KR100378767B1 - 투과형 스크린 - Google Patents

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KR100378767B1
KR100378767B1 KR10-1999-0005905A KR19990005905A KR100378767B1 KR 100378767 B1 KR100378767 B1 KR 100378767B1 KR 19990005905 A KR19990005905 A KR 19990005905A KR 100378767 B1 KR100378767 B1 KR 100378767B1
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Abstract

본 발명의 투과형 스크린(10)은 투사측에 배치되는 프레넬 렌즈시트(11)와, 관찰측에 배치되는 렌티큘러 렌즈시트(12)를 구비하고, 이 중 프레넬렌즈 시트(11)는 입광측에 형성된 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)를 갖춘다. 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)는 수평방향으로 연장되는 복수의상 렌즈를 포함하고, 이 복수의

Description

투과형 스크린{TRANSMISSION SCREEN}
본 발명은 프레넬 렌즈와 렌티큘러 렌즈를 갖춘 투과형 스크린에 관한 것이다.
종래, 배면 투사형 텔레비전 등에 사용되는 투과형 스크린으로서는, 영상원으로부터의 투사광을 굴절시켜, 대략 평행광으로 하기 위한 프레넬 렌즈와, 투사광을 산란시켜 영상을 형성하기 위한 렌티큘러 렌즈를 구비한 것이 공지되어 있다.
또한, 이와 같은 종래의 투과형 스크린에 있어서는, 예컨대 투사광의 수평방향으로의 확산을 수평확산용 렌티큘러 렌즈로 행하고, 투사광의 수직방향으로의 확산을 확산제 및 수직확산용 렌티큘러 렌즈시트로 행하는 것이 공지되어 있다. 더욱이, 이들 렌티큘러 렌즈시트에 있어서는, 통상 그 확산각도가 스크린 전면에 걸쳐 균일하게 된다.
그런데, 이와 같은 종래의 투과형 스크린에 있어서는 확산각도가 스크린 전면에 걸쳐 균일하게 형성되므로, 이하에 기술된 바와 같은 차광현상이 발생되기 쉽다는 문제가 있다.
도 12a와 도 12b 및 도 12c는 투과형 스크린에서 발생하는 차광현상을 설명하기 위한 도면이다. 이중, 도 12a는 투과형 스크린(10)상에서 영상원(20)으로부터의 투사광을 관찰하는 경우의 형태를 나타낸 도면으로, 투과형 스크린(10)의 3곳의 위치(a,b,c)에서의 확산강도 및 확산방향이 화살표의 길이 및 방향으로 나타내진다. 또한, 도 12b 및 도 12c는 각각 관찰위치(p1) 및 관찰위치(p2)에서 관찰되는 투과형 스크린(10)의 휘도분포를 나타낸 도면이다.
도 12a 및 도 12b로부터 알 수 있는 바와 같이, 투과형 스크린(10)을 정면위치(관찰위치 p1)에서 관찰하는 경우에는 투과형 스크린(10)의 중심부(b)에 비하여 투과형 스크린(10)의 주변부(단부 a,c)의 휘도가 낮아 투과형 스크린(10)의 주변부가 어두운 감이 있게된다. 또한, 도 12a 및 도 12c로부터 알 수 있는 바와 같이, 투과형 스크린(10)을 정면위치로부터 벗어난 위치(관찰위치 p2)에서 관찰하는 경우에는 관찰위치(p2)에 가까운 단부(a)의 휘도가 가장 높고, 다음으로 중심부(b)와 반대측의 단부(c)로 향함에 따라서 휘도가 저하되어 투과형 스크린(10) 중 관찰위치(p2)로부터 먼 부분이 어두운 감이 있게 된다.
또한, 이와 같은 투과형 스크린(10)에 있어서는, 일반적으로 수평방향의 확산각도에 비하여 수직방향의 확산각도가 좁게 설정되므로, 투과형 스크린(10) 중 수직방향에 대하여 차광현상이 발생되기 쉬워 투과형 스크린(10)상에서의 밝기의 균일성이 결여된다.
