KR0173703B1 - 프로젝터의 프론트프로젝션스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로젝션렌즈측에서부터 불렌즈어레이층과 스크린 백-패널층의 순서로 위히하여서 된 프로젝터의 프론트프로젝션스크린에 관한 것으로, 스크린에 입사되어 반사되는 빔의 각도를 조정함으로써 관찰자방향으로만 투사빔을 분산시키도록 하여 스크린의 콘트라스트 및 휘도를 향상시킬 수 있도록 된 프로젝터의 프론트프로젝션스크린을 제공함에 그 목적이 있고, 그 구성은 프로젝터의 프로젝션렌즈(2)로부터 투사이미지빔이 투사되도록 볼렌즈어레니층(12)과 스크린백-패널층(14)은 순서로 위치하여 이루어진 2중구조의 스크린(10)에 있어서, 상기 스크린 백-패널층(14)은 경사면 (14a)과, 수직면(14b)으로 형성되고, 상기 경사면(14a)은 규칙적인 배열을 가지고 다수개가 형성되어 있으며 , 수직면(14b)에 대하여 소정각도(α)만큼 기울어져 있는 한편, 그 표면은 어는 정도의 표면거칠기가 있는 전반사면으로 구성된 것이다.

Description

프로젝터의 프론트프로젝션스크린

제1도는 종래 프로젝터를 나타낸 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 프로젝터의 측면도.

제3도는 제2도의 스크린상에서 일어나는 광경로도를 나타낸 도면.

제4도는 제3도의 스크린 백-패널(screen back-panel)층을 나타낸 도면.

제5도 (a)(b)는 본 발명에 따른 스크린 백-패널층의 여러가지 형상을 나타낸 도면.

제6도 (a)(b)는 본 발명에 따른 볼렌즈어레이층의 여러가지 형상을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스크린 12 : 볼렌즈어레이층

14 : 스크린 백-패널(screen back-panel)층

14a : 경사면 14b : 수직면

본 발명은 프로젝터(projector;투사형화상표시장치)의 프론트프로젝션스크린에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로젝션렌즈측에서부터 볼렌즈어레이층과 스크린 백-패널층의 순서로 위치하여서 된 프로젝터의 프론트프로젝션스크린에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형화상표시장치와 투사형화상표시장치로 구분된다.

직시형 화상표시장치 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는 데 한계가 있다.

또한, 투사형화상표시장치, 즉 프로젝터에는 대화면용 액정표시장치(Liquid Cyrstal Display; 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대호면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.

따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액추에디티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays: 이하 AMA라 칭함)를 이용한 프로젝터가 개발되었다. AMA를 이용한 프로젝터는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 거울면들이 M × 1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M × N 어레이로 배열되어 있다(도시않됨). 따라서 1차원 AMA를 이용하는 프로젝터는 주사거울을 이용하여 M × 1 개의 광선들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 프로젝터는 M × N 개의 광속들을 투사시켜 M × N화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

일반적으로 프로젝터 또는 프로젝션 TV의 프론트프로젝션 스크린은 흰색의 수지(RESIN), 천 또는 종이등으로 이루어진다. 제1도는 종래 프로게터의 개략도로서, 이에 도시한 바와 같이, 프로젝션렌즈(2)와, 스크린(4)을 포함하여 구성된다.

상기 프로젝션렌즈(2)로부터 투사이미지빔이 스크린(4)에 투사되고, 투사빔은 스크린(4)에서 모든 방향으로 분산되는데, 스크린(4)에 입사되는 외부광도 모든 방향으로 분산된다. 따라서, 스크린(4)은 모든 방향으로 입사빔을 분산해주기 때문에 관찰자 방향으로만 분산시킬 때보다 콘트라스트(contrast)가 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 프로젝터의 프론트프로젝션스크린에서는 관찰자는 외부광을 될 수 있는 한 차단하기 위해 스크린(4)의 주변부 조병등을 소등하여 스크린(4)의 화면을 관찰해야하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 프로젝터의 프론트프로젝션스크린에 있어서의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 스크린으로 입사되는 외부광을 흡수하고, 또한 스크린에 입사되어 반사되는 빔의 각도를 조정함으로써 관찰자 방향으로만 투사빔을 분산시키도록 하여 스크린의 콘트라스트 및 휘도를 향상 시킬 수 있도록 된 프로젝터의 프론트프로젝션스크린을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 프로젝터의 프론트프로젝션스크린은 프로젝터의 프로젝션렌즈로부터 투사이미지빔이 투사되도록 볼렌즈어레이층과 스크린 백-패널층의 순서로 위치하여 이루어진 2중구조의 스크린에 있어서, 상기 스크린 백-패널층은 경사면과, 수직면으로 형성되고, 상기 경사면은 규칙적인 배열을 가지고 다수개가 형성되어 있으며, 수직면에 대하여 소정각도(α)만큼 기울어져 있는 한편, 그 표면은 어느 정도의 표면거칠기가 있는 전반사면인 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린이 제공된다.

