KR920006820B1 - 프로젝터용 배면 투사 스크린 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

프로젝터용 배면 투사 스크린

제1도는 종래 배면 투사 스크린의 구성을 보인 프로젝터 시스템의 개략 구성도.

제2a도, 제2b도, 제2c도는 종래 배면 투사 스크린의 여러가지 실시형태를 보인 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 배면 투사 스크린의 구성을 보인 사시도.

제4도는 동상의 요부 확대 사시도.

제5a도, 제5b도는 본 발명의 제2시이트의 구성을 보인 부분 사시도.

제6도는 본 발명에 의한 수직 렌티큘 렌즈의 단면 설계의 예를 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 : 스크린 7, 8 : 제1, 제2시이트(sheet)

9 : 프레넬 렌즈(Fresnel lens)

10 : 수직방향 렌티큘 렌즈(lenticular lens)

11 : 수평방향 그레이팅(grating) 12 : 분산층(fine mat surface)

13 : 흑색 스트라이프(stripe)층

본 발명은 프로젝터(projector) 및 프로젝션 TV(projection television)용 배면 투사 스크린에 관한 것으로, 특히 합성수지재 투명시이트의 양면에 프레넬 렌즈와 수직방향 렌티큘 렌즈가 형성된 제1시이트와, 합성수지재 투명시이트의 일면에 수평방향 그레이팅이 형성되고 다른면에는 수평방향 그레이팅 또는 분산층이 형성됨과 아울러 흑색 스트라이프층 형성된 제2시이트로 구성되어 밝기(brightness)와 콘트라스트(contrast)가 향상되도록 한 배면 투사 스크린에 관한 것이다.

종래의 프로젝션 TV는 제1도에 도시한 바와 같이, 스크린(1)과 일정간격을 두고 프로젝션 렌즈(3)가 부착된 칼라음극선관(CRT : Color picture tube)(2)을 설치한 구조로 되어 있으며, 상기 스크린(1)은 프로젝션 렌즈(3)를 향한 면에 프레넬 렌즈(Fresnel lens)(4), 반대쪽 면에는 렌티큘 렌즈(lenticular lenses)(5)가 제2도에 도시한 여러가지 형태로 형성되어 있다.

그리고 스크린(1)의 내부에는 SiO₂, CaCO₃, TiO₃, BaSO₄, ZnO, Al(OH)₃, 분말유리(fine powdered glass), 등과 같은 분산제(diffuser)를 첨가하거나, 스크린(1)의 표면에 분산층(fine mat surface)을 형성하고, 분산제 첨가와 분산층 형성을 동시에 하기도 한다.

상기 프레넬 렌즈(4)는 프로젝션 렌즈(3)로부터 투사된 이미지 빔(image beam)에 대해 필드 렌즈(field lens) 역할을 하며 스크린(1)에 투사된 이미지 빔을 관찰자 방향으로 접속되게 한다. 이때 분산제나 분산층에 의해 스크린(1)을 통과하면서 투사 이미지 빔이 어느정도 분산되는데 이 분산정도는 분산제 또는 분산층의 농도나 두께의 조절에 좌우되고 이는 원하는 수직 시계각(angle of field view)에 따라서 결정된다.

그리고 렌티큘 렌즈(5)는 상기와 같은 과정에 의해 분산되어 나온 투사 이미지 빔을 수평방향으로 원하는 수평 시계각으로 더욱 분산시키는 역할을 하며, 이러한 과정에 의해 관찰자는 스크린(1)에 맺히는 투사 이미지를 인식하게 된다.

상기한 바와 같은 종래의 배면 투사 스크린은 분산제 첨가나 분산층 형성에 의해 나타나는 후방반사(backward reflecion)에 의한 투과빔의 손실이 추가되어 전체 스크린의 밝기(brightness)가 감소하게 되고 또한 렌티큘의 형상이 모두 동일하기 때문에 스크린의 모서리와 중앙에서의 밝기 차이가 심화되어 휘도 균일성(brightness uniformity)의 감소를 초래하게 된다. 그리고 외광부에 의한 스크린 이미지의 콘트라스트 감소를 가져오게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로 본 발명에 의한 배면 투사 스크린은 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 합성수지재 투명수지 시이트의 일면에 프레넬 렌즈를 형성하고 다른면에는 수직방향 렌티큘 렌즈를 형성한 제1시이트와, 합성수지재 투명수지 시이트의 일면에 수평방향 그레이팅을 형성하고 관찰자를 향하는 다른면에는 수평방향 그레이팅 또는 분산층을 형성함과 아울러 수직방향 흑색 스트라이프를 형성한 제2시이트를 제1시이트의 수직방향 렌티큘 렌즈와 제2시이트의 일면의 수평 그레이팅이 대면하도록 결합한 구성으로 되어있다.

