KR930002611B1

KR930002611B1 - 투과형 스크린

Info

Publication number: KR930002611B1
Application number: KR1019900001030A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 야마모도
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 다니이 아끼오
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1993-04-03
Also published as: KR900012488A; DE69009783T2; JPH02199444A; EP0381417A1; DK0381417T3; EP0381417B1; US4983016A; DE69009783D1

Abstract

내용 없음.

Description

투과형 스크린

제1도는 본 발명에 의한 투과형 스크린을 도시한 사시도.

제2도는 투과형 스크린의 시각에 관련된 이득의 특성을 도시한 그래프.

제3도와 제4도는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 제조공정을 개략적으로 도시한 도면.

제5도는 투과형 스크린의 광투과 수재재료내에서 분할된 행이 배열된 막대형 수지 부재(3)의 형태를 설명하는 단면도.

제6도는 본 발명의 투과형 스크린을 사용한 투과형 CRT 프로젝션 텔레비젼의 구성을 개략적으로 도시한 횡단면도.

제7도는 액정패널을 광밸브(light vale)로 사용한 투과형 프로젝션텔레비젼의 프로젝터를 개략적으로 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 투과형 스크린을 사용한 투과형 프로젝션텔레비젼과 광밸브로 사용된 액정패널을 구비한 프로젝터의 구성을 개략적으로 도시한 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투과형 스크린 2 : 광투과성수지재료

3 : 막대형 수지부재 6 : 수지혼합물

7 : 호퍼 8 : 압출기

9 : 스크류 10 : 다이스

11 : 성형롤 12 : 시트

13 : 클럽 17 : 음극선관

18, 25 : 투과형 프로젝션텔레비젼 22 : 액정패널

23 : 투과렌즈 24 : 프로젝터

본 발명은 투과형 프로젝션텔레비젼과 함께 사용되는 고성능 투과형 스크린에 관한 것이다.

후방 투과형 프로젝션텔레비젼의 스크린으로 사용되는 투과형 스크린으로서는, 시야범위가 넓고, 투사된 영상의 해상도와 휘도가 높은 것이 요구되고 있다. 그러나 투과형 스크린은, 투과된 광을 가시화하는 광학산제의 혼합물을 함유한 기재(substrate)를 가지고 있다. 전체의 시야범위에 대해서 영상의 휘도를 향상시키고, 또한 투과된 광의 이방성 확산을 위해 투과형 스크린의 표면에 렌티큐러렌즈(lenticular lens)를 설치한다. 또함, 투과광의 광속에 대하여 시야렌즈의 작용을 가진 프레넬렌즈를 투과형 스크린과 조합하여 사용함으로써, 투과형 스크린의 주변부에서 휘도가 저하되는 것을 최소한 할수 있다.

투과형 스크린의 해상도를 향상시키기 위해서는, 투과광을 가시화하는 광확산제를 함유하고 두께를 감소시킨 투과형 스크린의 기판부분을 가지는 것이 실용적이고, 상기 스크린의 표면상에 렌티큐러렌즈를 설치하여 렌즈의 피치를 감소시키는 것이 실용적이다. 광확산제를 함유한 기재부분을 얇게하는 방법이 일본국 특개소 63-273850호 공보(1988)에 개시되어 있고, 이 방법에서는 박막의 기판을 광확산제와 수지의 혼합물로부터 형성하여 투과형 스크린의 표면에 부착시킨다. 그러나, 고해상도를 제공하기 위해 투과된 광의 이방성 확산에 적합한 작은 렌즈피치를 가진 렌티큐러렌즈를 형성하는 것이 실제로 어렵다.

예를들면, 투과형 스크린의 표면상에 렌티큐러렌즈를 형성하기 위한 성형금형을 제공하기가 매우 복잡하다. 또한, 성형회수에 대한 금형의 수명이 짧기 때문에, 전체단가를 상승시키는 원인이 된다.

