좌표로 표현될 수 있고, 이러한 좌표값으로부터 위치 정보가 제공될 수 있는 것이다.
가상의 격자선(11)은 일정한 간격을 따라 가로 및 세로로 형성될 수 있고, 격자선(11) 사이의 거리는 250 내지 300㎛로 형성될 수 있으며, 도트(13)는 가상의 격자선(11)의 교차점(12)을 중심으로 1/8 내지 1/4의 거리를 둔 지점에 형성될 수 있고, 도트(13)는 가상의 격자선(11)의 교차점(12)을 중심으로 두 개 이상의 도트들이 연관되어 형성될 수 있으며 그 직경은 50 내지 100㎛의 범위이다.
도 4a를 참고하면, 전자펜(P)은 일단부에 합성수지나 실리콘의 펜촉 형태로 이루어지며 외부로 돌출된 펜팁(P1)이 형성되어 광학시트(1)의 표면에 판서가 이루어지고, 상기 펜팁(P1)은 탈착 가능하게 구비되어 펜팁(P1)을 분리한 후 내부에 잉크가 저장된 볼펜을 장착하여 종이 등에 필기가 가능하도록 구성될 수 있다.
도 4b를 참고하면, 전자펜(P)은 내부에 광원(P2)과 센서(P3)가 구비된다. 상기 광원(P2)은 외부로 적외선을 투광시켜 방출하고, 상기 센서(P3)는 적외선 센서로서 패턴필름(10)의 도트(13)가 형성되지 않은 부분에서 산란되는 적외선을 감지하여 패턴필름(10)에 형성된 도트(13)들의 패턴정보를 연속적으로 센싱함으로써 절대 좌표값을 계산하여 위치 정보를 산출할 수 있다. 예컨대, 6x6 크기의 가상의 격자선(11) 상에서 가로와 세로 6개씩 36개의 도트(13)들을 인식한 경우, 각각의 도트값에 따른 위치 정보를 산출하고 이를 이용하여 광학시트(1) 상의 절대 좌표값을 파악할 수 있다.
또한, 전자펜(P)의 타단부에는 전원스위치(P4)와 충전단자(미도시)가 형성된다. 전자펜(P)의 내부에 wifi, 블루투스 등의 단거리 무선 통신이 가능한 무선통신모듈(미도시)과 충전 가능한 배터리(미도시)가 내장되고, 중간에 상태표시등(P5)이 형성된다. 이로써, 상기 센서(P3)에 의해 센싱되어 계산된 좌표값은 전자펜(P) 자체에 구비된 제어부에 의해 분석된 후 무선통신모듈을 통해 외부 디바이스로 전송되어 디스플레이 화면에 표시되거나, 무선통신모듈에 의하여 컴퓨터, 노트북, 액정TV, 스마트폰 등의 외부 디바이스로 전송되어 외부 디바이스의 프로세서에 의해 좌표값이 분석된 후, 전자펜(P)이 위치한 실제 좌표값이 계산되어 디스플레이 화면에 표시되는 것이다.
상기 확산필름(20)은 투명한 재질로 이루어져 상기 패턴필름(10)의 전방에 적층 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부는 흡수하여 차단함으로써 광포화를 방지하여 전자펜 센서(P3)의 인식률이 증가하고 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하게 되며, 빛의 나머지 일부는 전방측으로 확산시켜 디스플레이 화면에 대한 화상을 흐리게 하거나 콘트라스트를 크게 떨어뜨리지 않고 시인성과 선명도를 증가시킨다.
이를 위하여 도 5를 참고하면 상기 확산필름(20)은, 안티글레어 코팅 처리된 PET층(21)이 구비되어 빛이 난반사되지 않고 투과되어 영상기기의 화면이 더욱 선명하게 보일 수 있고, 상기 PET층(21)의 전방에 디퓨전층(22)이 형성된다. 상기 디퓨전층(22)은 내부에 빛확산제(22b)가 랜덤하게 분포되어 빛을 전방으로 확산시키고, 전방면에 다수의 라운드홈(22a)이 형성되며, 상기 라운드홈(22a)에 광흡수제(22c)가 도포되어 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 흡수하여 광포화를 방지하고 외부 조명광을 흡수하여 선명한 화상을 얻을 수 있음은 물론 광흡수제(22c)가 도포되지 않은 부분을 통해 빛이 전방으로 확산될 수 있다. 상기 PET층(21)의 후방에는 접착층(23)이 형성되어 상기 패턴필름(10) 상에 접착이 이루어진다.
또한, 영상기기의 종류에 따라 휘도가 높은 경우에는 상기 패턴필름(10)의 후면에도 상기 확산필름(20)을 접착층(23)에 의해 접착한 광학시트(1)를 영상기기에 부착하여 사용하면, 액정을 구비한 평면 또는 곡면 TV와 같이 휘도가 높은 경우에도 광포화를 방지하여 전자펜 센서(P3)의 인식률이 증가하고, 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하게 된다. 이때, 도 1b를 참고하면 상기 패턴필름(10) 후면에 형성된 확산필름(20)과 차단필름(40)의 사이에 PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지고 안티글레어 코팅 처리된 삽입필름을 삽입시켜 적층하면 차단필름(40)을 투과한 빛의 일부가 전방으로 투과되는 것을 차단하여 전자펜의 인식률이 더욱 증가되도록 할 수 있다.
상기 보호필름(30)은 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어져 광학시트(1)를 보호하고, PET로 이루어진 경우 시트 타입으로써 두루마리가 가능하여 보관 및 이동이 간편하며, 폴리카보네이트의 박판으로 이루어진 경우 두루마리가 가능하지 않지만 플렉서블하게 구부러질 수 있고, 강도와 경도가 증가하여 판서에 의한 보호필름의 손상에 따른 잦은 교체가 필요없고 후술할 투광판(60)이 불필요하게 된다. 또한, 상기 보호필름(30)은 외표면에 안티글레어 코팅액이 0.1 내지 0.5mm의 두께로 도포 형성되어 빛이 난반사되지 않고 잘 투과되어 영상기기의 화면이 더욱 선명하게 보이고, 필기시 전자펜이 잘 미끄러지지 않고 정확한 판서가 가능해 진다. 더불어, 상기 보호필름(30)은 상기 확산필름(20) 상에 탈착 가능하게 부착되어 교체 가능하게 구비될 수 있다.
