KR20010020044A - 프로젝션 텔레비젼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원색광의 색순도를 향상시켜 색재현 범위가 넓어지도록 한 프로젝션 텔레비젼에 관한 것이다.

본 발명의 프로젝션 텔레비젼은 렌즈 어셈블리 내에 포함되어 원색광의 주변파장광을 제거하기 위한 광필터가 설치된 투사 렌즈를 구비한다.

이에 따라, 원색광에 포함된 주변파장광들이 효과적으로 제거되어 원색광의 색순도가 향상되고, 색재현 범위가 넓어지게 된다.

Description

프로젝션 텔레비젼{Projection Television}

본 발명은 프로젝션 텔레비젼에 관한 것으로, 특히 원색광의 색순도를 향상시켜 색재현 범위가 넓어지도록 한 프로젝션 텔레비젼에 관한 것이다.

최근 대화면화, 고화질화의 요구에 따라 투사렌즈를 이용하여 소형의 화상을 확대 투사하여 대화면에 원하는 크기의 화상을 구현하는 투사형 표시 장치가 급속히 확산되고 있는 추세에 있다. 투사형 표시 장치는 스크린에 화상이 투사되는 방식에 따라 전면투사 방식과 후면투사 방식으로 나뉘어진다. 후면투사 방식을 이용한 투사형 표시 장치의 대표적인 예로서 프로젝션 텔레비젼(Projection Television : 이하 "프로젝션 TV"라 함)을 들 수 있다. 프로젝션 TV에서는 소화상을 구현하기 위한 광원으로서 음극선관(Cathode-Ray Tube : 이하 "CRT"라 함)이나 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel : LCD)등이 주로 이용되고 있다. 광원에 의해 내부에서 구현된 소화상은 투사렌즈에 의해 확대된 후 스크린의 후면에 투사되어 대화면으로 표시된다.

도 1a 및 도 1b은 각각 후면투사 방식을 이용한 일반적인 CRT 프로젝션 TV의 전면 및 측면 내부 구조를 도시한 도면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, CRT 프로젝션 TV는 CRT 광원에 의해 구현된 소화상을 확대 투사하는 역할을 하는 CRT 투사계 어셈블리(Assembly)(20)와, CRT 투사계 어셈블리(20)로부터 투사되는 화상빔을 반사시키는 역할을 하는 반사경(22)과, 반사경(22)에서 반사된 화상빔을 받아 디스플레이 하는 스크린(24)을 구비한다. CRT 투사계 어셈블리(20)는 적색, 녹색, 청색의 3원 색상을 담당하는 세 개의 CRT 투사계(26)로 나뉘어진다. 도 2는 CRT 투사계(26)의 구조를 상세히 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, CRT 투사계(26)는 크게 소화상을 구현해내는 CRT(30)와 소화상을 확대 투사하는 렌즈 어셈블리(32)로 구성된다. CRT(30)는 전자빔을 방출하는 캐소드(Cathode)(34)와, 방출된 전자들이 진행하면서 가속/편향되는 네크(Neck)부(36)와, 가속 전자들에 의해 여기되어 가시광을 방출하는 형광체면(38)을 구비한다. 렌즈 어셈블리(32)는 다수의 플라스틱 렌즈들(40)과 유리 렌즈(42) 및 C-렌즈(44)를 구비한다. 렌즈 어셈블리(32)는 커플러(46)에 의해 CRT(30)의 형광체면(38) 쪽에 합착된다.

적색, 녹색, 청색의 색상을 담당하는 각각의 CRT(30)에서 전자빔이 형광체면(38)에 주사되면, 형광체면(38)에는 화상신호에 의한 소화상이 나타난다. 적색, 녹색, 청색의 형광체면(38)에 나타난 소화상들은 렌즈 어셈블리(32)의 렌즈들(40,42,44)을 통하여 확대 투사된다. 확대 투사된 화상빔들은 도 1b에 도시된 바와 같이 반사경(22)에 의해 반사되어 스크린(24)에 조사된다. 이 때 적색, 녹색, 청색의 화상빔들이 조합되어 원하는 색상의 화상을 구현하게 된다. 스크린(24)은 입사된 화상이 시청자의 시청방향으로 잘 보이도록 빛을 수평 및 수직방향으로 퍼뜨려 주는 역할을 한다.

