KR100553887B1 - 수직 및 수평으로 광시야각을 갖는 영상표시용 스크린 및이를 구비하는 프로젝션 텔레비전 - Google Patents

수직 및 수평으로 광시야각을 갖는 영상표시용 스크린 및이를 구비하는 프로젝션 텔레비전 Download PDF

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Abstract

수직 및 수평으로 광시야각을 갖는 영상표시용 스크린 및 이를 구비하는 프로젝션 텔레비전에 관해 개시되어 있다. 개시된 본 발명은 평행광이 출사되도록 입사광을 굴절시키는 프레넬 스크린; 상기 프레넬 스크린을 통과한 광에 대한 수평 시야각을 확보하기 위한 제1 렌티큘러 스크린; 상기 제1 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보하기 위한 제1 수단과 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하기 위한 제2 수단을 구비하는 제2 렌티큘러 스크린; 및 상기 제2 렌티큘러 스크린 앞에 구비된 보호 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린 및 이를 구비하는 프로젝션 텔레비전을 제공한다. 여기서, 상기 제2 렌티큘러 스크린과 상기 보호 스크린은 양쪽의 특성을 모두 갖는 단일체 또는 복합 스크린으로 대체될 수 있다. 또한, 상기 프레넬 스크린의 뒷면에 상기 제1 수단과 동일한 목적의 패턴이 형성될 수 있다.

Description

수직 및 수평으로 광시야각을 갖는 영상표시용 스크린 및 이를 구비하는 프로젝션 텔레비전{Screen for image display having wide view angle in vertical and horizontal and projection television comprising the same}
도 1은 종래 기술에 의한 프로젝션 텔레비전의 개략적 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 프로젝션 텔레비전의 스크린 구성의 일 예를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 도시된 프로젝션 텔레비전의 스크린 구성의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 프로젝션 텔레비전에 도 3에 도시된 스크린이 구비된 경우의 수직 및 수평 시야각에 따른 휘도를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 영상 표시용 스크린 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시한 스크린 구성에서 제2 렌티큘러(lenticular) 스크린과 보호 스크린이 일체로 구성된 경우를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시한 스크린 구성에서 제2 렌티큘러(lenticular) 스크린과 보호 스크린이 접합된 경우를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 5에 도시한 스크린 구성의 평면도이다.
도 9는 도 8을 9-9'방향으로 절개한 단면도이다.
도 10은 도 5에 도시한 스크린의 제2 렌티큘러 스크린에 의해 외부광에 기인한 콘트라스트 저하가 최소화되는 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 종래의 스크린과 도 5, 도 6 또는 도 7에 도시한 영상 표시용 스크린을 사용하였을 때의 수직방향 광 확산 분포 특성을 보여주는 그래프이다.
도 12는 도 5에 도시한 영상 표시용 스크린이 구비된 프로젝션 텔레비전의 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
10:캐비넷 11:화상생성수단
13:투사렌즈 유닛 15:반사경
43:제1 렌티큘러 스크린 41:프레넬 스크린
50, 86:제1 및 제2 보호 스크린 51, 70a, 82:제1 내지 제3 기판시트
55, 86:제1 및 제2 반사 방지막 70:제2 렌티큘러 스크린
70b, 84:제1 및 제2 외부광 흡수시트
80:다기능 스크린 90:복합 스크린
L1:외부광 L2:내부광
R, G, B:적색광, 녹색광, 청색광
본 발명은 영상이 표시용 스크린 및 이를 구비하는 영상표시매체에 대한 것으로써, 보다 자세하게는 영상이 투사되는 스크린과 이를 구비하는 프로젝션 텔레비전에 관한 것이다.
프로젝션 텔레비젼이나 비디오 프로젝터 등과 같은 영상 프로젝션 시스템은 특수 제작된 소형 음극선관(CRT)이나 액정표시소자(LCD) 또는 폴리머분산 액정표시소자(PDLC) 등의 영상디스플레이수단을 사용하여 영상을 발생시키고, 그 영상을 투사렌즈를 이용하여 대형 스크린에 확대 투사하는 방식의 영상 디스플레이 시스템이다. 이러한 영상 프로젝션 시스템은, 최근 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 대형 화면을 얻을 수 있다는 장점에서 날로 그 수요가 증대되고 있는 실정이다. 영상 프로젝션 시스템은 주지된 바와 같이 영상을 스크린에 확대투사하는 방식에 따라 전면 투사형과 배면 투사형으로 구분된다.
