KR102180581B1 - 편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템 - Google Patents

편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템 Download PDF

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Abstract

해상도 저하 없이 저렴한 비용으로 영상의 스크린 투사 영역을 확장시킬 수 있는 편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 스크린의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력하는 프로젝터; 및 상기 프로젝터의 후방에 설치되고, 상기 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함한다. 상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함한다. 상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층된다.

Description

편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템{Wide projection display system based on polarization-dependent beam-steering device}
본 발명은 편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상도 저하 없이 영상의 스크린 투사 영역을 확장시킬 수 있는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
가상현실 체험관, 영화관 등에서 다양한 프로젝션 디스플레이(projection display) 시스템이 활용되고 있다. 프로젝션 디스플레이 시스템은 프로젝터(projector)에 의해 영상을 스크린으로 투사하여 스크린 상에 화면을 디스플레이한다. 대화면 영화관 등과 같이 대형 스크린 화면에 영상을 프로젝션해야 하는 경우, 프로젝터와 스크린 간의 거리를 증가시키면 스크린에 영상을 확대 투사할 수 있어 영상 화면의 크기를 증가시킬 수 있지만, 그에 반비례하여 스크린에 투사되는 영상의 해상도가 저하된다. 해상도 저하 없이 스크린 크기를 증가시키기 위해서는 2개 이상의 프로젝터를 사용해야 하므로, 프로젝터 사용 개수에 비례하여 설치 및 운용 비용이 증가하게 된다.
본 발명은 해상도 저하 없이 최소한의 프로젝터를 사용하여 저렴한 비용으로 영상의 스크린 투사 영역을 확장시킬 수 있는 편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 스크린의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력하는 프로젝터; 및 상기 프로젝터의 후방에 설치되고, 상기 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함한다. 상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함한다. 상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층된다.
상기 프레넬 프리즘 어레이는 프리즘 어레이와, 상기 프리즘 어레이 상의 액정상 고분자층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 영상들의 투사 방향으로 적층되는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들은 상기 액정상 고분자층의 액정 배향방향이 서로 수직일 수 있다.
상기 제1 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 영상들 중 제1 편광 방향으로 편광된 제1 영상을 편향시키지 않고 통과시키고, 상기 제2 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 제1 영상을 상기 스크린의 제1 영역을 향하도록 편향시킬 수 있다.
상기 제1 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 영상들 중 상기 제1 방향에 수직인 제2 편광 방향으로 편광된 제2 영상을 상기 스크린의 제2 영역을 향하도록 편향시키고, 상기 제2 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 제2 영상을 편향시키지 않고 통과시킬 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 이격되지 않은 동시에 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 상기 제1 영역은 상기 스크린의 좌측 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 스크린의 우측 영역일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들은 상기 액정상 고분자층의 액정 배향방향이 서로 평행할 수 있다. 상기 광 스티어링 장치는, 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들의 사이에 적층되는 반파장판을 더 포함할 수 있다. 상기 반파장판은 상기 영상들의 편광 방향을 90° 변화시킬 수 있다.
상기 광 스티어링 장치는, 제1 제어신호에 따라 선택적으로 상기 영상들의 편광 방향을 90° 변화시키는 제1 편광 조절층; 상기 제1 편광 조절층 상에 적층되고, 상기 영상들의 편광 방향에 따라 상기 영상들의 투사 방향을 조절하는 제1 프레넬 프리즘 어레이; 상기 제1 프레넬 프리즘 어레이 상에 적층되고, 제2 제어신호에 따라 선택적으로 상기 영상들의 편광 방향을 90° 변화시키는 제2 편광 조절층; 및 상기 제2 편광 조절층 상에 적층되고, 상기 영상들의 편광 방향에 따라 상기 영상들의 투사 방향을 조절하는 제2 프레넬 프리즘 어레이를 포함할 수 있다.
상기 제1 편광 조절층 및 상기 제2 편광 조절층은 전계에 의해 액정 배향이 변화하는 액정층을 포함할 수 있다.