상기 차단필름(40)은 상기 패턴필름(10)의 후방에 형성되는 일종의 반사필름으로 사생활을 보호하는 필름과 유사한 것인데, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 전방으로 투과되는 것을 차단하는 것이다. 상기 차단필름(40)의 광투과율은 65 내지 90%인 것이 바람직하고, 광투과율이 65% 미만이면 디스플레이 화면의 시인도와 밝기가 감소하여 필기가 잘 보이지 않게 되며, 광투과율이 90%를 초과하면 광포화로 인하여 센서의 인식률이 떨어지고 도트 패턴의 이미지가 왜곡되어 위치 정보에 대한 정확한 판독이 곤란하게 된다.
이와 같이 영상기기의 바로 앞에 차단필름(40)이 구비되어 영상기기로부터 입사되는 빛의 반사율이 증가하여 영상기기로부터 발산된 빛의 65 내지 90% 정도가 전방으로 투과되므로 전방에서 디스플레이 화면을 충분히 볼 수 있고, 광포화가 방지되어 전자펜의 인식률도 증가하여 전자펜에 의한 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하게 된다.
이를 위하여, 도 6a 및 도 6b를 참고하면 상기 차단필름(40)은 기재층(41)이 구비되고, 상기 기재층(41)은 일면에 복수 개의 요철(41a)이 일정하지 않게 형성되어 반사광을 고루 분산시키고 반사율이 증가되도록 하며 그 이면에는 요철이 없고, 상기 기재층(41)의 일면에는 AL증착층(42)이 증착 형성되어 빛의 반사가 이루어지고, 상기 AL증착층(42)의 일면에 폴리프로필렌과 같은 투명한 투과층(43)이 형성되어 빛을 투과시키며, 상기 투과층(43)의 일면에 보호층(44)이 피복 형성되어 차단필름(40)의 손상을 방지하고, 상기 기재층(41)의 반대면에는 전자파차단층(45)이 형성되어 영상기기로부터 발생되는 전자파를 차단할 수 있다.
일반적으로 전자파란 전자기장의 진동이 파장으로 전파되는 현상인데, 즉 전장과 자장의 주기적인 변화가 하나로 되면서 파동으로 전파되는 것으로, 전기장과 자기장은 서로 동반하여 동시에 존재하게 된다.
도 6c를 참고하면 상기 전자파차단층(45)은 투명한 합성수지에 구리, 은, 니켈에서 선택된 하나 이상의 미세금속입자들을 균일하게 분산시킨 베이스층(45a)을 구비하여 일차로 전자파 차단이 이루어질 수 있고, 상기 베이스층(45a) 위에 바이닐메틸디클로로씰란이 도포된 투명한 보드층(45b)이 형성되며, 그 위에 다수의 금속 산화물층의 박막들이 다단으로 증착 형성되어 전차파 차단 효과를 증대시킬 수 있다.
즉, 상기 보드층(45b) 위에 산화지르코늄이 증착된 산화지르코늄층(45c)이 형성되고, 상기 산화지르코늄층(45c) 위에 증착된 인듐-주석 산화물층(45d)이 형성되며, 상기 인듐-주석 산화물층(45d) 위에 증착된 이산화규소층(45e)이 형성됨으로써, 증착이 용이하고, 전자파 차단 효과가 증대되면서 투명하여 빛의 투과율은 유지될 수 있는 것이다. 더불어, 산화지르코늄, 인듐-주석 산화물, 이산화규소는 열팽창률이 적기 때문에 고온에 잘 견디고 내열성이 우수하여 영상기기의 발열에 큰 영향을 받지 않고, 광학시트의 내구성이 증대된다.
다른 실시예로, 도 6d 및 도 6e를 참고하면 전자파차단층(45)은, 폴리에스테르수지(46)와, 상기 폴리에스테르 수지(46)에 불규칙하게 분산되고 내부에 핀홀(47a)이 형성되며 서로 다른 종류를 갖는 복수의 금속산화물막(47b)들이 적층 도포되어 이루어진 선상의 금속재(47)를 포함한다.
상기 금속재(47)는, 2.6 내지 5㎛의 미세한 직경을 갖는 천연섬유 또는 합성섬유에 산화지르코늄, 인듐-주석 산화물, 이산화규소에서 선택된 복수의 금속산화물막(47b)들을 각각 2.6 내지 5㎛의 두께로 차례로 피복한 후, 불활성기체 분위기에서 650 내지 750℃의 온도로 열처리하여 천연섬유 또는 합성섬유만을 선택적으로 제거시켜 핀홀(47a)이 형성되도록 함으로써, 전자파를 흡수할 수 있는 막대형 중공섬유를 형성한다. 2.6 내지 5㎛의 천연섬유 또는 합성섬유의 직경은 경량화와 박막 두께를 고려한 것이고, 2.6 내지 5㎛의 금속재 피복 두께는 강도와 막대형 중공섬유의 형상 유지를 고려한 것이다.
이때, 상기 금속산화물막(47b)의 피복은 도금액에 천연섬유 또는 합성섬유를 70 내지 80℃의 온도 범위에서 1시간 정도 침적시켜 2.6 내지 5㎛의 두께를 갖도록 피복이 이루어진다.
이와 함께, 상기 열처리는 천연섬유 또는 합성섬유에 금속산화물막(47b)이 피복된 금속재(47)를 열처리기에 장입시켜 650 내지 750℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간 동안 열처리하여 내측의 천연섬유 또는 합성섬유를 태워 제거시킴으로써 핀홀(47a)을 형성하여 금속재(47)가 제조된다.
