KR970010481B1

KR970010481B1 - Dichroic fresnel screen

Info

Publication number: KR970010481B1
Application number: KR1019940015540A
Authority: KR
Inventors: 오정일
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 김광호
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1997-06-26
Also published as: KR960003364A

Abstract

A dichronic fresnel screen of a projection type of television set is disclosed. A dichronic mirror represents a mirror surface coated by a special metal layer. The dichronic mirror removes a color shift phenomenon. The lights inputted to the mirror have a same inputting angle and a different reflecting angle.

Description

이색성 프로넬스크린Dichroic Fresnel Screen

제1도는 종래의 프리넬스크린의 정면도와 측면도이다.1 is a front view and a side view of a conventional Fresnel screen.

제2도는 종래의 프리넬스크린의 작용 상태를 보인 것이다.2 is a view showing an operation state of a conventional Fresnel screen.

제3도는 종래의 색분리현상을 보인 것이다.3 shows a conventional color separation phenomenon.

제4도는 본 발명의 이색성 프리넬스크린의 구성을 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the configuration of the dichroic Fresnel screen of the present invention.

제5도는 본 발명에 따라 R, G, B입사각도를 결정하는 것을 보여주는 것이다.5 shows the determination of R, G and B incidence angles in accordance with the present invention.

제6도는 본 발명에 따라 이색성거울의 각도를 결정하는 것을 보인 것이다.6 shows the determination of the angle of the dichroic mirror in accordance with the present invention.

제6도는 눈(eye)의 분해능(ΔF)의 크기를 결정하는 것을 보여주는 것이다.6 shows determining the size of the eye's resolution ΔF.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 프리넬스크린 11 :이색성거울10: Fresnel Screen 11: Dichroic Mirror

12 : R이색성거울 14 : G이색성 거울12: R dichroic mirror 14: G dichroic mirror

16 : B이색성거울16: B dichroic mirror

본 발명은 3원색인 R(red), G(green), B(blue) 이미지소스(image source)를 투사렌즈로 확대 투사하여 고화질의 대형화면을 얻고자 할 때 사용되는 배면 투사형 스크린에 관한 것으로, 특히 시청위치에 따른 색분리(color shift)현상 및 R, G, B색 혼합에 따른 백색 상태에서의 고른 색분포(white uniformity) 문제들을 개선하고자 하는 투사형(projection) T.V용 이색성(dichroic) 프리넬스크린(fresnel screen)에 관한 것이다.The present invention relates to a rear projection screen used when a three-primary color R (red), G (green), B (blue) image source is projected with a projection lens to obtain a high-quality large screen In particular, dichroic for projection TVs aimed at improving color shifting depending on viewing position and even white uniformity problems in the white state due to R, G, and B color mixing. It is about a fresnel screen.

종래의 프리넬스크린(30)은, 제1에 도시된 바와 같이, 프리넬스크린(30)의 중심을 기점으로 하여 좁고 가느다란 피치(pitch, P0.2)가 원형으로 프리넬스크린 에쥐(screen edge) 부분까지 형성을 하고 있으며, 프리넬스크린(30)은 이미지소스 입사측(32)에는 노멀(normal), 산란을 유도시키기 위한 표면처리인 매트(met), 수직쪽의 시야각을 넓히기 위한 브이-렌티컬러(v-lenticular)등의 형상 처리를 실시하며 좁고 가느다란 원형의 피치(pitch)는 출사측(34)에 형상 처리를 실시한다.Conventional Fresnel screen 30, as shown in the first, narrow and narrow pitch (Pitch, P, starting from the center of the Fresnel screen 30) 0.2) forms a circular edge of the fresnel screen, and the fresnel screen 30 has a mat (normal) on the image source incident side 32, which is a surface treatment for inducing scattering. met) and v-lenticular shapes to widen the viewing angle in the vertical direction, and the narrow and narrow circular pitches are subjected to the shape processing on the exit side 34.

