KR100390328B1

KR100390328B1 - 프레넬 렌즈시트

Info

Publication number: KR100390328B1
Application number: KR10-1999-0053004A
Authority: KR
Inventors: 후나자끼가즈오; 고바야시히데끼
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2003-07-07
Also published as: CN1151386C; EP1006399A2; DE69930821T2; KR20000047739A; US6407860B1; JP2000171613A; EP1006399A3; CN1255645A; DE69930821D1; EP1006399B1

Abstract

프레넬 렌즈시트의 동심원상 렌즈의 중심부근에 발생하는 불필요한 광선을 감소시켜, 스크린 중심부에서의 화이트스팟(white spot)의 발생이 해소되는 프레넬 렌즈시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 프레넬 렌즈의 렌즈피치가 동심원의 중심부와 프레넬 렌즈시트의 주변부에서 다르며, 그 중심부에서의 렌즈피치가, 그 주변부에서의 렌즈피치보다도 큰 배면투사형 영상표시장치의 스크린에 사용되는 프레넬 렌즈시트를 제공한다.

Description

프레넬 렌즈시트{FRESNEL LENS SHEET}

본 발명은 배면투사형 영상표시장치에 사용되는 프레넬 렌즈시트에 관한 것이다.

배면투사형 영상표시장치 (이하,「투과형 PTV」라 칭하는 경우가 있다.) 는, 브라운관 (이하,「CRT」라 칭하는 경우가 있다.), 액정패널 등으로부터의 광학상을, 투사렌즈를 사용하여 스크린의 배면으로부터 확대하여 투사함으로써 대화면의 영상을 표시하는 영상표시장치이다. 이러한 투과형 PTV 의 구성예를 도 10 에 나타낸다. CRT 방식에서는, 동도에 나타낸 바와 같이 적색 (R), 녹색 (G) 및청색 (B) 의 3 색의 CRT (1) 에서 투사된 광학상이 투사렌즈 (2) 에 의해 확대되고, 확대된 광학상이 스크린 (3) 에 결상된다. 여기서, 스크린 (3) 은 일반적으로 광선을 관찰자의 방향에 집광하는 기능을 갖는 프레넬 렌즈시트 (4) 와, 프레넬 렌즈시트 (4) 로부터의 광선을 수평방향 및 수직방향으로 확산시키는 기능을 갖는 렌티큘러 렌즈시트 (6) 로 구성되는 것이 사용되고 있다.

배면투사형 영상표시장치의 스크린에 사용되는 프레넬 렌즈시트 (4) 는, 도 11 에 모델적으로 나타낸 바와 같이, 볼록렌즈 (도 11(A)) 의 렌즈면을 동심원상으로 분할하고, 이것을 평판상에 배치한 구조 (도 11(B)) 를 가지고 있어, 볼록렌즈로서 작용한다. 프레넬 렌즈시트 (4) 의 렌즈면에는, 볼록렌즈의 렌즈면에 상당하는 프레넬면 (4x) 과, 분할된 각 프레넬면 사이에 위치하는 라이즈면 (4y) 이 존재한다. 그리고, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈시트 (4) 의 렌즈시트면 (5) 과 평행한 직선 (도 12 에서 일점쇄선으로 나타낸다.) 과 프레넬면 (4x) 의 이루는 각이 프레넬각 η라 칭해지고, 프레넬 렌즈시트 (4) 의 법선방향과 라이즈면 (4y) 의 이루는 각이 라이즈각 θ라 칭해진다.

한편, 렌티큘러 렌즈시트 (6) 는, 도 13 에 그 사시도를 나타낸 바와 같이, 수직방향으로 연장되는 다수의 렌티큘러 렌즈 (7) 가 배열되어 구성되어 있고, 이로써 광선이 수평방향으로 확산된다. 또, 관찰자측에는 수직방향으로 연장되는 블랙 스트라이프 (8) 가 형성됨으로써, 불필요한 빛을 흡수시킴으로써 콘트라스트 (contrast) 를 개선하고 있다. 상기의 렌티큘러 렌즈 (7) 및 블랙 스트라이프 (8) 는 등주기가 되도록 배열되어 있다.

