KR101403761B1 - Apparatus and method for projection of stereoscopic images - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스테레오스코픽(stereoscopic) 입체 영상 투영 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 하나의 영상 소스(source)를 이용한 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus and method, and more particularly, to a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus and method using one image source.
최근 스테레오스코픽 입체 영화들이 보다 대중화됨에 따라, 스테레오스코픽 입체 투영 기술이 보다 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 일반적으로 단일 프로젝터(projector) 시스템에서, 영상 광빔(image light beam)은 스테레오스코픽 입체 영상화를 위하여 선형 편광기에 의해 선형 편광빔(linear polarized beam)으로 변조된다. 이 때, 영상 광의 일부는 막히게 되고 영상 투영에 사용되지 않는다. 특히, 시청자의 각 눈은 임의의 순간에 스크린으로부터 반사되는 빛의 절반을 수신하게 되므로, 스테레오스코픽 입체 영상의 밝기의 적어도 절반이 손실되게 된다.As stereoscopic stereoscopic films become more popular in recent years, stereoscopic stereoscopic projection technology is attracting more attention. Generally, in a single projector system, an image light beam is modulated into a linear polarized beam by a linear polarizer for stereoscopic stereoscopic imaging. At this time, a part of the image light is clogged and not used for image projection. In particular, each eye of the viewer receives half of the light reflected from the screen at any instant, so that at least half of the brightness of the stereoscopic stereoscopic image is lost.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 두 개의 프로젝터 시스템이 제안되었다. 두 개의 프로젝터 시스템은 시청자의 각 눈이 완전한 밝기(full brightness)의 영상을 수신할 수 있도록 하는 프로젝터를 포함한다. 하지만, 이러한 종래의 두 개의 프로젝터 시스템은 두 개의 프로젝터를 이용하므로 비용이 훨씬 많이 들고, 두 개의 프로젝터에 의해 생성되는 영상의 정확한 정렬이 요구되는 단점이 있다.To solve these problems, two projector systems have been proposed. The two projector systems include a projector that allows each eye of the viewer to receive a full brightness image. However, these conventional two-projector systems use two projectors, which is much more expensive and requires a precise alignment of the images produced by the two projectors.
미국특허번호 제7,959,296호는 영상 광빔이 제1 경로를 통해 전송되는 p-편광빔(p-polarized beam)과 제2 경로를 통해 전송되는 s-편광빔(s-polarized beam)으로 나뉘어 지는 다중 경로 스테레오스코픽 입체 투영 시스템을 제안하였다. 이 시스템은 영상의 밝기를 향상시키기 위하여, p-편광빔과 s-편광빔의 두 개의 영상 소스를 이용하여 스테레오스코픽 입체 영상을 형성한다. 하지만 S 영상 및 P 영상은 정확하게 동시에 이동하여야 할 필요가 있으며, 이는 P 경로 및 S 경로가 상이한 광 경로(optical path) 길이를 가지므로 쉽지 않은 일이다.U.S. Patent No. 7,959,296 discloses a multi-path optical system in which an image light beam is divided into a p-polarized beam transmitted through a first path and an s-polarized beam transmitted through a second path. Stereoscopic stereoscopic projection system is proposed. This system forms stereoscopic stereoscopic images using two image sources, p-polarized beam and s-polarized beam, to improve the brightness of the image. However, S and P images need to move at exactly the same time, which is not easy because the P path and the S path have different optical path lengths.
중국특허번호 제 201110093865.3호는 광빔을 편광 분리기에 의해 p-편광빔 및 s-편광빔으로 분리하는 프로젝터를 제안하였다. 이 특허의 프로젝터에서 p-편광빔은 s-편광빔으로 변조되고 s-편광빔은 p-편광빔으로 변조되며, 이후 변조된 s-편광빔 및 변조된 p-편광빔은 상기 편광 분리기에 의해 하나의 빔으로 조합된다. s-편광빔 및 p-편광빔을 포함하는 조합된 빔은 스크린에 투영되어 스테레오스코픽 입체 영상을 나타낸다. 하지만, 이 특허는 상기 미국특허번호 제7,959,296호와 마찬가지로 두 개의 영상 소스를 사용하고 S 영상 및 P 영상이 정확하게 동시에 이동하여야 한다는 문제점을 가진다.Chinese Patent No. 201110093865.3 proposes a projector that separates a light beam into a p-polarized beam and an s-polarized beam by a polarized light separator. In the projector of this patent, the p-polarized beam is modulated with an s-polarized beam and the s-polarized beam is modulated with a p-polarized beam, after which the modulated s-polarized beam and modulated p- And combined into one beam. The combined beam comprising the s-polarized beam and the p-polarized beam is projected onto the screen to represent stereoscopic stereoscopic images. However, this patent has the problem that two image sources are used and the S image and the P image must be moved at the same time exactly like the above-mentioned U.S. Patent No. 7,959,296.
