KR0145915B1

KR0145915B1 - 입체 프로젝터

Info

Publication number: KR0145915B1
Application number: KR1019950002732A
Authority: KR
Inventors: 황주성
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-02-15
Filing date: 1995-02-15
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR960033092A

Abstract

본 발명은 반사형 광로조절소자로서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; AMA)를 이용하여 입체 화상을 형성함으로써 광효율을 증대시킬수 있도록 한 입체 프로젝터를 제공한다.

본 발명의 입체 프로젝터는, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원(30)과, 상기 방사된 백사광을 소정형상으로 만들어 통과시키는 소오스스트퍼(32), 상기 소정형상을 이루는 백색광을 편광시켜 제 1편광을 투과시키고 제 2편광을 반사시키는 편광분리수단(34), 상기 편광분리수단(34)에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 외부에서 인가되는 화상신호에 따라 각각 다수개의 화소들에 대응하는 광의 경로가 조절된 광으로 반사시키는 제 1 및 제 2광로조절수단 및, 상기 광분리수단(34)과 제 1 및 제 2광로조절수단사이에 각각 설치되어 상기 편광분리수단(34)에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 λ/4만큼 회절시켜서 상기 제 1및 제 2광로조절수단으로 입사되도록 함과 더불어 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 반사된 광을 λ/4만큼 회절시켜서 상기 편광분리수단(34)로 입사되도록 하는 λ/4플레이트(42,36), 상기 편광분리수단(34)으로 입사되는 광로가 조절된 제 1 및 제 2편광이 결상되고 투과구멍을 통해서 조절된 광로의 정도에 비례하는 제 1 및 제 2편광을 통과시키는 투사스토퍼(48) 및, 상기 투사스토퍼(48)을 통과한 제 1 및 제 2편광을 스크린으로 투사하는 투사렌즈를 구비하여 이루어진다.

Description

입체 프로젝터

제1도는 종래 입체의 프로젝터를 개략적으로 나타낸 도면

제2도는 본 발명에 따른 입체 프로젝터를 개략적으로 나타낸 도면

제3도는 본 발명에 따른 입체 프로젝터에서 컬러구현방식의 일예를 나타낸 도면

제4도는 제 3도에 도시한 컬러필터의 일예를 설명하기 위한 도면

제5도는 본 발명에 따른 입체 프로젝터에서 컬러구현방식의 다른 예를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30:광원 32:소오스스토퍼

34:편광분리기 36,42:λ/4플레이트

38,44:필드렌즈 40,46,64,70,76,82:광로조절기

48:투과스토퍼 50:투사렌즈

52,54:컬러필터

본 발명은 입체 프로젝터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사형 광로조절소자로서의 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하, AMA라 칭함)를 이용하여 입체화상을 형성하는 입체 프로젝터에 관한 것이다.

현재, 인체의 시각에 대해 편광성을 갖는 영상을 스크린상에 중첩 투영하여 입체화면효과를 느끼도록 하는 입체 프로젝터가 실용화되어 있다. 이러한 입체 프로젝터에 따르면, 제 1도에 나타낸 바와 같이 광원(10)에서 방사된 백색광이 제 1 편광분리기(12)에서 편광되어, P편광이 액정표시소자(Liquid Crystal Display; 이하, LCD라 칭한다)로 된 제 1광로조절소자(14)를 매개로 제 1 미러(16)에 인가되어 이 제 1 미러(16)에서 수직하게 반사되고 나서 제 2 편광분리기(22)에 인가되며, 제 1편광분리기(12)에서 편광된 S편광이 제 2미러(18)에서 수직 반사되어 LCD로 된 제 2광로조절소자(20)를 매개로 제 2편광분리기(22)에 인가된다. 여기서, 상기 제 1광로조절소자(14)와 제 2광로조절소자(20)에서는 각각 P편광과 S편광에 대한 화상신호를 인가받고 화상신호에 따라 대응하는 화소의 광투과율을 조절하게 된다.

상기 제 2편광분리기(22)는 제 2광로조절소자(20)를 통해서 입사되는 S편광을 투과시키고, 또한 상기 제 1미러(16)에서 반사되어 입사되는 P편광을 반사시켜서, P편광과 S편광이 모두 투사렌즈(24)를 매개로 도시하지 않은 스크린에 투영되게 된다. 따라서, 편광안경을 이용하면 스크린상에 투영된 화상에 대한 입체화상을 감상할 수 있게 된다.

