KR19990048195A - HMD for 3-D Imaging - Google Patents

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KR19990048195A
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Abstract

본 발명은, 영상표시된 후 사용자의 시야로 경로변경되는 좌우의 입체 광영상을, 장치내에서 색광여파에 의해 좌우신호를 선택분리하여 사용자의 좌우 시야로 집광시킴으로써 확대된 삼차원 입체영상이 시청되도록 하는 3차원 영상을 위한 HMD에 관한 것으로서, 백라이트인 단일의 광원(1); 상기 광원(1)으로 부터 입사되는 광 중 도면상의 평면에 대해 공간으로 45°경사진 편광성분을 여파시키는 제 1 편광필터(2);상기 편광성분을 이용하여 종래에서와 같이 광영상을 형성하는 단일의 액정표시기(3);상기 제 1편광필터(2)와 동일 편광축으로써 입사광을 여파시키는 제 2편광필터(2'); 2개의 직교된 반사면을 갖되, 각각의 반사면에는 유전체 코팅을 하여 반사되는 편광성분이 상이하도록 한 프리즘(10); 상기 프리즘(10)에 의해 반사편광되는 광신호 중 적색 및 청색의 가시광선 대역을 각각 선택반사하여 경로변경되도록 하는 적색 및 청색필터용 색반사거울(40a,40b); 및 상기 경로변경된 각각의 광성분을 집광시켜 확대된 허상을 형성하는 2개의 아이피스렌즈(5);를 포함하여 구성되어, 사용자가 별도의 좌우분리를 위한 장치의 착용없이 삼차원 입체영상을 시청할 수 있도록 함으로써, 입체영상의 시청이 편리해지고, 또한 2차원 및 3차원 영상에 선택적으로 적응될 수 있어 장치의 유용성을 배가시키는 효과가 있는 것이다.The present invention allows a three-dimensional stereoscopic image to be viewed by expanding a left and right stereoscopic optical image that is changed to a user's field of view after image display and condensing the left and right signals by color light filtering in the device and condensing them to the left and right field of view of the user. A HMD for a three-dimensional image, comprising: a single light source 1 which is a backlight; A first polarization filter (2) for filtering a polarization component inclined at 45 ° to a space of a plane of the drawing among light incident from the light source (1); forming an optical image as in the prior art by using the polarization component A single liquid crystal display (3); a second polarization filter (2 ') for filtering incident light by the same polarization axis as the first polarization filter (2); A prism 10 having two orthogonal reflecting surfaces, each reflecting surface having a dielectric coating so that the reflected polarization components are different; Color reflection mirrors 40a and 40b for red and blue filters to selectively change the red and blue visible light bands among the optical signals reflected by the prism 10 so as to change their paths; And two eyepiece lenses 5 for condensing each light component of the changed path to form an enlarged virtual image, so that a user can watch a three-dimensional stereoscopic image without wearing a separate device for right and left separation. As a result, viewing of a stereoscopic image is convenient, and it can be selectively adapted to two-dimensional and three-dimensional images, thereby increasing the usefulness of the device.

Description

3 차원 영상을 위한 HMDHMD for 3D Video

본 발명은 별도의 장치의 착용없이 삼차원 입체영상을 시청할 수 있도록 하는 3차원 영상을 위한 두부 탑재형 디스플레이 장치(HMD)의 광학계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 영상표시된 후 사용자의 시야로 경로변경되는 좌우의 입체 광영상을, 장치내에서 색광여파에 의해 좌우신호를 선택분리하여 사용자의 좌우 시야로 집광시킴으로써 확대된 삼차원 입체영상이 시청되도록 하는 3차원 영상을 위한 HMD에 관한 것이다.The present invention relates to an optical system of a head mounted display device (HMD) for a three-dimensional image that allows viewing of a three-dimensional stereoscopic image without wearing a separate device, and more particularly, a path is changed to the user's field of view after the image is displayed. The present invention relates to an HMD for a three-dimensional (3D) image that allows an enlarged three-dimensional (3D) image to be viewed by selectively separating left and right signals from the left and right by a color light filter in a device and condensing the left and right signals to a left and right field of view.