이러한 영상 프로젝션 시스템은 영상원에서 스크린을 향하여 광을 투사시킴으로써 스크린의 표면에 영상을 형성하여 스크린의 전방에 위치하는 관찰자에게 인지될 수 있도록 마련된다. 관찰자가 영상을 시청하는 경우에 그 위치는 상기 스크린의 전방 중앙이 바람직하나, 관찰자는 스크린 전방의 우측 또는 좌측에서 볼 수도 있고, 스크린 보다 다소 높은 위치에서 혹은 다소 낮은 위치에서 시청할 수 있다. 따라서 영상 프로젝션 시스템은 수평과 수직으로 넓은 시야각을 갖는 것이 바람직하다.
종래 기술에 의한 프로젝션 텔레비전은 도 1에 도시된 바와 같이 캐비넷(10), 캐비넷(10)의 전면에 설치되며 영상이 맺히는 스크린(20), 캐비넷(10) 내에서 설치되며 영상을 생성하고 이를 조사하는 CRT 등과 같은 화상생성수단(11), 화상생성수단(11)에서 조사된 영상을 확대 투사시키는 투사렌즈유닛(13), 투사렌즈유닛(13)으로부터 입사된 영상을 스크린(20) 쪽으로 반사시키는 반사경(15)으로 구성된다.
이러한 프로젝션 텔레비전은 스크린(20) 뒤쪽에서 영상이 투사되고, 시청자는 스크린(20) 앞쪽에서 스크린(20)에 투사된 영상을 시청하게 된다.
도 1과 함께 도 2를 참조하면, 스크린(20)은 반사경(15)으로부터 입사되는 광을 출사시에 평행광이 되도록 굴절시키는 프레넬 스크린(41), 프레넬 스크린(41)의 앞쪽에 구비되어 프레넬 스크린(41)을 투과한 영상이 수평으로 넓게 퍼지게 하는, 수평 시야각을 넓게 하는 제1 렌티큘러 스크린(43), 제1 렌티큘러 스크린(43)의 앞쪽에 구비되어 프레넬 스크린(41) 및 제1 렌티큘러 스크린(43)을 보호하는 보호 스크린(50) 등으로 구성된다.
보호 스크린(50)은 제1 렌티큘러 스크린(43)을 보호하는 제1 기판시트(51)와 제1 기판시트(51)의 앞면에 부착된 외광반사 저감수단(55)으로 구성된다. 외광반사 저감수단(55)은 외부광, 예컨대 형광등과 같은 광원으로부터 입사되는 광이 베이스 기판 시트(55) 표면에서 반사되는 것을 방지하는 반사 방지막이다.
도 2에 도시된 종래 기술에 의한 프로젝션 텔레비전 스크린의 경우, 제1 렌티큘러 스크린(43)에 의해 수평방향 시야각은 어느 정도 확보될 수 있으나, 수직방향 시야각이 매우 좁은 문제점을 안고 있다.
도 3은 이러한 문제점을 해소하기 위해 제시된 종래의 스크린(일본특개2000-137293호(2000.5.16), 발명의 명칭:투과형 스크린)의 하나이다.
도 3에서 참조번호 60은 프레넬 스크린이고, 62는 렌티큘러 스크린이다. 도 3에 도시된 렌티큘러 스크린(62)은 도 2에 도시된 제1 렌티큘러 스크린(43)과 동일한 것으로 참조부호 62b는 블랙 스트라이프를 나타낸다. 그리고 참조부호 62a는 렌즈 형상의 광 입사면을 나타낸다.
렌티큘러 스크린(62)과 달리 도 3에 도시된 프레넬 스크린(60)은 도 2에 도시된 프레넬 스크린(41)과 다르다.
구체적으로, 도 3에 도시된 프레넬 스크린(60)의 광 입사면(60a)은 소정의 패턴을 갖도록 가공되어 있다. 상기 소정의 패턴은 수평으로 형성되고 서로 평행한 복수의 미소 패턴들로 이루어진다. 상기 각 미소 패턴은 볼록렌즈의 한쪽과 동일한 형상이다. 다시 말하면, 광 입사면(60a)에는 볼록렌즈의 한쪽처럼 볼록한 복수개의 형상이 수평으로, 곧 렌티큘러 스크린(62)의 광 입사면(62a)에 형성된 실린더형 렌즈에 수직한 방향으로 나란히 형성되어 있다.
