KR101162053B1 - 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치 - Google Patents

입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나의 프로젝터를 이용하여 서로 다른 편광을 갖는 좌안 영상 및 우안 영상을 번갈아 편광 스크린에 출력함으로써 관찰자가 입체영상을 관찰할 수 있게 하는 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치에 관한 것이다.

Description

입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치{Stereoscopic image projector and optical converting apparatus for the stereoscopic image projector}
본 발명은 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나의 프로젝터를 이용하여 서로 다른 편광을 갖는 좌안 영상 및 우안 영상을 번갈아 편광 스크린에 출력함으로써 관찰자가 입체영상을 관찰할 수 있게 하는 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치에 관한 것이다.
프로젝터란 영사장치의 일종으로 슬라이드나 투명지에 그려진 사진, 그림, 문자나 디스플레이에 출력되는 영상 등을 렌즈를 통해 스크린상에 확대 투영하여 다수의 관찰자가 동시에 출력되는 사진, 그림, 문자, 영상 등을 관찰할 수 있게 해주는 광학장치이다.
또한, 최근에는 삶의 질이 향상되고, 현실감에 대한 요구가 증폭됨에 따라 관찰자가 프로젝터에서 출력되는 영상을 입체로 관찰할 수 있는 입체영상 프로젝터의 개발이 활발하다.
도 1은 종래의 입체영상 프로젝터를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면 종래의 입체영상 프로젝터(10)는 좌안 영상(11a)을 출력하는 좌안 영상 출력용 프로젝터(11) 및 우안 영상(12a)을 상기 편광 출력하기 위한 우안 영상출력용 프로젝터(12)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 좌안 영상(11a) 및 상기 우안 영상(12a)은 편광 스크린(10) 상에 동시에 확대 투영된다.
또한, 상기 입체영상 프로젝터(10)는 상기 좌안 영상(11a) 및 상기 우안 영상(12a)의 편광(11b,12b)이 서로 편광 각이 90도 차이가 나는 선 편광을 갖도록 출력하거나, 서로 반대 방향으로 회전하는 원 편광을 갖도록 출력한다.
더욱 자세하게는, 상기 좌안 영상 출력용 프로젝터(11) 및 상기 우안 영상 출력용 프로젝터(11) 내부의 디스플레이 패널에 일정한 각도의 편광을 통과시키는 선 편광을 원 편광으로 변환하는 편광 필름이 부착된다.
또한, 관찰자는 편광안경(30)을 착용하고 좌안으로는 상기 좌안 영상(11a)만을 관찰하고, 우안으로는 상기 우안 영상(12a)만을 관찰함으로써, 상기 좌안 영상(11a) 및 상기 우안 영상(12a)이 뇌에서 합성된 입체영상을 관찰할 수 있다.
즉, 종래의 입체영상 프로젝터(10)는 상기 좌안 영상(11a) 및 상기 우안 영상(12a)을 각각 출력하기 위한 두 대의 프로젝터가 구비되어야 하므로 제작비가 고가이고, 부피가 커 장소이동에 어려움이 있다.
또한, 종래의 입체영상 프로젝터(10)는 설치장소가 이동될 경우, 상기 좌안 영상(11a) 및 상기 우안 영상(12a)의 높이 즉, 영상 간의 수평이 맞도록 상기 좌안 영상 출력용 프로젝터(11) 및 상기 우안 영상 출력용 프로젝터(12)의 위치를 조절하는 영상 정렬 과정(Image align)을 거쳐야 하므로 이동하여 설치하는데 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다.