프리넬스크린(30)은 볼록렌즈(positive lens, plano convex)의 역할을 수행함으로써 3개의 원색 R, G, B 이미지소스로부터 출사된 빛을, 제2도에 도시한 바와 같이, 입사측(32)에서 받아 출사측(34)으로 출사시 모아주게 함으로서 이 모아진 빛이 다시 렌티컬러렌즈에 의해 확산되어 시청자의 시청거리를 보다 근접하게 하여 밝은 화면을 구성토록 한다.The Fresnel screen 30 serves as a convex lens (positive lens, plano convex) to emit light emitted from the three primary color R, G, B image sources, as shown in Figure 2, the incident side 32 By collecting the light at the output side 34, the collected light is diffused by the lenticular lens to bring the viewer's viewing distance closer to the viewer to form a bright screen.

종래의 프리넬스크린은 프리넬스크린 형상이 R, G, B에 공히 동일하게 형성되어 있음으로 R, G, B의 서로 다른 입사각에 의해 서로 다른 출사각을 가지므로 시청위치에 따른 색분리(color shift)현상 및 백색 상태에서의 고른 색분포(white uniformity)에 문제점을 가지고 있다.Conventional Fresnel screen has the same shape of the Fresnel screen is formed on the R, G, B, because the different angle of incidence by the different incidence angle of R, G, B, color separation according to the viewing position (color problems with shift and white uniformity in the white state.

따라서 본 발명의 목적은 색분리 및 백색상태에서의 고른 색분포의 개선을 위하여 이색성 기능을 프리넬스크린에 부가하여 서로 다른 입사각을 가지면서 동일의 각도로 출사할 수 있는 이색성 프리넬스크린을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to add a dichroic function to the Fresnel screen to improve color separation and even color distribution in a white state, and to provide a dichroic Fresnel screen that can emit at the same angle with different incidence angles. To provide.

상기 본 발명의 목적은 달성하기 위하여, 본 발명은 이색성거울을 프리넬스크린 내부에 삽입함으로써 서로 다른 입사각을 가지면서 프리넬스크린에 입사하여도 동일의 출사각을 가지면서 광을 출사할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is to insert the dichroic mirror inside the Fresnel screen so that the light can be emitted while having the same exit angle even when entering the Fresnel screen with a different angle of incidence Characterized in that.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 부품들은 가능한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same parts in the figures represent the same reference signs wherever possible.

여기에서 사용되는 이색성거울(dichroic mirror)이란 용어는 특수 금속막으로 피복된 유리 표면이며, 특정한 색의 빛을 반사하고 기타색의 빛은 투과하도록 되어있는 것으로 정의한다. 컬러쉬프트(color shift)란 용어는 시청위치에 다른 색분리현상을 의미하는 것으로, 부연설명하면 스크린의 중앙에서 시야각을 좌우로 옮김에 따라 스크린에서 느끼는 색감이 변화되어 가는 것으로 정의한다. 눈의 분해능(resolving power)이란 눈(eye)으로 분별할 수 있는 2점 간의 극한 거리 또는 시각을 의미한다.As used herein, the term dichroic mirror is defined as a glass surface covered with a special metal film, which reflects light of a certain color and transmits light of other colors. The term color shift refers to a color separation phenomenon different from the viewing position. In detail, the color shift is defined as a change in the color felt by the screen as the viewing angle is shifted from the center of the screen to the left and right. Resolving power of an eye means an extreme distance or time between two points which can be distinguished by an eye.

본 발명에 따른 프리넬스크린(10)이 구비하고 있는 각각의 이색성거울(11)들(R 이색성거울(12)과 G 이색성거울(14) 및 B 이색성거울(16)의 구성을 제4도에 도시한다. 본 발명에 따른 이색성 프리넬스크린(10)은, 제4도에 도시된 바와 같이, 이색성거울(11)을 프리넬스크린(10) 내부에 삽입함으로써 서로 다른 입사각을 가지면서 프리넬스크린(10)에 입사하여도 동일의 출사각을 가지면서 광을 출사할 수 있도록 한 것이다.Each of the dichroic mirrors 11 (R dichroic mirror 12, G dichroic mirror 14, and B dichroic mirror 16) of the Fresnel screen 10 according to the present invention The dichroic Fresnel screen 10 according to the present invention has different incidence angles by inserting the dichroic mirror 11 into the Fresnel screen 10 as shown in FIG. Even if the light enters the Fresnel screen 10 while having the same exit angle is to emit light.