따라서 도 3에 도시된 프레넬 스크린(60)의 광 입사면(60a)에 입사된 광은 도 2에 도시된 프레넬 스크린(41)의 광 입사면에 입사된 광보다 수직으로 넓게 퍼지게 된다. 이것은 도 3에 도시된 스크린의 수직 방향 시야각이 도 2에 도시된 스크린의 수직 방향 시야각 보다 훨씬 넓다는 것을 의미한다.
그런데, 도 3에 도시된 종래의 스크린도 다음과 같은 이유로 수직방향 시야각이 제한될 수밖에 없다.
곧, 수평방향 시야각(이하, 수평 시야각)처럼 수직방향 시야각(이하, 수직 시야각)을 크게 하기 위해서는 도 3에 도시된 프레넬 스크린(60)의 광 입사면(60a)에 형성된 각 미소 패턴의 곡률을 크게 하여야 하는데, 스크린 구조상 상기 각 미소 패턴의 곡률을 크게 하기는 어렵고, 따라서 수직 시야각은 제한된다. 대안으로 파워(power)를 크게 할 수 있는데, 이 경우 프레넬 스크린(60)에 확산된 광이 입사되어 영상의 선명도가 저하될 뿐만 아니라 다중 상이 발생하여 시청이 어렵게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 종래의 스크린이 적용되었을 때의 수직 및 수평 시야각을 보여주는데, 참조부호 g1은 수평방향 시청각에 따른 휘도 변화를 보여주는 제1 그래프이고, g2는 수직방향 시청각에 따른 휘도 변화를 보여주는 제2 그래프이다.
제1 및 제2 그래프(g1, g2)를 참조하면, 수평 시야각(θH)에 비해 수직 시야각(θV)이 훨씬 작다는 것을 알 수 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 수평 및 수직방향 모두에서 큰 시야각을 확보할 수 있고, 콘트라스트(contrast) 비를 크게 할 수 있는 영상표시용 스크린을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 스크린이 구비된 프로젝션 텔레비전을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 프레넬 스크린, 수평 시야각 확보를 위한 제1 렌티큘러 스크린, 수직 시야각을 확보하기 위한 제1 수단과 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하기 위한 제2 수단을 구비하는 제2 렌티큘러 스크린 및 보호 스크린을 포함하는 영상표시용 스크린을 제공한다.
상기 제2 렌티큘러 스크린과 상기 보호 스크린들은 소정 간격으로 이격되어 있거나 접착 시트를 매개로 하여 접착되어 있다.
상기 제2 수단은 상기 제1 수단의 뒷면과 동일한 형상으로 가공되어 있다.
상기 제1 수단은 상기 제2 수단과 마주하는 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성된 기판시트이고, 상기 제2 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트이다.
본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 평행광이 출사되도록 입사광을 굴절시키는 프레넬 스크린, 상기 프레넬 스크린을 통과한 광에 대한 수평 시야각을 확보하기 위한 렌티큘러 스크린 및 상기 렌티큘러 스크린 앞쪽에 구비된 다기능 스크린을 구비하되, 상기 다기능 스크린은 뒷면이 상기 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보할 수 있는 소정 형태로 가공된 기판시트; 상기 뒷면에 부착되어 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하는 제1 수단; 및 상기 기판시트의 앞면에 부착되어 상기 외부광의 산란반사를 방지하는 제2 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린를 제공한다.
여기서, 상기 기판시트의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈 가 수평 방향으로 나란히 형성되어 있고, 상기 제1 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트이며, 상기 제2 수단은 상기 기판시트의 앞면에 코팅된 반사 방지막이다.
본 발명은 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 화상생성수단으로부터 생성된 영상이 투사되는 스크린을 구비하는 프로젝션 텔레비전에서 상기 스크린이 프레넬 스크린, 수평 시야각 확보를 위한 제1 렌티큘러 스크린, 수직 시야각을 확보하기 위한 제1 수단과 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하기 위한 제2 수단을 구비하는 제2 렌티큘러 스크린 및 보호 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전을 제공한다.
여기서, 상기 제2 렌티큘러 스크린과 상기 보호 스크린들은 접착시트를 매개로 접착되어 있고, 상기 제2 수단은 상기 제1 수단의 뒷면과 동일한 형상으로 가공되어 있다. 상기 제1 수단은 상기 제2 수단과 마주하는 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성된 기판시트이고, 상기 제2 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트이다.
