KR100983284B1 - 입체 영상 투사 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스크린에 투사되는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크(cross-talk)를 방지할 수 있는 입체 영상 투사 표시 장치에 관한 것이다.

Description

입체 영상 투사 표시 장치{Apparatus for Three-Dimensional image display}
본 발명은 투사 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 입체 영상을 표시하는 입체 영상 투사 표시 장치에 관한 것이다.
최근 디지털 디스플레이 기술의 발전으로 인해 고화질 및 대화면뿐만 아니라 입체 영상 표시가 가능한 입체 영상 프로젝터가 개발되었다.
이와 같은 대화면 입체 영상 프로젝터는 액티브 셔터(Active Shutter)를 안경에 적용한 방식과, 편광 안경을 이용한 패시브(Passive) 안경 방식이 있다.
상기 패시브 안경 방식은 액티브 셔터 안경 방식에 비해 제조 단가가 저렴한 장점이 있다.
상기 패시브 안경 방식을 사용하여 입체 영상을 구현하기 위해서는 표시할 영상을 시간에 따라 편광 변환하여 좌안용 및 우안용 영상 신호를 생성하고, 상기 생성된 좌안용 및 우안용 영상 신호를 교번적으로 스크린에 투사한다.
그러면, 사용자는 좌안과 우안이 서로 다른 편광 렌즈를 가진 편광 안경을 통해서 상기 스크린의 영상을 좌안과 우안으로 분리하여 봄으로써, 입체 영상을 구현되는 것이다.
본 발명의 목적은, 액정 패널 방식의 느린 액정 반응 시간으로 인해 좌편광된 좌안 영상과 우편광된 우안 영상이 겹치는 크로스토크(cross-talk)의 발생을 방지할 수 있는 입체 영상 투사 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치는, 광원부와; 상기 광원부에서 출사된 광을 차단 또는 통과시키는 광 차단부와; 상기 광 차단부를 통과한 광을 이용하여 영상을 생성하는 영상 표시부와; 상기 영상 표시부에서 출사된 영상을 좌편광 또는 우편광 변환하여 교번적으로 좌안 영상과 우안 영상을 생성하는 편광 변환부와; 상기 편광 변환부에서 생성된 좌안 영상과 우안 영상을 스크린에 교번적으로 투사하는 투사부와; 상기 광 차단부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 제어부는 상기 광 차단부를 제어하여 상기 스크린에 투사되는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크(cross-talk)가 발생되는 시간 동안에 입사되는 광을 차단시킴으로서, 상기 크로스토크의 발생을 방지할 수 있다.
이때, 상기 광 차단부는 다이나믹 어퍼처(Dynamic Aperture; 이하 'DA'라 약칭함)로 구성할 수 있다.
즉, 상기 제어부는 상기 DA를 제어하여 상기 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크(cross-talk)가 발생되는 시간 동안에 입사되는 광은 차단시키고, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에 입사되는 광은 통과시킴으로써, 상기 크로스토크의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 광 차단부는, 광을 반사시키는 적어도 하나의 반사 영역 및 광을 투과시키는 적어도 하나의 투과 영역이 형성된 회전판과; 상기 회전판의 중심축에 결합되는 회전축과; 상기 회전축과 결합되어, 상기 회전축을 중심으로 상기 회전판을 회전시키는 회전 모터;를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 회전판은 휠(Wheel) 형상의 평판으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 회전판은 투명한 글라스 또는 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 반사 영역은 상기 회전판 상에 유전체 미러 또는 메탈 미러가 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 크로스토크가 발생되는 시간 동안에는 상기 광의 입사 경로에 상기 반사 영역이 위치하고, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에는 상기 광의 입사 경로에 상기 투과 영역이 위치하도록 상기 광 차단부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 영상 표시부는 액정 패널로 형성할 수 있고, 상기 편광 변환부는 액정 편광 변환 스위치로 형성할 수 있다.