또한, 이와 같은 차광현상의 발생을 절감하기 위한 하나의 방법으로서, 투과형 스크린(10)을 구성하는 프레넬 렌즈의 촛점거리를 짧게하는 방법이 공지되어 있다. 이 방법에 의하면, 프레넬 렌즈의 관찰측(즉, 투과형 스크린(10)의 관찰측)의 촛점이 가깝게 될 수 있으므로, 도 12a에 있어서 투과형 스크린(10)의 주변부(단부 a,c)에 투사된 광이 내측으로 경사져 출사하게 된다. 이에 따라, 이와 같은투과형 스크린(10)에 있어서는 정면위치(관찰위치 p1)에서 관찰된 경우에는 투과형 스크린(10)의 주변부(단부 a,c)의 휘도가 향상되고, 또한 정면위치로부떠 벗어난 위치(관찰위치 p2)에서 관찰된 경우에서도 관찰위치(p2)에 가까운 단부(a)의 휘도가 저하되어 관찰위치(p2)로부터 먼 단부(c)의 휘도가 향상되므로, 투과형 스크린(10)상에서 밝기의 균일성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 이와 같은 투과형 스크린(10)에서는 투과형 스크린(10)을 구성하는 프레넬 렌즈의 촛점거리가 짧으면, 영상원(20)에서 각각의 위치로부터 투사되는 3색의 영상광의 출사각도의 차가 커지게된다. 여기서, 투과형 스크린(10)의 확산각도가 좁게 설정되는 수직방향에 대해서의 출사각도의 차가 크게되면, 투과형 스크린(10)상에서 색의 얼룩이 발생하기 쉽다. 이에 따라, 이와 같은 얼룩의 발생을 고려하면, 투과형 스크린(10)의 관찰측의 촛점거리는 대략 10m 보다도 짧게 설정하는 것이 곤란하게 되어 색의 얼룩을 발생시키지 않고서 차광현상을 절감시킬 수 없게된다.
본 발명은 상기한 점을 고려하여 발명된 것으로, 스크린면 주변부의 휘도의 저하 및, 관찰위치가 정면위치로부터 벗어난 경우의 스크린면의 휘도의 불균일 등을 초래하지 않고, 스크린 전면에 걸쳐 밝기의 균일성을 실현할 수 있는 투과형 스크린을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투과형 스크린의 1실시형태를 나타낸 도면,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 나타낸 투과형 스크린에 이용되는 렌티큘러 렌즈 형상의 일례를 설명하기 위한 도면,
도 3은 렌티큘러 렌즈를 성형하기 위한 금형의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 투과형 스크린의 다른 실시형태를 나타낸 도면,
도 6a 및 도 6b는 각각 도 1에 나타낸 투과형 스크린의 1실시예에 있어서, 렌티큘러 렌즈의 상단부 및 중심부에서의 광선 추적도,
도 7과 도 8 및 도 9는 각각 도 1에 나타낸 투과형 스크린의 1실시예에 있어서, 렌티큘러 렌즈의 상단부와 중심부 및 하단부의 확산 특성도,
도 10a 및 도 10b는 각각 실시예 1과 2 및 종래예의 투과형 스크린상에서 영상원으로부터의 투사광을 관찰하는 경우의 형태를 나타낸 도면,
도 11a 및 도 11b는 실시예 1과 2 및 종래예의 휘도특성의 측정결과를 나타낸 도면,
도 12a와 도 12b 및 도 12c는 투과형 스크린에서 발생하는 차광(shading)현상을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 프레넬 렌즈와 렌티큘러 렌즈를 구비하고, 이 렌티큘러 렌즈는 그확산특성이 스크린면의 중심부와 단부 사이에서 연속적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린이다.