상기와 같이 광로조절소자(14,20)로서 LCD를 이용하여 입체화상을 형성하는 종래의 입체 프로젝터방식에서는, LCD에서의 광투과율이 10% 이하이고 또한 편광분리기(12,22)에서 광손실이 발생하므로, 광효율이 낮다는 문제가 있다. 또한, S편광이 미러(18)에 입사될 때에 편광면이 미러면을 포함하기 때문에 브루스터(Brewster)법칙에 의해 반사율이 급격히 저감되므로, 미러(18)을 포함하는 S편광의 경로와 미러(16)를 포함하는 P편광의 경로사이에는 광량의 현격한 차이가 발생한다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 반사형 광로조절소자로서 AMA를 이용하여 입체 화상을 형성함으로써 광효율을 증대시킬 수 있도록 한 입체 프로젝터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 입체 프로젝터의 바람직한 실시양태에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 방사된 백색광을 소정형상으로 만들어 통과시키는 소오스스토퍼(Source Stopper), 상기 소정형상을 이루는 백색광을 편광시켜 제 1편광을 투과시키고 제 2편광을 반사시키는 편광분리수단, 상기 편광분리수단에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 외부에서 인가되는 화상신호에 따라 각각 다수개의 화소들에 대응하는 광의 경로가 조절된 광으로 반사시키는 제 1 및 제 2광로조절수단 및, 상기 광분리수단과 제 1 및 제 2광로조절수단사이에 각각 설치되어 상기 편광분리수단에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 λ/4만큼 회절시켜서 상기 제 1 및 제 2광로조절 수단으로 입사되도록 함과 더불어 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 반사된 광을 λ/4만큼 회절시켜서 상기 편광분리수단으로 입사되도록 하는 λ/4플레이트, 상기 편광분리수단으로 입사되는 광로가 조절된 제 1 및 제 2편광이 결상되고 투과구멍을 통해서 조절된 광로의 정도에 비례하는 제 1 및 제 2편광을 통과시키는 투사스토퍼(投射 Stopper) 및, 상기 투사스토퍼를 통과한 제 1 및 제 2편광을 스크린으로 투사하는 투사렌즈를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단은 각각 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1 및 제 2편광의 반사각을 조절하는 액츄에이터 패널을 포함하여 이루어지고, 상기 액츄에이터 패널에 화상신호가 인가되지 않을 때 상기 액츄에이터 패널에서 반사된 모든 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼의 투과구멍 측부에 결상된다. 그리고, 상기 액츄에이터 패널에 화상신호가 인가될 때 상기 액츄에이터 패널에서 반사된 액츄에이터 패널에서의 화상신호의 크기에 비례하여 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼의 투과구멍을 통과하게 된다. 상기 소오스스토퍼와 상기 투사스토퍼는 상기 편광분리수단에 접착되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 소오스스토퍼의 투과구멍과 상기 투사스토퍼의 투과구멍은 상기 편광분리수단의 중심에서 어느 정도 이격되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 다른 실시양태에 따른 입체 프로젝터에 따르면, 고휘도의 백색광을 방사하는 광원과, 상기 방사된 백색광을 소정형상으로 만들어 통과시키는 소오스스토퍼, 상기 소정형상을 이루는 백색광을 편광시켜 제 1편광을 투과시키고 제 2편광을 반사시키는 편광분리수단, 상기 편광분리수단에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 외부에서 인가되는 화상신호에 따라 각각 다수개의 화소들에 대응하는 광의 경로가 조절된 광으로 반사시키는 제 1 및 제 2광로조절수단 및, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 각각 반사된 백색의 제 1 편광과 제 2편광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리하는 제 1 및 제 2색분리수단, 상기 편광분리수단에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 λ/4만큼 회절시켜서 상기 제 1 및 제 2광로조절수단으로 입사되도록 함과 더불어 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 반사된 광을 λ/4만큼 회절시켜서 상기 편광분리수단로 입사되도록 하는 λ/4플레이트, 상기 편광분리수단으로 입사되는 광로가 조절된 제 1 및 제 2편광이 결상되고 투과구멍을 통해서 조절된 광로의 정도에 비례하는 제 1 및 제 2편광을 통과시키는 투사스토퍼 및, 상기 투사스토퍼를 통과한 제 1 및 제 2편광을 스크린으로 투사하는 투사렌즈를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2색분리수단은 각각 2개의 색선별미러로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단은 각각 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1 및 제 2편광의 반사각을 조절하는 3개의 액츄에이터 패널로 이루어진다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2색분리수단은 각각 적색, 녹색 및 청색의 광중 어느 하나만을 투과시키는 컬러필터로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단은 각각 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1 및 제 2편광의 반사각을 조절하는 1개의 액츄에이터 패널로 이루어진다. 또, 상기 액츄에이터 패널에 화상신호가 인가되지 않을 때 상기 액츄에이터 패널에서 반사된 모든 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스터퍼의 투과구멍 측부에 결상된다. 그리고, 상기 액츄에이터 패널에 화상신호가 인가될 때 상기 액츄에이터 패널에서 반사된 액츄에이터 패널에서의 화상신호의 크기에 비례하여 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼의 투과구멍을 통과하게 된다. 상기 소오스스토퍼와 상기 투사스토퍼가 상기 편광분리수단에 접착되어 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 소오스스토퍼의 투과구멍과 상기 투사스토퍼의 투과구멍이 상기 편광분리수단의 중심에서 어느 정도 이격되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 입체 프로젝터의 바람직한 실시양태들에 대해 상세히 설명한다.