요즈음 전자업계에 새로운 바람을 일으키고 있는, 두부 탑재형 디스플레이 장치(HMD : Head Mounted Display)는, 액정 표시기(LCD) 및 편광필터 등의 광학소자를 이용하여, 제어가능한 화상신호를 렌즈 및 거울을 통해 확대집광시킨것으로써, 그 원리가 매우 간단하며, 또한 이에 이용되는 광학계는 적절히 가변 배치됨으로써 보다 다양한 기능이 구현이 가능하게 된다.The Head Mounted Display (HMD), which is causing a new wind in the electronics industry these days, uses optical elements such as liquid crystal displays (LCDs) and polarizing filters to control image signals through lenses and mirrors. By expanding and condensing, the principle is very simple, and the optical system used therein is suitably variably arranged so that various functions can be realized.

종래의 HMD는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일안(一眼)에 대해서, 빛을 방사하는 광원(back light)(1), 상기 제 1 편광필터(2)로 부터 여파된 광성분의 편광축 회전여부를, 입력되는 화상신호를 따라 제어하는 액정 표시기(3), 상기 액정 표시기(3)의 출력광 중 지정된 방향의 편광성분만을 여파시키는 제 2 편광필터(2'), 상기 제 2 편광필터(2')를 통과하는, 영상표시된 출력광을 전반사시켜 경로를 변경하는 전반사 거울(4), 및 상기 전반사된 광영상을 집광시키는 아이피스렌즈(5)를 포함하여 구성되어 있었으며, 도 1의 구성과 동일한 또 하나의 구성이 구비되어 양안에 대한 HMD를 구성하고 있었다.In the conventional HMD, as shown in FIG. 1, the polarization axis rotation of light components emitted from the back light 1 and the first polarization filter 2 that emit light with respect to a single eye is shown. A liquid crystal display 3 for controlling whether or not to be controlled according to an input image signal, a second polarization filter 2 'that filters only polarization components in a specified direction among the output light of the liquid crystal display 3, and the second polarization filter ( 2 '), a total reflection mirror 4 for changing the path by totally reflecting the image displayed output light, and an eyepiece lens 5 for condensing the totally reflected light image. Another identical configuration was provided to construct an HMD for both eyes.

상기와 같이 구성된 종래의 HMD에 있어서, 상기 광원(1)으로 부터 방사된 빛이 상기 제 1 편광필터(2)를 통과함으로써 편광필터방향의 편광성분만이 출력되고, 상기 출력된 단일편광의 광성분은, 상기 액정 표시기(3)에서, 표시할 영상신호에 따라 인가 또는 차단되는 셀전압에 의해 그 편광축이 변환없이 또는 회전하여 통과하게 된다.In the conventional HMD configured as described above, the light emitted from the light source 1 passes through the first polarization filter 2 so that only the polarization component in the polarization filter direction is output, and the output single polarized light is emitted. In the liquid crystal display 3, the polarization axis is passed through without rotation or rotation by a cell voltage applied or blocked according to the video signal to be displayed.

이와 같이, 상기 액정 표시기(3)의 각 셀마다의 전원인가 여부에 따라 편광방향이 제어되어 출력되는 광성분은, 상기 제 2 편광필터(2')에 의해 동일한 편광방향의 광성분은 출력되고, 상호 직각인 광성분은 출력되지 않아 인가된 영상신호에 상응하는 광영상이 형성되게 된다.As described above, the light component in which the polarization direction is controlled and output according to whether the power is applied to each cell of the liquid crystal display 3 is output by the second polarization filter 2 '. However, optical components that are perpendicular to each other are not output so that an optical image corresponding to the applied image signal is formed.

이와 같이 출력형성된 광영상은 상기 전반사 거울(4)을 통해, 사용자의 시선으로 전반사되어 상기 아이피스렌즈(5)로 입사되고, 상기 아이피스렌즈(5)로 입사된 광성분은 사용자의 양안으로 각각 집광되면서 확대된 허상으로 사용자에게 인식되게 된다.The optical image formed as described above is totally reflected by the user's eye through the total reflection mirror 4 and is incident on the eyepiece lens 5, and the light components incident on the eyepiece lens 5 are focused on both eyes of the user. As a result, the image is recognized by the user as an enlarged virtual image.