따라서, 스테레오스코픽 입체 영상의 밝기를 유지하면서 영상이 동시에 이동하여야 하는 문제점이 없는 스테레오스코픽 입체 투영 기술이 개발될 필요가 있다.Therefore, it is necessary to develop stereoscopic stereoscopic projection technology that does not require the simultaneous movement of images while maintaining the brightness of the stereoscopic stereoscopic image.
본 발명의 목적은 스테레오스코픽 입체 영상 투영을 위한 하나의 영상 광 소스를 이용하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus and method using one image light source for stereoscopic stereoscopic projection.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치는, 영상 광빔을 수신하고 수신된 상기 영상 광빔을 제1 경로를 따라 전송되는 제1 편광빔 및 제2 경로를 따라 전송되는 제2 편광빔으로 분리하는 제1 편광 분리부, 상기 제2 경로에 배치되고 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 평행하도록 상기 제2 편광빔을 반사시키는 제1 반사부, 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 동일한 편광 방향을 가지도록 상기 제2 편광빔을 회전시키는 지연부와, 동일한 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광빔 및 상기 제2 편광빔을 조합하여 조합 빔 출력을 제공하는 빔 조합부를 포함하는 편광 조합기; 및 상기 조합 빔 출력을 수신하고 변조하여, 변조된 상기 조합 빔 출력을 스크린으로 전송하는 편광 변조기를 포함하여 구성된다.A stereo-stereoscopic image projection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light source for receiving a video light beam and for receiving the video light beam, the first polarized beam being transmitted along a first path and the second polarized beam A first reflector disposed in the second path and reflecting the second polarized beam such that the second polarized beam is parallel to the first polarized beam, A retardation unit for rotating the second polarized beam so as to have the same polarization direction as the first polarized beam, and a beam combining unit for combining the first polarized beam and the second polarized beam having the same polarization direction to provide a combined beam output A polarization combiner comprising a portion; And a polarization modulator for receiving and modulating the combined beam output and transmitting the modulated combined beam output to a screen.
상기 제1 편광빔 및 상가 제2 편광빔은 서로 수직일 수 있다.The first polarized beam and the second polarized beam may be perpendicular to each other.
상기 제1 편광 분리부는, 편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.The first polarized light separator may be selected from the group consisting of a polarization beam splitter, a wire grid polarizer, and a McNeil prism.
상기 제1 반사부는, 반사 프리즘 또는 전반사 거울일 수 있다.The first reflector may be a reflective prism or a total reflection mirror.
상기 지연부는, 반파장판일 수 있다.The delay unit may be a half wave plate.
상기 빔 조합부는, 상기 지연부에서 회전된 상기 제2 편광빔을 반사시키는 제2 반사부; 및 반사된 상기 제2 편광빔을 수신하고 상기 제1 편광빔 및 상기 제2 편광빔을 상기 조합 빔 출력으로 조합하는 제2 편광 분리부를 포함할 수 있다.The beam combining unit may include: a second reflecting unit that reflects the second polarized beam rotated by the delay unit; And a second polarization splitting unit that receives the reflected second polarized beam and combines the first polarized beam and the second polarized beam into the combined beam output.
상기 제2 편광 분리부는, 편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.The second polarized light separating unit may be selected from the group consisting of a polarization beam splitter, a wire grid polarizer, and a McNeil prism.
상기 제2 반사부는, 반사 프리즘 또는 전반사 거울일 수 있다.The second reflective portion may be a reflective prism or a total reflection mirror.
상기 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치는, 상기 제1 경로 및 제2 경로 중 일부 또는 모두에 배치되는 클린업 편광기를 더 포함할 수 있다.The stereoscopic stereoscopic image projection apparatus may further include a cleanup polarizer arranged on at least one of the first path and the second path.
상기 편광 변조기는, 상기 조합 빔 출력을 두 개의 상이한 방향으로 교대로 원편광하는 편광 수단을 포함할 수 있다.The polarization modulator may comprise polarization means for alternately circularly polarizing the combined beam output in two different directions.
상기 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치는, 상기 제1 편광 분리기의 앞에 배치되어 상기 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환하는 제1 렌즈; 및 상기 빔 조합부의 뒤에 배치되어 상기 조합 빔 출력의 발산 각도를 상기 제1 렌즈에 입력되기 전의 영상 광빔의 발산 각도와 동일한 발산 각도로 변환하는 제2 렌즈를 더 포함할 수 있다.The stereoscopic stereoscopic image projection apparatus includes a first lens disposed in front of the first polarized light separator and converting the image light beam into a parallel image light beam; And a second lens disposed behind the beam combining unit and converting the divergent angle of the combined beam output into a divergent angle equal to a divergent angle of the image optical beam before being input to the first lens.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법은, 영상 광빔을 수신하는 단계; 수신된 상기 영상 광빔을 제1 경로를 따라 전송되는 제1 편광빔 및 제2 경로를 따라 전송되는 제2 편광빔으로 분리하는 단계; 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 평행하도록 상기 제2 편광빔을 반사시키는 단계; 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 동일한 편광 방향을 가지도록 상기 제2 편광빔을 회전시키는 단계; 동일한 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광빔 및 상기 제2 편광빔을 조합하여 조합 빔 출력을 제공하는 단계; 및 상기 조합 빔 출력을 수신하고 변조하여, 변조된 상기 조합 빔 출력을 스크린으로 전송하는 단계를 포함하여 구성된다.A stereoscopic stereoscopic image projection method according to an embodiment of the present invention includes: receiving an image light beam; Separating the received image light beam into a first polarized beam transmitted along a first path and a second polarized beam transmitted along a second path; Reflecting the second polarized beam such that the second polarized beam is parallel to the first polarized beam; Rotating the second polarized beam such that the second polarized beam has the same polarization direction as the first polarized beam; Combining the first polarized beam and the second polarized beam having the same polarization direction to provide a combined beam output; And receiving and modulating the combined beam output and transmitting the modulated combined beam output to a screen.