또한, 상기 광 차단부는 상기 광원부와 영상 표시부 사이와, 상기 영상 표시부와 상기 편광 변환부 사이와, 상기 편광 변환부와 상기 투사부 사이와, 상기 투사부와 상기 스크린 사이 중 어느 하나의 위치에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치는, 스크린에 투사되는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크(cross-talk)가 발생되는 시간 동안에 입사되는 광을 차단시킴으로써, 크로스토크의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명과 관련된 입체 영상 투사 표시 장치(100)에 대하여 도면을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치(100)는 피코(pico) 프로젝터 형태로, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등의 휴대용 단말기에 내장 또는 외장될 수 있고, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 내장 또는 외장될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치의 구성 요소에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치를 나타낸 개략적인 기능 블럭도이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치(100)의 전반적인 구성에 대해 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치는, 광원부(110)와, 광 차단부(120)와, 영상 표시부(130)와, 편광 변환부(140)와, 투사부(150)와, 제어부(160)를 포함하여 이루어진다.
물론, 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치(100)는 필요에 따라 전술한 구성요소 이외의 것(예를 들어, 조작부, 메모리, 조명 렌즈 등등)이 포함되어 구성될 수 있을 것이나, 상기 전술한 구성요소 이외의 것은 본 발명에 직접적 연관이 있는 것은 아니므로 설명의 간명함을 위해 이에 대한 자세한 설명은 이하 생략된다.
한편, 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐져서 구성되거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.
이하, 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치(100)의 구성 요소들에 대해 차례로 살펴본다.
광원부(110)는 입체 영상 생성을 위한 빛을 생성하여 발광하고, 램프, LED 및 레이저 광을 이용하여 형성할 수 있다.
광 차단부(120)는 제어부(160)의 제어에 따라, 상기 광원부(110)에서 출사되는 빛을 차단 또는 투과시킨다.
이하의 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광 차단부(120)의 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 광 차단부를 나타낸 제1 실시예 구조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 차단부(120)는 빛의 차단 및 투과를 동적으로 조절할 수 있는 다이나믹 어퍼처(Dynamic Aperture; 이하 'DA'라 약칭함)로 형성할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, DA(120)는 어퍼처와 일체로 구현되어 좌우로 회전동작하는 피봇(121)과, 상기 피봇(121)의 회전 각도별로 다른 자기 세기를 제공하는 센서 마그네트(122)와, 상기 피봇(121)과 일체로 회전하고 상기 센서 마그네트(122)에서 제공되는 자기장의 세기를 전기 신호로 변환하는 홀센서(123)와, 상기 피봇(121)의 회전 범위의 한계 위치에 설치되어 임계값 이상으로 회전하는 피봇(121)을 정지시키는 스토퍼(124)와, 상기 피봇(121)의 타측 단부의 회전 경로 상에 위치하는 구동 마그네트(125)와, 상기 구동 마그네트(125)와 대향하도록 상기 피봇(121)의 하단부에 구비되고 상기 구동 마그네트(125)와 전자기적 작용에 의하여 구동 전류량에 따라서 피봇(121)을 회전시키는 구동 코일(126)로 이루어진다. 상기 구동 마그네트(125) 및 구동 코일(126)은 보이스 코일 모터에 해당된다.
상기와 같은, DA(120)는 제어부(160)의 제어에 따라, 구동 코일(126)로 전류를 인가하여, 피봇(121)을 회전시킴으로써, 상기 광원부(110)에서 출사되는 빛을 차단 또는 투과시킬 수 있다.
즉, DA(120)는 액정 패널 방식의 영상 표시부(130)의 느린 액정 반응 시간으로 인해 좌편광된 좌안 영상과 우편광된 우안 영상이 겹치는 크로스토크가 발생되는 시간 동안에는 상기 피봇(121)을 제어하여 상기 광원부(110)로부터 입사되는 광을 차단시키고, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에는 상기 광원부(110) 로부터 입사되는 광을 통과시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 광 차단부를 나타낸 제2 실시예 구조도이다.
먼저, 도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 차단부(120)는, 광을 반사시키는 적어도 하나의 반사 영역(127a) 및 광을 투과시키는 적어도 하나의 투과 영역(127b)이 형성된 회전판(127)과, 상기 회전판의 중심축에 연결되는 회전축(128)과, 상기 회전축과 결합되어, 상기 회전판(127)을 회전시키는 회전 모터(129)를 포함하여 이루어진다.