그러나, 상기와 같이 구성되어 동작하는 HMD는 양안에 대해 동일한 구성 특히, 고가의 LCD를 각각 구비함으로써, 장치의 가격이 상승하여 제품경쟁력이 저하되며, 또한 광학계의 구조가 복잡하여 제작공정시간이 많이 소요되는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점을 해소하기 위해, 단일의 LCD를 사용하는 도 2와 같은 단순구조의 HMD가 제안되어 본 출원인에 의해 동일자로 출원된 바 있다.However, the HMD configured and operated as described above has the same configuration for both eyes, in particular, an expensive LCD, so that the price of the device increases and the product competitiveness is lowered. There has been a problem, and in order to solve this problem, a simple structure HMD such as FIG. 2 using a single LCD has been proposed and filed by the present applicant as the same.

도 2의 단일 LCD의 HMD는, 백라이트인 단일의 광원(1), 상기 광원(1)으로 부터 입사되는 광 중 도면상의 평면에 대해 공간으로 45°경사진 편광성분을 여파시키는 제 1 편광필터(2), 상기 편광성분을 이용하여 종래에서와 같이 광영상을 형성하는 단일의 액정 표시기(3), 상기 제 1 편광필터(2)와 동일 편광축으로써 입사광을 여파시키는 제 2 편광필터(2'), 2개의 직교된 반사면을 갖되, 각각의 반사면에는 유전체 코팅을 하여 반사되는 편광성분이 상이하도록 한 프리즘(10), 상기 프리즘(10)에 의해 분리반사되는 각각의 편광성분을 사용자의 시야로 경로변경시키는 2개의 전반사 거울(4), 및 상기 경로변경된 각각의 광성분을 집광시켜 확대된 허상을 형성하는 2개의 아이피스렌즈(5)를 포함하여 구성되어 있다.The HMD of the single LCD of FIG. 2 is a single light source 1 that is a backlight and a first polarization filter that filters a polarization component inclined at 45 ° to a space with respect to a plane on the drawing of light incident from the light source 1 ( 2) a single liquid crystal display 3 using the polarization component to form an optical image as in the prior art, and a second polarization filter 2 'for filtering incident light by the same polarization axis as the first polarization filter 2. The prism 10 has two orthogonal reflecting surfaces, and each reflecting surface is coated with a dielectric coating so that the reflected polarization components are different, and each polarization component separated and reflected by the prism 10 is viewed by the user. Two total reflection mirrors 4 for rerouting, and two eyepiece lenses 5 for condensing each of the rerouted light components to form an enlarged virtual image.

상기와 같이 구성된 단일 LCD의 HMD는, 상기 액정 표시기(3) 및 상기 제 2 편광필터(2')를 통과하는 영상표시된 광영상의 편광축이, 상기 프리즘(10)에서의 입·반사광에 의한 가상평면에 대해 45°경사져 상기 프리즘(10)의 각 반사면에 입사되어, 상기 가상평면에 대해 직각 및 평행하는 두개의 편광성분인 S파와 P파로 각각 반사분리됨으로써, 이후의 경로변경 및 집광에 의해 확대된 허상을 형성하게 된다.In the HMD of the single LCD configured as described above, the polarization axis of the image-displayed optical image passing through the liquid crystal display 3 and the second polarization filter 2 'is virtual by the incident and reflected light in the prism 10. It is inclined at 45 ° with respect to the plane and incident on each reflecting surface of the prism 10, and is separated by the S-wave and P-wave, which are two polarization components perpendicular to and parallel to the virtual plane, respectively, thereby changing paths and condensing thereafter. An enlarged virtual image is formed.