통상적으로, 공지된 투과형 텔레비젼은, 음극선관의 형광면에 전개되는 영상이 투과렌즈를 통하여 대형의 투과형 스크린에 투과되도록 구성되어 있다. 또한, 액정패널을 광밸브(light valve : 외부로부터 인가하는 전압, 전류, 전계, 자계, 전자등의 전기량에 의해서 그 광전송 특성을 변화하도록 한 소자)로 사용하여 투과형 프로젝션텔레비젼의 프로젝터로 사용하는 것이 공지되어 있다. 보다 상세하게는, 영상신호에 따라 투과율을 변화시킴으로써 액정패널상에 영상정보의 패턴을 전개할 경우, 액정패널의 이면에 입사된 광은 투과렌즈를 투과하여 투과형 프로젝션스크린상에 가시화된 영상을 생성하도록 변조된다. 이 방법에서, 각각의 액정패널은 매트릭스 배열로서 형성된 복수의 매우 작은 광밸브소자로서 구성되므로 투과렌즈를 통하여 투과형 스크린상에 투과된 영상은 매트릭스형의 화소에 의해서 구성된다. 화소매트릭스와 투과형 스크린에 형성된 렌즈간의 상호작용은 므와르효과(Moire effect)를 일으키므로, 화질이 저하된다. 화질이 저하되지 않도록 투과형스크린에 형성된 렌티큐라렌즈의 피치를 좁게하는 것이 시각효과에 필요하다. 상술한 바와같이 마찬가지로, 투과형 스크린의 표면상에 상기와 같은 피치의 렌티큐러렌즈를 형성하기 위한 성형금형을 제조하는 것은 매우 어렵다. 또한, 성형회수를 증가하여야 하지만, 금형의 수명을 연장시킬 수 없다. 결과적으로, 생산단가가 상승한다.

따라서, 본 발명의 주목적은 프레넬렌즈와 렌티큐러렌즈사이의 광학적 상호작용으로부터, 또는 투과형스크린상에 설치된 렌티큐러렌즈의 피치와 투과형스크린상에 형성된 화소의 매트릭스패턴의 피치사이의 상호작용으로부터 므와르효과가 초래되지 않도록함으로써 고해상도의 영상을 얻을 수 있고, 또한 생산을 용이하게 할수 있는 투과형 프로젝션텔레비젼을 위한 개선된 투과형 스크린을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위해, 투과형 스크린을 형성하는 광투과성 재료의 기판은, 굴절율 이상이라고 광투과성 수지재료에 용해되지 않는 상이한 복수의 막대형 수지부재를 함유하고, 상기 막대형 수지부재는 동일방향으로 분산하여 배향하도록 구성된다.

실제로, 투과형 스크린을 구성하는 광투과성 수지재료의 기판내에서의 동일방향으로 배열분산되고, 또한 상기 광투과성 수지재료와 상이한 굴절율을 가진 막대형상의 수지부재에 의해, 투과형 스크린에 투과된 광은 이방성 관계를 가지고 분광된다. 동시에 투과된 광은 매우 작은 직경의 막대형상의 수지재료에 의해 확산된다. 결과적으로, 고해상도의 영상을 얻을 수 있다. 막대형상의 수지부재는 광투과성 수지재료중, 즉 투과형 스크린의 기판중에 랜덤(random) 간격으로 배열분산되어 있기 때문에, 프레넬렌즈를 형성한 투과형 스크린을 가시적으로 므와르 효과를 발생하지 않는다. 마찬가지로, 액정 패널을 광밸브를 사용한 투과형 프로젝션 텔레비젼에서도, 므와르 효과가 투과형 스크린 상에 나타나지 않는다.