상기 영상들 중 제1 영상은 상기 제2 프레넬 프리즘 어레이에 의해 제1 방향으로 편향되어 상기 스크린의 좌측 영역으로 투사되고, 상기 영상들 중 제2 영상은 상기 제1 프레넬 프리즘 어레이에 의해 제2 방향으로 편향되어 상기 스크린의 우측 영역으로 투사되고, 상기 영상들 중 제3 영상은 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들에 의해 편향되지 않은 채로 상기 스크린의 중앙 영역으로 투사될 수 있다. 상기 좌측 영역, 상기 우측 영역 및 상기 중앙 영역은 서로 간에 이격되지 않은 동시에 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 상기 광 스티어링 장치에 의해 상기 스크린에 투사되는 영상들의 중첩 영역 또는 상기 스크린에 투사되는 영상들 간의 이격 거리를 분석하는 분석부; 및 상기 중첩 영역의 크기 또는 상기 이격 거리에 따라 상기 스크린의 위치를 조절하는 스크린 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 상기 프로젝터로부터 출력되는 상기 영상들의 투사 방향에 대하여, 상기 광 스티어링 장치의 방향을 조절하는 제1 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 구동부는, 상기 광 스티어링 장치에 의해 상기 스크린에 투사되는 영상들이 서로 이격되지 않는 동시에 중첩되지 않도록, 상기 광 스티어링 장치의 방향을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들 간의 각도를 조절하는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 구동부는, 상기 광 스티어링 장치에 의해 상기 스크린에 투사되는 영상들이 서로 이격되지 않는 동시에 중첩되지 않도록, 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들 간의 각도를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 해상도 저하 없이 1대의 프로젝터를 이용하여 저렴한 비용으로 영상의 스크린 투사 영역을 확장시킬 수 있는 편광 의존형 광 스티어링 장치 기반 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템이 제공된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 기존 프로젝션 디스플레이의 해상도를 그대로 유지한 채로, 스크린 화면의 크기를 두 배 또는 세 배 이상 향상시킬 수 있는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템이 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 도 6의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 분석부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 14는 도 10의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 제1 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치를 보여주는 도면이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20 내지 도 22는 도 19의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치를 보여주는 단면도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 편광 의존형 광 스티어링 장치(polarization-dependent beam-steering device)를 기반으로 한 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템(wide projection display system)에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템(100)은 프로젝터(110) 및 광 스티어링 장치(120)를 포함한다. 프로젝터(110), 광 스티어링 장치(120) 및 스크린(30)은 X 방향을 따라 배열된다.
프로젝터(projector)(110)는 스크린(30)의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력한다. 프로젝터(110)로부터 시분할 방식으로 출력된 영상들은 순차적으로 광 스티어링 장치(120)로 입력된다. 프로젝터(110)로부터 시분할 방식으로 출력되는 영상들은 연속적인 영상프레임들 중 각 영상프레임으로부터 분할된 영상들일 수 있다.
예를 들어, 영상들 중의 제1 영상은 영상프레임 중의 좌측 영역의 영상이고, 제2 영상은 영상프레임 중의 우측 영역의 영상일 수 있다. 다른 예로, 제1 영상은 영상프레임 중의 상부 영역의 영상이고, 제2 영상은 영상프레임 중의 하부 영역의 영상일 수 있다. 또 다른 예로, 영상들은 영상프레임으로부터 분할된 3개 혹은 그 이상의 영상들로 제공될 수 있다.
광 스티어링 장치(120)는 프로젝터(110)의 후방에 설치된다. 광 스티어링 장치(120)는 영상들의 편광 방향들에 따라 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어한다. 도 1의 예에서, 제1 시점에 프로젝터(110)로부터 출력된 제1 영상(10)은 광 스티어링 장치(120)에 의해 X 방향으로부터 제1 방향(예를 들어, 왼쪽 방향)으로 편향되어 스크린(30)의 제1 영역(32)으로 투사되고, 제2 시점에 프로젝터(110)로부터 출력된 제2 영상(20)은 광 스티어링 장치(120)에 의해 X 방향으로부터 제2 방향(예를 들어, 오른쪽 방향)으로 편향되어 스크린(30)의 제2 영역(34)으로 투사된다. 스크린(30)의 제1 영역(32)과 제2 영역(34)은 서로 이격되지 않은 동시에 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 제1 영역(32)은 스크린(30)의 좌측 영역이고, 제2 영역(34)은 스크린(30)의 우측 영역일 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치의 단면도이다. 도 2는 광 스티어링 장치(120)에 의해 제1 영상(10)이 제1 방향(예를 들어, 좌측 방향)으로 편향되는 것을 보여주는 도면이고, 도 3은 광 스티어링 장치(120)에 의해 제2 영상(20)이 제2 방향(예를 들어, 우측 방향)으로 편향되는 것을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 광 스티어링 장치(120)는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이(fresnel prism array)(130, 140)를 포함한다. 다수의 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 프로젝터(110)로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층된다. 좌/우 대칭적인 광 분기를 구현하기 위하여, 다수의 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 프로젝터(110)로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 적층되는 제1 프레넬 프리즘 어레이(130)와, 제2 프레넬 프리즘 어레이(140)를 포함할 수 있다.