이와 같이 제조된 금속재(47)를 폴리에스테르 수지(46)로 이루어진 바인더에 고루 분산시켜 전자파차단층(45)을 형성함으로써 높은 전자파 차단율을 갖게 되는 것이다.
따라서, 상기 차단필름(40)은 영상기기측에는 AL증착층(42)이 구비되어 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 전자펜의 인식률이 증가되고 전자펜에 의한 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하며, 그 반대측에는 전자파차단층(45)이 구비되어 전자파를 차단하면서 AL증착층(42)을 투과한 빛이 반사되지 않고 투과시켜서 화면 밝기와 시인성은 충분히 유지될 수 있는 것이다.
상기 점착층(50)은 상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기나 칠판의 전면에 부착되도록 하는 것으로, 투명한 합성수지로 이루어진 바인더에 구리나 은으로 이루어진 미세한 금속입자필러가 균일하게 분산되어 형성될 수 있고, 이로써 영상기기와 접촉된 화면에 부착 형성되어 전자파 차단 효과가 더욱 증대될 수 있는 것이다.
또한, 도 1a를 참고하면 상기 패턴필름(10)과 차단필름(40)의 사이에는 투명한 투광판(60)이 형성되어 판넬 타입의 광학시트(1)로 제조될 수 있고, 이를 통해 필기시 영상기기의 화면을 보호하고, 강도를 강화시켜 전자펜(P)에 의한 안정적인 판서가 가능해진다. 이때, 상기 투광판(60)은 아크릴판, 폴리카보네이트판 및 유리판에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 상기 패턴필름(10)의 전후면에 각각 확산필름(20) 및 차단필름(40)을 이중으로 부착하여 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 흡수 또는 반사시켜 전자펜의 인식률을 증가시킴과 동시에 빛의 일부는 투과 및 확산시켜 디스플레이 화면의 화상을 흐리게 하거나 콘트라스트를 크게 떨어뜨리지 않고 시인성과 선명도가 증가되는 것이다.
한편, 도 7a 및 도 7b를 참고하면 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 전자칠판(S)은 프레임틀(100), 영상기기(200), 가변판넬부(300), PMMA 시트(400), 도광판(500), 반사필름(600), 제어수단(900) 및 광학시트(1)를 포함하여 이루어진다.
상기 프레임틀(100)은, 복수 개의 단위 프레임(110)들이 연결되어 대략 사각틀 형상으로 이루어진다.
상기 영상기기(200)는, 상기 프레임틀(100)의 내측 후방에 설치되고, 그 테두리부가 상기 프레임틀(100)의 내측에 직접 또는 고정수단에 의해 결합되며, 일례로 상기 프레임틀(100)은 영상기기(200)의 테두리부를 감싸도록 결합될 수 있다.
상기 영상기기(200)는 OLED, LED, LCD 등의 평판 또는 곡면 디스플레이 패널을 구비한 TV 겸용 기기로서, 특히 OLED(Organic Light Emitting Diode)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 자체발광형 유기물질로, LCD 이상의 화질을 제공하면서 두께가 매우 얇은 박형이고, 낮은 전압으로 구동되며, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있고, 옆에서 보아도 화질이 변하지 않고 화면에 잔상이 남지 않으므로 본 발명의 영상기기로 바람직하다.
상기 영상기기(200)는 컴퓨터와 유선 또는 무선으로 연결되어 컴퓨터에서 실행된 영상이 영상기기의 화면을 통해 디스플레이되어 학교의 교실은 물론이고 학원의 강의실이나 회사의 사무실 등에서 컴퓨터를 통해 수업이나 강의 내용을 설명하거나 회의 또는 프리젠테이션 발표를 하는데 사용될 수 있다. 이때, 상기 영상기기(200)와 전기적으로 연결된 스피커(K)가 상기 프레임틀(100)의 양측에 설치될 수 있다.
상기 가변판넬부(300)는 상기 프레임틀(100)의 내측에 결합되고, 상기 영상기기(200)의 전방을 커버하도록 배치되며, 전원공급부를 통해 전원이 공급되면 투명 상태로 되어 후방에 설치된 영상기기(200)의 화면을 볼 수 있고, 반대로 전원공급부의 전원 공급을 차단하면 불투명 상태로 가변되면 마커펜 등으로 일반판서를 하여 칠판으로 사용할 수 있는 것이다.
이를 위하여, 상기 가변판넬부(300)는, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져 빛을 투과시키거나 산란시키는 PDLC층(310)과, 상기 PDLC층(310)의 전방면과 후방면에 각각 형성되고 인듐-주석 산화물이 코팅된 투명한 ITO층(320)과, 각각의 ITO층(320)의 외면에 형성된 기판층(330)으로 이루어진다.
여기서, 상기 PDLC층(310)은 액정표시장치(LCD)에 사용되는 액정 셀의 하나로, 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal)으로 이루어져 전원의 공급이 없으면 액정 분자의 방향이 불규칙해지고 매체와의 굴절률이 다른 계면에서 산란을 일으키게 되며, 전원이 공급되면 액정의 방향이 가지런하게 되고 양자의 굴절률이 일치하여 투과 상태가 된다.
상기 ITO층(320)은 인듐-주석 산화물(ITO)을 PET나 폴리에틸렌 등과 같은 필름에 진공증착을 통해 피복시킨 것으로 얇고 평평한 디스플레이의 투명전극의 재료로 사용된다.
상기 기판층(330)은 얇은 PET(Polyethylene Terephthalate)나 유리기판으로 이루어질 수 있고, 내측의 PDLC층(310)과 ITO층(320)을 보호하고, 표면에 전자펜(P)에 의해 판서가 이루어질 수 있도록 강도를 제공한다.
이와 같이, PDLC층(310)을 2장의 기판층(330)의 사이에 개재하여 구성하되, 이때 2장의 기판층(330)의 내측면에는 투명한 전극인 ITO층(320)이 형성되고, 마주보는 2장의 ITO층(320)의 사이에 고분자 분산형 액정(PLDC)을 채우고 밀봉한 형태로 형성하거나, 고분자 분산형 액정(PLDC)으로 이루어진 필름을 삽입하여 합착한 형태로 형성할 수 있다.