투과형 스크린의 생산에 있어서, 굴절율이 상이하고 광투과성 수지재료에 용해되지 않는 수지재료를 가지는 막대형상의 부재는, 굴절율이 상이하고 광투과성 수지재료에 용해되지 않는 신장성 있는 수지재료의 다수의 비드(bead)를, 각각의 수지비드가 막대형상의 형태로 형성될 수 있도록 한쪽 측의 양방향으로 수지판을 신장하여 판형상을 교대로 형성한 광투과성 수지기판에 끼워넣음으로써, 5광투과성 수지재료내에서 동일방향으로 분산된다. 광투과성 수지재료와 소정의 간격으로 배열분산된 막대형상의 수지부재는 매우 투명하다. 투명도가 낮은 경우, 광흡수율이 증가되므로, 투과형 스크린의 기능적인 효과가 저감된다. 따라서, 스크린의 이득이 저하되고 고휘도의 화상을 재생할 수 없다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의한 투과형 스크린은 고해상도의 영상을 재생할 수 있으므로, 고화질 재생용 투과형 프로젝션텔레비젼을 실현할 수 있으며, 산업분야에도 응용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 이하 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 투과형 스크린의 사시도이다. 본 발명의 투과형 스크린(1)은, 광투과성 수지재료(2)와 상이한 굴절율을 가지고 또한 동일한 길이방향으로 상기 광투과성 수지재료(2)내에 각각 분산배열되어 있는 복수의 막대형상의 수지부재(2)를 구비한 광투과성 수지재료(2)의 기판으로 구성되어 있다. 따라서, 투과형 스크린(1)상에 투과된 투과광은 막대형상의 수지부재(3)에 의해 제1도에 도시한 바와같이, Z축을 중심으로하여 Y축방향보다 X축방향으로 크게 분산된다. 제2도는 본 발명의 투과형 스크린상의 이득과 시각 사이의 관계를 도시하고, 여기서 곡선(4)는 상기 Z축에서 X축방향으로 시야각을 크게할 때의 이득특성을 나타내며, 곡선(5)는 Y축방향으로 시야각을 크게할때의 이득특성을 나타낸다. 제2도로부터 명백한 바와같이, 본 발명에 의한 투과형 스크린은 종래의 렌티큐러렌즈에 의한 배광특성에 이방성을 부여하는 작용과 동일한 작용을 가진다. 또한, 배광특성에 이방성을 부여하는 기능요소를 작게하는 것이 용이하므로, 고해상도의 투과형 스크린을 생산할 수 있게 한다.

제3도와 제4도는 본 발명에 의한 개량된 투과형 스크린의 제조방법을 예시한다. 투명열가소성 특성을 가지는 광투과성수지재료에, 광투과성 수지재료의 굴절율과 상이하고 또한 광투과성 수지재료에 용해되지 않는 수지재료의 비드(bead)를 혼합하여 생성한 수지 혼합물(6)을 호퍼(hoffer)(7)로부터 압출성형기(8)에 투입하고, 가열용융한 후에 스크류(screw)(9)에 의해 가압상태에서 다이스(dice)(10)에 이송된다. 수지혼합물(6)은 다이스(10)에 의해 평판형상으로 되고, 온도조절기(도시안됨)에 의해 열적으로 제어되는 복수의 성형롤(11)사이에서 소정의 폭과 두께로 조정되어 시트(12)를 형성한다. 수지혼합물의 시트(12)에는, 광투과성 수지의 굴절율과 상이하고 또한 광투과성 수지에 용해되지 않은 수지비드(resin bead)는, 성형공정전과 동일한 구형상의 형태를 유지하고 있다. 다음에 시트(12)는 복수의 클립(13)에 의해 맞물리고 화살표(19)로 표시된 방향으로 인장을 받아 신장되고, 수지혼합물이 신장된 시트(14)로 성형될때 광투과성 수지재료의 굴절율과 상이하고 광투과성 수지에 용해되지 않은 수지비드는 막대형상의 부재로 변형된다. 신장된 시트(14)는, 시트의 표면이 손상되는 것을 방지하고 먼지등의 불순물로 부터 시트의 표면을 보호하기 위하여, 마스킹처리가 실시되고, 최종적으로 소정의 크기로 절단하여 투과형 스크린을 형성한다.