각 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 광학적 이방성을 가지도록, 투명한 기판(132, 142)과, 기판(132, 142) 상에 형성되는 프리즘 어레이(134, 144)와, 프리즘 어레이(134, 144) 상의 액정상 고분자층(136, 146)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 프리즘 어레이(134, 144)는 등방성 고분자(Isotropic Polymer) 물질로 제공될 수 있다. 액정상 고분자층(136, 146)은 반응성 메조겐(Reactive Mesogen)에 의해 액정 배향이 결정될 수 있다. 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)은 액정상 고분자층(136, 146)끼리 맞닿도록 서로 적층될 수 있다.
제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 입사되는 빛의 편광 방향에 따라 프리즘의 기능을 온/오프(on/off)할 수 있다. 프리즘 어레이(134, 144)의 등방상 고분자 물질의 굴절률을 n p , 액정상 고분자층(136, 146)의 복굴절 매질의 배향방향의 굴절률을 n e , 액정상 고분자층(136, 146)의 배향방향에 수직한 방향의 굴절률을 n o 라고 하면, 프리즘 어레이(134, 144)와 액정상 고분자층(136, 146) 간의 굴절률 관계는 n o = n p ＜ n e 이다.
프로젝터(110)로부터 시분할 방식으로 광 스티어링 장치(120)로 순차적으로 입사되는 제1 영상의 편광 방향(Y 방향)과, 제2 영상의 편광 방향(XY 평면에 수직한 방향)은 편광 스위칭부(도시 생략)에 의해 고속으로 스위칭될 수 있다. 편광 스위칭부는 예를 들어, 시분할 주기마다 변화되는 전계에 따라 액정 배향이 제어되는 액정소자로 제공될 수 있다. 편광 스위칭부는 프로젝터(110)에 구비될 수도 있고, 광 스티어링 장치(120)의 제1 프레넬 프리즘 어레이(130)의 전방에 구비될 수도 있다.
도 2 및 도 3의 실시예에서, 입사되는 영상들을 대칭적으로 좌/우 분기하기 위해, 적층되는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)은 서로 대칭되는 배열을 가지고, 액정상 고분자층(136, 146)의 액정 배향방향이 서로 수직일 수 있다. 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 좌우 방향(Y 방향)을 따라 삼각 형상의 프리즘들이 주기적으로 배열된 구조로 제공될 수 있다. 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 프리즘 어레이(134, 144)와 액정상 고분자층(136, 146) 간의 굴절면 각도가 동일할 수도 있고, 서로 다른 각도를 가질 수도 있다.
예시적으로, 임프린팅 기술을 기반으로 광 경화성 등방상 고분자 물질을 이용하여 프리즘 어레이(134, 144)를 형성한 후, 프리즘 어레이 구조 위에 복굴절을 가지는 액정상 고분자 물질을 단일 방향으로 정렬하여 광학적 이방성을 가지는 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)를 제조할 수 있다.
편광 의존형 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)에 빛이 입사할 때, 입사하는 빛의 편광 방향이 액정상 고분자층(136, 146)의 배향방향과 수직한 경우, 복굴절 매질은 n o 의 굴절률을 가지게 된다. 따라서, 프리즘 어레이(134, 144)의 등방상 고분자 물질의 굴절률(n p )과 액정상 고분자층(136, 146)의 굴절률(n o )이 같아지게 되므로, 입사한 빛은 굴절없이 직진하게 된다.
반대로, 입사하는 빛의 편광 방향이 액정상 고분자층(136, 146)의 배향방향과 일치하는 경우, 액정상 고분자층(136, 146)의 굴절률(n e )이 프리즘 어레이(134, 144)의 등방상 고분자 물질의 굴절률(n p ) 보다 커지게 된다. 그 결과 입사한 빛은 등방상 고분자층과 액정상 고분자층의 계면에서 굴절률 차에 의해 굴절되고, 프레넬 프리즘 어레이에 의해 빛의 진행 경로가 꺾이게 된다. 프로젝터(110)에 의해 람버시안 형태로 빛이 입사되는 경우에도 동일한 원리로 동작하여, 빛의 편광 방향에 따라 광 스티어링 기능을 구현할 수 있다.