여기서, 본 발명에 있어서는, 상기 렌티큘러 렌즈는 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산각도가 연속적으로 크게 되는 것이 바람직하고, 또한 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산방향이 중심부측 또는 단부측으로 경사지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 렌티큘러 렌즈는 복수의상 렌즈를 포함하고, 이 복수의상 렌즈는 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 형상이 연속적으로 변화되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 복수의상 렌즈는 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 렌즈 높이가 연속적으로 커지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의상 렌즈 중 스크린면의 중심부에 배치된상 렌즈는 렌즈 정수리부와상 렌즈의 중심위치와의 간격이 대략 영(零)으로 되도록 한 형상이고, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 상기상 렌즈의 중심위치와의 간격이 연속적으로 크게 되도록 하는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 각상 렌즈는 반경이 다른 2개의 원호가 연속적으로 접하는 단면형상을 이루고, 상기 복수의상 렌즈 중 스크린면의 중심부에 배치된상 렌즈는 반경이 큰 원호의 비율이 높은 형상이고, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 반경이 작은 원호의 비율이 연속적으로 크게 되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의상 렌즈는 동일한 피치로 배열되는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 발명에 있어서는 상기 렌티큘러 렌즈는 수직확산용인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 렌티큘러 렌즈의 확산특성이 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 연속적으로 변화되므로, 스크린면 주변부의 휘도의 저하 및 관찰위치가 정면위치로부터 벗어난 경우의 스크린면의 휘도의 불균일 등을 초래하지 않고, 스크린면에 걸쳐 밝기의 균일성을 실현할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
우선, 도 1 내지 도 3에 따라 본 발명에 의한 투과형 스크린의 1실시형태에 관하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 투과형 스크린(10)은 투사측에 배치되는 프레넬 렌즈시트(11)와 관찰측에 배치되는 렌티큘러 렌즈시트(12)를 구비하고, 영상원(도시되지 않았음)으로부터의 투사광을 프레넬 렌즈시트(11)에서 대략 평행광으로 함과 더불어, 프레넬 렌즈시트(11) 및 렌티큘러 렌즈시트(12)에서 투사광을 수직방향 및 수평방향으로 산란시키는 것에 의해, 관찰측에서 영상광을 관찰 할 수 있도록 된다.
여기서, 프레넬 렌즈시트(11)는 입광측에 형성된 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)와, 출광측에 형성된 서큘러 타입(circular tape)의 프레넬 렌즈(11b)를 갖춘다. 또한, 렌티큘러 렌즈시트(12)는 입광측에 형성된 수평확산용 렌티큘러 렌즈(12a)와, 출광측에 형성된 블랙스트라이프(12b)를 갖춘다.
더욱이, 이 프레넬 렌즈시트(11) 및 렌티큘러 렌즈시트(12)는 시트상 또는필름상으로 이루어 질 수 있다. 또한, 이 프레넬 렌즈시트(11) 및 렌티큘러 렌즈시트(12) 이외에 프런트 패널시트 등을 관찰측에 배치하도록 하여도 된다.
다음에, 도 1에 나타낸 투과형 스크린(10) 내의 프레넬 렌즈시트(11)에 형성된 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)를 상세히 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)는 수평방향으로 연장되는 복수의상 렌즈를 포함하고, 이 복수의상 렌즈는 동일한 피치로 배치된다. 더욱이, 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)는 그 확산특성이 스크린면의 중심부와 단부 사이에서 연속적으로 변화된다. 구체적으로는, 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)는 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산각도가 연속적으로 크게 됨과 더불어, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산방향이 중심부측 또는 단부측에 경사지게 된다.
여기서, 이와 같은 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)에서, 스크린면의 부위에 대응하여 확산각도 및 확산방향을 변화시키는 방법으로서는 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)의 각상의 형상(곡률이나 외형 형상 등)을 변화시키는 방법이 있다.