프레넬 렌즈시트는, 통상 금속판등을 홈이 일정한 피치가 되도록 선반으로 절삭하여 얻은 금형을 사용한 2P (Photo-polymer) 법 또는 프레스법에 의해 제작된다. 상기 금형의 절삭에는, 약 30°∼ 90°의 날끝각(nose angle)을 갖는 바이트가 사용된다. 금형을 바이트로 절삭할 때의 모양을 도 14 에 모식적으로 나타낸다. 바이트 (9) 의 선단 (9a) 에 의해 절삭된 면 (도 14 에 나타내는 금형 (10) 의 면 y) 에 의해 프레넬 렌즈의 라이즈면이 형성되고, 바이트 (9) 의 절삭면 (9b) 에 의해 절삭된 면 (도 14 에 나타내는 면 x) 에 의해 프레넬 렌즈의 프레넬면이 형성된다.

바이트를 사용한 금형의 절삭시에는 바이트의 마모, 금형의 변형 등이 발생하고, 절삭개시 직후에 절삭된 금형의 절삭면의 형상과, 절삭종료 직전에 절삭된 금형의 절삭면의 형상이 달라지게 되는 경우가 있다. 또, 2P 법 또는 프레스법에 의해 프레넬 렌즈시트를 제작할 때, 금형의 형상을 정확하게 전사할 수 없는 경우도 있다. 어떤 경우라도, 제작된 프레넬 렌즈시트의 프레넬면의 형상은, 광학적으로 최적인 것으로서 설계된 설계치대로의 형상과는 미묘하게 달라지게 된다. 이렇게 프레넬 렌즈시트의 프레넬면의 형상이 설계치대로인 것을 얻을 수 없음으로써, 예기하지 않은 불필요한 광선이 발생하는 경우가 있다. 해당 불필요 광선이 프레넬 렌즈시트의 중앙부근 (동심원의 중심부근) 에서 발생하면, 관찰자에게는 불쾌한 불균일한 밝기로 보인다(이하, 이 밝기의 불균일을「화이트 스팟 (white spot)」으로 칭하는 경우가 있다.). 예컨대, 투과형 PTV 에 전백색신호를 입력하고, 정면에서 1.5 m 의 위치에 서서 스크린을 관찰했을 때, 프레넬 렌즈시트의 동심원의 중심의 약간 상방에 직경이 5 mm 에서 15 mm 의 위치에 타원형의 화이트 스팟이 관찰되는 경우가 있다.

그런데, 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 렌즈의 일정한 피치 (이것을「PF」라 약기한다.) 와, 렌티큘러 렌즈시트에서의 렌티큘러 렌즈의 일정한 배열주기 (이것을「PL」이라 약기한다.) 와의 비는, 일반적으로 모아레(Moire)의 발생이 경감되는 값으로 설정되어 있다. 예컨대, 일본 공개특허공보 소 59-95525 호에는, PF 와 PL 의 비를, N + 0.35 ∼ 0.43 또는 1/(N + 0.35 ∼ 0.43) (단, N 은 2 ∼ 12 의 자연수이다.) 의 범위가 되도록 설정함으로써 모아레가 감소되는 것이 기재되어 있다.

최근, 하이비젼 영상 등의 고화질의 화상에 대응하기 위해, 렌티큘러 렌즈의 배열주기를 작게 하는 것이 실시되고 있고, 모아레의 발생을 회피하기 위해, 이에 맞춰 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 렌즈피치의 미세화도 실시되고 있다. 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 렌즈피치의 미세화를 실시하면, 단위길이당 프레넬 렌즈시트의 동심원상 홈의 개수가 늘어나고, 화이트 스팟의 원인이 되는 불필요 광선을 발생시키는 프레넬면 변형부도 늘어나게 된다. 따라서, 프레넬 렌즈시트에 형성되는 일정 피치의 렌즈의 미세화가 진전됨에 따라 화이트 스팟의 문제가 더욱 더 중요해지고 있다.

