KR102457288B1 - 영상 시스템 - Google Patents
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Abstract
영상 시스템이 개시된다.
개시된 영상 시스템은, 제 1 디스플레이 하프 스크린 및 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이, 상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단, 상기 제1디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제1 빔 스플리터, 상기 제2디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제2 빔 스플리터, 상기 제1 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제1 광학 셔터, 및 상기 제2 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제2광학 셔터를 포함할 수 있다.
개시된 영상 시스템은, 제 1 디스플레이 하프 스크린 및 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이, 상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단, 상기 제1디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제1 빔 스플리터, 상기 제2디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제2 빔 스플리터, 상기 제1 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제1 광학 셔터, 및 상기 제2 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제2광학 셔터를 포함할 수 있다.
Description
다양한 실시예는 영상 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스크린-도어 현상이 없는 고해상도 영상을 만들 수 있는 영상 시스템에 관한 것이다.
사람의 눈의 해상도가 대략 60 픽셀/도까지 제한된 것이 알려져 있다. 그러한 해상도는 시청자가 기존의 스마트폰 디스플레이, 모니터 디스플레이, TV 디스플레이에 가상의 콘텐츠를 편리하게 볼 수 있도록 하기에 충분하다. 이 것은 이러한 디스플레이들에 디스플레이되는 가상 콘텐츠가 작은 화각 내에서 사람의 눈에 의해 보여지기 때문이다.
하지만, 시청자가 VR 글래스 또는 헬멧과 같은 VR 장치를 사용하기를 원할 때, VR 장치의 디스플레이들이 종래의 광학 시스템의 그것보다 큰 화각을 제공하는 광학계를 가지는 경우에는 해상도가 문제가 될 수 있다. VR 장치의 경우에, 전체 VR 시스템 해상도가 15픽셀/도보다 크지 않고, 이러한 해상도는 사람의 눈에 충분하지 않다. 그리하여, 일반적으로 VR장치에 의해 생성되는 영상들이 낮은 해상도를 가진다.
또한, VR 장치의 디스플레이들에 디스플레이된 영상들이 자주 각 영상에 픽셀을 분리하는 가시적인 미세한 선들의 존재에 의해 특징 지워지는 인공적인 가공물을 가진다. 이 가공물이 보통 스크린 도어 현상이라고 불린다. 이 것은 시청자가 미세한 선들에 의해 형성된 그물 스크린을 통해 영상을 보고 있다고 느끼기 때문이다. 스크린 도어 현상은 영상이 너무 크게 스켈링되어 시청자가 디스플레이 픽셀 구조를 형성하는 LED들 사이에 있는 공간을 볼 수 있을 때 일어난다. 즉, VR 장치에 의해 생성된 영상들이 스크린 도어 현상을 일으킨다.
다양한 실시예는 스크린-도어 현상이 없는 고해상도 영상을 만들 수 있는 영상 시스템을 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 영상 시스템에 있어서, 제 1 디스플레이 하프 스크린 및 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이; 상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단; 상기 제1디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제1 빔 스플리터; 상기 제2디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제2 빔 스플리터; 상기 제1 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제1 광학 셔터; 및 상기 제2 빔 스플리터의 일 면에 배치된제2광학 셔터;를 포함하고, 상기 영상 시스템은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작하도록 구성되며, 상기 제 1 모드에서, 상기 제 1 광 셔터가 개방되고, 상기 제 2 광 셔터가 폐쇄되며, 상기 디스플레이는 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 제1영상을 특징화하는제 1 광빔을 출력하고, 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제1영상에 대해 시프트 된 제2 영상을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제1눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제1눈을 위한 영상을 형성하도록 구성되고, 제 2 모드에서, 상기 제 1 광 셔터가 폐쇄되고 상기 제 2 광 셔터가 개방되며, 상기 디스플레이는 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하고 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제2눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제2눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제2눈을 위한 영상을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 빔 스플리터와 제2 빔 스플리터 사이에 릴레이 렌즈가 구비될 수 있다.
상기 릴레이 렌즈는 대칭형으로 배치된 한 쌍의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 시프트 된 제2 영상은 상기 제1 영상에 대해 상측, 하측, 좌측, 우측 또는 대각선 방향으로 시프트될 수 있다.
상기 시프트된 제2 영상은 상기 제1 영상에 대해 디스플레이의 서브 픽셀만큼 시프트될 수 있다.
상기 역반사 수단은 시트형 역반사기 또는 확산기 중 하나일 수 있다.
상기 시트형 역반사기는 플라스틱 기판, 상기 플라스틱 기판 상에 제공된 반투명 거울 코팅, 및 상기 반투명 거울 코팅을 덮는 플라스틱 덮개 층을 포함할 수 있다.
상기 반투명 거울 코팅은 렌즈로서 작용하는 유리 볼로 각각 채워진 반원형 공동을 갖는 곡면 층으로 구성될 수 있다.
상기 반투명 거울 코팅은 상기 플라스틱 기판에 대면하는 그 표면 상에 복수의 엠보싱 된 프리즘 (prism)을 갖는 만곡 층으로 구성될 수 있다.
상기 시트형 역반사기는 절두 프리즘 또는 이중 절두 프리즘을 갖는 하나의 유리층 또는 폴리머 층을 포함할 수 있다.
상기 제1 광셔터에 대향되게 제1 포커싱 렌즈가 배치되고, 상기 제2 광셔터에 대향되게 제2 포커싱 렌즈가 배치될 수 있다.