도 2 및 도 3의 실시예에서, 두 개의 프레넬 프리즘 어레이(130, 140) 중 입사되는 빛의 편광 방향에 따라 하나의 프레넬 프리즘 어레이만 프리즘으로 동작한다. 예시적으로, 제1 프레넬 프리즘 어레이(130)는 제1 편광 방향으로 편광된 제1 영상(10)을 편향시키지 않고 통과시킨다. 제2 프레넬 프리즘 어레이(140)는 제1 영상을 스크린(30)의 제1 영역(32)을 향하도록 편향시킨다. 제1 프레넬 프리즘 어레이(130)는 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향으로 편광된 제2 영상(20)을 스크린(30)의 제2 영역(34)을 향하도록 편향시킨다. 제2 프레넬 프리즘 어레이(140)는 제2 영상(20)을 편향시키지 않고 통과시킨다.
광 스티어링 장치(120)에 의해 좌/우로 분기된 영상에서, 스크린(30) 면에 투사되는 영상들이 접하는 면을 정확하게 일치시키기 위해, 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)의 각도, 프리즘 어레이(134, 144)의 경사각은 프로젝터(110)와 스크린(30) 사이 거리, 프로젝션 영상 출사각, 프로젝터(110)와 광 스티어링 장치(120) 간의 거리 등을 고려하여 설계된다.
본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템에 의하면, 편광 의존형 광 스티어링 장치를 이용하여, 빛의 편광 방향을 시분할 방식으로 제어하여 시분할 영상들을 좌/우, 좌/우/정면 또는 상/하 등의 방향으로 고속으로 편향시킴으로써, 기존 프로젝션 디스플레이 대비 해상도 저하 없이 화면의 크기를 2배 혹은 3배 이상 증가시켜 대화면 영상을 구현할 수 있다. 영상 시청자가 육안으로 스크린에 투사되는 영상이 연속된 것으로 인식할 수 있도록, 프로젝터(110)는 예를 들어, 120 Hz 이상의 고속으로 영상들을 시분할 방식으로 투사할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치의 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)은 액정상 고분자층(136, 146)의 액정 배향방향이 서로 평행하게 정렬된다. 또한, 광 스티어링 장치(120)는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)의 사이에 적층되는 반파장판(Half wave plate)(150)을 더 포함한다.
편광 의존형 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)는 액정상 고분자층(136, 146)의 배향 관점에서 프리즘 어레이(134, 144)의 골 방향으로 액정상 고분자층(136, 146)의 액정을 배향하는 것이 유리하다. 프리즘 어레이(134, 144)의 수직방향으로 액정상 고분자층(136, 146)의 액정을 배향할 경우, 프리즘 어레이 구조에 의한 그림자 효과가 발생할 수 있으며, 이 경우 가장 깊숙한 골 부근에서 배향도가 떨어질 수 있다. 또한, 프리즘 어레이(134, 144)의 기울어진 빗면 구조에 의해 계면에서 유효 굴절률 값이 달라질 수 있다.
반파장판(150)은 영상들의 편광 방향을 90° 변화시킬 수 있다. 즉, 반파장판(150)은 X 선편광을 Y 선편광으로 변환하고, Y 선편광은 X 선편광으로 변환한다. 두 개의 프레넬 프리즘 어레이(130, 140) 중 입사되는 빛의 편광 방향에 따라 하나의 프레넬 프리즘 어레이만 프리즘으로 동작하여, 광 스티어링 기능을 구현하게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7 내지 도 9는 도 6의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 분석부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 9를 참조하면, 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템(100)은 분석부(50)와 스크린 구동부(40)를 더 포함할 수 있다.
시분할 방식으로 투사되어 광 스티어링 장치(120)에 의해 좌/우로 분기된 영상들은 하나의 영상프레임을 이루기 때문에, 영상들이 하나의 영상프레임인 것으로 인식되기 위해서는 스크린(30)에 투사된 영상들의 경계 부분이 자연스럽게 연결되어야 한다. 이를 위해, 초기에 프로젝터(110)의 출사각, 프로젝터(110)와 스크린(30)까지의 거리, 프로젝터(110)와 광 스티어링 장치(120)간의 거리를 고려하여 편광 의존형 프레넬 프리즘 어레이의 프리즘 각도를 설계하여 제작하더라도, 실제 시스템 구현 시, 오차가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 분석부(50)는 광 스티어링 장치(120)에 의해 스크린(30)에 투사되는 영상들의 중첩 영역 또는 스크린(30)에 투사되는 영상들 간의 이격 거리를 분석한다. 스크린 위치를 결정하기 위해 보정 패턴 영상이 활용될 수 있다. 보정 패턴 영상은 제1 영상(10)과 제2 영상(20)으로 분할되어 프로젝터(110)에 의해 시분할 방식으로 투사되고, 투사된 제1 영상(10)과 제2 영상(20)은 광 스티어링 장치(120)에 의해 스크린(30)의 좌측 영역과 우측 영역으로 투영된다.