상기의 프리넬스크린(10)을 구성하는 눈에 분해능(ΔF)의 요소는 R, G, B의 이색성거울 (11)(dichroic mirror) 역할을 하는 R, G, B요소 이색성거울(11) 3개로 구성되어 있으며 이색성거울(11)의 각도는 R, G, B의 입사각에 따라 서로 상이하게 구성된다.Element of the resolution (ΔF) to the eyes constituting the Fresnel screen 10 is a dichroic mirror 11, R, G, B which serves as a dichroic mirror (11) of R, G, B ) Is composed of three and the angle of the dichroic mirror 11 is configured differently depending on the incidence angle of R, G, B.

상기 3개의 이색성거울(1)은 눈의 분해능(ΔF)을 구성하고자 하는 광학시스템(projection layout)에 있어서 프리넬스크린(10) 크기 및 출사각도 결정에 의해 각 부분 부분이 서로 상이한 값을 가지며 이는 다음과 같다.The three dichroic mirrors 1 have different values from the respective parts by determining the size and the exit angle of the Fresnel screen 10 in the projection layout for configuring the eye resolution ΔF. This is as follows.

제5도에서는 광학시스템(projection layout)이 결정되면서 이색성거울(11)(반사형)을 제외한 것을 보여주고 있다. 여기서 ℓ은 렌즈의 렌즈의 출사측(exit pupil)에서 프리넬스크린(10) 배면까지의 거리를 나타내고, y_R, y_B는 각각 Green을 기준으로 한 Red, Blue 출사동의 거리이다.In FIG. 5, the optical layout is determined and the dichroic mirror 11 (reflective type) is shown. Where l represents the distance from the exit pupil of the lens to the back of the Fresnel screen 10, and y _R and y _B are the distances of the red and blue exit pupils based on Green, respectively.

눈(eye)의 분해능(ΔF) 설계를 위한 임의의 위치 A의 입사각을 결정하기 위해 스크린센터(screen center)에서 A위치(position)까지의 거리를, 제5도에서 도시한 바와 같이, Δh라 하자. 그러면 프리넬스크린(10) 배면의 입사각 θ_G, θ_B, θ_R은The distance from the screen center to the A position to determine the angle of incidence of any position A for the design of the eye resolution ΔF is denoted as Δh, as shown in FIG. lets do it. Then, the incident angles θ _G , θ _B , θ _R on the back of the Fresnel screen 10 are

[식 1][Equation 1]

상기 식 1에 의거하여 입사각 θ₁을 결정할 수 있다.Based on Equation 1, the incident angle θ ₁ can be determined.

이색성거울(11 : dichroic mirror) 각도를 결정하기 위하여, 제６도에 도시한 바와 같이, 입사각 θ₁= (90℃-θ_G또는θ_R또는 θ_B)가 되고 최적의 시청거리 및 기타의 조건에 부합된 프리넬스크린(10) 출사각 θ₀가 결정되면 이색성거울(11) 각도 θ_M은 제６에 도시한 바와 같이, 각도가 서로 같으므로To determine the dichroic mirror (11) angle, as shown in FIG. 6, the incidence angle θ ₁ = (90 ° C.-θ _G or θ _R or θ _B ) and the optimal viewing distance and other When the exit angle θ ₀ is determined according to the condition, the dichroic mirror 11 angle θ _M is equal to each other, as shown in FIG.

[식 2][Equation 2]

상기 식 2에 의거하여 동일의 출사각을 갖게 하기 위한 R, G, B 이색성거울의 각(angle) θ_MR, θ_MG, θ_MB을 결정할 수 있다.Based on Equation 2, the angles θ _MR , θ _MG , and θ _MB of the R, G, and B dichroic mirrors for the same emission angle can be determined.