다른 실시예에 따른 영상 시스템에 있어서, 제 1 디스플레이 하프 스크린 및 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이; 상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단; 상기 제1 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 전기적으로 미러링 상태 또는 투명 상태로 동작 할 수 있는 제 1 편광 빔 스플리터; 상기 제1 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 전기적으로 미러링 상태 또는 투명 상태로 동작 할 수 있는 제 2 편광 빔 스플리터; 상기 영상 시스템은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작하도록 구성되고, 상기 제 1 모드에서, 상기 제 1 편광 빔 스플리터가 투명 상태에 있고, 상기 제 2 편광 빔 스플리터가 미러링 상태에 있고, 상기 디스플레이는 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 제1 영상을 특징화하는 제 1 광빔을 출력하고 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제1 영상에 대해 시프트 된 제2 영상을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제1눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제1눈을 위한 영상을 형성하도록 구성되고, 상기 제 2 모드에서, 상기 제 1 편광 빔 스플리터가 미러링 상태에 있고, 상기 제 2 편광 빔 스플리터가 투명 상태에 있으며, 상기 디스플레이는 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하고 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제2눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제2눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제2눈을 위한 영상을 형성하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 영상 시스템에 있어서, 제 1 광빔과 제 2 광빔을 교대로 출사하도록 구성된 제 1 디스플레이 하프 스크린과 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이 스크린; 상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단;
상기 역반사 수단에 제공되고 제 1 광빔의 제 1 또는 제 2 편광 상태를 제공하고, 제 2 광빔의 제 1 또는 제 2 편광 상태를 제공하도록 전기적으로 조작 가능한 리타더; 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 광빔 중 어느 것이 상기 제 1 또는 제 2 편광 상태에 있는 지에 의존하여 제1 또는 제2 광빔을 투과 또는 반사하도록 구성된 제1 편광 빔 스플리터; 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 광빔 중 어느 것이 상기 제 1 또는 제 2 편광 상태에 있는 지에 의존하여 제1 또는 제2 광빔을 투과 또는 반사하도록 구성된 제2 편광 빔 스플리터; 상기 영상 시스템은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작하도록 구성되고, 상기 제 1 모드에서, 상기 제1광빔이 제1 영상을 특징화하고, 제2광빔이 상기 제1 영상에 대해 시프트된 제2 영상을 특징화하며, 상기 디스플레이는 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하고 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 리타더는 상기 제 1 광빔이 제 1 편광 상태를 가지도록, 상기 제 2 광빔들이 제 2 편광 상태를 가지도록 동작하며, 상기 역반사 수단은 상기 제 1 광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 상기 제 2 광빔을 반사시켜 제 1 눈으로 향하도록 하여, 상기 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제1눈을 위한 영상을 형성하도록 구성되고, 상기 제 2 모드에서, 상기 디스플레이가 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하고 상기 제 2 표시 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하도록 구성되고, 상기 리타더는 제 1 광빔이 제 2 편광 상태를 가지고 제 2 광빔이 제 1 편광 상태를 가지도록 만들며, 상기 역반사 수단은 상기 제 1 광빔을 통과시켜 제2눈으로 향하도록 하고, 상기 제 2 광빔을 반사시켜 제 2 눈으로 향하도록 하여, 상기 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제2눈을 위한 영상을 형성하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 영상 시스템은 스크린-도어 현상이 없는 고해상도 영상을 만들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 영상 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 영상 시스템에 의해 수행되는 영상 중첩의 일 례를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 영상 시스템에 사용된 역반사 수단의 상이한 실시 예를 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 영상 시스템에 의해 수행된 영상 중첩의 결과를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 영상 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 영상 시스템에 의해 수행되는 영상 중첩의 일 례를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 영상 시스템에 사용된 역반사 수단의 상이한 실시 예를 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 영상 시스템에 의해 수행된 영상 중첩의 결과를 도시한다.
이하, 다양한 실시 예가 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
그러나, 본 발명은 많은 다른 형태로 구체화 될 수 있으며, 이하의 설명에 제시된 소정의 구조 또는 기능에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대조적으로, 이들 실시 예는 본 발명의 설명을 상세하고 완전하게 하기 위해 제공된다. 본 발명의 설명에 따르면, 본 발명의 범위는 본 실시 예가 독립적으로 또는 다른 임의의 것과 동시에 구현되는지 여부에 관계없이, 본 명세서에 개시된 본 발명의 임의의 실시 예를 포함한다는 것이 자명 할 것이다. 예를 들어, 여기에 개시된 시스템은 본 명세서에서 제공된 임의의 수의 실시 예를 사용함으로써 실제로 구현 될 수 있다. 또한, 본 발명의 임의의 실시 예는 첨부 된 청구 범위에 제시된 하나 이상의 요소를 사용하여 구현 될 수 있음을 알아야 한다.
"예시적인"이라는 단어는 본 명세서에서 "예 또는 예시로서 사용 된"의 의미로 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인"것으로 설명 된 임의의 실시 예는 반드시 다른 실시 예보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
도 1은 예시적인 일 실시 예에 따른 영상 시스템 (100)의 개략도를 도시한다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 영상 시스템 (100)은 디스플레이 (102), 제 1 빔 스플리터 (104a) 및 제 2 빔 스플리터 (104b), 제 1 광학 셔터 (106a) 및, 제 2 광학 셔터 (106b)를 포함할 수 있다.