이하 본 발명에 따른 프로젝터의 프론트프로젝션스크린을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따르는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린을 나타낸 개략도로서, 이에 도시한 바오 같이, 프로젝션렌즈(2)와, 스크린(10)을 포함하여 구성된다.

상기 스크린(10)은 프로젝션렌즈(2)측에서부터 볼렌즈어레이층(12)과 스크린 백-패널층(14)의 순서로 위치하여 2중구조로 구성되어 있다.

제3도는 제2도의 스크린상에서 일어나는 광경로도르 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 다수개의 볼렌즈가 규칙적인 배열을 갖도록 서로 겹쳐져서 된 볼렌즈어레이층(12)이 있고, 상기 볼렌즈어레이층(12)과 약간 떨어져서 스크린 백-패널층(14)이 위치하고 있다.

도면중에서 α₁은 상기 스크린(10)의 수평축(H)에 대한 프로젝션렌즈(2)의 광축(3)이 이루는 각을 나타내고, α₂'는 프로젝션렌즈(2)의 광축(3)이 볼렌즈내에서 반사되어 나오면서 수평축(H)와 이루는 각을 나타내고, α₂는 프로젝션렌즈(2)의 광축(3)이 볼렌즈내에서 반사된 후 볼렌즈 입사측면에서 다시 꺾여져 나가면서 수평축(H)과 이루는 각을 나타낸 것이다.

상기 스크린 백-패널층(14)은 경사면(14a)과 수직면(14b)을 포함하여, 경사면(14a)의 기울기각 α는 α=(α1+α2')/2로 정해진다.

또한, 도면중에서 프로젝션렌즈(2)로부터의 투사빔이 스크린(10)의 수직축과 시계방향으로의 각도를 가지면-,시계반대방향은 +로 정하면, 각α₁, α₂, α₂'는 -부호를 가지며, α₂'는 α₁으로의 투사빔이 반사되어 나갈 때, 매질인 볼렌즈내에서의 각이고 계속진행하여 볼렌즈밖으로 나오면 각 α₂로 되는 것이다.

도면중에서 A는 스크린 백-패널층(14)의 경사면(14a)이 없을 경우 형성되는 촛점이고, B는 경사면(14a)에 의해 형성되는 촛점을 나타낸다.

제4도는 제3도의 스크린 백-패널층의 상세도로서, 이에 도시한 바와 같이, 스크린 백-패널층(14)은 일측면에 경사면 (14a)과 수직면(14b)이 형성되어 이루어진다. 상기 경사면(14a)은 수직면(14b)에 대하여 α의 각도를 가지고 형성되어 있다.

상기 스크린 백-패널(14)의 경사면(14a)에서 반사된 투사빔이 보다 넓은 관찰자를 향하여 퍼져 나가게 하기 위해 람베르틴 소스(Lambertian Source)적인 흰색 반사면으로 하거나 어느 정도의 표면거칠기를 가지는 전반사면 또는 흰색 분산층(fine-mat-white color-surface)이 형성된 경사면(14a)을 이루고 있다.

또한, 외부입사광이 스크린(10)에 입사되었을 때 제2도에서와 같이 되 반사 되어나오는 양을 줄이기 위해, 상기 스크린 백-패널층(14)의 수직면(14b)에는 흑색 흡수면 또는 어느 정도의 표면거칠기를 갖는 흑체 흡수면을 형성시킨다.

이하 제3도를 참조호 본 발명에 따른 프로젝터의 프론트프로젝션스크린에서의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저 프로젝션렌즈(2)로부터 투사이미지빔이 스크린(10)의 볼렌즈어레이층(12)을 이루고 있는 하나의 볼렌즈로 입사되면 스크린 백-패널층(14)의 경사면(14a)에 의해 반사되어 볼렌즈내의 (B)점에서 촛점이 형성된다. 따라서 볼렌즈의 촛점거리(focal length)안쪽에 투사빔의 촛점을 형성케 함으로써 다시 되돌아 나라때는 기하광학적원리에 의해 더욱 퍼진 상태로 나가게 된다.