분석부(50)는 스크린(30)에 투영된 제1 영상(10)과 제2 영상(20)을 촬영하고, 촬영한 이미지를 영상 처리하여 보정 패턴들의 간격을 비교함으로써, 제1 영상(10)과 제2 영상(20)의 중첩 영역(중첩 간격, 면적) 또는 제1 영상(10)과 제2 영상(20) 간의 이격 거리를 산출할 수 있다. 만약 제1 영상(10)과 제2 영상(20)이 중첩 영역이나 이격 거리 없이 스크린(30) 상의 정위치에 투영된 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 보정 패턴들은 제1 간격(D1) 만큼 이격된다.
보정 패턴들 간의 제2 간격(D2)이 제1 간격(D1) 보다 크면, 분석부(50)는 보정 패턴들 간의 제2 간격(D2)과 제1 간격(D1) 간의 차이값에 비례하는 거리만큼 제1 영상(10)과 제2 영상(20)이 서로 이격되어 있는 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 보정 패턴들 간의 제2 간격(D2)이 제1 간격(D1) 보다 작은 경우, 분석부(50)는 보정 패턴들 간의 제2 간격(D2)과 제1 간격(D1) 간의 차이값에 비례하는 거리만큼 제1 영상(10)과 제2 영상(20)이 중첩된 것으로 판단할 수 있다.
분석부(50)에 의해 스크린(30)에 투사되는 제1 영상(10)과 제2 영상(20) 간의 중첩 영역 또는 이격 거리가 산출되면, 스크린 구동부(40)는 상기 중첩 영역의 크기 또는 상기 이격 거리에 따라 스크린(30)의 위치를 조절한다. 스크린 구동부(40)는 스크린(30)을 광 투사 방향으로 이동시키도록 제공될 수 있으며, 스크린(30)을 이동시키는 구동 방식은 특별히 제한되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이 스크린(30)에 투영된 영상들(10, 20) 간에 이격 영역(G)이 형성된 경우, 스크린 구동부(40)는 분석부(50)에 의해 산출된 이격 거리에 따라 스크린(30)을 프로젝터(110)를 향하는 전방으로 이동시킨다. 반대로, 스크린(30)에 투영된 영상들(10, 20) 간에 중첩 영역이 형성된 경우, 스크린 구동부(40)는 분석부(50)에 의해 산출된 중첩 거리에 따라 스크린(30)을 프로젝터(110)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴 이동시킨다.
스크린 구동부(40)에 의해 스크린(30)이 이동된 후, 분석부(50)는 다시 한번 스크린(30)에 투영된 영상들(10, 20) 간의 중첩 또는 이격 여부를 판단하고, 중첩 또는 이격시 스크린 구동부(40)에 의해 스크린(30)의 위치가 조절된다. 이와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 도 9에 도시된 바와 같이 영상들(10, 20) 간의 경계면 위치가 정확하게 일치되면, 스크린(30) 위치 설정이 완료된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 11 내지 도 14는 도 10의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 제1 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10 내지 도 14를 참조하면, 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템(100)은 제1 구동부(60)를 더 포함한다.
제1 구동부(60)는 프로젝터(110)로부터 출력되는 영상들의 투사 방향에 대하여, 광 스티어링 장치(120)의 방향을 조절한다. 제1 구동부(60)는 광 스티어링 장치에 의해 스크린(30)에 투사되는 영상들(10, 20)이 서로 이격되지 않는 동시에 중첩되지 않도록, 광 스티어링 장치(120)의 방향을 조절할 수 있다. 제1 구동부(60)는 광 스티어링 장치(120)를 상하 방향의 축을 중심으로 회전시키는 구동 모터, 구동 실린더 등의 수단으로 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 영상들(10, 20)의 중첩 또는 이격 여부는 앞서 설명한 분석부(50)에 의해 동일하게 판단될 수 있다.