구체적으로는, 예컨대 스크린면의 부위에 대응하여 확산각도를 변화시키는 경우에는,상 렌즈의 렌즈 높이를 스크린면의 중심측으로부터 단부측으로 향함에 따라 순차적으로 크게 하는 것에 의해 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산각도를 연차적으로 크게 할 수 있다. 또한, 스크린면의 부위에 대응하여 확산각도를 변화시키는 다른 방법으로서는 곡률을 일정하게 한 채로상 렌즈의 피치를 변화시키는 방법이 있지만, 이 방법에서는상 렌즈의 피치가 일정하지 않게 됨으로써, 프레넬 렌즈시트(11)의 출사측에 형성된 프레넬 렌즈(11b) 사이에서 무아레(물결무늬)가 발생하기 쉬운 결점이 있다.
또한, 스크린면의 위치에 대응하여 확산방향을 변화시키는 경우에는상 렌즈의 정수리부(O')와상 렌즈의 중심위치(O)와의 간격(W;도 2a 참조)을 스크린면의 중심부에 배치된상 렌즈에서 거의 영(零)으로 하고, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 간격(W)을 순차적으로 크게하는 것에 의해, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산방향을 중심부측 또는 단부측에 경사지게 할 수 있다.
더욱이, 스크린면의 부위에 대응하여 확산각도 및 확산방향을 동시에 변화시키는 경우에는, 예컨대 도 2b에 나타낸 바와 같이 각상 렌즈의 단면형상을 반경이 다른 2종류의 원호[대원호(반경 R1), 소원호(반경 R2)]가 매끄럽게 연속적으로 접하는 형상(Q는 연속적으로 접하는 점)으로 하고, 스크린면의 중심부에 배치된상 렌즈에서 대원호의 비율을 크게하며, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 소원호의 비율을 순차적으로 크게하는 것에 의해, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 그 확산각도를 연속적으로 크게 함과 더불어, 그 확산방향을 중심부측 또는 단부측으로 경사지게 할 수 있다. 더욱이, 이와 같은 경우 대원호의 반경(R1) 및 소원호의 직경(2×R2)은상 렌즈의 피치보다 크게하는 것이 바람직하다.
여기서, 이와 같은 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)는 각상 렌즈에 대응하는 형상을 갖는 금형에 의해 성형될 수 있다. 더욱이, 이와 같은 금형은 평면 연삭 또는 선반에 의해서 가공하는 것이 가능하다.
도 3은 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 성형하기 위한 금형의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이 금형(32)을 선반에 의해서 가공하는 경우에는 가공용의 날(31)로서, 그 단면형상이 1개 이상의 원호 또는 타원호와 직선이 매끄럽게 연속적으로 접하는 형상의 것을 준비한다. 구체적으로는, 날(31)의 단면형상은 중심축에 대해서 좌우 대칭인 대략 사다리꼴 형상의 각도를 둥글게한 형상이고, 그 대략 사다리꼴 형상의 편측이 도 2a 또는 도 2b에 나타낸 단면형상과 일치하도록 되어 있다.
이와 같은 단면형상을 갖는 날(31)은 수치제어에 의해 임의의 각도로 설정 가능한 날 받침대(일본 특허공개 소62-124801호 공보와, 동 특허공개 평7-40107호 공보 및, 동 특허공개 평7-241919호 공보 참조)에 취부되고, 화살표(R)방향으로 회전되는 원통상의 피절삭물을 따라서 날(31)을 화살표(F)방향으로 동일 피치로 이송하며, 날(31)의 피절삭물에 대한 각도(절단각도)를 ±45°이내로 1피치 마다로 변화시키면서 피절삭물을 절삭하는 것에 의해 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)의 원반인 원통상의 금형(32)을 제조할 수 있다.
