KR100660786B1 - 투과형 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘트라스트가 우수하고, 또한 영상 품질이 높은 투과형 스크린을 제공하는 것을 과제로 한다. 상기 과제는 투사광을 수직 방향으로 굴절시키는 작용을 갖는 렌티큘러 렌즈가 입사측 면에 배치되고 그 렌티큘러 렌즈의 초점 부근의 투사광이 통과하지 않는 부분에 블랙 스트라이프가 배치되며 관찰자측 면이 평탄면인 수직 렌티큘러 렌즈 시트를 관찰자측에 가장 가깝게 구비하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린 및 이를 구비한 배면 투사형 화상 표시 장치에 의해 해결된다.

투과형 스크린

Description

투과형 스크린{TRANSPARENT SCREEN}

기술분야

본 발명은 CRT, 액정 패널 또는 미소한 거울의 각도를 영상 신호로 제어하여 그 반사광을 이용하는 디지털 미러 디바이스 등의 영상을 스크린 위에 확대 투사하여, 전면 (前面) 으로부터 화상을 관찰하는 배면 투사 장치에 사용되는 투과형 스크린에 관한 것으로, 특히 이러한 종류의 배면 투사 장치에서 문제가 되는 외광에 의한 콘트라스트 저하의 억제를 실현하는 투과형 스크린에 관한 것이다.

배경기술

배면 투사 장치에 사용되는 투과형 스크린은, 종래 프레넬 렌즈 (fresnel lens) 시트와 내부에 광확산재를 갖는 수평 렌티큘러 렌즈 (lenticular lens) 시트를 갖는 2 장 구성의 스크린이 사용되고 있지만, 화상을 관찰하는 룸 천장의 조명 장치나 벽면 등에 의한 외광이 스크린 표면에서 산란 반사되기 때문에 화면의 콘트라스트가 악화되는 문제가 있었다.

외광 입사에 의한 반사를 억제하여 화상 콘트라스트를 개선하기 위해, 렌티큘러 렌즈 시트를 직교시켜 사용하여 3 장 구성으로 하는 스크린이, 예를 들어 일본 공개특허공보 평7-5573호, 일본 공개특허공보 평8-101459호 등에 제안되어 있다. 렌티큘러 렌즈 시트를 직교시켜 사용함으로써, 실질적으로 블랙 스트라이프의 비율을 늘릴 수 있어 콘트라스트의 향상을 도모한다.

그러나, 투사 장치측에서부터 순서대로 프레넬 렌즈 시트, 수직 렌티큘러 렌즈 시트, 수평 렌티큘러 렌즈 시트로 구성된 도 7 에 나타내는 스크린에서는, 수직 렌티큘러 렌즈의 표면에서 투사광이 반사된 후 미광 (迷光) 으로 되어, 관찰자측으로 출사되어 화상의 열화를 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 한편, 투사 장치측으로부터 순서대로 프레넬 렌즈 시트, 수평 렌티큘러 렌즈 시트, 수직 렌티큘러 렌즈 시트로 구성된 도 8 에 나타내는 스크린에서는, 관찰자측 상측에 위치하는 조명 등의 광원으로부터의 빛이 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 관찰자측 표면의 미세 요철, 블랙 스트라이프의 단부 등에서 상하 방향으로의 확산 반사가 생기는 것에 의해, 광원이 스크린 위에 상하 방향으로 퍼져서 반사되어, 화상의 콘트라스트가 악화되고, 영상의 품질이 저하된다는 문제가 있다.

본 발명은, 콘트라스트 성능을 확보하면서 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이다.

발명의 개요

상기 과제를 해결하는 본원 발명은, 배면 투사형 화상 표시 장치에 사용되는, 적어도 2 장 이상의 렌즈 시트로 이루어지는 투과형 스크린에서, 투사광을 수직 방향으로 굴절시키는 작용을 갖는 렌티큘러 렌즈가 입사측 면에 배치되고 그 렌티큘러 렌즈의 초점 부근의 투사광이 통과하지 않는 부분에 블랙 스트라이프가 배치되며 관찰자측 면이 평탄면인 수직 렌티큘러 렌즈 시트를 관찰자측에 가장 가깝게 구비하는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린이다.