본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 프레넬 렌즈시트의 동심원상 렌즈의 중심부근에 발생하는 불필요 광선을 감소시켜, 스크린 중심부에서의화이트 스팟의 발생이 해소되는 프레넬 렌즈시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기의 과제를 해결하는 본 발명의 프레넬 렌즈시트는 배면투사형 영상표시장치의 스크린에 사용되는 것으로써, 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 프레넬 렌즈의 렌즈피치가 동심원의 중심부와 프레넬 렌즈시트의 주변부에서 달라지며, 그 중심부에서의 렌즈피치가, 그 주변부에서의 렌즈피치보다도 큰 것을 특징으로 한다. 여기에서, 일반적으로, 상기 중심부는 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리가 20 mm 미만의 영역이며, 주변부는 상기 중심부의 외주부분이다. 그리고, 본 발명은, 상기의 중심부 (동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리가 20 mm 미만의 영역) 에서의 렌즈피치가 0.1 mm 이상인 경우에 특히 유효하다. 예컨대, 동심원상 프레넬 렌즈의 렌즈피치가 중심으로부터의 거리에 따라 연속적 또는 단계적 (계단상) 으로 작아지는 영역을 형성함으로써, 동심원상 프레넬 렌즈의 중심부에서의 렌즈피치를 주변부에서의 렌즈피치보다도 크게 할 수 있는데, 이 경우에 렌즈피치가 중심으로부터의 거리에 따라 연속적 또는 단계적으로 작아지는 영역이 일부분뿐이며, 기타 영역에서는 중심으로부터의 거리에 관계없이 렌즈피치가 일정해도 상관없다. 본 발명의 프레넬 렌즈시트의 중심부에서의 렌즈피치는, 조합되어 함께 배면투사형 영상표시장치에 사용되는 렌티큘러 렌즈시트의 렌즈피치보다 작은 것이 바람직하다.

도 1 은 프레넬 렌즈 주변부에서의 광선의 경로를 나타내는 도면.

도 2 는 프레넬 렌즈 중심부 부근에서의 광선의 경로를 나타내는 도면.

도 3 은 변형부가 있을 때의 프레넬 렌즈 주변부에서의 광선의 경로를 나타내는 도면.

도 4 는 변형부가 있을 때의 프레넬 렌즈 중심부 부근에서의 광선의 경로를 나타내는 도면.

도 5 는 투과형 PTV 스크린의 모아레의 발생위치를 나타내는 개략도.

도 6 은 프레넬 렌즈시트에 발생하는 명암호(縞)를 설명하는 도면.

도 7 은 본 발명의 각 실시예에서의 프레넬 렌즈시트의 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리 (프레넬 렌즈 반경) 와 프레넬 렌즈피치와의 관계를 나타내는 도면.

도 8 은 비교예에서의 프레넬 렌즈시트의 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리와 프레넬 렌즈피치와의 관계를 나타내는 도면.

도 9 는 각 실시예 및 비교예의 프레넬 렌즈시트에서의 중심부의 라이즈면 형상을 나타내는 도면.

도 10 은 배면투사형 스크린을 사용한 투과형 PTV 의 개략구성도.

도 11 은 프레넬 렌즈시트의 단면을 모델적으로 나타내는 도면.

도 12 는 프레넬 렌즈시트의 부분확대 단면도.

도 13 은 렌티큘러 렌즈시트의 개략사시도.

도 14 는 프레넬 렌즈시트 제작용 금형의 절삭시의 모식도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : CRT 2 : 투사렌즈

3 : 스크린 4 : 프레넬 렌즈시트

4z : 프레넬 렌즈 미소변형부 5 : 프레넬 렌즈시트면

6 : 렌티큘러 렌즈시트(lenticular lens sheet)7 : 렌티큘러 렌즈

8 : 블랙 스트라이프(black stripe) 9 : 금형 절삭용 바이트

10 : 금형 L1, L2 : 입사광선

금형의 절삭시에 발생하는 바이트의 마모, 금형의 변형이나, 2P 법 등에 의한 프레넬 렌즈시트의 제작시에 금형의 형상을 정확하게 전사할 수 없음으로 인해, 프레넬 렌즈시트의 프레넬면의 형상이 설계치대로인 것을 얻지 못하고, 예기하지 않은 불필요한 광선이 발생하는 경우가 있는 것은 상술한 바와 같다. 프레넬 렌즈 중심부근에서 밝은 불필요 광선이 발생하는 원인은 이하와 같이 설명된다.