그러나, 상기와 같이 구성되어 영상을 형성하는 HMD 또한 도 1 종래의 HMD와 마찬가지로, 입체영상을 제공하기 위한 구성을 구비하지 않아, 제공되는 영상이 입체영상인 경우에 이를 좌우신호로 분리하기 위해 사용자는 색셀로판지나 색렌즈가 부착된 안경을 별도로 착용해야 하며 이에 따라 착용의 답답함과 불편함이 배가됨으로써 사용자로 하여금 장시간의 시청을 어렵게 할 뿐만아니라, 시력이 낮아 이미 안경을 착용하고 있는 개인의 경우에는 별도의 색분리 필터용 안경의 착용이 불가능하여 삼차원 입체영상을 시청할 수가 없었다.However, the HMD configured as described above to form an image also does not have a configuration for providing a stereoscopic image, as in the conventional HMD of FIG. 1, when the provided image is a stereoscopic image, the user may separate the image into left and right signals. The user should wear glasses with color cellophane or color lenses separately, thereby making the user's eyes harder to watch for a long time by doubling the frustration and discomfort of wearing. In addition, it was impossible to wear a separate color filter glasses for viewing three-dimensional stereoscopic images.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 좌우분리를 위한 별도 장치의 착용없이 삼차원 입체영상을 시청할 수 있도록 좌우영상신호 분리기능이 내장된 3차원 영상을 위한 HMD를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, and provides an HMD for a three-dimensional image with a built-in left and right video signal separation function so that three-dimensional stereoscopic image can be viewed without wearing a separate device for left and right separation. Its purpose is to.

도 1은 종래의 HMD의 구성 중 일안(一眼)에 대한 구성을 도시한 것이고,1 illustrates a configuration of a single eye among the configurations of a conventional HMD,

도 2는 단일의 액정 표시기를 이용한 HMD의 구성도이고,2 is a configuration diagram of an HMD using a single liquid crystal display,

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 3 차원 영상을 위한 HMD의 바람직한 실시예의 구성도이다.3 to 5 are configuration diagrams of a preferred embodiment of the HMD for the three-dimensional image according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 광원(back-light) 2, 2' : 편광필터1: Back-light 2, 2 ': polarization filter

3 : 액정 표시기(Liquid Cristal Display) 4 : 전반사 거울3: Liquid Cristal Display 4: Total Reflection Mirror

5 : 아이피스렌즈(Eye-piece Lens) 6a : 적색광 필터5: Eye-piece Lens 6a: Red Light Filter

6b : 청색광 필터 10 : 프리즘6b: blue light filter 10: prism

40 : 색반사 거울 40a : 적색필터용 색반사 거울40: color reflection mirror 40a: color reflection mirror for red filter

40b : 청색필터용 색반사 거울40b: color reflection mirror for blue filter

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 HMD는, 두부 탑재형 디스플레이 장치(HMD)에 있어서, 입사되는 편광성분에 대해, 상기 편광성분을 구성하는 두개의 직각편광된 광성분으로 분리반사시키는 프리즘, 광을 방사하는 조명수단, 상기 방사광의 입사경로와 상기 프리즘에 의한 반사경로로써 형성되는 가상의 평면에 대해, 상기 방사광을 편광여파시키는 편광축이 소정각도 경사지도록 형성된 제 1 편광여파수단, 상기 소정각도와 동일경사각으로 러빙되어, 인가되는 영상신호에 따라 상기 편광여파된 광의 편광축을 선택적으로 90°회전시키는 화상표시수단, 상기 화상표시수단의 투과광 중 특정 편광축의 광성분을 투과시켜 상기 프리즘으로 입사시키는 제 2 편광여파수단, 상기 프리즘에 의해 분리반사된 각각의 광성분 가운데 특정 색대역만을 서로 상이하게 선택하여 각각 경로변경시키는 두개의 색반사수단, 및 상기 경로변경된 광성분을 각각 집광시키는 두개의 접안렌즈를 포함하여 구성되는 것에 특징이 있는 것이다.HMD for the three-dimensional image according to the present invention for achieving the above object, in the head-mounted display device (HMD), with respect to the incident polarization component, two orthogonally polarized light components constituting the polarization component A first polarization formed such that a polarization axis for polarizing and filtering the emitted light is inclined at a predetermined angle with respect to an imaginary plane formed as a prism for separating and reflecting light, an illumination means for emitting light, and an incident path of the emitted light and a reflection path by the prism Filtering means, image display means for rubbing at the same inclination angle and the predetermined angle, selectively rotating the polarization axis of the polarized light in accordance with the applied image signal by 90 °, transmitted through the light component of a specific polarization axis of the transmitted light of the image display means Second polarized light filtering means for incident on the prism, each of the light components separated and reflected by the prism Only the positive color bands different from each other to select two color reflection means for changing respective paths, and is characterized by being configured to include the two eyepieces for respectively condensing the light component wherein the path is changed.