영상 시스템(100)은, 릴레이 렌즈 (108), 역반사 수단(110), 제 1 포커싱 렌즈 (112a) 및 제 2 포커싱 렌즈 (112b)를 더 포함할 수 있다. 각 구성 요소에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
디스플레이(102)는 예를 들어 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드 (LED)에 기초한 디스플레이, 유기 LED (OLED)에 기초한 디스플레이 등과 같은 전자 장치에 사용되는 상업적으로 이용 가능한 디스플레이 중 어느 것일 수 있다. 디스플레이(102)는 제1 디스플레이 하프 스크린(102a) 및 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b)을 포함할 수 있다. 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a) 및 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b)은 디스플레이 스크린 중심을 통과하는 가로선으로 디스플레이 스크린을 분할함으로써 형성될 수 있다. 디스플레이(102)가 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a) 상에 제 1 영상을 디스플레이하고, 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b) 상에 제1 영상과 다른 제 2 영상을 디스플레이 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 영상이 서브 픽셀만큼 서로에 대해 시프트 될 수 있다. 서브 픽셀 시프트에 의해, 예를 들어, 제 2 영상을 형성하는 픽셀들이 제 1 영상을 형성하는 픽셀들 사이에 실질적으로 배치될 수 있다. 그럼으로써, 제 2 영상이 제 1 영상 상에 중첩되어, 픽셀 밀도를 증가시킬 수 있다. 도 4는 제1 영상과 시프트된 제2 영상의 합성에 의한 최종 영상을 나타낸 것이다. 도 4에서 픽셀은 흰색 정사각형으로 표시되고, 픽셀 간 간격은 검은 정사각형으로 표시된다. 도 4에 도시된 바와 같이 제1 영상과 제2 영상이 합성된 최종 영상에서 스크린 - 도어 효과를 제거 할 수 있다.
도 1에 도시 된 바와 같이, 디스플레이 (102)는 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)에서 제 1 영상을 특징화하는 제 1 광빔 및 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)에서 제 2 영상(서브 픽셀 - 쉬프트 된 영상)을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 1 영상은 또한 원하는 원본 영상에 대해 상대적으로 시프팅 될 수 있지만, 이 경우, 제 2 영상은 제 1 영상에 대해 동일한 서브 픽셀만큼 시프트 된 채로 남아 있을 수 있다. 제 2 영상은 제 1 영상에 대해 상측, 하측, 좌측, 우측 또는 대각선 방향 중 어느 하나로 시프트 될 수 있다는 것은 당업자에게 명백 할 것이다. 또한, 다른 일 실시 예에서, 영상 시스템(100)의 동작에 어떠한 주요한 변화도 초래하지 않으면서, 제 1 영상이 제 2 영상에 대해 이동될 수 있는 역 상황이 가능하다는 것도 또한 명백해야 한다.
디스플레이 (102)가 영상 시스템 (100)의 전체 크기를 감소시키기 위해 서로 인접한 적어도 2 개의 디스플레이를 포함하는 멀티 스크린 디스플레이로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(102)는 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)과 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 빔 스플리터 (104a, 104b), 제1 및 제2 광학 셔터 (106a, 106b), 및 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 함께 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b)으로부터 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a)까지 제 2 광빔의 전파를 제공하기 위해, 그리고 그 역으로의 동작(영상 시스템 (100)의 동작 모드는 후술 될 것이다)을 제공하기 위해 영상 시스템 (100)에서 사용되는 소위 릴레이 수단을 구성할 수 있다. 제 1 빔 스플리터 (104a)은 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)의 근방에 배치되고, 제 2 빔 스플리터 (104b)은 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)의 근방에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 빔 스플리터(104a)는 제1 디스플레이 하프 스크린(102a)에 대해 기울어지게 대향되게 배치되고, 제2 빔 스플리터(104b)는 제2 디스플레이 하프 스크린(102b)에 대해 기울어지게 대향되게 배치될 수 있다. 제 1 광 셔터 (106a)는 제 1 빔 스플리터 (104a)에 부착되고, 제 2 광 셔터 (106b)는 제 2 빔 스플리터 (104b)에 부착될 수 있다.
릴레이 렌즈는 대칭형이고 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 렌즈는 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 제 1 및 제 2 빔 스플리터 (104a, 104b) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 하나 이상의 대칭 렌즈 또는 프레넬 렌즈, 회절 광학 소자 또는 홀로그래픽 광학 소자 중 하나로 제조 될 수 있다.
제1 및 제2 빔 스플리터들 (104a 및 104b) 각각은 구형 빔 스플리터 일 수 있다.
제 1 및 제 2 빔 스플리터(104a)(104b) 각각은 반투명 거울 또는 부분 투과성 거울, 또는 빔 스플리리팅 큐브, 반사기, 플레이트 또는 홀로그래픽 빔 스플리터 또는 편광 빔 스플리터일 수 있다.
각각의 제1 및 제2 광 셔터 (106a 및 106b)는 광 전송을 제어하기 위해 폐쇄 및 개방의 2 가지 상태가 될 수 있는 광학 장치로서 구성될 수 있다. 이와 같은 광 셔터의 종류는 당 업계에 널리 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 릴레이 수단은 다른 가능한 옵션들에 비해 저비용이고, 가볍고, 용이하게 구현할 수 있다. 제1 및 제2 빔 스플리터 (104a, 104b), 제1 및 제2 광학 셔터 (106a, 106b) 및 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)의 구성 요소 각각은 당업자에게 자명 한 바와 같이 광학 유리, 광학 결정 또는 폴리머로 만들어 질 수 있다. 또한, 반투명 거울은 빔 스플리터의 단지 하나의 특별한 예일뿐 아니라 몇몇 다른 실시 예들에서, 제1 및 제2 빔 스플리터들 (104a 및 104b)의 각각 또는 둘 모두는 부분적으로 투과성인 거울들 또는 리플렉터, 플레이트 또는 홀로그래픽 빔 스플리터 또는 편광 빔 스플리터를 포함 할 수 있다.
역반사 수단 (110)은 디스플레이 (102) 상에 제공될 수 있다. 도 1은 역반사 수단(110)이 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)과 제2 디스플레이 하프 스크린(102b)에 제공된 예를 도시하지만, 동일한 역반사 수단이 제1 디스플레이 하프 스크린(102b)과 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b) 중 하나에 제공되는 것도 가능하다. 역반사 수단 (110)은 시트형 역반사기 또는 확산기로 제조 될 수 있다. 확산기가 광선을 반구 형태로 반사하는데 반해, 시트형 역반사기가 좁은 각도 범위의 광빔을 반사하기 때문에 시트형 역반사기기가 보다 바람직하다. 따라서, 시트형 역반사기의 다른 실시예를 도 5a, 도 5b, 도 5c, 및 도 5d를 참조하여 설명한다.
