KR19980032640A - 배면 투사형 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 투사 장치로부터의 투영 영상을 스크린의 배면측에서 수신하고, 스크린의 정면측에 위치하는 관찰자를 향하여 영상광을 발하도록 한 배면 투사형 표시 장치에 있어서, 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성됨으로써, 관찰자가 보다 임장감(臨場感)을 느낄 수 있다.

Description

배면 투사형 표시 장치

본 발명은 영상 투사 장치로부터의 투영 영상을 스크린의 배면측에서 수신하고, 스크린의 정면측에 위치하는 관찰자를 향하여 영상광을 발하도록 한 배면 투사형 표시 장치에 관한 것이다.

도 14는 종래의 배면 투사형 표시 장치를 나타낸 개략 구성도로, 이 배면 투사형 표시 장치는 단일의 라이트 밸브 또는 R, G, B에 대응한 3개의 라이트 밸브를 구비하여 이루어진 투사 영상 생성 광학계, 광원, 및 영상 처리 회로(모두 도시하지 않음)를 구비한 영상 투사 장치(101)와, 확산 스크린(102), 상기 투사 영상 생성 광학계로부터 상기 확산 스크린(102)까지의 투영 광로를 형성하는 광로 구성부(103)를 구비하여 구성된다. 이런 종류의 배면 투사형 표시 장치는 표시수단으로서 브라운관을 구비하는 것에 비해 대화면화가 용이하다라는 이점을 갖고 있다.

그러나, 상기 종래의 배면 투사형 표시 장치에서는, 대화면이 실현된 비율로는 관찰자가 임장감을 그다지 느낄 수 없다라는 결점을 갖고 있었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 관찰가가 보다 임장감을 느낄 수 있는 배면 투사형 표시 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 관찰자가 입체 영상을 관찰할 때, 눈의 응점과 폭주(輻輳)가 일치하기 쉽고, 입체감을 인식하기 쉬운 배면 투사형 표시 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 영상 투사 장치로부터의 투영 영상을 스크린의 배면측에서 수신하고, 스크린의 정면측에 위치하는 관찰자를 향하여 영상광을 발하도록 한 배면 투사형 표시 장치에 있어서, 상기 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이런 구성이면, 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 관찰자는 오목 곡면 형상을 이루는 영상에 의해 둘러싸인 느낌을 받게 되고, 임장감이 높아진다.

상기 스크린이 상기 관찰자측에 위치하여 상기 오목 곡면 형상을 이루고 있는 확산층과 상기 영상 투사 장치측에 위치하여 상기 영상 투사 장치에 대하여 오목 곡면 형성을 이루는 투명층으로 이루어져도 된다.

여기서, 상기 영상 투사 장치의 광출사부와 상기 오목 곡면 형상을 이루고 있는 확산층의 중심부와의 사이에서 결상(結像) 거리를 설정한 경우에, 상기 확산층의 주위부에서는 영상 투사 장치와의 거리가 상기 결상 거리보다도 길게 되어 응점 어긋남이 발생하지만, 상기 투명층이 영상 투사 장치에 대하여 오목 곡면 형상을 이루고 있기 때문에, 굴절 작용에 의해 상기 응점 어긋남을 해소할 수 있다.

상기 투명층이 프레넬 렌즈를 이루도록 형성되어도 된다. 이것에 의하면, 광의 지향성을 높일 수 있다.

상기 오목 곡면 형상이 적어도 수평 방향에 대하여 원호 형상으로 만곡된 것이어도 된다. 수평 방향에 대하여 원호 형상으로 만곡된 것일 경우에는, 그 배면 투사형 표시 장치를 횡렬로 이어서 대화면화한 것으로도, 이웃하는 스크린은 연속된 원호 오목 곡면을 이룰 수 있기 때문에, 이웃하는 스크린을 을 넘는 영상에 있어서 부자연스런 단이 생기는 것을 방지할 수 있다. 물론, 종렬로도 이어서 더욱 대화면화한 것으로도, 상하로 이웃하는 스크린은 연속된 면을 이루기 때문에, 상하로 이웃하는 스크린을 넘는 영상에 있어서 부자연스런 단이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수직 방향에 대해서도 원호 형상으로 만곡된 것, 즉 구면을 이루는 경우에도 동일하게 대화면화할 수 있다.

또한, 본 발명은 2개의 영상 투사 장치에 의해 스크린에 투영 영상을 결상시키도록 구성할 수 있고, 한 쪽의 영상 투사 장치에서는 좌안(左眼)용 영상광이 출사되고, 다른 쪽의 영상 장치에서는 우안(右眼)용 영상광이 출사되도록 구성하여, 입체 영상 표시 장치로 이용할 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 확산 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 관찰자는 오목 곡면 형상을 이루는 영상에 의해 둘러싸인 느낌을 받게 되고, 임장감이 높아지며, 보다 현실감있는 입체시(立體視)를 관찰할 수 있다.

