KR100668190B1 - 보정된 수직 시야각을 가지는 프로젝션 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 시야각의 반응성을 향상시켜, 수평 시야각의 휘도 저하없이 수직 시야각을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 프로젝션 스크린에 관한 것이다. 본 발명에 따른 프로젝션 스크린은 넓은 시야각에서도 거의 균일한 휘도를 가지는 영상으로 구현되도록, 영상정보를 가진 광을 평행 광원화하여 프로젝션 스크린에 집중시키는 프레넬 렌즈와, 프레넬 렌즈의 전면에 배치되어, 프레넬 렌즈로부터 출사된 평행광을 전면에 형성된 다수의 돌출부들을 이용하여 수평방향으로 확장하여 사용자에게 넓은 수평 시야각을 제공하는 렌티큘라 렌즈를 포함한다. 렌티큘라 렌즈에 형성되는 돌출부들은 렌티큘라 렌즈에 전달된 광을 대각선 방향으로 전달하여 수직 신호와 수평 신호로 분해하기 위하여 소정 각도의 기울기를 가지는 사선 형태로 형성된다.

프로젝션 스크린, 렌티큘라 렌즈, 프레넬 렌즈, 돌출부, 사선

Description

보정된 수직 시야각을 가지는 프로젝션 스크린{Projection screen having compensated vertical viewing angle}

도 1은 일반적인 배면 프로젝션 스크린이 적용된 프로젝션 텔레비전을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래의 배면 프로젝션 스크린의 개략적인 구성을 도시한 도면

도 3은 또 다른 종래의 배면 프로젝션 스크린의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 수직 시야각이 보정된 배면 프로젝션 스크린의 구성을 도시한 도면.

도 5는 또 다른 형태의 본 발명에 따른 수직 시야각이 보정된 배면 프로젝션 스크린의 구성을 도시한 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 프로젝션 스크린 2 : 렌티큘라 렌즈

3 : 돌출부 4 : 프레넬 렌즈

본 발명은 배면 프로젝션 텔레비전의 프로젝션 스크린에 관한 것이고, 보다 상세하게는 넓은 수평 시야각의 장점을 유지하고 수직 시야각이 보정된 배면 프로젝션 텔레비전의 프로젝션 스크린에 관한 것이다.

디스플레이 장치에 있어서, 대화면 고화질 영상의 수요자의 요구가 증가됨에 따라 소형의 영상을 투사렌즈를 이용해 확대 투사하는 투사형 장치의 보급이 확산되고 있다. 이러한 투사형 장치의 대표적인 예로서 프로젝터를 들 수 있으며, 프로젝터는 투사 방식에 따라 전면 투사(Front Projection) 및 배면 투사(Rear Projection)로 구분된다.

전면 투사는 사용자가 영상을 시청하는 방향과 동일한 방향으로 영상을 투사하는 방식이다. 전면 투사를 이용하는 프로젝터는 극장, 회의실 등에서 일반적으로 이용된다. 반면, 배면 투사는 스크린의 후방, 즉, 영상을 시청하는 사용자와 대향하는 방향에서 영상을 투사하는 방식이다. 배면 투사를 이용하는 프로젝터는 프로젝션 텔레비전의 형태로 보편화되어 있다. 또한, 배면 투사는 주위 환경이 밝은 곳에서도 밝은 화면을 볼 수 있으므로 전면 투사에 비해 더욱 많이 이용된다.

도 1은 일반적인 배면 프로젝션 스크린이 적용된 프로젝션 텔레비전을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 배면 프로젝션 스크린이 적용된 프로젝션 텔레비전(100)은 광원으로서 음극선관(110, CRT, Cathode Ray Tube), 음극선관 형광막(120), 및 광학계로서 투사 렌즈(130), 미러(140) 및 스크린(150)을 구비한다.

광원으로 기능하는 음극선관(110)은 영상 소스를 음극선관 형광막(120)에 형 성시키며, 투사 렌즈(130)는 음극선관 형광막(120)에 형성된 영상을 소정의 배율로 확대하여 미러(140)로 출사하고, 미러(140)는 확대된 영상을 프로젝션 스크린(150)의 후면으로 전반사한다. 프로젝션 스크린(150)에 전반사된 영상은 프로젝션 스크린(150) 상에 결상되며, 사용자는 프로젝션 스크린(150)에 결상된 영상을 시청한다.