따라서, 이와 같이 하여 제조된 금형(32)을 이용하여 열 가소성 수지의 용융 압출성형, 또는 자외선이나 전자선 등의 전이방사선에 의해 경화되는 전이방사선 경화수지를 이용한 전이방사선 경화성형에 의해, 스크린면의 중심부와 단부사이에서 확산특성이 연속적으로 변화된 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)를 성형할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)의 확산특성(확산각도 및 확산방향)이 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 연속적으로 변화되므로, 정면위치(관찰위치 p1)에서 관찰된 경우에 투과형 스크린(10)의 주변부(단부 a,c)의 휘도가 향상되고, 또한 정면위치로부터 벗어난 위치(관찰위치 p2)에서 관찰된 경우에도 관찰위치(p2)에 가까운 단부(a)의 휘도가 저하되어 관찰위치(p2)로부터 먼 단부(c)의 휘도가 향상된다. 이에 따라, 스크린면 주변부의 휘도의 저하 및 관찰위치가 정면위치로부터 벗어난 경우의 스크린면의 휘도의 불균일 등을 초래하지 않고, 스크린 전면에 걸쳐 밝기의 균일성을 실현할 수 있다.
다른 실시형태
더욱이, 도 1 내지 도 3에 나타낸 실시형태에서는 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 프레넬 렌즈시트에 형성하도록 되어 있지만, 이에 한정하지 않고 도 4 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 렌티큘러 렌즈시트 또는 관찰측의 프론트 패널시트로 형성하는 것도 가능하다.
도 4는 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 렌티큘러 렌즈시트로 형성하는 경우의 실시형태를 나타낸 것이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 투과형 스크린(10)은 프레넬 렌즈시트(11)와 렌티큘러 렌즈시트(12)를 구비한다. 이중 프레넬 렌즈시트(11)는 출광측에 형성된 서큘라 타입의 프레넬 렌즈(11b)를 갖춘다. 또한, 렌티큘러 렌즈시트(12)는 입광측에 형성된 수평확산용 렌티큘러 렌즈(12a)와 출광측에 형성된 수직확산용 렌티큘러 렌즈(12c)를 갖춘다. 또한, 수직확산용 렌티큘러렌즈(12c)는 도 1 내지 도 3에 나타낸 실시형태의 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)와 동일한 형태로, 확산특성(확산각도 및 확산방향)이 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 연속적으로 변화된다.
도 5는 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 관찰측의 프론트패널 시트에 형성하는 경우의 실시형태를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 투과형 스크린(10)은 프레넬 렌즈시트(11)와 렌티큘러 렌즈시트(12) 및 프론트 패널시트(13)를 구비한다. 이중, 프레넬 렌즈시트(11)는 출광측에 형성된 서큘라 타입의 프레넬 렌즈(11b)를 갖춘다. 또한, 렌티큘러 렌즈시트(12)는 입광측에 형성된 수평확산용 렌티큘러 렌즈(12a)와, 출광측에 형성된 블랙스트라이프(12b)를 갖춘다. 더욱이, 프론트패널 시트(13)는 입광측에 형성된 수직확산용 렌티큘러 렌즈(13a)를 갖는다. 또한, 이 수직확산용 렌티큘러 렌즈(13a)는 도 1 내지 도 3에 나타낸 실시형태의 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)와 동일한 형태로 확산특성(확산각도 및 확산방향)이 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 연속적으로 변화된다.
실시예
다음에, 도 1 내지 도 3에 나타낸 실시형태의 구체적인 실시예에 관하여 설명한다.
실시예 1
실시예 1은 도 1에 나타낸 실시형태에 있어서, 스크린면의 주변부인 상단부 및 하단부에 배치된상 렌즈의 렌즈 정수리부가상 렌즈의 중심위치보다도 스크린면의 중심부 방향으로 벗어나도록 하여 스크린면의 주변부인 상단부 및 하단부의 확산의 방향이 스크린면의 중심부측으로 경사지도록 한 것이다.
