KR101702024B1 - 원격정렬형 입체영상장치 및 이를 이용한 입체영상상영방법 - Google Patents

원격정렬형 입체영상장치 및 이를 이용한 입체영상상영방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원격정렬 기능을 구비하여 효율적으로 조절 가능한 입체영상 장치 및 이를 이용한 입체영상 상영 방법에 대한 것이다.
이를 위한 입체영상 장치는, 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 편광성분에 따라 하나 이상의 투과광 및 하나 이상의 반사광으로 공간적으로 분할하여 조사하는 편광 광분할기; 상기 투과광 및 상기 반사광이 좌측 영상 및 우측 영상을 조사함에 따라 서로 다른 편광방향을 가지도록 조절하는 하나 이상의 변조기; 제 1 원격 제어 신호에 따라 상기 투과광의 스크린 조사 위치를 조절하도록 구성되는 각도조정부; 상기 반사광의 경로를 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하는 원격정렬형 반사부재; 및 상기 각도조정부 및 상기 원격정렬형 반사부재와 원격으로 연결되어, 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호를 전송하는 원격 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원격정렬형 입체영상장치 및 이를 이용한 입체영상상영방법{Stereoscopic Image Display Apparatus with Remote Controlled Alignment Function and Method for Displaying Stereoscopic Image Using the Same}
이하의 설명은 입체영상 장치 및 이를 이용한 입체영상 상영 방법에 대한 것으로서, 구체적으로 원격정렬 기능을 구비하여 효율적으로 조절 가능한 입체영상 장치 및 이를 이용한 입체영상 상영 방법에 대한 것이다.
일반적으로 입체 영상(또는 3D 영상)을 구현하는 방법은 인간의 두 눈에 서로 다른 영상을 조명함으로써 구현되며, 극장과 같은 대형 스크린을 통해 상영되는 입체 영상의 경우, 좌우측이 서로 수직하는 방향의 편광 렌즈를 가진 편광 안경을 통해, 좌측 영상과 우측 영상을 구분하여 투과시키는 편광 방식이 주로 이용되고 있다. 이는 두 개의 카메라를 이용하여 영상을 촬영하고, 그 두 개의 영상을 편광수단을 이용하여 서로 직각 편차를 가진 겹친 영상을 하나의 화면에 디스플레이하고, 상술한 편광 안경을 통해 두 개의 카메라가 촬영한 영상을 각각 좌우측 눈으로 보게 함으로써 입체 영상을 구현하는 방식이다.
도 1은 입체 영상 상영을 위한 종래 2 프로젝터 방식 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
상술한 바와 같은 편광 방식에 의한 입체 영상 상영을 하기 위해 종래 2 프로젝터 방식 시스템에서는 2 개의 기존의 2차원(2D) 프로젝터(1, 2)에 의해 하나의 프로젝터(1)에서는 좌측 영상을 조사하고, 다른 하나의 프로젝터(2)에서는 우측영상을 조사하도록 하여, 이들 각각의 영상을 편광 방향이 각각 수직인 편광필터들(3, 4)을 통과시켜 스크린(5)에 조사되도록 한다. 이와 같이 스크린(5)에 조사된 좌측 영상과 우측 영상이 겹쳐진 영상은 이후 관람자가 착용한 편광 안경(6)의 좌측 영상용 렌즈(7)와 우측 영상용 렌즈(8) 각각을 통해 관람자의 좌우안에 구분되어 보임으로서 입체감을 느끼게 하는 방식이다.
상술한 방식에 있어서 좌측 영상 및 우측 영상에 서로 다른 편광을 적용하는 것은 선편광 방식 및 원편광 방식 모두에 의해 가능하다.
이와 같은 종래의 2 프로젝터 방식 입체 영상 상영 시스템은, 프로젝터가 시간적으로 좌우영상을 교대로 조사하도록 하는 아래 1 프로젝터 방식으로 대체되고 있다.
도 2는 1 프로젝터 원편광 필터 방식 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같은 입체영상 프로젝터 시스템은 좌측영상과 우측영상을 순차적으로 조사하는 하나의 프로젝터(201), 좌측 영상용 편광 필터와 우측 영상용 편광 필터를 포함하는 원편광필터부(202), 및 상술한 원편광필터부(202)를 프로젝터(201)의 좌측영상 조사와 우측영상 조사의 타이밍 동기에 맞게 회전시켜 구동하는 필터 구동부(203)를 포함한다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 프로젝터(201)의 좌측영상 조사와 우측영상 조사의 타이밍 동기를 획득하여 상술한 필터 구동부(203)에 전달하는 동기부(204)를 더 포함할 수 있다.
