KR200164081Y1 - 입체영상투사장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 입체 영상 투사 장치에 관한 것으로서

액정판 전후와 투사 렌즈 전단에 구성한 편광판의 구조를 액정판 후면에 1개의 편광판을 구성하여 3게인 이상의 고휘도 스크린과 투과 스크린에 편광도를 유지한 상태로 반사 투과하여 편광 안경으로 관측하게 하므로서 빛의 투과율을 떨어뜨리는 편광판의 수를 현저히 감소하여 밝기를 증대한 입체 영상 투사 장치에 관한 것이다.

Description

입체 영상 투사 장치{3D PROJECTiON SYSTEM}

본 고안은 액정 프로젝터를 이용한 입체 영상 투사 장치에 있어서 특히 밝기와 편광도가 현저하게 향상된 입체 영상 투사 장치에 관한 것이다.

액정 프로젝터는 LCD(Liquid Crystal Display) 영상판에 결상되는 영상을 스크린에 투사하는 것이다.

이러한 액정 프로젝터를 입체 영상 투사 장치화하는 방법에 있어서는 도 1과 같이 입체영상이 시청자의 눈까지 도달 하기 까지는 광원(12)의 밝기가 액정 영상판(9) 전후에 설치된 2개의 편광판(8,10)과, 투사 렌즈(7) 앞에 설치된 편광판(6)을 거쳐 최종적으로 편광 안경(4)의 편광판에 이르기까지 4번의 편광판을 거쳐야 한다.

이러한 이유는 액정 영상판(9)의 영상을 전, 후 편광판(8,10)에 의해 가시영상화 하고 이를 다시 좌우 영상으로 분리 일반 스크린에 결상한 다음 좌우를 분리 관측하여 최종적 으로 입체 영상을 시현하기 위함이다.

그런데 문제는 편광판의 투과율이 50% 미만으로 4번을 통과하게 되면, 예컨데 1차 편광판에서는 50% 감소, 2차에서는 25%, 3차는 12.5%, 4차는 6.25%로 밝기가 점차 저하되어 어두운 영상을 관측해야 한다는데에 있다.

본 고안은 상기 4번의 편광판 구조를 2번으로 줄여 예컨데 6.25%대의 광량 투과율을 25%대로 4배까지 밝기를 올리고자 함에 있으며 이러기 위하여 이에 적합한 스크린 사용과 적정한 위치에 편광판을 배치하여 밝기 제고는 물론 편광도까지 올려 선명한 입체 영상을 관측하기 위함에 있다.

도 1은 종래 투사 방법에 관한 설명도

도 2는 본 고안 중 표면 스크린 사용시의 구성 설명도

도 3은 본 고안 중 투과형 스크린 사용시의 구성 설명도

도면의 명칭에 대한 부호의 간략한 설명

1.일반 스크린 2. 고휘도 스크린 3. 투과형 스크린

4. 편광 안경 5. 액정 프로젝터 6,8,10 편광판

7. 투사 렌즈 9. 액정 영상판 11. 집광 렌즈 12. 광원

도 2와 같이 액정 프로젝터(5) 광학계 구조는 후단부터 동일광축(同一光軸) 선상에 집광 렌즈(11), 1차 편광판(10), 액정 영상판(9) 순으로 구성하고 그 전단에 투사 렌즈(7)를 구성하되 좌우 2개의 광로를 갖게끔 좌,우 동일한 광학계로 구성한다.

이와 같은 액정 프로젝터(5) 전단으로 밝기가 3게인 이상인 고휘도 스크린(2)을 구성한다.

도 3의 구성은 도 2와 같이 좌우 2개의 광로를 갖는 액정 프로젝터(5)를 동일하게 구성하되 스크린은 3게인 이상의 밝기를 갖는 투과형 스크린(3)으로 구성한다.

스크린의 밝기 기준은 게인(Gain)이며 주로 반사율을 나타내며 산란성이 많은 일반 화이트 매트 스크린의 밝기는 통상 1게인인 것은 공지되어 있다.

입체 영상이란 좌우측 영상을 별개로 투사하여 스크린에서 합치 편광 안경을 통해 좌상은 좌측 시야에 우상은 우측 시야에 각기 관측하게 하는 것이다.

도 1에 있어서 액정 프로젝터(5) 구조중 좌측 광학계(5A)를 일예로 설명하면 광원(12)의 빛은 집광 렌즈(10)로 집광 한다음 1차 편광판(10)을 도과하면서 액정 영상판(9) 영상을 투과하고 2차 편광판(8)을 도과하면서 좌측 영상(또는 우측 영상)이 현출된 액정 영상판(9)의 투명 영상을 가시 영상화(可視 映像化)한다.

이와 같이 가시 영상화된 액정 영상판(9)의 영상은 투사 렌즈(7)를 거치면서 편광판(6)을 통과 하면서 X축(또는 Y축)의 편광각으로 스크린(1)에 결상하게 된다.

이와 같은 영상은 다시 편광 안경(4 )에 의해 Y축 영상은 Y축 안경에 X축 영상은 X축 안경에 의해 분리, 관측하므로서 입체 영상이 되는 것이다.