예를 들어, 영상들(10, 20)의 굴절각이 작아서, 좌/우로 분기된 영상들(10, 20) 간에 중첩 영역(OV)이 존재하는 경우, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 광 스티어링 장치(120)의 프리즘 어레이 굴절면이 더욱 경사지도록 광 스티어링 장치(120)를 경사각(θ1) 만큼 기울여, 굴절각을 증가시킬 수 있다. 반대로, 굴절각이 너무 커서, 좌/우로 분기된 영상들이 이격되어 서로 분리되는 경우, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 광 스티어링 장치(120)의 프리즘 어레이 굴절면 경사각도가 작아지도록, 도 11 및 도 12와 반대 방향으로 광 스티어링 장치(120)를 경사각(θ2) 만큼 기울여, 굴절각을 감소시킬 수 있다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치를 보여주는 도면이다. 도 15 내지 도 18의 실시예는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140) 간의 각도를 조절하는 제2 구동부(70)를 더 포함한다. 제2 구동부(70)는 광 스티어링 장치(120)에 의해 스크린에 투사되는 영상들이 서로 이격되지 않는 동시에 중첩되지 않도록, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140) 간의 각도를 조절한다.
도시된 실시예에서, 제2 구동부(70)는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)의 양측 단부 간의 길이를 조절할 수 있는 구동 시스템(예를 들면, 구동실린더)으로 이루어져 있으나, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140) 간의 각도를 조절할 수 있는 것이라면, 제2 구동부(70)의 구동 방식은 특별히 제한되지 않는다. 영상들의 중첩 또는 이격 여부는 앞서 설명한 분석부에 의해 동일하게 판단될 수 있다.
예를 들어, 영상들의 굴절각이 작아서, 좌/우로 분기된 영상들이 스크린 가운데에서 중첩되는 경우, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)의 굴절면들 간의 경사각도 차이가 커지도록, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)을 우측으로 틸팅 각도(θ3) 만큼 기울여, 굴절각을 증가시킬 수 있다. 반대로, 영상들의 굴절각이 너무 커서, 좌/우로 분기된 영상들이 이격되어 서로 분리되는 경우, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)의 굴절면들 간의 경사각도 차이가 작아지도록, 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)을 우측으로 틸팅 각도(θ4) 만큼 기울여, 굴절각을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템에 적용되는 편광 의존형 프레넬 프리즘 어레이들을 틸팅시켜 출사각을 조절할 수 있으며, 이에 따라 각 분기된 영상의 위치를 미세 조정하여 자연스러운 와이드 영상을 구현할 수 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 20 내지 도 22는 도 19의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템을 구성하는 광 스티어링 장치를 보여주는 단면도이다. 도 19 내지 도 22를 참조하면, 광 스티어링 장치(120)는 프로젝터(110)로부터 투사된 영상들의 투사 방향을 기준으로, 제1 편광 조절층(160), 제1 프레넬 프리즘 어레이(130), 제2 편광 조절층(170) 및 제2 프레넬 프리즘 어레이(140)가 순차적으로 적층된 구조로 제공될 수 있다.
제1 편광 조절층(160)은 제1 제어신호(예를 들어, 전압)에 따라 선택적으로 영상들(12, 14, 16)의 편광 방향을 90° 변화시킨다. 제1 프레넬 프리즘 어레이(130)는 영상들(12, 14, 16)의 편광 방향에 따라 영상들(12, 14, 16)의 투사 방향을 조절한다. 제2 편광 조절층(170)은 제2 제어신호에 따라 선택적으로 영상들(12, 14, 16)의 편광 방향을 90° 변화시킨다. 제2 프레넬 프리즘 어레이(140)는 영상들(12, 14, 16)의 편광 방향에 따라 영상들(12, 14, 16)의 투사 방향을 조절한다.
제1 편광 조절층(160) 및 제2 편광 조절층(170)은 전계에 의해 액정 배향이 변화하는 액정층을 포함할 수 있다. 제1 편광 조절층(160) 및 제2 편광 조절층(170)은 각각 전면 및 후면에 전극이 형성되고, 제1 및 제2 편광 조절층(160, 170)의 전/후면 전극들 간에 인가되는 전계를 조절하여 제1 및 제2 편광 조절층(160)의 액정 배향을 제어하여, 영상들(12, 14, 16)의 편광 방향에 따라 선택적으로 영상들(12, 14, 16)을 편향시킬 수 있다.