앞서, 도 11 에서 설명한 바와 같이, 스크린에 사용되는 프레넬 렌즈시트 (4) 는, 볼록렌즈의 렌즈면을 동심원상으로 분할하고, 이것을 평판상에 배치한 구조를 가지고 있다. 프레넬 렌즈시트의 주변부에 입사한 CRT 등으로부터의 광선의 경로를 도 1 에, 프레넬 렌즈시트의 중심부에 입사한 광선의 경로를 도 2 에 각각 나타낸다. 투과형 PTV 의 구성도인 도 10 으로부터 용이하게 이해되는 바와 같이, 프레넬 렌즈의 주변부에 입사하는 광선 (도 1 의 광선 L1) 은, 프레넬 렌즈의 중심부에 입사하는 광선 (도 2 의 광선 L2) 보다도 큰 입사각도로 프레넬 렌즈에 입사한다. 프레넬 렌즈의 라이즈면 (4y) 으로 차단된 광선 L1 또는 L2 는 프레넬면 (4x) 까지 도달하지 않기 때문에, 도 1 에 있어서 W1 으로 나타내는 영역, 도 2 에 있어서 W2 로 나타내는 영역에서는 광선이 통과하지 않는다. 도 1 의 W1 의 길이와 도 2 의 W2 의 길이를 비교하면 알 수 있듯이, 광선이 통과하지 않는 영역의 넓이는 프레넬 렌즈의 중심부쪽이 프레넬 렌즈의 주변부보다도 좁은 것이다. 도 5 에 있어서 광선이 통과하지 않는 영역의 폭을 D 로 표시하고, 광선이 통과하는 영역의 폭을 B 로 표시하면, 렌즈피치 P 에 대한 광선이 통과하지 않는 영역의 폭 D 의 비율은 프레넬 렌즈의 중심부에서는 0 % 에 가까운 값인데, 일반적인 프레넬 렌즈시트의 주변부에서는 이 비율은 약 50 % 이다.

금형의 절삭시의 바이트의 마모 또는 금형의 변형이나, 2P 법 등에 의한 프레넬 렌즈시트의 제작시에 금형의 형상을 정확하게 전사할 수 없음으로 인해, 프레넬 렌즈 형상이 설계치와 어긋나는 정도 (크기) 는 프레넬 렌즈의 위치에 의해 특별히 달라지지는 않고, 프레넬 렌즈 중심부와 주변부에서 그 크기는 변하지 않는다. 여기서, 프레넬 렌즈의 주변부를 나타내는 도 3, 프레넬 렌즈의 중심부를 나타내는 도 4 에서 모두 4z 로 표시한 바와 같이, 프레넬 렌즈의 중심부와 주변부에서 같은 크기의 프레넬 렌즈 형상의 설계치로부터 어긋나게 되어, 변형부 (4z) 가 발생했다고 가정한다. 광선이 통과하지 않는 영역의 넓이는 프레넬 렌즈의 중심부쪽이 프레넬 렌즈의 주변부보다도 좁기 때문에, 프레넬 렌즈의 주변부를 나타내는 도 3 에서는, 변형부 (4z) 가 광선이 통과하지 않는 영역 W1 의 범위내에 포함되어, 변형부 (4z) 가 존재하는 것은 프레넬 렌즈시트의 광학적인 성능에 아무런 영향을 미치지 않는다. 한편, 광선이 통과하지 않는 영역의 좁은 중심부 (도 4) 에서는, 변형부 (4z) 가 광선이 통과하지 않는 영역 W2 을 초과해 버린다. 따라서, 광선 (L2) 의 일부가 변형부 (4z) 를 통과하여, 예기하지 않은 불필요 광선 (L3) 이 발생한다. 이와 같이 프레넬 렌즈 중심부와 주변부에서는 광선이 통과하지 않는 영역의 크기가 원래 다르다는 것에 기인하여, 프레넬 렌즈 중심부에서는 주변부보다도 예기하지 않는 불필요 광선이 발생하기 쉬운 것이다.

본 발명의 프레넬 렌즈시트는, 렌즈피치가 미세한 경우에, 특히 높은 효과를 나타낸다. 이하에 그 이유를 설명한다.

프레넬 렌즈시트에 발생하는 미소변형부의 밀도 (단위변적당 변형부가 차지하는 면적) 에 비례하여 불필요 광선이 증가한다고 생각된다. 그리고, 프레넬 렌즈시트에 발생하는 미소변형부의 밀도는, 프레넬 렌즈시트의 단위길이당 동심원상 홈의 갯수에 비례한다고 생각된다. 따라서, 프레넬 렌즈의 렌즈피치가 미세화됨과 동시에, 불필요 광선의 발생이 증가하게 된다. 그런데, 일반적으로 투과형 PTV 의 스크린에서는, 프레넬 렌즈시트와 렌티큘러 렌즈시트가 조합되어 사용된다. 따라서, 프레넬 렌즈시트에서 발생한 불필요 광선 (L3) 은, 그대로 관찰자에게 도달하여 관찰되는 것이 아니라, 렌티큘러 렌즈시트에 의해 수평방향 및 수직방향으로 확산된다. 렌티큘러 렌즈시트에서 광선이 확산됨으로써, 화이트 스팟을 관찰자의 눈으로 감지할 수 없는 경우가 있다.