이와 같이 동작하는 CRT 프로젝션 TV의 화질과 관련된 중요한 요소들로는 해상도, 밝기, 색재현 범위 등이 있다. 이들 화질요소들은 빛을 퍼뜨려주는 역할을 하는 스크린의 성능 및 소화상을 확대 투사시키는 투사렌즈의 성능, 그리고 CRT에서 구현된 색상의 순도 등에 의하여 좌우된다. 여기서 투사렌즈의 성능은 렌즈의 광투과율, 해상도, 광파장에 따른 투과율 등에 관련된다. 화질과 관련되어 종래의 CRT 프로젝션 TV가 갖는 문제점 중의 하나는 구현 가능한 색재현 범위가 현행 고선명(High Definition : HD) TV에서 구현 가능한 색재현 범위에 미치지 못한다는 것이다. 구체적으로는, 녹색 CRT에서 구현되는 녹색광의 순도가 특히 취약하여 구현 가능한 색재현 범위가 좁다는 것이다. 도 3에 도시된 녹색광의 스펙트럼 파워 분포(Spectrum Power Distribution : 이하 "SPD"라 함)도에 나타난 바와 같이, 종래의 CRT프로젝션 TV의 녹색 CRT에서 발생한 녹색광이 순수한 녹색에 가까운 것이 아니고, 청색 및 적색 성분의 주변파장광을 포함하고 있기 때문에 순도가 떨어지고 있다. 이에 따라 도 4의 CIE 색도도에 나타난 바와 같이 적색, 녹색, 청색의 세가지 원색광의 조합으로 구현될 수 있는 색재현 범위가 좁아지게 된다. CIE 좌표계 상에서 종래의 CRT 프로젝션 TV에서 발생된 녹색광의 좌표는 x=0.346, y=0.569로서, 현행 HDTV의 규격(x=0.3이하, y=0.6이상)을 만족시키지 못하고 있다. 종래의 경우, CRT에서 발생한 녹색광의 색순도를 보정하기 위하여 렌즈 어셈블리(32)의 C-렌즈(44)를 염료로 착색시키는 방법을 사용하고 있다. 착색된 렌즈는 발생광을 확대시킴과 동시에 원하는 파장 영역의 빛을 통과시키고, 그 외 주변파장광의 성분을 차단시킨다. 하지만 착색된 C-렌즈(44)의 분광 투과율은 도 5에 도시된 바와 같이 넓은 파장 범위에 걸쳐 분포하기 때문에 청색 및 적색의 주변파장광을 효과적으로 차단하지 못하게 되어 색순도를 높이는 데에는 한계가 있다. 아울러 염료의 착색으로 인해 렌즈에서의 광투과율도 낮아지기 때문에 화상의 밝기가 저하되는 문제점을 안고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 원색광의 색순도를 향상시켜 색재현 범위가 넓어지도록 한 프로젝션 텔레비젼을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 투사 렌즈에서의 광투과율이 저하되어 휘도가 저하되는 것을 방지하도록 한 프로젝션 텔레비젼을 제공하는데 있다.

도 1a 및 도 1b은 각각 후면투사 방식을 이용한 일반적인 CRT 프로젝션 TV의 전면 및 측면 내부 구조를 도시한 도면.

도 2는 종래의 CRT 투사계의 구조를 상세히 도시한 도면.

도 3은 종래의 CRT 투사계의 녹색 광원에서 발생한 녹색광의 스펙트럼 파워 분포를 나타낸 도면.

도 4는 종래의 CRT 프로젝션 텔레비젼의 색재현 범위를 나타낸 CIE 색도도.

도 5는 종래의 CRT 프로젝션 텔레비젼에 있어서 착색 렌즈에 의해 색순도가 보정된 녹색광의 스펙트럼 파워 분포를 개략적으로 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 CRT 투사계의 구조를 상세히 도시한 도면.