상기 제1 편광빔 및 상가 제2 편광빔은 서로 수직일 수 있다.The first polarized beam and the second polarized beam may be perpendicular to each other.
상기 조합 빔 출력을 제공하는 단계는, 회전된 상기 제2 편광빔을 반사시키는 단계를 포함할 수 있다.Providing the combined beam output may include reflecting the rotated second polarized beam.
상기 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법은, 상기 영상 광빔을 수신하는 단계 이전에, 상기 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The stereoscopic stereoscopic image projection method may further include converting the image light beam into a parallel image light beam before receiving the image light beam.
상기 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법은, 상기 조합 빔 출력의 발산 각도를 상기 평행 영상 광빔으로 변환되기 전의 영상 광빔의 발산 각도와 동일한 발산 각도로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.The stereoscopic stereoscopic image projection method may further include converting the divergent angle of the combined beam output into a divergent angle equal to a divergent angle of the image light beam before being converted into the parallel image optical beam.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 하나의 편광 방향을 가지는 하나의 영상 소스를 이용하기 때문에, 두 개의 영상 소스를 이용할 때 필요한 동시성이나 정렬이 요구되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치는 동시성 없이도 스테레오스코픽 입체 영상을 가능하게 할 뿐만 아니라, 영상에 동시성을 부여하기 위한 장치 및 조정을 필요로 하지 않는다. 또한, 영상 광빔의 밝기는 거의 그대로 유지된다.According to one aspect of the present invention, since the present invention uses one image source having one polarization direction, concurrency and alignment required when using two image sources are not required. The stereoscopic stereoscopic image projection apparatus according to an embodiment of the present invention not only enables stereoscopic stereoscopic images without synchronism, but also does not require a device and adjustment for giving concurrency to images. Further, the brightness of the image light beam is maintained almost as it is.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 편광 조합기 및 편광 변조기가 프로젝터 내부에 구비되도록 구성된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치를 포함하는 단일 프로젝터 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 1의 단일 프로젝터 시스템이 편광 변조기가 프로젝터 외부에 배치되도록 변형된 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치를 포함하는 단일 프로젝터 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치를 두 개 포함하는 이중 프로젝터 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a single projector system including a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus configured such that a polarization combiner and a polarization modulator are provided inside a projector according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example in which the single projector system of Fig. 1 is modified such that the polarization modulator is disposed outside the projector in accordance with another embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a single projector system including a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus constructed in accordance with another embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a dual projector system including two stereoscopic image projection apparatuses shown in FIG.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Further, the term "part" in the description means a unit for processing one or more functions or operations, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 편광 조합기 및 편광 변조기가 프로젝터 내부에 구비되도록 구성된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치를 포함하는 단일 프로젝터 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a single projector system including a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus configured such that a polarization combiner and a polarization modulator are provided inside a projector according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 단일 프로젝터 시스템은 본 발명의 일 실시예에 따라 편광 조합기(12A) 및 편광 변조기(12B)를 포함하도록 구성된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(12); 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(12)가 구비되는 프로젝터(11); 프로젝터(11)의 전면부에 위치하는 투영 렌즈(16); 및 투영 스크린(17)을 포함한다. 