이와같이 된 본 발명의 배면 투사 스크린은 상기 제1시이트의 프레넬 렌즈가 칼라음극선관의 프로젝션 렌즈를 향하고 제2시이트의 흑색 스트라이프가 관찰자를 향하도록 설치되며, 칼라음극선관의 프로젝션 렌즈로부터 이미지 빔이 출사되어 제1시이트의 수직 렌티큘 렌즈를 통과하면 그 이미지 빔은 배면 스크린의 센터광축에 대략 평행하게 진행하고, 이어서 수직방향 렌티큘 렌지를 통과하여 관찰자를 중심으로 일정한 시계각으로 분산되며, 이어서 제2시이트의 수평방향 그레이팅을 통과하면 수직방향으로 분산하면서 진행하고, 이어서 수평방향 그레이팅 또는 분산층을 통과하면 수직 또는 수직, 수평으로 분산되어, 배면 스크린의 전면에 걸쳐 부드럽고 고르게 분포되는 수평, 수직 시계각을 가지는 이미지 빔을 얻을 수 있게 된다. 그리고 흑색 스트라이프층은 외부광을 흡수하여 외부광에 대한 콘트라스트와 밝기를 향상한다.

따라서 본 발명은 스크린 전체 밝기와 밝기 균일성을 향상시키고 콘트라스트를 향상하는 이점이 있다.

이하, 본 발명에 의한 배면 투사 스크린을 첨부한 도면 제3도 내지 제6도에 의하여 일 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면에서 2는 칼라음극선관, 3은 프로젝션 렌즈, 6은 본 발명에 의한 스크린을 보인 것으로 그 스크린(6)은 2장의 제1 및 제2시이트(7). (8)로 구성되어 있다.

상기 제1시이트(7)는 합성수지재 투명 시이트(sheet)의 프로젝션 렌즈(3)를 향한 내측면에 프레넬 렌즈(9)가 형성되고, 외측면에는 수직방향의 렌티큘 렌즈(10)가 형성된 구성으로 되어 있으며, 제2시이트(8)는 합성수지재 투명 시이트의 내측면에 수평방향의 그레이팅(11)이 형성되고 외측면 즉, 관찰자(M)를 향한 면에는 수평방향의 그레이팅이 형성되거나 분산층(fine mat surface)(12)이 형성됨과 아울러 다수개의 흑색 스트라이프(black stripe)층(13) 형성된 구성으로 되어있다.

상기 수직방향 렌티큘 렌즈(10)는 소정폭으로 다수개 형성되어 있으며, 각각의 표면의 기울기는 스크린(6) 중심에서 스크린(6)에 대한 수직방향으로 어느정도 떨어진 관찰자를 중심으로 일정한 시계각(angle of field view)를 가지고 그 시계각 안에서의 밝기가 일정하게 되도록 조절되어 진다.

즉, 제4도 및 제6도와 같이 중앙에서 횡방향으로 외측으로 가면서 각 단위 렌티큘 렌즈를 투과한 이미지 빔중 관찰자의 중심 방향으로 향하는 주 빔(principal beam)의 진행각(θ)이 감소하여 점차적으로 더 꺽이게 함과 동시에 주 빔이 아닌 빔은 관찰자를 중심으로 일정한 시계각을 가지면서 시계각안의 빔 분포를 일정하게 하도록 각 단위 렌티큘 렌즈에서 표면기울기의 연속적인 변화와 해당 표면기울기의 면적소(infinitesimal area) 크기의 분포를 조절함으로써 상기 목적을 달성한다.

렌티큘 렌즈(10)의 각각의 형상은 사용하는 시이트의 재질, 관찰자가 스크린(6)을 관찰하는 상태에 대한 기준 등의 조건에 적합하도록 여러가지로 실시할 수 있다.

제6도에는 렌티큘 렌즈(10)의 단면설계에 대한 예가 도시되어 있다. 이는 스크린(6)에서 4m 떨어진 관찰자에 대하여 시계각이 45°정도이고, 각 단위 렌티큘 렌즈의 폭(ℓ)이 1.0㎜이며, 굴절율이 1.492인 PMMA에 대한 결과를 보인 것으로, 이 그래프에서 균일도(uniformity ratio)는 중앙의 단위 렌티큘 렌즈와 중심에서 450㎜ 떨어진 가장자리 렌티큘 렌즈가 동등한 량의 투사 이미지 빔에 대하여 투과시킬 수 있는 능력의 비를 나타내고 있으며, 그래프에서의 곡선(C.L) 형상은 중앙의 단위 렌티큘 렌즈와 90㎜ 간격에 위치해 있는 렌티큘 렌즈들의 단면을 나타내고 있다.

이 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 렌티큘 렌즈(10)는 중앙의 단위 렌티큘 렌즈 즉, 제1렌지큘 렌즈에서 가장자리의 단위 렌티큘 렌즈 즉, 제451렌티큘 렌즈로 가면서 단면의 휨정도가 점차 감소하게 형성되어 있다.

상기 수평방향 그레이팅(11)은 제5a도, 제5b도와 같은 단면모양으로 각각 일정한 간격으로 형성하여 수직 방향의 시계각을 가지도록 이미지 빔을 분산하게 하였다. 제5a도는 단순한 요철모양의 그레이팅을 수평으로 나열한 것이고, 제5b도는 그레이팅 면에 굴절률이 다른 수지로 요철부분을 메꾸어 표면을 평탄하게 처리한 것이다.