도 7a는 본 발명의 CRT 프로젝션 텔레비젼에 있어서 대역통과필터에 의해 색순도가 보정된 녹색광의 스펙트럼 파워분포를 개략적으로 나타낸 도면.

도 7b는 본 발명의 CRT 프로젝션 텔레비젼에 있어서 저역 및 고역 통과필터에 의해 색순도가 보정된 녹색광의 스펙트럼 파워분포를 개략적으로 나타낸 도면.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 CRT 투사계의 구조를 상세히 도시한 도면.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

20 : CRT 투사계 어셈블리 22 : 반사경

24 : 스크린 26 : CRT 투사계

30 : CRT 32 : 렌즈 어셈블리

34 : 캐소드 36 : 네크부

38 : 형광체면 40 : 플라스틱 렌즈

42,52 : 유리 렌즈 44 : C-렌즈

46 : 커플러 50 : 광필터

54 : 멀티-코팅 BPF 56 : 광파장 반사 방지 코팅막

58 : 멀티-코팅 LPF 60 : 멀티-코팅 HPF

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 프로젝션 텔레비젼은 렌즈 어셈블리 내에 포함되어 원색광의 주변파장광을 제거하기 위한 광필터가 설치된 투사 렌즈를 구비한다.

본 발명의 프로젝션 텔레비젼은 원색광에 포함된 주변파장광을 제거하도록 렌즈 어셈블리의 출사면에 부착된 광필터를 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 6 내지 도 8b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 프로젝션 TV의 녹색광 CRT 투사계의 구조를 상세히 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 녹색광 CRT 투사계는 크게 녹색 소화상을 구현해내는 CRT(30)와, 소화상을 확대 투사하는 렌즈 어셈블리(32)와, 녹색광에 포함되어 있는 주변파장광들을 제거하기 위한 광필터(50)를 구비한다. CRT(30)는 전자빔을 방출하는 캐소드(Cathode)(34)와, 방출된 전자들이 진행하면서 가속/편향되는 네크(Neck)부(36)와, 가속 전자들에 의해 여기되어 가시광을 방출하는 형광체면(38)을 구비한다. 렌즈 어셈블리(32)는 다수의 플라스틱 렌즈들(40)과 유리 렌즈(42) 및 C-렌즈(44)를 구비한다. 렌즈 어셈블리(32)는 커플러(46)에 의해 CRT(30)의 형광체면(38) 쪽에 합착된다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 프로젝션 TV의 CRT 투사계에 있어서, CRT(30) 및 렌즈 어셈블리(32)의 구조는 도 2에 도시된 종래의 경우와 거의 동일하다. 한 가지 다른 점은 종래의 경우, 녹색광의 색순도를 높이기 위해 렌즈 어셈블리(32) 내의 C-렌즈(44)를 염료로 착색하였었지만, 본 발명에 있어서는 렌즈를 착색시키지 않고 대신 렌즈 어셈블리(32)의 출사면에 광필터(50)를 부착한다. 즉 통상적으로 카메라의 렌즈 앞에 필터를 끼우는 것과 비슷한 방식으로 광필터(50)를 부착한다. 이러한 광필터(50)로서 원하는 녹색 파장 대역만을 투과시키고 다른 주변 광파장 대역을 차단시키도록 하는 대역통과필터(Band-Pass Filter : 이하 "BPF"라 함)를 사용한다. 또는 원하는 녹색 파장 대역보다 짧은 파장 대역을 차단(또는 반사)하는 고역통과필터(High-Pass Filter : 이하 "HPF"라 함)와 원하는 녹색 파장 대역보다 긴 파장 대역을 차단하는 저역통과필터(Low-Pass Filter : 이하 "LPF"라 함)의 두 필터를 렌즈 어셈블리(32)의 출사면에 평행하게 부착하여 사용할 수도 있다.