하기의 표 1 은, 투과형 PTV 의 일례에 대해, 렌티큘러 렌즈시트를 각각 다른 일정한 렌즈피치를 갖는 5 종류의 프레넬 렌즈시트와 조합하여, 화이트 스팟이 보이는 상태를 관찰한 결과를 나타내고 있다. 이로써, 프레넬 렌즈시트의 렌즈피치의 크기와, 화이트 스팟이 보이는 상태와의 사이에 관계가 있고, 프레넬 렌즈피치가 0.1 mm 이하인 바와 같이, 렌즈피치가 미세화된 경우에, 화이트 스팟이 보이기 쉬움을 알 수 있다.

프레넬 렌즈의 렌즈피치(mm)	화이트 스팟이 보이는 상태
0.14	O
0.12	△
0.10	△
0.08	×
0.07	×

O : 화이트 스팟이 관찰되지 않는다.

△: 화이트 스팟이 조금 관찰된다.

×: 화이트 스팟이 현저하게 관찰된다.

최근, 하이비젼 영상 등에 의한 화상의 고정세화(高精細化)가 진행됨으로써, 렌티큘러 렌즈시트의 렌즈피치의 미세화가 이루어지고 있다. 이에 따라 프레넬 렌즈시트의 렌즈피치의 미세화도 필요로 되고 있다. 종래의 프레넬 렌즈시트에서는 렌즈피치가 0.1 ∼ 0.15 mm 정도의 일정치였음에 비해, 화상의 고정세화에 대응하기 위해 개발된 프레넬 렌즈시트의 렌즈피치는, 대개 0.1 mm 미만이다. 이러한 미세한 렌즈피치의 프레넬 렌즈시트에서는, 표 1 에 나타낸 바와 같이 화이트 스팟이 보이기 쉬운 경향이 있다.

따라서, 이러한 미세한 렌즈피치를 갖는 프레넬 렌즈시트에, 외주부의 렌즈피치를 작게 하는 본 발명을 적용하는 것이 바람직하다. 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리가 20 mm 미만의 영역인 중심부에서의 렌즈피치가 0.1 mm 이상이며, 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리가 30 mm 이상의 영역인 주변부에서의 렌즈피치가 0.15 mm 이하인 경우에 본 발명은 특히 유효하다.

본 발명에서는 프레넬 렌즈시트상에 다른 피치의 렌즈를 형성하기 때문에, 렌즈피치가 변화하는 영역이 발생한다. 렌즈피치를 급격하게 변화시키면, 다른 프레넬 렌즈형상이 인접하는 것에 의한 불쾌한 명암이 관찰되게 되어 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 프레넬 렌즈시트는, 동심원상 프레넬 렌즈의 렌즈피치가, 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리에 따라 연속적으로 작아지는 영역을 갖는 것이 바람직한데, 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리에 따라 단계적으로 작아지는 영역을 가져도 되고, 이 경우는 가능한 다단계로 하여 렌즈피치의 변화의 정도를 작게 하는 것이 바람직하다.