프로젝터(201)는 좌측영상과 우측영상이 순차적으로 저장된 입체영상용 콘텐츠를 입력 받아 이 콘텐츠를 지속적으로 조사한다. 원편광필터부(202)는 상술한 바와 같이 좌측 영상용 편광 필름과 우측 영상용 편광 필름을 포함하며, 회전을 통해 프로젝터(201)가 좌측 영상을 조사하는 타이밍에는 좌측영상용 편광 필터가 프로젝터의 조사구에 위치하도록 하고, 프로젝터(201)가 우측 영상을 조사하는 타이밍에는 우측영상용 편광 필터가 프로젝터(201)의 조사구에 위치하도록 조절되는 것이다.
다만, 상술한 바와 같은 1 프로젝터 방식은 하나의 프로젝터로부터 조사되는 영상광을 좌우측 영상에 나누어 사용함에 따라 휘도(Brightness) 감소가 크게 문제가 된다.
상술한 바와 같은 종래 1프로젝터 시스템의 휘도 감소 문제를 해결하기 위해 편광 광 분할기를 이용하여 투과광과 반사광을 스크린에 모아 휘도를 개선 한 입체영상상영 장치가 도입되었다.
다만, 본 발명이 적용될 편광 광분할기를 이용한 입체영상 방식에 있어서, 투과광과 반사광이 재대로 정렬되지 않는 경우 입체영상의 품질이 저하될 수 있다. 또한, 극장과 같이 큰 공간에서 투과광과 반사광의 정렬을 맞추는 작업은 입체영상 장치에 접근하여 수행하고, 이를 확인하는 작업은 스크린 앞에서 수행해야 하는 경우 작업이 효율이 크게 감소할 수 있다.
아울러, 본 발명이 적용되는 입체영상 장치가 천장 등 높은 위치에 설치되는 경우 투과광과 반사광의 정렬을 수동으로 진행하는 작업에 위험이 있을 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 편광성분에 따라 하나 이상의 투과광 및 하나 이상의 반사광으로 공간적으로 분할하여 조사하는 편광 광분할기; 상기 투과광 및 상기 반사광이 좌측 영상 및 우측 영상을 조사함에 따라 서로 다른 편광방향을 가지도록 조절하는 하나 이상의 변조기; 제 1 원격 제어 신호에 따라 상기 투과광의 스크린 조사 위치를 조절하도록 구성되는 각도조정부; 상기 반사광의 경로를 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하는 원격정렬형 반사부재; 및 상기 각도조정부 및 상기 원격정렬형 반사부재와 원격으로 연결되어, 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호를 전송하는 원격 제어기를 포함하는 입체영상 장치를 제안한다.
여기서, 상기 원격정렬형 반사부재는, 상기 반사광을 상기 스크린 방향으로 반사하기 위한 반사부재; 및 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 상기 반사부재의 상하 방향 및 좌우 방향을 조정하도록 구성되는 모터부를 포함할 수 있다.
상기 각도조정부는 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 상기 입체영상장치의 상기 편광 광분할기, 상기 변조기 및 상기 원격정렬형 반사부재를 포함하는 본체의 상하 각도를 조정하도록 구성되는 모터부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격정렬형 반사부재의 모터부 및 상기 각도조정부의 모터부와 연결되어, 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 상기 원격정렬형 반사부재의 모터부 및 상기 각도조정부의 모터부의 동작 정도를 제어하는 구동부를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사광은 상기 프로젝터로부터 조사된 상기 이미지 광을 이미지 분할하여 상측부로 반사되는 제 1 반사광 및 하측부로 반사되는 제 2 반사광을 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 원격정렬형 반사부재는 상기 제 1 반사광의 경로를 조정하는 제 1 원격정렬형 반사부재, 및 상기 제 2 반사광의 경로를 조정하는 제 2 원격정렬형 반사부재를 포함할 수 있다.
상기 제 1 원격정렬형 반사부재는 상기 제 1 반사광을 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정할 수 있으며, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 제 1 반사광이 제 1 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하도록 하며, 상기 제 2 원격정렬형 반사부재는 상기 제 2 반사광을 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 제 2 반사광이 제 2 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하도록 할 수 있다. 이때, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 상기 스크린 상에서 결합되어 하나의 이미지 광을 형성하도록 구성될 수 있다.이때, 상기 제 2 원격 제어 신호는 이미지 분할된 상기 제 1 반사광 및 상기 제 2 반사광이 상기 스크린 상에서 이미지 결합할 수 있도록 각각 제어할 수 있다.