도 5a는 역반사기(300a)에 반투명 거울 코팅(304)를 사용한 예를 도시한다. 도 5a에 도시 된 바와 같이, 역반사기 (300a)는 플라스틱 기판 (302), 플라스틱 기판 (302) 상에 제공된 반투명 거울 코팅 (304), 반투명 거울 코팅(304)을 덮는 플라스틱 덮개 층(306)을 포함할 수 있다. 플라스틱 기판(302)은 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a) 상에 제공될 수 있다. 도 5a를 참조하면, 반투명 거울 코팅(304)은 반원형 공동(307)을 갖는 만곡층으로 제조 될 수 있다. 렌즈로서 작용하는 유리 볼(308)이 공동(307)에 각각 채워질 수 있다.
도 5b는 역반사기(300b)의 다른 예를 도시한 것이다. 도 5b를 참조하면, 제1 디스플레이 하프 스크린(102a)에 플라스틱 기판(302a)이 구비되고, 플라스틱 기판(302a)에 반투명 거울 코팅(304a)이 구비될 수 있다. 반투명 거울 코팅(304a)은 플라스틱 기판 (302a)을 향하는 그 표면 상에 복수의 프리즘 (310a)을 갖는 만곡층으로 제조 될 수 있다. 프리즘(310a)은 엠보싱될 수 있다. 이러한 실시 예의 경우, 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)에 의해 표시되고, 제 1 디스플레이 하프 스크린 (1021)에 의해 표시된 제1 영상에 중첩된 제 2 영상을 시프팅 된 영상이라고 가정하면, 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)으로부터의 제1광빔은 역반사기 (300a 또는 300b)를 통과하는 한편, 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)으로부터의 제 2 광빔은 되돌아가며, 즉 역반사기 (300a 또는 300b)로부터 반사 될 것이다. 이러한 제 2 광빔의 반사는 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a) 상에 제공되고 제 2 광빔을 방출하는 추가 (가상) 픽셀이 있는 것처럼 생각될 수 있다. 이를 고려하면, 제1 광빔과 제2 광빔이 결합 될 때, 제 1 광빔 및 제 2 광빔은 스크린 - 도어 효과가 없는 최종의 고해상도 영상을 형성할 수 있다.
도 5c 및 도 5d는 반투명 거울 코팅을 사용하지 않은 시트형 역반사기(300c)(300d)의 다른 실시 예를 도시한다. 도 5c를 참조하면, 역반사기(300c)가 복수의 절두 프리즘(truncated prism)(311)을 갖는 하나의 층 (312)을 포함할 수 있다. 층(312)은 제1 디스플레이 하프 스크린 (102a)에 구비되고, 복수의 절두 프리즘(311)이 제1 디스플레이 하프 스크린 (102a)의 표면에 접촉되고, 층(312)의 평평한 면(312a)이 제1 디스플레이 하프 스크린(102a)의 바깥 쪽으로 배치될 수 있다. 복수의 절두 프리즘(311)과 제1 디스플레이 하프 스크린(102a)에 의해 둘러싸인 공동(313)이 구비될 수 있다.
도 5d를 참조하면, 역반사기(300d)가 복수의 이중 절두 프리즘(315)을 갖는 하나의 층 (314)을 포함할 수 있다. 도 5c 및 도 5d는 3 개의 절두 프리즘 또는 3 개의 이중 절두 프리즘을 보여주고 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 필요하다면 절두 프리즘 또는 이중 절두 프리즘의 개수는 3개 이하 또는 3개 이상일 수 있음은 물론이다. 복수의 이중 절두 프리즘(315)이 제1 디스플레이 하프 스크린(102a)에 접촉되어 있고, 층(314)의 평평한 면(314a)이 바깥을 향해 있다. 복수의 이중 절두 프리즘(315)과 제1 디스플레이 하프 스크린(102a)에 의해 둘러싸인 공동(316)이 구비될 수 있다.
제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)으로부터의 제 2 광빔은 층 (312 또는 314)의 광학 재료 (예를 들어, 광학 유리)와 프리즘 사이의 공동(313)(315)에 있는 공기의 계면에서의 전반사로 인해 반사될 수 있다. 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)으로부터의 제 1 광빔은 내부 전반사 없이 층 (312 또는 314)을 통과할 수 있다. 절두 프리즘(311) 또는 이중 절두 프리즘(315)은 마이크로 가공, 인쇄, 에칭, 몰딩 등과 같은 다른 잘 알려진 기술을 사용하여 가공 할 수 있다.
다시 도 1로 돌아 가면, 도 1에 도시 된 바와 같이, 제 1 및 제 2 포커싱 렌즈 (112a, 112b)는 일정 거리에서 사람의 눈으로 영상 (또는 영상을 특징 짓는 광빔)를 전달하기 위한 접안 렌즈의 일례이다. 당업자는 모두 접안 렌즈의 다른 구성을 쉽게 실현할 수 있으며, 이는 모두 본 발명의 원리에 따른다. 제 1 및 제 2 포커싱 렌즈 (112a, 112b)는 제 1 및 제 2 빔 스플리터 (104a, 104b)가 디스플레이 (102)와 제 1 및 제 2 포커싱 렌즈 (112a, 112b) 사이에 위치하도록 디스플레이 (102)의 전면에 배치될 수 있다.
이하, 영상 시스템 (100)의 동작 모드에 대해 상세히 설명된다.
영상 시스템 (100)은 다음과 같이 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작될 수 있다.
