KR20020014066A - Dynamic And Stereo Imaging System - Google Patents

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KR20020014066A
KR20020014066A KR1020000047137A KR20000047137A KR20020014066A KR 20020014066 A KR20020014066 A KR 20020014066A KR 1020000047137 A KR1020000047137 A KR 1020000047137A KR 20000047137 A KR20000047137 A KR 20000047137A KR 20020014066 A KR20020014066 A KR 20020014066A
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KR1020000047137A
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Inventor
김용민
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김용민
(주)엑스오비스
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Abstract

PURPOSE: A dynamic stereo imaging system is provided to offer an animate image by changing the position of an image in a real or virtual imaging system and restraining the generation of a ghost image. CONSTITUTION: A dynamic stereo imaging system comprises a video source(100) for projecting an image from the beginning point to the terminal of an optical path, a spherical surface concave mirror, a beam splitter inclined in 45 angular degrees on the optical path between the video source and the mirror, a projecting distance changing unit, a circular polarizing unit placed in between the beam splitter and the mirror to circularly polarize the beam, and a linear polarizing unit placed in between the beginning point and the terminal of the optical path to linearly polarize the beam. The focus distance(a,b) of the image protruded from the system is changed by the intention of an observer or by a predetermined program. Therefore, an animate image is created. Without a ghost image, the quality of the image is improved.

Description

동적 입체 투영상 시스템 {Dynamic And Stereo Imaging System}Dynamic And Stereo Imaging System

본 발명은 3차원적 움직임을 부여한 입체 투영 허상 또는 실상 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 입체 투영상 시스템의 영상 소스의 위치 변화에 의해 상기투영상에 움직임을 부여할 수 있는 구성을 제공하며, 또한 고스트상의 형성을 방지하여 더욱 선명한 영상을 제공하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a stereoscopic projection virtual image or a real image system imparting three-dimensional motion, and more particularly, to provide a configuration capable of imparting motion to the projected image by a change in position of an image source of the stereoscopic projection image system. The present invention relates to a system for preventing the formation of ghost images to provide a clearer image.

현대의 입체 투영상 시스템은 관찰자에게 선명하고 일그러지지 않으며 콘트라스트가 양호한 상을 제공하는 것이 요구되고 있다. 이러한 필요성과 더불어 더욱 사실적이고 생동감있는 영상을 제공하는 측면에서 입체적인 변화를 부여하는 것이 더욱 요구되고 있다.Modern stereoscopic projection systems are required to provide an image that is clear, distorted and of good contrast to the viewer. In addition to this necessity, a three-dimensional change is required to provide a more realistic and lively image.

입체 투영상 시스템은 시스템으로부터 돌출된 허공에 입체적인 영상을 제공하므로 기존의 스크린이나 모니터(브라운관, 액정표시기판 등)에서 2차원적 영상을 제공하는 것과 비교할 때 매우 생동감있고 주의를 환기시키는 효과를 갖는다. 스크린이나 모니터는 3차원를 표현하기 위하여 원근법을 사용하여 관찰자로 하여금 착시 현상에 의해 입체감을 느끼도록 유도한다. 그러나, 사물이나 동영상을 표현함에 있어서 현실적인 사실과는 차이가 있으므로 한계가 있다. 이를 해결하는 하나의 방법으로서 관찰자가 특수한 장치나 기구를 착용하여 스크린이나 모니터를 주시하여 입체감을 느끼도록 유도하는 방법도 개발되어 사용되기에 이르렀다. 그러나, 특수한 장치나 기구를 사용한다는 것 자체가 스크린 또는 모니터를 주시할 때 비하여 매우 불편하고 오랫동안의 관찰에 따른 피로감을 해결해주지 못하고 있다.The stereoscopic projection system provides a three-dimensional image in the air protruding from the system, and thus has a very lively and attention-grabbing effect compared to providing a two-dimensional image on a conventional screen or monitor (CRT, LCD, etc.). . Screens and monitors use perspective to induce three-dimensional appearance by the observer. However, there is a limit in expressing an object or a video because it is different from the facts. As a way to solve this problem, a method of inducing an observer to look at a screen or a monitor and feel a three-dimensional effect by wearing a special device or apparatus has been developed and used. However, the use of a special device or apparatus itself is very inconvenient and does not solve the fatigue caused by long observations when looking at the screen or monitor.