또한, OCA(Optically Clear Adhesive) 필름은 광학용 투명 점착 필름으로 양면에 테이프로 작용하는데, 상기 가변판넬부(300)는 상기 PMMA 시트(400)와의 사이에 OCA 필름(340)이 개재되어 부착되고, 상기 도광판(500)과의 사이에 OCA 필름(340)이 개재되어 부착된다. 이때, 상기 OCA 필름(340)용 조성물은 중량%로 2-에틸헥실아크릴레이트 35 내지 60% 와 히드록시프로필아크릴레이트 25 내지 50%, 경화제로 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 1 내지 10% 및 광개시제로 2,4,6-트리메틸벤조일-다이페닐-포스핀옥사이드 1 내지 10%를 포함하여 이루어지고, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트와 히드록시프로필아크릴레이트를 중합하여 아크릴레이트계 중합체를 얻고, 여기에 상기 경화제와 광개시제를 넣고 혼합한 후, 이를 코팅하고 70~120℃로 가열하여 경화시켜 제조한다.
또한, 상기 PDLC층(310)은, 중량%로 다관능성 우레탄계 올리고머 10 내지 20%, 희석제로 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트 30 내지 50%와 2-에틸헥실아크릴레이트 10 내지 30%, 가교제로 다이프로필렌글리콜다이아크릴레이트 0.1 내지 10%와 1,6-헥산디올다이아크릴레이트 0.1 내지 10%, 광개시제로 2,4,6-트리메틸벤조일-다이페닐-포스핀옥사이드 1 내지 10%를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트는 희석제로 기능하여 부착력을 우수하게 하고, 상기 다이프로필렌글리콜다이아크릴레이트와 1,6-헥산디올다이아크릴레이트는 망목 구조의 중합물로 만드는 가교제로 기능하며, 상기 희석제 및 가교제는 100:1 내지 199:1의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
일례로, 희석제로 테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트 3.0kg과 2-에틸헥실아크릴레이트 1.7kg, 가교제로 다이프로필렌글리콜다이아크릴레이트0.02kg과 1,6-헥산디올다이아크릴레이트 0.02kg, 광개시제로 2,4,6-트리메틸벤조일-다이페닐-포스핀옥사이드 0.15kg을 혼합한 후, 다관능성 우레탄계 올리고머 1.2kg을 투입하여 완전한 균일 상으로 혼합하여 고분자 분산형 액정의 조성물을 얻었다. 그리고 이 조성물을 액정과 3:7의 비율로 혼합하여 만든 혼합물을 후방의 ITO 필름에 코팅한 후 전방의 ITO 필름을 합지하고, UV선을 조사하여 고분자 분산형 액정 복합체를 얻었다.
이 복합체에 대한 두께를 측정하였고, 부착력을 T-박리 강도를 측정하였으며, 여기서 T-박리 강도는 Universal Testing Instrument Model TM 설비를 사용하였고, 200g의 로드셀 기준으로 측정하였으며, 시편의 폭은 2.54cm이다. 그 결과, 그 두께는 20㎛이고, T-박리(T-peel) 강도(gm/2.54cm)는 230이었으며, 부착력이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
따라서, 이와 같은 조성물과 조성범위와 조성비를 갖는 경우 충분히 낮은 구동 전압의 PDLC층을 구현할 수 있고, PDLC층과 ITO층의 부착력이 우수하여 외부 충격이나 물리적인 힘에 의해 쉽게 박리되거나 손상되지 않게 되는 것이다.
이하에서 투명과 불투명의 가변 상태를 설명하면, 마주보는 ITO층(320)에 전원공급부로부터 전원을 인가하면 PDLC층(310)의 내부의 고분자 분산형 액정이 전기장에 의해 일정한 방향을 갖도록 배열되어 빛이 투과할 수 있도록 투명한 상태가 된다(도 9(a)의 투명 모드). 이때, 시야각은 100~160도, 투과도는 70% 이상을 나타낸다. 반면에 전원을 인가하지 않은 상태에서는 PDLC층(310)의 내부의 고분자 분산형 액정이 임의적으로 불규칙하게 배열되므로 입사되는 빛이 산란되어 불투명한 상태가 된다(도 9(b)의 불투명 모드).
이로써, 투명 모드와 불투명 모드의 디스플레이를 선택적으로 구현함으로써 영상기기를 보다가 일반칠판으로 전환하여 사용할 수 있고, 전환이 신속하고 편리하며, 중간에 맥이 끊기지 않고 매끄러운 강의 진행이 가능하고, 영상 강의나 프리젠테이션 도중에 전자판서가 가능하며, 강의 내용을 집중력있게 전달할 수 있는 것이다.
상기 PMMA 시트(400)는 상기 가변판넬부(300)의 전방에 형성된 기판층(330)에 결합되고, 판서가 이루어지는 판서면(410)을 구비하며, 빛이 난반사되지 않고 잘 투과되어 상기 영상기기(200)의 화면이 더욱 선명하게 보일 수 있으며, 상기 기판층(330)에 OCA 필름(340)에 의해 부착된다.
PMMA는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate)로서 메타크릴산메틸(CH2-C(CH3)COOCH3)을 중합하여 얻는 고분자물질이고, 보통 아크릴 수지라 불리며, 투명하여 광투과율이 높고, 경도와 광택이 우수하며, 내광성이 있어 판서면으로 적합하다.
상기 도광판(500)은 상기 가변판넬부(300)의 후방면에 부착되어 영상기기를 보호하는 것으로, 투명한 재질로 이루어지고, 디밍 기능을 갖는 LED 광원(510)이 설치된다.