상기와 같이 구성되는 3차원 영상을 위한 HMD에서는, 단일의 조명수단으로 부터 방사된 광이 상기 제 1 편광여파수단을 통과함으로써, 상기 방사광의 입사경로와 이후 상기 프리즘에 의해 반사되는 광의 경로가 형성하는 가상의 평면에 대해 소정각도 경사진 편광축의 광성분만이 여파되게 되고, 상기 여파되는 광성분의 편광을 수용하여 해당 셀의 전원인가 여부에 따라 선택적으로 그 편광축을 90°회전시키는 화상표시수단을 통과하게 된다. 상기 화상표시수단을 통과한 광성분은, 편광축의 회전여부에 따라 상기 제 2 편광여파수단을 선택적으로 통과한 후, 상기 프리즘에 입사되게 되는데, 상기 프리즘의 반사면은, 상기 입사되는 편광성분을 상기 가상평면을 직교하는 편광성분과 가상 평면에 포함되는 편광성분으로 각각 분리반사하게 되고, 상기 분리반사된 광성분은 각각의 색반사수단에 인가됨으로써, 상기 각각의 색반사수단에 의해 서로 상이하게 선택된 좌우의 특정색 대역내의 광신호만이 각각 반사되어 경로변경된 후 두개의 상기 접안렌즈에 의해 각각 집광되고, 이에 따라 사용자는 좌우분리된 영상을 시청하게 된다.In the HMD for the three-dimensional image configured as described above, light emitted from a single illumination means passes through the first polarization filtering means, thereby forming an incident path of the emitted light and a path of light reflected by the prism thereafter. Only the light component of the polarization axis inclined by a predetermined angle with respect to the imaginary plane is filtered, and the image display means for receiving the polarization of the light component to be filtered selectively rotates the polarization axis by 90 ° depending on whether the cell is powered. Will pass. After passing through the second polarization filtering means selectively according to whether the polarization axis is rotated, the light component having passed through the image display means is incident on the prism, and the reflecting surface of the prism is configured to reflect the incident polarization component. The polarized light component orthogonal to the virtual plane and the polarized light component included in the virtual plane are separately reflected, and the separated and reflected light components are applied to respective color reflecting means, and thus different from each other by the respective color reflecting means. Only optical signals in the selected left and right specific color bands are respectively reflected and rerouted, and then focused by the two eyepieces, thereby allowing the user to watch the left and right separated images.

이하, 본 발명에 따른 3 차원 영상을 위한 HMD의 바람직한 실시예의 구성 및 동작에 대해, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the HMD for the three-dimensional image according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 HMD의 바람직한 실시예의 구성도로서, 도 3의 구성은 도 2의 HMD 구성에서, 전반사 거울(4) 대신 적색 및 청색의 가시광선 대역을 반사하도록 코팅된 적색 및 청색필터용 색반사거울(40a,40b)을 포함하여 구성되어 있으며, 도 4의 구성은 도 2의 HMD 구성에서, 전반사 거울(4)에 의해 경로변경된 광영상에서 적색 및 청색대역의 가시광선만을 투과시키는 적색 및 청색광 필터(6a,6b)가 더 포함되어 구성되어 있다.3 and 4 are schematic diagrams of a preferred embodiment of the HMD for the three-dimensional image according to the present invention. The configuration of FIG. 3 is a red and blue visible light band instead of the total reflection mirror 4 in the HMD configuration of FIG. 2. It comprises a color reflecting mirror (40a, 40b) for the red and blue filter coated to reflect, the configuration of Figure 4 in the HMD configuration of Figure 2, red and blue in the optical image routed by the total reflection mirror (4) Red and blue light filters 6a and 6b for transmitting only visible light in the band are further included.