본 발명은 또한 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 화상생성수단으로부터 생성된 영상이 투사되는 스크린을 구비하는 프로젝션 텔레비전에서 상기 스크린이 프레넬 스크린, 수평 시야각을 확보하기 위한 렌티큘러 스크린 및 상기 렌티큘러 스크린 앞쪽에 구비된 다기능 스크린을 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전을 제공한다.
여기서, 상기 다기능 스크린은 뒷면이 상기 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보할 수 있는 소정 형태로 가공된 기판시트, 상기 뒷면에 부 착되어 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하는 제1 수단 및 상기 기판시트의 앞면에 부착되어 상기 외부광의 산란반사를 방지하는 제2 수단을 구비한다.
상기 기판시트의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성되어 있고, 상기 제1 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트이며, 상기 제2 수단은 상기 기판시트의 앞면에 코팅된 반사 방지막이다.
이러한 본 발명을 이용하면, 수평 및 수직 시야각 모두를 크게 할 수 있고, 화면의 콘트라스트 비를 높일 수 있어 고화질의 영상을 시청할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 영상표시용 스크린 및 이를 구비하는 프로젝션 텔레비전을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 의한 영상표시용 스크린에 대해 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 영상표시용 스크린은 순차적으로 배열된 프레넬 스크린(41), 제1 렌티큘러 스크린(43), 제2 렌티큘러 스크린(70) 및 보호 스크린(50)을 포함한다. 프레넬 스크린(41)은 출사광이 평행광이 되도록 입사광을 굴절시킨다. 따라서 제1 렌티큘러 스크린(43)에는 평행광이 입사된다. 이를 위해 프레넬 스크린(41) 앞면에 프레넬 산이 형성되어 있다. 상기 프레넬 산은 PMMA 원판에 자외선(UV) 경화수지를 사용하여 형성한 것으로 소정의 피치를 갖는다. 이에 따라 프레넬 스크린(41)은 다초점을 형성시켜 시청거리를 제어하게 된다.
도면에 도시하지는 않았지만, 프레넬 스크린(41) 뒷면에 수직 시야각을 크게 하는데 도움을 줄 수 있는, 소정 형상을 갖는 복수의 패턴이 형성될 수 있다. 상기 복수의 패턴들은 모두 동일한 패턴인 것이 바람직하고, 각 패턴은 수평으로 형성된 실린더형 렌즈인 것이 바람직하다.
프레넬 스크린(41)의 앞쪽에 구비된 제1 렌티큘러 스크린(43)은 프레넬 스크린(41)으로부터 입사되는 광을 수평으로 넓게 퍼지게 하여 수평 시야각을 크게 한다. 제1 렌티큘러 스크린(43)은 입사면과 출사면에 수직 방향으로 복수의 실린더형 렌즈들이 형성되어 있기 때문에, 수평 방향으로 큰 시야각을 가지면서도 칼라 쉬프트(color shift)는 최소화될 수 있다.
제1 렌티큘러 스크린(43) 앞쪽에 구비된 제2 렌티큘러 스크린(70)은 제1 렌티큘러 스크린(43)에 의해 수평 시야각이 크게 된 광의 수직 시야각을 크게 한다. 이를 위해 제2 렌티큘러 스크린(70)은 투명한 제2 기판시트(70a)와 제2 기판시트(70a)의 뒷면에 부착된 제1 외부광 흡수시트(70b)로 구성된다. 제2 기판시트(70a)의 뒷면에는 소정 형상을 갖는 복수의 패턴들이 형성되어 있다. 이들 패턴들은 제1 렌티큘러 스크린(43)을 통과한 광의 수직 시야각을 크게 하기 위한 것이다. 상기 복수의 패턴들은 모두 동일한 형태이고, 수평 방향으로 나란히 형성되어 있다. 곧, 상기 복수의 패턴들은 제1 렌티큘러 스크린(43)의 뒷면에 수평 시야각 확보를 위해 수직으로 형성된 실린더형 렌즈에 수직한 방향으로 형성되어 있다. 제2 기판시트(70a)의 뒷면에 형성된 상기 복수의 패턴들의 각각은 예를 들면 앞쪽에서 입사된 광이 전반사 될 수 있는 조건을 만족하는 소정의 곡률을 갖는 실린더형 렌즈인 것이 바람직하다.