상기 도광판(500)은 PMMA 소재 위에 발광물질 안료 및 하드코팅 안료를 배합 도포하여 전원 인가시 LED 광원(510)의 빛을 전면으로 발산 및 확산시킴으로써, 판서 기능이 증가하고, 판서면에 투영되는 글자의 가시도와 선명도가 증가하며, 강의 내용을 보다 집중력있게 전달할 수 있다. 특히 실내가 어두운 경우에 유용한데 예를들면 교실이나 강의실 내부를 어둡게 유지한 상태에서 영상기기(200)의 영상과 함께 수업을 진행하다가 영상기기(200)를 끈 상태에서 LED 광원(510)에 전원을 공급하면 상기 도광판(500)의 빛의 발산 및 확산에 의해 어두운 실내에서도 판서한 글자를 선명하게 볼 수 있고, 중간에 맥이 끊기지 않고 매끄러운 강의 진행이 가능하게 된다.
이때, 상기 LED 광원(510)은 디밍 기능을 갖기 때문에 제어수단(900)의 디밍조절부를 통해 실내의 어두운 정도에 따라 빛의 밝기를 조절할 수 있다.
더불어, 상기 LED 광원(510)은 동일한 조명색을 갖는 램프군(미도시)이 서로 다른 색상을 갖도록 복수 개가 구비될 수 있고, 예컨대 상기 램프군은 백색, 녹색, 청색일 수 있다. 제어수단(900)의 전원공급부 제어에 의하여 한 개의 램프군을 선택하여 점등시키거나 복수 개의 램프군을 함께 점등시켜 다양한 조명색을 제공할 수 있어 수업 내용에 맞추어 편리하게 사용할 수 있다.
상기 반사필름(600)은 상기 도광판(500)의 후방면에 부착되는 일종의 반사필름으로서, 전면에 알미늄(Aluminium)이 증착되어 빛의 일부만을 반사시킨다. 이와 같이 영상기기(200)의 바로 앞에 반사필름이 구비되어 영상기기(200)에 전원 공급시 영상기기(200)의 화면이 전방으로 투과되어 시청할 수 있으면서, 도 10a 및 도 10b와 같이 영상기기(200)의 전원이 차단되거나 영상출력이 차단되는 경우에 어두운 블랙화면이 PMMA 시트(400)의 판서면에 비쳐서 보이는 것을 가리게 되어, 블랙화면이 투영되어 전방으로 비침에 따른 판서면이 깔끔하게 보이지 않거나 판서면이 어두워져 판서한 글자가 잘 보이지 않아서 강의에 방해되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 가시광선의 60 내지 85% 정도가 투과되므로 전원이 켜진 영상기기를 충분히 시청할 수 있고, 영상기기(200)의 블랙화면을 충분히 가릴 수 있게 되는 것이다.
상기 제어수단(900)은 영상기기(200)의 화면을 보면서 전자판서를 할 수 있는 전자판서모드로 사용시, 영상기기(200)의 전원을 온(ON)시키고, 가변판넬부(300)에 전원을 인가하며, 도광판(500)의 LED 광원(510)에 대한 전원은 차단시킨다. 이와 같은 전자판서모드에서는 도 11a와 같이 투명 상태가 되어 영상기기(200)의 화면 출력과 함께 판서가 가능해진다.
또한, 마커펜 등의 일반 판서수단에 의하여 판서를 할 수 있는 일반판서모드로 사용시, 영상기기(200)의 전원을 오프시키고, 가변판넬부(300)에 전원을 차단시키며, 도광판(500)의 LED 광원(510)에 전원을 인가한다. 이와 같은 일반판서모드에서는 도 11b와 같이 영상기기(200)의 블랙화면이 가려져서 비치지 않고, 불투명 상태가 되어 마커펜 등의 일반 판서수단에 의하여 판서면에 일반판서가 가능해져 보드 겸용으로 사용될 수 있는 것이다.
이때, 전원공급부를 제어하여 영상기기(200)의 전원이 켜져 있는 상태에서도 컴퓨터와 영상기기(200)를 연결하는 케이블의 영상출력만을 차단함으로써 영상기기(200)에 영상이 출력되지 않도록 할 수 있다. 이로써, 영상출력의 제어 및 모드 전환이 신속하고 용이해지며, 영상기기의 수명이 증가될 수 있다.
아울러, 상기 PMMA 시트(400)의 전면에 상술한 본 발명에 따른 광학시트(1)가 부착되면, 전자펜(P)의 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 기능을 함께 사용할 수 있는 것이다.
도 8a 및 도 8b를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 투명과 불투명 상태로 가변되는 스마트 전자칠판(S)은 프레임틀(100), 영상기기(200), 가변판넬부(300), PMMA 시트(400), 도광판(500), 반사필름(600), 강화유리(700), 제어수단(900) 및 광학시트(1)를 포함하여 이루어진다.
상기 프레임틀(100)은, 복수 개의 단위 프레임(110)들이 연결되어 대략 사각틀 형상으로 이루어진다.
그리고, 도 8b를 참고하면, 상기 가변판넬부(300)는 상기 프레임틀(100)의 내측에 결합되어 상기 영상기기(200)의 전방을 커버하도록 배치되고 전원의 공급 또는 차단에 따라 각각 투명 상태로 되거나 불투명 상태로 가변되되, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져 빛을 투과시키거나 산란시키는 PDLC층(310), 상기 PDLC층(310)의 전방면과 후방면에 각각 형성되고 인듐-주석 산화물이 코팅된 ITO층(320), 및 상기 ITO층(320)의 전방면과 후방면에 각각 형성된 기판층(330)을 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 전자칠판(S)은 상기 가변판넬부(300)의 전방에 형성된 기판층(330)에 결합되고 판서수단에 의해 판서가 이루어지는 판서면을 구비한 PMMA 시트(400)와, 상기 가변판넬부(300)의 후방면에 부착되되, 투명한 재질로 이루어지고, 디밍 기능을 갖는 LED 광원(510)이 설치되며, 전원 인가시 LED 광원(510)으로부터 발산되는 빛을 확산시켜 판서한 글자의 선명도를 증가시키는 도광판(500)과, 전원을 공급 또는 차단하는 전원공급부를 구비한 제어수단(900)을 포함함은 제1실시예와 동일하다.
