KR100491507B1 - 투영스크린용프레넬렌즈시트및이를적용한투영스크린 - Google Patents

Abstract

렌티큐라렌즈시트와 조합되어 리어형 프로젝션TV의 투영스크린에 쓰여지는 프레넬렌즈시트 및 이 프레넬렌즈시트가 적용된 투영스크린에 관한 것으로,

스크린의 높이를 h라 했을 때, 중심(C)으로부터의 거리(R)가 0.05h ~ 0.5h인 곳에 프레넬렌즈의 초점거리(f)가 가장 짧아지는 점을 갖고, 중심으로부터의 거리(R)가 0.05h ~ 0.5h인 곳에 스크린면의 법선에 대한 광의 출사각도(θ )가 최대로 되는 점을 가져, 스크린화면상의 밝기가 균일해지도록 된 것이다.

Description

투영스크린용 프레넬렌즈시트 및 이를 적용한 투영스크린

본 발명은 렌티큐라렌즈시트(lenticular lens sheet)와 조합되어 리어형 프로젝션TV의 투영스크린으로 쓰여지는 프레넬렌즈시트(Fresnel lens sheet) 및 이 프레넬렌즈가 적용된 투영스크린에 관한 것이다.

종래의 이러한 프레넬렌즈시트는, 도 6A에 도시된 것과 같이 중심에서 바깥 가장자리까지 동일하게 초점이 맺어지는 " 단일초점형" 과, 도 6B에 도시된 것과 같이 중심에서는 가장 짧은 초점이 맺어지는 한편, 바깥가장자리로 갈수록 긴 초점이 맺어지는 " 가변초점형" 이 있다. 여기서, 프레넬렌즈시트의 중심이라 함은, 프레넬렌즈를 구성하는 복수 렌즈단위의 렌즈면의 렌즈각도가 대략 0으로 되는 광학적 중심을 의미한다.

그러나, 이상과 같은 종래의 프레넬렌즈시트는, 리어(rear)형 프로젝션TV 수상기의 최적관찰점(optimum observation point)에 대해, 스크린의 중심부근의 광이 가장 닿기 쉽기 때문에, 관찰자에게는 중심부근이 가장 밝게 느껴지게 된다.

이는 스크린의 중심부근이 너무 밝게 느껴지는 한편 바깥가장자리부근은 어둡게 느껴지는 이른바 " 핫밴드(hot band)현상" 의 원인으로 되고, 이것이 스크린화면상 밝기의 균일성을 해치는 요인이 되고 있다.

이에 본 발명은 스크린화면상의 밝기가 균일해지도록 하는 프레넬렌즈시트 및 이 프레넬렌즈시트가 적용된 투영스크린을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 렌티큐라렌즈시트와 조합되어 리어형 프로젝션TV의 투영스크린에 쓰여지는 프레넬렌즈시트에 있어서, 스크린의 높이를 h라 했을 때, 중심으로부터의 거리(R)가 0.05h ~ 0.5h로 되는 부분에 프레넬렌즈시트의 초점거리(f)가 가장 짧아지는 점(点)을 갖도록 구성되어 있다.

또, 상기 프레넬렌즈시트에 있어서, 스크린의 높이를 h라 했을 때, 중심으로부터의 거리(R)가 0.3h ~ 0.8h로 되는 부분에 스크린면의 법선에 대한 광의 출사각도(θ )가 최대로 되는 점을 갖도록 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 투영스크린은, 시트와 프레넬렌즈시트 및 렌티큐라렌즈시트를 함께 갖춘 구조로 되어 있다.

(실 시 예)

이하 본 발명을 실시예를 도시한 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 프레넬렌즈시트의 제1실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

본 제1실시예의 프레넬렌즈시트(1)는 렌티큐라렌즈시트와 조합되어 투영스크린으로 쓰여지는 것으로, 중심(C)으로부터의 거리(R)만큼 떨어진 환형부에 프레넬렌즈의 최단초점(最短焦点; f_min )이 맺히도록 되어 있다.

여기서, 최단초점(f_min)으로 되는 중심으로부터의 거리(R)는, 스크린의 높이를 h라 했을 때 0.05h ~ 0.5h 사이가 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 중심으로부터의 거리(R)가 R〈 0.05h일 때는, 핫밴드영역 내로 들어가버려 효과를 얻을 수 없게 된다. 또, R 〉0.5h일 때는, 프레넬렌즈의 바깥가장자리가 단초점화(短焦点化)됨으로써 광량의 손실이 커져 착색현상이 일어나게 된다. 따라서, 최단초점(f_min)으로 되는 중심으로부터의 거리(R)는 0.05h ≤ R ≤ 0.5h로 되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 제1실시예는 중심부근의 광(光)이 관찰점에 집중되는 것을 완화시키는 한편, 검게 느껴지는 부분의 광을 관찰점 쪽으로 향하게 해서, 중심부와 그 바깥부분의 광이 균형을 취하게 됨으로써 핫밴드현상이 개선될 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 프레넬렌즈시트의 제2실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

여기서는, 프레넬렌즈시트(2)가, 중심으로부터 R의 거리만큼 떨어진 부분이 스크린면의 법선(N)에 대한 출사각도(θ _max)가 최대가 되도록 되어 있다.