이러한 제2 기판시트(70a)의 뒷면에 접착된 제1 외부광 흡수시트(70b)의 두 께는 균일하고, 그 표면의 형상은 제2 기판시트(70a) 뒷면의 형상과 동일하다. 제1 외부광 흡수시트(70b)는 스크린 외부에서 입사되는 외부광에 의해 화면의 콘트라스트가 저하되는 것을 방지하기 위한 수단이다. 따라서 제1 외부광 흡수시트(70b)는 상기 외부광을 적절히 흡수하여 외부반사를 최소화 할 수 있도록 틴트(tint) 처리된 것이 바람직하다. 이러한 제1 외부광 흡수시트(70b)가 구비됨으로써, 낮에도 화면의 콘트라스트 비를 최대화 할 수 있고, 휘도 저하는 최소화 할 수 있다.
제1 외부광 흡수시트(70b)는 광투과율이 높은 광학용 수지, 예를 들면 PET, PC, PMMA 또는 이들의 혼합물(alloy)로 형성된 것이 바람직하다.
한편, 제2 렌티큘러 스크린(70)은 다양한 방법으로 형성할 수 있는데, 예를 들면 이중압출방법이나 자외선 경화수지를 이용하는 방법으로 형성할 수 있다.
상기 이중압출방법의 경우, 제2 기판시트(70a)와 제1 외부광 흡수시트(70b)를 동시에 압출하여 부착시키는 방법인데, 상기 압출과정에서 제1 외부광 흡수시트(70b)만 틴트 처리한다.
상기 자외선 경화수지를 이용하는 방법은 제2 기판시트(70a) 뒷면의 실린더형 렌즈 형상은 자외선 경화 수지를 이용하여 구성하는 방법이다. 이때, 제2 기판시트(70a)의 뒷면의 실린더형 렌즈가 형성되는 부분만 집중적으로 틴트 처리한다.
이러한 방법을 이용하면, 제2 렌티큘러 스크린(70)의 앞면과 뒷면의 광학적 특성 조절이 용이하여 원하는 휘도와 콘트라스트 비를 갖는 다양한 스크린를 구성할 수 있다.
제2 렌티큘러 스크린(70) 앞쪽에 구비된 보호 스크린(50)은 스크린을 보호하 면서 대전 및 외부 스크래치를 방지함과 아울러 외부광의 산란 반사를 방지하기 위한 것으로써, 제1 기판시트(51), 제1 기판시트(51) 앞면에 코팅된 제1 반사 방지막(55)으로 구성된다.
한편, 도 5에 도시한 스크린 구성에서, 보호 스크린(50)과 제2 렌티큘러 스크린(70)은 일체로 구성되거나 접착시트를 이용하여 접착된 형태로 구성될 수 있다.
도 6은 전자의 경우를, 도 7은 후자의 경우를 각각 보여준다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 스크린은 프레넬 스크린(41), 제1 렌티큘러 스크린(43) 및 다기능 스크린(80)으로 구성될 수 있다. 다기능 스크린(80)은 도 5에 도시한 제2 렌티큘러 스크린(70) 및 보호 스크린(50)의 역할을 한다. 곧, 다기능 스크린(80)은 그 뒤쪽에 구비된 스크린 요소들을 보호하면서 표면에서의 외부광 산란 반사를 방지한다. 이를 위해 다기능 스크린(80)은 제3 기판시트(82)의 앞면에 제2 반사 방지막(86)이 부착되어 있고, 수직 방향으로 나란히 복수의 실린더형 렌즈가 형성된 제3 기판시트(82)의 뒷면은 제2 외부광 흡수시트(84)로 덮여 있다. 제2 반사 방지막(86)은 도 5에 도시한 제1 반사 방지막(55)과 모든면에서 동등한 것이 바람직하다. 제2 외부광 흡수시트(84)도 도 5에 도시한 제1 외부광 흡수시트(70b)와 모든면에서 동등한 것이 바람직하다.
또한, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 스크린은 프레넬 스크린(41), 제1 렌티큘러 스크린(43) 및 복합 스크린(90)으로 구성될 수도 있다. 복합 스크린(90)은 도 5에 도시한 제2 렌티큘러 스크린(70)과 보호 스크린(50)이 접착 시트(미도시)를 매개로 하여 접착된 것이다. 각각에 대한 설명은 상술하였으므로 생략한다.
도 7에 도시한 바와 같이 제2 렌티큘러 스크린(70)과 보호 스크린(50)을 접착시킨 경우, 강성을 갖게 되어 광 굴곡이나 변형 등이 발생되지 않는다. 아울러 광학산 필름의 미세한 주름 등이 발생되지 않으므로 보다 깨끗한 영상을 제공하는 것이 가능한다.
도 8은 도 5에 도시한 스크린의 평면도로써 편의 상 보호 스크린(50)은 도시하지 않았다.
