KR20000007389A - 편광안경을 가지는 입체화상 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관람장소의 조명상태와 무관하게 관람자가 입체화상의 감상을 가능케 하는 편광안경을 가지는 배면 투사 방식의 입체화상 표시장치에 관한 것이다.

입체화상 표시장치는 좌안용 화상 및 우안용 화상을 재현하기 위한 화상재현수단과, 좌안용 화상과 우안용 화상을 좌 원편광 화상 및 우 원편광 화상으로 변환하는 편광특성 변환수단과, 편광특성 변환수단으로부터의 원편광 화상들을 확대시키는 투사렌즈와, 투사렌즈에 의해 확대된 원편광 화상들을 배면 쪽에 결상시키는 투과형 입체 스크린과, 투과형 입체 스크린에 결상되어진 원편광 화상들중 좌 원편광 화상은 관람자의 좌측 눈에 그리고 나머지 우 원편광 화상은 관람자의 우측 눈에 각각 투영되게 하는 편광안경을 구비한다.

Description

편광안경을 가지는 입체화상 표시장치 (3-Dimension Picture Displaying Apparatus with Polarizing Glasses)

본 발명은 입체화상을 표시하기 위한 입체 화상 표시기에 관한 것으로, 특히 사용자가 편광안경을 이용하여 입체화상을 감상하게끔 하는 입체화상 표시장치에 관한 것이다.

입체화상 표시장치는 입체화상을 표시함으로써 사용자가 현장감을 만끽하게끔 한다. 또한, 현장감을 더욱 더 높이기 위해 입체화상 표시장치는 대화면화 되고 있다. 입체화상 표시장치로는 도1 에서와 같이 사용자가 편광안경을 착용하여야만 입체화상을 감상할 수 있게끔 하는 전면 투사 방식의 입체화상 표시장치가 있고, 이 전면 투사 방식의 입체화상 표시장치에는 반사형 스크린이 사용되고 있다. 전면 투사 방식의 입체화상 표시장치에서는 화상을 투사하는 장치 (이하 "프로젝터"라 함)와 화상을 관람하는 관람자의 위치가 반사형 스크린을 기준으로 하여 어느 한쪽에 모두 존재하게 된다. 이렇게 편광안경을 가지는 전면 투사 방식의 입체화상 표시장치는 관람자가 우측 눈으로 볼 수 있는 화상(이하 "우안용 화상"이라 함)과 관람자가 좌측 눈으로 볼 수 있는 화상(이하 "좌안용 화상"이라 함)을 반사형 입체 스크린 상에 표시하게 된다. 그러면, 관람자는 편광안경을 이용하여 우측 눈으로는 반사형 입체 스크린 상에 표시되는 우안용 화상을 그리고 좌측 눈으로는 반사형 입체 스크린 상에 표시되는 좌안용 화상을 각각 보게 된다. 이와 같이 관람자가 편광안경을 이용하여 입체화상을 감상하게끔 하는 전면 투사 방식의 입체화상 표시장치에서는 주변 환경이 밝으면 외부 광의 반사에 의해 영상의 콘트라스트가 저하되므로 관람장소가 극장에서와 같이 어두워져야만 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 관람장소의 명암과 무관하게 입체화상의 감상을 가능케 하는 편광안경을 가지는 입체화상 표시장치를 제공함에 있다.

도1 은 전면 투사 방식의 입체화상 표시장치를 개략적으로 도시하는 도면.

도2 은 본 발명에 따른 입체화상 표시장치를 개략적으로 도시하는 도면.

도3A 및 도3B 는 도2 에서의 액정표시패널 및 쿼터 웨이브 플레이트를 경유하는 광의 특성을 설명하는 도면.