상기 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하기 위해 정렬 상태를 확인하도록 구성된 카메라를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 원격제어기는 상기 카메라로부터 수신한 정렬상태확인 신호에 기반하여 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호 중 하나 이상을 전송하도록 구성될 수 있다. 아울러, 상기 원격제어기는, 상기 정렬상태확인 신호에 기반하여 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호 중 하나 이상을 전송하는 동작의 개시 또는 종료를 제어하기 위한 제 1 제어부; 및 조정자의 판단에 기반하여 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호 중 하나 이상을 전송하는 동작을 위한 제 2 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격 제어기는 이동성을 가진 사용자 기기에 소프트웨어를 설치하여 구현될 수 있으나, 이에 제한될 필요는 없다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 편광성분에 따라 투과광 및 하나 이상의 반사광으로 공간적으로 분할하고, 상기 투과광 및 상기 반사광이 좌측 영상 및 우측 영상을 조사함에 따라 서로 다른 편광방향을 가지도록 조절하며, 제 1 원격 제어 신호에 따라 상기 투과광의 스크린 조사 위치를 조절하고, 상기 반사광의 경로를 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하는 것을 포함하는 입체영상 상영 방법을 제안한다.
여기서, 상기 광 분할은, 상기 반사광을 상기 프로젝터로부터 조사된 상기 이미지 광을 이미지 분할하여 상측부로 제 1 반사광을 반사하고, 하측부로 제 2 반사광을 반사하는 것을 포함할 수 있다.
아울러, 상기 중첩된 이미지 광을 형성하는 것은, 상기 제 1 반사광을 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 제 1 반사광이 제 1 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하고, 상기 제 2 반사광을 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 상기 투과광과 상기 제 2 반사광이 제 2 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하도록 하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 상기 스크린 상에서 결합되어 하나의 이미지 광을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 2 원격 제어 신호는 이미지 분할된 상기 제 1 반사광 및 상기 제 2 반사광이 상기 스크린 상에서 이미지 결합할 수 있도록 각각 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들에 따를 경우, 고휘도 입체영상을 하나의 프로젝터를 이용하여 상영하는 입체영상 장치에서 투과광과 반사광의 정렬을 효율적이고, 안전하게 수행할 수 있다.
도 1은 입체 영상 상영을 위한 종래 2 프로젝터 방식 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 1 프로젝터 원편광필터 방식 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 광분할기를 이용하여 휘도 개선을 한 입체영상상영 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 고휘도 입체영상상영 장치의 변조기 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 투과광과 반사광을 스크린 상에서 정렬시키는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 입체영상 장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체영상 장치의 본체 부분을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 각도조정부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 원격제어기의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 입체영상 장치의 투과광과 반사광의 정렬 상태를 자동적으로 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 구성을 이용하여 투과광과 반사광의 정렬 상태를 자동적으로 조절하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 자동정렬 기능을 구비한 원격제어기의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동정렬 방식의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
도 14은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 자동정렬 방식의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 원격정렬 기능을 구비하여 효율적으로 조절 가능한 입체영상 장치 및 이를 이용한 입체영상 상영 방법에 대한 것이다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용될 수 있는 편광 광분할기를 이용한 입체영상 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 편광 광분할기를 이용한 입체영상상영 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 입체영상상영 장치는 편광 광분할기(polarizing beam splitter(PBS); 301)를 이용하여 프로젝터(302)로부터 조사된 광을 2가지 경로로 분할 하여 처리한 후, 이를 다시 스크린(303)에서 합쳐 휘도를 개선하는 방식으로 동작한다.
구체적으로, 프로젝터(302)로부터 나오는 영상광은 편광 광분할기(301)에서 두 개의 편광성분을 갖는 빛으로 나뉜다. 즉, S-편광 및 P-편광성분을 갖는 빛은 PBS(301)에서 반사 또는 투과된다. 투과된 P-편광성분을 갖는 광은 렌즈(304)에 의하여 상이 확대되어 스크린(303) 상에 영상이 맺힌다. 한편, 반사된 S-편광광은 반사경(305)에 의하여 반사되어 스크린(303)에 도달한다. 위와 같은 두 개의 투과/반사된 광은 변조기(306) 및 변조기(307)에 의하여 원하는 좌 및 우 원형편광으로 바뀌어 사용하게 된다.
한편 상기 두 개의 투과/반사된 광은 서로 다른 편광성분을 가지게 되므로 입체영상을 상영하기 위해서는 동일 시점에 이들이 동일한 편광 방향을 가지도록 변환시켜야 한다. 이를 위한 시스템의 일례에서는 변조기(307)을 거치는 반사광로에 반파장 위상지연기(Half wave retarder; 308)를 사용하고, 변조기(306)을 거치는 투과광로에는 이와 달리 반파장 위상지연기를 사용하지 않음으로써, 양 광로의 영상광이 변조기들(307, 306)의 전단에서는 모두 동일한 선편광(예를 들어, P-편광)을 가지고, 변조기들(307, 306)을 거친 후에는 모두 동일한 방향의 원편광 또는 경우에 따라 모두 동일한 방향의 선편광을 가지게 하였다.
