KR20150095286A - 반사형 스크린 - Google Patents

Abstract

프로젝터로부터 입사된 영상을 반사하는 반사형 스크린에 있어서, 배면에 복수개의 경사면을 갖는 프레넬 렌즈층; 상기 프레넬 렌즈층의 경사면에 형성된 반사층; 및 상기 프레넬 렌즈층의 전면에 적층되며 세로 방향으로는 곡면을 갖고 가로 방향으로는 직선으로 연장된 렌티큘러 렌즈를 포함하는 반사형 스크린은 가로방향의 시야각을 줄이지 않고 휘도를 향상시켜 명실에서 시청이 가능하다.

Description

반사형 스크린{REFLECTING SCREEN}

본 발명은 수평 시야각을 확보하고 휘도를 높일 수 있는 반사형 스크린에 관한 것이다.

프로젝터는 스크린에 영상을 사출하고 사용자는 스크린에 반사된 빛을 보게되는 것이다. 입사각과 반사각은 대칭적으로 나타나므로, 종래와 같이 먼 거리에서 사출하는 방식의 프로젝터를 이용할 때에는 프로젝터에서 사출된 영상이 스크린에 반사되어 사용자에게 전달될 수 있다.

최근 근거리에서 사출하는 단초점 프로젝터의 경우 스크린에 가까운 거리에서 입사하기 때문에 입사각이 종래의 프로젝터 방식에 비해 크다. 입사각이 크면 반사각도 커서 대부분의 빛이 사용자의 눈으로 빛이 반사되는 것이 아니라 천장 쪽으로 반사되어 매우 어두운 영상을 시청하게 되고, 3D영상의 경우 영상의 반사각도가 입체안경의 위치를 벗어나게 되어 3D영상의 시청 자체가 불가능하게 되는 문제가 있다.

특히 종래의 스크린을 단초점 프로젝터에 사용하는 경우 밝은 실내에서 콘트라스트의 저하, 전면 밝기 분포의 불균일 문제 및 광시야각 확보가 어려운 문제가 있어 상용의 한계가 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 단초점 프로젝터를 위한 반사형 스크린에 있어서 가로방향의 시야각을 줄이지 않고 휘도를 향상시켜 명실에서 시청 가능한 반사형 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.

프로젝터로부터 입사된 영상을 반사하는 반사형 스크린에 있어서, 배면에 복수개의 경사면을 갖는 프레넬 렌즈층; 상기 프레넬 렌즈층의 경사면에 형성된 반사층; 및 상기 프레넬 렌즈층의 전면에 적층되며 세로 방향으로는 곡면을 갖고 가로 방향으로는 직선으로 연장된 렌티큘러 렌즈를 포함하는 반사형 스크린을 제공한다.

상기 렌티큘러 렌즈는 세로 방향의 단면이 복수개의 경사면으로 이루어진 프레넬 렌즈 형상인 프레넬 렌티큘러 렌즈를 이용할 수 있다.

상기 프레넬 렌티큘러 렌즈는 단면의 프레넬 렌즈 중앙이 상측 또는 하측으로 치우치게 배치될 수 있다.

상기 프레넬 렌티큘러 렌즈은 상하로 이동할 수 있다.

상기 렌티큘러 렌즈는 확산 비드가 포함될 수 있다.

상기 렌티큘러 렌즈와 프레넬 렌즈층 사이 또는 렌티큘러 렌즈의 전면에 적층되는 확산층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 가로방향의 시야각을 줄이지 않고 휘도를 향상시켜 명실에서 시청이 가능하다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 반사형 스크린의 사용 상태도이다.
도 2 및 도 3은 종래의 반사형 스크린의 반사 경로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 에 따른 반사형 스크린의 렌즈층과 렌티큘러 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 에 따른 반사형 스크린의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 스크린의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 스크린의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사형 스크린의 단면도이다.

이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 에 따른 단초점 프로젝터용 반사형 스크린(10)의 사용상태를 나타낸 도면으로서, 단초점 프로젝터(20)는 반사형 스크린(10)으로부터 근거리에서 영상을 사출한다.

단초점 프로젝터(20)로부터 반사형 스크린(10)에 입사되는 영상은 전면방향으로 반사되어 사용자에게 도달하는데, 근거리에서 입사하는 경우 입사각이 커서 천장을 향해 반사되는 바, 전면 방향으로 반사할 수 있는 경사면을 갖는 렌즈층(14)를 이용할 수 있다.

단초점 프로젝터(20)와 같이 근거리에서 영상을 사출하는 경우 상부와 하부의 입사각의 차이가 크게 된다. 반사형 스크린(10)의 위치에 따라 입사각이 차이가 나더라도 전면 방향에 위치하는 사용자에게 모두 도달되도록 하기 위해서는 상부에 위치하는 경면의 각도와 하부에 위치하는 경사면의 각도가 차이가 있어야 한다.