프로젝터(11), 투영 렌즈(16) 및 투영 스크린(17)은 공지의 요소들이고 본 발명의 본질적인 부분이 아니므로 본 명세서에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Referring to Figure 1, a single projector system comprises a stereoscopic stereoscopic
편광 조합기(12A)는 제1 편광 분리부(103), 제1 반사부(reflector)(104), 지연부(retarder)(105) 및 빔 조합부(106)를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 렌즈(14는 프로젝터(11) 내부에 구비되고, 상면(image surface)(13)으로부터 방출된 영상 광빔이 제1 편광 분리부(103)를 통과하기 전에 상기 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환시켜 준다. 이에 따라, 영상 광빔의 발산 각도는 평행하게 변환된다. 이 때, 영상 광빔은 편광되지 않았거나 부분적으로 편광되어 있을 수 있다.The polarized
제1 편광 분리부(103)는 평행 영상 광빔을 제1 경로를 따라 전송되는 제1 편광빔 및 제2 경로를 따라 전송되는 제2 편광빔으로 분리한다. 일 실시예에서, 제1 편광 분리부(103)는 편광빔 분리기(polarization beam splitter), 와이어 그리드 편광기(wire grid polarizer) 및 맥닐 프리즘(MacNeille prism)으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 제1 및 제2 편광빔은 주로 직교 편광 방향을 가지고, 제1 및 제2 편광빔의 편광 배향(orientation)은 서로 수직이다.The first polarized
제1 반사부(104)는 제2 경로 내에 배치되고 제2 경로의 s-편광빔을 반사시켜 제1 경로의 p-편광빔과 평행하도록 한다. 제1 반사부(104)는 전반사 프리즘 또는 전반사 거울일 수 있다.The
지연부(105)는 제2 경로 내에 제1 반사부(104)의 앞 또는 뒤에 배치되어 s-편광빔을 회전시켜 p-편광빔과 동일한 편광 방향을 가지도록 한다. 즉, 지연부(105)는 s-편광빔의 편광 방향을 90도 회전시켜 p-편광빔으로 변환한다. 지연부(105)는 반파장판(half wave plate)일 수 있다. 다른 실시예에서, 지연부(105)는 제2 경로 대신에 제1 경로에 배치되어 p-편광빔을 회전시켜 S-편광빔으로 변환할 수 있다.The
빔 조합부(106)는 제2 편광 분리부(106A) 및 제2 반사부(106B)를 포함한다. 제2 반사부(106B)는 제2 경로의 지연부(105)로부터 출력된 p-편광빔을 반사시켜 제2 편광 분리부(106A)로 보낸다. 일 실시예에서, 제2 반사부(106B)는 전반사 프리즘 또는 전반사 거울일 수 있다.The
제2 편광 분리부(106A)는 제1 및 제2 경로의 p-편광빔을 조합 p-편광빔 출력으로 조합하고, 상기 조합 p-편광빔 출력은 영상 투영을 위한 하나의 영상 광 소스를 형성한다. 제2 편광 분리부(106A)는 편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.The second polarized
편광 효율을 향상시키기 위하여, 공지의 요소인 클린업 편광기(clean-up polarizer)(107, 108)가 제1 및 제2 경로에 배치될 수 있다.In order to improve the polarization efficiency, clean-up
프로젝터(11)와 동기화하는 편광 변조기(12B)는 공지의 요소이다. 일 실시예에서, 편광 변조기(12B)는 상기 조합 p-편광빔 출력을 오른쪽 눈 및 왼쪽 눈에 대하여 교대로(alternately) 원편광(circularly polarize)하는 편광 수단(109)을 포함한다. 편광 수단(109)은 스테레오스코픽 입체 효과를 가능하게 하도록 왼쪽 눈 영상 및 오른쪽 눈 영상을 생성하기 위해 상기 조합 p-편광빔 출력을 교대 좌우 원편광빔(alternating left and right circularly polarized beam)으로 변환할 수 있는 지스크린(ZScreen) 전기-광학(electro-optical) 편광 변조기일 수 있다.The
제2 렌즈(15)는 프로젝터(11) 내에 배치될 수 있고, 상기 교대 좌우 원편광빔의 발산 각도를 제1 렌즈(14)에 입력되기 전의 영상 광빔의 발산 각도(평행하도록 변환되기 전의 발산 각도)와 동일한 발산 각도로 변환하기 위해 편광 변조기(12B) 뒤에 배치될 수 있다. 상기 기술한 바와 같이, 영상 광빔은 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(12)에 입력되기 전에 제1 렌즈(14)에 의해 평행하도록 변환되므로, 제1 및 제2 경로의 영상 배율(magnification)은 변화되지 않은 채로 같게 유지된다. 그리고, 제1 및 제2 경로를 통과한 상기 교대 좌우 원편광빔은 제2 렌즈(25)에 의해 원래의 영상 광빔의 발산 각도를 가지도록 변환되므로, 상기 교대 좌우 원편광빔의 영상 배율은 원래의 영상 광빔의 영상 배율로 회복되게 된다. 투영 렌즈(16)는 제2 렌즈(15)로부터 출력된 상기 교대 좌우 원편광빔을 투영 스크린(17)에 투영하여 스테레오스코픽 영상이 형성되도록 한다.The