반대로, 변조기(307)을 거치는 반사광로에는 반파장 위상지연기를 사용하지 않고, 변조기(306)을 거치는 투과광로에는 반파장 위상지연기(309)를 사용하여, 양 광로의 영상광이 변조기들(307, 306)의 전단에서는 모두 S-편광을 가지고, 변조기들(307, 306)을 거친 후에는 모두 동일한 방향의 원편광 또는 경우에 따라 모두 동일한 방향의 선편광을 가지게 할 수도 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는, 편광 광분할기를 이용한 입체영상상영 장치를 설명하기 위한 또 다른 일례를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 4에 도시된 입체영상 장치는 광분할기에 의해 영상광이 3개로 분할되어 처리되는 시스템에 대한 것이다.
도 4에서 프로젝터(401)에 의해 조사된 영상광은 편광 광분할기(402, 403)를 투과하여 진행하는 제 1 영상광, 편광 광분할기(402)에 의해 반사되어 반사부재(404)를 통해 반사되어 진행하는 제 2 영상광, 그리고 편광 광분할기(403)에 의해 반사되어 반사부재(405)를 통해 반사되어 진행하는 제 3 영상광으로 분할될 수 있다. 이때, 투과광과 반사광은 편광 성분에 따라 하나의 이미지광이 분할되는 것이고, 2개의 반사광은 하나의 이미지광을 이미지 분할을 하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 시스템에서 분리된 2개의 반사광은 스크린 상에서 하나의 이미지로 이미지 결합이 되는 것이 바람직하다.
도 4의 실시예에서는 편광 광분할기(402, 403)가 도시된 바와 같이 구부러져 있는 형태를 가지며, 중앙부를 통과하는 광이 편광 광분할기(402, 403)의 연결부에 입사함에 따른 유실을 막기 위해 굴절부재(406, 407)를 포함하는 것을 도시하고 있다.
한편, 도 4의 편광 광분할기(402, 403)는 투과광과 반사광의 광로차 등을 고려하여 프리즘 형태로 구현될 수도 있으며, 그 밖에도 다양한 방식이 이용될 수 있다.
이하의 설명은 상술한 바와 같은 편광 광분할기를 이용하는 입체영상 장치에서 투과광과 반사광을 효율적으로 원격제어하에 정렬하는 방법에 대해 설명한다.
도 5는 투과광과 반사광을 스크린 상에서 정렬시키는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
본 예에서 입체영상 장치(500)는 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 3중광을 이용하는 시스템을 가정한다. 또한, 본 예에서는 프로젝터가 투과광과 반사광이 정렬을 쉽게 결정하기 위해서 원형의 정렬 이미지(501)를 방출하는 경우를 가정한다. 다만, 정렬 이미지의 형상은 예시적인 것이며, 십자 모형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 이 때, 정렬이 되지 않은 상태에서의 영상은 도 5의 좌측 하단에 도시된 바와 같이 상측 반사영상(502)과 하측 반사영상(503)이 도시된 바와 같이 투과광(504)에 벗어나 있을 수 있다.
도 5에서 도면부호 505 및 506은 3중광 시스템에서 상측 반사부재의 정렬을 제어하는 조절좌, 그리고 도면부호 507 및 508은 3중광 시스템에서 하측 반사부재의 정렬을 제어하는 조절좌를 나타내는 것을 가정한다.
상술한 바와 같이 투과광과 반사광이 정렬되지 않은 경우, 상측 반사영상을 투과광에 맞추기 위해서는 상측 반사부재의 상하-조절좌(505)와 상측 반사부재의 좌우-조절좌(506)를 조작해서 투과광과 스크린 상에서 제 1 부분(예를 들어, 상측 부분)에서 중첩되도록 조절할 수 있다. 또한 하측 반사영상도 상측 반사영상과 같이 하측 반사부재의 상하-조절좌(507)와 하측 반사부재의 좌우-조절좌(508)를 조작해서 투과광과 제 2 부분(예를 들어, 하측 부분)에서 중첩되도록 조절할 수 있다. 여기서 제 1 부분 및 제 2 부분은 스크린 상에서 서로 결합하여 하나의 이미지 광을 형성하는 것을 가정한다. 그러면 투과광과 반사광 영상이 스크린 상에서 일치되는 상태에서 중첩될 수 있다.
본 발명을 기술함에 있어서 “결합”은 하나의 이미지의 다른 부분을 분할하는 이미지 분할된 광들이 스크린 상에서 하나의 이미지 광으로서 합쳐지는 것을 의미하는 것을 가정한다. 예를 들어, 도 5에서 상측 반사광의 스크린 이미지(502)와 하측 반사광의 스크린 이미지(503)는 상술한 바와 같은 정렬 과정을 거쳐 스크린 상에서 하나의 원형 이미지로 결합될 수 있다.