제 1 모드 (도 1에 도시 됨)에서, 제 1 광 셔터 (106a)는 개방되고, 제 2 광 셔터 (106b)는 폐쇄될 수 있다. 디스플레이 (102)는 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)에서 소정의 영상 (예를 들어, 전술 한 제 1 영상)을 특징 화하는 제 1 광빔을 출력하고, 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)에서 시프팅 된 영상(예를 들어, 제 2 영상)을 특징화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 전술 한 바와 같이, 시프트 된 영상은 소정의 제1 영상에 대해 서브 픽셀만큼 시프 팅 된 영상을 나타낼 수 있다. 제 2 빔 스플리터 (104b)는 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)으로부터의 제 2 광빔을 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)를 향해 반사시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 제 2 광빔을 제 1 빔 스플리터 (104a)로 향하도록 구성될 수 있다. 역반사 수단 (110)은 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)으로부터의 제 1 광빔을 통과시키고, 제 2 광빔을 개방된 제 1 광셔터(106a)와 접안 렌즈 (즉, 제 1 포커싱 렌즈 (112a))를 통해 제 1 눈을 향하여 반사시키도록 구성될 수 있다.
제 2 모드에서는 제 1 광 셔터 (106a)가 닫히고 제 2 광 셔터 (106b)가 열릴 수 있다. 디스플레이 (102)는 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)에서 제 1 광빔을 출력하고 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)에서 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 제 1 빔 스플리터 (104a)는 제 2 광빔을 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)를 향하여 반사 시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 제 2 광빔을 제 2 빔 스플리터 (104b)로 향하도록 구성될 수 있다. 제 2 빔 스플리터(104b)는 차례로 제 2 광빔을 역반사 수단 (110)을 향하여 반사하도록 구성될 수 있다. 역반사 수단 (110)은 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)으로부터의 제 1 광빔을 통과시키고, 제 2 광빔을 개방된 제2 광셔터(106b)와 접안 렌즈 (즉, 제 2 포커싱 렌즈 (112b))를 통해 제 2 눈을 향하여 반사시킬 수 있다.
도 1은 제 1 모드의 영상 시스템 (100)의 동작을 도시한다. 그러나, 제 1 및 제 2 모드 사이에는 주요한 차이가 없기 때문에, 머리 속으로 도면을 돌려 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)이 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b) 아래에 있도록 하여 제 2 모드를 설명하는데 사용될 수 있다. 이 경우, 광빔은 반대로, 즉 수직 하방으로 진행할 것이다.
따라서, 제 1 모드 동안, 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)의 픽셀들에 의해 방출 된 제 1 광빔 및 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)의 가상 픽셀들에 의해 방출 된 제 2 광빔이 결합되어 제1눈 (예 : 왼쪽 눈)을 위한 최종 고해상도 영상을 형성할 수 있다. 유사하게, 제 2 모드 동안, 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)의 픽셀에 의해 방출 된 제 1 광빔 및 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)의 가상 픽셀에 의해 방출 된 제 2 광빔이 결합되어 제2눈 (예 : 오른쪽 눈)을 위한 최종 고해상도 영상을 형성할 수 있다. 다시 말해, 사람의 양쪽 눈은 스크린 도어 효과가 없는 고해상도 영상을 볼 수 있다.
다른 실시 예에서, 영상 시스템(100)이 제 1 및 제 2 광 셔터 (106a, 106b)없이 사용될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 1 배의 배율을 가지며, 제 1 및 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102a, 102b)으로부터의 영상은 동시에 사람의 눈에 형성될 수 있다. 디스플레이 (102)는 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)에서 소정의 영상 (예를 들어, 전술 한 제 1 영상)을 특징 화하는 제 1 광빔을 출력하고, 시프 팅 된 영상(예를 들어, 전술한 제2 영상)을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 동시에 디스플레이(102)가 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)에서 제 1 광빔을 출력하고 제 1 디스플레이 하프 스크린 (102a)에서 시프팅 된 영상을 특징화 하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 전술 한 바와 같이, 시프트 된 영상은 소정의 영상에 대해 서브 픽셀만큼 시프 팅 된 영상을 나타낼 수 있다. 제 2 빔 스플리터 (104b)은 제 2 디스플레이 하프 스크린 (102b)으로부터의 제 2 광빔을 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)쪽으로 반사시키면서 동시에 제 2 광빔을 접안 렌즈 (즉, 제 2 포커싱 렌즈 (112b))로 투과 시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 릴레이 렌즈 (108a)(108b)는 제 2 광 빔을 제 1 반투명 미러 (104a)에 지향시키고 제 1 광 빔을 제 2 반투명 미러 (104b)로 지향 시키도록 구성될 수 있다. 제 1 빔 스플리터 (104a)는 다시 제 2 광빔을 역반사 수단 (110)쪽으로 반사시키고 동시에 제 1 광빔을 접안 렌즈 (즉, 제 1 포커싱 렌즈 (112a))로 전달하도록 구성될 수 있다. 역반사 수단 (110)은 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a)으로부터의 제 1 광빔을 통과시키고 접안 렌즈(즉, 제 1 포커싱 렌즈 (112a))를 통해 제 1 눈으로 제 2 광빔을 반사시키면서, 동시에 제2 디스플레이 하프 스크린(102b)으로부터 제 2 광빔을 통과시키고 제1 광빔을 접안 렌즈(즉, 제1 포커싱 렌즈(112b))를 통해 제2 눈을 향해 제1 광빔을 반사시킬 수 있다.
도 6은 영상 시스템 (100)이 어떻게 영상 해상도를 향상시킬 수 있는지의 일례를 도시한다. 왼쪽 도면이 기존의 영상 시스템에 의한 영상이고, 오른쪽 도면이 도 1에 도시된 영상 시스템에 의한 영상을 나타낸다. 예시적인 실시예에 따른 영상 시스템에서 2 개의 중첩 된 영상 (즉, 도 1을 참조하여 상술 한 제 1 및 제 2 영상)에 의해 제공되는 결과가 어떠한 오버레이(overlay) 또는 중첩도 없는 영상에 의해 제공된 결과보다 양호하다는 것을 알 수 있다. 특히, 기하학적인 도형의 경계와 영상의 바닥 부분의 텍스트에 주의를 기울여야 한다. 여기에 설명 된 영상 중첩은 테두리를 선명하게 하고 텍스트를 선명하게 만든다.