본 실시예에서는 60"(인치)의 배면투사형 텔레비전용 투과형 스크린으로서, 도 1에 나타낸 바와 같은 투과형 스크린(10)을 제작했다. 또한, 프레넬 렌즈 시트(11)는 입광측에 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)가 형성되고, 출광측에 서큘라타입의 프레넬 렌즈(11b)가 형성된다.
여기서, 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)를 성형하기 위한 금형(32)은 3개의 원호가 매끄럽게 연속적으로 접하는 단면형상을 갖는 날(31)을 이용하여 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)의 원반인 원통형의 금형(32)을 제조한다. 구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이 화살표(R)방향으로 회전시킨 원통형의 피절삭물을 따라서 날(31)을 화살표(F)방향으로 동일 피치로 이송하고, 날(31)의 피절삭물에 대하여 절삭각도를 1피치 마다로 소정 각도씩 경사지면서 피절삭물을 절삭하여 원통상의 금형(32)을 제조했다. 또한, 날(31)의 단면형상은 반경 R1=0.5mm의 대원호의 양측에 반경 R2=0.2mm의 2개의 소원호가 연속적으로 접하는 형상이고, 그 편측이 도 2b에 나타낸 단면형상과 일치하도록 했다.
따라서, 이와 같이 하여 제조된 금형(32)과 표면에 서큘라 프레넬 렌즈형상이 절삭된 원통상의 금형을 병행하여 배치하고, 폴리메틸 메타크릴레이트계 수지를 용융 압출성형하는 것에 의해 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)와 서큘라 타입 프레넬 렌즈(11b)를 갖춘 프레넬 렌즈시트(11)를 제작했다.
더욱이, 이와 같이 하여 제작된 프레넬 렌즈시트(11)의 수직확산용 렌티큘러렌즈(11a)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 스크린면의 주변부인 상단부(a) 및 하단부(c)에 배치된상 렌즈의 렌즈 높이가 중심부(b)에 배치된상 렌즈의 렌즈높이에 비하여 크게 되고, 또한 스크린면의 주변부인 상단부(a) 및 하단부(c)에 배치된상 렌즈의 렌즈 정수리부가상 렌즈 중심위치 보다도 스크린면의 중심부 측으로 벗어나게 된다. 이에 따라, 스크린면의 주변부인 상단부(a) 및 하단부(c)의 확산각도가 중심부(b)의 확산각도 보다도 크게 됨과 더불어, 스크린면의 주변부인 상단부(a) 및 하단부(c)의 확산방향이 스크린면의 중심측으로 경사지게 된다.
도 6a 및 도 6b는 각각 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)의 상단부 및 중심부에서의 광선 추적도이다. 또한, 도 7과 도 8 및 도 9는 각각 수직확산용 렌티큘러 렌즈(11a)의 상단부와 중심부 및 하단부의 확산특성도이다. 또한, 도 7과 도 8 및 도 9에 있어서, 횡축의 각도(deg)는 확산방향(마이너스측이 상방, 플러스측이 하방)을 표시하고, 또한 확산특성의 피크 간격(△θ)은 스크린면의 주변부인 상단부(a) 및 하단부(c)에서 확산방향의 경사에 대응한다.
다음에, 이와 같이 하여 제작된 프레넬 렌즈시트(11)와 렌티큘러 렌즈시트(12)를 구비한 투과형 스크린(10)의 휘도특성의 측정결과에 관하여 기술한다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 실시예 및 종래 실시예의 투과형 스크린(10)상에서 영상원(20)으로부터의 투사광을 측정하는 경우의 상태를 나타낸 도면으로, 투과형 스크린(10)의 3곳의 부위에서의 확산강도 및 확산방향이 화살표의 길이 및 방향으로 나타내어 진다. 또한, 도 11a 및 도 11b는 각각 투과형 스크린(10)으로부터 3m 떨어진 정면위치(측정위치 p1) 및 측정위치(p1)로부터 600mm 떨어진 서서보는 위치(측정위치 p2)에서 측정된 투과형 스크린(10)의 휘도분포를 나타낸 도면이다.