도 2는 종래의 배면 프로젝션 스크린의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 프로젝션 스크린(150)은 프레넬 렌즈(151, Fresnel Lens)와 렌티큘라 렌즈(152, Lenticular Lens)를 포함한다. 프레넬 렌즈(151)는 도 1의 투사 렌즈(130)로부터 확대된 영상 즉, 영상정보를 가진 광을 평행 광원화하여 프로젝션 스크린(150)에 집중시키고, 프레넬 렌즈(151)에 의해 평행 광원화된 광은 넓은 시야각에서도 거의 균일한 휘도를 가지는 영상으로 구현된다.

렌티큘라 렌즈(152)는 프레넬 렌즈(151)의 전면에 배치되며, 프레넬 렌즈(151)로부터 출사된 평행광을 수평방향으로 확장하여 사용자에게 넓은 수평 시야각을 제공한다. 이는 렌티큘라 렌즈(152)의 전면에 형성된 돌출부(155)의 형태가 상하 방향의 실린더형 렌즈로 형성되어 있으므로 가능하다. 렌티큘라 렌즈(152)의 내부는 광확산제를 포함하고 있으며, 이 광확산제에 의해 영상은 수평, 수직방향으로 확장된다.

렌티큘라 렌즈(152)는 프레넬 렌즈(151)로부터 평행광이 입사되는 광입사면(153)을 가지며, 광입사면(153)으로 입사된 평행광은 광출사면(154)에서 결상된다. 광출사면(154)은 내부에 포함된 광확산제에 의해 결상된 광을 수평 및 수직 방향으 로 확산시켜 출사하고, 이 광확산제에 의해 광출사면(154)의 표면에는 엠보싱이 제공된다.

출사면(154)들 사이의 돌출부(155)는 광출사면(154)들 사이에서 돌출되고, 돌출부(155)의 전면에는 블랙 스트라이프면(156, Black Stripe)이 형성된다. 블랙 스트라이프면(156)은 외부로부터 입사되는 입사광, 예를 들면, 형광등 또는 태양광을 흡수한다. 외부광이 도 1의 프로젝션 스크린(150)에 입사하면 블랙 스트라이프면(156)은 외부광의 일정량을 흡수하여 소실시킨다.

그러나, 상기된 바와 같은 구조의 프로젝션 스크린은 돌출부(155)가 세로 방향으로 형성되기 때문에, 수평 시야각에 대한 반응성은 좋지만, 수직 시야각에 대한 반응성이 떨어져서 수직 시야각이 취약하다. 이러한 수직 시야각의 취약성은 시청하는 사람의 높이에 따라서 문제가 될 수 있으며, 따라서, 소파에서와 같이 바닥에서 일정 높이에서 시청하는 서구에서는 수직 시야각의 취약성에 대해 큰 문제가 없으나, 거실 바닥에서 주로 생활하는 국내 및 일본 등에서는 불편함이 있었다.

이와 같은 불편함을 해소하기 위하여, 수직 시야각을 보정하기 위한 제안이 있었으며, 그 중에 하나가 도 3에 도시된 바와 같이, 렌티큘라 렌즈의 돌출부 형태를 수직 격자 구조로 만드는 것이다. 돌출부의 형태가 수직 격자 구조로 만들어지는 것에 의하여, 돌출부가 수직 구조를 가지는 종래의 프로젝션 스크린의 수직 시야각의 취약성을 보완하고자 하였다.

그러나, 상기된 바와 같은 격자 구조의 돌출부를 가지는 프로젝션 스크린은 프로젝션 스크린 바로 앞에서 시청하는 경우에만 수직 시야각이 개선 효과가 있으며, 또한 종래의 프로젝션 스크린과 동일한 광량을 가지는 광원으로부터 발생된 광원을 이용하여 수직 시야각을 개선하기 때문에 수평 시야각의 휘도가 저하됨으로써, 프로젝션 텔레비전의 단점이 저휘도의 문제점이 더욱 부각되는 문제점을 초래하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 수직 시야각의 반응성을 향상시켜, 수평 시야각의 휘도 저하없이 수직 시야각을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 프로젝션 스크린을 제공하는데 있다.

상기된 바와 같은 목적은, 넓은 시야각에서도 거의 균일한 휘도를 가지는 영상으로 구현되도록, 영상정보를 가진 광을 평행 광원화하여 프로젝션 스크린에 집중시키는 프레넬 렌즈와, 상기 프레넬 렌즈의 전면에 배치되어, 상기 프레넬 렌즈로부터 출사된 평행광을 전면에 형성된 다수의 돌출부들을 이용하여 수평방향으로 확장하여 사용자에게 넓은 수평 시야각을 제공하는 렌티큘라 렌즈를 포함하는 프로젝션 스크린에 있어서, 상기 렌티큘라 렌즈에 형성되는 돌출부들은 상기 렌티큘라 렌즈에 전달된 광을 대각선 방향으로 전달하여 수직 신호와 수평 신호로 분해하기 위하여 소정 각도의 기울기를 가지는 사선 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 프로젝션 스크린에 의해 달성될 수 있다.

