KR19980039529A - 배면 투사형 텔레비젼 - Google Patents
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Abstract
시야각과 이득을 조절할 수 있는 배면 투사형 텔레비젼이 개시되어 있다. 배면 투사형 텔레비젼은 컬러 광을 방사하기 위한 프로젝터와, 고분자 분산형 액정(PDLC)으로 이루어져서 인가 전압에 따라 시야각을 조절할 수 있는 배면 스크린, 및 상기 프로젝터로 부터 방사된 컬러 광을 반사하여 상기 스크린의 배면에 투사하기 위한 반사경을 구비한다. 고분자 분산형 액정의 특성을 이용하여 인가되는 전압에 따라 시야각을 적절히 조절할 수 있다.
Description
본 발명은 배면 투사형 텔레비젼(Rear projection television)에 관한 것으로, 특히 가변적인 시청 상황에 따라 이득(Gain) 및 시야각을 적절히 조절할 수 있는 배면 투사형 텔레비젼에 관한 것이다.
일반적으로, 광학 에너지(Optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 변조기(Spatial light modulator)는 광 통신, 화상 처리, 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 통상적으로 이러한 장치들은 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(Direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(Projection-type image display device)로 구분된다.
직시형 화상 표시 장치의 예로서는 음극선관(Cathode Ray Tube; 이하 CRT라 칭함)을 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다.
투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(이하 LCD라 칭함), 디포머블 미러 어레이(Deformable Mirror Device; 이하 DMD라 칭함), 및 액튜에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하 AMA라 칭함)를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(Transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(Reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.
LCD 장치는 빛의 투과도를 전기적으로 제어할 수 있는 액정을 사용하는 표시 장치로서, 이러한 LCD를 사용하는 프로젝터 (이하, 액정 프로젝터라 칭함)는 액정 패널에 표시한 화상을 배면에서 빛으로 조사하여 스크린 상에 확대 투사하는 방식의 표시 장치이다.
일반적으로, 액정 프로젝터, CRT 프로젝터 및 전하결합소자(Charge coupled device; CCD) 카메라 등이 배면 투사형 텔레비젼, 전면 투사형 텔레비젼 또는 텔레비젼 카메라에 사용된다.
도 1은 종래의 배면 투사형 텔레비젼의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 배면 투사형 텔레비젼(10)은 프로젝터(12), 반사경(14) 및 배면 스크린(16)을 포함한다.
상기 프로젝터(12)는 바람직하게는 액정 프로젝터이다. 상기 액정 프로젝터(12)는 배면 투사형 텔레비젼(10)의 하우징(Housing)(11) 내에 수용되며, 컬러 광(L)을 투사하기 위한 투사 렌즈와 함께 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)에 대한 각각의 액정 패널을 구비한다. 상기 액정 프로젝터(12)로 부터 방사된 컬러 광(L)은 상기 하우징(11) 내에 비스듬히 놓여있는 반사경(14)에 의해 반사되어 하우징(11)의 전면 상에 설치된 스크린(16)의 배면에 투사된다. 상기 배면 스크린(16)은 통상적으로, 프레넬 렌즈(Fresnel lens)와 양면 볼록 렌즈(Lenticular lens)로 구성된다. 투사된 광은 상기 배면 스크린(16)의 전면 상에 컬러 화상을 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같은 배면 투사형 텔레비젼은 배면 스크린(16)의 설계에 따라 시야각과 이득을 결정한다. 시야각은 시청자의 시청 범위를 지정하고, 이득은 화상의 휘도(Brightness)를 결정한다.
도 2는 이러한 배면 투사형 텔레비젼에 있어서, 이득과 시야각과의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서, ①은 시야각이 좁고 이득이 높은 경우를 나타내며, ②는 시야각이 넓고 이득이 낮은 경우를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이득과 시야각은 이득이 크면 시야각이 좁고 시야각이 크면 이득이 낮아지는 관계에 놓여 있기 때문에, 가변적인 시청 상황에 대해서 이를 적절히 조절하기가 매우 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 가변적인 시청 상황에 따라 이득 및 시야각을 적절히 조절할 수 있는 배면 투사형 텔레비젼을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 배면 투사형 텔레비젼의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 배면 투사형 텔레비젼에 있어서, 이득과 시야각과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배면 투사형 텔레비젼의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4a 및 4b는 고분자 분산형 액정의 전기광학적인 작동 원리를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 5는 도 3의 배면 투사형 텔레비젼에 사용되는 고분자 분산형 액정 스크린을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배면 투사형 텔레비젼에 있어서, 반사경의 기울기에 따른 입사광의 방향 변화를 나타내는 개략도이다.