도 8을 참조하면, 프레넬 스크린(41)에 입사된 광들(R, G, B), 곧 적생광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)은 각각 평행하게 진행하여 제1 렌티큘러 스크린(40)의 뒷면, 곧 입사면에 입사된다. 제1 렌티큘러 스크린(40)에 입사된 광들(R, G, B)은 제1 렌티큘러 스크린(40) 자체의 굴절률과 그 앞뒷면의 곡률 등에 의해 정해지는 광 굴절 특성에 따라 제1 렌티큘러 스크린(40)을 나올 때, 수평 방향으로 넓게 퍼지게 된다. 곧, 제1 렌티큘러 스크린(40)을 통과한 광들(R, G, B)의 수평 시야각은 크게 된다.
도 9는 도 8을 9-9'방향으로 절개한 단면을 보여준다.
도 9를 참조하면, 프레넬 스크린(41)과 제1 렌티큘러 스크린(40)을 순차적으로 통과한 적색광(R), 녹색광(G) 또는 청색광(B)은 제2 렌티큘러 스크린(70)을 통과하면서 수직 방향으로 넓게 퍼지는 것을 볼 수 있다.
이와 같이 제2 렌티큘러 스크린(70)은 자신을 통과하는 광의 수직 시야각을 크게 증가시킨다.
도 10은 제2 렌티큘러 스크린(70)의 작용을 보여준다. 도 10에서 참조부호 L1 및 L2는 각각 스크린 외부에서 입사되는 광(이하, 제1 광) 및 제1 렌티큘러 스크린(40)을 통과하여 수평 시야각이 충분히 크게 확보된 광(이하, 제2 광)을 나타낸다.
도 10을 참조하면, 제2 기판시트(70a)의 앞면을 통해서 입사된 제1 광(L1)은 제2 기판시트(70a)를 진행하여 제1 외부광 흡수시트(70b)에 입사된다. 상기한 바와 같이 제2 기판시트(70a)의 뒷면은 앞쪽에서 입사되는 광이 전반사 될 수 있도록 소정의 곡률을 갖는 실린더형 렌즈로 가공된 바, 그 표면을 따라 부착된 제1 외부광 흡수시트(70b)도 동일한 곡률을 갖는 실린더형 렌즈가 된다. 따라서 제1 외부광 흡수시트(70b)에 입사된 제1 광(L1)은 제1 외부광 흡수시트(70b)의 바깥면 경계의 한곳에서 전반사 된 후, 제1 외부광 흡수시트(70b) 내부를 진행하게 된다. 이어서 제1 광(L1)은 제1 외부광 흡수시트(70b)의 바깥면 경계의 다른 곳에서 다시 전반사 된 후, 입사 방향과 반대 방향으로 진행한다. 이 과정에서 제1 광(L1)은 제1 외부광 흡수시트(70b)에 대부분 흡수된다. 때문에 제2 기판시트(70a)를 통해서 제1 외부광 흡수시트(70b)에 입사된 외부광이 제2 기판시트(70a)로 재 반사되는 경우는 없고, 있어도 그 정도는 미미하여 제2 광(L2)에 미치는 영향은 무시할 수 있다.
한편, 제2 광(L2)도 뒤쪽에서 제1 외부광 흡수시트(70b)를 통해서 제2 기판시트(70a)에 입사되기 때문에, 제1 외부광 흡수시트(70b)에 의한 제2 광(L2)의 흡수를 고려할 수 있다.
그러나 도 10에서 볼 수 있듯이, 제2 광(L2)이 제1 외부광 흡수시트(70b)를 통과하는 광 경로는 제1 광(L1)이 제1 외부광 흡수시트(70b)에 입사되어 흡수될 때까지의 광 경로에 비해 극히 짧다. 때문에 제2 광(L2)에 대한 제1 외부광 흡수시트(70b)의 광흡수율은 극히 낮아서 제1 외부광 흡수시트(70b)가 제2 광(L2)에 대해 미치는 영향은 무시할 수 있다.
이와 같이 제1 외부광 흡수시트(70b)는 제2 광(L2), 곧 CRT 등과 같은 화상생성수단으로부터 오는 영상에 대해서는 영향을 주지 않으면서 제1 광(L1), 곧 외부에서 입사되는 광은 대부분 흡수하기 때문에, 제1 외부광 흡수시트(70b)가 부착된 제2 렌티큘러 스크린(70)이 포함된 스크린이 적용된 프로젝션 텔레비전의 화면 콘트라스트 비는 크게 되고, 휘도는 종래보다 밝아지게 된다.