도 19 내지 도 22의 실시예에 의하면, 구조적으로 대칭이고 액정상 고분자의 배향방향이 서로 동일한 두 개의 편광 의존형 프레넬 프리즘 어레이(130, 140) 사이에 편광 스위칭층을 개재시켜, 각각의 프레넬 프리즘 어레이의 온/오프를 제어할 수 있다. 이에 따라 상/하부 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)가 번갈아 프리즘으로 동작함에 따라 좌/우 분기된 영상들(12, 14)을 얻을 수 있으며, 두 개의 프레넬 프리즘 어레이(130, 140)가 모두 동작하지 않는 상태에서는 정면 영상(16)을 얻을 수 있다. 순차적으로 빠르게 좌/우/정면 영상을 투사하기 위해, 2개의 편광 조절층(160, 170)은 서로 동기화 되어 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)의 편광 상태를 제어할 수 있다.
도시된 예에서, 제1 영상(12)은 제2 프레넬 프리즘 어레이(140)에 의해 제1 방향으로 편향되어 스크린(30)의 좌측 영역(32a)으로 투사되고, 제2 영상(14)은 제1 프레넬 프리즘 어레이(130)에 의해 제2 방향으로 편향되어 스크린(30)의 우측 영역(32b)으로 투사된다. 제3 영상(160)은 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들(130, 140)에 의해 편향되지 않은 채로 스크린(30)의 중앙 영역(32c)으로 투사될 수 있다. 좌측 영역(32a), 우측 영역(32b) 및 중앙 영역(32c)은 서로 간에 이격되지 않은 동시에 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
도 19 내지 도 22의 실시예에 의하면, 적층되는 편광 의존형 프레넬 프리즘 어레이들 사이에 적층되는 편광 조절층에 의해, 입사되는 영상들을 대칭적으로 좌/우/정면으로 3분기할 수 있으며, 좌/우/정면 영상들(12, 14, 16)을 순차적으로 빠르게 스크린(30)의 영역들(32a, 32b, 32c)에 투영하여 종래 프로젝션 디스플레이 시스템과 동일한 해상도를 나타내면서 스크린의 크기를 3배 증가시킬 수 있다.
이상에서 좌/우 또는 좌/우/정면 방향으로 영상들의 투사 방향을 제어하여 좌우 방향으로 스크린의 크기를 확장하는 실시예들을 설명하였으나, 광 스티어링 장치의 방향을 변화시켜 상하 방향 등의 다른 방향으로 스크린의 크기를 확장하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 1대의 프로젝터를 이용하여 고속 시분할 방식으로 2개 이상의 영상들을 광 스티어링 장치에 의해 분리하여 서로 다른 방향으로 프로젝션함으로써, 1대의 프로젝터만으로 해상도 저하 없이 대화면을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템은 예를 들어, 가상현실 체험관이나 대화면 영화관 등에 적용될 수 있다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 제1 영상
20: 제2 영상
30: 스크린
40: 스크린 구동부
50: 분석부
60: 제1 구동부
70: 제2 구동부
100: 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템
110: 프로젝터
120: 광 스티어링 장치
130: 제1 프레넬 프리즘 어레이
132: 기판
134: 프리즘 어레이
136: 액정상 고분자층
140: 제2 프레넬 프리즘 어레이
142: 기판
144: 프리즘 어레이
146: 액정상 고분자층
150: 반파장판
160: 제1 편광 조절층
170: 제2 편광 조절층

Claims (16)

  1. 스크린의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력하는 프로젝터; 및
    상기 프로젝터의 후방에 설치되고, 상기 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함하고,
    상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층되는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레넬 프리즘 어레이는 프리즘 어레이와, 상기 프리즘 어레이 상의 액정상 고분자층을 포함하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  3. 스크린의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력하는 프로젝터; 및
    상기 프로젝터의 후방에 설치되고, 상기 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함하고,
    상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층되며,
    상기 프레넬 프리즘 어레이는 프리즘 어레이와, 상기 프리즘 어레이 상의 액정상 고분자층을 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 영상들의 투사 방향으로 적층되는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들은 상기 액정상 고분자층의 액정 배향방향이 서로 수직인 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 영상들 중 제1 편광 방향으로 편광된 제1 영상을 편향시키지 않고 통과시키고,
    상기 제2 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 제1 영상을 상기 스크린의 제1 영역을 향하도록 편향시키는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 영상들 중 상기 제1 편광 방향에 수직인 제2 편광 방향으로 편광된 제2 영상을 상기 스크린의 제2 영역을 향하도록 편향시키고,