수지비드와 상이한 굴절율을 가진 광투과성 수지재료에 혼합한 각각의 수지비드가, 광투과성 수지재료와 수지비드로 혼합된 시트를 한쪽 축의 양방향으로 신장하여 막대형상을 형성하기 위해서는, 광투과성 수지재료와 비드의 수지재료는 가열용융상태에서 서로 용해되지 않아야 한다. 또한, 두 종류의 수지재료의 굴절율이 서로 다른 것이 요구된다. 본 발명자에 의한 실험결과로 부터, 굴절율의 차이가 587.6mm 파장의 d선에대해서 0.15이하 일때 광을 유효하게 적용할 수 있다는 것을 알았다.

특히, 굴절율 차이가 0.15이상일 경우 2개의 수지재료 사이의 경계면에서 광반사 또는 전반사가 발생하여, 광투과율 또는 광이용 효율이 감소되어 재생화상의 밝기가 저하된다. 따라서, 상기 조건을 만족시키기 위해 광투과성 수지재료로서는 아크릴수지, 폴리카보네이트수지, 폴리에스테르수지, 폴리비닐클로라이드 수지등을 사용한다. 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트등의 알킬메타크릴레이트를 주성분으로 하는 폴리머형태의 아크릴수지가 가장 바람직하다. 또한, 수지비드로서는 투명실리콘수지 또는 알릴메타크릴란 등의 알릴수지가 바람직하다. 특히, 광투과성 수지재료가 아크릴수지일 경우 비드로서는 반사도가 높은 변성아크릴수지, 폴리스티렌수지 또는 폴리카보네이트수지가 가장 바람직하다. 한편, 광분산효과를 높이기 위해 보완적으로 다른 광분산제, 예를들면 SiO₂, Al₂O₃, CaCO₃, Al(OH)₃등의 유기 또는 무기초미립자를, 투과성 수지재료에 첨가하여 혼합함으로써, 개량된 투과형 스크린의 설계의 융통성을 높일 수가 있다.

제5도는 본 발명에 의한 투과형스크린의 광투과성 수지기판내에 분산되어 있는 복수의 막대형수지부재(3)의 외부형상을 도시하고 있다. 막대형상 수지부재(3)의 길이(a)와 폭(b)의 비율은, 소정의 투과형 스크린의 광분산 특성에 따라 결정된다. 실험결과에 의하면, 비율(a : b)이 3 : 1 이상일때 허용될 수 있다.

제6도는 본 발명의 투과형 스크린(1)이 설치된 투과형 프로젝션텔레비젼(18)의 단면도로서, CRT(17)에 전개된 광학영상이 투사렌즈(16)와 반사경(15)을 통하여 투과형 스크린(1)상에 투영된다. 본 발명의 투과형 스크린에서, 광투과성 수지재료의 기재는, 시야각을 제어하기 위하여 광투과성 수지기판의 굴절율과 상이하고 또한 동일방향으로 분산된 복수의 막대형 수지부재를 포함함으로써, 종래의 렌티큐러렌즈로서의 기능요소를 고정밀도로 실현할 수 있다.

제7도는 액체패널을 광밸브로 사용한 투과형 프로젝션텔레비젼의 프로젝터(24)의 배열을 도시한 개략도이고, 여기에서 영상정보신호에 응답하는 광투과의 변동에 대응하는 영상을 생성하는 액정패널(22)을, 램프(20)와 집광렌즈(21)로 이루어진 광학조명시스템에 의해 후면에서 조명한다. 액정패널(22)을 통과한 광이투과렌즈를 통하여 투과되어 초점평면의 역할을 하는 투과형 스크린상에 확대된 영상을 형성한다.

제8도는 본 발명의 투과형 스크린(1)과 액정패널을 광밸브로 사용하는 상기 프로젝터(24)를 구비한 투과형 프로젝션텔례비젼의 개략적 배열을 도시한 단면도이다. 프로젝터(24)로부터의 투과광이 반사경(15)에서 반사되어 투과형 스크린(1)상에 광학영상을 형성한다. 본 발명의 투과형 스크린(1)에서, 광투과성 수지재료의 기판은, 시야각을 제어하기 위하여 광투과성 수지기판의 굴절율과 상이하고 또한 동일방향으로 분산되고 특히 서로 랜덤(random)한 간격으로 배치된 복수의 막대형 수지부재를 포함함으로써, 투과형 스크린에 분산되어 있는 막대형 수지부재와 액정패널상의 매트릭스배열에 대응하는 투과형 스크린상의 화소패턴 사이의 상호작용에 의해서 초래되는 므와르효과가 나타나지 않게 할수 있기 때문에, 화질이 저하되지 않고 화상의 재생을 확실하게 할수 있다.