본 발명자들은 좌안 영상 출력용 프로젝터 및 우안 영상 출력용 프로젝터의 두 대의 프로젝터를 구비하지 않고 한 대의 프로젝터만으로 입체영상을 출력할 수 있어 제작비가 저렴하고, 부피가 작아 장소이동이 용이하며, 장소를 이동하여 설치할 때, 별도의 영상 정렬 과정이 필요없는 입체영상 프로젝터를 연구 노력한 결과, 한 대의 프로젝터만으로 입체영상을 출력할 수 있는 입체영상 프로젝터 및 상기 입체영상 프로젝터 내부에 구비되는 광 컨버팅 장치의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 한 대의 프로젝터만으로 입체영상을 출력할 수 있어 제작비가 저렴하고 부피가 작은 입체영상 출력장치 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 장소를 이동하여 설치할 때, 별도의 영상 정렬 과정이 필요없는 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광원; 상기 광원의 전방에 구비되고, 상기 광원을 서로 다른 편광 각을 갖는 제1 편광 및 제2 편광으로 분리하여 서로 다른 방향으로 진행하게 하는 편광 빔 스플리터(PBS:Polarization Beam Splitter); 상기 제1 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제1 편광을 제3 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제1 반사형 편광 변환소자; 및 상기 제2 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제2 편광을 제4 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제2 반사형 편광 변환소자;를 포함하고, 상기 편광 빔 스플리터는 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광이 동일한 방향으로 진행하도록 투과 또는 반사시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 편광 빔 스플리터는 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 서로 90도의 각도를 이루는 방향으로 진행하도록 상기 광원을 투과 또는 반사시킨다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 편광과 상기 제2 편광은 편광 각이 서로 90도를 이루는 선 편광이다.
그러나, 상기 제 1 편광과 상기 제2 편광은 서로 반대방향으로 회전하는 원 편광일 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 반사형 편광변환 소자는 상기 제3 편광의 편광 각이 상기 제1 편광의 편광 각과 90도를 이루도록 변환하고, 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 제4 편광의 편광 각이 상기 제2 편광의 편광 각과 90도를 이루도록 변환한다. 또한, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 원 편광일 경우, 상기 제1 반사형 편광변환 소자는 상기 제3 편광의 회전방향이 상기 제1 편광의 회전방향에 반대방향이 되도록 변환하고, 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 제4 편광의 회전방향이 상기 제2 편광의 회전방향에 반대방향이 되도록 변환한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 편광 빔 스플리터는 상기 광원이 진행하는 광축 상에 45도로 설치되고, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 편광 빔 스플리터와 각각 45도의 각도를 이루며 설치되되, 서로 90도의 각도를 이루며 설치된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 엘코스 디스플레이(LCoS Display:Liquid Crystal on Silicon Display)로 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 편광 빔 스플리터는 와이어 그리드 편광 빔 스플리터(Wire Grid Beam Splitter)이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광은 입체영상 출력용 디스플레이로 공급되고, 상기 입체영상 출력용 디스플레이는 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광을 이용하여 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하되, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 일정한 주파수로 번갈아 출력하며, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자와 연결되고, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자가 상기 주파수로 서로 번갈아 '온','오프'되게 제어하여 상기 제3 편광은 상기 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나의 영상의 출력시기에 동기화되어 출력되게 하고, 상기 제4 편광은 상기 영상들 중 다른 하나의 영상의 출력시기에 동기화되어 출력되게 하는 편광 및 영상 동기화 장치;를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 광원; 상기 광원의 전방에 구비되고, 상기 광원을 서로 다른 편광 각을 갖는 제1 편광 및 제2 편광으로 분리하여 서로 다른 방향으로 진행하게 하며, 하기 제3 편광 및 하기 제4 편광이 입력될 경우, 동일한 방향으로 진행하도록 투과 또는 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS:Polarization Beam Splitter); 상기 제1 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제1 편광을 제3 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제1 반사형 편광 변환소자; 상기 제2 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제2 편광을 제4 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제2 반사형 편광 변환소자; 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광이 입력되고, 좌안 영상 및 우안 영상을 교대로 출력하되, 상기 좌안 영상은 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광 중 어느 하나의 편광을 갖도록 출력하고, 상기 우안 영상은 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광 중 다른 하나의 편광을 갖도록 출력하는 입체영상 출력용 디스플레이; 및 상기 입체영상 출력용 디스플레이에서 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상을 확대하여 외부로 출력하는 렌즈계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터를 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치에 의하면, 한 대의 프로젝터만으로 서로 다른 편광을 갖는 좌안 영상 및 우안 영상을 편광 스크린에 확대투영하여 관찰자가 편광안경을 통해 좌안으로는 상기 좌안 영상만을 관찰하고 우안으로는 우안 영상만을 관찰함으로써, 입체영상을 즐길 수 있으므로 제작비가 매우 저렴하고 부피가 작아 이동이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 입체영상 프로젝터 및 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치에 의하면 한 대의 프로젝터만으로 입체영상을 출력할 수 있으므로 장소를 이동하여 설치할 때, 좌안 프로젝터 및 우안 프로젝터의 위치를 조적하는 별도의 영상 정렬 과정이 필요없으므로 이동설치 후 빠르게 입체영상을 출력해 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 입체영상 프로젝터를 보여주는 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 프로젝터를 보여주는 도면,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 프로젝터가 우안 영상을 출력하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 프로젝터가 좌안 영상을 출력하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 프로젝터(100)는 우안 영상(120a) 및 좌안 영상(120b)을 편광 스크린(20)에 확대 투영하여 관찰자가 편광안경(30)을 쓰고 입체영상으로 관찰할 수 있게 하는 영사장치로써, 광 컨버팅 장치(110), 입체 영상 출력용 디스플레이(120) 및 렌즈계(130)를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 컨버팅 장치(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체영상 프로젝터(100)의 광 컨버팅 장치(110)와 실질적으로 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 편광 스크린(20)을 반사형 편광 스크린(20)으로 도시하였으나 투과형 편광 스크린일 수도 있다.