도 2는 다른 실시예에 따른 영상 시스템(200)을 도시한 것이다. 영상 시스템(200)은 디스플레이 (102) 및 제1 및 제2 편광 빔 스플리터(204a)(204b)를 포함할 수 있다. 디스플레이(102)는 제1 디스플레이 하프 스크린(102a) 및 제2 디스플레이 하프 스크린(102b)를 포함할 수 있다. 도 2에서 도 1과 동일한 참조 번호를 사용하는 구성 요소는 실질적으로 동일한 기능 및 작용을 하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 제1 및 제2 편광 빔스플리터(204a)(204b)는 미러링 상태 또는 투명 상태가 전기적으로 작동 가능할 수 있다. 도 1과 비교할 때, 제1 편광 빔스플리터(204a)는 제1 빔 스플리터(104a)와 제1 광학 셔터(106a)를 대체할 수 있으며, 제2 편광 빔스플리터(204b)는 제2 빔 스플리터(104b)와 제2 광학 셔터(106b)를 대체할 수 있다.
편광 빔 스플리터의 배치는 도 1에 도시된 광학 셔터의 배치와 동일 할 수 있다. 편광 빔 스플리터의 동작 원리는 미러링 (mirroring) 상태에서는 광 셔터 (106a, 106b)의 폐쇄 상태와 유사하고, 투명한 상태에서는 광 셔터 (106a, 106b)의 개방 상태와 유사하다. 편광 빔 스플리터의 다른 예는 종래 기술에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 설명하지 않는다. 편광 빔 스플리터의 경우, 영상 시스템의 제 1 및 제 2 모드는 다음과 같이 구현될 수 있다.
제 1 모드에서, 제 1 편광 빔 스플리터(204a)는 투명 상태에 있고, 제 2 편광 빔 스플리터(204b)는 미러링 상태에 있다. 디스플레이(102)는 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a)에서 소정의 제1 영상을 특징 화하는 제 1 광빔을 출력하고 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b)에서 시프트 된 제2 영상을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 시프트 된 제2 영상은 소정의 제1 영상에 비해 서브 픽셀만큼 시프팅된 영상을 나타낼 수 있다. 제 2 편광 빔 스프리터(204b)는 제 2 광빔을 제1 및 제2 릴레이 렌즈(108b)(108b) 쪽으로 반사 시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 릴레이 렌즈(108a)(108b)는 제 2 광빔을 제 1 편광 빔 스플리터(204a)로 지향 시키도록 구성될 수 있다. 제 1 편광 빔 스프리터(204a)는 제 2 광빔을 역반사 수단(110)을 향해 반사 시키도록 구성될 수 있다. 역반사 수단(110)은 제 1 광빔을 자체 통과시켜 제 1 편광 빔 스플리터(204a) 및 접안 렌즈(즉, 제1 포커싱 렌즈(112a))를 통해 제 1 눈을 향하도록 하고, 제 2 광빔을 반사시켜 소정의 영상과 시프트 된 영상을 제1눈을 위한 최종의 고해상도 영상으로 병합하도록 구성될 수 있다.
제 2 모드에서, 제 1 편광 빔 스플리터(204a)는 미러링 상태에 있고, 제 2 편광 빔 스플리터(204b)는 투명 상태에 있다. 디스플레이(102)는 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b)에서 제 1 광빔을 출력하고 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a)에서 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 제 1 편광 빔 스프리터(204a)는 제 2 광빔을 제1 및 제2 릴레이 렌즈(108a)(108b) 쪽으로 반사 시키도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 릴레이 렌즈(108a)(108b)는 제 2 광빔을 제 2 편광 빔 스플리터(204b)로 지향 시키도록 구성될 수 있다. 제 2 편광 빔 스프리터(204b)는 제 2 광빔을 역반사 수단(110)을 향해 반사 시키도록 구성될 수 있다. 역반사 수단(110)은 제 1 광빔을 통과시키고 제 2 편광 빔 스플리터(204b) 및 접안 렌즈(즉, 제2 포커싱 렌즈(112b))를 통해 제 2 눈을 향하도록 하고, 제 2 광빔을 반사시켜 소정의 영상과 시프 팅 된 영상을 제2눈을 위한 동일한 최종의 고 해상도 영상으로 결합할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 영상 시스템(200)을 변형한 예를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 영상 시스템(200A)은 제1 및 제2 편광 빔 스플리터(205a)(205b) 모두가 p 편광 광을 투과시키고 s 편광 광을 반사 할 수 있거나 또는 그 반대로 할 수 있는 예를 도시한 것이다. 영상 시스템 (200A)은 디스플레이(102)의 전방에 배치된 리타더(203)를 더 포함할 수 있다. 리타더(203)는 제 1 모드에서 제 1 광빔을 s- 편광으로 만들고 제 2 광빔을 p- 편광으로 만들고, 제 2 모드에서 제1 광빔을 p-편광으로 만들고, 제2 광빔을 s- 편광으로 만들도록 구성될 수 있다. 제 1 및 제 2 광빔의 편광 상태에 따라, 각각의 제1 및 제2 편광 빔 스플리터(205a)(205b)는 미러링 상태 또는 투명 상태이다. 이 경우, 당업자에게 자명한 바와 같이 p- 편광 및 s- 편광은 단지 예시로서 주어지고, 다른 실시 예에서는 제 1 및 제 2 광빔의 임의의 다른 편광 상태가 사용될 수 있음을 알아야 한다.