다음은 상기한 본 발명의 실시예에 의한 스크린에 근거하여 본 발명자가 실시한 실험예에 대해 설명한다. 본 실험에서 비용 절감을 위해 제2 렌티큘러 스크린(70)과 보호 스크린(50)이 일체형으로 된 다기능 스크린(80)을 포함하는 도 6에 도시한 스크린을 사용하였다. 그리고 프레넬 스크린(41)의 산과 산사이의 피치(pitch)는 0.068mm, 제1 렌티큘러 스크린(43)의 뒷면에 형성된 실린더형 렌즈들의 피치는 0.52mm, 제1 렌티큘러 스크린(43) 앞면에서 블랙 스트라이프 비율은 45% 정도로 하였다. 또한, 다기능 스크린(80)의 뒷면에 형성된 복수의 실린더형 렌즈들 간의 피치는 0.155mm로 하였다. 또한 본 실험에서는 비교를 위해 도 2에 도시한 종래의 스크린을 사용하였다.
다음 표 1은 상기 실험예에 사용된 도 6에 도시한 스크린 구성요소들에 대한 제원(諸元)들을 정리한 것이다.
항 목
피치 (mm) 블랙 스트라이프 비율 비고(재료,형태, tint 처리 등)
프레넬 0.068 PMMA 원판+UV curing
제1 렌티큘러 스크린 0.52 45% PMMA
다기능 스크린 0.155 PMMA원판, 렌즈부 tint 처리, 반사방지막
상기 실험예에 대한 결과는 도 11에서 볼 수 있다. 도 11은 수직 시야각에 따른 휘도를 보여준다. 도 11에서 참조부호 G1은 종래 스크린에 대한 경우를 보여주는 제1 그래프이고, 참조부호 G2는 도 6에 도시한 본 발명의 스크린에 대한 경우를 보여주는 제2 그래프이다.
도 11의 제1 및 제2 그래프들(G1, G2)을 참조하면, 본 발명의 경우 수직 방향으로 넓은 각에 걸쳐 충분한 휘도를 얻을 수 있는 반면, 종래의 경우 충분한 휘도를 얻을 수 있는 수직 방향의 각이 본 발명에 비해 훨씬 좁다는 것을 알 수 있다.
이러한 사실로부터 본 발명의 실시예에 의한 스크린이 적용된 프로젝션 텔레비전을 이용하는 경우, 시청자가 수평 및 수직방향으로 비교적 넓은 위치에서 텔레비전을 정상적으로 시청할 수 있음을 알 수 있다.
도 12는 상술한 본 발명의 실시예에 의한 스크린이 구비된 프로젝션 텔레비전(이하, 본 발명의 텔레비전)의 구성을 개략적으로 보여준다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 텔레비전은 스크린(100)에 특징이 있다. 좌측의 원은 스크린(100)의 일부분을 확대하여 도시한 것이다. 상기 원을 참조하면, 스 크린(100)은 도 5에 도시한 스크린과 동일한 것을 알 수 있다. 본 발명의 텔레비전 스크린(100)은 도 5에 도시한 스크린과 동일한 것이 바람직하나, 도 6 또는 도 7에 도시한 스크린이라도 무방하다.
도 12에서 참조번호 10, 11, 13 및 15는 각각 케이스, 화상생성수단, 투사렌즈 유닛 및 반사경을 나타낸다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상술한 본 발명의 스크린 구성에서 제1 렌티큘러 스크린 및/또는 제2 렌티큘러 스크린의 기판시트 등에 광 확산제를 더 첨가할 수 있을 것이다. 또한, 외부광 흡수시트에서 발생될 수도 있는 열을 제거하기 위해 스크린에 미소 열 전달장치 또는 냉각장치를 연결할 수도 있을 것이다. 또한 제2 렌티큘러 스크린 뒷면의 일부에만 선택적으로 외부광 흡수시트를 구비할 수도 있을 것이며, 상기 뒷면에 형성된 복수의 실린더형 렌즈들의 피치나 곡률을 일부 다르게 할 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 스크린은 수평 시야각을 크게 하는 제1 렌티큘러 스크린 앞쪽에 수직 시야각을 크게 하기 위한 제2 렌티큘러 스크린을 구비한다. 이를 위해 제2 렌티큘러 스크린의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복 수의 실린더형 렌즈가 수평으로 나란히 형성되어 있고, 이러한 뒷면은 균일한 두께를 갖고 상기 복수의 실린더형 렌즈와 동일한 곡률을 갖는 외부광 흡수시트로 덮여 있다.