상기 광 컨버팅 장치(110)는 광원(111), 편광 빔 스플리터(112, PBS: Polarization Beam Splitter), 제1 반사형 편광 변환소자(113), 제2 반사형 편광 변환소자(114) 및 편광 및 영상 동기화장치(115)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 광원(111)은 제1 편광(111a) 및 제2 편광(111b)을 포함하는 광으로써, 예를 들면, 광 발생장치인 할로겐 램프나 메탈 할라이트 램프에서 발생되는 광이다. 그러나, 상술한 램프들 이외에 다른 종류의 램프에서 발생하는 광일 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 제1 편광(111a) 및 상기 제2 편광(111b) 중 어느 하나의 편광은 P편광이고 다른 하나의 편광은 S편광일 수 있다. 또한, 상기 P편광은 수평편광, 상기 S편광은 수직편광이므로 서로 90도의 편광 각 차이가 있다.
그러나, 상기 제1 편광(111a) 및 상기 제2 편광(111b)은 서로 반대방향으로 회전하는 원 편광일 수도 있다.
또한, 상기 편광 빔 스플리터(112)는 상기 광원(111)의 전방 즉, 상기 광원(111)이 진행하는 방향에 위치하며, 상기 광원(111)이 진행하는 광축 상에 45도의 각도로 설치된다.
또한, 상기 편광 빔 스플리터(Polarization Beam Splitter,112)는 편광 분리기라고도 하며, 상기 광원(111)에 포함된 제1 편광(111a) 및 상기 제2 편광(111b)을 서로 분리하여 각각 다른 방향으로 진행하도록 해준다.
더욱 자세하게는, 상기 편광 빔 스플리터(112)는 상기 광원(111) 중의 제1 편광(111a)은 투과시키고, 제2 편광(111b)는 상기 제1 편광(111a)의 진행방향에 90도 방향으로 반사시킨다.
또한, 상기 편광 빔 스플리터(112)는 표면에 와이어 패턴이 형성된 와이어 그리드 편광 빔 스플리터(Wire Grid Polarization Beam Splitter)일 수 있다.
한편, 상기 광원(111)과 상기 편광 빔 스플리터(112) 사이에는 상기 광원(111)의 열이 상기 편광 빔 스플리터(112)로 전달되지 않게 하는 열 차단 필터(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 반사형 편광 변화소자(113)는 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 분리된 제1 편광(111a)이 진행하는 광축 상에서 상기 편광 빔 스플리터(112)를 바라보며 구비되고, 상기 편광 빔 스플리터(112)와는 서로 45도의 각도를 이루며 설치된다.
또한, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 '온'되었을 때, 상기 제1 편광(111a)을 상기 제1 편광(111a)과 반대의 편광을 갖는 제3 편광(113a)으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터(112)를 향해 반사한다. 또한, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 '오프'되었을 때, 상기 제1 편광(111a)의 편광은 유지한 채, 상기 편광 빔 스플리터(112)로 반사한다.
즉, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 '온'되었을 때, 입사되는 S편광은 P편광으로 변화시켜 반사하고, P편광은 S편광으로 변화시켜 반사하는 역할을 한다.
또한, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 0도의 편광 각을 갖는 선 편광을 90도의 편광 각을 갖는 선 편광으로, 90도의 편광 각을 갖는 선 편광을 0도의 편광 각을 갖는 선 편광으로 변화시켜 반사할 수 있다. 또한, 45도의 편광 각을 갖는 선 편광을 135도의 편광 각을 갖는 선 편광으로, 135도의 편광 각을 갖는 선 편광을 45도의 편광 각을 갖는 선 편광으로 변화시켜 반사할 수도 있다.