다만, 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 전자칠판(S)은 도광판(500)과 영상기기(200)의 사이에 강화유리(700)가 설치된다.
상기 강화유리(700)는 상기 영상기기(200)의 전방에 설치되어 영상기기(200)를 보호하고, 투명하게 이루어지며, 상기 가변판넬부(300)의 강도를 강화시켜 더욱 안정적인 판서가 가능해 진다.
또한, 상기 강화유리(700)의 후방면에 반사필름(600)이 부착되고, 상기 반사필름(600)은 알미늄이 증착되어 빛의 일부를 반사시킴으로써 전원이 오프되거나 영상출력이 차단된 영상기기의 블랙화면이 가려져 잘 보이지 않도록 한다.
또한, 상기 제어수단(900)은 무선통신모듈이 구비되어 전용 어플리케이션이 설치된 스마트폰 또는 리모콘(R)으로부터 제어신호를 무선으로 수신하여 원격에 의한 전원제어 및 디밍조절이 이루어지도록 하여 사용자가 신속하고 편리하게 제어하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 PMMA 시트(400)의 전면에 상술한 본 발명에 따른 광학시트(1)가 부착되면, 전자펜(P)의 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 기능을 함께 사용할 수 있는 것이다.
아울러, 기존의 녹색칠판에 빔프로젝터를 직접 투사하면 투영된 영상의 밝기와 선명도가 저하되고 빛의 난반사가 증가하여 영상수업이 곤란하므로 화이트보드를 주로 사용해 왔으나, 본 발명에 따른 광학시트(1)를 녹색칠판의 전면에 부착하여 빔프로젝터를 투사하여 사용하면 가시도와 선명도가 증가하고 빛이 난반사되지 않아서 화면이 깔끔하게 나오므로 녹색칠판에서도 영상수업과 함께 전자펜의 필기가 가능해진다.
결국, 본 발명에 따른 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트(1)는 전자펜이 사용되는 영상기기 및 칠판 등에 부착되어 전자펜의 인식률이 크게 증가하여 전자펜에 의한 도트패턴의 정확한 위치정보 판단 및 위치결정이 가능하고, 디스플레이 화면에 대한 시인성과 선명도가 증가되며, 시트형으로 제작할 경우 두루마리가 가능하여 보관 및 이동이 간편한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 전자칠판(S)은 전면에 광학시트가 부착되어 전자펜의 사용이 가능하고, 투명과 불투명 디스플레이를 선택적으로 구현함으로써 영상기기를 보다가 칠판으로 전환하여 사용할 수 있고, 전환이 신속하고 편리하며, 중간에 맥이 끊기지 않고 매끄러운 강의 진행이 가능하고, 영상 강의나 프리젠테이션 도중에 판서가 가능할 뿐만 아니라, 난반사를 제거할 수 있고, 판서면에 투영되는 영상의 가시도와 선명도가 증가하며, 강의 내용을 집중력있게 전달할 수 있고, 기존의 전자칠판에 적용된 판서수단의 감지를 위한 적외선 감지센서나 터치패널 등이 불필요하므로 대형 영상기기나 전자칠판에 적용 가능하며, 녹색칠판에 부착하여 빔프로젝터를 투사하여 영상수업이 가능한 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1. 광학시트 10. 패턴필름
11. 격자선 12. 교차점
13, 13a,13b,13c,13d. 도트 20. 확산필름
21. PET층 22. 디퓨전층
22a. 라운드홈 22b. 빛확산제
22c. 광흡수제 23. 접착층
30. 보호필름 40. 차단필름
41. 기재층 41a. 요철
42. AL증착층 43. 투과층
44. 보호층 45. 전자파차단층
45a. 베이스층 45b. 보드층
45c. 산화지르코늄층 45d. 인듐-주석 산화물층
45e. 이산화규소층 46. 폴리에스테르 수지
47. 금속재 47a. 핀홀
47b. 금속산화물막 50. 점착층
60. 투광판 70. 삽입필름
100. 프레임틀 110. 단위 프레임 200. 영상기기
300. 가변판넬부 310. PDLC층
320. ITO층 330. 기판층
340. OCA 필름 400. PMMA 시트
410. 판서면 500. 도광판
510. LED 광원 600. 반사필름
700. 강화유리 900. 제어수단
P. 전자펜 P1. 펜팁
P2. 광원 P3. 센서
P4. 전원스위치 P5. 상태표시등
K. 스피커 R. 리모콘
S. 스마트 전자칠판

Claims (9)

  1. 다층으로 구성되고, 영상기기의 전면에 부착되며, 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트에 있어서,
    가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름;
    상기 패턴필름의 전방에 형성되고 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키되, 안티글레어 코팅 처리된 PET층과, 상기 PET층의 전방에 형성되어 전방면에 다수의 라운드홈이 형성되고 내부에 빛확산제가 랜덤하게 분포되어 빛을 전방으로 확산시키며 상기 라운드홈에 광흡수제가 도포된 디퓨전층 및 상기 PET층의 후방에 형성된 접착층으로 이루어진 확산필름;
    상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름;
    상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하며, 광투과율은 65 내지 90%인 차단필름; 및
    상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기의 전면에 부착되고, 투명한 바인더에 구리나 은으로 이루어진 미세한 금속입자필러가 균일하게 분산된 점착층을 포함하되,
    상기 차단필름은, 일면에 복수 개의 요철이 일정하지 않게 형성되어 반사광을 고루 분산시키고 반사율이 증가되도록 하는 기재층; 상기 기재층의 일면에 증착되어 빛의 일부를 반사시키는 AL증착층; 상기 AL증착층의 일면에 형성되어 빛을 투과시키는 투명한 투과층; 상기 투과층의 일면에 피복된 보호층; 및 상기 기재층의 반대면에 형성되어 전자파를 차단하는 전자파차단층을 포함하고,
    상기 전자파차단층은 투명한 합성수지에 구리, 은, 니켈에서 선택된 어느 하나 이상의 미세금속입자들을 균일하게 분산시킨 베이스층과, 상기 베이스층 위에 바이닐메틸디클로로씰란이 도포된 보드층과, 상기 보드층 위에 증착된 산화지르코늄층과, 상기 산화지르코늄층 위에 증착된 인듐-주석 산화물층과, 상기 인듐-주석 산화물층 위에 증착된 이산화규소층을 포함하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트.