제 2도는 본 발명에 따른 입체 프로젝터를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

동 도면에 도시한 바와 같이, 입체 프로젝터는 광원(30)과 소오스스토퍼(32), 편광분리기(34), 제 1의 λ/4플레이트(36), 제 1광로조절수단(38,40), 제 2의 λ/4플레이트(42), 제 2광로조절수단(44,46), 투사스터퍼(48) 및 투사렌즈(50)로 구성된다.

상기 광원(30)은 고휘도의 백색광을 방사하고, 상기 소오스스토퍼(32)는 상기 광원(30)에서 방사되는 백색광을 투과구멍(32A)을 통해서 소정 형상으로 통과시킨다.

상기 편광분리기(34)는 상기 소오스스토퍼(32)의 투과구멍(32A)를 통해서 입사되는 광원(30)으로부터의 백색광을 편광시켜, P편광은 투과시키고 S편광은 예컨대 입사방향에 대해 90°로 반사시킨다.

상기 제 1의 λ/4플레이트(36)는 상기 편광분리기(34)에서 편광된 P편광을 λ/4만큼 회절시켜서 제 1광로조절수단(38,40)으로 인가하고, 또한 상기 제 1광로조절수단(38,40)에서 반사되는 λ/4회절된 P편광을 재차 λ/4만큼 회절시켜 S편광으로 변환하여 상기 편광분리기(34)에 인가하게 한다.

상기 제1광로조절수단(38,40)은 필드렌즈(38)와 액츄에이터 패널(40)로 이루어진다. 상기 필드렌즈(38)는 상기 소오스스토퍼(32)와 후술하는 투사스토퍼(48)사이에 촛점거리만큼 이격되도록 위치되어 상기 소오스스토퍼(32)를 통과한 P편광이 투사스토퍼(48)에 결상되도록 한다. 상기 액츄에이터 패널(40)은 액츄에이티드 미러 어레이(AMA)로 이루어진 것으로, M×N개의 구동트랜지스터들(도시하지 않음)이 내장된 구동기판(40A)과, 상기 구동기판(40A)상에 설치되고서 상기 다수의 구동트랜지스터중 각각 대응하는 구동트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 구동트랜지스터를 통해서 인가되는 화상신호에 대응하여 변형되는 액츄에이터(40B) 및, 상기 액츄에이터(40B)상에 각각 탑재되어 상기 액츄에이터(40B)의 변형에 따라 입사되는 광의 반사각도를 변화시키는 미러(40C)로 구성된다. 상기 액츄에이터(40B)는 박막의 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어져 구동기판(40A)내의 구동트랜지스터로부터 인가되는 화상신호에 의해 변형되고, 또한 상기 미러(40C)는 상기 액츄에이터(40B)의 상부에 실장되어 이 액츄에이터(40B)가 변형됨에 따라 마찬가지로 변형된다. 상기 액츄에이터(40B)와 미러(40C)는 1화소에 대응하는 것으로, 상기 편광분리기(34)에서 편광되고 상기 제 1의 λ/4플레이트(36)에서 λ/4만큼 회절된 상태로 필드렌즈(38)를 매개로 입사되는 P편광의 광로를 조절하여 반사시킨다.

상기 제 2의 λ/4플레이트(42)는 제 1의 λ/4플레이트(36)와 마찬가지로 상기 편광분리기(34)에서 편광된 S편광을 λ/4만큼 회절시켜서 제 2광로조절수단(44,46)으로 인가하고, 또한 상기 제 2광로조절수단(44,46)에서 반사되는 λ/4회절된 S편광을 재차 λ/4만큼 회절시켜 P편광으로 변환하여 상기 편광분리기(34)에 인가하게 한다.

상기 제 2광로조절수단(44,46)은 필드렌즈(44)와 액츄에이터 패널(46)로 이루어진다. 상기 필드렌즈(44)는 상기 소오스스토퍼(32)와 후술하는 투사스토퍼(48)사이에 촛점거리만큼 이격되도록 위치되어 상기 소오스스토퍼(32)를 통과한 S편광이 투사스토퍼(48)에 결상되도록 한다. 상기 액츄에이터 패널(46)은 액츄에이티드 미러 어레이(AMA)로 이루어진 것으로, 상기한 액츄에이터 패널(40)와 마찬가지로 M×N개의 구동트랜지스터들(도시하지 않음)이 내장된 구동기판(46A)과, 상기 구동기판(46A)상에 설치되어 상기 다수의 구동트랜지스터중 각각 대응하는 구동트랜지스터와 전기적으로 연결되어 상기 구동트랜지스터를 통해서 인가되는 화상신호에 대응하여 변형되는 액츄에이터(46B)및, 상기 액츄에이터(46B)상에 각각 탑재되어 상기 액츄에이터(46B)의 변형에 따라 입사되는 광의 반사각도를 변화시키는 미러(46C)로 구성된다. 상기 액츄에이터(46B)는 박막의 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어져 구동기판(46A)내의 구동트랜지스터로부터 인가되는 화상신호에 의해 변형되고, 또한 상기 미러(46C)는 상기 액츄에이터(46B)의 상부에 실장되어 이 액츄에이터(46B)가 변형됨에 따라 마찬가지로 변형된다. 상기 액츄에이터(46B)와 미러(46C)는 1화소에 대응하는 것으로, 상기 편광분리기(34)에서 편광되고 상기 제 2의 λ/4플레이트(42)에서 λ/4만큼 회절된 상태로 필드렌즈(44)를 매개로 입사되는 S편광의 광로를 조절하여 반사시킨다.