그러나, 상기 제1 편광(111a)이 회전하는 원 편광(111a')일 경우, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 상기 제1 편광(111a')을 반대 방향으로 회전하는 제3 편광(113a')으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터(112)를 향해 반사한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)를 엘코스 디스플레이(LCos Display:Liquid Crystal on Silicon Display)로 구비하였다.
그러나, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 입사되는 편광을 변환하여 반사시켜 줄 수 있는 다른 종류의 디스플레이로 구비될 수 있고, 예를 들면, 디엘피 디스플레이(DLP Display:Digital Light Processing Display)일 수 있다.
또한, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 분리된 제2 편광(111b)이 진행하는 광축 상에서 상기 편광 빔 스플리터(112)를 바라보며 구비되고, 상기 편광 빔 스플리터(112)와 45도의 각도를 이루며 설치된다.
또한, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)와는 서로 90도의 각도를 이루며 설치된다.
즉, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)와 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 서로 90도의 각도를 이루며 설치되고, 상기 편광 빔 스플리터(112)는 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113) 및 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114) 사이에서 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113) 및 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)와 각각 45도를 이루는 형태로 설치되는 것이다.
또한, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 엘코스 디스플레이로 구비된다. 그러나, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 디엘피 디스플레이로 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113) 및 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114) 중 어느 하나의 반사형 편광 변환소자는 엘코스 디스플레이로 구비되고 다른 하나의 반사형 편광 변환소자는 디엘피 디스플레이로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 '온'될 때, 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 반사되어 입사되는 제2 편광(111b)을 제4 편광(114a)으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터(112) 방향으로 반사한다.
한편, 상기 제3 편광(113a)은 상기 제2 편광(111b)과 편광 각, 즉 편광의 형태가 동일한 편광이며, 상기 제4 편광(114a)은 상기 제1 편광(111a)과 편광의 형태가 동일한 편광이다.
따라서, 상기 편광 빔 스플리터(112)는 상기 제4 편광(114a)은 투과시키고, 상기 제3 편광(113a)은 상기 제4 편광(114a)이 진행하는 방향으로 반사시킨다.
즉, 상기 편광 빔 스플리터(112)는 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)가 바라보는 방향, 다시 말해서 상기 광원(111)과 90도를 이루는 방향으로 상기 제4 편광(114a)은 투과시키고, 상기 제3 편광(113a)은 반사시킨다.
또한, 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)는 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113) 및 상기 제2 반사형 편광 변환 소자(114)를 번갈아 '온'시켜 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 상기 제3 편광(113a) 및 상기 제4 편광(114a)이 교대로 출력되게 한다.
도 4 및 도 5를 참조하여 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)의 작동에 의한 상기 광원(111)의 진행을 자세히 설명하면, 먼저, 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)는 먼저, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)를 '온'하고, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(114)를 '오프'한다.
이때, 상기 광원(111)의 제2 편광(111b)은 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)에 의해 상기 제4 편광(114a)으로 변환되어 출력된다. 그러나, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)는 '오프'되어 있으므로 상기 광원(111)의 제1 편광(111a)이 편광의 형태는 변화하지 않고 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)에 의해 반사만 되어 상기 편광 빔 스플리터(112)를 투과하여 상기 광원(111)의 방향으로 진행한다.
그러나, 먼저, 상기 제1 반사형 편광변환 소자(113)가 '온'되고 상기 제2 반사형 편광변환 소자(114)가 '오프'되어, 상기 제3 편광(113a) 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 출력되게 할 수 있음은 물론이다.
다음, 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)는 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 '오프'하고 상기 제1 반사형 편광 변환소자(114)를 '온'한다.
이때에는, 상기 광원(111)의 제1 편광(111a)은 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113)에 의해 상기 제3 편광(113a)을 변환되고, 상기 편광 빔 스플리터(112)에 반사되어 출력된다. 그러나, 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)는 '오프'되어 있으므로 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 반사되어 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)로 입사되는 제2 광원(111b)이 편광의 형태는 변화하지 않고 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)에 의해 반사만 되므로 상기 편광 빔 스플리터(112)에 의해 반사되어 다시 상기 광원(111)을 향해 진행한다.