도 7A 및 7b는 도 6의 반사경의 구조를 나타내는 개략도들이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 100 ... 배면 투사형 텔레비젼 12, 102 ... 프로젝터
14, 104 ... 반사경 16, 106 ... 배면 스크린
108 ... 지지대 110 ... 모터
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
컬러 광을 방사하기 위한 프로젝터;
고분자 분산형 액정(Polymer disposed liquid crystal)으로 이루어져서 인가 전압에 따라 시야각을 조절할 수 있는 배면 스크린; 및
상기 프로젝터로 부터 방사된 컬러 광을 반사하여 상기 스크린의 배면에 투사하기 위한 반사경을 구비하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 텔레비젼을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 배면 투사형 텔레비젼은 반사경 조절 수단을 더 구비하여 상기 반사경은 좌·우로 기울여지게 한다. 이러한 경우에, 시청 위치에 관계없이 이득을 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 배면 스크린을 고분자 분산형 액정으로 형성함으로써 임의의 α 시야각에 대해 0°∼ 20°정도의 시야각을 전압에 따라 조절할 수 있다. 또한, 반사경의 방향을 원하는 각도만큼 회전시킴으로써, 시청 위치에 관계없이 이득을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 배면 투사형 텔레비젼의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 배면 투사형 텔레비젼(100)은 프로젝터(102), 반사경(104) 및 고분자 분산형 액정(Polymer disposed liquid crystal; PDLC)으로 이루어진 배면 스크린(106)을 포함한다. 도 5는 도 3의 배면 투사형 텔레비젼에 사용되는 고분자 분산형 액정 스크린을 나타내는 개략도이다.
상기 프로젝터(102)는 바람직하게는 액정 프로젝터이다. 상기 액정 프로젝터(102)는 배면 투사형 텔레비젼(100)의 하우징(101) 내에 수용되며, 컬러 광(L)을 투사하기 위한 투사 렌즈와 함께 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)에 대한 각각의 액정 패널을 구비한다. 상기 액정 프로젝터(102)로 부터 방사된 컬러 광(L)은 상기 하우징(101) 내에 비스듬히 놓여있는 반사경(104)에 의해 반사되어 하우징(101)의 전면 상에 설치된 고분자 분산형 액정 스크린(106)의 배면에 투사된다. 투사된 광은 상기 고분자 분산형 액정 스크린(106)의 전면 상에 컬러 화상을 형성한다.
이하, 도 4a 및 4b를 참조하여 고분자 분산형 액정의 전기광학적인 작동 원리를 설명한다.
고분자 분산형 액정은 창문 차단용, 광 개폐기(Shutter) 등 많은 종류의 디스플레이에 적용되는 넓고 다양한 물질의 영역을 갖고 있다. 고분자 분산형 액정 물질은 액정과 고분자를 혼합하여 균일한 영역을 만들고 시간이 지남에 따라 고분자는 고체화되고 액정은 방울 형태로 상이 분리되어지는 상 분리 방법과, 캡슐할 수 있는 물질을 포함하는 수용액(aqueous) 혼합 속에 유제 가능한 액정을 첨가하여 불균일한 용액을 만든 후 막을 도포하거나 마르기 전에 유제화 과정 중에 형성시키는 인캡슐레이션(Encapsulation) 방법으로 만들 수 있다.
가장 일반적인 고분자 분산형 액정 모형은 고분자 속에 산란되어 있는 낮은 분자 무게의 네마틱 액정으로 만들어진 마이크론 크기의 방울(Droplets)이다. 이 네마틱 액정 방울은 강하게 빛을 산란시키고 물질의 색은 회색을 띈다. 이러한 물질이 투명한 전도층에 입혀지고 셀 두께가 약 20㎛인 두장의 유리기판 내에 주입되었을 때 전압 인가에 따라 광 개페기 역할을 한다.
즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 전압을 인가하지 않을 때는, 네마틱 액정 방울의 굴절률 nLC와 고분자의 굴절률 nP의 차이가 발생한다. 따라서, 액정 방울이 산란 입자처럼 작용하여 입사광을 a°의 각도로 산란시킨다.
반면에, 도 4b에 도시된 바와 같이 화소 전극(ITO 전극)의 양쪽에 전압을 인가하면, 전기장에 의해서 네마틱 액정 방울이 전기장 방향으로 배열되어 산란 정도가 줄어 들면서 투명한 상태가 된다. 이때, 액정의 굴절률 nLC은 무전압시 최대로 산란되어 어두운 상태를 만들기 위하여 고분자의 굴절률 nP과 같아야 한다. 따라서, 네마틱 액정 방울의 굴절률 nLC와 고분자의 굴절률 nP의 차이가 발생하지 않아, 입사광을 산란시키지 않고 그대로 투과시킨다.
이러한 고분자 분산형 액정 디스플레이는 편광자를 사용하지 않음으로써 광 손실을 줄이고 밝기를 증대시킬 수 있기 때문에, 특히 광 개폐기나 프로젝션 디스플레이 응용에 장점이 있다. 또한, 액정 방울은 플라스틱과 같은 넓고 유연한 표면 위에 쉽게 도포할 수 있기 때문에 기존의 액정 기술로서 불가능한 창문, 전기/광학 개폐기와 같은 대화면 디스플레이를 구현할 수 있다. 또한, 배향막과 셀 실링(Sealing) 절차가 필요하지 않기 때문에 공정이 단순화되고 생산 비용도 줄일 수 있다. 더욱이, 응답시간도 텔레비젼이나 다른 적용을 위해 서브밀리 초(submilisecond) 단위까지 줄일 수 있다.