또한, 관찰자가 입체 영상을 관찰할 때의 시야내 또는 관찰 시야 근방에 시표체(視標體)를 설치해도 된다.

상기한 바와 같이, 시표체를 설치함으로써, 관찰자는 눈의 응점을 확산 스크린의 화면 뿐만 아니라, 확산 스크린의 전방에 위치하는 시표체에도 안정시킬 수 있고, 폭주와 응점이 일치하기 쉽게 된다. 이 때문에, 관찰자는 입체 영상의 입체감을 느끼기 쉽게 된다.

상기 영상 투사 창지는 상기 스크린상에 표시되는 영상의 모서리부에서의 화상 왜곡을 보정하기 위해서, 영상 형성용 라이트 밸브에 제공되는 영상 신호를 보정하는 왜곡 보정 수단을 구비해도 된다. 여기서, 상기 영상 투사 장치의 광출사부와 상기 오목 곡면 형상을 이루고 있는 확산층의 중심부와의 사이에서 결상 거리를 설정한 경우에, 상기 확산층의 주연부에서는 영상 투사 장치에 대한 거리가 상기 결상 거리보다도 길게 되고, 해당 주연부에서 화상이 확대되어 화상 왜곡이 생기지만, 상기 보정 수단이 설치되어 있기 때문에, 이런 화상 왜곡의 발생이 저감된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 배면 투사형 표시 장치의 외관을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에서의 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예의 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예의 화상 처리 회로를 나타낸 회로도.

도 5는 본 발명의 실시예의 확산 스크린상에 투영된 왜곡을 갖는 투영 영상을 스크린 정면측으로부터 표시함과 동시에, 이 영상에 대응시켜 액정 패널 및 그 영상 보정 영역을 표시한 설명도.

도 6a는 도 5에 나타내고 있는 4개의 영상 데이터 보정 영역중, 오른쪽상의 보정 영역을 확대하여 나타냄과 동시에, 화소 추출 영역을 해칭으로 나타낸 설명도, 도 6b는 영상 데이터 보정 영역에서의 축소된 영상을 나타낸 설명도.

도 7은 본 발명의 실시예의 배면 투사형 표시 장치를 횡방향으로 2대 나열하여 이루어지는 집합형 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도.

도 8은 본 발명의 배면 투사형 표시 장치를 입체 영상 표시 장치에 이용한 외관을 나타낸 정면도.

도 9는 도 8의 상면도.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 배면 투사형 표시 장치를 나타낸 정면도.

도 13은 도 12에 나타낸 배면 투사형 표시 장치에서, 각 시표체(視標體; 11)의 간격 비율(x)을 변화시킨 경우의 입체감이 강조되는 효과를 나타낸 도면.

도 14는 종래의 배면 투사형 표시 장치를 나타낸 개략 구성도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 영상 투사 장치

2 : 확산 스크린

2a : 확산층

2b :투명층

2b1 : 제1 투명층부

2b2 : 제2 투명층부

10 : 표시 장치 본체

11 : 시표체

31 : A/D 변환기

32 : 프레임 메모리

33 : 데이터 처리부

34 : D/A 변환기

35 : 액정 구동부

101 : 영상 투사 장치

102 : 확산 스크린

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 배면 투사형 표시 장치의 외관을 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에서의 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도이다.

이 배면 투사형 표시 장치는 표시 장치 본체(10)내에 후술하는 영상 투사 장치(1)가 배치되고, 이 영상 투사 장치(1)로부터 투사된 영상을 결상하는 스크린(2)을 구비한다.

도 2에 나타낸 배면 투사형 표시 장치는 영상 투사 장치(1)와 이 영상 투사 장치(1)로부터 약 60 ∼ 70cm 떨어진 거리에 배치된 확산 스크린(2)만을 나타내고, 영상 투사 장치(1)로부터 상기 확산 스크린(2)까지의 투영 광로를 이루는 미러 등은 생략하고 있다. 이 영상 투사 장치(1)는 단일 라이트 밸브 또는 R, G, B에 대응한 3개의 라이트 밸브를 구비하여 이루어지는 투사 영상 생성 광학계, 광원(모두 도시하지 않음), 및 영상 처리 회로(도 4를 이용하여 후술함; 3)를 구비하여 이루어진다.