이에 반해 “중첩”은 동일한 이미지를 나타내는 광이 스크린상에서 중첩되어 휘도를 증가시키는 것을 의미하는 것으로 가정한다. 예를 들어, 도 5에서 투과광의 스크린 이미지(504)는 반사광들의 스크린 이미지(502, 503)과 상술한 바와 같은 정렬 과정을 통해 중첩되어 고휘도의 영상을 구현할 수 있다.상술한 설명은 도 4에 도시된 바와 같은 3중광 시스템을 예를 들어 설명하였으나, 이러한 방식은 도 3에 도시된 바와 같은 2중광 시스템에도 적용될 수 있다.
다만, 상술한 바와 같이 조절좌를 수동으로 작업자가 직접 조절하는 경우, 조절좌의 조절 정도에 따른 정렬 상태는 원거리에 위치한 스크린에 근접해서 확인하거나 망원경을 이용하여 확인하는 반면, 후속하는 조정은 다시 입체영상 장치까지 와서 조절해야 하기 때문에 작업이 불편해 질 수 있다. 아울러 상술한 바와 같이 정렬작업을 수동으로 진행할 경우, 입체영상 장치가 높은 천장이나 벽 등에 설치되는 경우 작업에 위험성이 있을 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 입체영상 장치의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 입체영상 장치는 도 4와 관련하여 상술한 3중광 방식을 이용하는 경우를 예를 들어 도시하였으나 이에 한정될 필요는 없으며, 도 3과 관련하여 상술한 2중광 시스템에서 동일하게 적용될 수 있다.
먼저 도 6에 도시된 입체영상 장치(600)는 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 편광성분에 따라 하나 이상의 투과광 및 하나 이상의 반사광으로 공간적으로 분할하여 조사하는 편광 광분할기, 및 투과광 및 반사광이 좌측 영상 및 우측 영상을 조사함에 따라 서로 다른 편광방향을 가지도록 조절하는 하나 이상의 변조기를 포함하는 점은 도 3 및 도 4와 동일하다.
다만, 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체영상 장치는 제 1 원격 제어 신호에 따라 투과광의 스크린(601) 조사 위치를 조절하도록 구성되는 각도조정부(602), 및 반사광의 경로를 제 2 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 스크린(601) 상에서 제 1 원격 제어 신호에 따라 조정된 위치에 조사되는 투과광과 반사광이 하나의 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하는 원격정렬형 반사부재(603, 604)를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상술한 입체영상 장치의 본체와 별도로 상술한 각도조정부(602) 및 원격정렬형 반사부재(603, 604)와 원격으로 연결되어, 상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호를 전송하는 원격 제어기(605)를 추가적으로 포함할 수 있다. 이 원격 제어기는 도 6에 예시된 바와 같이 노트북, 휴대폰 등의 이동성을 가지는 사용자 기기에 어플리케이션, 소프트웨어 등의 형태로 설치되어 구성될 수 있으며, 이와 달리 별도의 리모컨 형태를 가질 수도 있다.
아울러, 상술한 각도조정부(602) 및 원격제어형 반사부재(603, 604)의 조절 동작을 위한 모터 등을 구동하기 위한 구동부(606)가 추가적으로 포함될 수 있다.
만일 상술한 입체영상 장치(600)가 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 이미지 분할하여 상측부로 반사되는 제 1 반사광 및 하측부로 반사되는 제 2 반사광을 조사하는 3중광 시스템인 경우, 원격정렬형 반사부재(603, 604)는 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 반사광의 경로를 조정하는 제 1 원격정렬형 반사부재(603), 및 제 2 반사광의 경로를 조정하는 제 2 원격정렬형 반사부재(404)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체영상 장치의 본체 부분을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 원격정렬형 반사부재(603, 604)는 반사광을 스크린 방향으로 다시 반사하기 위한 거울 등의 반사부재와 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 반사부재의 상하/좌우 방향을 조정하는 모터부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상술한 입체영상 장치가 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 이미지 분할하여 상측부로 반사되는 제 1 반사광 및 하측부로 반사되는 제 2 반사광을 조사하는 3중광 시스템인 경우, 모터부는 제 1 원격정렬형 반사부재(603)에 의한 제 1 반사광의 상하 방향을 조정하기 위한 모터부(603-1) 및 좌우 방향을 조정하기 위한 모터부(603-2)를 포함할 수 있으며, 동일하게 제 2 원격정렬형 반사부재(604)에 의한 제 2 반사광의 상하 방향을 조정하기 위한 모터부(604-1) 및 좌우 방향을 조정하기 위한 모터부(604-2)를 포함할 수 있다.
한편, 각도조정부(602)에 대한 설명은 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 각도조정부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이 각도조정부(602)는 편광 광분할기에 의한 투과광의 각도를 조정하기 위한 구성이다. 다만, 도 8의 예에서와 같이 각도조정부(602)는 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 입체영상장치의 편광 광분할기, 변조기 및 원격정렬형 반사부재를 포함하는 본체 전체의 상하 각도를 조정하도록 구성되는 장치각도조정부(602)일 수도 있다.