우선, 투과형 스크린(10)을 정면위치(측정위치 p1)에서 측정하는 경우에 관해서 기술한다.
종래의 투과형 스크린(10)에서는 도 10b로부터 알 수 있는 바와 같이, 스크린면의 상단부와 중심부 및 하단부에서의 확산강도 및 확산방향이 도시되어 있으므로, 투과형 스크린(10)의 정면위치(측정위치 p1)에서는 스크린면의 중심부로부터는 가장 강한 광이 오는 한편, 스크린면의 상단부 및 하단부로부터는 가장 강한 부분으로부터 벗어난 광이 온다. 이에 따라,투과형 스크린(10)의 중심부에 비하여 투과형 스크린(10)의 주변부의 휘도가 저하된다 (도 11a 참조).
이에 대하여, 본 실시예의 투과형 스크린(10)에서는 종래의 투과형 스크린(10)과 동일한 형태로 스크린면의 중심부에 비하여 상단부 및 하단부의 휘도가 저하되지만, 도 10a로부터 알 수 있는 바와 같이, 스크린면의 상단부 및 하단부에서의 확산각도가 크고, 또한 확산방향이 중심부측으로 경사지므로(도 10a 참조), 그 저하의 방법이 종래의 투과형 스크린(10)에 비하여 작게된다 (도 11a 참조).
다음에, 투과형 스크린(10)을 서서 보는 위치(측정위치 p2)에서 측정하는 경우에 대해서 기술한다.
종래의 투과형 스크린(10)에서는 도 10b로부터 알 수 있는 바와 같이, 스크린면의 상단부와 중심부 및 하단부에서의 확산강도 및 확산방향이 일치되므로, 투과형 스크린(10)의 서서보는 위치(측정위치 p2)에서는 스크린면의 상단부가 가장 휘도가 강하고, 중심부 및 하단부 순으로 휘도가 저하된다 (도 11b참조).
이에 대하여, 본 실시예의 투과형 스크린(10)에서는 종래의 투과형 스크린(10)과 동일하게 스크린면의 상단부가 가장 휘도가 강하고, 중심부 및 하단부의 순으로 휘도가 저하되지만, 도 10a에서 알 수 있는 바와 같이 스크린면의 상단부 및 하단부에서의 확산각도가 최대이고, 또한 확산방향이 중심부측으로 경사지므로(도 10a 참조), 그 저하의 방법이 종래의 투과형 스크린(10)에 비하여 작게된다 (도 11b참조).
실시예 2
실시예 2는 도 1에 나타낸 실시형태에서, 스크린면의 주변부인 상단부 및 하단부에 배치된상 렌즈의 렌즈 정수리부가상 렌즈의 중심위치보다도 스크린면의 단부방향으로 벗어나도록 하여 스크린면의 주변부인 상단부 및 하단부의 확산방향이 스크린면의 단부측으로 경사지도록 된 것이고, 기본적인 구성은 상기된 실시예 1과 동일한 형태이다.
이 경우에는 렌즈형상이 동일하여 렌즈 정수리부의 간격의 방향만이 다르므로, 수직확산용 렌티큘러 렌즈의 상단부와 중심부 및 하단부의 확산특성도는 실시예 1의 경우와 반대로 각각 도 9와 도 8 및 도 7과 같이 된다.
투과형 스크린(10)을 정면위치(측정위치 p1)에서 측정하는 경우, 본 실시예의 투과형 스크린(10)에서는 도 9와 도 8 및, 도 7과 도 8을 각각 비교시켜 알 수 있는 바와 같이 스크린면의 중심부에 비하여 상단부 및 하단부의 휘도가 저하되지만, 스크린면의 상단부 및 하단부에서의 확산이 크고, 상단부 또는 하단부에서의 스크린면의 중심부 방향으로의 휘도가 향상되므로, 스크린면의 중심부측으로부터 단부측으로 향함에 따라 확산방향이 단부측으로 경사진 경우에서도, 그 저하 방법이 종래의 투과형 스크린에 비하여 작게된다 (도 11a 참조).