이때, 회전판(127)은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 휠(Wheel) 형상의 평판이 될 수 있고, 경우에 따라 삼각형, 사각형 및 다각형 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 회전판(127)은 글라스 또는 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 글라스 또는 플라스틱 재질 상의 일정 영역에 유전체 미러 또는 메탈 미러가 코팅되어 반사 영역(127a)이 형성된다. 즉, 상기 회전판(127) 상에 반사 영역(127a)을 제외한 부분이 투과 영역(127b)이 된다.
상기 반사 영역(127a)의 크기는 좌편광된 좌안 영상과 우편광된 우안 영상이 섞이는 크로스토크가 발생되는 시간에 따라 결정된다.
즉, 상기 회전 모터(129)가 회전판(127)을 회전 시에, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에는 상기 투과 영역(127b)이 상기 광원부(110)의 광 출사 경로에 위치하도록 상기 투과 영역(127b)을 형성한다.
또한, 상기 회전 모터(129)가 상기 회전판(127)을 회전 시에, 상기 크로스토 크가 발생되는 시간 동안에는 상기 반사 영역(127a)이 상기 광원부(110)의 광 출사 경로 위치하여 크로스토크의 발생을 방지하도록 상기 반사 영역(127a)을 형성한다.
상술한 도 2 및 도 3에서와 같이, 본 발명은 광 차단부(120)를 이용하여 크로스토크가 발생되는 시간 동안에는 빛을 차단시킴으로써, 크로스토크를 방지할 수 있는 것이다.
한편, 영상 표시부(130)는 상기 광원부(110) 및 광 차단부(120)를 통과한 광이 도달할 때, 적절한 스위칭 또는 반사 등의 과정에 의하여 프로젝션 되기 위한 영상을 출력한다.
이러한 영상 표시부(130)은 액정 패널 방식의 LCoS(liquid crystal on silicon), 및 LCD(liquid crystal device) 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 이러한 영상 표시부(130)은 마이크로 스위칭 소자라고 할 수 있다.
또한, 편광 변환부(140)는 상기 영상 표시부(130)에서 출사한 영상을 좌편광 또는 우편광 변환하여 교번적으로 좌안 영상과 우안 영상을 생성한다.
이하의 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 편광 변환부(140)에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 편광 변환부의 편광 변환 동작을 설명하기 위한 일 실시예 설명도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 편광 변환부(140)는 액정 편광 변환 스위치로 형성할 수 있다.
즉, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어부(160)가 상기 편광 변환부(140) 에 구동 전원을 인가하면, 상기 편광 변환부(140)를 통과한 광은 편광 변환이 되지 않는다. 상기와 같이, 편광 변환되지 않는 광은 좌안 영상 또는 우안 영상 중 어느 하나가 될 수 있다. 이하에서는 설명의 간편함을 위해 도 4의 (a)에서 편광 변환되지 않은 광을 좌안 영상이라 가정한다.
또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(160)가 상기 편광 변환부(140)에 구동 전원을 인가하지 않으면, 상기 편광 변환부(140)를 통과한 광은 상술한 도 4의 (a)의 좌안 영상과 편광 방향이 서로 직교되도록 편광 변환되고, 상기 편광 변환된 광은 우안 영상이 된다.
상기와 같이, 편광 변환부(140)에 의해 좌편광 또는 우편광된 좌안 영상과 우안 영상은 투사부(150)를 통해 서로 교번적으로 스크린에 투사되어 입체 영상이 표시된다.
한편, 제어부(160)는 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하고, 상기 광 차단부(120)의 동작을 제어하여 스크린상에 교번적으로 표시되는 좌안 영상과 우안 영상의 일부가 서로 겹침에 따라 발생되는 크로스토크의 제거를 위한 동작을 수행한다.
상기 광 차단부(120)가 DA(120)일 경우, 제어부(160)는 상기 스크린상에 교번적으로 투사되는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크 발생 시간 범위를 측정하고, 상기 측정된 크로스토크가 발생된 시간 동안에는 상기 DA(120)를 제어하여, 상기 광원부(110)로부터 입사된 광을 차단시켜 상기 크로스토크의 발생을 방지한다.