장치각도조정부(602)는 조정자(602-1)의 회전에 따라 장치의 각도가 조절되도록 구성될 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
구체적으로 장치각도조정부(602)는 프로젝터 렌즈(801)로부터 조사되어 평광 광분할기(802)를 투과한 광(803)의 광축(804)이 편광 광 분할기의 중심축과 수평 방향으로 일치되도록 조절될 수 있으며, 본 실시형태에서는 유선/무선으로 연결되는 원격 제어기로부터 수신되는 제어 신호에 따라 각도를 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 원격제어기의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 원격제어기가 사용자 스마트폰의 어플리케이션 형태로 설치되는 경우를 예를 들어 도시하고 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
도 9에 도시된 원격제어기(900)는 반사부재 및 장치의 조정 속도를 제어하기 위한 속도 제어부(901)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 반사부재 및 장치 각도의 조정 속도를 최저 속도, 2배속, 3배속으로 설정하여 조정할 수 있다.
한편, 입체영상 장치가 3중광 시스템인 경우, 원격제어기(900)는 상측 반사부재를 정렬하기 위한 상측 반사부재 제어부(902), 하측 반사부재를 정렬하기 위한 하측 반사부재 제어부(903) 및 장치 자체의 각도를 조정하기 위한 각도조정 제어부(904)를 포함할 수 있다.
상측 반사부재 제어부(902)는 상측 반사부재의 상하/좌우 방향 조절을 위한 스위치(902-1, 902-2, 902-3, 902-4)를 포함할 수 있으며, 하측 반사부재 제어부(903) 역시 하측 반사부재의 상하/좌우 방향 조절을 위한 스위치(903-1, 903-2, 903-3, 903-4)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 원격 제어기(900)를 이용하는 경우 조절자는 입체영상 장치의 정렬을 위해 스크린 앞과 입체영상 장치를 오고 갈 필요 없이, 스크린 앞에서 정렬을 수행할 수 있으며, 입체영상 장치가 높은 천장 등에 설치된 경우에도 안전하게 입체영상 장치의 정렬을 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 입체영상 장치의 투과광과 반사광의 정렬 상태를 자동적으로 조정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 10에 도시된 실시형태에서는 투과광과 반사광의 정렬 상태를 확인하기 위한 카메라(1000)가 추가적으로 포함되는 것을 제안한다. 이 카메라(1000)는 촬영된 영상에서 투과광과 반사광의 정렬 상태를 확인한 후 정렬상태확인 신호를 구동부에 전송할 수 있다. 즉, 투과광과 반사광의 정렬 상태에 대한 조절이 필요한 경우, 이 정렬상태확인 신호에 기반하여 소프트웨어적으로 반사부재의 방향 및/또는 장치의 각도를 조정하는 제어 신호를 생성하여 이용할 수 있다.
도 11은 도 10의 구성을 이용하여 투과광과 반사광의 정렬 상태를 자동적으로 조절하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 하단은 카메라에 의해 촬영되는 영상을 나타내며, 좌측은 투과광과 반사광들이 정렬되지 않은 상태를, 우측은 투과광과 반사광이 정렬되어 하나로 중첩된 이미지(1105)를 나타내고 있다. 도 11의 좌측과 같이 촬영된 경우, 카메라로 입력된 이미지를 받아 원격제어부에서 이에 대응하는 정렬신호를 생성하여 구동부에 전송할 수 있다. 이에 기반하여 원격제어기는 제 1 반사광의 좌우(1101), 그리고 상하(1102) 방향 제어 신호를 산정하여 구동부를 통해 제 1 원격정렬형 반사부재에 전송하고, 제 2 반사광의 좌우(1103) 그리고 상하(1104) 방향 제어 신호를 산정하여 구동부를 통해 제 2 원격정렬형 반사부재에 전송할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 원격 제어신호들은 카메라 모듈 자체에 설치된 소프트웨어에 의해 산정되어 원격제어기나 구동부에 전달될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 자동정렬 기능을 구비한 원격제어기의 일례를 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 원격 제어기는 도 9의 경우와 비교하여 상술한 바와 같은 카메라의 정렬상태확인에 기반한 자동정렬 동작을 제어할 수 있는 제어부(1201)를 추가적으로, 또는 도 9의 구성을 대체하여 구비되는 것을 특징으로 한다.