Claims

광투과성 수지재료(2)와, 상기 광투과성 수지재료(2)의 굴절율과 상이하고, 또한 광투과성 수지재료(2)에 용해되지 않는 상이한 종류의 수지재료로된 복수의 막대형 수지부재(3)를 구비하고, 상기 막대형 수지부재(3)는 광투과성 수지재료(2)에 동일한 방향으로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1).
제1항에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)와 상기 막대형 수지부재(3)의 재료사이의 굴절율의 차이가 587.6nm의 d선에 대해서 0.15이하인 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1).
제1항에 있어서, 상기 각각의 막대형 수지부재(3)의 세로(a)와 폭(b)은 a/b
3의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1).
제1항에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)는 투명한 열가소성수지인 것을 특징으로 하는 투과형스크린(1) .
광투과성 수지재료(2)와, 상기 광투과성 수지재료(2)의 굴절율과 상이하고, 또한 광투과성 수지재료(2)에 용해되지 않는 상이한 종류의 수지재료로된 복수의 막대형 수지부재(3)를 구비하고, 상기 막대형 수지부재(3)는 광투과성 수지재료(2)에 동일한 방향으로 분산되어 있는 투과형 스크린(1)을 제조하는 방법에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)에 용해되지 않고, 또한 광투과성 수지재료(2)의 굴절율과 상이한 수지재료의 신장가능한 수지비드가 분산배열되어 고정되는 광투과성 수지재료(2)를 시트(12)로 형성하는 공정과, 상기 각각의 수지비드를 막대형의 형태로 형성하도록 상기 수지의 시트(12)를 한쪽 축의 양방향(19)으로 신장하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)는 아크릴수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)는 폴리카보네이트수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)는 폴리에스테르수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 광투과성 수지재료(2)는 풀리비닐클로라이드수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 각각의 수지비드는 투명한 실리콘수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 각각의 수지비드는 아릴수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 각각의 수지비드는 높은 굴절율을 가지는 변성아크릴수지로 이루어진 것을 특징으로 투과형 스크린(1)의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 각각의 수지비드는 폴리스티렌수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
상기 각각의 수지비드는 폴리카보네이트수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 투과형 스크린(1)의 제조방법.
광투과성 수지재료(2)의 굴절율과 상이하고, 또한 광투과성 수지재료(2)에 용해될 수 없는 상이한 종류의 수지재료로된 복수의 막대형 수지부재(3)가 동일한 방향으로 분산된 광투과성 수지재료(2)로 이루어진 투과형 스크린(1)과, 음극선관(17)과, 상기 음극선관(17)위에서 전개된 광학영상을 상기 투과형 스크린(1)으로 투과하는 투과렌즈(16)로 구성된 것을 특징으로 하는 투과형 프로젝션텔레비젼(18).
광투과성 수지재료(2)의 굴절율과 상이하고, 또한 광투과성 수지재료(2)에 용해될 수 없는 상이한 종류의 수지재료로된 복수의 막대형 수지부재(3)가 동일한 방향으로 분산된 광투과성 수지재료(2)로 이루어진 투과형 스크린(1)과, 액정패널(22)과, 액정패널(22)위에 영상을 형성하도록 상기 액정패널(22)위에서 전개된 영상을 조명하는 광학조명시스템(20), (21)과, 액정패널(22)위에 형성된 영상을 상기 투과형 스크린(1)으로 투과시키는 투과렌즈(23)로 구성된 것을 특징으로 하는 투과형 프로젝션텔레비젼(25).