또한, 상기 광 차단부(120)가 도 3과 같이 구성될 경우, 제어부(160)는 상기 스크린상에 교번적으로 투사되는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크 발생 시간 범위를 측정하고, 상기 회전 모터(129)를 제어하여 상기 측정된 크로스토크가 발생된 시간 동안에는 상기 광원부(110)의 광 출사 경로에 상기 반사 영역(127a)이 위치하도록 하고, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에는 상기 광원부(110)의 광 출사 경로에 상기 투과 영역(127a)이 위치하도록 함으로써, 상기 크로스토크의 발생을 방지한다.
이상, 본 발명에 따른 광 차단부(120)를 이용하여 크로스토크의 발생을 방지하는 과정에 대해 상세히 설명하였다.
본 발명의 상세한 설명 및 도면에서는 상기 광 차단부(120)의 위치가 광원부(110)와 영상 표시부(130) 사이에 위치한 것으로 설명하였으나, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.
즉, 상기 광 차단부(120)는 상기 영상 표시부(130)와 편광 변환부(140)의 사이에 위치할 수 있고, 상기 편광 변환부(140)와 투사부(150) 사이에 위치할 수 있고, 상기 투사부(150)와 스크린 사이에 위치할 수도 있다.
이상 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다.
본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1은 본 발명에 따른 입체 영상 투사 표시 장치를 나타낸 개략적인 기능 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 차단부를 나타낸 제1 실시예 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광 차단부를 나타낸 제2 실시예 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 편광 변환부의 편광 변환 동작을 설명하기 위한 일 실시예 설명도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
100: 입체 영상 투사 표시 장치 110: 광원부
120: 광 차단부 130: 영상 표시부
140: 편광 변환부 150: 투사부
160: 제어부

Claims (11)

  1. 광원부;
    상기 광원부에서 출사된 광을 차단 또는 통과시키는 광 차단부;
    상기 광 차단부를 통과한 광을 이용하여 영상을 생성하는 영상 표시부;
    상기 영상 표시부에서 출사된 영상을 좌편광 또는 우편광 변환하여 교번적으로 좌안 영상과 우안 영상을 생성하는 편광 변환부;
    상기 편광 변환부에서 생성된 좌안 영상과 우안 영상을 스크린에 교번적으로 투사하는 투사부; 및
    상기 광 차단부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 입체 영상 투사 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 광 차단부를 제어하여 상기 스크린에 투사되는 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크(cross-talk)가 발생되는 시간 동안에 입사되는 광을 차단시키는 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광 차단부는, 다이나믹 어퍼처(Dynamic Aperture; 이하 'DA'라 약칭함)인 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 DA를 제어하여 상기 좌안 영상과 우안 영상 사이의 크로스토크(cross-talk)가 발생되는 시간 동안에 입사되는 광은 차단시키고, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에 입사되는 광은 통과시키는 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 광 차단부는,
    광을 반사시키는 적어도 하나의 반사 영역 및 광을 투과시키는 적어도 하나의 투과 영역이 형성된 회전판;
    상기 회전판의 중심축에 결합되는 회전축; 및
    상기 회전축과 결합되어, 상기 회전축을 중심으로 상기 회전판을 회전시키는 회전 모터;를 포함하여 이루어지는 입체 영상 투사 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 회전판은, 휠(Wheel) 형상의 평판인 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 회전판은, 투명한 글라스 또는 플라스틱 재질로 형성되고,
    상기 반사 영역은, 상기 회전판 상에 유전체 미러 또는 메탈 미러가 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 크로스토크가 발생되는 시간 동안에는 상기 광의 입사 경로에 상기 반사 영역이 위치하고, 상기 크로스토크가 발생되지 않는 시간 동안에는 상기 광의 입사 경로에 상기 투과 영역이 위치하도록 상기 광 차단부를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 표시부는, 액정 패널인 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 편광 변환부는, 액정 편광 변환 스위치인 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광 차단부는, 상기 광원부와 영상 표시부 사이와, 상기 영상 표시부와 상기 편광 변환부 사이와, 상기 편광 변환부와 상기 투사부 사이와, 상기 투사부와 상기 스크린 사이 중 어느 하나의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 투사 표시 장치.
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