또한, 투과형 스크린(10)을 서서보는 위치(측정위치 p2)로부터 측정하는 경우 본 실시예의 투과형 스크린(10)에서는 상단부의 휘도가 가장 높고, 중심 및 하단부의 순으로 휘도가 저하되지만, 스크린면의 상단부 및 하단부에서의 확산각도가 크고, 상단부 및 하단부에서의 스크린면의 중심부 방향으로의 휘도가 향상되므로, 그 저하의 방법이 종래의 투과형 스크린에 비하여 작게 된다 (도 11b 참조).
즉, 본 실시예의 경우에는 상단부 및 하단부의 확산의 방향을 단부측으로 경사지도록 함으로써, 상단부 및 하단부의 확산각도의 증가에 의한 휘도의 향상 변화가 완화되어지고, 상단부 및 하단부의 휘도의 개선이 다소 희생되어도 극단적인 휘도의 변화를 억제하여 정면위치로부터 서서보는 위치로 기울어지는 휘도의 균일성을 중요시하는 경우에 바람직하다.
본 발명에 의하면, 스크린면 주변부의 휘도의 저하 및, 관찰위치가 정면위치로부터 벗어난 경우의 스크린면의 휘도의 불균일 등을 초래하지 않고, 스크린 전면에 걸쳐 밝기의 균일성을 실현할 수 있는 효과가 있다.

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  10. 서큘러 프레넬 렌즈와,
    동일한 피치로 배치된 복수의 凸상 렌즈를 포함하는 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 구비하고,
    상기 수직확산용 렌티큘러 렌즈는 스크린면 상에서 중심부와, 대향하는 상하 한쌍의 단부를 갖추고, 상기 스크린면의 상기 중심부로부터 상기 스크린면의 상기 각 단부를 향함에 따라 그 확산의 방향이 중심부측 또는 상기 각 단부측으로 연속적으로 경사지는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 凸상 렌즈 중 상기 스크린면의 중심부에 배치된 凸상 렌즈는 렌즈 정수리부와 凸상 렌즈의 중심위치와의 어긋남이 거의 영으로 되는 것과 같은 형상이고, 상기 스크린면의 상기 중심부측으로부터 상기 스크린면의 상기 각 단부측을 향함에 따라 상기 凸상 렌즈의 렌즈 정수리부와 凸상 렌즈의 중심위치와의 어긋남이 연속적으로 크게 되는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  12. 서큘러 프레넬 렌즈와,
    동일한 피치로 배치된 복수의 凸상 렌즈를 포함하는 수직확산용 렌티큘러 렌즈를 구비하고,
    상기 수직확산용 렌티큘러 렌즈는 스크린면 상에서 중심부와, 대향하는 상하 한쌍의 단부를 갖추고, 상기 스크린면의 상기 중심부로부터 상기 스크린면의 상기 각 단부를 향함에 따라 그 확산의 방향이 중심부측 또는 상기 각 단부측으로 연속적으로 경사지게 됨과 더불어 그 확산각이 연속적으로 크게 되는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  13. 제12항에 있어서, 상기 각 凸상 렌즈는 반경이 다른 2개의 원호가 연속된 단면형상을 이루고, 상기 복수의 凸상 렌즈 중 상기 스크린면의 상기 중심부에 배치된 凸상 렌즈는 반경이 큰 원호의 비율이 큰 형상이며, 상기 스크린면의 중심부측으로부터 상기 스크린면의 상기 각 단부측으로 향함에 따라 반경이 작은 원호의 비율이 연속적으로 크게 되는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
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