이와 같이 광필터(50)를 사용함으로써 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 본래의 녹색광으로부터 주변파장광들을 제거하여 색순도가 향상된 녹색광을 얻어낼 수 있게 된다. 도 7a는 광필터(50)로서 BPF를 사용하여 주변파장광들을 제거하는 경우이고, 도 7b는 HPF와 LPF의 두 필터를 함께 사용하는 경우이다. 이러한 방법에 의해 도 5에 도시된 종래의 렌즈를 착색시키는 방법에 비해 주변파장광들을 좀 더 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 녹색광의 색순도가 더욱 향상되고, 화면에 구현할 수 있는 색재현 범위가 더욱 넓어지게 된다. 이러한 광필터는 청색 또는 적색 CRT 투사계에도 동일한 목적하에 사용될 수 있다. 아울러 본 발명에서는 렌즈 어셈블리(32)의 C-렌즈(44)를 염료로 착색시키지 않기 때문에 렌즈에서 광투과율이 저하되는 문제를 동시에 해결할 수 있다. 그리하여 화면에 표시되는 화상의 휘도를 더욱 높일 수 있게 된다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 프로젝션 TV의 녹색광 CRT 투사계의 구조를 상세히 도시한 도면이다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 녹색광 CRT 투사계는 크게 녹색 소화상을 구현해내는 CRT(30)와, 소화상을 확대 투사하는 렌즈 어셈블리(32)로 구성된다. CRT(30)는 종래의 경우와 마찬가지로 전자빔을 방출하는 캐소드(Cathode)(34)와, 방출된 전자들이 진행하면서 가속/편향되는 네크(Neck)부(36)와, 가속 전자들에 의해 여기되어 가시광을 방출하는 형광체면(38)을 구비한다. 렌즈 어셈블리(32)는 다수의 플라스틱 렌즈들(40) 및 C-렌즈(44)와 한 면 또는 양면이 멀티-코팅(Multi-coating)된 유리 렌즈(52)를 구비한다. 렌즈 어셈블리(32)는 커플러(46)에 의해 CRT(30)의 형광체면(38) 쪽에 합착된다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 프로젝션 TV에서는 녹색광에 포함되어 있는 주변파장광들을 제거하기 위하여 본 발명의 제 1 실시 예의 경우와 같이 광필터를 부착하는 방법 대신 렌즈 어셈블리(32) 내의 유리 렌즈(52) 표면에 멀티-코팅하는 방법을 사용한다. 멀티-코팅된 렌즈 표면은 원하는 광파장 대역만을 투과시키는 광필터의 역할을 수행한다. 멀티-코팅 방법으로서 서로 다른 얇은 유전층들을 렌즈 표면에 여러층 증착시킴으로써 원하는 차단 및 투과 특성을 갖는 필터를 형성시킬 수 있다. 일반적으로 증착층의 수가 많아질수록 주변파장광을 차단시키는 특성이 향상되지만 동시에 제작 비용 또한 높아진다. 이러한 점을 감안하여 적절한 광파장 차단 특성을 갖는 필터를 형성하도록 하는 것이 바람직하다. 또한 멀티-코팅에 의해 광필터를 형성함에 있어서, 플라스틱 렌즈(40)의 표면에는 멀티-코팅하기가 어렵기 때문에 유리 렌즈(52)에 멀티-코팅하는 것이 바람직하다.

도 8a는 유리 렌즈(52)의 한쪽 면에 멀티-코팅하여 BPF(54)를 형성하고, 다른쪽 면에는 광파장 반사 방지 코팅(Broad-Band Anti-Reflection Coating)막(56)을 형성한 경우이다. 렌즈의 한쪽 면에만 멀티-코팅을 할 경우에는 렌즈의 두 면 중에서 곡률이 작은 쪽을 선택하여 멀티-코팅한다. 그 이유는 곡률이 작은 면에 필터를 형성시키는 경우에 필터링 효과가 더 높기 때문이다. 유리 렌즈(52)의 다른쪽 면에 형성된 광파장 반사 방지 코팅막(56)은 렌즈 앞면에 형성된 BPF(54)를 통과한 녹색광의 렌즈에서의 광투과율을 향상시키기 위해 사용된다. 광파장 반사 방지 코팅막(56)은 유전층을 대략 4층 정도 증착시켜 형성한다. 이와 같이 멀티-코팅을 통하여 유리 렌즈(52) 표면에 BPF(54)를 형성하게 되면, 도 7a에 도시된 바와 같이 녹색광 주변에 분포하는 주변파장광들을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 이에 따라 녹색광의 색순도가 향상되고, 색재현 범위를 더욱 넓힐 수 있게 된다. 아울러 종래의 경우와 같이 염료로 렌즈를 착색시킬 필요가 없기 때문에 광투과율이 저하되는 문제를 동시에 해결할 수 있게 된다. 멀티-코팅을 하여 유리 렌즈의 한쪽 표면에 BPF를 형성시키는 방법은 청색 및 적색 CRT 투사계에도 동일한 목적하에 이용될 수 있다.