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나의 편광 방향을 가지는 하나의 영상 소스를 이용하기 때문에, 두 개의 영상 소스를 이용할 때 필요한 동시성이나 정렬이 요구되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치는 동시성 없이도 스테레오스코픽 입체 영상을 가능하게 할 뿐만 아니라, 영상에 동시성을 부여하기 위한 장치 및 조정을 필요로 하지 않는다. 또한, 영상 광빔의 밝기는 거의 그대로 유지된다.According to an aspect of the present invention, since one image source having one polarization direction is used, concurrency and alignment required when using two image sources are not required. The stereoscopic stereoscopic image projection apparatus according to an embodiment of the present invention not only enables stereoscopic stereoscopic images without synchronism, but also does not require a device and adjustment for giving concurrency to images. Further, the brightness of the image light beam is maintained almost as it is.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 1의 단일 프로젝터 시스템이 편광 변조기가 프로젝터 외부에 배치되도록 변형된 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example in which the single projector system of Fig. 1 is modified such that the polarization modulator is disposed outside the projector in accordance with another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 도 2에 도시된 단일 프로젝터 시스템은 편광 변조기(12B)가 프로젝터(11)의 외부에 배치된 것을 제외하고는 도 1에 도시된 단일 프로젝터 시스템과 동일한 배치를 가진다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 편광 조합기 및 편광 변조기는 본 발명의 실질적인 니즈(needs) 및 응용을 제공하기 위하여 두 개의 개별 요소로 구성될 수 있고, 프로젝터(11) 상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(12)의 각 구성요소의 배치는 유연성 있게 결정될 수 있다.Referring to FIG. 2, the single projector system shown in FIG. 2 has the same arrangement as the single projector system shown in FIG. 1, except that the
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치를 포함하는 단일 프로젝터 시스템을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a single projector system including a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus constructed in accordance with another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 단일 프로젝터 시스템은 프로젝터(31), 투영 렌즈(36), 투영 스크린(37) 및 투영 렌즈(36)의 뒤에 별개로 설치된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(32)를 포함한다. 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(32)는 편광 조합기(32A) 및 편광 변조기(32B)를 포함하여 구성되고, 편광 조합기(32A) 및 편광 변조기(32B)는 하나의 구성 요소로 설치되거나 두 개의 개별 요소로 구성될 수 있다. 도 1의 실시예에서 설명한 바와 같이, 편광 조합기(32A)는 제1 편광 분리부(303), 제1 반사부(304), 지연부(305), 및 제2 편광 분리부(306A)와 제2 반사부(306B)를 포함하는 빔 조합부(306)를 포함한다.3, the single projector system includes a stereoscopic stereoscopic
투영 렌즈(36)는 프로젝터(31) 내의 상면(33)으로부터의 영상 광빔을 투영한다.The
제1 편광 분리부(303)는 투영 렌즈(36)로부터 수신된 영상 광빔을 제1 경로를 따라 전송되는 제1 편광빔 및 제2 경로를 따라 전송되는 제2 편광빔으로 분리한다. 일 실시예에서, 제1 편광 분리부(303)는 편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 제1 및 제2 편광빔은 주로 직교 편광 방향을 가지고, 제1 및 제2 편광빔의 편광 배향은 서로 수직이다.The first polarized
제1 반사부(304)는 제2 경로 내에 배치되고 제2 경로의 s-편광빔을 반사시켜 제1 경로의 p-편광빔과 평행하도록 한다. 제1 반사부(304)는 전반사 프리즘 또는 전반사 거울일 수 있다.The
지연부(305)는 제2 경로 내에 제1 반사부(304)의 앞 또는 뒤에 배치되어 s-편광빔을 회전시켜 p-편광빔과 동일한 편광 방향을 가지도록 한다. 즉, 지연부(305)는 s-편광빔의 편광 방향을 90도 회전시켜 p-편광빔으로 변환한다. 지연부(305)는 반파장판일 수 있다. 다른 실시예에서, 지연부(305)는 제2 경로 대신에 제1 경로에 배치되어 p-편광빔을 회전시켜 s-편광빔으로 변환할 수 있다.The
제2 반사부(306B)는 제1 경로의 p-편광빔을 반사시켜 제2 편광 분리부(306A)로 보낸다. 일 실시예에서, 제2 반사부(306B)는 전반사 프리즘 또는 전반사 거울일 수 있다.The second reflecting
제2 편광 분리부(306A)는 제1 및 제2 경로의 p-편광빔을 조합 p-편광빔 출력으로 조합한다. 제2 편광 분리부(306A)는 편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.The second polarized
편광 효율을 향상시키기 위하여, 공지의 요소인 클린업 편광기(307, 308)가 제1 및 제2 경로에 구비될 수 있다.In order to improve the polarization efficiency, clean-up
프로젝터(31)와 동기화하는 편광 변조기(32B)는 스테레오 스코픽 입체 영상을 생성하기 위한 공지의 요소이다. 일 실시예에서, 편광 변조기(32B)는 스테레오스코픽 입체 효과를 가능하게 하도록 왼쪽 눈 영상 및 오른쪽 눈 영상을 생성하기 위해 상기 조합 p-편광빔 출력을 두 개의 상이한 방향으로 교대로 원편광하는 편광 수단(309)을 포함하고, 변조된 조합 p-편광빔 출력을 스크린(37)에 전송한다. 편광 수단(309)은 상기 조합 p-편광빔 출력을 교대 좌우 원편광빔으로 변환할 수 있는 지스크린 전기-광학 편광 변조기일 수 있다.The
도 4는 도 1에 도시된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치를 두 개 포함하는 이중 프로젝터 시스템을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a dual projector system including two stereoscopic image projection apparatuses shown in FIG.