    상기 제2 프레넬 프리즘 어레이는, 상기 제2 영상을 편향시키지 않고 통과시키는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 이격되지 않은 동시에 중첩되지 않는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 스크린의 좌측 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 스크린의 우측 영역인 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  8. 스크린의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력하는 프로젝터; 및
    상기 프로젝터의 후방에 설치되고, 상기 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함하고,
    상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층되며,
    상기 프레넬 프리즘 어레이는 프리즘 어레이와, 상기 프리즘 어레이 상의 액정상 고분자층을 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 영상들의 투사 방향으로 적층되는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들은 상기 액정상 고분자층의 액정 배향방향이 서로 평행하고,
    상기 광 스티어링 장치는, 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들의 사이에 적층되는 반파장판을 더 포함하고,
    상기 반파장판은 상기 영상들의 편광 방향을 90° 변화시키는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  9. 프로젝터의 후방에 설치되고, 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함하고,
    상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층되고,
    상기 프레넬 프리즘 어레이는 프리즘 어레이와, 상기 프리즘 어레이 상의 액정상 고분자층을 포함하며,
    상기 광 스티어링 장치는,
    제1 제어신호에 따라 선택적으로 상기 영상들의 편광 방향을 90° 변화시키는 제1 편광 조절층;
    상기 제1 편광 조절층 상에 적층되고, 상기 영상들의 편광 방향에 따라 상기 영상들의 투사 방향을 조절하는 제1 프레넬 프리즘 어레이;
    상기 제1 프레넬 프리즘 어레이 상에 적층되고, 제2 제어신호에 따라 선택적으로 상기 영상들의 편광 방향을 90° 변화시키는 제2 편광 조절층; 및
    상기 제2 편광 조절층 상에 적층되고, 상기 영상들의 편광 방향에 따라 상기 영상들의 투사 방향을 조절하는 제2 프레넬 프리즘 어레이를 포함하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 편광 조절층 및 상기 제2 편광 조절층은 전계에 의해 액정 배향이 변화하는 액정층을 포함하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 영상들 중 제1 영상은 상기 제2 프레넬 프리즘 어레이에 의해 제1 방향으로 편향되어 스크린의 좌측 영역으로 투사되고,
    상기 영상들 중 제2 영상은 상기 제1 프레넬 프리즘 어레이에 의해 제2 방향으로 편향되어 상기 스크린의 우측 영역으로 투사되고,
    상기 영상들 중 제3 영상은 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들에 의해 편향되지 않은 채로 상기 스크린의 중앙 영역으로 투사되고,
    상기 좌측 영역, 상기 우측 영역 및 상기 중앙 영역은 서로 간에 이격되지 않은 동시에 중첩되지 않는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광 스티어링 장치에 의해 상기 스크린에 투사되는 영상들의 중첩 영역 또는 상기 스크린에 투사되는 영상들 간의 이격 거리를 분석하는 분석부; 및
    상기 중첩 영역의 크기 또는 상기 이격 거리에 따라 상기 스크린의 위치를 조절하는 스크린 구동부를 더 포함하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로젝터로부터 출력되는 상기 영상들의 투사 방향에 대하여, 상기 광 스티어링 장치의 방향을 조절하는 구동부를 더 포함하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 광 스티어링 장치에 의해 상기 스크린에 투사되는 영상들이 서로 이격되지 않는 동시에 중첩되지 않도록, 상기 광 스티어링 장치의 방향을 조절하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  15. 스크린의 상이한 영역들에 투사시킬 영상들을 시분할 방식으로 순차적으로 출력하는 프로젝터; 및
    상기 프로젝터의 후방에 설치되고, 상기 영상들의 편광 방향들에 따라 상기 영상들의 출력 방향을 상이하게 제어하는 광 스티어링 장치를 포함하고,
    상기 광 스티어링 장치는 편광 의존성을 가지는 다수의 프레넬 프리즘 어레이를 포함하고,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 프로젝터로부터 출력되는 영상들의 투사 방향으로 서로 적층되며,
    상기 다수의 프레넬 프리즘 어레이는 상기 영상들의 투사 방향을 따라 배열되는 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들 간의 각도를 조절하는 구동부를 더 포함하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 광 스티어링 장치에 의해 상기 스크린에 투사되는 영상들이 서로 이격되지 않는 동시에 중첩되지 않도록, 상기 제1 및 제2 프레넬 프리즘 어레이들 간의 각도를 조절하는 와이드 프로젝션 디스플레이 시스템.
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