본 발명에서는 스크린 백-패널(14)의 경사면(14a)이 각α을 가지므로 관찰자방향으로만 퍼져나가는 빔이된다. 즉, 상기와 같이 경사면(14a)에서 반사된 빔이 일정한 위치에 있는 관찰자들을 향한 발산상태의 빔으로 되어 관찰자에게 영상정보르 전달할 수 있게 되는 것이다.

한편, 프로젝션렌즈(2)로부터의 투사빔외에 다른 외부광이 스크린(10)으로 입사되면 외부광의 스크린(10)을 향한 입사각은 프로젝션렌즈(2)로부터의 투사빔의 입사각과 다르기 때문에 스크린 백-패널층(14)의 수직면(14b)에서 흡수된다.

제5도 (a)(b)는 본 발명에 따른 스크린 백-패널의 정면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 스크린 백-패널층(14)은 경사면(14a)과 수직면(14b)로 이루어져 있다. 즉, 상기 경사면(14a)은 관찰자들로 프로젝션렌즈의 투사빔이 지향성을 가지고 입사할 수 있도록 전 영역에서 일정한 각도를 가지고 규칙적으로 다수개가 배열되어있다. 상기(가)와 같은 스크린 백-패널층(14)은 외부광의 영향이 큰 환경에 적합한 것이다. (나)는 상기 스크린 백-패널층(14)의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 경사면(14a)은 수직면(14b)에 대하여 서로 지그재그 타입으로 배열된 것이다.

제6도 (a)(b)는 본 발명에 따른 볼렌즈어레이층을 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 상기 볼렌즈어레이층(12)은 (a)는 평면에서의 모양이 사각형향상인 것을 나타내고, (b)는 평면에서의 모양이 육각형형상인 것을 나타낸다. 볼렌즈의 측면형상은 제3도에 나타낸 바와 같이 모두 양측면이 일정한 곡률반경을 가진 볼록한 형상이다.

상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝터의 프론트프로젝션스크린에 있어서, 스크린 백-패널층(14)의 경사면(14a)으로 인해 투사빔의 투사광은 일정한 위치에 있는 관찰자를 향해서만 발산하는 빔으로 되고, 또한 스크린 백-패널층(14b)의 수직면(14b)으로 인해 관찰자에게 노이즈광으로 작용하는 외부광을 흡수하므로 외부광의 영향을 현저히 줄일 수 있어서 스크린의 컬러콘트라스트(contrast)가 향상되는 효과가 있고, 결국 휘도(brigntness)와 컬러콘트라스트(contrast)등이 향상되는 효과가 있는 것이다.

본 발명에서는 기존의 CRT나 LCD방식의 후면 프로젝션 TV광학계보다 훨씬 광효율이 높은 AMA(Actuated Mirror Array)방식의 프론트프로젝션스크린의 광학계에 적용하여 더욱 풍부한 광량에 의해 더욱 효과적인 화면 콘트라스트 향상과 더욱 넓은 시야각의 확보가 가능하게 되었다.

본 발명은 상기에서 바람직한 실시예를 중심으로 설명 및 도시하였으나 본 발명의 기술분야에 익숙한 기술자라면 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양하게 변형실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 프로젝터의 프로젝션렌즈(2)로부터 투사이미지빔이 투사되도록 볼렌즈어레이층(12)과 스크린 백-패널층(14)의 순서로 위치하여 이루어진 2중구조의 스크린(10)에 있어서, 상기 스크린 백-패널층(14)은 경사면(14a)과, 수직면(14b)으로 형성되고, 상기 경사면(14a)은 규칙적인 배열을 가지고 다수개가 형성되어 있으며, 수직면(14b)에 대하여 소정각도(α)만큼 기울어져 있는 한편, 그 표면은 어느 정도의 표면거칠기가 있는 전반적인 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린.
2. 제1항에 있어서, 상기 볼렌즈어레이층(12)은 평면에서의 모양이 사각형형상이고 측면형상은 양측이 일정한 곡률반경을 가진 볼록한 형상인 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린.
3. 제1항에 있어서, 상기 볼렌즈어레이층(12)은 평면에서의 모양이 육각형상이고 측면형상은 양측이 일정한 곡률반경을 가진 볼록한 형상인 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린.
4. 제1항에 있어서, 상기 경사면(14a)은 흰색분산층(fine-mat-white color-surface)이 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린.
5. 제1항에 있어서, 상기 수직면(14b)은 어느 정도의 표면거칠기가 있는 흑체흡수면인 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린.
6. 제1항에 있어서, 상기 경사면(14a)은 수직면(14b)에 대하여 서로 지그재그 타입으로 배열된 것을 특징으로 하는 프로젝터의 프론트프로젝션스크린.