또, 본 발명에서의 배면 투사형 표시 장치의 확산 스크린(2)은 관찰자(A)에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성된 확산층(2a)을 구비하고 있다. 확산층(2a)의 형성은 오목 곡면으로 형성된 투명판을 凹凸로 엠보스(emboss) 가공하기도 하고, 혹은 투명판의 오목 곡면에 확산 시트(이른 바 무광택의 凹凸이나 반원주 형상의 단위 렌즈부 등이 형성된 시트)를 부착하기도 하면, 또는 확산층의 내부에 미소 확산 입자를 혼입시켜 행할 수 있다.

확산층(2a)에서의 오목 곡면은, 이 실시예에서는 수평 방향에 대해서만 원호 형상으로 만곡된 것으로 하고 있다. 즉, 원통의 일부를 사각형으로 잘라내어 얻어지는 형상으로 하고 있다. 그리고, 확산 스크린(2)이 예컨대 45인치 화면용으로 구성되어 있을 경우, 확산층(2a)의 중심부에 접하는 가상 평면(X)과, 확산층(2a)의 좌우 방향 주연 사이의 간격(L)이 30mm 정도가 되도록 해당 확산층(2a)에서의 오목 곡면의 곡률을 설정하고 있다.

상기한 바와 같이, 확산 스크린(2)의 확산층(2a)이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 관찰자는 오목 곡면 형상을 이루는 영상에 의해 둘러싸인 느낌을 받게 되고, 임장감이 높아진다.

또한, 상기 확산층(2a)이 오목 곡면 형상을 갖기 때문에, 그 주연에서 결상면에 응점 어긋남이 발생하게 되지만, 영상 투사 장치(1)로부터 확산 스크린(2)까지 약 60 ∼ 70cm 떨어진 거리에 위치하고 있는 경우에는, 확산 스크린(2)에 결상되는 전체의 영상에 대하여 주연에서의 결상면의 응점 어긋남에 의한 영상의 핀트 어긋남 등은 통상 관찰자의 허용 범위인 경우가 많다.

주연에서의 결상면의 응점 어긋남은 어느 정도 허용될 수 있지만, 응점 어긋남이 발생하고 있는 것에 변화는 없다. 그래서, 주연부에서의 결상면의 응점 어긋남을 해소한 본 발명의 제2 실시예에 대하여 도 3에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예의 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도이다. 상기 확산 스크린(2)은 관찰자(A)측에 위치하는 확산층(2a)과, 상기 영상 투사 장치(1)측에 위치하는 투명층(2b)으로 이루어진다. 또한, 상기 투명층(2b)은 관찰자(A)측에 위치하면서 그 관찰자(A)에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 제1 투명층부(2b1)와, 영상 투사 장치(1)측에 위치하면서 그 영상 투사 장치(1)에 대해 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 제2 투명층부(2b2)로 이루어지며, 이들이 투명 접착제로 부착됨으로써 구성되어 있다. 그리고, 제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면상에 상기 확산층(2a)이 형성됨으로써, 그 확산층(2a)은 관찰자(A)에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성된 것으로 되어 있다. 확산층(2a)의 형성은 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면을 凹凸로 엠보스 가공하기도 하고, 혹은 제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면에 확산 시트(이른 바 무광택의 凹凸이나 반원주 형상의 단위 렌즈부 등이 형성된 시트)를 부착하기도 하며, 혹은 확산층의 내부에 미소 확산 입자를 혼입시켜 행할 수 있다.

제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면, 즉 확산층(2a)에서의 오목 곡면은 전술한 실시예와 마찬가지로, 수평 방향에 대해서만 원호 형상으로 만곡되고, 확산 스크린(2)이 예컨대 45인치 화면용으로 구성되어 있을 경우, 확산층(2a)의 중심부에 접하는 가상 평면(X)과, 확산층(2a)의 좌우 방향 주연과의 사이의 간격(L)이 30mm 정도가 되도록, 그 확산층(2a)에서의 오목 곡면의 곡률을 설정하고 있다.

제2 투명층부(2b2)의 오목 곡면은 상기 확산층(2a)이 오목 곡면 형상을 갖는 것에 의해 그 주연에서의 결상면의 어긋남을 해소하도록 설정되어 있다. 즉, 영상 투사 장치(1)로부터의 투영 영상에서의 결상면이 확산층(2a)의 중심부에 접하는 가상 평면(X)에 대응하도록 설정되면, 좌우 방향 주연에서는 결상면 어긋남이 생긴다. 그래서, 제2 투명층부(2b2)의 오목 곡면에 의한 굴절 작용에 의해 좌우 방향 주연에서의 결상면이 상기 확산층(2a)의 오목 곡면에 대응하여 영상 투영 장치(1)로부터 멀어지도록 하고 있다. 또한, 제2 투명층부(2b2)의 오목 곡면이 프레넬 렌즈를 이루도록 형성되어 있어도 되고, 이 경우에는 광의 지향성을 높일 수 있게 된다.