한편, 상기 편광분리기(34)는 상기 제 1광로조절수단(38,40)에서 반사되는 λ/4만큼 회절된 P편광이 상기 제 1의 λ/4플레이트(36)에서 재차 λ/4만큼 회절되어 P편광과 직교하는 S편광으로 변환되어 입력되는 S편광을 예컨대 입사방향에 대해 90°반사시키고, 또한 상기 제 2광로조절수단(44,46)에서 반사되는 λ/4만큼 회절된 S편광이 상기 제 2의 λ/4플레이트(42)에서 재차 λ/4만큼 회절되어 P편광으로 변환되어 입력되는 P편광을 투과시키는데, 상기 S편광과 P편광이 후술하는 투사스토퍼(48)에 입사된다.

상기 투사스토퍼(48)는 상기 편광분리기(34)와 투사렌즈(50)사이에 위치하며, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단(38,40; 44,46)에서 반사된 소오스토퍼(32)의 투과구멍(32A) 형상의 P편광 및 S편광이 결상된다. 여기서, 상기 투사스토퍼(48)는 상기 제 1 및 제 1 및 제 2광로조절수단(38,40; 44,46)의 액츄에이터(40B; 46B)가 구동되지 않으면 상기 소오스토퍼(32)의 투과구멍(32A)를 통과한 광을 상단에 결상시키는 한편, 액츄에이터(40B; 46B)가 구동되면 상기 소오스스토퍼(32)의 투과구멍(32A)를 통과한 광을 미러(40C; 46C)의 경사각에 비례하여 투과구멍(48A)을 통해 투사렌즈(50)로 통과시킨다.

상기 투사렌즈(50)는 투사스토퍼(48)의 투과구멍(48A)을 통과한 광을 도시하지 않은 스크린으로 투사한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 입체 프로젝터에 있어서는, 광원(30)에서 방사된 고휘도에 백색광이 소오스토퍼(32)의 투과구멍(32A)을 통과하여 편광분리기(34)에 입사되는데, 상기 편광분리기(34)에서는 입사되는 백색광중에서 P편광을 투과시키고 S편광을 입사방향에 대해 90°반사시킨다.

상기 P편광은 제 1의 λ/4플레이트(36)에서 λ/4만큼 회절된 상태로 필드렌즈(38)를 매개로 액츄에이터 패널(40)에 입사되는데, 이때 입사광은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(40)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화되어 반사되고, 이 반사된 광은 필드렌즈(38)를 매개로 제 1의 λ/4플레이트(36)에 입사되어 λ/4만큼 회절된 상태(즉, S편광으로 변화된 상태)로 편광분리기(34)에 입사되며, 이렇게 편광분리기(34)에 입사된 S편광은 입사방향에 90°반사되어 투사스토퍼(48)에 결상된다. 한편, 상기 편광분리기(34)에서 편광된 S편광은 제 2의 λ/4플레이트(42)에서 λ/4 만큼 회절된 상태로 필드렌즈(44)를 매개로 액츄에이터 패널(46)에 입사되는데, 이때 입사광은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(46)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화되어 반사되고, 이 반사된 광은 필드렌즈(44)를 매개로 제 2의 λ/4플레이트(42)에 입사되어 λ/4만큼 회절된 상태(즉, P편광으로 변화된 상태)로 편광분리기(34)에 입사되며, 이렇게 편광분리기(34)에 입사된 P편광은 상기 편광분리기(34)를 투과하여 투사스토퍼(48)에 결상된다.