도 3과 같이 구성되는 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 HMD는, 먼저 상기 광원(1)으로 부터 방사된 광이 상기 제 1 편광필터(2)에 의해 45°경사진 단일편광의 광성분이 된 후, 상기 액정 표시기(3)에서 좌우 영상신호가 색대역별로 합성된 광영상이 되어 상기 제 2 편광필터(2')에 의해 편광여파되고, 이는 다시 상기 프리즘(10)상의 두개의 반사면에 의해 각각 P파 및 S파로 양분되면서 반사되게 된다.In the HMD for the three-dimensional image according to the present invention configured as shown in FIG. 3, first, light emitted from the light source 1 becomes a light component of a single polarized light inclined by 45 ° by the first polarization filter 2. Afterwards, the left and right image signals of the liquid crystal display 3 become optical images synthesized by color bands, and are polarized by the second polarization filter 2 ′, which is then reflected on two reflective surfaces on the prism 10. As a result, the light is reflected by dividing into P and S waves, respectively.

상기 프리즘(10)을 통과하여 각각의 반사면으로 부터 반사분리된 P파 및 S파의 광성분은, 가시광선 내의 적색 및 청색대역이 선택되어 반사되도록 상호 상이한 적층 및 두께의 SiO 및 MgF2의 유전체 코팅막을 갖는 두개의 색반사 거울(40a,40b)에 각각 입사되게 된다. 상기 적색필터용 색반사 거울(40a)에 입사된 S파 광성분은 입사된 광 중 좌측신호로 기록된 적색대역만이 반사되게 되고, 상기 청색필터용 색반사 거울(40b)은 입사된 P파 광성분 중 우측신호로 기록된 청색대역만을 반사하게 되어, 좌우의 신호로 분리되면서 사용자의 시선으로 경로변경된 후, 상기 아이피스렌즈(5)에 의해 각각의 촛점으로 집광됨으로써, 사용자의 시야 내에 10 배 이상으로 확대된 삼차원 입체영상을 형성하게 된다.The light components of the P wave and the S wave which are separated from each reflecting surface through the prism 10 are separated from each other by SiO and MgF 2 having different stacking and thicknesses so that the red and blue bands in the visible light are selected and reflected. Two color reflecting mirrors 40a and 40b having a dielectric coating film are respectively incident. The S-wave light component incident on the red filter color reflection mirror 40a reflects only the red band recorded as the left signal of the incident light, and the blue filter color reflection mirror 40b is the incident P wave. Among the light components, only the blue band recorded as the right signal is reflected, separated into left and right signals, and the path is changed to the user's eyes, and then focused by the eyepiece lens 5 at each focal point, thereby being 10 times within the user's field of view. The enlarged three-dimensional stereoscopic image is formed.

도 4와 같이 구성되는 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 HMD의 다른 실시예에서는, 도 3의 실시예에서와 같이 상기 프리즘(10)에 의해 좌우 합성신호가 각각 P파 및 S파로 반사분리되어 상기 전반사 거울(4)에 의해 경로변경된 후, 상기 적색 및 청색광 필터(6a,6b)에 의해 각기 적색의 좌측 영상과 청색의 우측 영상이 선택추출되어 상기 아이피스렌즈(5)에 의해 각각 집광됨으로써, 사용자가 삼차원의 입체영상을 시각적으로 인식하도록 한다.In another embodiment of the HMD for the 3D image according to the present invention configured as shown in FIG. 4, the left and right composite signals are separated into P waves and S waves by the prism 10 as in the embodiment of FIG. 3. After the path is changed by the total reflection mirror 4, the red left image and the blue right image are selectively extracted by the red and blue light filters 6a and 6b, respectively, and condensed by the eyepiece lens 5, respectively. Allows the user to visually recognize three-dimensional stereoscopic images.

한편, 상기의 색광 필터(6a,6b)는 사용자에 의해 착탈가능하도록 구비되어, 제공되는 영상이 삼차원 영상이 아닌 경우에는 제거하여 영상을 시청하고, 제공되는 영상이 삼차원 영상인 경우에는, 해당위치에 설치하여 삼차원 영상을 구현하도록 함으로써 장치의 유용성을 높일 수가 있다.On the other hand, the color light filter (6a, 6b) is provided to be detachable by the user, if the provided image is not a three-dimensional image to remove and view the image, if the provided image is a three-dimensional image, the corresponding position It is possible to increase the usefulness of the device by installing it in a 3D image.