상기 구성에서, 영상 투사 장치(1)로부터 투사된 투영 영상은 확산 스크린(2)에서의 제2 투명층부(2b2)에 이르고, 이 제2 투명층부(2b2)에서의 오목 곡면에서 굴절 작용을 받으며, 확산 스크린(2)의 좌우 주변에서 결상 거리가 길게 되고, 그 결상 거리가 상기 확산층(2a)에서의 오목 곡면에 따른 것으로 되며, 응점 어긋남을 발생시키지 않고서 확산층(2a)상에 영상이 결상된다.

도 4는 제1 및 제2 실시예에서의 배면 투사형 표시 장치에서의 영상 투사 장치(1)의 영상 처리 회로(3)를 나타낸 회로도이다. 영상 처리 회로(3)는 아날로그 비디오 신호를 입력받아 디지털 비디오 데이터로 변환시키는 A/D 변환기(31), 1프레임분의 디지털 비디오 데이터를 기억하는 프레임 메모리(32), 디지털 비티오 데이터에 대하여 각종의 처리를 행하는 데이터 처리부(33), 데이터 처리부(33)를 경유한 디지털 비디오 데이터를 입력받아 아날로그 비디오 신호로 변환시키는 D/A 변환기(34), 아날로그 비디오 신호를 입력받고, 이 아날로그 비디오 신호에 기초하여 라이트 밸브로서의 액정 패널을 구동시키는 액정 구동부(35)를 구비한다.

상기 데이터 처리부(33)는 상기 디지털 비디오 데이터에 대하여 아스펙트 변환 처리나 줌 처리외, 왜곡 보정 처리를 행하도록 되어 있다. 이하, 이 왜곡 보정 처리에 대하여 설명한다.

도 5는 확산 스크린(2)상에 투영된 왜곡을 갖는 투영 영상을 스크린 정면측으로부터 나타냄과 동시에, 이 영상에 대응시켜 액정 패널(B) 및 그 화상 보정 영역을 나타낸 설명도이다. 또한, 실선으로 나타낸 사각형 영역은 확산 스크린(2) 및 이것에 대응시킨 액정 패널(B)을 나타내고 있고, 그 4모서리의 해칭 영역은 영상 데이터 보정 영역을 나타내고 있다. 이 투영 영상쪽이 확산 스크린(2)보다도 전체적으로 크게 되어 있고(5% 정도), 그리고 이 투영 영상의 4모서리에서 화상 왜곡이 생기고 있다. 이 왜곡은 상기 영상 투사 장치(1)의 광출사부와 상기 확산층(2a)의 중심부와의 사이에서 결상 거리를 설정한 경우에, 상기 확산층(2a)의 좌우 방향 주연에서는 영상 투사 장치(1)에 대한 거리가 상기 결상 거리보다도 길게 되기 때문에, 그 주연에서 화상의 확대, 즉 액정 패널(B)의 4모서리에서의 도면중 화살표 방향의 시프트(왜곡이 없는 경우에 비해 약 12도트만큼의 시프트)가 일어남으로써 생기는 것이다. 즉, 화상의 왜곡량은 투사 거리와, 확산 스크린(2)의 중앙으로부터 주변부의 투사 거리의 차인 스크린 만곡량으로 결정되고, 또한 왜곡량을 보정하기 위해 회로적으로 추출한 화소수의 설정은 표시하는 화상의 수직 화소수에 기인하다.

예컨대, 투사 거리가 600mm, 확산 스크린(2)의 중앙과 주변부의 만곡량이 30mm인 경우를 고려하면, 확산 스크린(2)의 중앙과 주변의 투사 거리의 차는 630/600-1.05로 되고, 주변부에서는 5% 화상이 확대되게 된다.

표시 화소수가 수평 640화소, 세로 480화소인 VGA 글래스로 하면, 5%의 왜곡량은 480(화소)×0.05=24(화소)에 상당하고, 화면 상하 위치에서 각 12화소의 어긋남이 발생하게 된다.