또한, 본 발명은, 투사광의 입사측으로부터, 프레넬 렌즈 시트, 투사광을 수 평 방향으로 굴절시키는 작용을 갖는 수평 렌티큘러 렌즈 시트, 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 순서대로 배열하여 이루어지는 상기에 기재된 투과형 스크린이다.

또한, 본 발명은, 수직 렌티큘러 렌즈 시트에서의, 관찰자측에 가장 가까운 평탄면을 갖는 층이, 투명 또는 착색된 수지를 도포하여 형성된 상기에 기재된 투과형 스크린이다.

또, 본 발명은, 프레넬 렌즈 시트의 렌즈 중심이 스크린의 기계적 중심에 대하여 상측으로 배치되고, 거기에 맞춰 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 블랙 스트라이프가 시프트되어 있는 상기에 기재된 투과형 스크린이다.

따라서, 본 발명은 상기의 투과형 스크린을 구비한 배면 투사형 화상 표시 장치이다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 2 는 도 1 의 실시형태에서의 본 발명의 광로를 나타내는 도면이다.

도 3 은 본 발명의 작용을 나타내는 도면이다.

도 4 는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 5 는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.

도 6 은 실시예 4 에 관한 본 발명의 작용을 설명하는 도면이다.

도 7 은 종래 기술을 나타내는 도면이다.

도 8 은 종래 기술을 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 에 본 발명의 실시형태의 일례를 나타낸다. 이 예에서는, 투사광의 입사측으로부터, 프레넬 렌즈 시트 (1), 수평 렌티큘러 렌즈 시트 (2), 수직 렌티큘러 렌즈 시트 (3) 의 순서대로 각 렌즈 시트가 형성되어 있다. 수직 렌티큘러 렌즈 시트 (3) 는, 투사광을 수직 방향으로 굴절시키기 위한 렌티큘러 렌즈가 입사측 면에 형성되고, 그 렌티큘러 렌즈의 집광 위치의 투사광이 통과하지 않는 부분에 블랙 스트라이프 (5) 가 형성되며, 또한 관찰자측에 가장 가까운 면이 평탄면 (6) 으로 되어 있다.

도 8 에 나타나는 바와 같은 관찰자측에 수직 렌티큘러 렌즈 시트가 배치된 투과형 스크린을 사용한 경우, 천장 형광등 등의 조명 기구 (7) 로부터 투과형 스크린에 입사되는 외광은, 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 관찰자측에 형성된 블랙 스트라이프에 기인하여 그 일부가 수직 방향으로 산란 반사된다 (도 3a 참조). 그 결과, 조명 기구 (7) 등의 상 (像) 이 수직 방향으로 퍼진 형태로 관찰자에게 보이기 때문에 영상의 품질을 현저히 손상시킨다. 본 발명의 투과형 스크린에서는 수직 렌티큘러 렌즈 시트 (3) 의 관찰자측 면을 평탄면 (6) 으로 하고 있기 때문에 상기한 바와 같은 문제가 생기지 않는다 (도 3b 참조). 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 관찰자측 면을 평탄하게 하는 방법으로는, 투명한 코팅제에 의해 코팅하는 방법, 평탄면을 갖는 수지 시트 또는 필름을 투명 접착제를 사용하여 공기층을 사이에 두지 않고 접착하는 방법 등을 들 수 있다. 여기서, 본 발명에서의 평탄면은 거울면인 것이 콘트라스트의 관점에서 바람직하지만, 확산재, 엠보싱 등에 의한 등방적인 산란면인 경우에도 수직 방향으로만 퍼지는 부자연스런 반사가 일어나지 않기 때문에, 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에서의 수직 렌티큘러 렌즈 시트에는, 피치, 렌즈의 집광 거리 및 렌티큘러 렌즈 피치에 대한 블랙 스트라이프 형성부의 폭의 비율 (소위 블랙 스트라이프율) 등에 특별히 제한은 없지만, 렌티큘러 렌즈의 집광 거리와 렌티큘러 렌즈 피치의 비 (집광 거리/렌티큘러 렌즈 피치) 가 1.3∼3.0 의 범위내이고, 블랙 스트라이프율이 60%∼80% 의 범위내인 것이 확산 특성, 콘트라스트의 관점에서 바람직하며 70%∼80% 의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 투사 장치로서 액정 패널 등의 미세 화소에 의해 표시하는 방식의 투사 장치를 사용하는 경우에는, 화소와 렌즈 피치와의 관계에 의해 발생하는 무아레를 저감하는 관점에서 렌티큘러 렌즈의 피치를 0.5㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.3㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 평탄면을 구성하는 층의 일부에 확산재를 포함하는 층을 형성할 수 있다. 확산재를 포함하는 층을 형성함으로써 각 렌즈 시트의 피치에 기인하는 무아레를 저감할 수 있지만, 스크린의 밝기가 저하되기 때문에 필요에 따라 결정해야 할 사항이다. 또한, 필요에 따라, 반사를 줄이기 위해 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 관찰자측에 반사 방지층을 형성해도 되고, 표면에 흠집이 생기는 것을 방지하기 위해 하드 코트 처리를 실시해도 된다.