ΔF의 크기는 눈의 분해능을 고려한 시야각을 θ_e, 최근접 시청 거리를 S라 하고 제7도를 참조하면,For the magnitude of ΔF, the viewing angle in consideration of the resolution of the eye is θ _e , and the closest viewing distance is S. Referring to FIG. 7,

[식 3][Equation 3]

개략적으로 눈의 분해능을 1분, 최근접 시청 거리를 1m라 하면, 상기 식 3에 의해,If the resolution of the eye is approximately 1 minute and the nearest viewing distance is 1 m,

상기의 조건에 의하여 프리넬스크린(10)를 구성하면, 제4도에 도시한 바와 같이, B레이(ray)는 R이 색성거울과 G이색성거울(16)은 투과하고 B이색성거울(14)에 반사하여 소정의 출사각으로 투사되며, G레이(ray)는 R이색성거울과 B이색성거울(14)은 투과하고 G이색성거울(16)에 반사하여 소정의 출사각으로 투사되며, R레이(ray)는 B이색성거울과 G이색성거울(16)은 투과하고 R이색성거울(12)에 반사하여 소정의 각도로 출사하게 된다.When the Fresnel screen 10 is constructed under the above conditions, as shown in FIG. 4, the B ray has R transmitted through the chromatic mirror and the G dichroic mirror 16, and the B dichroic mirror ( 14) is reflected and projected at a predetermined exit angle, the G-ray (ray) is transmitted through the R dichroic mirror and the B dichroic mirror 14, reflected by the G dichroic mirror (16) and projected at a predetermined exit angle The R ray is transmitted through the B dichroic mirror and the G dichroic mirror 16 and reflected by the R dichroic mirror 12 to emit at a predetermined angle.

따라서 상기 각각의 R, G, B레이들이 서로 다른 각도로 프리넬스크린에 입사되더라도 동일의 각도로 출시되게 되는 것이다.Therefore, even if each of the R, G, B rays are incident on the Fresnel screen at different angles will be released at the same angle.

상기와 같은 동일한 효과를 위하여 상술한 이색성거울(11)의 사용을 대신하여 이색성프리즘을 사용하거나, R, G, B의 레이를 다른 광학 요소로 제어하여 상기의 효과를 가져올 수 있다.Instead of using the dichroic mirror 11 described above, the same effect as described above may be achieved by using a dichroic prism or by controlling the rays of R, G, and B with other optical elements.

상술한 바와 같이, 본 발명은 투사형 T.V에 있어서 이색성 프리넬스크린을 사용함으로서 기존의 프리넬스크린 사용시 나타나는 색분리, 백색상태에서의 고른 색분포(white uniformity) 문제가 현저하게 저하되는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect that the problem of color separation and even white uniformity in a white state is significantly reduced by using a dichroic Fresnel screen in a projection TV. .

Claims

투사형 T.V의 프리넬스크린에 있어서, 색분리(Color shift)현상을 제거하기 위하여 이색성거울을 가져서 서로 다른 입사각을 가지면서 동일한 출사각을 가지게 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 이색성프리넬스크린.2. A dichroic Fresnel screen comprising a projection T.V Fresnel screen, having a dichroic mirror to remove color shift and emitting light with a different angle of incidence.

제1항에 있어서, 상기의 프리넬스크린은 반사에 의해 작용을 하는 프리넬스크린으로 볼록렌즈의 기능을 하는 것을 특징으로 하는 이색성 프리넬스크린.The dichroic Fresnel screen according to claim 1, wherein the Fresnel screen functions as a convex lens as a Fresnel screen acting by reflection.

제1항에 있어서, 상기 이색성거울은 이색성프리즘으로 하는 것을 특징으로 하는 이색성 프리넬스크린.The dichroic fresnel screen according to claim 1, wherein the dichroic mirror is a dichroic prism.