도 6a는 도 5에 나타내고 있는 4개의 영상 데이터 보정 영역중, 오른쪽상의 보정 영역을 확대하여 나타냄과 동시에, 화소 추출 영역을 해칭으로 나타낸 설명도이다. 영상 데이터 보정 영역은 세로 120도트, 가로 160도트의 크기를 갖고 있고, 이 영역에서 도면중 점선(영상 왜곡)에 대응시켜 점차적으로 화소 추출이 행해진다. 이 실시예에서는, 가로 160도트를 40도트씩 4분하여, a, b, c, d의 영역으로 나누고, d의 영역에서는 10행째, 20, 30, …, 120행째의 합계 12행만큼을 추출하고, c의 영역에서는 14행째, 27, 40, …, 118행째의 합계 9행만큼, b의 영역에서는 20행째, 40, 60, 80, 100, 120행째의 합계 6행만큼, a의 영역에서는 40행째, 80, 120행째의 합계 3행만큼을 추출 처리를 실시하고 있다. 이런 보정 처리에 의해, 도 6b에 나타낸 바와 같이 점차 주변에 이루어짐에 따라 보정량이 크게 되고, 상기 왜곡에 대응하여 축소된 화상 데이터가 제공되게 된다. 다른 영상 테이더 보정 영역에서도 동일한 보정 처리가 이루어진다.

상기 예에서는, 영상 데이터 보정 영역으로서 120×160도트 크기의 영역을 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 또한 화소 추출 방법에 있어서도 상기 예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 영상 투사 장치(1)에서의 액정 패널(B)상에는 상기 데이터 처리부(33)에 의한 왜곡 보정 처리에 의해, 영상 데이터 보정 영역에서 전술한 바와 같이 축소된 화상 데이터가 제공되기 때문에, 화상 4모서리부에서의 투사에 의해 생기는 확대와 겹쳐서, 확산층(2a)상에 결상되는 영상의 왜곡은 저감된다.

그리고, 관찰자(A)는 확산 스크린(2)에서의 오목 곡면 형상을 이루는 확산층(2a)상에 표시되는 영상을 봄으로써, 그 영상에 의해 둘러싸인 느낌을 받게 됨으로써, 임장감이 높아진다.

도 7은 상술한 구성을 갖는 배면 투사형 표시 장치를 횡렬로 이어서 대화면화하여 이루어지는 집합형 배면 투사형 표시 장치를 나타낸 설명도이다. 각 배면 투사형 표시 장치에서의 이웃하는 확산 스크린(2, 2)의 확산층(2a, 2a)은 연속된 원호 오목 곡면을 이루기 때문에, 이웃하는 확산 스크린(2, 2)을 넘는 영상에서 부자연스런 단이 생기는 것을 방지할 수 있다. 물론, 종렬로도 이어서 더욱 대화면화한 것으로도, 상하로 이웃하는 확산 스크린은 연속된 면을 이루기 때문에, 상하로 이웃하는 확산 스크린을 넘는 영상에 있어서 부자연스런 단이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 이런 발명의 배면 투사형 표시 장치는 2차원 영상의 표시외, 3차원 영상의 표시에도 이용할 수 있다. 3차원 영상 표시에 의한 입체시를 안경없이 볼 경우에는, 예컨대 확산 스크린(2)과 관찰자(A) 사이에 렌티큘러(lenticular)판이나 패럴랙스 배리어(parallax barrier)를 구비한 구성 등을 이용할 수 있다. 또한, 영상 처리 회로(3)에서 시분할적으로 우안 화상과 좌안 화상을 교대로 생성하고, 스크린(2)에 투영하여, 관찰자(A)가 액정 셔터 안경을 이용함으로써, 입체시를 볼 수 있다.

다음에, 본 발명의 배면 투사형 표시 장치의 스크린(2)에 좌안용 화상과 우안용 화상을 결상시키고, 편광 안경을 장착하여, 좌우의 영상을 분리하여 입체시를 얻는 장치에 적용한 실시예에 대해 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 배면 투사형 표시 장치를 입체 영상 표시 장치에 이용한 외관을 나타낸 정면도, 도 9는 도 8의 상면도, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도이다.

이 배면 투사형 표시 장치는 표시 장치 본체(10)내에 좌안 영상 전용의 영상 투사 장치(1L)와 우안용 영상 전용의 영상 투사 장치(1R), 이들 양영상 투사 장치(1L, 1R)로부터의 영상광을 결상하는 확산 스크린(2)을 구비한다.

또한, 도 10에 나타낸 배면 투사형 표시 장치에서는 양영상 투사 장치(1L, 1R)와 이들 영상 투사 장치(1L, 1R)로부터 약 60 ∼ 70cm 떨어진 거리에 배치된 확산 스크린(2)만을 나타내며, 영상 투사 장치(1L, 1R)로부터 확산 스크린(2)까지의 투영 광로를 이루는 미러 등은 생략하고 있다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 영상 투사 장치(1L, 1R)는 단일의 라이트 밸브 또는 R, G, B에 대응한 3개의 라이드 밸브를 구비하여 이루어지는 투사 영상 생성 광학계, 광원(모두 도시하지 않음), 및 전술한 도 4에 나타낸 구성의 영상 처리 회로(3)를 구비하여 이루어진다.