도 5는 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 HMD의 또 다른 실시예의 구성도로서, 도 1의 종래의 HMD 광학계의 구성에서, 전반사 거울(4) 대신 적색(또는 청색) 대역을 반사하는 색반사거울(40)을 포함하여 구성되어 있으며, 도시되지 않은 다른 일안(一眼)에 대한 구성에서는 상기 반사되는 대역과 다른 색대역, 즉 청색(또는 적색) 대역을 반사하는 색반사거울(40)이 구비되어, 전술한 과정에서와 동일하게 색대역으로 구별되는 좌우신호를 분하여 사용자에게 삼차원 입체영상을 제공하게 되는 것이다.5 is a configuration diagram of another embodiment of the HMD for the three-dimensional image according to the present invention, in the configuration of the conventional HMD optical system of FIG. 1, color reflection reflecting a red (or blue) band instead of the total reflection mirror 4 It is configured to include a mirror 40, the configuration for the other single view (not shown) is provided with a color reflecting mirror 40 reflecting a color band different from the reflected band, that is, a blue (or red) band In the same manner as in the above-described process, the left and right signals distinguished by the color band are divided to provide a 3D stereoscopic image to the user.

상기와 같이 구성되어 동작되는 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 HMD는, 사용자가 별도의 좌우분리를 위한 장치의 착용없이 삼차원 입체영상을 시청할 수 있도록 함으로써, 입체영상의 시청이 보다 편리해지고, 또한 2차원 및 3차원 영상에 선택적으로 적응될 수 있어 장치의 유용성을 배가시키는 효과가 있는 것이다.HMD for the three-dimensional image according to the present invention configured and operated as described above, by allowing the user to watch the three-dimensional stereoscopic image without wearing a separate device for left and right separation, viewing of the stereoscopic image is more convenient, It can be selectively adapted to two-dimensional and three-dimensional images, thereby increasing the usefulness of the device.

Claims (6)