상술한 고분자 분산형 액정의 특성을 이용하여 도 5에 도시된 바와 같은 고분자 분산형 액정(PDLC) 스크린(106)을 만들면, 액정 방울 내의 액정 분자들이 인가 전압 방향과 수평이 될 정도의 세기를 갖는 임계 전압을 인가할 때 입사된 광이 그대로 투과되어 이득이 높은 화상을 얻을 수 있다. 반면에, 임계 전압보다 적은 양의 전압이 인가되면, 액정 분자들의 배열이 점차 흩어져서 입사된 광이 산란되어 이득은 낮아지지만 시야각이 넓어진다. 이와 같은 방식으로, 임의의 α 시야각에 대해 0°∼ 20°정도의 시야각을 전압에 따라 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배면 투사형 텔레비젼에 있어서, 반사경의 기울기에 따른 입사광의 방향 변화를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 배면 투사형 텔레비젼은, 상기한 바와 같이, 컬러 광을 방사하기 위한 프로젝터와, 고분자 분산형 액정으로 이루어져서 전압에 따라 시야각을 조절할 수 있는 배면 스크린, 및 상기 프로젝터로 부터 방사된 컬러 광을 반사하여 상기 고분자 분산형 액정 스크린의 배면에 투사하기 위한 반사경을 구비한다. 그렇지만, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 배면 투사형 텔레비젼은 상기 반사경을 모터에 의해 좌·우로 기울일 수 있도록 반사경 조절 부재(120)를 구비한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 반사경(104)이 θ의 각도로 기울여지면 프로젝터로 부터 방사되는 컬러 광이 고분자 분산형 액정 스크린 상에서 θ의 각도 만큼 이동하여 결상된다. 그 결과, 시청 위치에 관계없이 이득을 높일 수 있다.
도 7a 및 7b는 도 6의 반사경의 구조를 나타내는 개략도들이다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 반사경 조절 부재(120)는 상기 반사경(104)의 뒷면에 반사경(104)의 상·하를 고정시키기 위한 두 개의 지지대(108)를 구비한다. 상기 지지대(108)에는 모터 축(Moter shaft)(109)을 통해 반사경(104)의 방향을 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있는 모터(110)가 연결된다.
본 실시예에 따른 배면 투사형 텔레비젼에 의하면, 반사경의 방향을 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있으므로, 시청 위치에 관계없이 이득을 높일 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 배면 투사형 텔레비젼에 의하면, 고분자 분산형 액정으로 이루어진 배면 스크린을 사용함으로써 시야각과 이득을 적절히 조절할 수 있다. 또한, 반사경의 방향을 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있으므로, 시청 위치에 관계없이 이득을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할수 있을 것이다.
Claims (5)
- 컬러 광을 방사하기 위한 프로젝터(102);고분자 분산형 액정으로 이루어져서 인가 전압에 따라 시야각을 조절할 수 있는 배면 스크린(106); 및상기 프로젝터(102)로 부터 방사된 컬러 광을 반사하여 상기 스크린(106)의 배면에 투사하기 위한 반사경(104)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 텔레비젼.
- 제1항에 있어서, 상기 고분자 분산형 액정으로 인해 인가 전압에 따라 시야각을 0°∼ 20°정도로 조절하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 텔레비젼.
- 제1항에 있어서, 상기 프로젝터(102)는 액정 프로젝터인 것을 특징으로 하는 배면 투사형 텔레비젼.
- 제1항에 있어서, 상기 반사경(104)을 좌·우로 기울여지게 하여 시청 위치에 관계없이 이득을 높일 수 있도록 하기 위한 반사경 조절 수단(120)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 텔레비젼.
- 제4항에 있어서, 상기 반사경 조절 수단(120)은 반사경의 상·하를 고정시키기 위하여 그 뒷면에 놓여진 두 개의 지지대(108)와, 상기 반사경의 방향을 원하는 각도만큼 회전시키기 위하여 상기 지지대(108)에 연결된 모터(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배면 투사형 텔레비젼.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960058553A KR19980039529A (ko) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 배면 투사형 텔레비젼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019960058553A KR19980039529A (ko) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 배면 투사형 텔레비젼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980039529A true KR19980039529A (ko) | 1998-08-17 |
Family
ID=66482328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019960058553A KR19980039529A (ko) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | 배면 투사형 텔레비젼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19980039529A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010011566A (ko) * | 1999-07-29 | 2001-02-15 | 윤종용 | Ｌｃｄ프로젝션시스템의 색순도자동조정장치 |
| WO2014078117A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 3M Innovative Properties Company | Switchable transparent display |
-
1996
- 1996-11-27 KR KR1019960058553A patent/KR19980039529A/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010011566A (ko) * | 1999-07-29 | 2001-02-15 | 윤종용 | Ｌｃｄ프로젝션시스템의 색순도자동조정장치 |
| WO2014078117A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 3M Innovative Properties Company | Switchable transparent display |
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