이때, 최대출사각도(θ _max)로 되는 중심으로부터의 거리(R)는, 스크린의 높이를 h라 했을 때 0.3h ~ 0.8h 사이에 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 중심으로부터의 거리(R)가 R 〈 0.3h일 때는 스크린 상하단부의 쉐이딩(shading)으로 밝기가 저하되는 일이 일어나게 된다. 또, R 〉0.8h일 때는 광량손실의 균형이 깨져 착색의 문제가 생기게 된다. 따라서, 최대출사각도(θ _max)로 되는 중심으로부터의 거리(R)는 0.3 ≤ R ≤ 0.8h가 되는 것이 바람직하다.

이러한 제2실시예의 프레넬렌즈시트(2)는, 스크린의 상하단근처 가장자리의 광을 관찰점 쪽으로 유효하게 향하도록 할 수가 있어서, 바깥가장자리부근이 밝아짐으로써 밝기의 균일성이 높여질 수가 있게 된다.

다음에는 구체적인 실험예를 들어 보다 상세히 설명한다.

(실험예 1)

도 4는 실험예 1과 관련된 프레넬렌즈시트의 f - R 특성을 나타낸 도면이다.

도 4에 나타내어진 것과 같이, 화면크기가 60 in (h = 920 mm)인 것으로,

초점거리 f(mm) 중심으로부터의 거리 R(mm)

850 0

830(최단초점) 150 = 0.16h

915 800

이 되는 프레넬렌즈시트를 만들었다.

이 프레넬렌즈시트와 렌티큐라렌즈시트를 조합시킨 투영스크린을, 리어형 프로젝션TV에다 장착해서 감능평가(感能評價; sensory test)를 한 결과, 화면내의 밝기균일성이 우수해짐을 알 수 있었다.

(실험예 2)

도 5는 실험예 2와 관련된 프레넬렌즈시트의 θ - R 특성을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 것과 같이, 화면크기가 60 in (h = 920 mm)이고, 투사거리가 940 mm인 TV수상기에 대해,

출사각도 θ (°) 중심으로부터의 거리 R(mm)

0.8 100

2.5(최대출사각) 490 = 0.53h

1.75 800

이 되는 프레넬렌즈시트를 만들었다.

이 프레넬렌즈시트와 렌티큐라렌즈시트를 조합시킨 투영스크린을 리어형 프로젝션TV에 장착해서 감능평가를 한 결과, 화면내의 바깥가장자리부근이 밝아짐으로써 밝기의 균일성이 우수해짐을 알 수 있었다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 그 외에도 여러가지로 변형해서 실시할 수 있음은 물론인 바, 그러한 변형실시는 모두 본 발명의 범위내에 속하는 것으로 간주된다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 중심으로부터 소정의 거리에 프레넬렌즈의 최단초점거리가 맺어지도록 되어 있기 때문에, 화면내의 밝기균일성이 향상될 수 있게 된다.

또, 중심으로부터 소정의 거리에 스크린면의 법선에 대한 광의 출사각도가 형성되도록 되어 있기 때문에, 화면내의 바깥가장자리부근이 밝아져 밝기의 균일성이 향상될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 프레넬렌즈시트의 제1실시예를 나타낸 측면도,

도 2는 도 1에 도시된 프레넬렌즈시트의 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 프레넬렌즈시트의 제2실시예를 나타낸 측면도,

도 4는 도 1에 도시된 프레넬렌즈시트의 f - R특성을 나타낸 그래프,

도 5는 도 3에 도시된 프레넬렌즈시트의 θ - R특성을 나타낸 그래프,

도 6A 및 도 6B는 종래의 프레넬렌즈시트의 초점길이를 설명하기 위한 모식도이다.

Claims (6)

1. 렌티큐라렌즈시트와 조합되어 리어형 프로젝션TV의 투영스크린으로 쓰여지는 프레넬렌즈시트에 있어서,

   스크린의 높이를 h라 했을 때, 상기 프레넬렌즈시트(1)의 중심(C)으로부터 0.05h ~ 0.5h의 거리(R)로 떨어진 부분(2)에 프레넬렌즈의 초점거리(f)가 가장 짧은 점을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈시트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 부분(2)이 환형을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈시트.
3. 표면이 파형을 이루는 렌티큐라렌즈시트와 조합되어 리어형 프로젝션TV의 투영스크린에 쓰여지는 프레넬렌즈시트에 있어서,

   스크린의 높이를 h라 했을 때, 중심으로부터의 거리(R)가 0.3h ~ 0.8h인 부분(2)에 스크린면의 법선에 대한 광의 출사각도(θ )가 최대로 되는 점을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈시트.
4. 제 3항에 있어서, 상기 부분(2)이 환형을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 프레넬렌즈시트.
5. 프레넬렌즈시트(1)와 렌티큐라렌즈시트가 서로 마주보도록 조합되어 리어형 프로젝션TV의 스크린으로 쓰여지는 투영스크린에 있어서,

   상기 프레넬렌즈시트가, 스크린의 높이를 h라 했을 때, 중심(C)으로부터의 거리(R)가 0.05h ~ 0.5h인 부분에 프레넬렌즈의 초점거리(f)가 가장 짧은 점을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 투영스크린.
6. 프레넬렌즈시트(1)와 렌티큐라렌즈시트가 서로 마주보도록 조합되어 리어형 프로젝션TV의 스크린으로 쓰여지는 투영스크린에 있어서,

   상기 프레넬렌즈시트가, 스크린의 높이를 h라 했을 때, 중심으로부터의 거리(R)가 0.3h ~ 0.8h인 부분에 스크린면의 법선에 대한 광의 출사각도(θ )가 최대로 되는 점을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 투영스크린.

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