두부 탑재형 디스플레이 장치(HMD)에 있어서, 입사되는 편광성분에 대해, 상기 편광성분을 구성하는 두개의 직각편광된 광성분으로 분리반사키는 프리즘, 광을 방사하는 조명수단, 상기 방사광의 입사경로와 상기 프리즘에 의한 반사경로로써 형성되는 가상의 평면에 대해, 상기 방사광을 편광여파시키는 편광축이 소정각도 경사지도록 형성된 제 1 편광여파수단, 상기 소정각도와 동일경사각으로 러빙되어, 인가되는 영상상신호에 따라 상기 편광여파된 광의 편광축을 선택적으로 90°회전시키는 화상표시수단, 상기 화상표시수단의 투과광 중 특정 편광축의 광성분을 투과시켜 상기 프리즘으로 입사시키는 제 2 편광여파수단, 상기 프리즘에 의해 분리반사된 각각의 광성분 가운데 특정 색대역만을 서로 상이하게 선택하여 각각 경로변경시키는 두개의 색반사수단, 및 상기 경로변경된 광성분을 각각 집광시키는 두개의 접안렌즈를 포함하여 구성되는 3차원 영상을 위한 HMD.In the head mounted display device (HMD), with respect to the incident polarization component, the split reflection key comprises two prismatic polarized light components constituting the polarization component, a prism, an illumination means for emitting light, and an incident path of the emission light. And a first polarization filtering means formed so that a polarization axis for polarizing the radiation light is inclined at a predetermined angle with respect to an imaginary plane formed as a reflection path by the prism, and the image image signal being rubbed at the same inclination angle as the predetermined angle and applied. According to the image display means for selectively rotating the polarization axis of the polarized light by 90 °, the second polarization filter means for transmitting the light component of a specific polarization axis of the transmitted light of the image display means to enter the prism, separated by the prism Of each of the reflected light components, only two specific color bands are selected differently from each other, thereby rerouting HMD for a three-dimensional image comprising a color reflecting means, and two eyepieces for condensing the rerouted light components, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 상이하게 선택되는 색 대역은 적색 및 청색의 가시광선 대역인 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 HMD.The HMD of claim 1, wherein the differently selected color bands are red and blue visible light bands. 제 1 항에 있어서, 상기 두개의 색반사수단은, 가시광선내의 색 대역이 서로 상이하게 선택되어 반사되도록 상호 상이한 적층 및 두께로 SiO 및 MgF2의 유전체 코팅(coating)막을 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 HMD.The method of claim 1, wherein the two color reflecting means have a dielectric coating film of SiO and MgF 2 with different lamination and thickness so that color bands in visible light are selected and reflected differently from each other. HMD for dimensional imaging. 두부 탑재형 디스플레이 장치(HMD)에 있어서, 입사되는 편광성분에 대해, 상기 편광성분을 구성하는 두개의 직각편광된 광성분으로 분리반사시키는 프리즘, 광을 방사하는 조명수단, 상기 방사광의 입사경로와 상기 프리즘에 의한 반사경로로써 형성되는 가상의 평면에 대해, 상기 방사광을 편광여파시키는 편광축이 소정각도 경사지도록 형성된 제 1 편광여파수단, 상기 소정각도와 동일경사각으로 러빙되어, 인가되는 영상신호에 따라 상기 편광여파된 광의 편광축을 선택적으로 90°회전시키는 화상표시수단, 상기 화상표시수단의 투과광 중 특정 편광축의 광성분을 투과시켜 상기 프리즘으로 입사시키는 제 2 편광여파수단, 상기 프리즘에 의해 분리반사된 각각의 광성분을 경로변경시키는 두개의 전반사수단, 상기 경로변경된 광성분 가운데 특정 색대역만을 서로 상이하게 선택하여 각각 투과시키는 두개의 색대역 여파수단, 및 상기 투과된 색대역의 광을 각각 집광시키는 두개의 접안렌즈를 포함하여 구성되는 3차원 영상을 위한 HMD.In the head mounted display device (HMD), a prism for separately reflecting the incident polarization component into two orthogonally polarized light components constituting the polarization component, illumination means for emitting light, and the incident path of the emission light and A first polarization filtering means formed such that a polarization axis for polarizing the radiation light is inclined at a predetermined angle with respect to a virtual plane formed as a reflection path by the prism, and is rubbed at the same inclination angle as the predetermined angle and applied according to an applied image signal Image display means for selectively rotating the polarization axis of the polarized light by 90 °, second polarization filter means for transmitting an optical component of a specific polarization axis among the transmitted light of the image display means to be incident on the prism, and separately reflected by the prism Two total reflection means for rerouting each light component, a particular color of the rerouted light component HMD for a three-dimensional image comprising two color band filtering means for selecting and transmitting only the band differently from each other, and two eyepieces for condensing light of the transmitted color band, respectively. 제 4 항에 있어서, 상기 색대역 여파수단은 착탈 가능하게 구비되는 것을 특징으로 3차원 영상을 위한 HMD.5. The HMD of claim 4, wherein the color band filtering means is detachably provided. 두부 탑재형 디스플레이 장치(HMD)에 있어서, 광을 방사하는 두개의 광원, 상기 방사되는 광성분을 각각 편광여파시키는 두개의 제 1 편광여파수단, 인가되는 영상신호에 따라 상기 편광여파된 광의 편광축을 선택적으로 90°회전시키는 두개의 화상표시수단, 상기 화상표시수단의 투과광 중 특정 편광축의 광성분을 각각 투과시키는 두개의 제 2 편광여파수단, 상기 편광여파된 광성분 가운데 특정 색대역만을 서로 상이하게 선택하여 각각 경로변경시키는 제 1 및 제 2 색반사수단, 및 상기 경로변경된 광성분을 각각 집광시키는 두개의 접안렌즈를 포함하여 구성되는 3차원 영상을 위한 HMD.In the head mounted display device (HMD), two light sources emitting light, two first polarization filtering means for polarizing the emitted light components, and a polarization axis of the polarized light in accordance with an applied image signal. Two image display means for selectively rotating 90 [deg.], Two second polarization filter means for transmitting light components of a specific polarization axis among transmitted light of the image display means, and only a specific color band among the polarized light components is different from each other HMD for a three-dimensional image comprising a first and second color reflecting means for selecting and respectively rerouting, and two eyepieces for condensing the rerouted light components, respectively.
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