상기에서, 상기 돌출부들은 교차 방식의 사선으로 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 수직 시야각이 보정된 배면 프로젝션 스크린의 구성을 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배면 프로젝션 스크린(1)에 사용되는 렌티큘라 렌즈(2)에는 소정 각도의 기울기를 가지는 사선 형태의 돌출부(3)가 형성된다. 이와 같이, 사선 형태의 돌출부(3)가 형성된 렌티큘라 렌즈(2)는 후방에 배치되는 프레넬 렌즈(4)를 통하여 평행광이 후면의 광입사면에 입사되어 렌티큘라 렌즈(2)에 전달된다.

렌티큘라 렌즈(2)에 전달된 광은 렌티큘라 렌즈(2)에 형성된 사선 형태의 돌출부(3)의 각도에 따라서 레티큘러 렌즈(2)의 대각선 방향으로 전달된다. 그러므로, 프로젝션 스크린의 대각선 방향으로의 광 전달이 원활하게 이루어진다.

아울러, 프로젝션 스크린의 대각선 방향으로 전달되는 광 신호는 사선 형태의 돌출부(3)의 벡터 분해에 의해 수직 신호와 수평 신호로 분해된다. 이와 같이, 광신호가 돌출부(3)의 벡터 분해에 의해 수직 신호와 수평 신호로 분해되는 것에 의하여, 프로젝션 스크린의 수평 시야각과 수직 시야각이 확보될 수 있다. 따라서, 수평 시야각의 휘도 저하없이 수직 시야각이 보정될 수 있다.

도 5는 또 다른 형태의 본 발명에 따른 수직 시야각이 보정된 배면 프로젝션 스크린의 구성을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직 시야각이 보정된 배면 프로젝션 스크린에 사용되는 렌티큘라 렌즈(2)에는 사선 형태의 돌출부(3)들이 교차하 여, 마름모 형태의 돌출부(3)로 만들어질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같은 형태의 돌출부(3)를 가지는 렌티큘라 렌즈(2) 또한 도 4에 도시된 사선 형태의 돌출부(3)를 가지는 렌티큘라 렌즈(2)와 같이 광신호가 돌출부(3)의 벡터 분해에 의해 수직 신호와 수평 신호로 분해되는 것에 의하여, 수직 시야각에 대한 반응성이 향상되어, 프로젝션 스크린의 향상된 수직 시야각과 수평 시야각이 확보될 수 있어서, 수평 시야각의 휘도 저하없이 수직 시야각이 보정될 수 있다.

상기된 바와 같이, 렌티큘라 렌즈(2)에 형성되는 돌출부(3)의 깊이 및 각도는 지역 또는 국가에 따라서 선호하는 수평 시야각 또는 수직 시야각의 비율에 따라서 적절하게 조절되어, 그 지역 또는 국가의 시청자들이 원하는 시야각의 확보가 가능하게 될 수 있다.

상기된 바와 같이, 본 발명에 따른 보정된 수직 시야각을 가지는 프로젝션 스크린에 의하면, 수직 시야각의 반응성을 향상시켜, 수평 시야각의 휘도 저하없이 수직 시야각을 향상시킬 수 있으며, 또한 사선의 각도 및 깊이를 적절하게 조절하는 것에 의해 시청자들이 원하는 시야각의 확보가 가능하게 될 수 있다.

Claims (2)

1. 넓은 시야각에서도 거의 균일한 휘도를 가지는 영상으로 구현되도록, 영상정보를 가진 광을 평행 광원화하여 프로젝션 스크린에 집중시키는 프레넬 렌즈와, 상기 프레넬 렌즈의 전면에 배치되어, 상기 프레넬 렌즈로부터 출사된 평행광을 전면에 형성된 다수의 돌출부들을 이용하여 수평방향으로 확장하여 사용자에게 넓은 수평 시야각을 제공하는 렌티큘라 렌즈를 포함하는 프로젝션 스크린에 있어서,

   상기 렌티큘라 렌즈에 형성되는 돌출부들은 상기 렌티큘라 렌즈에 전달된 광을 대각선 방향으로 전달하여 수직 신호와 수평 신호로 분해하기 위하여 소정 각도의 기울기를 가지는 사선 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 스크린.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부들은 교차 방식의 사선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 스크린.

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