즉, 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)는 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113) 및 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)를 번갈아 '온'하여 상기 편광 빔 스플리터(112)에서 상기 제3 편광(113a) 및 상기 제4 편광(114a)이 번갈아 출력되게 하는 것이다.
또한, 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)는 아래에서 설명할 입체영상 출력용 디스플레이(120)에서 번갈아 출력되는 우안 영상(120a) 및 좌안 영상(120b)의 출력 주파수와 상기 제3 편광(113a) 및 상기 제4 편광(114a)의 출력 주파수가 서로 동기화 되도록, 상기 제1 반사형 편광 변환소자(113) 및 상기 제2 반사형 편광 변환소자(114)를 번갈아 '온'한다.
즉, 상기 편광 및 영상 동기화장치(115)는 상기 입체영상 출력용 디스플레이(120)에서 출력되는 우안 영상(120a) 및 좌안 영상(120) 중 어느 하나의 영상은 상기 제3 편광(113a)을 갖고 출력되게 하고, 다른 하나의 영상은 상기 제4 편광(114a)을 갖고 출력되게 하는 것이다.
상기 입체영상 출력용 디스플레이(120)는 상기 광 컨버팅 장치(110)에서 출력되는 제3 편광(113a) 및 제4 편광(114a)을 이용하여, 사람이 좌안으로 보게 될 좌안영상(120b) 및 사람이 우안으로 보게 될 우안 영상(120a)을 일정한 주파수로 번갈아 출력한다. 예를 들면, 상기 주파수는 120[Hz]일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 입체영상 출력용 디스플레이(120)를 하나의 투과형 디스플레이로 도시하였으나 하나의 반사형 디스플레이와 미러를 이용하여 상기 좌안 영상(120b) 및 상기 우안 영상(120b)을 출력할 수 있는 디스플레이 일 수 있고, 복수 개의 투과형 디스플레이 또는 반사형 디스플레이가 조합되어 상기 좌안 영상(120b) 및 상기 우안 영상(120)을 출력할 수 있는 디스플레이일 수 있다.
또한, 상기 입체영상 출력용 디스플레이(120)는 예를 들면, 엘시디, 엘코스 또는 디엘피 디스플레이일 수 있다.
상기 렌즈계(130)는 상기 입체영상 출력용 디스플레이(120)에서 출력되는 좌안 영상(120b) 및 우안 영상(120b)을 확대하여 상기 편광 스크린(20)에 투영한다.
또한, 상기 렌즈계(120)는 다양한 렌즈의 조합으로 구성된 공지된 렌즈계로 구비될 수 있다.
따라서, 상기 편광 스크린(20)에는 어느 하나는 P편광을 갖고 다른 하는 S편광을 갖는 즉, 서로 편광 각이 90도인 좌안 영상(120b) 및 우안 영상(120a)이 일정한 주파수로 번갈아 출력되며, 사용자는 편광안경(30)을 착용하고 우안으로는 상기 우안 영상(120a)만을 좌안으로는 상기 좌안 영상(120b)만을 관찰함으로써 입체영상을 관찰할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:입체영상 프로젝터 110:광 컨버팅 장치
111:광원 112:편광 빔 스플리터
113:제1 반사형 편광변환소자 114:제2 반사형 편광변환소자
115:편광 및 영상 동기화장치 120:입체영상 출력용 디스플레이
130:렌즈계

Claims (20)

  1. 광원;
    상기 광원의 전방에 구비되고, 상기 광원을 서로 다른 편광 각을 갖는 제1 편광 및 제2 편광으로 분리하여 서로 다른 방향으로 진행하게 하는 편광 빔 스플리터(PBS:Polarization Beam Splitter);
    상기 제1 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제1 편광을 제3 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제1 반사형 편광 변환소자; 및
    상기 제2 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제2 편광을 제4 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제2 반사형 편광 변환소자;를 포함하고,
    상기 편광 빔 스플리터는 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광이 동일한 방향으로 진행하도록 투과 또는 반사시키고,
    상기 제 1 편광과 상기 제2 편광은 서로 반대방향으로 회전하는 원 편광인 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 빔 스플리터는 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 서로 90도의 각도를 이루는 방향으로 진행하도록 상기 광원을 투과 또는 반사시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 빔 스플리터는 상기 광원이 진행하는 광축 상에 45도로 설치되고, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 편광 빔 스플리터와 각각 45도의 각도를 이루며 설치되되, 서로 90도의 각도를 이루며 설치되는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 빔 스플리터는 와이어 그리드 편광 빔 스플리터(Wire Grid Polarization Beam Splitter)인 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반사형 편광변환 소자는 상기 제3 편광의 회전방향이 상기 제1 편광의 회전방향에 반대방향이 되도록 변환하고,
    상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 제4 편광의 회전방향이 상기 제2 편광의 회전방향에 반대방향이 되도록 변환하는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 엘코스 디스플레이(LCoS Display:Liquid Crystal on Silicon Display)인 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 편광 및 상기 제4 편광은 입체영상 출력용 디스플레이로 공급되고,
    상기 입체영상 출력용 디스플레이는 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광을 이용하여 좌안 영상 및 우안 영상을 출력하되, 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 일정한 주파수로 번갈아 출력하며,
    상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자와 연결되고, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자가 상기 주파수로 서로 번갈아 '온','오프'되게 제어하여 상기 제3 편광은 상기 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나의 영상의 출력시기에 동기화되어 출력되게 하고, 상기 제4 편광은 상기 영상들 중 다른 하나의 영상의 출력시기에 동기화되어 출력되게 하는 편광 및 영상 동기화 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터용 광 컨버팅 장치.
