KR101294220B1 - 패턴화 리타더의 영상 획득 장치 - Google Patents

패턴화 리타더의 영상 획득 장치 Download PDF

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Abstract

패턴화 리타더의 영상 획득 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴화 리타더의 영상 획득 장치는, 빛을 조사하는 조명부; 조명부에서 조사한 빛을 선편광시키고, 회전 가능하게 설치되어 1차 회전 각도(θ1)를 변화시키는 1차 편광부; 1차 편광부를 통과한 빛을 좌원편광시키는 제1 편광 패턴 영역 및 1차 편광부를 통과한 빛을 우원편광시키는 제2 편광 패턴 영역이 교대로 반복하여 형성된 액정 코팅층을 포함하는 패턴화 리타더; 패턴화 리타더를 통과한 빛을 편광시키는 2차 편광부; 및 2차 편광부를 통과한 빛을 통해 패턴화 리타더를 촬영하는 촬영부를 포함한다.

Description

패턴화 리타더의 영상 획득 장치{APPARATUS FOR ACQUIRING IMAGE OF PATTERNED RETARDER}
본 발명의 실시예는 영상 획득 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패턴화 리타더(Patterned Retarder : FPR)의 제1 및 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비(Contrast Ratio) 영상을 획득할 수 있는 패턴화 리타더의 영상 획득 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 패턴화 리타더(Patterned Retarder)는 편광 안경 방식의 입체 화상표시장치에 적용되어 입체 영상을 구현하는데 이용될 수 있다. 또한, 패턴화 리타더는 반투과형 LCD 등의 일면에 제공되어 반사부와 투과부의 광학 특성을 각각 최적화하는 보상 필름의 기능을 함으로써, 외부의 빛의 밝기에 상관없이 LCD 화상의 양호한 식별력을 얻도록 하는데 이용될 수도 있다. 패턴화 리타더는 복굴절 매질 또는 위상차 필름이라고도 한다.
도 1은 일반적인 패턴화 리타더를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 패턴화 리타더(10)는 기재 필름(11), 배향층(13), 및 액정 코팅층(15)을 포함한다. 여기서, 액정 코팅층(15)은 제1 편광 패턴 영역(21)과 제2 편광 패턴 영역(23)이 스트라이프(Stripe) 형상을 이루며 교대로 반복하여 배치되는 구조를 가진다.
제1 편광 패턴 영역(21)은 투과하는 빛을 좌원편광(Left Circularly Polarization)시키도록 형성할 수 있고, 제2 편광 패턴 영역(23)은 투과하는 빛을 우원편광(Right Circularly Polarization)시키도록 형성할 수 있다. 즉, 액정 코팅층(15)은 투과하는 빛을 좌원편광시키는 영역과 우원편광시키는 영역이 교대로 반복하여 배치되는 구조를 가진다.
제1 편광 패턴 영역(21)을 투과한 빛은 사용자의 편광 안경에서 좌원편광 필름을 통과하고, 제2 편광 패턴 영역(23)을 투과한 빛은 사용자의 편광 안경에서 우원편광 필름을 통과한다. 이와 같이, 제1 편광 패턴 영역(21) 및 제2 편광 패턴 영역(23)을 통해 사용자의 사용자의 양안(兩眼)에 서로 다른 이미지를 맺히게 하여 입체 영상을 구현할 수 있게 된다.
한편, 제1 편광 패턴 영역(21)과 제2 편광 패턴 영역(23)은 각각 입체화상표시장치의 화소 영역 중 홀수 번째 화소 라인 및 짝수 번째 화소 라인에 대응되어 형성된다. 따라서, 제1 편광 패턴 영역(21) 및 제2 편광 패턴 영역(23)의 폭이 기 설정된 폭과 차이가 나게 형성되거나 제1 편광 패턴 영역(21) 및 제2 편광 패턴 영역(23)이 직선으로 형성되지 않고 굴곡지게 형성되는 경우, 크로스 토크(Cross-Talk) 현상이 발생하여 영상이 흐려 보이게 되며, 그로 인해 시청자가 어지러움을 느끼게 된다.