제 1 모드에서, 디스플레이는 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a)에서 제 1 광빔을 출력하고 제 2 디스플레이 하프 스크린(102b)에서 제 2 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 제 2 편광 빔 스프리터(205b)는 제 2 광빔을 릴레이 렌즈(108a)(108b) 쪽으로 반사시키며, 릴레이 렌즈(108a)(108b)는 제 2 광빔을 제 1 편광 빔 스플리터(205a)로 향하도록 구성될 수 있다. 제 1 편광 빔 스프리터(205a)는 제 2 광빔을 역반사 수단(110)을 향해 반사 시키도록 구성될 수 있다.
역반사 수단(110)은 제 1 광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 제 1 편광 빔 스플리터(205a) 및 제1 포커싱 렌즈(112a)를 통해 제 2 광빔을 제 1 눈으로 반사시킴으로써 제1 영상과 시프팅 된 제2영상을 제1눈을 위한 최종의 고해상도 영상으로 합성할 수 있다.
제2 모드에서 디스플레이(102)가 제 1 디스플레이 하프 스크린(102a)에서 제 2 광빔을 출력하고 제 2 표시 하프 스크린(102b)에서 제 1 광빔을 출력하도록 구성될 수 있다. 제 1 편광 빔 스플리터(205a)는 제 2 광빔을 릴레이 렌즈(108a)(108b) 쪽으로 반사 시키도록 구성되며, 릴레이 렌즈(108a)(108b)는 제 2 광빔을 제 2 편광 빔 스플리터(205b)로 향하도록 구성될 수 있다. 제 2 편광 빔 스플리터(205b)는 제 2 광빔을 역반사 수단(110)을 향해 반사시키도록 구성될 수 있다. 역반사 수단(110)은 제 1 광빔을 통과시켜 제2 눈으로 향하도록 하고, 제 2 편광 빔 스플리터(205b) 및 제2 포커싱 렌즈(112b)를 통해 제 2 눈을 향해 상기 제 2 광빔을 반사시키도록 구성되어 소정의 제1 영상과 시프팅 된 제2 영상을 제2 눈을 위한 최종의 고해상도 영상으로 합성할 수 있다.
다양한 실시예는 사용자에게 3D 모델링, 네비게이션, 디자인 등과 같은 다른 업무를 수행하기 위해 가상 현실 몰입을 제공하는 것이 필요한 경우에 적용될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 영상 시스템은 예를 들어, 헤드 마운트 영상 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 실시예는 또한 게임과 교육 산업에 현재 인기가 있는 가상 현실 글래스 또는 가상 현실 헬멧과 같은 서로 다른 헤드 마운트 장치에 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 도면의 고려 및 본 발명의 바람직한 실시 예의 후속하는 설명으로부터 명백해질 것이다. 당업자라면 본 발명의 다른 실시 예가 가능하고 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면 서 본 발명의 세부 사항이 여러 측면에서 변형 될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것이며 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다. 달리 지시되지 않는 한, 첨부 된 특허 청구 범위에서 단수 형태로 언급 된 요소는 그러한 복수의 요소의 존재를 배제하지 않는다.
100,200,200A:영상 시스템
102:디스플레이
102a, 102b: 디스플레이 하프 스크린
110:역반사 수단
104a,104b: 빔 스플리터
106a,106b:광학 셔터
108a,108b: 릴레이 렌즈
112a,112b: 포커싱 렌즈
203:리타더
204a,204b: 편광 빔 스플리터
102:디스플레이
102a, 102b: 디스플레이 하프 스크린
110:역반사 수단
104a,104b: 빔 스플리터
106a,106b:광학 셔터
108a,108b: 릴레이 렌즈
112a,112b: 포커싱 렌즈
203:리타더
204a,204b: 편광 빔 스플리터
Claims (22)
- 영상 시스템에 있어서,
제 1 디스플레이 하프 스크린 및 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이;
상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단;
상기 제1디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제1 빔 스플리터;
상기 제2디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치된 제2 빔 스플리터;
상기 제1 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제 1 광 셔터; 및
상기 제2 빔 스플리터의 일 면에 배치된 제 2 광 셔터;를 포함하고,
상기 영상 시스템은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작하도록 구성되며,
상기 제 1 모드에서, 상기 제 1 광 셔터가 개방되고, 상기 제 2 광 셔터가 폐쇄되며, 상기 디스플레이는 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 제1영상을 특징화하는제 1 광빔을 출력하고, 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제1영상에 대해 시프트 된 제2 영상을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제1눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제1눈을 위한 영상을 형성하도록 구성되고,
제 2 모드에서, 상기 제 1 광 셔터가 폐쇄되고 상기 제 2 광 셔터가 개방되며, 상기 디스플레이는 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하고 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제2눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제2눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제2눈을 위한 영상을 형성하도록 구성된 영상 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 빔 스플리터와 제2 빔 스플리터 사이에 릴레이 렌즈가 구비된 영상 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 릴레이 렌즈는 대칭형으로 배치된 한 쌍의 렌즈를 포함하는 영상 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 시프트 된 제2 영상은 상기 제1 영상에 대해 상측, 하측, 좌측, 우측 또는 대각선 방향으로 시프트되는 영상 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 시프트된 제2 영상은 상기 제1 영상에 대해 디스플레이의 서브 픽셀만큼 시프트된 영상 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 역반사 수단은 시트형 역반사기 또는 확산기 중 하나인 영상 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 시트형 역반사기는 플라스틱 기판, 상기 플라스틱 기판 상에 제공된 반투명 거울 코팅, 및 상기 반투명 거울 코팅을 덮는 플라스틱 덮개 층을 포함하는 영상 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 반투명 거울 코팅은 렌즈로서 작용하는 유리 볼로 각각 채워진 반원형 공동을 갖는 곡면 층으로 구성된 영상 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 반투명 거울 코팅은 상기 플라스틱 기판에 대면하는 그 표면 상에 복수의 엠보싱 된 프리즘 (prism)을 갖는 만곡된 층으로 구성된 영상 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 시트형 역반사기는 복수의 절두 프리즘 또는 이중 절두 프리즘을 갖는 하나의 유리층 또는 폴리머 층을 포함하는 영상 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 광셔터에 대향되게 제1 포커싱 렌즈가 배치되고, 상기 제2 광셔터에 대향되게 제2 포커싱 렌즈가 배치된 영상 시스템. - 영상 시스템에 있어서,