본 발명에서의 각 렌즈 시트는 2P 성형법, 압출 성형법, 프레스법 등의 공지된 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

<실시예 1>

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에서의 투과형 스크린을 개략적으로 나타내는 사시도, 도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에서의 투과형 스크린의 광로를 나타낸 수직 단면도이다.

투사 장치로부터 투사된 투사광은 우선 프레넬 렌즈 시트에 입사되고 관찰자측에 집광된다. 투사광은 다음으로 양면에 렌티큘러 렌즈를 갖는 렌티큘러 렌즈 시트 (2) 에 입사되고 여기서 수평 방향으로 배향된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이 투사광은 수직 방향으로 굴절되지 않고, 렌티큘러 렌즈 시트 (2) 안에는 광확산재를 가지지 않기 때문에 직진한다. 다음으로 투사광은 투사 장치측에 투사광을 수직 방향으로 굴절시키기 위해 렌티큘러 렌즈를 형성하고, 또한 관찰자측에 블랙 스트라이프 (5) 를 형성하고 관찰자측에 가장 가까운 면이 평탄면 (6) 이 되도록 광투과 수지판을 배치하여 그 사이를 광경화성 수지에 의해 접착 일체화한 수직 렌티큘러 렌즈 시트 (3) 를 통과하여 수직 방향으로 굴절된다.

프레넬 렌즈 시트는 2P 법에 의해 제작하고, 수평 렌티큘러 렌즈 시트 및 수직 렌티큘러 렌즈 시트는 압출법에 의해 기판을 제작한 후, 스크린 인쇄에 의해 블랙 스트라이프를 형성하였다. 수직 렌티큘러 렌즈 시트로서, 렌즈 피치 0.45㎜, 집광 거리 1.09㎜ 인 한쪽면 렌치 렌티큘러 렌즈 시트의 출사면에 블랙 스트라이프율 60%, 높이 55㎛ 의 블랙 스트라이프를 형성한 것을 사용하였다.

얻어진 투과형 스크린을 시판되는 배면 투사형 텔레비전 세트에 장착하여 천장 형광등 조명하에서 관찰한 결과, 수직 방향으로 퍼진 천장 조명의 반사는 보이지 않고 양호한 외관이었다. 또한, 화상을 표시하지 않는 경우의 정면 반사 휘 도를 측정하면 1.62cd/m² 였다.

<비교예 1>

수직 렌티큘러 렌즈 시트를 광투과 수지판과 접착하지 않은 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 투과형 스크린을 제작하였다 (도 8 참조).