  11. 광원;
    상기 광원의 전방에 구비되고, 상기 광원을 서로 다른 편광 각을 갖는 제1 편광 및 제2 편광으로 분리하여 서로 다른 방향으로 진행하게 하며, 하기 제3 편광 및 하기 제4 편광이 입력될 경우, 동일한 방향으로 진행하도록 투과 또는 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS:Polarization Beam Splitter);
    상기 제1 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제1 편광을 제3 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제1 반사형 편광 변환소자;
    상기 제2 편광이 진행하는 광축 상에 구비되고, 상기 제2 편광을 제4 편광으로 변환하여 상기 편광 빔 스플리터로 반사시키는 제2 반사형 편광 변환소자;
    상기 제3 편광 및 상기 제4 편광이 입력되고, 좌안 영상 및 우안 영상을 교대로 출력하되, 상기 좌안 영상은 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광 중 어느 하나의 편광을 갖도록 출력하고, 상기 우안 영상은 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광 중 다른 하나의 편광을 갖도록 출력하는 입체영상 출력용 디스플레이; 및
    상기 입체영상 출력용 디스플레이에서 출력되는 좌안 영상 및 우안 영상을 확대하여 외부로 출력하는 렌즈계;를 포함하고,
    상기 제 1 편광과 상기 제2 편광은 서로 반대방향으로 회전하는 원 편광인 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 편광 빔 스플리터는 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광이 서로 90도의 각도를 이루는 방향으로 진행하도록 상기 광원을 투과 또는 반사시키는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 편광 빔 스플리터는 상기 광원이 진행하는 광축 상에 45도로 설치되고, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 편광 빔 스플리터와 각각 45도의 각도를 이루며 설치되되, 서로 90도의 각도를 이루며 설치되는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 편광 빔 스플리터는 와이어 그리드 편광 빔 스플리터(Wire Grid Polarization Beam Splitter)인 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 반사형 편광변환 소자는 상기 제3 편광의 회전방향이 상기 제1 편광의 회전방향에 반대방향이 되도록 변환하고,
    상기 제2 반사형 편광변환 소자는 상기 제4 편광의 회전방향이 상기 제2 편광의 회전방향에 반대방향이 되도록 변환하는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
  19. 제 11 항, 제 12 항, 제 15 항, 제 16 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자는 엘코스 디스플레이(LCoS Display:Liquid Crystal on Silicon Display)인 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 입체영상 출력용 디스플레이는 상기 제3 편광 및 상기 제4 편광을 이용하여 상기 좌안 영상 및 상기 우안 영상을 일정한 주파수로 번갈아 출력하고,
    상기 제1 반사형 편광변환 소자 상기 제2 반사형 편광변환 소자와 연결되고, 상기 제1 반사형 편광변환 소자 및 상기 제2 반사형 편광변환 소자가 상기 주파수로 서로 번갈아 '온','오프'되게 제어하여, 상기 제3 편광은 상기 좌안 영상 및 우안 영상 중 어느 하나의 영상의 출력시기에 동기화되어 출력되게 하고, 상기 제4 편광은 상기 영상들 중 다른 하나의 영상의 출력시기에 동기화되어 출력되게 하는 편광 및 영상 동기화 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체영상 프로젝터.
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