이 때의 광원(12)의 밝기는 편광판의 투과율이 50% 이므로 편광판(10)에서 50%로, 편광판(8)에서 다시 25%로, 투사 렌즈(6)앞 편광판(6)에서 다시 12.5%로 떨어지게 되며 편광안경(4)투과시 다시6.25%로 감소하게 된다.

반면에 본 고안은 도 2와 같이 광원(12)의빛은 편광판(10)을 거쳐 액정영상판(9)을 도과 한후 투사렌즈(11)에 의해 밝기 3게인 이상의 고휘도스크린(2)에 반사 한후 편광안경(4)에 의해 가시영상화 한다

즉 도1과 달리 액정 프로젝터(5)중 좌측 광학계(5A)의 편광판(10)은 액정영상판(5) 후단의 편광판(10) 하나만 구성한다. 우측 광학계(5B) 역시 동일하다.

이와 같은 본 고안의 작용은 좌측 광학계(5)의 경우 광원(12)의 빛은 편광판(10)에서 X축(또는 Y축)으로 편광되어 액정 영상판(5)을 투과한 후 투사 렌즈(6)에 의해 반사형 고휘도 스크린(2)에 결상하게 된다.

그러나 이와 같이 고휘도 스크린(2)에 결상된 영상은 가시 영상화된 것이 아니므로 일반 시각으로는 영상이 잡히지 않으나 편광 안경(4 )에 의해 가시 영상화 된다.

우측 광학계(5B) 역시 동일하게 고휘도 스크린(2)에 투사한 후 편광 안경(4 )의 일방으로 관측하게 된다.

그러나 이 경우 액정 영상판(9 )의 영상은 편광판(10)에서 1차 편광되어 비록 가시 영상이 아니더라도 고휘도 스크린(2)에서 편광된 채 반사되므로 편광 안경(4)에서 가시 영상이 되므로 관측이 되는 것이다.

이와 같은 본고안은 광원(12 )의 광량이 편광판(10)과 편광 안경(4 )에 의해 두번만 감소하게 되므로 25%의 밝기로서 종래 투사 방식인 상기 도 1의 투과 방식의 광투과율 6.25%보다 4배 이상 밝기를 높일수 있으며 고휘도 스크린의 밝기가 일반스크린의 3배 이상인 3게인 이상이므로 일반 스크린의 영상에 비해 편광에 의한 빛의 감소는 거의 복구 할 수가 있게 되는 것이다.

특히 이와 같은 과정에서 고휘도 스크린(2 )은 반사율이 높을수록 편광도를 높이 유지하므로 3게인 이상의 밝기가 좋다.

밝기가 3게인 이하인 경우에는 편광판(10)의 편광효과가 모두 산란 되여 없어지므로 입체 영상이 불가능해 진다.

참고로 이와 같은 고휘도 스크린(2 )은본고안인이 발명등록한 특허 제100127호 ' 구면스크린및 동스크린의 제조방법 '에 의해 공지되어 있다.

또한 도3과 같이 투과형스크린(3)의 경우 작용 효과및, 구성은 도 2와 같다.

투과형 스크린(3) 사용시도 마찬가지로 그 투과된 빛의 밝기는 상기와 같은 논리로 3게인 이상이어야 된다.

다른것은 도 2의 관측자가 고휘도 스크린(2)의 반사된 빛을 관측하게 되는 점에 비해 도3은 투과형스크린(3)의 투과된 빛을 관측하게 된다

또한 액정프로젝터(5)의 광학계중 광원(12)전단에 집광렌즈(11)를 구성 할 수도 있으며 필요 위치에 반사경을 결합 구성 할수도 있다

이와 같은 본 고안은

액정 프로젝터(5)의 액정 영상을 2개의 편광판(8, 10)에 의해 가시 영상화한 후 이를 다시 편광시켜 좌우상을 분리, 다시 좌우 편광 안경으로 관측,4번의 편광판을 통과 하는것과 달리 본고안은 액정 영상을 하나의 편광판(10)에 편광 시킨 다음 3게인 이상의 반사율 및 투과율을 갖는 고휘도 스크린(2)또는 투과형 스크린(3)에 확대하면서 동시에 반사 또는 투과 하여 편광도를 유지하여 편광 안경(4 )의 좌우로 관측. 결과적 으로 편광판을 2번만 통과하게 고안 하므로서 종래보다 4배 이상의 밝기와 입체감을 증대한 매우 실용적인 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 입체 영상 투사 장치에 있어서

   광원(12)과 하나의 편광판(10), 액정 영상판(9)과 투사 렌즈(7)로 액정 프로젝터(5)를 구성하고

   이를 3게인 이상의 고휘도 스크린(2)과 결합 구성하므로서

   1차 편광된 액정 영상판(9)의 영상을

   상기 고휘도 스크린(2)에 확대 반사한 다음

   편광 안경(4)에 의해 입체가시영상화 하여 밝기를 증대한 것이 특징인 입체 영상 투사 장치
2. 제1항에 있어서

   스크린을 밝기 3게인 이상의 투과형 스크린(3)으로 구성한 것이 특징인 입체 영상 투사 장치