상기 각각의 편광(P 및 S 편광)은 액츄에이터(40B,46B)가 구동되지 않을 때는 상기 투사스토퍼(48)상에 결장되고, 액츄에이터(40B,46B)가 구동될 때는 상기 액츄에이터(40B,46B)의 상부에 실장된 미러(40C,46C)의 경사각에 비례하여 투사스터퍼(48)의 투과구멍(48A)을 통과한다. 이렇게 투과구멍(48A)을 통과한 P 및 S편광은 투사렌즈(50)를 통해 도시하지 않은 스크린으로 투사되어 소정의 화상을 형성하게 된다. 여기서, 상기 액츄에이터 패널(40,46)에 각각 입체용 카메라로 찍은 시각의 화상신호가 인가되면 상기 투사렌즈(50)를 통과한 광은 스크린상에 입체영상을 형성하게 된다. 따라서, 편광안경을 이용하면 스크린상에 투영된 화상에 대한 컬러 입체화상을 감상할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 입체 프로젝터에 의하면, 광로조절수단을 광효율이 좋은 AMA로 구성하기 때문에, 종래 LCD를 이용한 기술에 비하여 광효율을 대략 10배 정도 증대시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 광손실을 최소화하여 편광, 광량조절 및 재합성을 행함으로써 광효율이 우수한 입체영상을 투영할 수 있게 된다. 또한, 각 부품의 배열이 수직화 되어 있기 때문에 부품의 배치 및 조립이 용이하게 된다.

제 3도는 본 발명에 따른 입체 프로젝터에서 컬러구현방식으 일예를 나타낸 도면으로, 제 2도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 제 3도에 도시한 실시예는 컬러를 구현하기 위해 제 2도에 도시한 광로조절수단을 구성하는 액츄에이터 패널(40,46)에서 각각 반사된 백색의 제1편광과 제 2편광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리하는 색분리수단으로서 컬러필터(52,54)가 더 설치되어 있는 점이 제 2도에 도시한 예와 다른 점이다.

상기 컬러필터(52,54)는 제 4도에 도시한 바와 같이 하나의 화소에 대해 R(적색)·G(녹색)·B(청색)필터소자가 규칙적으로 배열되어, 그 컬러필터소자를 투과한 광이 1:1로 대응하는 액츄에이터 패널(40,46)의 화소에 의해 광량이 조절된 다음 재차 그 컬러필터소자를 투과함으로써 R(적색)·G(녹색)·B(청색)의 3화소의 광량비에 의해 컬러화상을 구현하게 된다.

상기아 같이 구성된 본 발명의 컬러구현방식에 의하면, 전술한 실시예와 동일하게 광로조절수단을 광효율이 좋은 AMA로 구성하기 때문에, 종래 LCD를 이용한 기술에 비하여 광효율을 대략 10배 정도 증대시킬 수 있으면서, 용이하게 컬러화 할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 컬러구현방식은 광손실을 최소화하여 편광, 광량조절 및 재합성을 행함으로써 광효율이 우수한 입체 컬러영상을 투영할 수 있게 된다.

제 5도는 본 발명에 따른 입체 프로젝터에서 컬러구현방식의 다른 예를 나타낸 도면으로, 제 2도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예의 컬러구현방식에서는 제 1색분리수단은 백색의 P편광을 적색, 녹색 및 청색의 광속으로 분리하는 제 1 및 제 2색선별미러(Dichroic Mirror; 60,66)로 이루어져 있고, 제 2색분리수단은 백색의 s편광을 적색, 녹색 및 청색의 광속으로 분리하는 제 3및 제 4색선별미러(72,78)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2색선별미러(60,66)는 광원(30)에서 방사되고 편광분리기(34)에서 편광된 다음에 제 1의 λ/4플레이트(36)에서 λ/4만큼 회절된 상태인 백색의 P편광에 대하여, 소정각도(예컨대 45°)만큼 기울어지게 설치되어 소정색의 광을 소정각도(예컨대 90°)만큼 반사시키고 나머지 색의 광을 투과시켜 색광을 분리한다. 즉, 상기 제 1 및 제 2색선별미러(60,66)가 각각 적색 및 녹색의 광을 반사시킨다면, 상기 제 1 색선별미러(60)은 입사되는 백색광으로부터 적색광을 반사시키고 녹색 및 청색의 광을 투과시키며, 상기 제 2색선별미러(66)은 입사되는 녹색 및 청색의 광으로부터 녹색광을 반사시키고 청색광을 투과시킨다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2색선별미러(60,66)로 된 제 1색분리수단은 입사되는 백색광을 손실되지 않고서 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리시킬 수 있다.

그리고, 상기 제 3 및 제 4색선별미러(72,78)는 광원(30)에서 방사되고 편광분리기(34)에서 편광된 다음에 제 2의 λ/4플레이트(42)에서 λ/4만큼 회절된 상태인 백색의 S편광에 대하여, 소정각도(예컨대 45°)만큼 기울어지게 설치되어 소정색의 광을 소정각도(예컨대 90°)만큼 반사시키고 나머지 색의 광을 투과시켜 색광을 분리한다. 즉, 상기 제 3 및 제 4색선별미러(72,78)가 각각 적색 및 녹색의 광을 반사시킨다면, 상기 제 3 색선별미러(72)은 입사되는 백색광으로부터 적색광을 반사시키고 녹색 및 청색의 광을 투과시키며, 상기 제 4색선별미러(78)은 입사되는 녹색 및 청색의 광으로부터 녹색광을 반사시키고 청색광을 투과시킨다. 따라서, 상기 제 3 및 제 4색선별미러(72,78)로 된 제 2색분리수단은 입사되는 백색광을 손실되지 않고서 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리시킬 수 있다.