따라서 렌즈층(14)으로 프레넬 렌즈를 이용할 수 있다. 프레넬 렌즈는 일반적인 볼록렌즈를 복수개의 경사면으로 구획하여 두께를 줄인 렌즈로 볼록렌즈와 같이 프레넬 렌즈의 중심방향으로 빛을 모을 수 있다.

렌즈층(14)의 하측방향으로 기울어진 경사면에 반사층(13)을 형성하여 경사면을 반사면으로 하여 단초점 프로젝터(20)에서 사출된 빛을 반사시킨다. 렌즈층(14)의 프레넬 렌즈의 중심이 도 1에 도시된 바와 같이 하부에 위치시키면 단초점 프로젝터(20)에서 사출된 빛이 반사형 스크린(10)의 위치에 관계없이 전면 방향으로 반사된다.

도 2 및 도 3는 종래의 반사형 스크린(10)의 반사 경로를 도시한 도면으로 도 2는 측면에서 바라본 도면이도 도 3은 상부에서 바라본 도면이다. 렌즈층(14)과 그 배면에 형성된 반사층(13) 및 렌즈층(14)의 전면에 위치하는 확산층(15)의 층상구조를 갖을 수 있다. 반사형 스크린(10)의 반사층(13)과 확산층(15)을 보호하기 위해 전면과 후면에 각각 보호층(12, 15)을 코팅할 수 있다.

전면 하측 방향으로 기울어진 복수의 경사면을 구비한 렌즈층(14)의 경사면에 형성된 반사층(13)에 하부에 위치하는 스크린에서 사출된 영상이 반사되어 시청자의 눈으로 입사될 수 있다.

렌즈층(14)은 폴리카보네이트(polycarbonate)나 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA:Poly Methyl methaacrylate)와 같은 자외선 경화수지 또는 열경화 수지를 이용하여 복수개의 경사면을 구현할 수 있다. 단초점 프로젝터(20)에서 사출된 빛은 렌즈층(14)를 관통하여 렌즈층(14)의 배면에 위치하는 반사층(13)에서 전면 방향으로 반사된다.

렌즈층(14)를 통과한 빛이 왜곡되지 않아야 하고, 본 발명의 반사형 스크린(10)에 입사되는 빛의 입사각도가 도 1에 도시된 바와 같이 상부와 하부가 차이가 있는바, 입사각도에 따른 왜곡 정도가 차이가 적게 나도록 렌즈층(13)을 구현할 필요가 있다.

렌즈층(14)의 전면에는 확산층(15)이 위치할 수 있다. 상기 확산층(15)은 복수의 사용자가 모두 감상할 수 있도록 반사된 빛이 확산되어 비스듬한 위치에서 상기 반사형 스크린(10)을 바라보는 사람도 반사형 스크린(10)에 반사된 영상을 볼 수 있다.

다만, 전면 방향으로 반사된 빛이 확산층(15)에 의해 확산되면서 휘도가 떨어지게 된다. 휘도는 빛이 집중되야 높아지나 휘도를 높이기 위해 확산층(15)을 생략하면 스크린(10)에 반사되는 영상을 감상할 수 있는 사람의 수가 줄어들게 된다.

다만, 상하 방향으로는 사용자의 키에 따라 차이가 있을 수는 있으나, 일정 범위 내의 높이에서 감상하게 된다. 따라서 반사층에서 반사된 빛은 좌우방향으로는 여러 사람이 동시에 볼 수 있게 확산시켜야 하나 상하 방향으로는 빛의 확산을 제한하여 휘도를 높이는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 제1 에 따른 반사형 스크린(10)의 렌즈층(14)과 렌티큘러 렌즈(17)를 도시한 사시도로서, 본 발명은 렌티큘러 렌즈(17)를 이용하여 휘도를 높인다. 렌티큘러 렌즈(17)는 복수개의 렌즈가 일방향으로 길게 연장된 형태의 렌즈이다.

통상의 볼록렌즈는 구의 일부를 이루며 모든 방향으로 곡면을 포함하여 모든 방향의 빛을 모아준다. 반면, 렌티큘러 렌즈(17)는 연장된 일 방향으로는 굴곡이 없고, 그와 직각 방향으로는 곡면을 포함하여, 연장된 방향과 직각 방향의 빛만 모아지고 연장된 방향으로는 빛이 굴절되지 않고 통과된다.