따라서 본 발명을 이용하면, 상기 제1 및 제2 렌티큘러 스크린에 의해 수평 시야각과 함께 수직 시야각도 크게 증가시킬 수 있다. 또한 제2 렌티큘러 스크린에 구비된 외부광 흡수시트에 의해 외부에서 입사된 광이 대부분 흡수되기 때문에, 종래보다 콘트라스트 비가 높고, 휘도도 밝아진다.

Claims (24)

  1. 평행광이 출사되도록 입사광을 굴절시키는 프레넬 스크린;
    상기 프레넬 스크린을 통과한 광에 대한 수평 시야각을 확보하기 위한 제1 렌티큘러 스크린;
    상기 제1 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보하기 위한 제1 수단과 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하기 위한 제2 수단을 구비하는 제2 렌티큘러 스크린; 및
    상기 제2 렌티큘러 스크린 앞에 구비된 보호 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 렌티큘러 스크린과 상기 보호 스크린들은 소정 간격으로 이격된 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 렌티큘러 스크린과 상기 보호 스크린들은 접착 시트를 매개로 하여 접착된 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제2 수단은 상기 제1 수단의 뒷면과 동일한 형상으로 가공된 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 수단은 상기 제2 수단과 마주하는 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성된 기판시트인 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트인 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 프레넬 스크린의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평으로 나란히 구비된 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  8. 평행광이 출사되도록 입사광을 굴절시키는 프레넬 스크린;
    상기 프레넬 스크린을 통과한 광에 대한 수평 시야각을 확보하기 위한 렌티큘러 스크린; 및
    상기 렌티큘러 스크린 앞쪽에 구비된 다기능 스크린을 구비하되,
    상기 다기능 스크린은,
    뒷면이 상기 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보할 수 있는 소정 형태로 가공된 기판시트;
    상기 뒷면에 부착되어 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하는 제1 수단; 및
    상기 기판시트의 앞면에 부착되어 상기 외부광의 산란반사를 방지하는 제2 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기판시트의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성된 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트인 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 수단은 상기 기판시트의 앞면에 코팅된 반사 방지막인 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 프레넬 스크린 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평으로 나란히 구비된 것을 특징으로 하는 영상표시용 스크린.
  13. 화상생성수단으로부터 생성된 영상이 투사되는 스크린을 구비하는 프로젝션 텔레비전에 있어서,
    상기 스크린은,
    평행광이 출사되도록 입사광을 굴절시키는 프레넬 스크린;
    상기 프레넬 스크린을 통과한 광에 대한 수평 시야각을 확보하기 위한 제1 렌티큘러 스크린;
    상기 제1 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보하기 위한 제1 수단과 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하기 위한 제2 수단을 구비하는 제2 렌티큘러 스크린; 및
    상기 제2 렌티큘러 스크린 앞에 구비된 보호 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제2 렌티큘러 스크린과 상기 보호 스크린들은 접착 시트를 매개로 하여 접착된 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 제2 수단은 상기 제1 수단의 뒷면과 동일한 형상으로 가공된 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제1 수단은 상기 제2 수단과 마주하는 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성된 기판시트인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제2 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 프레넬 스크린의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평으로 나란히 구비된 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  19. 화상생성수단으로부터 생성된 영상이 투사되는 스크린을 구비하는 프로젝션 텔레비전에 있어서,
    상기 스크린은,
    프레넬 스크린;
    수평 시야각을 확보하기 위한 렌티큘러 스크린; 및
    상기 렌티큘러 스크린 앞쪽에 구비된 다기능 스크린을 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 다기능 스크린은,
    뒷면이 상기 렌티큘러 스크린을 통과한 광에 대한 수직 시야각을 확보할 수 있는 소정 형태로 가공된 기판시트;
    상기 뒷면에 부착되어 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하는 제1 수단; 및
    상기 기판시트의 앞면에 부착되어 상기 외부광의 산란반사를 방지하는 제2 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 기판시트의 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평 방향으로 나란히 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 수단은 틴트(tint) 처리된 광 흡수시트인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 제2 수단은 상기 기판시트의 앞면에 코팅된 반사 방지막인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
  24. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 프레넬 스크린 뒷면에 소정의 곡률을 갖는 복수의 실린더형 렌즈가 수평으로 나란히 구비된 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비전.
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