원격 제어기에서 자동정렬 동작의 시작 버튼(1201-1)을 누르면, 프로젝터에서는 정렬 확인용 신호(예를 들어, 도 11과 같은 원형신호)가 조사되고, 카메라의 정렬 확인에 따라 반사부재(들) 및 장치의 각도가 조절되는 것을 제안한다. 아울러, 조정자가 육안으로 정렬이 완료되는 경우, 자동정렬 기능을 종료시키는 버튼 (1201-2) 등을 추가적으로 구비할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동정렬 방식의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 자동정렬 기능을 효율적으로 수행하기 위해 프로젝터에서는 정렬 확인용 영상 조사를 시작할 수 있다(1301). 이와 같이 정렬 확인용 영상이 조사되는 경우 카메라는 정렬 영상을 촬영하며(1302), 촬영 영상으로부터 먼저 투과광의 중심을 찾아낼 수 있다(1303). 그 후, 카메라의 정렬 영상으로부터 반사광의 이미지를 찾아 내고(1304), 투과광의 상단 영상과 반사광의 상단 영상을 중첩하는 동작을 수행할 수 있다(1305). 그 후 투과광의 하단 영상은 반사광의 하단 영상과 중첩시킬 수 있다(1306). 위와 같은 정렬 과정이 끝나면 자동 정렬 동작은 완료될 수 있다(1307).
도 14은 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 자동정렬 방식의 일례를 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 도 13과 대비하여 더 구체적 투과광과 반사광을 어떻게 중첩시킬 것인지를 설명한다. 상술한 바와 같이 자동정렬 기능을 효율적으로 수행하기 위해 프로젝터에서는 정렬 확인용 영상 조사를 시작할 수 있음은 도 13과 동일하다(1401). 여기서 정렬 영상은 원형의 정렬 영상뿐만 아니라 십자형의 정렬 영상일 수도 있다.
이와 같이 정렬 확인용 영상이 조사되는 경우 카메라는 정렬 영상을 촬영하며(1402), 촬영 영상으로부터 먼저 투과광의 중심을 찾아내는 데에는 도 13과 동일하다 (1403 ~ 1405). 다만, 도 14에서는 더 구체적으로 투과광의 중심 이미지를 찾기 위해 먼저 정렬 영상의 주변광을 제거하여 정확한 필셀 이미지를 취한 후 (1403), 정렬 영상으로부터 반사광을 상/하 또는 좌/우로 이동하여 투과광 중심을 찾아낸 후(1404), 이를 통해 투과광의 중심 이미지를 고정할 수 있다(1405).
한편, 도 14에서는 도시하지 않지만 구현 방식에 따라, 투과광의 중심을 찾아낸 후, 또는 투과광의 중심을 찾아내기 전에 먼저 투과광의 각도를 조정하도록 구성할 수도 있다.
그 후, 반사광을 중첩시킴에 있어서도, 반사광 중심 이미지를 이동하여 투과광 중심 포착 이미지에 중첩시킨 후(1406), 투과광 중심 이미지와 반사광 중심 이미지를 비교하는 작업을 수행할 수 있다(1407). 이와 같은 확인 작업을 토대로 정확하게 투과광과 반사광의 중심 이미지가 중첩될 때까지 상기 1406 및 1407의 단계를 반복할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 정밀하게 입체영상을 정렬시킬 수 있다(1409).
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들에 따르면 고휘도 입체영상을 하나의 프로젝터를 이용하여 상영하는 입체영상 장치에서 투과광과 반사광의 정렬을 효율적이고, 안전하게 수행할 수 있다.

Claims (15)

  1. 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 편광성분에 따라 하나 이상의 투과광 및 하나 이상의 반사광으로 공간적으로 분할하여 조사하는 편광 광분할기;
    상기 투과광 및 상기 반사광이 좌측 영상 및 우측 영상을 조사함에 따라 서로 다른 편광방향을 가지도록 조절하는 하나 이상의 변조기;
    상기 반사광의 경로를 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하는 원격정렬형 반사부재; 및
    상기 원격정렬형 반사부재와 원격으로 연결되어, 상기 원격 제어 신호를 전송하는 원격 제어기를 포함하며,
    상기 원격정렬형 반사부재는 상기 반사광의 경로를 상하방향으로 조정하기 위한 제 1 모터부 및 상기 반사광의 경로를 좌우방향으로 조정하기 위한 제 2 모터부를 포함하며,
    상기 원격 제어기는 이동성을 가진 사용자 기기에 소프트웨어를 설치하여 상기 제 1 모터부 및 상기 제 2 모터부 중 하나 이상을 원격으로 조정 가능하도록 하는 사용자 인터페이스를 가지는, 입체영상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과광 및 상기 반사광의 스크린 조사 위치를 조절하도록 구성되는 각도조정부를 추가적으로 포함하며,
    상기 원격 제어기는 상기 각도 조정부의 상하 방향 각도를 제어하는 제 1 원격 제어 신호, 및 상기 원격정렬형 반사부재의 상기 제 1 모터부 및 상기 제 2 모터부를 통해 상하좌우 방향을 제어하는 제 2 원격 제어 신호를 전송하는, 입체영상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각도조정부는 상기 제 1 원격 제어 신호에 따라 상기 입체영상장치의 상기 편광 광분할기, 상기 변조기 및 상기 원격정렬형 반사부재를 포함하는 본체의 상하 각도를 조정하도록 구성되는 제 3 모터부를 포함하는, 입체영상 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 원격정렬형 반사부재의 제 1 및 제 2 모터부, 및 상기 각도조정부의 제 3 모터부와 연결되어,