렌티큘러 렌즈(17)는 복수 개의 반원기둥이 배열된 형태를 이용할 수도 있으나, 이 경우 각 반원기둥의 중심 방향으로 빛이 모이게 된다. 그러나, 사용자의 눈높이는 소정 범위내(예를 들면 바닥면에서 130cm~180cm의 높이)에 위치하는 바, 상하 방향으로는 사람의 눈높이로 빛을 모아주는 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이 상하 방향의 단면이 프레넬 렌즈와 같은 프레넬 렌티큘러 렌즈(17)를 이용하면, 상하 방향의 빛이 특정 높이 방향으로 모아질 수 있다. 프레넬 렌즈는 전술한 바와 같이 하나의 큰 렌즈를 분할하여 여러개의 경사면이 나란히 배열된 형태로서, 프레넬 렌즈의 중심으로 빛을 모을 수 있다.

통상의 프레넬 렌즈는 모든 방향으로 곡면을 갖으나 프레넬 렌티큘러 렌즈(17)는 일 방향으론 곡면없이 직선으로 연장되는 바, 좌우 방향으로 입사된 빛은 굴절없이 통과시켜 여러 사람이 동시에 스크린을 감상할 수 있으면서, 상하방향의 빛만 시청자의 눈 높이로 모이도록 빛을 굴절시켜 휘도를 높일 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 에 따른 반사형 스크린(10)의 단면도이다. 확산층(15)에서 확산된 빛이 상하방향으로는 도 5에 도시된 바와 같이 프레넬 렌티큘러 렌즈(17)의 중심(C)으로 모이고, 좌우 방향으로는 도 6에 도시된 바와 같이 그대로 확산된다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 스크린(10)의 단면도로서, 본 발명의 프레넬 렌티큘러 렌즈(17)의 상하방향 단면의 중앙이 상측 또는 하측으로 치우칠 수 있다. 또는 상기 프레넬 렌티큘러 렌즈(17)는 상하 방향으로 이동 가능하다. 상하방향으로 이동하여 중심의 높이가 변화하면 반사형 스크린(10)의 설치 위치에 따라 또는 사용자의 키 높이에 따라 세로 방향의 빛이 모여지는 위치를 조절할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 스크린(10)의 단면도이다. 확산층(15)을 렌티큘러 렌즈(17)와 프레넬 렌즈 사이에 두는 것이 아니라 렌티큘러 렌즈(17)의 전면에 둘 수도 있다. 이미 렌티큘러 렌즈(17)를 통과하여 상하 방향으로의 빛이 일정수준 이상 모인 상태이므로 확산시키더라도 렌티큘러 렌즈(17)를 생략한 경우보다 휘도를 향상시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사형 스크린(10)의 단면도로서, 확산층(15)을 생략하고 렌티큘러 렌즈(17) 자체에 확산기능을 부가한 것을 특징으로 한다. 즉, 렌티큘러 렌즈(17)에 확산 비드(18)를 주입하여 확산층(15)이 없더라도 좌우 방향으로는 확산되고 상하방향으로는 확산되더라도 렌티큘러 렌즈(17)에 의해 빛이 모이는 바 휘도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 가로방향의 시야각을 줄이지 않고 휘도를 향상시켜 명실에서 시청이 가능하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10: 반사형 스크린 12: 후면 코팅층
13: 반사층 14: 프레넬 렌즈층
15: 확산층 17: 렌티큘러 렌즈
18: 확산비드 20: 단초점 프로젝터

Claims (6)

1. 프로젝터로부터 입사된 영상을 반사하는 반사형 스크린에 있어서,
   배면에 복수개의 경사면을 갖는 프레넬 렌즈층;
   상기 프레넬 렌즈층의 경사면에 형성된 반사층; 및
   상기 프레넬 렌즈층의 전면에 적층되며 세로 방향으로는 곡면을 갖고 가로 방향으로는 직선으로 연장된 렌티큘러 렌즈를 포함하는 반사형 스크린.
2. 제1항에 있어서,
   상기 렌티큘러 렌즈는
   세로 방향의 단면이 복수개의 경사면으로 이루어진 프레넬 렌즈 형상인 프레넬 렌티큘러 렌즈인 것을 특징으로 하는 반사형 스크린.
3. 제2항에 있어서,
   상기 프레넬 렌티큘러 렌즈는
   단면의 프레넬 렌즈 중앙이 사용자의 눈높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 반사형 스크린.
4. 제2항에 있어서,
   상기 프레넬 렌티큘러 렌즈은 상하로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 반사형 스크린.
5. 제1항에 있어서,
   상기 렌티큘러 렌즈는 확산 비드가 포함된 것을 특징으로 하는 반사형 스크린.
6. 제1항에 있어서,
   상기 렌티큘러 렌즈와 프레넬 렌즈층 사이 또는 렌티큘러 렌즈의 전면에 적층되는 확산층을 더 포함하는 반사형 스크린.

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