제 1 디스플레이 하프 스크린 및 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이;
상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단; 상기 제1 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 전기적으로 미러링 상태 또는 투명 상태로 동작 할 수 있는 제 1 편광 빔 스플리터;
상기 제1 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 전기적으로 미러링 상태 또는 투명 상태로 동작 할 수 있는 제 2 편광 빔 스플리터;
상기 영상 시스템은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작하도록 구성되고,
상기 제 1 모드에서, 상기 제 1 편광 빔 스플리터가 투명 상태에 있고, 상기 제 2 편광 빔 스플리터가 미러링 상태에 있고, 상기 디스플레이는 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 제1 영상을 특징화하는 제 1 광빔을 출력하고 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제1 영상에 대해 시프트 된 제2 영상을 특징 화하는 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제1눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제1눈을 위한 영상을 형성하도록 구성되고,
상기 제 2 모드에서, 상기 제 1 편광 빔 스플리터가 미러링 상태에 있고, 상기 제 2 편광 빔 스플리터가 투명 상태에 있으며, 상기 디스플레이는 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하고 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 역반사 수단은 상기 제1광빔을 통과시켜 제2눈으로 향하도록 하고, 상기 제2광빔을 반사시켜 제2눈으로 향하도록 하여 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제2눈을 위한 영상을 형성하도록 구성된 영상 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 편광 빔 스플리터와 제 2 편광 빔 스플리터 사이에 릴레이 렌즈가 구비된 영상 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 릴레이 렌즈는 대칭형으로 배치된 한 쌍의 렌즈를 포함하는 영상 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 시프트 된 제2 영상은 상기 제1 영상에 대해 상측, 하측, 좌측, 우측 또는 대각선 방향으로 시프트되는 영상 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 시프트된 제2 영상은 상기 제1 영상에 대해 디스플레이의 서브 픽셀만큼 시프트된 영상 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 역반사 수단은 시트형 역반사기 또는 확산기 중 하나인 영상 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 시트형 역반사기는 플라스틱 기판, 상기 플라스틱 기판 상에 제공된 반투명 거울 코팅, 및 상기 반투명 거울 코팅을 덮는 플라스틱 덮개 층을 포함하는 영상 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 반투명 거울 코팅은 렌즈로서 작용하는 유리 볼로 각각 채워진 반원형 공동을 갖는 곡면 층으로 구성된 영상 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 반투명 거울 코팅은 상기 플라스틱 기판에 대면하는 그 표면 상에 복수의 엠보싱 된 프리즘 (prism)을 갖는 만곡된 층으로 구성된 영상 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 시트형 역반사기는 복수의 절두 프리즘 또는 이중 절두 프리즘을 갖는 하나의 유리층 또는 폴리머 층을 포함하는 영상 시스템. - 영상 시스템에 있어서,
제 1 광빔과 제 2 광빔을 교대로 출사하도록 구성된 제 1 디스플레이 하프 스크린과 제 2 디스플레이 하프 스크린을 포함하는 디스플레이 스크린; 상기 디스플레이 상에 제공된 역반사 수단;
상기 역반사 수단에 제공되고 제 1 광빔의 제 1 또는 제 2 편광 상태를 제공하고, 제 2 광빔의 제 1 또는 제 2 편광 상태를 제공하도록 전기적으로 조작 가능한 리타더;
상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 광빔 중 어느 것이 상기 제 1 또는 제 2 편광 상태에 있는 지에 의존하여 제1 또는 제2 광빔을 투과 또는 반사하도록 구성된 제1 편광 빔 스플리터;
상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에 대향되게 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 광빔 중 어느 것이 상기 제 1 또는 제 2 편광 상태에 있는 지에 의존하여 제1 또는 제2 광빔을 투과 또는 반사하도록 구성된 제2 편광 빔 스플리터;
상기 영상 시스템은 제 1 모드 및 제 2 모드에서 교대로 동작하도록 구성되고,
상기 제 1 모드에서, 상기 제1광빔이 제1 영상을 특징화하고, 제2광빔이 상기 제1 영상에 대해 시프트된 제2 영상을 특징화하며, 상기 디스플레이는 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하고 상기 제 2 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하도록 구성되며, 상기 리타더는 상기 제 1 광빔이 제 1 편광 상태를 가지도록, 상기 제 2 광빔들이 제 2 편광 상태를 가지도록 동작하며, 상기 역반사 수단은 상기 제 1 광빔을 통과시켜 제1눈으로 향하도록 하고, 상기 제 2 광빔을 반사시켜 제 1 눈으로 향하도록 하여, 상기 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제1눈을 위한 영상을 형성하도록 구성되고,
상기 제 2 모드에서, 상기 디스플레이가 상기 제 1 디스플레이 하프 스크린에서 상기 제 2 광빔을 출력하고 상기 제 2 표시 하프 스크린에서 상기 제 1 광빔을 출력하도록 구성되고, 상기 리타더는 제 1 광빔이 제 2 편광 상태를 가지고 제 2 광빔이 제 1 편광 상태를 가지도록 만들며, 상기 역반사 수단은 상기 제 1 광빔을 통과시켜 제2눈으로 향하도록 하고, 상기 제 2 광빔을 반사시켜 제 2 눈으로 향하도록 하여, 상기 제1광빔과 제2광빔에 의한 영상이 제2눈을 위한 영상을 형성하도록 구성된 영상 시스템.
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