얻어진 투과형 스크린을 시판되는 배면 투사형 텔레비전 세트에 장착하여 천장 형광등 조명하에서 관찰한 결과, 수직 방향으로 퍼진 천장 조명의 반사가 보이고, 화면이 하얗게 되었다. 또한, 화상을 표시하지 않는 경우의 정면 반사 휘도를 측정하면 2.42cd/m² 로, 실시예 1 에 대하여 약 50% 반사 휘도가 높아졌다.

<실시예 2>

수직 렌티큘러 렌즈 시트에 확산재를 포함하는 층을 형성하는 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 투과형 스크린을 제작하였다 (도 4 참조). 확산재를 포함하는 층은, 블랙 스트라이프에 의한 광선 이클립스 (eclipse) 가 최소로 되는 수직 렌티큘러 렌즈의 초점 근방에 배치되었다.

얻어진 투과형 스크린은, 실시예 1 의 작용 효과에 추가하여, 프레넬 렌즈 시트, 수평 렌티큘러 렌즈 시트 등과의 사이에서 발생하는 무아레가 실시예 1 에 비해 경감된다는 작용 효과를 가지고 있었다. 본 실시예에서는, 확산재를 포함하는 층을 블랙 스트라이프보다 입사측에 형성하고 있지만, 도 5 에 나타내는 바와 같이 관찰자측에 형성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

<실시예 3>

관찰자측에 가장 가깝게 배치되는 수직 렌티큘러 렌즈 시트로는 투사 장치측에 투사광을 수직 방향으로 굴절시키기 위해 렌티큘러 렌즈를 형성하고, 또한 관찰자측에 블랙 스트라이프를 형성하고 관찰자측에 가장 가까운 면이 평탄면이 되도록 광경화성 수지를 도포공정기에 의해 도포한 후, 경화시켜 금속판의 거울면을 전사 형성한 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 투과형 스크린을 얻었다. 이 투과형 스크린에서는, 실시예 1 과 동일한 효과가 인정되었다.

<실시예 4>

관찰자측에 가장 가깝게 배치되는 수직 렌티큘러 렌즈 시트로는 투사 장치측에 투사광을 수직 방향으로 굴절시키기 위해 렌티큘러 렌즈를 형성하고, 또한 관찰자측에 블랙 스트라이프를 형성하고 관찰자측에 가장 가까운 면이 평탄면이 되도록 광경화성 수지를 도포공정기에 의해 도포한 후, 경화시켜 금속판의 엠보싱면을 전사 형성한 것 외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 투과형 스크린을 얻었다. 이 투과형 스크린에서는, 화면이 약간 하얗게 되지만, 수직 방향으로 퍼진 천장 조명의 반사는 보이지 않았다.

<실시예 5>

도 6 은 본 발명의 제 5 실시예에서의 투과형 스크린의 특히 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 작용을 나타낸 수직 단면도이다.

투사 장치의 광 출사점과 스크린의 기계적 중심을 연결하는 선과, 프레넬 렌즈 시트의 렌즈 중심을 상측으로 이동시켰을 때, 투사 장치의 광 출사점과 프레넬 렌즈 중심을 연결하는 선에 의해, 그 사이에 형성되는 각도가 6°가 되도록 투사 장치와 프레넬 렌즈 시트의 기계적 위치를 설정하였다. 수직 렌티큘러 렌즈 시트 (3) 의 블랙 스트라이프 (5) 는 투과형 스크린의 하변으로부터 상변 방향의 이웃하는 수직 렌티큘러 렌즈의 집광 위치의 중간 위치에 배치하였다. 프레넬 렌즈 시트 (2) 의 렌즈 중심에서의 블랙 스트라이프의 상측으로의 필요 시프트량은 대략 tan(6°)×수직 렌티큘러 렌즈의 집광 거리에 의해 구해진다. 프레넬 렌즈 시트의 렌즈 중심 위치에서는 수직 렌티큘러 렌즈 (3) 에 상향 6°로 입사된 투사광은 수직 방향으로 굴절되어 확산되고 그 강도의 중심은 6°상측이 된다. 그 밖에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 투과형 스크린을 제작하였다.