도 8b는 멀티-코팅을 통하여 유리 렌즈(52)의 한쪽 면에 LPF(58)를 형성하고 다른쪽 면에는 HPF(60)를 형성한 경우이다. 이러한 경우에 있어서도, 유리 렌즈(52)의 양쪽 면에 서로 다른 유전층들을 여러층 증착시킴으로써 원하는 필터링 특성을 갖는 필터를 형성한다. 유리 렌즈(52)의 양쪽 면에 LPF(58) 및 HPF(60)를 각각 형성시킴에 있어서 어느 면에 형성시킬지를 구분할 필요는 없다. 즉 LPF(58)가 유리 렌즈(52) 앞면에 형성될 수도 있고, HPF(60)가 렌즈 앞면에 형성될 수도 있다. 유리 렌즈(52)의 양쪽 면에 LPF(58)와 HPF(60)를 각각 형성하게 되면, 도 7b에 도시된 바와 같이 HPF(60)는 원하는 녹색 파장광보다 짧은 파장 대역의 주변파장광을 차단하고, LPF(58)는 녹색 파장광보다 긴 파장 대역의 주변파장광을 차단한다. 이에 따라 종래의 경우에 비해 녹색광 주변의 파장광을 효과적으로 제거하여 녹색광의 색순도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 아울러 렌즈를 착색시키지 않기 때문에 광투과율이 저하되는 문제를 동시에 해결할 수 있게 된다. 멀티-코팅을 통하여 유리 렌즈의 양쪽 표면에 LPF 및 HPF를 형성시키는 방법은 청색 및 적색 CRT 투사계에도 동일한 목적하에 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝션 텔레비젼에서는 렌즈를 착색시키는 대신 광필터를 사용함으로써, 휘도를 저하시키지 않으면서도 광원으로부터 발생한 원색광에 포함된 주변파장광들을 효과적으로 제거하여 원색광의 색순도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 구현가능한 화상의 색재현 범위를 더욱 넓힐 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (7)

1. 적색, 녹색, 청색 광원에서 발생한 원색광들을 렌즈 어셈블리를 통해 확대 투사한 후 합성하여 화면에 표시하도록 하는 프로젝션 텔레비젼에 있어서,

   상기 렌즈 어셈블리 내에 포함되어 상기 원색광의 주변파장광을 제거하기 위한 광필터가 설치된 투사 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광필터는 상기 투사 렌즈의 표면에 다수의 유전층을 증착하여 형성된 코팅막인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 광필터는 특정 파장광만을 투과시키도록 상기 투사 렌즈의 입사면과 출사면 중 곡률이 작은 면에 형성된 대역통과필터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 광필터는 특정 파장광보다 짧은 광파장 대역을 차단하도록 상기 투사 렌즈의 어느 한쪽 면에 형성된 고역통과필터와 상기 특정 파장광보다 긴 광파장 대역을 차단하도록 상기 투사 렌즈의 다른 한쪽 면에 형성된 저역통과필터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
5. 적색, 녹색, 청색 광원에서 발생한 원색광들을 렌즈 어셈블리를 통해 확대 투사한 후 합성하여 화면에 표시하도록 하는 프로젝션 텔레비젼에 있어서,

   상기 원색광에 포함된 주변파장광을 제거하도록 상기 렌즈 어셈블리의 출사면에 부착된 광필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 광필터는 특정 파장광만을 투과시키기 위한 대역통과필터인 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 광필터는 특정 파장광보다 짧은 광파장 대역을 차단하는 고역통과필터와,

   상기 특정 파장광보다 긴 광파장 대역을 차단하는 저역통과필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 텔레비젼.