또한, 본 실시예의 컬러구현방식에서는 제 1광로조절수단이 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1편광(즉, P편광)의 반사각을 조절하는 3개의 액츄에이터 패널(40,64,70) 및 필드렌즈(38,62,68)로 이루어져 있고, 제 2광로조절수단이 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 2편광(즉, S편광)의 반사각을 조절하는 3개의 액츄에이터 패널(46,76,82) 및 필드렌즈(44,74,80)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 제 1광로조절수단을 구성하는 액츄에이터 패널(40,64,70)은 실질적으로 제 2도 및 제 3도에 도시한 액츄에이터 패널(40)과 동일한 구성으로 되어 있는 것으로, 제 1 및 제 2색선별미러(60,66)에서 분리되어 각각 입사되는 적색, 녹색 및 청색의 광을 도시하지 않은 미러에 의해 각각의 화소와 대응하여 광로를 조절하여 반사시키게 된다. 그리고, 상기 제 2광로조절수단을 구성하는 액츄에이터 패널(46,76,82)은 실질적으로 제 2도 및 제 3도에 도시한 액츄에이터 패널(46)과 동일한 구성으로 되어 있는 것으로, 제 3 및 제 4색선별미러(72,78)에서 분리되어 각각 입사되는 적색, 녹색 및 청색의 광을 도시하지 않은 미러에 의해 각각의 화소와 대응하여 광로를 조절하여 반사시키게 된다.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 입체 프로젝터에 있어서는, 광원(30)에서 방사된 고휘도의 백색광이 소오스스토퍼(32)의 투과구멍(32A)을 통과하여 편광분리기(34)에 입사되는데, 상기 편광분리기(34)에서는 입사되는 백색광중에서 P편광을 투과시키고 S편광을 예컨대 90°반사시킨다.

상기 P편광은 제 1의 λ/4플레이트(36)에서 λ/4만큼 회절된 상태로 제 1색선별미러(60)에 입사되어, 이 제 1색선별미러(60)에 의해 제 1색광(예컨대, 적색광)만이 반사되고 나머지의 제 2 및 제 3색광(예컨대, 녹색광, 청색광)이 투과된다. 여기서, 상기 제 1색광(예컨대, 적색광)은 필드렌즈(62)를 매개로 액츄에이터 패널(64)에 입사되는데, 이때 입사되는 제 1색광(예컨대, 적색광)은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(64)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화되어 반사되고, 이 반사된 광은 필드렌즈(62)와 제 1색선별미러(60)를 매개로 제 1의 λ/4플레이트(36)에 입사된다. 그리고, 상기 제 1색선별미러(60)에서 투과된 제 2 및 제 3색광(예컨대, 녹색광 및 청색광)은 제 2색선별미러(66)에 입사되어, 이 제 2색선별미러(66)에 의해 제 2색광(예컨대, 녹색광)만이 반사되고 제 3색광(예컨대, 청색광)이 투과된다. 이때, 상기 제 2색광(예컨대, 녹색광)은 필드렌즈(68)를 매개로 액츄에이터 패널(70)에 입사되고, 상기 제 3색광(예컨대, 청색광)은 필드렌즈(38)를 매개로 액츄에이터 패널(40)에 입사되는데, 상기 입사된 제 2색광(예컨대, 녹색광)은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(70)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화된 상태로 반사되어 필드렌즈(68)와 제 2색선별미러(66) 및 제 1색선별미러(60)를 매개로 제 1의 λ/4플레이트(36)에 입사되고, 또한 상기 입사된 제 3색광(예컨대, 청색광)은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(40)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화된 상태로 반사되어 필드렌즈(38)와 제 2색선별미러(66) 및 제 1색선별미러(60)를 매개로 제 1의 λ/4플레이트(36)에 입사된다. 이렇게 제 1의 제 1의 λ/4플레이트(36)에 입사된 제 1 내지 제 3의색광(적색광, 녹색광, 청색광)은 제 1의 λ/4플레이트(36)에 의해 재차 λ/4 만큼 회절된 상태(즉, S편광으로 변화된 상태)로 편광분리기(34)에 입사되며, 이렇게 편광분리기(34)에 입사된 S편광은 예컨대 90°반사되어 투사스토퍼(48)에 결상된다.