이 투과형 스크린에 입사되는 외광 광선은 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 렌티큘러 렌즈의 초점 근방에 존재하는 광확산재에 입사되어 수직 렌티큘러 렌즈 시트 (3) 의 내면을 향하여 확산된다. 내면에서 반사된 외광 광선은 입사측으로 되돌아가 블랙 스트라이프 (5) 가 없는 위치로부터 관찰자측을 향하여 출사된다. 또한, 나머지 수직 렌티큘러 렌즈를 투과한 외광 광선은 거의 평행하게 수평 렌티큘러 렌즈에 입사되어 재귀 (再歸) 하고, 수직 렌티큘러 렌즈에 입사되어 블랙 스트라이프 (5) 가 없는 위치로부터 관찰자측을 향하여 출사된다. 블랙 스트라이프 (5) 를 스크린 상측으로 시프트시키면 재귀되어 돌아오는 외광 광선이 블랙 스트라이프 (5) 에 흡수되는 비율이 늘어나 화상 콘트라스트의 개선이 도모된다.

산업상 이용가능성

본 발명의 투과형 스크린은, 콘트라스트가 높고, 또한, 조명 등 외광의 부자연스런 반사를 방지하여, 고품질의 영상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 배면 투사형 화상 표시 장치에 사용되는, 적어도 2 장 이상의 렌즈 시트로 이루어지는 투과형 스크린에 있어서,

   투사광을 수직 방향으로 굴절시키는 작용을 갖는 렌티큘러 렌즈가 입사측 면에 배치되고 그 렌티큘러 렌즈의 초점 부근의 투사광이 통과하지 않는 부분에 블랙 스트라이프가 배치되며 관찰자측 면이 평탄면인 수직 렌티큘러 렌즈 시트를 관찰자측에 가장 가깝게 구비하고,

   투사광의 입사측으로부터, 프레넬 렌즈 시트, 투사광을 수평 방향으로 굴절시키는 작용을 갖는 수평 렌티큘러 렌즈 시트, 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 순서대로 배열하여 이루어지며,

   프레넬 렌즈 시트의 렌즈 중심이 스크린의 기계적 중심에 대하여 상측으로 배치되고, 거기에 맞춰 수직 렌티큘러 렌즈 시트의 블랙 스트라이프가 시프트되어 있는, 투과형 스크린.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   수직 렌티큘러 렌즈 시트에서의, 관찰자측에 가장 가까운 평탄면을 갖는 층이, 투명 또는 착색된 수지를 도포하여 형성된, 투과형 스크린.
4. 제 1 항에 있어서,

   수직 렌티큘러 렌즈 시트에서의, 관찰자측에 가장 가까운 평탄면을 갖는 층이, 투명 접착제에 의해 일체로 접착된 투명 또는 착색된 수지판에 의해 형성된, 투과형 스크린.
5. 제 1 항에 있어서,

   수직 렌티큘러 렌즈 시트에서의, 관찰자측에 가장 가까운 평탄면을 갖는 층의 두께 방향의 일부분에 광확산재를 포함하는 층을 갖는, 투과형 스크린.
6. 제 1 항에 있어서,

   프레넬 렌즈 시트, 수평 렌티큘러 렌즈 시트 및 수직 렌티큘러 렌즈 시트 중 적어도 어느 하나의 렌즈 시트가 광확산재를 포함하는 층을 갖는, 투과형 스크린.
7. 제 1 항에 있어서,

   수직 렌티큘러 렌즈 시트에서, 렌티큘러 렌즈의 집광 거리와 렌티큘러 렌즈 피치의 비가 1.3∼3.0 의 범위내이고, 렌티큘러 렌즈 피치에 대한 블랙 스트라이프 형성부의 폭의 비율이 60%∼80% 의 범위내인, 투과형 스크린.
8. 삭제
9. 제 1 항에 기재된 투과형 스크린을 구비한, 배면 투사형 화상 표시 장치.

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