따라서, 제1 편광 패턴 영역(21) 및 제2 편광 패턴 영역(23)의 폭이 기 설정된 폭대로 형성되었는지, 그리고 제1 편광 패턴 영역(21) 및 제2 편광 패턴 영역(23)이 일정한 정도의 직진도를 갖고 형성되었는지 여부를 검사할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명의 실시예는 제1 편광 패턴 영역 및 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비가 나타난 영상을 획득할 수 있는 패턴화 리타더의 영상 획득 장치를 제공하고자 한다.
1. 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴화 리타더의 영상 획득 장치는, 빛을 조사하는 조명부; 위 조명부에서 조사한 빛을 선편광시키고, 회전 가능하게 설치되어 1차 회전 각도(θ1)를 변화시키는 1차 편광부; 위 1차 편광부를 통과한 빛을 좌원편광시키는 제1 편광 패턴 영역 및 위 1차 편광부를 통과한 빛을 우원편광시키는 제2 편광 패턴 영역이 교대로 반복하여 형성된 액정 코팅층을 포함하는 패턴화 리타더; 위 패턴화 리타더를 통과한 빛을 편광시키는 2차 편광부; 및 위 2차 편광부를 통과한 빛을 통해 상기 패턴화 리타더를 촬영하는 촬영부를 포함한다.
2. 1에서, 위 2차 편광부는, 원편광 필터로 이루어진다.
3. 2에서, 위 2차 편광부는, 위 제1 편광 패턴 영역 및 위 제2 편광 패턴 영역 중 어느 하나와 동일한 위상차를 갖는다.
4. 2에서, 위 1차 편광부는, 다음 수학식에 의한 θ1'의 1차 회전 각도(θ1)로 회전한다.
(수학식)
θ1' = (α+β)/2 + γ
여기서, α : 제1 편광 패턴 영역의 액정 배향 각도, β : 제2 편광 패턴 영역의 액정 배향 각도, γ : 보호 필름의 위상차 보상 각도(보호 필름이 없는 경우 γ=0).
5. 4에서, 위 1차 편광부는, θ1'±20°범위의 1차 회전 각도(θ1)로 회전한다.
6. 4에서, 위 2차 편광부는, 회전 가능하게 설치되어 2차 회전 각도(θ2)를 변화시킨다.
7. 6에서, 위 2차 편광부는, 위 1차 회전 각도(θ1)를 θ1'으로 고정한 상태에서, 위 2차 회전 각도(θ2)를 변화시킨다.
8. 1에서, 위 2차 편광부는, 선편광 필터로 이루어진다.
9. 8에서, 위 패턴화 리터더는, 위 액정 코팅층 상에 형성되는 보호 필름을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 패턴화 리타더의 제1 편광 패턴 영역 및 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비가 나타난 영상을 획득할 수 있기 때문에, 제1 편광 패턴 영역 및 제2 편광 패턴 영역의 폭과 직진도 등을 정밀히 검사할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 패턴화 리타더를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴화 리타더를 나타낸 도면.
도 5 및 도 6은 각각 실시예 1에서, 1차 회전 각도(θ1)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면.
도 7 및 도 8은 각각 실시예 2에서, 2차 회전 각도(θ2)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면.
도 9 및 도 10은 각각 실시예 3에서, 1차 회전 각도(θ1)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면.
도 11 및 도 12는 각각 실시예 4에서, 2차 회전 각도(θ2)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면.
도 13 및 도 14는 각각 실시예 5에서, 1차 회전 각도(θ1)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면.
이하, 도 2 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 패턴화 리타더의 영상 획득 장치의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치를 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 획득 장치를 나타낸 평면도이다. 도 3에서 조명부 및 촬영부는 설명의 편의상 생략하였다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 영상 획득 장치(100)는 패턴화 리타더(102), 조명부(104), 1차 편광부(106), 2차 편광부(108), 및 촬영부(110)를 포함한다.
도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 패턴화 리타더(102)는 기재 필름(121), 배향층(123), 및 액정 코팅층(125)을 포함한다. 여기서, 액정 코팅층(125)에는 1차 편광부(106)를 통과한 빛을 좌원편광시키는 제1 편광 패턴 영역(127) 및 1차 편광부(106)를 통과한 빛을 우원편광시키는 제2 편광 패턴 영역(129)이 스트라이프 형상을 이루며 교대로 반복하여 형성된다.
이때, 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도를 α라 하고, 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도를 β라 한다. 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도(α)와 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도(β)는 서로 수직을 이룬다. α및 β는 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)의 길이 방향을 기준축으로 하였을 때, 기준축과 이루는 각도를 말한다.
제1 편광 패턴 영역(127)은 α의 액정 배향 각도를 가짐으로써 α의 위상차를 갖게 되고, 제2 편광 패턴 영역(129)은 β의 액정 배향 각도를 가짐으로써 β의 위상차를 갖게 된다. 이때, α 및 β가 서로 수직을 이루기 때문에, 제1 편광 패턴 영역(127)은 1차 편광부(106)를 투과한 빛을 좌원편광시키고, 제2 편광 패턴 영역(129)은 1차 편광부(106)를 투과한 빛을 우원편광시키게 된다. 여기서, 패턴화 리타더(102)는 액정 코팅층(125)의 상부에 보호 필름(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
조명부(104)는 패턴화 리타더(102)의 영상을 획득하기 위해 빛을 조사하는 부분으로, 조명부(104)는 예를 들어, LED 램프, 형광등, 백열 전구, 및 할로겐 램프 등 다양한 광원 장치를 사용할 수 있다.
1차 편광부(106)는 조명부(104)와 패턴화 리타더(102) 사이에서 패턴화 리타더(102)와 평행하게 배치된다. 1차 편광부(106)로는 선편광 필터(PL)가 사용될 수 있다. 이 경우, 1차 편광부(106)는 조명부(104)에서 조사되는 빛 중 일정한 방향의 빛만 투과시키고 나머지 방향의 빛은 차단시킨다.
1차 편광부(106)는 수평 상태에서 회전 가능하게 설치되며, 1차 편광부(106)를 회전시켰을 때, 1차 편광부(106)와 패턴화 리타더(102)가 이루는 각도를 1차 회전 각도(θ1)라고 한다. 이때, 1차 편광부(106)를 회전시켜 1차 회전 각도(θ1)를 변화시킴으로써, 촬영부(110)에서 패턴화 리타더(102)의 영상을 획득하였을 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비를 조절할 수 있다.
2차 편광부(108)는 패턴화 리타더(102)와 촬영부(110) 사이에서 패턴화 리타더(102)와 평행하게 배치된다. 이때, 2차 편광부(108)는 1차 편광부(106)와 서로 직교하게 배치된다. 즉, 2차 편광부(108)는 1차 편광부(106)와 크로스 니콜(Cross Nicol)되도록 배치된다.
2차 편광부(108)는 수평 상태에서 회전 가능하게 설치되며, 2차 편광부(108)를 회전시켰을 때, 2차 편광부(108)와 패턴화 리타더(102)가 이루는 각도를 2차 회전 각도(θ2)라고 한다. 여기서, 1차 편광부(106)를 회전시켜 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비를 조절하는 경우, 회전된 1차 편광부(106)와 직교하도록 2차 편광부(108)를 회전시킨다.
2차 편광부(108)는 선편광 필터 또는 원편광 필터를 사용할 수 있으나, 원편광 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 2차 편광부(108)로 원편광 필터를 사용할 때, 원편광 필터는 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129) 중 어느 하나의 위상차와 동일한 위상차를 갖는 원편광 필터를 사용한다. 이 경우, 2차 편광부(108)는 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)을 투과한 빛 중 어느 하나는 차단하고 다른 하나는 통과시키기 때문에, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 높게 나타나게 된다.
예를 들어, 2차 편광부(108)로 위상차가 45°인 원편광 필터를 사용하는 경우, 제1 편광 패턴 영역(127)을 투과한 빛은 통과시키고 제2 편광 패턴 영역(129)을 투과한 빛은 차단시킨다. 그리고, 2차 편광부(108)로 위상차가 135°인 원편광 필터를 사용하는 경우, 제1 편광 패턴 영역(127)을 투과한 빛은 차단시키고 제2 편광 패턴 영역(129)을 투과한 빛은 통과시킨다. 이때, 빛이 차단된 편광 패턴 영역은 어둡게 나타나고, 빛이 통과한 편광 패턴 영역은 밝게 나타나기 때문에, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 높게 나타나게 된다.
2차 편광부(108)로 원편광 필터를 사용하는 경우, 다음의 수학식 1을 만족하도록 1차 편광부(106)를 회전시켰을 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 최대화 되어 나타나게 된다.
Figure 112011091750424-pat00001
여기서, θ1'은 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 최대화되는 1차 회전 각도, α는 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도, β는 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도, 및 γ는 보호 필름의 위상차 보상 각도(보호 필름이 없는 경우 γ=0)를 나타낸다.
수학식 1에 의하면, 예를 들어 α가 45°이고, β가 135°이며, 보호 필름이 없는 경우(γ=0)는, 1차 회전 각도(θ1)가 90°가 되었을 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 최대화되어 나타나게 된다. 여기서, 1차 회전 각도(θ1)가 θ1'± 20°의 범위를 만족하도록 1차 편광부(106)를 회전시키면, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비를 일정 수준 이상으로 나타나게 할 수 있다.
1차 회전 각도(θ1)를 θ1'으로 확정한 상태에서 2차 편광부(108)를 회전시켜 2차 회전 각도(θ2)를 변화시키면, 촬영부(110)에서 패턴화 리타더(102)의 영상을 획득하였을 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 일정 수준 이상(예를 들어, 3 이상)으로 높게 나타나게 된다.
한편, 2차 편광부(108)로 선편광 필터를 사용하는 경우는, 액정 코팅층(125) 상에 보호 필름(미도시)을 형성하여야 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 나타난 영상을 획득할 수 있다.
즉, 2차 편광부(108)로 선편광 필터를 사용하는 경우는 2차 편광부(108)가 제1 편광 패턴 영역(127)및 제2 편광 패턴 영역(129)을 통과한 빛 중 어느 하나를 차단시킬 수 없기 때문에, 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)이 모두 밝게 나타나 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 나타난 영상을 획득할 수 없게 된다.
그런데, 액정 코팅층(125) 상에 보호 필름(미도시)을 형성하면, 보호 필름(미도시)이 일정 수준의 위상차를 가지고 제조되기 때문에, 제1 편광 패턴 영역(127)및 제2 편광 패턴 영역(129)을 통과한 빛이 보호 필름(미도시)의 위상차만큼 지연되게 된다. 그러면, 2차 편광부(108)가 제1 편광 패턴 영역(127)및 제2 편광 패턴 영역(129)을 통과한 빛 중 어느 하나를 일부 차단할 수 있어 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 나타난 영상을 획득할 수 있게 된다.
촬영부(110)는 2차 편광부(108)를 투과한 빛을 통해 패턴화 리타더(102)를 촬영하여 패턴화 리타더(102)의 영상을 획득한다. 촬영부(110)에서 획득한 패턴화 리타더(102)의 영상에는 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129)간의 밝기 대비가 나타나므로, 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)의 폭과 직진도를 검사할 수 있게 된다.
실시예 1
실시예 1은 2차 편광부(108)로 원편광 필터를 사용하고, 보호 필름이 없는 상태에서 1차 회전 각도(θ1)를 변화시키면서 패턴화 리타더를 촬영하였다. 여기서, 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도는 45°, 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도는 135°로 하였다.
도 5 및 도 6은 각각 실시예 1에서, 1차 회전 각도(θ1)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비(Contrast Ratio)를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 0°~ 90°의 모든 1차 회전 각도(θ1) 범위에서 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 1.35 이상으로 나타나는 것을 볼 수 있다.
여기서, 1차 회전 각도(θ1)에 따라 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 다르게 나타나는데, 수학식 1에 의하면, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 최대화되어 나타나는 1차 회전 각도(θ1)는 (45+135)/2 = 90°가 된다.
이에 도 5 및 도 6을 참조하면, 1차 회전 각도(θ1)가 90°일 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 20.80으로 가장 높게 나타나는 것을 볼 수 있다. 또한, 1차 회전 각도(θ1)가 θ1'± 20°의 범위인 경우, 즉, 1차 회전 각도(θ1)가 70°, 80°, 90°, 0°, 10°인 경우에 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 5 이상으로 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.
실시예 2
실시예 2는 실시예 1에서 1차 회전 각도(θ1)를 90°로 고정시킨 상태에서 2차 회전 각도(θ2)를 변화시키면서 패턴화 리타더를 촬영하였다.
도 7 및 도 8은 각각 실시예 2에서, 2차 회전 각도(θ2)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 0°~ 170°의 모든 2차 회전 각도(θ2) 범위에서 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 9.27 이상으로 상당히 높게 나타나는 것을 볼 수 있다. 즉, 1차 회전 각도(θ1)를 90°로 고정시킨 상태에서 2차 회전 각도(θ2)를 변화시켰을 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 실시예 1의 경우보다 전반적으로 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.
실시예 3
실시예 3은 2차 편광부(108)로 원편광 필터를 사용하고, 보호 필름이 있는 상태에서 1차 회전 각도(θ1)를 변화시키면서 패턴화 리타더를 촬영하였다. 여기서, 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도는 45°, 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도는 135°로 하였고, 보호 필름의 위상차 보상 각도는 10°인 제품을 사용하였다.
도 9 및 도 10은 각각 실시예 3에서, 1차 회전 각도(θ1)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 보호 필름이 있는 경우는 보호 필림이 없는 경우(즉, 실시예 1) 보다 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 낮게 나타나는 것을 볼 수 있다.
이는 보호 필름이 일정 수준의 위상차를 갖기 때문에 발생하는 현상으로, 액상 코팅층(125) 상에 보호 필름이 형성되어 있으면, 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)을 통과한 빛이 보호 필름의 위상차만큼 지연되게 된다. 그러면, 2차 편광부(108)가 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)을 통과한 빛 중 어느 하나는 차단하고 다른 하나는 통과시킬 때, 제1 편광 패턴 영역(127) 및 제2 편광 패턴 영역(129)을 통과한 빛 중 일부만 차단하고 일부만 통과시키기 때문에 보호 필림이 없는 경우(즉, 실시예 1) 보다 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 낮게 나타나게 된다.
한편, 수학식 1에 의하면, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 최대화되어 나타나는 1차 회전 각도(θ1)는 (45+135)/2 + 10 = 100°가 된다. 이에 도 9 및 도 10을 참조하면, 1차 회전 각도(θ1)가 0°일 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 5.39으로 가장 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.
여기서는 1차 회전 각도(θ1)가 0°~ 90°인 경우만 그래프로 나타내었지만, 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도(α)와 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도(β)가 서로 수직을 이루기 때문에, 1차 회전 각도(θ1)가 100°~ 190°인 경우도 0°~ 90°인 경우와 동일한 형태로 밝기 대비가 나타나게 된다. 따라서, 1차 회전 각도(θ1)가 100°인 경우는 1차 회전 각도(θ1)가 0°와 동일한 밝기 대비가 나타나는 것으로 볼 수 있다.
또한, 1차 회전 각도(θ1)가 θ1'± 20°인 경우, 즉, 1차 회전 각도(θ1)가 80°~ 20°인 경우에 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 대부분 3 이상으로 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.
실시예 4
실시예 4는 실시예 3에서 1차 회전 각도(θ1)를 0°로 고정시킨 상태에서 2차 회전 각도(θ2)를 변화시키면서 패턴화 리타더를 촬영하였다.