한편, 상기 편광분리기(34)에서 편광된 S편광은 제 2의 λ/4플레이트(42)에서 λ/4 만큼 회절된 상태로 제 3색선별미러(72)에 입사되어, 이 제 3색선별미러(72)에 이해 제 1색광(예컨대, 적색광)만이 반사되고 나머지의 제 2 및 제 3색광(예컨대, 녹색광, 청색광)이 투과된다. 여기서, 상기 제 1색광(예컨대, 적색광)은 필드렌즈(74)를 매개로 액츄에이터 패널(76)에 입사되는데, 이때 입사되는 제 1색광(예컨대, 적색광)은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(76)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화되어 반사되고, 이 반사된 광은 필드렌즈(74)와 제 3색선별미러(72)를 매개로 제 2의 λ/4플레이트(42)에 입사된다. 그리고, 상기 제 3색선별미러(72)에서 투과된 제 2 및 제 3색광(예컨대, 녹색광 및 청색광)은 제 4색선별미러(78)에 입사되어, 이 제 4색선별미러(78)에 이해 제 2색광(예컨대, 녹색광)만이 반사되고 제 3색광(예컨대, 청색광)이 투과된다. 이때, 상기 제 2색광(예컨대, 녹색광)은 필드렌즈(80)를 매개로 액츄에이터 패널(82)에 입사되고, 상기 제 3색광(예컨대, 청색광)은 필드렌즈(44)를 매개로 액츄에이터 패널(46)에 입사되는데, 상기 입사된 제 2색광(예컨대, 녹색광)은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(82)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화된 상태로 반사되어 필드렌즈(80)와 제 4색선별미러(78) 및 제 3색선별미러(72)를 매개로 제 2의 λ/4플레이트(42)에 입사되고, 또한 상기 입사된 제 3색광(예컨대, 청색광)은 1화소 단위로 상기 액츄에이터 패널(46)에 인가되는 화상신호에 대응하여 반사각도가 변화된 상태로 반사되어 필드렌즈(44)와 제 4색선별미러(78) 및 제 3색선별미러(72)를 매개로 제 2의 λ/4플레이트(42)에 입사된다. 이렇게 제 2의 λ/4플레이트(42)에 입사된 제 1 내지 제 3색광(적색광, 녹색광, 청색광)은 제 2의 λ/4플레이트(36)에 의해 재차 λ/4 만큼 회절된 상태(즉, P편광으로 변화된 상태)로 편광분리기(34)에 입사되며, 이렇게 편광분리기(34)에 입사된 P편광은 편광분리기(34)를 투과하여 투사스토퍼(48)에 결상된다.

상기 각각의 편광(P 및 S편광)에 대한 제 1 내지 제 3색광(적색광, 녹색광, 청색광)은 액츄에이터 패널(64,70,40; 76,82,46)의 각 화소에 대응하는 도시하지 않은 액츄에이터가 예컨대 구동되지 않을 때는 상기 투사스토퍼(48)상에 결상되고, 액츄에이터가 예컨대 구동될 때는 상기 액츄에이터의 상부에 실장된 미러(도시하지 않음)의 경사각에 비례하여 투사스토퍼(48)의 투과구멍(48A)을 통과한다. 이렇게 투과구멍(48A)을 통과한 P 및 S편광의 각 색광은 투사렌즈(50)를 통해 도시하지 않은 스크린으로 투사되어 소정의 화상을 형성하게 된다. 여기서, 상기 액츄에이터 패널(64,70,40; 76,82,46)에 각각 입체용 카메라로 찍은 시각의 컬러 화상신호가 인가되면 상기 투사렌즈(50)를 통과한 광은 스크린상에 컬러 입체영상을 형성하게 된다. 따라서, 편광안경을 이용하면 스크린상에 투영된 화상에 대한 컬러 입체화상을 감상할 수 있게 된다.

상술한 제 5도에 도시한 실시예에 의하면, 전술한 실시예와 동일하게 광로조절수단을 광효율이 좋은 AMA로 구성하기 때문에, 종래 LCD를 이용한 기술에 비하여 광효율을 대략 10배 정도 증대시킬 수 있으면서, 용이하게 컬러화 할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 컬러구현방식은 광손실을 최소화하여 편광, 광량조절 및 재합성을 행함으로써 광효율이 우수한 입체 컬러영상을 투영할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예는 전술한 제 3도의 실시예에 비하여 노이즈의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 색혼합의 발생도 억제할 수 있다는 잇점이 있다.

한편, 본 발명은 상기한 특정 실시양태에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 즉, 본 발명은 소오스스토퍼와 투사스토퍼를 편광분리기에 접착시켜도 되는 바, 이러한 경우에는 부품의 배치 및 조립을 보다 용이하게 할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