상기 수평방향 그레이팅(11)은 제5도의 형상외에 여러가지 형상으로 형성할 수 있는데 이들 그레이팅의 역할은 수직방향으로 투사된 이미지 빔을 수직방향으로 분산시키는 역할을 한다.

상기 수평방향 그레이팅(11)의 관찰자측 면에는 투사 이미지 빔을 더욱 분산시키기 위하여 수평방향의 그레이팅을 형성하거나, 분산을 좀 더 부드럽게 하기 위하여 분산층(12)을 형성하고, 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 감소하기 위하여 흑색 스트라이프층(13)을 형성한 것이다. 이때 수직방향의 흑색 스트라이프층(13)은 프로젝션 렌즈(3)측의 수직 렌티큘 렌즈(10)의 분산영역(D.A)을 잠식하지 않도록 즉, 수직 렌티큘 렌즈(10)에 의한 분산 빔의 통과경로(14)를 막지 않도록 제4도와 같이 일정간격을 두고 나란히 배열형성한다.

이와같이 된 본 발명의 스크린(6)은 첫번째 면인 프레넬 렌즈(9)의 표면으로 프로젝션 렌즈(3)로부터의 투사 이미지 빔이 투과하면 이 빔은 스크린(6)의 센터광축에 평행하게 또는 어느정도의 수렴각을 가지고 진행된다. 이어서 두번째 표면인 수직 렌티큘 렌즈(10)를 통과하게 되는데 이때 이미지 빔은 각각 렌티큘 렌즈(10)의 표면에서 관찰자를 중심으로 일정한 수평방향의 시계각으로 발산하게 된다. 이들 빔이 세번째 면인 수평 그레이팅(11)을 통과하게 되면 각각 수평방향 그레이팅(11) 표면에서 수직방향으로 발산하면서 진행하게 된다. 계속하여 수평 그레이팅 또는 분산층(12)을 통과하여 더욱 부드럽고 적당하게 분포되는 수평, 수직 시계각을 가지는 이미지 빔을 얻게 된다. 이때 흑색 스트라이프층(13)은 외부광을 흡수하여 스크린(6)의 외부광에 대한 콘트라스트와 밝기를 현저하게 향상시킨다.

또한, 본 발명을 실시함에 있어서는 렌티큘 렌즈(10)의 표면기울기와 면적소를 적당하게 조절하여 스크린(6)의 중앙부분의 단위 렌티큘 렌즈에 의한 수평 시계각이 스크린 모서리 부분의 단위 렌티큘 렌즈에 의한 수평 시계각 보다 크게 되고 그 사이의 단위 렌티큘 렌즈의 수평 시계각은 모서리측 단위 렌티큘 렌즈로 갈수록 점진적으로 감소되게 함으로써 스크린(6) 전체면의 밝기가 일정한 시계각 이내에서 고르게 되게 하여 스크린(6)의 밝기 균일도를 설계자의 의도대로 향상시키거나 조절할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 스크린 전체밝기와 스크린 밝기 균일성을 향상시키고 외부광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하여 콘트라스트를 향상하는 이점등이 있다.

이러한 본 발명에 의한 배면 투사 스크린은 슬라이드 프로젝터용 스크린, 입체 프로젝터용 배면 스크린등에도 유리하게 사용할 수 있다.

Claims (4)

1. 프로젝터용 스크린에 있어서, 제1시이트의 프로젝션 렌즈를 향하는 외측면에 프레넬 렌즈, 내측면에는 수직방향의 렌티큘 렌즈를 형성하고, 제2시이트의 내측면에는 수평방향의 그레이팅 형성층, 관찰자를 향하는 외측면에는 수평방향의 그레이팅 형성층 또는 분산층을 형성함과 아울러 다수개의 수직방향 흑색 스트라이프 형성층을 형성하며 제1시이트와 제2시이트의 내측면을 대면하게 구성함을 특징으로 하는 프로젝터용 배면 투사 스크린.
2. 제1항에 있어서, 상기 수직방향 렌티큘 렌즈에 구비된 각 단위 렌티큘 렌즈의 단면의 형상이 스트린에서 떨어진 스크린 광축상의 관찰자를 중심으로 일정한 수평방향의 시계각 범위 이내로 투사 이미지 빔을 고르게 분산시킬 수 있도록 기울기의 분포와 해당기울기의 면적소를 조절하여 형성되는 곡면형상임을 특징으로 하는 프로젝터용 배면 투사 스크린.
3. 제1항에 있어서, 제2시이트에 형성된 수평방향 그레이팅이 요철형상의 단면을 가지는 것임을 특징으로 하는 프로젝터용 배면 투사 스크린.
4. 제3항에 있어서, 상기 수평방향 그레이팅에 그의 굴절률과 다른 굴절률을 가지는 수지를 덧붙여서 요철부를 메꾸어 표면이 평편하게 된 것임을 특징으로 하는 프로젝터용 배면 투사 스크린.

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