양영상 투사 장치(1L, 1R)에서는 서로 편광 방향이 다른 영상광이 출사된다. 예컨대, 이 실시예에서는, 좌안용 영상 투사 장치(1L)에서는 수직(S) 편광된 영상광이 출사되고, 우안용 영상 투사 장치(1R)에서는 수평(P) 편광된 영상광이 출사된다. 이들 양영상 투사 장치(1L, 1R)로부터 출사된 영상광은 확산 스크린(2)상에 겹쳐서 좌우 영상의 화상이 결상된다.

상기 확산 스크린(2)은 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 관찰자(A)에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성된 확산층(2a)을 구비하고 있다.

확산층(2a)에서의 오목 곡면은 전술한 실시예와 마찬가지로, 수평 방향에 대해서만 원호 형상으로 만곡되고, 확산 스크린(2)이 예컨대 45인치 화면용으로 구성되어 있을 경우, 확산층(2a)의 중심부에 접하는 가상 평면(X)과, 확산층(2a)의 좌우 방향 주연과의 간격(L)이 30mm 정도가 되도록, 그 확산층(2a)에서의 오목 곡면의 곡률을 설정하고 있다.

이 확산 스크린(2)의 확산층(2a)에 양영상 투사 장치(1L, 1R)로부터의 화상이 겹쳐서 결상된다. 관찰자는 좌안에는 우안용 영상의 편광 광을 흡수하고, 좌안용 영상의 편광 광을 투과하는 편광판을, 우안에는 좌안용 영상의 편광 광을 흡수하고, 우안용 영상의 편광 광을 투과하는 편광판을 구비한 편광 안경을 장착함으로써, 좌우안에 각각 대응한 영상이 관찰되고, 입체시가 얻어진다.

상기한 바와 같이, 확산 스크린(2)의 확산층(2a)이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 관찰자는 오목 곡면 형상을 이루는 영상에 의해 둘러싸인 느낌을 받게 되고, 임장감이 높아지며, 보다 현실감있는 입체시를 관찰할 수 있다.

전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 이 제3 실시예에서의 확산층(2a)이 오목 곡면 형상을 갖기 때문에, 그 주연에서의 결상면에 응점 어긋남이 발생하게 되지만, 영상 투사 장치(1L, 1R)로부터 확산 스크린(2)까지 약 60 ∼ 70cm 떨어진 거리에 배치되어 있을 경우에는, 확산 스크린(2)에 결상되는 전체 영상에 대해 주연에서의 결상면의 응점 어긋남에 의한 핀트 어긋남 등은 통상 관찰자에게는 허용 범위인 경우가 많다.

주연에서의 결상면의 응점 어긋남은 어느 정도 허용될 수 있지만, 응점 어긋남이 발생하고 있는 것에 변화는 없다. 그래서, 주연부에서의 결상면의 응점 어긋남을 해소한 실시예를 도 11에 나타낸다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예의 배면 투사형 표시 장치를 간략적으로 나타낸 평면도이다. 상기 확산 스크린(2)은 제2 실시예와 마찬가지로, 관찰자(A)측에 위치하는 확산층(2a)과, 상기 영상 투사 장치(1L, 1R)측에 위치하는 투명층(2b)으로 이루어진다. 또한, 상기 투명층(2b)은 관찰자(A)측에 위치하면서 그 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 제1 투명층부(2b1)와, 영상 투사 장치(1)측에 위치하면서 그 영상 투사장치(1L, 1R)에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 제2 투명층부(2b2)로 이루어지며, 이들이 투명 접착제로 부착됨으로써 구성되어 있다. 그리고, 제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면상에 상기 확산층(2a)이 형성됨으로써, 그 확산층(2a)은 관찰자(A)에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성된 것으로 되어 있다. 확산층(2a)의 형성은 전술한 제2 실시예와 마찬가지로, 제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면을 凹凸로 엠보스 가공하기도 하고, 혹은 제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면에 확산 시트(이른바 무광택의 凹凸이나 반원주 형상의 단위 렌즈부 등이 형성된 시트)를 부착하기도 하며, 혹은 확산층의 내부에 미소 확산 입자를 혼입시킴으로써 행할 수 있다.

제1 투명층부(2b1)의 오목 곡면, 즉 확산층(2a)에서의 오목 곡면은 이 실시예에서는, 수평 방향에 대해서만 원호 형상으로 만곡된 것으로 하고 있다. 즉, 원통의 일부를 사각형으로 잘라 내어 얻어지는 형상으로 하고 있다. 그리고, 확산 스크린(2)이 예컨대 45인치 화면용으로 구성되어 있을 경우, 확산층(2a)의 중심부에 접하는 가상 평면(X)과, 확산층(2a)의 좌우 방향 주연과의 간격(L)이 30mm 정도가 되도록, 그 확산층(2a)에서의 오목 곡면의 곡률을 설정하고 있다.