도 4를 참조하면, 도 1에서 기술하였던 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412, 422)가 두 개의 프로젝터(411, 421)에 각각 설치된다. 두 개의 프로젝터(411, 421)는 동일한 종류의 프로젝터일 수도 있고, 서로 상이한 프로젝터(411, 412)일 수도 있다. 예를 들어, 프로젝터(411, 412) 모두 동일하게 도 1에 도시된 프로젝터 시스템을 이용할 수도 있고, 프로젝터(411, 412)를 각각 상이하게 프로젝터(411)는 도 1에 도시된 프로젝터 시스템을 이용하고 프로젝터(412)는 도 3에 도시된 프로젝터 시스템을 이용할 수도 있다. 제1 렌즈(414)는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412) 앞에 구비되어 프로젝터(411) 내의 상면(413)으로부터의 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환시켜 준다. 제1 렌즈(424)는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(422) 앞에 배치되어 프로젝터(421) 내의 상면(423)으로부터의 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환시켜 준다.Referring to FIG. 4, stereoscopic
프로젝터(411) 내부에 배치된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412)는 제1 렌즈(414)로부터 평행 영상 광빔을 수신하고, 평행 영상 광빔의 p-편광빔 및 s-편광빔을 조합 선형 p-편광빔으로 조합하며, 조합 선형 p-편광빔을 변조한다. 프로젝터(421) 내부에 배치된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(422)는 제1 렌즈(424)로부터 평행 영상 광빔을 수신하고, 평행 영상 광빔의 p-편광빔 및 s-편광빔을 조합 선행 p-편광빔으로 조합하며, 조합 선형 p-편광빔을 변조한다. 각 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412, 422)는 도 1에 기술된 실시예를 참조하여 구성될 수 있는 편광 조합기 및 편광 변조기를 포함한다.The stereoscopic stereoscopic
제2 렌즈(415)는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412) 뒤에 구비되어 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412)로부터의 변조된 조합 p-편광빔의 발산 각도를 제1 렌즈(414)에 입력되기 전의 영상 광빔의 발산 각도와 동일한 발산 각도로 변환한다. 제2 렌즈(425)는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(422) 뒤에 구비되어 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(422)로부터의 변조된 조합 p-편광빔의 발산 각도를 제1 렌즈(424)에 입력되기 전의 영상 광빔의 발산 각도와 동일한 발산 각도로 변환한다. 투영 렌즈(416)는 제2 렌즈(415)로부터의 변조된 조합 빔을 투영 스크린(43)으로 전송하고, 투영 렌즈(426)는 제2 렌즈(425)로부터의 변조된 조합 빔을 투영 스크린(43)으로 전송하여, 스테레오스코픽 입체 영상이 형성되도록 한다.The
프로젝터(411, 421)가 서로 독립적인 경우, 각 프로젝터(411, 421)는 왼쪽 눈 영상 또는 오른쪽 눈 영상을 제공하여, 스테레오스코픽 입체 효과를 가능하게 한다. 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412)의 편광 변조기 및 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(422)의 편광 변조기는 해당 프로젝터와 각각 동기화하고, 왼쪽 눈 영상 및 오른쪽 눈 영상을 생성하기 위해 교대 좌우 원편광빔을 각각 출력한다.When the
프로젝터(411)가 왼쪽 눈 영상을 담당하고 프로젝터(412)가 오른쪽 눈 영상을 담당하는 경우, 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412)의 편광 변조기는 편광 조합기로부터의 조합 선형 편광빔을 왼쪽 눈 영상을 위한 왼원 편광빔으로 변환하기 위한 지스크린 편광 변조기 또는 원편광기(circular polarizer)일 수 있다. 또한, 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(422)의 편광 변조기는 편광 조합기로부터의 조합 선형 편광빔을 오른쪽 눈 영상을 위한 오른원 편광빔으로 변환하기 위한 지스크린 편광 변조기 또는 원편광기일 수 있다. 이를 통해 스테레오스코픽 입체 영상이 생성된다. 이러한 경우에, 두 개의 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412, 422)의 편광 변조기는 직교 편광 방향을 가지는 두 개의 선형 편광빔을 출력하기 위하여 직교 편광축을 갖는 선형 편광기로 형성되어, 스테레오스코픽 입체 영상이 가능하도록 할 수 있다. 이는 해당 기술 분야에 종사하는 당업자의 능력으로 도출될 수 있는 내용이다.When the
다른 실시예에서, 도 3에 도시된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치가 이중 프로젝터 시스템에 이용되어, 상기 기술된 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치(412, 422)의 동작과 유사한 방식으로 스테레오스코픽 입체 영상을 투영할 수 있다.In another embodiment, the stereoscopic stereoscopic image projection apparatus shown in FIG. 3 is used in a dual projector system to project a stereoscopic stereoscopic image in a manner similar to the operation of the stereoscopic stereoscopic
결론적으로 본 발명은 스테레오스코픽 입체 영상 투영을 위한 하나의 영상 광 소스를 이용하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치 및 방법을 제공한다. 상기 하나의 영상 광 소스는 프로젝터에 의해 수신되는 이미지 광빔과 거의 동일한 밝기를 가진다. 게다가, 편광 조합기 및 편광 변조기는 하나의 구성 요소로 통합되어 구성되거나 두 개의 개별 요소로 구성될 수 있다. 또한, 편광 조합기 및 편광 변조기는 실질적인 니즈 및 필요에 따라, 프로젝터의 내부에 결합되어 설치되거나 프로젝터의 외부에 독립하여 설치될 수 있다.In conclusion, the present invention provides a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus and method using one image light source for stereoscopic stereoscopic image projection. The one image light source has substantially the same brightness as the image light beam received by the projector. In addition, the polarization combiner and the polarization modulator may be integrated into one component or consist of two separate components. Further, the polarization combiner and the polarization modulator can be installed inside the projector or independently provided outside the projector, depending on actual needs and necessity.