    상기 제 1 원격 제어 신호 및 상기 제 2 원격 제어 신호에 따라 상기 제 1 내지 제 3 모터부의 동작 정도를 제어하는 구동부를 추가적으로 포함하는, 입체영상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사광은 상기 프로젝터로부터 조사된 상기 이미지 광을 이미지 분할하여 상측부로 반사되는 제 1 반사광 및 하측부로 반사되는 제 2 반사광을 포함하며,
    상기 원격정렬형 반사부재는 상기 제 1 반사광의 경로를 조정하는 제 1 원격정렬형 반사부재, 및 상기 제 2 반사광의 경로를 조정하는 제 2 원격정렬형 반사부재를 포함하는, 입체영상 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 원격정렬형 반사부재는 상기 제 1 반사광을 상기 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 제 1 반사광이 제 1 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하도록 하며,
    상기 제 2 원격정렬형 반사부재는 상기 제 2 반사광을 상기 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 제 2 반사광이 제 2 부분에서 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하고,
    상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 상기 스크린 상에서 결합되어 하나의 이미지 광을 형성하도록 구성되는, 입체영상 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 원격 제어 신호는 이미지 분할된 상기 제 1 반사광 및 상기 제 2 반사광이 상기 스크린 상에서 이미지 결합할 수 있도록 각각 제어하는, 입체영상 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하기 위해 정렬 상태를 확인하도록 구성된 카메라를 더 포함하는, 입체영상 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 원격제어기는 상기 카메라로부터 수신한 정렬상태확인 신호에 기반하여 상기 원격 제어 신호를 전송하도록 구성되는, 입체영상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 원격제어기는,
    상기 정렬상태확인 신호에 기반하여 상기 원격 제어 신호를 전송하는 동작의 개시 또는 종료를 제어하기 위한 제 1 제어부; 및
    조정자의 판단에 기반하여 상기 원격 제어 신호를 전송하는 동작을 위한 제 2 제어부를 포함하는, 입체영상 장치.
  11. 프로젝터로부터 조사된 이미지 광을 편광성분에 따라 하나 이상의 투과광 및 하나 이상의 반사광으로 공간적으로 분할하고,
    상기 투과광 및 상기 반사광이 좌측 영상 및 우측 영상을 조사함에 따라 서로 다른 편광방향을 가지도록 조절하며,
    원격정렬형 반사부재를 이용하여 상기 반사광의 경로를 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 반사광이 하나로 중첩된 이미지 광을 형성하도록 하는 것을 포함하되,
    상기 원격정렬형 반사부재는 상기 반사광의 경로를 상하방향으로 조정하기 위한 제 1 모터부 및 상기 반사광의 경로를 좌우방향으로 조정하기 위한 제 2 모터부를 포함하여 구성되며,
    상기 원격 제어 신호는 이동성을 가진 사용자 기기에 소프트웨어를 설치하여 상기 제 1 모터부 및 상기 제 2 모터부 중 하나 이상을 원격으로 조정 가능하도록 하는 사용자 인터페이스를 가지는 원격 제어기로부터 전송되는, 입체영상 상영 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 투과광 및 상기 반사광의 스크린 조사 위치를 각도 조정부를 이용하여 조절하는 것을 추가적으로 포함하며,
    상기 원격 제어기는 상기 각도 조정부의 상하 방향 각도를 제어하는 제 1 원격 제어 신호, 및 상기 원격정렬형 반사부재의 상기 제 1 모터부 및 상기 제 2 모터부를 통해 상하좌우 방향을 제어하는 제 2 원격 제어 신호를 전송하는, 입체영상 상영 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광 분할은,
    상기 반사광이 상기 프로젝터로부터 조사된 상기 이미지 광을 이미지 분할하여 상측부로 제 1 반사광을 반사하고, 하측부로 제 2 반사광을 반사하는 것을 포함하는, 입체영상 상영 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 중첩된 이미지 광을 형성하는 것은,
    상기 제 1 반사광을 상기 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 제 1 반사광이 제 1 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하고,
    상기 제 2 반사광을 상기 원격 제어 신호에 따라 조정하여, 상기 스크린 상에서 상기 투과광과 상기 제 2 반사광이 제 2 부분에서 중첩되는 이미지 광을 형성하도록 하는 것을 포함하되,
    상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분은 상기 스크린 상에서 결합되어 하나의 이미지 광을 형성하는, 입체영상 상영 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 원격 제어 신호는 이미지 분할된 상기 제 1 반사광 및 상기 제 2 반사광이 상기 스크린 상에서 이미지 결합할 수 있도록 각각 제어하는, 입체영상 상영 방법.
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