제2 투명층부(2b2)의 오목 곡면은 상기 확산층(2a)이 오목 곡면 형상을 갖는 것에 의해 그 주연에서의 결상면의 어긋남을 해소하도록 설정되어 있다. 즉, 영상 투사 장치(1L, 1R)로부터의 투영 영상에서의 결상면이 확산층(2a)의 중심부에 접하는 가상 평면(X)에 대응하도록 설정되면, 좌우 방향 주연에서는 결상면 어긋남이 생긴다. 그래서, 제2 투명층부(2b2)의 오목 곡면에 의한 굴절 작용에 의해 좌우 방향 주연에서의 결상면이 상기 확산층(2a)의 오목 곡면에 대응하여 영상 투영 장치(1)로부터 멀어지도록 하고 있다. 또한, 제2 투명층부(2b2)의 오목 곡면이 프레넬 렌즈를 이루도록 형성되어 있어도 되고, 이 경우에는 광의 지향성을 높일 수 있게 된다.

상기 구성에서, 영상 투사 장치(1L, 1R)로부터 투사된 투영 영상은 확산 스크린(2)에서의 제2 투명층부(2b2)에 이르고, 이 제2 투명층부(2b2)에서의 오목 곡면에서 굴절 작용을 받으며, 확산 스크린(2)의 좌우 주변에서 결상 거리가 길게 되고, 그 결상 거리가 상기 확산층(2a)에서의 오목 곡면에 따른 것으로 되며, 응점 어긋남을 발생시키지 않고서 확산층(2a)상에 영상이 결상된다.

상기한 제3 및 제4 실시예에 있어서도, 전술한 영상 처리 회로(3)에서의 왜곡 보정 처리를 행하도록 구성해도 된다. 전술한 영상 처리 회로(3)의 상기 데이터 처리부(33)에 의한 왜곡 보정 처리에 의해, 영상 투사 장치(1L, 1R)에서의 액정 패널(B)상에는 영상 데이터 보정 영역에 있어서 전술한 바와 같이 축소된 화상 데이터가 제공되기 때문에, 화상 4모서리부에서의 투사에 의해 생기는 확대와 겹쳐서, 확산층(2a)상에 결상되는 영상의 왜곡은 저감된다.

상기한 제3 및 제4 실시예에서는, 2개의 영상 투사 장치를 입체 영상용으로 이용했지만, 2개의 영상 투사 장치를 이용하여 고정밀한 투사를 행하는 장치에 본 발명을 이용할 수도 있다.

그런데, 상술한 실시예에서의 배면 투사형 표시 장치를 이용하여 입체 영상을 표시한 경우, 영상을 확산 스크린(2)으로부터 튀어 나오도록 관찰자에게 인식시키는 영상에 있어서는, 관찰자의 눈의 폭주는 튀어 나오는 영상으로 향하지만, 눈의 응점을 튀어 나온 영상에는 맞추지 못하고, 표시 화면에 맞출 경향이 있다. 이 때문에, 관찰자는 눈의 응점과 폭주를 일치시키지 못하고, 입체감을 인식하기 곤란하다라는 문제가 있다.

그래서, 도 12에 나타낸 실시예에서는, 확산 스크린(2) 근방의 관찰 시야내에 시표체(11)를 설치하고 있다. 이 실시예에서는 확산 스크린(2)의 주위를 둘러싸도록 시표체(11)가 설치되어 있다. 이와 같이, 시표체(11)를 설치함으로써, 관찰자는 눈의 응점을 확산 스크린(2)의 화면뿐만 아니라, 확산 스크린(2)의 전방에 위치하는 시표체에도 안정시킬 수 있고, 폭주와 응점이 일치하기 쉽게 된다. 이 때문에, 관찰자는 입체 영상의 입체감을 느끼기 쉽게 된다.

이 시표체(11)는 일부가 관찰 시야내에 위치하면 된다. 또한, 시표체(11)로서는 시표체(11)가 점유하는 면적이 부분적으로 변화하는 형상인 것이 좋고, 이와 같은 형상이면 관찰자에게 인식되기 쉽게 된다.

도 13은 도 12에 나타낸 배면 투사형 표시 장치에서, 각 시표체(11)의 간격 비율(x)을 변화시킬 경우에서의 입체감이 강조되는 효과를 나타낸 도면이다. 이 경우의 확산 스크린(2)의 크기는 45인치인 것으로 측정하였다. 여기서, 비율 x=(시표체의 간격 y)/(화면의 수평 크기 z)이고, 종축의 효과로는 복수인에 대하여 상기 비율을 변화시켜 입체 영상을 보게 한 경우에서, 시표체가 없는 경우의 입체감을 1, 가장 입체감이 강조된 경우를 6으로 하여, 각 비율(x)에서의 입체감을 6단계 평가시킨 때의 평균치이다.