본 발명의 또 다른 장점은 하나의 편광 방향을 가지는 하나의 영상 소스만이 스테레오스코픽 입체 영상 투영에 사용됨으로써, 두 개의 영상 소스를 이용할 때 필요한 동시성이나 정렬이 요구되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치는 동시성 없이도 스테레오스코픽 입체 영상을 가능하게 할 뿐만 아니라, 영상에 동시성을 부여하기 위한 장치 및 조정을 필요로 하지 않는다.
Another advantage of the present invention is that only one image source having one polarization direction is used for stereoscopic stereoscopic image projection, so that the concurrency and alignment required when using two image sources are not required. The stereoscopic stereoscopic image projection apparatus according to an embodiment of the present invention not only enables stereoscopic stereoscopic images without synchronism, but also does not require a device and adjustment for giving concurrency to images.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as limitations. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
11: 프로젝터
12: 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치
12A: 편광 조합기
12B: 편광 변조기
13: 상면
14: 제1 렌즈
15: 제2 렌즈
16: 투영 렌즈
17: 투영 스크린11: Projector
12: Stereoscopic stereoscopic image projection device
12A: polarization combiner
12B: polarization modulator
13: upper surface
14: first lens
15: Second lens
16: projection lens
17: Projection screen
Claims (16)
영상 광빔을 수신하고 수신된 상기 영상 광빔을 제1 경로를 따라 전송되는 제1 편광빔 및 제2 경로를 따라 전송되는 제2 편광빔으로 분리하는 제1 편광 분리부; 상기 제2 경로에 배치되고 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 평행하도록 상기 제2 편광빔을 반사시키는 제1 반사부; 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 동일한 편광 방향을 가지도록 상기 제2 편광빔을 회전시키는 지연부; 및 동일한 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광빔 및 상기 제2 편광빔을 조합하여 조합 빔 출력을 제공하는 빔 조합부를 포함하는 편광 조합기; 및
상기 조합 빔 출력을 수신하고 변조하여, 변조된 상기 조합 빔 출력을 스크린으로 전송하는 편광 변조기를 포함하되,
상기 편광 변조기는,
p편광 또는 s편광으로 단일 편광된 영상광을 수신하고, 입체 영상을 구현하기 위하여 상기 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치가 구비되는 프로젝터와 동기화하여 왼쪽 눈 영상 및 오른쪽 눈 영상을 교대로 출력하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.A stereo-stereoscopic image projection apparatus,
A first polarized light separator for receiving the image light beam and separating the received image light beam into a first polarized beam transmitted along a first path and a second polarized beam transmitted along a second path; A first reflector disposed in the second path and reflecting the second polarized beam such that the second polarized beam is parallel to the first polarized beam; A retarder for rotating the second polarized beam such that the second polarized beam has the same polarization direction as the first polarized beam; And a beam combiner for combining the first polarized beam and the second polarized beam having the same polarization direction to provide a combined beam output; And
And a polarization modulator for receiving and modulating the combined beam output and transmitting the modulated combined beam output to a screen,
Wherein the polarization modulator comprises:
a left eye image and a right eye image are alternately outputted in synchronization with a projector equipped with the stereoscopic stereoscopic image projection apparatus in order to realize a stereoscopic image in order to receive a single polarized image light with p-polarized light or s- Stereoscopic image projecting apparatus.
상기 제1 편광빔 및 상가 제2 편광빔은 서로 수직인 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first polarized beam and the second polarized beam are perpendicular to each other.
상기 제1 편광 분리부는,
편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first polarized-
A polarization beam splitter, a wire grid polarizer, and a magnifying prism.
상기 제1 반사부는,
반사 프리즘 또는 전반사 거울인 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first reflecting portion comprises:
A reflective prism or a total reflection mirror.
상기 지연부는,
반파장판인 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the delay unit comprises:
Wherein the stereoscopic image is a half-wave plate.
상기 빔 조합부는,
상기 지연부에서 회전된 상기 제2 편광빔을 반사시키는 제2 반사부; 및
반사된 상기 제2 편광빔을 수신하고 상기 제1 편광빔 및 상기 제2 편광빔을 상기 조합 빔 출력으로 조합하는 제2 편광 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the beam combining unit comprises:
A second reflector for reflecting the second polarized beam rotated by the retarder; And
And a second polarization splitting unit that receives the reflected second polarized beam and combines the first polarized beam and the second polarized beam into the combined beam output.