  2. 다층으로 구성되고, 영상기기의 전면에 부착되며, 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트에 있어서,
    가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름;
    상기 패턴필름의 전방에 형성되고 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키되, 안티글레어 코팅 처리된 PET층과, 상기 PET층의 전방에 형성되어 전방면에 다수의 라운드홈이 형성되고 내부에 빛확산제가 랜덤하게 분포되어 빛을 전방으로 확산시키며 상기 라운드홈에 광흡수제가 도포된 디퓨전층 및 상기 PET층의 후방에 형성된 접착층으로 이루어진 확산필름;
    상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름;
    상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하며, 광투과율은 65 내지 90%인 차단필름; 및
    상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기의 전면에 부착되고, 투명한 바인더에 구리나 은으로 이루어진 미세한 금속입자필러가 균일하게 분산된 점착층을 포함하되,
    상기 차단필름은, 일면에 복수 개의 요철이 일정하지 않게 형성되어 반사광을 고루 분산시키고 반사율이 증가되도록 하는 기재층; 상기 기재층의 일면에 증착되어 빛의 일부를 반사시키는 AL증착층; 상기 AL증착층의 일면에 형성되어 빛을 투과시키는 투명한 투과층; 상기 투과층의 일면에 피복된 보호층; 및 상기 기재층의 반대면에 형성되어 전자파를 차단하는 전자파차단층을 포함하고,
    상기 전자파차단층은, 폴리에스테르수지와, 상기 폴리에스테르 수지에 불규칙하게 분산되고 내부에 핀홀이 형성되며 서로 다른 종류를 갖는 복수의 금속산화물막들이 적층 도포되어 이루어진 선상의 금속재를 포함하고, 상기 금속재는, 2.6 내지 5㎛의 직경을 갖는 천연섬유 또는 합성섬유에 산화지르코늄, 인듐-주석 산화물, 이산화규소에서 선택된 복수의 금속산화물막들을 각각 2.6 내지 5㎛의 두께로 피복한 후 불활성기체 분위기에서 650 내지 750℃의 온도로 열처리하여 천연섬유 또는 합성섬유만을 선택적으로 제거시켜 핀홀이 형성되도록 함으로써 전자파를 흡수할 수 있는 막대형 중공섬유를 형성한 것을 특징으로 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 패턴필름의 후면에도 상기 확산필름이 형성된 것을 특징으로 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 패턴필름의 후면에 형성된 확산필름과 차단필름의 사이에 PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지고 안티글레어 코팅 처리된 삽입필름이 형성된 것을 특징으로 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 패턴필름과 차단필름의 사이에 투명한 투광판이 형성되고,
    상기 투광판은 아크릴판, 폴리카보네이트판 및 유리판에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트.
  8. 복수 개의 단위 프레임이 연결되어 이루어진 프레임틀;
    상기 프레임틀의 내측 후방에 설치되고, 영상이 출력되는 평판 또는 곡면 디스플레이 패널을 구비한 영상기기;
    상기 프레임틀의 내측에 결합되어 상기 영상기기의 전방을 커버하도록 배치되고 전원의 공급 및 차단에 따라 각각 투명 상태로 되거나 불투명 상태로 가변되되, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져 빛을 투과시키거나 산란시키는 PDLC층, 상기 PDLC층의 전방면과 후방면에 각각 형성되고 인듐-주석 산화물이 코팅된 ITO층, 및 각각의 ITO층의 외면에 형성된 기판층을 포함하는 가변판넬부;
    상기 가변판넬부의 전방에 형성된 기판층에 결합되고 판서가 이루어지는 판서면을 구비한 PMMA 시트;
    상기 가변판넬부의 후방면에 부착되되, 투명한 재질로 이루어지고, 디밍 기능을 갖는 LED 광원이 설치되며, 전원 인가시 상기 LED 광원으로부터 발산되는 빛을 확산시켜 판서한 글자의 선명도를 증가시키는 도광판;
    상기 도광판의 후방면에 부착되고 알미늄이 증착되어 빛의 일부를 반사시킴으로써 전원이 오프된 영상기기의 화면이 잘 보이지 않도록 하는 반사필름;
    전원을 공급하는 전원공급부를 구비하고 상기 LED 광원의 밝기를 조절하는 제어수단; 및
    상기 PMMA 시트의 전면에 부착되고 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 다층 광학시트를 포함하되,
    상기 광학시트는, 가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름; 상기 패턴필름의 전방에 형성되고 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키되, 안티글레어 코팅 처리된 PET층과, 상기 PET층의 전방에 형성되어 전방면에 다수의 라운드홈이 형성되고 내부에 빛확산제가 랜덤하게 분포되어 빛을 전방으로 확산시키며 상기 라운드홈에 광흡수제가 도포된 디퓨전층 및 상기 PET층의 후방에 형성된 접착층으로 이루어진 확산필름; 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름; 상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하며, 광투과율은 65 내지 90%인 차단필름; 및 상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기의 전면에 부착되고, 투명한 바인더에 구리나 은으로 이루어진 미세한 금속입자필러가 균일하게 분산된 점착층을 포함하되, 상기 차단필름은, 일면에 복수 개의 요철이 일정하지 않게 형성되어 반사광을 고루 분산시키고 반사율이 증가되도록 하는 기재층; 상기 기재층의 일면에 증착되어 빛의 일부를 반사시키는 AL증착층; 상기 AL증착층의 일면에 형성되어 빛을 투과시키는 투명한 투과층; 상기 투과층의 일면에 피복된 보호층; 및 상기 기재층의 반대면에 형성되어 전자파를 차단하는 전자파차단층을 포함하고, 상기 전자파차단층은, 폴리에스테르수지와, 상기 폴리에스테르 수지에 불규칙하게 분산되고 내부에 핀홀이 형성되며 서로 다른 종류를 갖는 복수의 금속산화물막들이 적층 도포되어 이루어진 선상의 금속재를 포함하고, 상기 금속재는, 2.6 내지 5㎛의 직경을 갖는 천연섬유 또는 합성섬유에 산화지르코늄, 인듐-주석 산화물, 이산화규소에서 선택된 복수의 금속산화물막들을 각각 2.6 내지 5㎛의 두께로 피복한 후 불활성기체 분위기에서 650 내지 750℃의 온도로 열처리하여 천연섬유 또는 합성섬유만을 선택적으로 제거시켜 핀홀이 형성되도록 함으로써 전자파를 흡수할 수 있는 막대형 중공섬유를 형성한 것을 특징으로 하는 스마트 전자칠판.