도4 는 도2에 도시된 입체화상 표시장치에 의해 표시되는 화상을 관람하는 관람자의 위치를 설명하는 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10,16 : 제1 및 제2 조명계 12,18 : 제1 및 제2 액정표시패널

14,20 : 제1 및 제2 쿼터 웨이브 플레이트

22 : 하프 미러 24 : 투사렌즈

26 : 투과형 입체용 배면 스크린 28 : 원편광 안경

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 입체화상 표시장치는 좌안용 화상 및 우안용 화상을 재현하기 위한 화상재현수단과, 좌안용 화상과 우안용 화상을 원편광 화상 및 원편광 화상으로 변환하는 편광특성 변환수단과, 편광특성 변환수단에 의하여 원편광 되어진 화상들을 확대 투사하는 투사렌즈와, 투사렌즈에 의해 확대된 원편광 화상들이 배면 쪽에 결상되게 하는 투과형 입체 스크린과, 투과형 입체 스크린에 결상되어진 원편광 화상들중 좌안용 화상은 관람자의 좌측 눈에 그리고 나머지 우안용 화상은 관람자의 우측 눈에 각각 투영되게 하는 편광안경을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 다음의 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도2 내지 도4 을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도2를 참조하면, 제1 광원의 역할을 담당하는 제1 조명계(10)와, 이 제1 조명계(10)의 광경로 상에 나란하게 배열되어진 제1 액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel)(12) 및 제1 쿼터 웨이브 플레이트(Quarter Wave Plate)(14)를 구비하는 본 발명의 실시 예에 따른 입체화상 표시장치가 도시되어 있다. 제1 액정표시패널(12)은 비디오신호에 응답하여 제1 조명계(10)로부터 제1 쿼터 웨이브 플레이트(14)쪽으로 진행하는 광을 조절함으로써 화상을 재현하게 된다. 여기서, 제1 액정표시패널(12)에서 출사되는 광은 선편광으로서 도3A 에서와 같이 45。의 각도에서 유동함과 아울러 도3B 에서와 같이 제1 쿼터 웨이브 플레이트(14)의 페스트 축(Fast Axis)과 평행하게 진행하게 된다. 따라서, 제1 쿼터 웨이브 플레이트(14)는 제1 액정표시패널(12)에 의해 재현되어진 45。의 편광 방향을 가진 제1 선편광 화상을 우 원편광 화상으로 변환시키게 된다.

입체화상 표시장치에는 제1 조명계(10)의 광경로와 수직을 이루는 광경로를 가지는 제2 조명계(16)와, 이 제2 조명계(16)의 광경로 상에 나란하게 배열되어진 제2 액정표시패널(18) 및 제2 쿼터 웨이브 플레이트(20)를 포함되게 된다. 제2 액정표시패널(18)은 제1 액정표시패널(12)에서 출사되는 광의 편광 특성과 같은 45。 각도의 편광 방향을 가지는 제2 선편광을 발생하게 된다. 이 제2 선편광은 제1 선편광과 비슷하게 제2 쿼터 웨이브 플레이트(20)의 페스트 축과 평행하게 진행하게 된다. 따라서, 제2 액정표시패널(18)에 의해 재현되어진 제2 선편광 화상도 제1 선편광 화상과 마찬가지로 제2 쿼터 웨이브 플레이트(20)에 의해 우 원편광 특성을 지니는 제2 원편광 화상으로 변환되게 된다.