한편, 입체 투영상 시스템은 일반적으로 상이 투영되는 시스템의 전면에 윈도우를 설치하고 장치의 내부에 곡면 거울을 사용하고 있는데, 선명한 상을 제공하는데 있어서 주된 문제점 중 하나는, 시스템의 내부로 투영된 외부의 광원 및/또는 배경상 등(이하, "외부광"이라 함)이, 시스템으로부터 투영되어 관찰되는 영상의초점 근방에 부가적인 상(ghost image)을 형성한다는 것이다.On the other hand, three-dimensional projection image systems generally use a window mirror in the front of the system in which the image is projected and use a curved mirror in the interior of the apparatus. One of the main problems in providing a clear image is that the externally projected exterior of the system is Light source and / or background image (hereinafter referred to as " external light ") form an additional ghost image near the focal point of the image projected and observed from the system.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하고 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 입체적인 허상 또는 실상을 부여하는 영상 시스템에서 투영되는 상의 위치변화를 야기시켜 더욱 생동감있고 관찰자와 호응할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 여기에 덧붙여 종래의 영상 시스템에서 문제가 되고 있는 외부광에 의한 고스트상의 생성을 억제하여 더욱 선명한 영상을 제공하는 시스템의 제공을 또다른 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to solve the technical problems that have been requested from the past. Specifically, an object of the present invention is to provide a system that is more lively and compatible with an observer by causing a change in the position of a projected image in an imaging system that gives a stereoscopic virtual image or a real image. In addition, another object of the present invention is to provide a system that provides a clearer image by suppressing generation of ghost images by external light, which is a problem in the conventional imaging system.

도 1은 종래의 입체 투영상 시스템의 개략적인 구조도이고;1 is a schematic structural diagram of a conventional stereoscopic projection system;

도 2는 본 발명에서 영상 소스의 수직 위치변화에 따른 실시예를 도시한 구조도이고;2 is a structural diagram showing an embodiment according to the vertical position change of the image source in the present invention;

도 3 및 도 4는 본 발명에서 영상 소스의 수평 위치변화에 따른 실시예를 도시한 구조도이고;3 and 4 are structural views showing an embodiment according to the horizontal position change of the image source in the present invention;

도 5 내지 도 8은 본 발명에서 영상 소스의 위치변화를 유도하는 서로 다른 실시예를 도시한 구조도이고;5 to 8 are structural diagrams showing different embodiments of inducing a change in position of an image source in the present invention;

도 9a 내지 9d는 본 발명에서 고스트상 방지를 위한 시스템의 실시예에 따른 내부 구조도이고;9A-9D are internal structural diagrams of embodiments of a system for preventing ghost phase in the present invention;

도 10a 내지 10d는 본 발명에서 고스트상 방지를 위한 시스템의 또 다른 실시예에 따른 내부 구조도이다.10A to 10D are internal structural diagrams according to another embodiment of the system for preventing ghost phase in the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 광로의 처음에서 상이 가시화되는 광로의 말단까지 상을 투영하기 위한 영상 소스, (b) 구면 오목 거울, (c) 영상 소스와 거울 사이의 광로에 위치한 약 45도로 기울어진 빔 분할기로 구성된 입체 투영 허상 또는 실상 시스템(Real or Virtual Imaging System)에 있어서, (d) 입체 투영상의 전후 투영 거리 변화를 야기시키는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다.To achieve this object, the present invention is directed to an image source for projecting an image from (a) the beginning of the optical path to the end of the optical path where the image is visible, (b) a spherical concave mirror, (c) an optical path between the image source and the mirror. A Real or Virtual Imaging System comprising a beam splitter inclined at about 45 degrees positioned, wherein (d) comprises a configuration that causes a change in the front and rear projection distances on the stereoscopic projection image.

일반적으로, 입체 투영 허상 또는 실상 시스템(이하, "입체영상 시스템"이라 함)은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 시스템의 하부 또는 상부에 설치된 영상 소스(100)의 광이 약 45도로 기울어져 있는 빔 분할기(200)에 투영되고, 빔 분할기(200)를 투과한 일부 광이 구면 오목거울(300)에 반사된 후 빔 분할기(200)에서 일부 반사되어 시스템의 전면에 돌출된 형태로 입체 투영상(101)이 맺히게 된다. 또한, 배경상을 만들기 위한 배경상 소스(120)가 빔 분할기(200)를 투과하거나 빔 분할기(200)로부터 반사되어 상기 입체 투영상(101)의 배면에 표시될 수 있도록 시스템에 설치된다. 영상 소스와 배경상 소스의 영상원은 컴퓨터와 같은 영상 공급/제어장치(400)에 의해 조정된다. 영상 소스와 배경상 소스는 빔 분할기, 거울 등의 영상 소자의 위치에 따라 다양한 구성이 가능하다. 결과적으로 나타나는 상의 모습을 보면, 배경상은 시스템 내부에 존재하는 것으로 인식되고 입체 투영상이 시스템으로 돌출된 위치에 존재하는 것으로 인식된다.In general, a stereoscopic projection or real image system (hereinafter referred to as a “stereoscopic image system”) is inclined at about 45 degrees by the light of the image source 100 installed at the bottom or top of the system, as shown in FIG. Projected onto the beam splitter 200, and some light transmitted through the beam splitter 200 is reflected by the spherical concave mirror 300, and then partially reflected by the beam splitter 200 to protrude in front of the system. The image 101 is formed. In addition, a background image source 120 for creating a background image is installed in the system so that it can be transmitted through the beam splitter 200 or reflected from the beam splitter 200 to be displayed on the rear surface of the stereoscopic projection image 101. The image source and the image source of the background source are controlled by an image supply / control device 400 such as a computer. The image source and the background source can be configured in various ways according to the position of the image elements such as the beam splitter and the mirror. As a result of the appearance of the image, the background image is perceived to exist inside the system and the stereoscopic projection image is present at the position protruding into the system.

입체 투영상의 위치는 구면 오목거울의 초점 또는 반경에 따라 달라지게 되므로, 구면 오목거울의 초점 내지 반경을 변화시키지 않는 한, 입체 투영상의 투영 위치는 고정되게 된다. 따라서, 영상 소스에서의 변화하는 영상은 일정한 위치의 투영 위치에 고정되어 표현된다. 본 발명자들은 이러한 투영 위치의 변화를 구면 오목거울에 투영되는 광의 크기(광폭)를 변화시킴으로써 유도할 수 있다는 사실을 발견하고, 영상 소스의 위치 변화를 유도할 수 있는 구성을 상기 입체영상 시스템에 부가하여 투영된 입체 영상에 동적인 변화를 부여하고 있다.Since the position of the stereoscopic projection image depends on the focal point or radius of the spherical concave mirror, the projection position of the stereoscopic projection image is fixed unless the focal point or radius of the spherical concave mirror is changed. Thus, the changing image in the image source is fixedly represented at the projection position at a constant position. The inventors found that such a change in the projection position can be induced by changing the size (width) of the light projected onto the spherical concave mirror, and adding a configuration to the stereoscopic image system that can induce a change in the position of the image source. Dynamic change is applied to the projected stereoscopic image.

영상 소스의 위치변화를 부여하는 방법의 예로는 하기 방법중의 어느 하나를 선택할 수 있다.As an example of a method of providing a change in position of an image source, any one of the following methods may be selected.

첫째, 입체영상 시스템의 상부 또는 하부에서 영상소스의 위치를 수직적으로 변화시키는 방법.First, a method of vertically changing the position of an image source at the top or bottom of a stereoscopic image system.

둘째, 빔 분할기에 대응되는 위치에 별도의 거울을 설치하고, 거울에 투영되는 광의 영상 소스를 수평적으로 변화시키는 방법.Second, a separate mirror is installed at a position corresponding to the beam splitter, and the image source of light projected on the mirror is horizontally changed.

상기 수직 위치변화 방법의 일 예가 도 2에 도시되어 있는바, 영상 소스(100)가 시스템 상부의 빔 분할기(도시하지 않음)에 가까이 위치한 경우에는 입체 투영상의 위치를 결정하는 초점(b)이 길어지고, 빔 분할기로부터 멀리 위치한 경우에는 초점(a)이 짧아지게 된다.An example of the vertical position change method is shown in FIG. 2, when the image source 100 is located close to a beam splitter (not shown) in the upper part of the system, a focal point b for determining a stereoscopic projection image is If it is longer and located far from the beam splitter, the focal point a becomes shorter.

상기 수평 위치변화 방법의 일 예가 도 3에 도시되어 있는바, 시스템내의 빔 분할기에 대응하는 위치에 약 45도의 거울(500)을 위치시키고 영상 소스(100)의 위치를 수평적으로 변화시킨다. 입체 투영상의 위치를 결정하는 초점(a)은 영상 소스(100)가 거울(500)에 가까이 위치할 경우에 길어지고, 멀리 위치할 경우에 짧아진다. 여기서 상기 거울(500)은 바람직하게는 평면거울을 사용한다.An example of the horizontal position change method is shown in FIG. 3, which places a mirror 500 of about 45 degrees at a position corresponding to a beam splitter in the system and horizontally changes the position of the image source 100. The focal point a that determines the position of the stereoscopic projection image is long when the image source 100 is located close to the mirror 500 and short when it is located far away. Here, the mirror 500 preferably uses a flat mirror.

상기 수평 위치변화 방법의 또 다른 예가 도 4에 도시되어 있는바, 도 3의 시스템과의 차이는 입체 투영상의 위치와 영상 소스의 위치가 상호 수직관계가 있다는 점이다.Another example of the horizontal position change method is shown in FIG. 4, which is different from the system of FIG. 3 in that the position of the stereoscopic projection image and the position of the image source are perpendicular to each other.

이상 영상 소스의 위치변화를 유도하기 위해서는 다양한 방법의 사용이 가능한데, 그러한 예로는 하기 방식중의 어느 하나를 선택할 수 있다.Various methods may be used to induce the positional change of the abnormal image source. For example, any one of the following methods may be selected.

첫째, 영상 소스의 위치변화를 위한 제어신호를 시스템에 연결된 콘트롤 박스를 통해 전달하는 방법.First, a method of transmitting a control signal for changing the position of an image source through a control box connected to the system.

둘째, 영상 소스의 위치변화를 위한 제어신호를 리모트 콘트롤의 신호 송신부에서 발신하고, 시스템상의 신호 수신부에서 수신하는 방법.Secondly, a method for transmitting a control signal for changing a position of an image source from a signal transmitter of a remote control and receiving it from a signal receiver on a system.

셋째, 입체 영상이 투영되는 시스템 전면에 위치해 있는 관찰자의 위치를 감지하는 광학센서를 시스템의 전면에 부설하고 이를 통해 제어신호를 시스템에서 발생시키는 방법.Third, an optical sensor for detecting the position of an observer located in front of the system in which the stereoscopic image is projected is installed in the front of the system and the control signal is generated by the system.

넷째, 영상 소스의 위치변화를 컴퓨터 시스템에 내장된 프로그램에 의해 자동으로 처리하는 방법.Fourth, a method for automatically processing the positional change of an image source by a program embedded in a computer system.

상기 첫 번째 방법의 일 실시예가 도 5에 도시되어 있는바, 콘트롤 박스(600)는 시스템에 직접 체결되어 있거나 또는 유선상으로 연결되어 있다. 리모트 콘트롤(700)을 사용하는 두 번째 방법의 일 실시예는 도 6에 도시되어 있고, 광학센서(800)를 사용하는 세 번째 방법의 일 실시예는 도 7에 도시되어 있다. 컴퓨터 시스템의 프로그램을 사용한 상기 네 번째 방법은 영상의 내용에 따라 프로그램된 영상소스의 위치를 변화시켜 더욱 동적인 변화를 야기시키는 것을 포함하는 개념이다. 도 8에는 영상 소스의 위치변화에 주기를 부여하여 입체 투영상의 위치변화를 일으키는 구성이 개략적으로 도시되어 있다.One embodiment of the first method is shown in FIG. 5, in which the control box 600 is directly connected to the system or connected in a wired manner. One embodiment of the second method using the remote control 700 is shown in FIG. 6, and one embodiment of the third method using the optical sensor 800 is shown in FIG. 7. The fourth method using a program of a computer system is a concept including changing the position of a programmed image source according to the contents of an image to cause a more dynamic change. FIG. 8 schematically illustrates a configuration in which a period is given to a change in position of an image source to cause a change in position in a stereoscopic projection.

영상 소스의 위치변화를 위한 구동은 전기모터 등을 사용하는 공지된 방법으로 실행할 수 있다.The driving for changing the position of the image source can be performed by a known method using an electric motor or the like.

상기 방법의 구성에 필요한 수단들은 별도의 설명이 없어도 관련분야에서 공지된 다수의 방법들에서 선택적으로 취사하여 구성할 수 있다.Means required for the construction of the method may be selectively cooked in a number of methods known in the art without separate description.

본 발명은 또한 상기 입체 투영상의 위치변화와 더불어 외부광에 의한 고스트상의 발생을 방지하는 것을 내용으로 한다. 구체적으로는, 상기 영상 시스템이 하기 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to preventing the occurrence of ghost images by external light in addition to the positional change of the three-dimensional projection image. Specifically, the imaging system may further include the following configuration.

(e) 빔 분할기와 거울 사이의 광로에 위치한, 광빔을 원형 편광시키기 위한원형 편광 수단 및(e) circular polarization means for circularly polarizing the light beam, located in the optical path between the beam splitter and the mirror;

(f) 상기 가시화되는 광로의 말단과 빔 분할기 사이의 광로에 위치한, 광을 선형 편광시키기 위한 선형 편광 수단.(f) Linearly polarized means for linearly polarizing light, located in an optical path between the end of the optical path to be visualized and the beam splitter.

상기 구성의 부가에 의해 본 발명의 시스템에 입사된 외부광은 시스템을 빠져나가기 전에 거의 차단되어 외부광원으로부터 유발되는 고스트상의 형성이 거의 제거된다.By the addition of the above configuration, the external light incident on the system of the present invention is almost blocked before exiting the system, thereby almost eliminating the formation of the ghost image caused from the external light source.

바람직하게는 상기 원형 편광 수단은 1/4 파장판(quater wave plate)이 사용된다. 따라서, 고스트상의 소멸을 위한 본 발명의 주요 구성 중의 하나는 빔 분할기와 거울 사이에 1/4 파장판을 배치한다는 것이고, 이로 인하여, 1/4 파장판과 거울 사이에서 외부광은 원형 편광이 유지되어 타원 성분이 도입되는 것을 막을 수 있다.Preferably, the circular polarization means is a quarter wave plate. Thus, one of the main constructions of the present invention for extinction of ghosts is to place a quarter wave plate between the beam splitter and the mirror, thereby keeping the circular polarization of the external light between the quarter wave plate and the mirror. To prevent the elliptic component from being introduced.