투과형 PTV 의 스크린상에 관찰되는 모아레의 위치는 도 6 에 나타낸 바와 같이 수평방향의 주변부뿐이며 (도 6 에서 모아레를 11 로 나타낸다.), 스크린의 중심부 부근에서는 모아레는 관찰되지 않는다. 모아레는 프레넬 렌즈시트 및 렌티큘러 렌즈시트로 각각 명암의 호(縞)가 생김으로써 발생하는 것이다. 즉, 렌티큘러 렌즈시트에는, 도 13 에 나타낸 바와 같은 수직방향으로 연장되는 블랙 스트라이프 (8) 가 주기적으로 형성되어 있다. 이로써 렌티큘러 렌즈시트의 수평방향에는 주기적인 명암의 호가 발생한다. 또, 상기한 바와 같이 프레넬 렌즈시트에서는, 광선이 투과하지 않은 영역이 있음으로 인해 명암의 호가 발생한다. 이 프레넬 렌즈시트의 동심원상의 명암과 렌티큘러 렌즈시트의 수평방향의 주기적인 암선에 의해, 수평방향에 모아레가 발생한다. 그리고, 프레넬 렌즈시트의 중심부에 있어서는, 프레넬 렌즈의 광선이 통과하지 않은 영역이 적기 때문에, 모아레가 관찰되기 어려운 것이다. 따라서, 프레넬 렌즈 중심부에서는 렌즈피치를, 렌티큘러 렌즈시트의 블랙 스트라이프 주기와의 관계에서 모아레가 발생하지 않는 조건으로 설정할 필연성은 없게 된다. 따라서, 본 발명에 의해 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 프레넬 렌즈의 렌즈피치를 동심원의 중심부와 주변부로 다르게 하는 경우라도, 프레넬 렌즈시트의 주변부에서의 렌즈피치를 모아레를 발생시키지 않는 값으로 설정해 두면 된다. 단, 렌티큘러 렌즈의 피치와 프레넬 렌즈의 렌즈피치가 똑같은 경우에는 중심부에 있어서도 모아레가 관찰되기 때문에, 프레넬 렌즈의 피치는 이와 조합되어 사용되는 렌티큘러 렌즈의 피치보다도 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 프레넬 렌즈시트는, 렌티큘러 렌즈시트와 조합되어 스크린이 구성되며, CRT 또는 액정패널등과, 투사렌즈와, 그 스크린이 조합되어 투과형 PTV 가 구성된다.

(실시예)

이하, 본 발명의 프레넬 렌즈시트를 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 여기서는, 투사거리가 850 mm 인 투과형 PTV 에 사용하는 스크린에 본 발명의 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 본 발명의 프레넬 렌즈시트와 조합되는 렌티큘러 렌즈시트의 피크게인은 9.7 이다. 프레넬 렌즈시트에서의 프레넬 렌즈의 초점거리는 동심원상 렌즈의 중심으로부터 최외주를 향하여 740 mm 에서 840 mm 까지 서서히 커지고 있다. 이하의 각 실시예의 프레넬 렌즈시트에서의 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리 (프레넬 렌즈 반경) 와 프레넬 렌즈피치와의 관계를 도 7(a) ∼ (e) 에 나타냈다. 각 실시예의 프레넬 렌즈시트는 각각 하기의 구성의 것이다. 또한, 각 실시예 및 비교예의 프레넬 렌즈시트에서의 중심부의 라이즈면 형상은 도 9 에 나타내는 것이며, 라이즈면의 길이는 약 2 ㎛ 이다.

(실시예 1)

실시예 1 에서는, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 15 mm 미만인 프레넬 렌즈 중심부에서의 렌즈피치가 일정치이며, 주변부에서는 렌즈피치가 어느 값까지 직선적으로 작아지는 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 구체적으로는, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 30 mm 에서 가장 바깥 둘레부까지는 렌즈피치가 0.07 mm 로 일정치이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 15 mm 까지는 렌즈피치가 0.16 mm 로 일정치이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 15 mm 에서 30 mm 까지는 렌즈피치가 0.16 mm 에서 0.07 mm 으로 직선적으로 변화한 프레넬 렌즈시트이다 (도 7(a)).

(실시예 2)

실시예 2 에서는, 프레넬 렌즈시트의 주변부에서는 렌즈피치가 일정치이며, 이 일정치가 되기까지 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리에 따라 직선적으로 렌즈피치가 작아지는 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 구체적으로는, 프레넬 렌즈 중심에서의 렌즈피치가 0.24 mm 이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 30 mm 에서 최외주부까지는 렌즈피치가 0.07 mm 로 일정치이며, 이 사이는 렌즈피치가 직선적으로 변화한 프레넬 렌즈시트이다 (도 7(b)).

(실시예 3)

실시예 3 에서는, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 15 mm 미만인 프레넬 렌즈 중심부에서의 렌즈피치가 일정치이며, 주변부에서는 렌즈피치가 어느 값까지 완만하게 작아지는 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 구체적으로는, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 30 mm 에서 최외주부까지는 렌즈피치가 0.07 mm 로 일정치이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 15 mm 까지는 렌즈피치가 0.16 mm 으로 일정치이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 15 mm 에서 30 mm 까지는 렌즈피치가 0.16 mm 에서 0.07 mm 으로 완만하게 변화한 프레넬 렌즈시트이다 (도 7(c)).