  9. 복수 개의 단위 프레임이 연결되어 이루어진 프레임틀;
    상기 프레임틀의 내측 후방에 설치되고, 영상이 출력되는 평판 또는 곡면 디스플레이 패널을 구비한 영상기기;
    상기 프레임틀의 내측에 결합되어 상기 영상기기의 전방을 커버하도록 배치되고 전원의 공급 및 차단에 따라 각각 투명 상태로 되거나 불투명 상태로 가변되되, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져 빛을 투과시키거나 산란시키는 PDLC층, 상기 PDLC층의 전방면과 후방면에 각각 형성되고 인듐-주석 산화물이 코팅된 ITO층, 및 각각의 ITO층의 외면에 형성된 기판층을 포함하는 가변판넬부;
    상기 가변판넬부의 전방에 형성된 기판층에 결합되고 판서가 이루어지는 판서면을 구비한 PMMA 시트;
    상기 가변판넬부의 후방면에 부착되되, 투명한 재질로 이루어지고, 디밍 기능을 갖는 LED 광원이 설치되며, 전원 인가시 상기 LED 광원으로부터 발산되는 빛을 확산시켜 판서한 글자의 선명도를 증가시키는 도광판;
    상기 도광판과 영상기기의 사이에 설치된 강화유리;
    상기 강화유리의 후방면에 부착되고 알미늄이 증착되어 빛의 일부를 반사시킴으로써 전원이 오프된 영상기기의 화면이 잘 보이지 않도록 하는 반사필름;
    전원을 공급하는 전원공급부를 구비하고 상기 LED 광원의 밝기를 조절하는 제어수단; 및
    상기 PMMA 시트의 전면에 부착되고 전자펜 필기 궤적의 추적이 가능하여 필기가 인식되면서 화면에 표시되도록 하는 도트패턴을 구비한 다층 광학시트를 포함하되,
    상기 광학시트는, 가상의 격자선의 교차점에 간격을 둔채 형성되고 필기시 전자펜의 위치정보를 판단할 수 있도록 위치정보가 암호화된 도트들로 이루어진 미세 패턴이 구비된 패턴필름; 상기 패턴필름의 전방에 형성되고 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 차단 및 확산시키되, 안티글레어 코팅 처리된 PET층과, 상기 PET층의 전방에 형성되어 전방면에 다수의 라운드홈이 형성되고 내부에 빛확산제가 랜덤하게 분포되어 빛을 전방으로 확산시키며 상기 라운드홈에 광흡수제가 도포된 디퓨전층 및 상기 PET층의 후방에 형성된 접착층으로 이루어진 확산필름; 상기 확산필름의 전방에 형성되고, PET 또는 폴리카보네이트로 이루어지며, 안티글레어 코팅 처리된 보호필름; 상기 패턴필름의 후방에 형성되고, 영상기기로부터 발산되는 빛의 일부를 반사시켜 차단하며, 광투과율은 65 내지 90%인 차단필름; 및 상기 차단필름의 후방에 형성되어 영상기기의 전면에 부착되고, 투명한 바인더에 구리나 은으로 이루어진 미세한 금속입자필러가 균일하게 분산된 점착층을 포함하되, 상기 차단필름은, 일면에 복수 개의 요철이 일정하지 않게 형성되어 반사광을 고루 분산시키고 반사율이 증가되도록 하는 기재층; 상기 기재층의 일면에 증착되어 빛의 일부를 반사시키는 AL증착층; 상기 AL증착층의 일면에 형성되어 빛을 투과시키는 투명한 투과층; 상기 투과층의 일면에 피복된 보호층; 및 상기 기재층의 반대면에 형성되어 전자파를 차단하는 전자파차단층을 포함하고, 상기 전자파차단층은, 폴리에스테르수지와, 상기 폴리에스테르 수지에 불규칙하게 분산되고 내부에 핀홀이 형성되며 서로 다른 종류를 갖는 복수의 금속산화물막들이 적층 도포되어 이루어진 선상의 금속재를 포함하고, 상기 금속재는, 2.6 내지 5㎛의 직경을 갖는 천연섬유 또는 합성섬유에 산화지르코늄, 인듐-주석 산화물, 이산화규소에서 선택된 복수의 금속산화물막들을 각각 2.6 내지 5㎛의 두께로 피복한 후 불활성기체 분위기에서 650 내지 750℃의 온도로 열처리하여 천연섬유 또는 합성섬유만을 선택적으로 제거시켜 핀홀이 형성되도록 함으로써 전자파를 흡수할 수 있는 막대형 중공섬유를 형성한 것을 특징으로 하는 스마트 전자칠판.
KR1020170008238A 2017-01-17 2017-01-17 도트패턴을 구비한 전자펜 필기용 다층 광학시트 및 스마트 전자칠판 KR101766447B1 (ko)

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