또한, 입체화상 표시장치는 제1 쿼터 웨이브 플레이트(14)로부터의 제1 원편광화상과 제2 쿼터 웨이브 플레이트(20)로부터의 제2 원편광화상이 동일한 방향으로 투영되게 하는 하프 미러(22)와, 이 하프 미러(22)와 나란하게 설치되어진 투사렌즈(24) 및 투과형 입체용 배면 스크린(26)을 추가로 구비한다. 하프 미러(22)는 제1 쿼터 웨이브 플레이트(14)로부터의 제1 원편광 화상을 그대로 투사렌즈(24)쪽으로 통과시키는 한편 제2 쿼터 웨이브 플레이트(20)로부터의 제2 원편광 화상은 투사렌즈(24)쪽으로 투영되게끔 직각으로 반사시키게 된다. 이 때, 하프 미러(22)에 의해 반사되는 제2 원편광 화상은 편광 특성이 우 원편광에서 좌 원편광으로 변하게 된다. 투사렌즈(24)는 하프 미러(22)로부터의 제1 및 제2 원편광 화상을 투과형 입체용 배면 스크린(26)에 확대 투사시킨다. 이 때, 투과형 입체용 배면 스크린(26)의 배면에는 원편광 화상들이 투사렌즈(24)에 의해 결상됨으로써 관람자가 도4 에서와 같이 관람자가 투과형 입체용 배면 스크린(26)을 기준으로 투사렌즈(24)를 포함한 화상 투사 메카니즘(30)과 대향되어진 위치에서 입체화상을 감상할 수 있게 된다. 이렇게 투과형 입체용 배면 스크린(26) 상의 원편광 상들이 편광안경(28)에 의해 좌안 화상과 우안 화상으로 분리되어 관람자의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 의해 각각 분리 인식됨으로써 관람자가 입체감 있는 화상을 감상할 수 있게 한다. 이를 위하여, 투과형 입체용 배면 스크린(26)은 입사된 광의 편광 방향을 그대로 유지하여야 한다. 이러한 특성을 지니는 투과형 입체용 배면 스크린(26)으로는 그라운드 글라스 디퓨저 스크린(Ground Glass Diffuser Screen), 릴리이프 타입 홀로그램 디퓨저(Relief Type Holographic Diffuser) 또는 복굴절이 없는 렌티큘러 스크린(Lenticular Screen without Birefrigence)이 사용될 수 있다. 이와 같은 투과형 입체용 배면 스크린(26)에 결상되어진 원편광 화상들은 원편광안경(28)을 착용한 관람자의 좌측 및 우측 눈들 각각에 분리 인식되게 된다. 원편광 안경(28)은 오른쪽에 위치하는 우 원편광기와 좌측에 위치하는 좌 원편광기로 구성되게 된다. 제1 및 제2 화상이 분리 인식되는 과정을 상세히 하면, 투과형 입체용 배면 스크린(26)에 결상되어진 우 원편광된 제1 원편광 화상은 원편광 안경(28)의 우 원편광기를 통해 관람자의 우측 눈에 의해서만 관측되게 되는 반면에 좌 원편광된 제2 원편광 화상을 원편광 안경(28)의 좌 원편광기를 통해 관람자의 좌측 눈에 의해서만 인식되게 된다. 이렇게 제1 및 제2 원편광 화상들이 관람자의 양쪽 눈에 각각 분리 인식됨으로써 관람자는 화상의 입체감을 느끼게 된다. 또한, 관람자는 반사형이 아닌 투과형 입체용 배면 스크린(26)을 이용하여 입체화상을 관람하게 됨으로써 주위의 밝은 조명에 따른 콘트라스트의 저하 없이 입체화상을 감상 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 입체화상 표시장치에서는 투과형 입체용 배면 스크린이 이용된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 입체 화상 표시장치에서는 관람자가 조명이 밝은 상태에서도 입체화상을 관람할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 누구나 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (4)

1. 좌안용 화상 및 우안용 화상을 재현하기 위한 화상재현수단과,

   상기 좌안용 화상과 상기 우안용 화상을 원편광 화상으로 변환하는 편광특성 변환수단과,

   상기 편광특성 변환수단으로부터의 상기 원편광 화상들을 확대시키는 투사렌즈와,

   상기 투사렌즈에 의해 확대된 상기 원편광 화상들을 배면 쪽에 결상시키는 투과형 입체 스크린과,

   상기 투과형 입체 스크린에 결상되어진 상기 원편광 화상들중 상기 좌안용 화상은 관람자의 우측 눈에 그리고 우안용 화상은 관람자의 우측 눈에 의해 각각 관람되게 하는 편광안경을 구비하는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 좌안용 화상 및 상기 우안용 화상은 45。 의 편광 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 투과형 입체용 스크린은 상기 원편광 화상들의 편광특성을 그대로 유지시키기에 적합한 그라운드 글래스 디퓨저 스크린, 릴리이프 타입 디퓨저 스크린 및 복굴절성이 없는 렌티큘러 스크린 중 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 편광특성 변환수단은,

   상기 제1 액정표시패널에 의해 재현되어진 선편광의 좌안용 화상을 상기 원편광 화상으로 변환하는 제1 쿼터 웨이브 플레이트와,

   상기 제2 액정표시패널에 의해 재현되어진 선편광의 우안용 화상을 원편광 화상으로 변환시키는 제2 쿼터 웨이브 플레이트와,

   상기 제1 및 제2 쿼터 웨이브 플레이트로부터의 상기 원편광 화상들중 어느 하나를 반대의 원편광 화상으로 변환함과 아울러 양 원편광 화상들을 상기 투사렌즈 쪽으로 안내하기 위한 하프 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 입체화상 표시장치.