상기 제2 편광 분리부는,
편광빔 분리기, 와이어 그리드 편광기 및 맥닐 프리즘으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 6,
Wherein the second polarized-
A polarization beam splitter, a wire grid polarizer, and a magnifying prism.
상기 제2 반사부는,
반사 프리즘 또는 전반사 거울인 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 6,
Wherein the second reflecting portion comprises:
A reflective prism or a total reflection mirror.
상기 제1 경로 및 제2 경로 중 일부 또는 모두에 배치되는 클린업 편광기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a clean-up polarizer disposed at some or all of the first path and the second path.
상기 편광 변조기는,
상기 조합 빔 출력을 두 개의 상이한 방향으로 교대로 원편광하는 편광 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
Wherein the polarization modulator comprises:
And a polarization means for alternately circularly polarizing the combined beam output in two different directions.
상기 제1 편광 분리기의 앞에 배치되어 상기 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환하는 제1 렌즈; 및
상기 빔 조합부의 뒤에 배치되어 상기 조합 빔 출력의 발산 각도를 상기 제1 렌즈에 입력되기 전의 영상 광빔의 발산 각도와 동일한 발산 각도로 변환하는 제2 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치.The method according to claim 1,
A first lens disposed in front of the first polarized light separator and converting the image light beam into a parallel image light beam; And
Further comprising a second lens disposed behind the beam combining section and converting the divergent angle of the combined beam output into a divergent angle equal to a divergent angle of the image optical beam before being input to the first lens, Projection device.
제1 평관 분리부가 영상 광빔을 수신하는 단계;
제1 평관 분리부가 수신된 상기 영상 광빔을 제1 경로를 따라 전송되는 제1 편광빔 및 제2 경로를 따라 전송되는 제2 편광빔으로 분리하는 단계;
제1 반사부가 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 평행하도록 상기 제2 편광빔을 반사시키는 단계;
지연부가 상기 제2 편광빔이 상기 제1 편광빔과 동일한 편광 방향을 가지도록 상기 제2 편광빔을 회전시키는 단계;
편광 조합기가 동일한 편광 방향을 가지는 상기 제1 편광빔 및 상기 제2 편광빔을 조합하여 조합 빔 출력을 제공하는 단계; 및
편광 변조기가 상기 조합 빔 출력을 수신하고 변조하여, 변조된 상기 조합 빔 출력을 스크린으로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 변조된 상기 조합 빔 출력을 스크린으로 전송하는 단계는,
상기 편광 변조기가 p편광 또는 s편광으로 단일 편광된 영상광을 수신하는 단계와, 입체 영상을 구현하기 위하여 상기 스테레오스코픽 입체 영상 투영 장치가 구비되는 프로젝터와 동기화하여 왼쪽 눈 영상 및 오른쪽 눈 영상을 교대로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법.A stereoscopic stereoscopic image projection method using a stereoscopic stereoscopic image projection apparatus,
Receiving a video image light beam from the first flat-tube separator;
Separating the received image light beam into a first polarized beam transmitted along a first path and a second polarized beam transmitted along a second path;
Reflecting the second polarized beam such that the first polarized beam is parallel to the first polarized beam;
Rotating the second polarized beam such that the second polarized beam has the same polarization direction as the first polarized beam;
Combining the first polarized beam and the second polarized beam with a polarization combiner having the same polarization direction to provide a combined beam output; And
The polarization modulator receiving and modulating the combined beam output and transmitting the modulated combined beam output to a screen,
Wherein transmitting the modulated combined beam output to a screen comprises:
Receiving a single polarized image light with p-polarized or s-polarized light by the polarization modulator; synchronizing the left-eye image and the right-eye image with a projector equipped with the stereoscopic image projection device to realize a stereoscopic image; And outputting the stereoscopic image as a stereoscopic image.
상기 제1 편광빔 및 상가 제2 편광빔은 서로 수직인 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the first polarized beam and the second polarized beam are perpendicular to each other.
상기 조합 빔 출력을 제공하는 단계는,
회전된 상기 제2 편광빔을 반사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법.13. The method of claim 12,
Wherein providing the combined beam output comprises:
And reflecting the rotated second polarized beam. ≪ RTI ID = 0.0 > 31. < / RTI >
상기 영상 광빔을 수신하는 단계 이전에,
상기 영상 광빔을 평행 영상 광빔으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법.13. The method of claim 12,
Prior to the step of receiving the image light beam,
Further comprising the step of converting the image light beam into a parallel image light beam.
상기 조합 빔 출력의 발산 각도를 상기 평행 영상 광빔으로 변환되기 전의 영상 광빔의 발산 각도와 동일한 발산 각도로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오스코픽 입체 영상 투영 방법.
16. The method of claim 15,
And converting the divergent angle of the combined beam output to a divergent angle equal to a divergent angle of the image light beam before being converted into the parallel image optical beam.
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- 2013-01-08 KR KR1020130002268A patent/KR101403761B1/en not_active IP Right Cessation
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |