KR101472893B1 - A stereoscopic image projection device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입체 영상 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 밝기가 향상될 수 있는 입체 영상 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a stereoscopic image apparatus, and more particularly, to a stereoscopic image apparatus whose brightness can be improved.
도1에서 도시한 바와 같이 종래 기술에 의한 입체 영상 장치에 사용되는 광 분할기에 있어서, P-편광과, S-편광이 혼재된 광이 광 분할기(1)에 입사되면, P-편광의 광은 투과되고, S편광의 광은 반사된다.1, in the optical splitter used in the stereoscopic image apparatus according to the related art, when the light in which the P-polarized light and the S-polarized light are mixed is incident on the optical splitter 1, the P- And the S-polarized light is reflected.
반사된 S-편광의 광은 광 분할기(1)의 상부 측에 마련되는 프리즘(2)에 반사되고, 투과된 후 반 파장 리타터(4)를 통과한다.The reflected S-polarized light is reflected by the
이에 의하여 S-편광이 P-편광으로 변환된 후, 스크린으로 진행한다. This causes the S-polarized light to be converted into P-polarized light, and then proceeds to the screen.
한편, 광 분할기(1)를 투과한 P-편광의 광은 광 분할기(1)의 아래 쪽에 마련되는 프리즘(3)을 투과하여 스크린으로 진행한다. On the other hand, the P-polarized light transmitted through the light splitter 1 passes through the
결과적으로 광 분할기(1)에 의하여 P-, S-편광이 혼재된 광은 동일한 편광(예, P-편광)으로 되고, 동일한 방향으로 진행할 수 있게 된다. As a result, the light in which the P- and S-polarized light are mixed by the light splitter 1 becomes the same polarized light (for example, P-polarized light) and can proceed in the same direction.
그러나 이러한 기술을 입체영상장치에 적용하기 위하여는 다음과 같은 조건이 필요하다. However, in order to apply such a technique to a stereoscopic image device, the following conditions are required.
프로젝터로부터 나온 광의 이미지는 소정의 크기를 갖게 되는데, 투과 경로를 따라서 이동하는 광에 의한 스크린 상의 이미지의 크기 및 반사 경로를 따라서 이동하는 광에 의한 스크린 상의 이미지의 크기가 동일하거나 유사하여 서로 중첩이 되어야 효율과 품질이 좋은 입체 영상이 스크린 상에서 구현된다. The image of the light emitted from the projector has a predetermined size. The size of the image on the screen due to the light traveling along the transmission path and the size of the image on the screen due to the light traveling along the reflection path are overlapped with each other The stereoscopic image with high efficiency and high quality is realized on the screen.
종래 광분할기를 이용하여 광 이용 효율을 높이는 입체영상장치의 작동원리는 US 7,857,455에 개시된 바와 같다.The operation principle of a stereoscopic image apparatus using a conventional light splitter to increase the light utilization efficiency is as disclosed in US 7,857,455.
도2에서 도시된 바와 같이, 프로젝터 내의 영상을 발생시키는 화상면(5)으로부터 나오는 빛은 프로젝션 렌즈(6)를 거쳐서 광 분할기(7)에서 두 개의 편광성분을 갖는 빛으로 나뉜다. As shown in Fig. 2, light emitted from the
즉, S-편광 및 P-편광성분을 갖는 빛은 광 분할기(7)에서 반사 및 투과된다.That is, light having S-polarized light and P-polarized light components is reflected and transmitted by the
반사된 S-편광성분을 갖는 광은 반사부재(9)에서 반사된 후 반파장 리타더(8)를 지나면서 P-편광을 갖는 빛이 되어 변조기(13)를 거쳐서 스크린(11)에 집속된다. The light having the reflected S-polarized light component is reflected by the reflecting
변조기(13)는 전기적인 신호에 의하여 편광상태를 바꿀 수 있다. The
한편 광 분할기(7)를 투과한 P-편광성분의 광은 변조기(12)를 투과한 후 스크린(11)에 도달한다. 따라서, 화상면(5)로부터 나온 편광방향이 혼재된 광은 하나의 P-편광상태로 변조기(12,13)로 구동된 후 스크린(11)으로 향하게 된다. On the other hand, the light of the P-polarized component transmitted through the
반사광의 발산 원점은 반사광 화상면(10)이며, 이는 투과광의 화상면(5)과 d1 의 거리차를 갖는다. The divergence origin of the reflected light is the reflected
따라서 스크린(11)상에서의 투과 및 반사된 광의 크기 예컨대 높이는 각각 d4와 d5로 되어 서로 차이가 나서 그대로는 사용하기가 어렵다.Therefore, the size and height of the transmitted light and the reflected light on the
위와 같은 기술을 개선하여, 반사 및 투과된 광에 의한 영상을 스크린(11)상에서 서로의 크기를 일치시키는 방법은 다음과 같다. The above technique is improved, and a method of matching the images of the reflected and transmitted light with each other on the
도2에서 광 분할기(7)에서 반사 및 투과된 광들의 광축이 스크린(11)상에서 이루는 각도 θ1이라고 하자. θ1 값이 매우 작거나 또는 광 분할기(7)에서 스크린(11)까지의 거리 d3가 광 분할기(7)에서 반사부재(9)까지의 거리 d2에 비하여 매우 길 경우에는, 투과된 광의 화상면(5)과 반사광 화상면(10)사이의 간격은 근사적으로 광 분할기(7)에서 반사부재(9)까지의 거리 d2와 같다. In FIG. 2, let it be assumed that the optical axis of the light reflected and transmitted by the
이러한 차이에 의하여 스크린(11)상에서 광 분할기(7)에 의하여 투과된 광과 반사된 광의 크기, 높이 d4는 d5보다 항상 작게 된다. Due to this difference, the size and height d 4 of the light transmitted by the
기본적으로 투과된 광과 반사된 광의 스크린(11)상에서의 크기는 동일하여 영상이 잘 보이게 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the transmitted light and the reflected light are basically the same size on the
도3a는 광 분할기(7)를 투과한 광이 스크린(11)상의 높이 d4를, 투과광의 광로에 렌즈(14)를 사용하여 상의 크기를 키워서 반사한 광에 의한 스크린(11)상에서의 높이 d5에 ?추는 방법이다. 3A is a graph showing the relationship between the height d 4 of the light transmitted through the
이 방법은 일견 간단해 보이지만, 광 분할기(7)와 스크린(11)사이의 거리 d3에 렌즈(14)의 배율을 달리 해야 하므로 각각의 극장의 조건에 따라 많은 종류의 렌즈를 준비하여 각각의 거리 d3에 대응해야 한다. However, since the magnification of the
또한 줌렌즈를 사용하여 렌즈종류를 줄일 수 있으나, 투과율 및 크기 그리고 가격 등의 요인으로 줌렌즈의 개별 렌즈숫자를 2개 내지 3개로 제한하여야 하므로, 각각의 프로젝션 시스템에 대응하여 줌 위치를 조절하더라도 여러 종류의 줌렌즈가 필요하다. In addition, although it is possible to reduce the number of lenses by using a zoom lens, the number of individual lenses of the zoom lens should be limited to 2 to 3 due to factors such as transmittance, size, and price. Therefore, even if the zoom position is adjusted corresponding to each projection system, Of the zoom lens.
따라서 렌즈(14)설계와 제작 그리고 유지인력이 많이 필요하게 된다. Therefore, a lot of design, manufacture and maintenance personnel of the
또 하나의 단점으로서는 렌즈의(14) 곡률 및 렌즈의 재질이 한정이 되어 있어서 렌즈(14)의 구경, 즉 유효직경도 제한이 된다. Another disadvantage is that the curvature of the
이것은 프로젝션 렌즈(6)로부터 나오는 광의 발산각이 클 경우는 사용하기가 실질적으로 어려운 것을 뜻하며, 따라서 발산각이 비교적 작은 영상시스템에만 적용이 가능하다. This means that it is practically difficult to use when the divergence angle of the light emitted from the
도3b는 렌즈(14) 대신에 소정의 곡률을 갖는 거울과 같은 반사부재(15)를 사용하는 방법이나, 이 경우 반사부재(15)의 곡률은 약 5Km로 되어 제작이 불가한 실정이며, 제작하더라도 반사부재(15)의 광축과 반사광의 광축 차이가 많이 발생하게 되므로 수차도 크게 되며 초점조절이 용이하지 않게 되어 따라서 스크린(11)에서 영상이 왜곡되어 실질적으로 사용이 어렵게 된다. 3B shows a method of using a reflecting
한편, 종래의 편광광을 분리한 후 다시 동일한 방향으로 합치게 하는 기술의 또 하나의 예는 일본 특개평5-316091에 나타나며, 이의 구체적인 구조는 도4와 같다. On the other hand, another example of the technique of separating the conventional polarized light and then combining the polarized light in the same direction is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-316091, and its specific structure is shown in Fig.
도4에 있어서 P-편광 및 S-편광이 혼재된 광이 프리즘과 같은 광학부재(17, 19)사이에 설치된 광 분할기(18)에 의하여 P-편광은 투과되고 S-편광은 반사된다. In Fig. 4, the P-polarized light is transmitted and the S-polarized light is reflected by the
또한 다른 광학부재(16,17)사이에 설치된 광 분할기(21)에 의하여 P-편광은 투과되고 S-편광은 반사된다. The P-polarized light is transmitted and the S-polarized light is reflected by the
반사된 S-편광광들은 반파장 리타더(20, 22)에 의하여 각각 P-편광으로 변환된다.The reflected S-polarized light is converted into P-polarized light by the half-
도4의 구성에 따르면 P-편광광은 이론적으로 전부 투과되지만, S-편광광은 입사광의 직경을 기준으로 하면 이분할 되어 반사되는 점에 있으며, 이 기술은 램프등의 광원으로부터 나온 광의 편광을 특정 편광(예,P-편광)으로 정렬하여 액정표시장치에 활용하는데 사용된다.According to the configuration of FIG. 4, the P-polarized light is theoretically transmitted at all, but the S-polarized light is divided and reflected at the diameter of the incident light. (E.g., P-polarized light) and used in a liquid crystal display device.
본 발명은 스크린에 투영되는 입체 영상의 화질과 밝기를 개선하기 위하여 마련된 입체 영상 장치를 마련하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a stereoscopic image apparatus for improving the quality and brightness of a stereoscopic image projected on a screen.
또한, 종래 기술보다 장치의 크기를 보다 컴팩트화 할 수 있는 입체 영상 장치를 마련하는데 또 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a stereoscopic image apparatus which can make the size of the apparatus more compact than the prior art.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입사된 광을 편광성분에 따라서 한 방향으로 투과시키고, 적어도 서로 다른 두 방향으로 반사시키는 광 분할기와According to an aspect of the present invention, there is provided a polarization beam splitter including a light splitter for transmitting incident light in one direction according to a polarization component and reflecting the light in at least two different directions,
광 분할기에서 반사된 광을 스크린 방향으로 반사시키는 반사부재와;A reflecting member for reflecting the light reflected by the light splitter in the screen direction;
광 분할기의 주위에 배치되며 광 분할기에 입사되는 광 및 광 분할기를 거쳐 투과 또는 반사된 광이 통과되는 프리즘과; 상기 프리즘 배치시 발생하는 공차로 인한 광 에너지의 손실을 방지하기 위하여 프리즘에 배치되어 입사광을 상기 프리즘으로 안내하는 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치를 제공한다. A prism disposed around the light splitter and through which light transmitted through the light splitter and light split by the light splitter are transmitted; And a substrate disposed on the prism and guiding the incident light to the prism to prevent loss of light energy due to a tolerance generated when the prism is disposed.
이와 같은 본 발명에 의하여 반사광에 의한 영상과, 투과광에 의한 영상의 크기가 동일하게 될 수 있어서, 스크린 상에의 화질 및 밝기가 개선되는 효과가 있다.According to the present invention, the size of the image due to the reflected light and the size of the image due to the transmitted light can be the same, thereby improving the image quality and brightness on the screen.
특히, 프리즘 앞에 기판을 배치함으로써, 프리즘의 입사면에 형성된 이격 공간으로 인하여 발생할 수 있는 광 손실을 억제할 수 있다.In particular, by disposing the substrate in front of the prism, it is possible to suppress the light loss that may occur due to the spacing space formed on the incident surface of the prism.
더 나아가, 추가적으로 기판 앞에 굴절부재를 배치함으로써, 프리즘의 입사면에 형성된 이격 공간에 광이 입사되는 것 자체를 차단함으로써 그 부분에서의 광 소멸 현상도 방지할 수 있다.Furthermore, by disposing the refractive member in front of the substrate in addition, it is possible to prevent light from disappearing at the portion by blocking light from entering into the spacing space formed in the incident surface of the prism.
또한, 투과 경로에 렌즈를 배치하거나, 반사 경로에 반사부재-프리즘 어셈블리를 배치함으로써 반사광에 의한 영상과 투과광에 의한 영상을 매칭시킬 수 있어서 고품질의 입체 영상을 구현할 수 있다. Further, by arranging the lens in the transmission path or arranging the reflecting member-prism assembly in the reflecting path, it is possible to match the image by the reflected light and the image by the transmitted light, thereby realizing a high quality stereoscopic image.
도1은 종래 기술에 의한 입체 영상 장치의 측면도이다.
도2는 종래 기술에 의한 입체 영상 장치에서 광의 이동을 도시한 측면도이다.
도3a과 도3b는 종래 기술의 변형된 입체 영상 장치에서 광의 이동을 도시한 측면도이다.
도4는 다른 형태의 종래 기술에 의한 입체 영상 장치의 측면도이다.
도5는 본 발명의 기초가 되는 입체 영상 장치에서 광의 이동을 도시한 측면도이다.
도6a와 도6b는 본 발명에서 프리즘이 분리된 상태와 결합된 상태를 도시한 것이다.
도7은 본 발명에서 프리즘에 기판이 부착된 상태를 도시한 것이다.
도8은 도7에 의한 프리즘 및 기판 및 투과경로의 렌즈가 적용된 입체 영상 장치에서 광의 이동을 도시한 측면도이다.
도9는 도7에 의한 프리즘 및 기판 및 반사부재-프리즘 어셈블리가 적용된 입체 영상 장치에서의 광의 이동을 도시한 측면도이다.
도10은 도7의 실시예에 굴절부재가 포함된 것을 도시한 것이다. 1 is a side view of a conventional stereoscopic image apparatus.
2 is a side view showing movement of light in a conventional stereoscopic image apparatus.
3A and 3B are side views illustrating the movement of light in a modified stereoscopic image apparatus according to the related art.
4 is a side view of a stereoscopic image apparatus according to another conventional art.
5 is a side view showing movement of light in a stereoscopic image apparatus as a basis of the present invention.
FIGS. 6A and 6B show a state in which the prism is separated from the prism in the present invention.
FIG. 7 illustrates a state where a substrate is attached to a prism in the present invention.
8 is a side view illustrating movement of light in a stereoscopic image apparatus to which a prism, a substrate, and a transmission path lens according to FIG. 7 are applied.
FIG. 9 is a side view illustrating the movement of light in a stereoscopic image apparatus to which a prism, a substrate, and a reflective member-prism assembly according to FIG. 7 are applied.
Fig. 10 shows that the refractive member is included in the embodiment of Fig.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명하도록 하겠다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도5에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 입체 영상 장치는 입사광을 편광 성분에 따라 반사 또는 투과시키는 광 분할기(34, 35)와, 광 분할기(34, 35)의 외부에 마련되며 광 분할기(34, 35)를 둘러싸도록 배치되는 프리즘(23, 24, 25)과, 광 분할기(34, 35)에서 반사된 광을 스크린(33) 방향으로 재반사시키는 반사부재(26, 27)을 포함한다.5, the stereoscopic image apparatus according to the present invention includes a
또한, 반사부재(26, 27)의 뒤에는 스크린으로 향하는 빛을 다른 편광성분으로(예, S-편광의 광을 P-편광으로)으로 변환시키는 반파장 리타더(28, 31) 및 변환된 광을 변조하는(예, 선편광을 원편광으로 변조하는) 변조기(29, 32)가 마련된다.Behind the
광 분할기(34, 35)는 경사지게 배치되는 두 개의 광 분할기로 구성된다. 편의상 제1광 분할기(34) 및 제2광 분할기(35)라고 정의하자. 제1광 분할기(34)와 제2광 분할기(35)는 일정한 사이각을 두고 배치된다.The
제1광 분할기(34)로 입사된 P-편광의 광은 제1광 분할기(34)를 투과하고, S-편광의 광은 아래 방향으로 반사된다.The P-polarized light incident on the
제2광 분할기(35)로 입사된 P-편광의 광은 제2광 분할기(35)를 투과하고, S-편광의 광은 윗 방향으로 반사된다.The P-polarized light incident on the second
한편, 프리즘(23, 24, 25)은 복수의 단위 프리즘들이고, 그 내부에 광 분할기(34, 35)가 배치된다.On the other hand, the
특히, 제1단위 프리즘(23)과, 제2단위 프리즘(24) 사이의 경계면(접합면)에는 제1광 분할기(34)가 코팅 처리되어 위치하고제3단위 프리즘(25)와, 제2단위 프리즘(24) 사이의 경계면(접합면)에도 제2광 분할기(35)가 코팅 처리 되어 위치한다. Particularly, a
광 분할기(34, 35)로 입사되는 광은 입사 전 프리즘(23, 25)의 입사면을 통과하여 광 분할기(34, 35)로 입사된다.Light that is incident on the
그리고, 광 분할기(34, 35)에 의하여 반사되거나 투과되는 광은 프리즘(23, 24, 25)의 출사면을 통과하여 출사된다. The light reflected or transmitted by the
여기서, 제1광 분할기(34)에서 반사된 광은 제1단위 프리즘(23)의 입사면 및 제2단위 프리즘(24)의 출사면에 간섭되지 않도록 하여야 하고, 제2광 분할기(35)에서 반사된 광은 제3단위 프리즘(25)의 입사면 및 제2단위 프리즘(24)의 출사면에 간섭되지 않도록 하여야 한다. Here, the light reflected by the
이를 위해서, 제2단위 프리즘(24)의 두 변의 사잇각(θ1)은 90도 보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.For this purpose, the angle? 1 between the two sides of the
또한, 제1단위 프리즘(23)의 입사면과, 제1광 분할기(34)에서 반사된 광 간에 이루는 각도(θ2) 및, 제3단위 프리즘(25)의 입사면과, 제2광 분할기(35)에서 반사된 광 간에 이루는 각도(θ2)는 적어도 0.1도 이상은 되어야 한다.The angle? 2 between the incident surface of the
한편, 제1광 분할기(34)에서 반사된 광이 제1단위 프리즘(23)을 통과하는 경우, 굴절이 되어 추가적 수차가 발생하지 않도록 제1 단위 프리즘(23)의 출사면은 평판으로 기능하여야 한다. On the other hand, when the light reflected by the
그리고, 이 조건은 제2광 분할기(35)에서 반사된 광이 제3단위 프리즘(25)을 통과하는 경우에도 적용된다. This condition is also applied when the light reflected by the second
이를 위하여, 제1단위 프리즘(23)의 입사면과 출사면이 이루는 각(θ3)과 제2단위 프리즘(24)의 두 변이 이루는 사이각(θ1)은 동일한 값으로 구현되는 것이 바람직하다(θ1=θ3)For this purpose, it is preferable that the angle (? 3 ) formed by the incident surface and the emitting surface of the first unit prism (23) and the angle? 1 formed by the two sides of the second unit prism (24) (? 1 =? 3 )
그리고, 제3단위 프리즘(25)의 입사면과 출사면이 이루는 각(θ3)과 제2단위 프리즘(24)의 두 변이 이루는 사이각(θ1)도 동일한 값으로 구현되는 것이 바람직하다(θ1=θ3).The angle? 3 formed by the incident surface of the
위와 같은 구성 하에서, 광 분할기(34, 35)를 투과하는 광은 제1변조기(30)를 통과하여 스크린(33)에 투사된다.Under the above configuration, the light passing through the
또한, 광 분할기(34, 35)에 의하여 반사된 광은 제2,3변조기(29, 32)를 통과하여, 스크린(33)에 투사되어, 투과 경로를 거친 빛과 스크린(33) 상에서 중첩된다.The light reflected by the
도6a는 프리즘을 구성하는 각 단위 프리즘이 분리된 경우를 도시하고, 6b는 각 단위 프리즘이 접합된 경우를 도시하고 있다. FIG. 6A shows a case where each unit prism constituting the prism is separated, and FIG. 6B shows a case where each unit prism is bonded.
도6a에 있어서 단위 프리즘들을 제작할 때 사잇각 θ5, θ6, θ7이 형성된다. 6A, angles θ 5 , θ 6 , and θ 7 are formed when unit prisms are manufactured.
여기서, 사잇각을 정의하면, 제1,3단위 프리즘(23,25)의 경우, 입사면과 접합면(제2단위 프리즘과 접합되는 면) 간에 형성되는 각도를 의미한다.Here, the angle of incidence is defined as an angle formed between the incident surface and the bonding surface (surface bonded to the second unit prism) in the case of the first and
제2단위 프리즘(24)의 경우, 출사면을 제외한 두 개의 접합면(제1단위 프리즘과 접하는 면 및 제3단위 프리즘과 접하는 면) 간에 형성되는 각도를 의미한다. In the case of the
이 사잇각들은 이론치와 비교할때 소정의 공차 δ를 가질 수도 있다. These angles may have a predetermined tolerance < RTI ID = 0.0 > 8 < / RTI >
광학 재료를 이용하여 단위 프리즘들을 각각 제작하는 경우, 가공의 정밀도를 높인다고 하여도 미세한 오차가 발생할 수 있기 때문이다. In the case of manufacturing the unit prisms each using an optical material, fine errors may occur even if the precision of the processing is increased.
따라서, 도6b와 같이 제1단위 프리즘(23)의 입사면과 제3단위 프리즘(25)의 입사면 사이의 각도(θ8)의 이론적 각도는 180도가 되어야 하는데, 제1단위 프리즘(23)의 사잇각(θ7)과 제2단위 프리즘(24)의 사잇각(θ6)과, 제3단위 프리즘(25)의 사잇각(θ5)의 합산 각도인 실제 각도가 180도±δ°가 될 수 있다. 6B, the theoretical angle of the angle [theta] 8 between the incident surface of the
이와 같은 공차가 발생한다면, 제1단위 프리즘(23)의 입사면과, 제3단위 프리즘(25)의 입사면 사이가 벌어지거나, 또는 겹쳐질 수 있고, 이에 의하여 이 부분을 통과하는 광이 영향을 받아서 스크린에서 구현되는 화상의 화질이 저하될 수 있다. If such a tolerance occurs, the incidence plane of the
프로젝터에서 스크린까지의 거리가 L인 경우, 상기 겹치거나 떨어진 거리를 Δ라고 하면 Δ≒L*Tan (δ)이다. When the distance from the projector to the screen is L, if the overlapping distance is Δ, then Δ≈L * Tan (δ).
예컨대 L=25m, δ=3'(초)인 경우는 Δ≒22mm가 되어 실질적으로 사용이 어렵게 된다. For example, in the case of L = 25 m and? = 3 '(seconds), DELTA? 22 mm is obtained, which makes it practically difficult to use.
이 공차 3'는 현재 가능한 정밀가공정도이며, 예컨데 δ=1'로 초 정밀가공한다 하더라도 화면의 어긋남이 7mm정도로 사용이 어렵게 될 수 있다. This tolerance 3 'is the degree of precision machining that is possible at present. For example, even if the precision machining is performed with delta = 1', the deviation of the screen is about 7 mm, which makes it difficult to use.
따라서 이를 개선하기 위하여, 도7과 같이, 기판(36)을 제1단위 프리즘(25)의 입사면과, 제3 단위 프리즘(23)의 입사면에 걸쳐서 배치하는 것이 바람직하다. 7, it is preferable that the
기판(36)은 광이 투과하는 투명한 광학부재로 구성되며 평판형태로 마련되는 것이 바람직하다. The
상기 기판(36)은 상기 제1단위 프리즘(23)의 입사면과 상기 제3단위 프리즘(25) 사이의 입사면 사이에 형성된 틈새를 덮음으로써, 해당 틈새 부분에 광이 직접적으로 진입하는 것을 방지하여 그 부분에서의 광에너지 손실을 방지한다. The
여기서 광에너지의 손실이란, 광의 산란, 난반사, 굴절, 소멸 등과 같이 예기치 못한 광의 진행 경로의 변화를 의미한다. Here, the loss of light energy means a change in the path of light that is unexpected, such as light scattering, diffuse reflection, refraction, extinction, and the like.
그리고, 상기 기판(36)의 굴절률은 상기 프리즘(23, 24, 25)의 굴절률과 동일 또는 거의 유사하게 되는 것이 바람직한데, 이는 기판(36)과 프리즘(23,24, 25)사이의 추가적인 굴절을 방지하기 위함이다. The refractive index of the
따라서, 상기 기판(36)을 통과한 광은 상기 제1,3단위 프리즘(23, 25)에 입사한 후, 상기 광 분할기(34, 35)에 입사되어 그 편광 성분에 따라서 상기 광 분할기(34, 35)에 의하여 반사되거나, 상기 광 분할기(34, 35)를 투과할 수 있다. The light passing through the
기판(36)이 제1단위 프리즘(23)의 입사면과, 제3 단위 프리즘(25)의 입사면에 배치될 수 있도록, 별도의 접착층(37)을 형성하여, 기판(36)이 안정적으로 위치할 수 있도록 한다. A
접착층(37)을 구성하는 물질은 제1,3단위 프리즘(23, 25)의 굴절율 및 기판(36)의 굴절율과 동일하거나 유사한 굴절율을 갖는 투명한 접착물질을 사용함으로서 수차의 발생을 억제하는 것이 바람직하다. It is preferable that the material constituting the
도8은 도5와 같은 시스템에서 투과광에 의한 이미지의 크기(d6)와, 반사광에 의한 이미지의 크기(d7)간의 차이가 발생한 경우, 이 차이를 없애기 위한 방법을 나타낸 것이다. FIG. 8 shows a method for eliminating the difference between the size d 6 of the image due to the transmitted light and the size d 7 of the image due to the reflected light in the system shown in FIG.
도8에 의한 실시예에서는 투과광에 의한 이미지를 확대하여, 반사광의 이미지 크기와 동일하게 구현하는 것을 제안한다.In the embodiment of FIG. 8, it is proposed to enlarge the image by the transmitted light and to implement the same as the image size of the reflected light.
이를 위하여, 광 분할기(34, 35) 및 제2단위 프리즘(24)를 투과한 광의 경로 상에 렌즈(37)를 배치하여, 투과광에 의한 이미지의 크기를 조절한다. For this purpose, a
도9는 도5와 같은 시스템에서 투과광에 의한 이미지의 크기(d6)와, 반사광에 의한 이미지의 크기(d7)간의 차이가 발생한 경우, 이 차이를 없애기 위한 또 다른 방법을 나타낸 것이다. 9 is generated when the difference between the size (d 7) of the image according to the size (d 6), and a reflected light image by transmitted light in the system shown in FIG. 5, illustrating another method for eliminating this difference.
도9에 의한 실시예에서는 반사광에 의한 이미지를 축소하여, 투과광의 이미지 크기와 동일하게 구현하는 것을 제안한다.In the embodiment according to FIG. 9, it is proposed to reduce the image due to the reflected light to realize the same image size as the transmitted light.
이를 위하여, 반사광의 경로상에 단순한 거울과 같은 반사부재 대신, 반사부재와 프리즘을 동시에 구비하는 반사부재-프리즘 어셈블리(38, 39)를 배치하였다. To this end, a reflective member-prism assembly (38, 39) having a reflective member and a prism at the same time is disposed instead of a reflective member such as a simple mirror on the path of reflected light.
따라서, 광 분할기(34, 35)에서 반사되고, 제1,3단위 프리즘(23, 25)를 통과한 광은 반사부재-프리즘 어셈블리(38, 39)을 거쳐서 도5의 상태보다 그 이미지의 크기가 축소되어 투과광에 의한 이미지의 크기와 동일하게 될 수 있다. Therefore, the light reflected by the
한편, 도10은 도5, 도7, 도8, 도9보다 광 효율을 증가시킬 수 있는 방법을 제시한다. Meanwhile, FIG. 10 shows a method of increasing the light efficiency as compared with FIG. 5, FIG. 7, FIG. 8, and FIG.
도7에서 각각의 단위 프리즘을 접합하는 경우, 점선으로 표시한 원 부분에는 각 단위 프리즘의 꼭지점이 모인다.In Fig. 7, when each unit prism is joined, the vertexes of the unit prisms are gathered in the circular part indicated by the dotted line.
특히, 제1단위 프리즘(23)의 입사면과, 제3단위 프리즘(25)의 입사면이 접합되는 경계상에 미세한 이격 공간이 형성될 수 있는데, 이 이격 공간의 크기를 t1이라고 정의한다. In particular, a fine space may be formed on the boundary between the incident surface of the
t1은 통상 0.1 ~ 0.2mm이다. 이렇게 되면, 이 이격 공간을 투과하는 광은 산란되어 광의 손실이 있게 된다. t 1 is usually 0.1 to 0.2 mm. In this case, the light passing through this spacing space is scattered and there is a loss of light.
이러한 광 손실을 방지하기 위하여, 기판(36)의 앞에 굴절부재(40,41)을 배치하는 것을 제안한다. In order to prevent such light loss, it is proposed to arrange the
굴절부재(40,41)를 편의상 제1굴절부재(40)와, 제2굴절부재(41)로 구분하여 정의하면, 제1굴절부재(40)와 제2굴절부재(41)의 상호 배치각도는 180도(평면 상태)가 아니라, 그 이상 또는 그 이하가 되는 것이 바람직하다.When the first and
즉, 제1굴절부재(40)의 입사면과 제2굴절부재(41)의 입사면 간의 상호 배치각도는 180도보다 작은 것이 바람직하고, 제1굴절부재(40)의 출사면과 제2굴절부재(41)의 출사면 간의 상호 배치각도는 180도보다 큰 것이 바람직하다.That is, the mutual arrangement angle between the incident surface of the
굴절부재(40,41)가 평평한 광학부재를 구부려서 만들어졌다고 가정한 경우, 그 벤딩각도는 입사면 입장에서는 180도 미만, 출사면 입장에서는 180도 초과되는 것이라고도 볼 수 있다. If it is assumed that the
제1굴절부재(40)와 제2굴절부재(41)의 연결부의 경우, 그 간격이 없을 수도 있고, 미세한 간격(t2)을 가질 수도 있다. In the case of the connecting portion between the first and
이와 같은 구성하에서 광이 굴절부재(40, 41)로 입사되면, 연결부에서 광이 상하 방향으로 경사지게 분리되어, When light is incident on the
제1단위 프리즘(23)의 입사면과, 제3단위 프리즘(25)의 입사면이 접합되는 경계상의 이격공간(t1)으로 빛이 들어가는 것이 방지된다.Light is prevented from entering into the separation space t 1 on the boundary where the incident surface of the
이를 구체적으로 알아보면, 연결부에서 분리된 광은 굴절부재(40,41)의 출사면에서 방향을 바꾸어, 분리된 상태에서 평행을 유지하는데, 이때 간격은 t3를 유지할 수 있고, t3의 간격은 이격 공간인 t1보다 크기 때문에 이격 공간에 의한 광 에너지 손실을 방지할 수 있는 것이다. In detail, the light separated from the connection portion is changed in direction from the exit surface of the refracting
여기서 t2가 생기는 경우에도 수십 ㎛로 구현이 가능하므로 광의 손실이 현실적으로 없다고 볼 수 있다. Here, even if t 2 occurs, it can be realized as several tens of 탆, so that the loss of light is not realistic.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Therefore, it is to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
23: 제1단위 프리즘 24: 제2단위 프리즘
25: 제3단위 프리즘 26, 27: 반사부재
28, 31: 반파장 리타더 29, 30, 32: 변조기
34: 제1 광 분할기 35: 제2 광 분할기
36: 기판 40: 굴절 부재23: first unit prism 24: second unit prism
25:
28, 31: Half-
34: first optical splitter 35: second optical splitter
36: substrate 40:
Claims (10)
상기 광 분할기에서 반사된 광을 스크린 방향으로 반사시키는 반사부재와;
상기 광 분할기에 입사되는 광 및 상기 광 분할기를 거쳐 투과 또는 반사된 광이 통과하도록, 상기 광 분할기 주위에 상호 접합되어 배치되는 복수의 단위 프리즘과;
상기 광 분할기 주위에 상기 복수의 단위 프리즘 배치 시 발생하는 공차로 인한 광 에너지 손실을 방지하기 위하여, 입사광을 상기 복수의 단위 프리즘으로 안내하는 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. A light splitter that transmits incident light in one direction according to a polarization component and reflects the incident light in at least two different directions;
A reflecting member for reflecting the light reflected by the light splitter in a screen direction;
A plurality of unit prisms arranged around and bonded to each other around the optical splitter so that light transmitted through the optical splitter and light transmitted through or reflected by the optical splitter can pass therethrough;
And a substrate for guiding incident light to the plurality of unit prisms in order to prevent a light energy loss due to a tolerance occurring when arranging the plurality of unit prisms around the light splitter.
상기 기판은,
상기 복수의 단위 프리즘이 접합되는 경계부분을 덮도록 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. The method according to claim 1,
Wherein:
Wherein the plurality of unit prisms are configured to cover a boundary portion to which the plurality of unit prisms are bonded.
상기 기판은,
상기 입사광의 상기 복수의 단위 프리즘으로의 입사면에 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. The method according to claim 1,
Wherein:
And the incident light is arranged on an incident surface to the plurality of unit prisms.
상기 기판의 굴절율과 상기 복수의 단위 프리즘의 굴절율은 유사하거나 동일한 굴절율을 가지며,
상기 입체 영상 장치는,
상기 기판을 상기 복수의 단위 프리즘에 접착시키는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치.The method according to claim 1,
Wherein the refractive index of the substrate and the refractive indices of the plurality of unit prisms are similar or have the same refractive index,
Wherein the stereoscopic image apparatus comprises:
Further comprising an adhesive layer for adhering the substrate to the plurality of unit prisms.
상기 복수의 단위 프리즘은,
상기 광 분할기에 입사될 광 및 상기 광 분할기에서 반사된 광이 통과하는 제1,3 단위 프리즘과, 상기 제1,3단위 프리즘과 접합되며 상기 광 분할기를 투과한 광이 통과되는 제2단위 프리즘을 포함하며,
상기 제1,3단위 프리즘에서 출사되는 광에 대해서 상기 제1,3단위 프리즘이 평판으로 기능하여 굴절이 방지될 수 있도록, 상기 제2단위 프리즘의 면들 중 상기 제1,3단위 프리즘과 접합하는 면들이 이루는 사잇각과 상기 제1단위 및 제3단위 프리즘 각각의 면들 중 입사면과 상기 광 분할기에서 반사된 광의 출사면이 이루는 사잇각은 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of unit prisms include:
A first and a third unit prisms through which the light to be incident on the light splitter and the light reflected by the light splitter pass; / RTI >
The first and third unit prisms are connected to the first and third unit prisms so that the first and third unit prisms function as a flat plate and can be refracted with respect to light emitted from the first and third unit prisms. Wherein the angle formed between the incident plane of the first unit and the third unit prism and the exit plane of the light reflected by the optical splitter has the same value.
상기 복수의 단위 프리즘은,
상기 광 분할기에 입사될 광 및 상기 광 분할기에서 반사된 광이 통과하는 제1,3 단위 프리즘과, 상기 제1,3단위 프리즘과 접합되며 상기 광 분할기를 투과한 광이 통과되는 제2단위 프리즘을 포함하며,
상기 제1,3단위 프리즘에서 출사되는 광이 상기 제1,3단위 프리즘의 입사면에 의하여 간섭되지 않도록, 상기 제1,3단위 프리즘의 입사면과 상기 출사되는 광 간의 각도는 적어도 0.1도 이상이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. The method according to claim 1,
Wherein the plurality of unit prisms include:
A first and a third unit prisms through which the light to be incident on the light splitter and the light reflected by the light splitter pass; / RTI >
The angle between the incident surface of the first and third unit prisms and the outgoing light is at least 0.1 degree or more so that the light emitted from the first and third unit prisms does not interfere with the incident surface of the first and third unit prisms And the three-dimensional image is displayed.
상기 기판보다 앞에 배치되고, 상기 기판으로 입사되는 광을 굴절시켜 상기 복수의 단위 프리즘이 접합되는 경계부분에 광이 입사되는 것을 방지하는 굴절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. The method of claim 1, wherein
Further comprising a refraction member disposed in front of the substrate and refracting light incident on the substrate to prevent light from being incident on a boundary portion where the plurality of unit prisms are joined.
상기 굴절부재는 제1굴절부재 및 이와 소정 각도를 이루는 상태로 연결되는 제2굴절부재를 포함하되, 상기 제1굴절부재와 상기 제2굴절부재의 연결부분이 상기 경계부분 앞에 배치되고,
상기 제1굴절부재의 입사면과 상기 제2굴절부재의 입사면 간의 배치각도는 180도보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. 8. The method of claim 7,
Wherein the refraction member includes a first refraction member and a second refraction member connected at a predetermined angle to the first refraction member, wherein a connecting portion of the first refraction member and the second refraction member is disposed in front of the boundary portion,
Wherein an arrangement angle between an incident surface of the first refraction member and an incident surface of the second refraction member is smaller than 180 degrees.
상기 광 분할기에서 반사된 광과 투과된 광의 크기가 일치되게 하도록, 상기 광 분할기를 투과하여 상기 복수의 단위 프리즘을 거친 광이 통과하는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치. The method according to claim 1,
Further comprising a lens through which the light passing through the plurality of unit prisms passes to pass through the light splitter so that the light reflected by the light splitter and the transmitted light have the same size.
상기 광 분할기에서 반사된 광과 투과된 광의 크기가 일치되게 하도록, 프리즘 및 상기 프리즘의 일면에 형성되는 반사부재로 구성되는 적어도 하나의 반사부재-프리즘 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 장치.The method according to claim 1,
Further comprising at least one reflecting member-prism assembly including a prism and a reflecting member formed on one surface of the prism so that the light reflected by the beam splitter and the transmitted light have the same size, .
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- 2014-03-12 KR KR1020140029108A patent/KR101472893B1/en active IP Right Grant
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