고휘도의 백색광을 방사하는 광원(30)과, 상기 방사된 백색광을 소정형상으로 만들어 통과시키는 소오스스토퍼(32), 상기 소정형상을 이루는 백색광을 편광시켜 제 1편광을 투과시키고 제 2편광을 반사시키는 편광분리수단(34), 상기 편광분리수단(34)에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 오부에서 인가되는 화상신호에 따라 각각 다수개의 화소들에 대응하는 광의 경로가 조절된 광으로 반사시키는 제 1 및 제 2광로조절수단 및, 상기 편광분리수단(34)과 제 1 및 제 2광로조절수단사이에 각각 설치되어 상기 편광분리수단(34)에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 λ/4 만큼 회절시켜서 상기 제 1 및 제 2광로조절수단으로 입사되도록 함과 더불어 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 반사된 광을 λ/4 만큼 회절시켜서 상기 편광분리수단(34)로 입사되도록 하는 λ/4플레이트(42,36), 상기 편광분리수단(34)으로 입사되는 광로가 조절된 제 1 및 제 2편광이 결상되고 투과구멍을 통해서 조절된 광로의 정도에 비례하는 제 1 및 제 2편광을 통과시키는 투사스토퍼(48) 및, 상기 투사스토퍼(48)을 통과한 제 1 및 제 2편광을 스크린으로 투사하는 투사렌즈를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2광로조절수단은 각각 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1 및 제 2편광의 반사각을 조절하는 액츄에이터 패널(46,40)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 2항에 있어서, 상기 액츄에이터 패널(46,40)에 화상신호가 인가되지 않을 때 상기 액츄에이터 패널(46,40)에서 반사된 모든 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼(48)의 투과구멍(48A) 측부에 결상되고, 상기 액츄에이터 패널(46,40)에 화상신호가 인가될 때 상기 액츄에이터 패널(46,40)에서 반사된 액츄에이터 패널(46,40)에서의 화상신호의 크기에 비례하여 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼(48)의 투과구멍(48A)을 통과하도록 된 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 1항에 있어서, 상기 소오스스토퍼(32)와 상기 투사스토퍼(48)가 상기 편광분리수단(34)에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 1항에 있어서, 상기 소오스스토퍼(32)의 투과구멍과 상기 투사스토퍼(48)의 투과구멍이 상기 편광분리수단(34)의 중심에서 소정 간격 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
고휘도의 백색광을 방사하는 광원(30)과, 상기 방사된 백색광을 소정형상으로 만들어 통과시키는 소오스스토퍼(32), 상기 소정형상을 이루는 백색광을 편광시켜 제 1편광을 투과시키고 제 2편광을 반사시키는 편광분리수단(34), 상기 편광분리수단(34)에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 외부에서 인가되는 화상신호에 따라 각각 다수개의 화소들에 대응하는 광의 경로가 조절된 광으로 반사시키는 제 1 및 제 2광로조절수단 및, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 각각 반사된 백색의 제 1편광과 제 2편광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리하는 제 1 및 제 2색분리수단, 상기 편광분리수단(34)에서 분리된 제 1 및 제 2편광을 λ/4 만큼 회절시켜서 상기 제 1 및 제 2광로조절수단으로 입사되도록 함과 더불어 상기 제 1 및 제 2광로조절수단에서 반사된 광을 λ/4 만큼 회절시켜서 상기 편광분리수단(34)로 입사되도록 하는 λ/4플레이트(42,36), 상기 편광분리수단(34)으로 입사되는 광로가 조절된 제 1 및 제 2편광이 결상되고 투과구멍을 통해서 조절된 광로의 정도에 비례하는 제 1 및 제 2편광을 통과시키는 투사스토퍼(48) 및, 상기 투사스토퍼(48)을 통과한 제 1 및 제 2편광을 스크린으로 투사하는 투사렌즈를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2색분리수단은 각각 2개의 색선별미러(60,66; 72,78)로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단은 각각 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1 및 제 2편광의 반사각을 조절하는 3개의 액츄에이터 패널(64,70,40; 76,82,46)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2색분리수단은 각각 적색, 녹색 및 청색의 광중 어느 하나만을 투과시키는 컬러필터(52,54)로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터
제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2광로조절수단은 각각 인가되는 화상신호에 대응하여 입사되는 제 1 및 제 2편광의 반사각을 조절하는 1개의 액츄에이터 패널(40,46)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 6항 내지 제 10항중 어느 한항에 있어서, 상기 액츄에이터 패널에 화상신호가 인가되지 않을 때 상기 액츄에이터 패널에서 반사된 모든 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼(48)의 투과구멍(48A) 측부에 결상되고, 상기 액츄에이터 패널에 화상신호가 인가될 때 상기 액츄에이터 패널에서 반사된 액츄에이터 패널에서의 화상신호의 크기에 비례하여 제 1 및 제 2편광이 상기 투사스토퍼(48)의 투과구멍(48A)을 통과하도록 된 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 6항 내지 제 10항중 어느 한항에 있어서, 상기 소오스스토퍼(32)와 상기 투사스토퍼(48)가 상기 편광분리수단(34)에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.
제 6항 내지 제 10항중 어느 한항에 있어서, 상기 소오스스토퍼(32)의 투과구멍과 상기 투사스토퍼(48)의 투과구멍이 상기 편광분리수단(34)의 중심에서 소정 간격 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 프로젝터.