도 11 및 도 12는 각각 실시예 4에서, 2차 회전 각도(θ2)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 0°~ 170°의 모든 2차 회전 각도(θ2) 범위에서 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 3.62 이상으로 높게 나타나는 것을 볼 수 있다. 즉, 1차 회전 각도(θ1)를 0°로 고정시킨 상태에서 2차 회전 각도(θ2)를 변화시켰을 때, 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 실시예 3의 경우보다 전반적으로 높게 나타나는 것을 볼 수 있다.
실시예 5
실시예 5는 2차 편광부(108)로 선편광 필터를 사용하고, 보호 필름이 있는 상태에서 1차 회전 각도(θ1)를 변화시키면서 패턴화 리타더를 촬영하였다. 여기서, 제1 편광 패턴 영역(127)의 액정 배향 각도는 45°, 제2 편광 패턴 영역(129)의 액정 배향 각도는 135°로 하였고, 보호 필름의 위상차 보상 각도는 10°인 제품을 사용하였다.
도 13 및 도 14는 각각 실시예 5에서, 1차 회전 각도(θ1)의 변화에 따른 제1 편광 패턴 영역과 제2 편광 패턴 영역 간의 밝기 대비를 나타낸 그래프 및 영상을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 액정 코팅층(125) 상에 보호 필름을 형성한 경우는 2차 편광부(108)를 선편광 필터로 사용하였음에도 불구하고, 10°및 20°를 제외한 1차 회전 각도(θ1)에서 제1 편광 패턴 영역(127)과 제2 편광 패턴 영역(129) 간의 밝기 대비가 1.18 이상으로 나타나는 것을 볼 수 있다. 특히, 60°~ 90°의 2차 회전 각도(θ2)에서는 1.5 이상의 밝기 대비가 나타나는 것을 볼 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
102 : 패턴화 리타더 104 : 조명부
106 : 1차 편광부 108 : 2차 편광부
110 : 촬영부 121 : 기재 필름
123 : 배향층 125 : 액정 코팅층
127 : 제1 편광 패턴 영역 129 : 제2 편광 패턴 영역

Claims (9)

  1. 빛을 조사하는 조명부;
    상기 조명부에서 조사한 빛을 선편광시키고, 회전 가능하게 설치되어 1차 회전 각도(θ1)를 변화시키는 1차 편광부;
    상기 1차 편광부를 통과한 빛을 좌원편광시키는 제1 편광 패턴 영역 및 상기 1차 편광부를 통과한 빛을 우원편광시키는 제2 편광 패턴 영역이 교대로 반복하여 형성된 액정 코팅층을 포함하는 패턴화 리타더;
    상기 패턴화 리타더를 통과한 빛을 편광시키며, 원편광 필터로 이루어지는 2차 편광부; 및
    상기 2차 편광부를 통과한 빛을 통해 상기 패턴화 리타더를 촬영하는 촬영부를 포함하고,
    상기 1차 편광부는, 다음 수학식에 의한 θ1'의 1차 회전 각도(θ1)로 회전하는, 패턴화 리타더의 영상 획득 장치:
    (수학식)
    θ1' = (α+β)/2 + γ
    여기서, α : 제1 편광 패턴 영역의 액정 배향 각도, β : 제2 편광 패턴 영역의 액정 배향 각도, γ : 보호 필름의 위상차 보상 각도(보호 필름이 없는 경우 γ=0).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 편광부는,
    상기 제1 편광 패턴 영역 및 상기 제2 편광 패턴 영역 중 어느 하나와 동일한 위상차를 갖는, 패턴화 리타더의 영상 획득 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차 편광부는,
    θ1'±20°범위의 1차 회전 각도(θ1)로 회전하는, 패턴화 리타더의 영상 획득 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2차 편광부는,
    회전 가능하게 설치되어 2차 회전 각도(θ2)를 변화시키는, 패턴화 리타더의 영상 획득 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2차 편광부는,
    상기 1차 회전 각도(θ1)를 θ1'으로 고정한 상태에서, 상기 2차 회전 각도(θ2)를 변화시키는, 패턴화 리타더의 영상 획득 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패턴화 리터더는,
    상기 액정 코팅층 상에 형성되는 보호 필름을 더 포함하는, 패턴화 리타더의 영상 획득 장치.
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