(실시예 4)

실시예 4 에서는, 프레넬 렌즈시트의 주변부에서는 렌즈피치가 일정치이며, 이 일정치가 되기까지 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리에 따라 완만하게 렌즈피치가 작아지는 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 구체적으로는, 프레넬 렌즈 중심에서의 렌즈피치가 0.40 mm 이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 30 mm 에서 최외주부까지는 렌즈피치가 0.07 mm 로 일정치이며, 이 사이는 렌즈피치가 완만하게 변화한 프레넬 렌즈시트이다 (도 7(d)).

(실시예 5)

실시예 5 에서는, 프레넬 렌즈시트의 주변부에서는 렌즈피치가 일정치이며, 이 일정치가 되기까지 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리에 따라 단계적으로 렌즈피치가 작아지는 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 구체적으로는, 프레넬 렌즈 중심에서의 렌즈피치가 0.16 mm 이며, 프레넬 렌즈 중심으로부터의 거리가 30 mm 에서 최외주부까지는 렌즈피치가 0.07 mm 로 일정치이며, 이 사이는 렌즈피치가 계단상으로 변화한 프레넬 렌즈시트이다 (도 7(e)).

각 실시예에서의 화이트 스팟 및 스크린 중심부 부근의 모아레 평가결과는, 표 2 에 나타내는 바와 같다. 표 2 에 나타낸 평가결과는, 본 발명의 프레넬 렌즈시트와 렌티큘러 렌즈시트를 조합하여 투과형 PTV 시스템에 장착하여, 표준전압의 전백색신호를 입력하고, 스크린 정면에서 1.5 m 의 거리에서 높이 약 1.5 m 의 위치에서 관찰함으로써 얻은 것이다.

	화이트 스팟 평가	모아레 평가	프레넬 렌즈피치의 패턴
실시예 1	O	O	도 7(a)
실시예 2	O	O	도 7(b)
실시예 3	O	O	도 7(c)
실시예 4	O	O	도 7(d)
실시예 5	O	O	도 7(e)
비교예	×	O	도 8

O : 화이트 스팟 (모아레) 가 관찰되지 않는다.

×: 화이트 스팟이 현저하게 관찰된다.

(비교예)

비교예에서는, 프레넬 렌즈시트의 전면에 걸쳐 렌즈피치가 일정치인 프레넬 렌즈시트를 사용하였다. 구체적으로는, 프레넬 렌즈 최외주부에서 프레넬 렌즈 중심까지의 렌즈피치가 0.07 mm 로 일정하다.

표 2 에 나타낸 바와 같이 비교예에서는 화이트 스팟이 관찰된 것에 비해, 실시예 1 ∼ 5 에서는 화이트 스팟이 관찰되지 않았다. 또, 비교예와 마찬가지로 실시예 1 ∼ 5 에 있어서도 모아레는 관찰되지 않았다.

본 발명의 프레넬 렌즈시트라면, 프레넬 렌즈시트의 동심원상 렌즈의 중심부근에 발생하는 불필요 광선을 감소시켜, 스크린 중심부에서의 화이트 스팟의 발생을 해소할 수 있다.

Claims

배면투사형 영상표시장치의 스크린에 사용되는 프레넬 렌즈시트로서,

상기 프레넬 렌즈시트에서의 동심원상 프레넬 렌즈의 렌즈피치는 동심원의 중심부와 프레넬 렌즈시트의 주변부에서 다르며,

상기 중심부에서의 렌즈피치가 상기 주변부에서의 렌즈피치보다도 크고, 또한,

상기 주변부에서의 렌즈피치는 일정한 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
제 1 항에 있어서, 상기 중심부는 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리가 20 mm 미만의 영역이며, 그 중심부에서의 렌즈피치는 0.1 mm 이상인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈피치는 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리에 따라 연속적으로 작아져 있는 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈피치는 동심원상 프레넬 렌즈의 중심으로부터의 거리에 따라 단계적으로 작아져 있는 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중심부에서의 렌즈피치는 조합되어 함께 사용되는 렌티큘러 렌즈시트(lenticular lens sheet)의 렌즈피치보다 작은 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.