이 도 13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비율(x)이 5 ∼ 30% 범위에서 입체감이 가장 강조된다.

또한, 상술한 각 실시예에서는, 확산층(2a)을 수평 방향에 대해서만 원호 형상으로 만곡된 것으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 수직 방향에도 원호 형상으로 만곡된 것, 즉 구면의 일부를 사각형으로 잘라 내어 얻어지는 형상으로 해도 되고, 이 경우에도 동일하게 대화면화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 배면 투사형 표시 장치에 의하면, 임장감을 높일 수 있다라는 효과를 나타낸다. 또한, 확산 스크린의 배면측이 오목 곡면 형상을 이루는 구성이면, 투영 영상의 4모서리에서의 결상면 어긋남을 방지할 수 있다. 또한, 왜곡 보정 수단을 구비한 구성이면, 투영 영상의 4모서리에서의 확대 왜곡을 방지할 수 있다. 또한, 확산층의 오목 곡면 형상이 적어도 수평 방향에 대하여 원호 형상으로 만곡된 구조이면, 어떤 배면 투사형 표시 장치를 복수개 나열하여 영상 표시를 할 경우에도, 이웃하는 확산 스크린을 넘는 영상에서 부자연스런 단이 생기는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 배면 투사형 표시 장치를 입체 영상 표시 장치에 이용하면, 확산 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 관찰자는 오목 곡면 형상을 이루는 영상에 의해 둘러싸인 느낌을 받게 되고, 임장감이 높아지며, 보다 현실감있는 입체시를 관찰할 수 있다.

또한, 관찰자가 입체 영상을 관찰할 때의 시야내 혹은 관찰 시야 근방에 시표체를 설치함으로써, 관찰자는 눈의 응점을 확산 스크린의 화면뿐만 아니라, 확산 스크린의 전방에 위치하는 시표체에도 안정시킬 수 있고, 폭주와 응점이 일치하기 쉽게 된다. 이 때문에, 관찰자는 입체 영상의 입체감을 느끼기 쉽게 된다.

Claims (12)

1. 영상 투사 장치로부터의 투영 영상을 스크린의 배면측에서 받고, 스크린의 정면측에 위치하는 관찰자를 향하여 영상광을 발하도록 한 배면 투사형 표시 장치에 있어서,

   상기 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 오목 곡면 형상이 적어도 수평 방향에 대하여 원호 형상으로 만곡된 것인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 스크린이 상기 관찰자측에 위치하여 상기 오목 곡면 형상을 이루고 있는 확산층과, 상기 영상 투사 장치측에 위치하여 상기 영상 투사 장치에 대하여 오목 곡면 형상을 이루는 투명층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 투명층이 프레넬 렌즈를 이루도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 영상 투사 장치는 상기 스크린상에 표시되는 영상의 모서리부에서의 화상 왜곡을 보정하기 위해서, 영상 형성용 라이트 밸브에 제공되는 영상 신호를 보정하는 왜곡 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
6. 2개의 영상 투사 장치로부터의 투영 영상을 스크린의 배면측에서 받고, 스크린의 정면측에 위치하는 관찰자를 향하여 영상광을 발하도록 한 배면 투사형 표시 장치에 있어서,

   상기 스크린이 관찰자에 대하여 오목 곡면 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 오목 곡면 형상이 적어도 수평 방향에 대하여 원호 형상으로 만곡된 것인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
8. 제6항에 있어서, 한 쪽의 영상 투사 장치에서는 좌안(左眼)용 영상광이 출사되고, 다른 쪽의 영상 투사 장치에서는 우안(右眼)용 영상광이 출사되는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 스크린이 상기 관찰차측에 위치하여 상기 오목 곡면 형상을 이루고 있는 확산층과, 상기 영상 투사 장치측에 위치하여 상기 영상 투사 장치에 대하여 오목 곡면 형상을 이루는 투명층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 투명층이 프레넬 렌즈를 이루도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
11. 제6항에 있어서, 상기 영상 투사 장치는 상기 스크린상에 표시되는 영상의 모서리부에서의 화상 왜곡을 보정하기 위해서, 영상 형성용 라이트 밸브에 제공되는 영상 신호를 보정하는 왜곡 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.
12. 제8항에 있어서, 관찰자가 입체 영상을 관찰할 때의 시야내 또는 관찰 시야 근방에 시표체(視標體)를 더 설치한 것을 특징으로 하는 배면 투사형 표시 장치.