더욱 바람직하게는, 약 45도로 기울어진 빔 분할기 후방에 1/4 파장판을 두는 구성을 포함하는데, 이럴 경우 시스템에 입사되어 투영구상의 선형 편광 수단에 의해 선형 편광된 외부광은 다른 배향의 광, 예컨대 비편광, 원형 편광 또는 타원 편광된 광에 비해 빔 분할기에 의해 보다 효과적으로 시스템의 상방 및 외부로 반사된다. 이것은 상형성 시스템내에서 외부광의 광도를 감소시키고 나아가 고스트상 형성의 감소에 이바지한다.More preferably, the configuration includes a quarter wave plate behind the beam splitter inclined at about 45 degrees, in which case the external light incident on the system and linearly polarized by the linear polarization means on the projection sphere is light of a different orientation. For example, the beam splitter more effectively reflects up and out of the system as compared to unpolarized, circularly polarized or elliptically polarized light. This reduces the brightness of external light in the image forming system and further contributes to the reduction of ghost image formation.

종래의 기술에서는 상이 맺혀지는 광로의 말단과 빔 분할기 사이에 선형 편광기와 1/4 파장판이 위치하므로 비편광 광은 선형 편광기에서 예를 들어 수평 편광으로 바뀌고 1/4 파장판에서 원형 편광된 상태에서 빔 분할기를 통과하게 된다.빔 분할기는 직각 이외의 각도, 예를 들어 약 45도로 기울어져 있는데, 원형 편광 광이 이러한 기재를 통과하게 되면 타원 편광 성분이 도입되어 타원 편광 광이 되므로 거울에 의해 반사되어 재차 빔 분할기를 거치면서 일그러지기 때문에 선형 편광기를 거치더라도 완전히 걸러지지 않고 고스트상을 형성하게 된다.In the prior art, since the linear polarizer and the quarter wave plate are positioned between the ends of the optical path and the beam splitter, the unpolarized light is changed to, for example, horizontal polarization in the linear polarizer and circularly polarized in the quarter wave plate. The beam splitter is inclined at an angle other than a right angle, for example about 45 degrees, and when circularly polarized light passes through the substrate, an elliptical polarization component is introduced and becomes an elliptical polarized light, which is reflected by a mirror. As a result of being distorted while going through the beam splitter, the ghost image is formed without being completely filtered even though the linear polarizer is passed.

반면에, 본 발명에서는 시스템으로 유입된 외부광은 선형 편광 수단에 의해 예를 들어 수평 편광되고, 빔 분할기를 거쳐도 수평 편광을 유지하며, 원형 편광 수단을 거치면서 우원 편광된다. 우원 편광은 거울에 반사되면 좌원 편광으로 바뀌고, 원형 편광 수단을 거치면 수직 편광이 되며, 빔 분할기를 거쳐도 수직 편광이 유지되며, 선형 편광 수단에 의해 완전히 차단되게 된다. 따라서, 시스템에 투입된 외부광은 고스트상을 만들지 못하게 된다.On the other hand, in the present invention, the external light introduced into the system is horizontally polarized, for example, by linear polarization means, maintains horizontal polarization even through the beam splitter, and is circularly polarized while passing through the circular polarization means. When the right polarized light is reflected by the mirror, the left polarized light is changed to the left polarized light, and the polarized light is vertically polarized through the circular polarization means, and the vertical polarized light is maintained even through the beam splitter and completely blocked by the linear polarized light means. Therefore, external light applied to the system does not produce a ghost image.

이하 도 9 및 10의 실시예를 통해 발명의 내용을 더욱 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 하기 내용에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to the examples of FIGS. 9 and 10, but the scope of the present invention is not limited to the following contents.

도 9a 내지 9d의 입체 투영상 시스템(900)은 음극선관 또는 발광체에 의해 형성되고, 단색성, 흑백 또는 컬러 광빔(103)으로서 투영된 영상 소스(100)를 포함한다. 영상 소스(100)는 광을 반사, 투과 또는 방출하는 임의의 것이다. 광빔(103)은 50% 투과/50% 반사(50T/50R)형 빔 분할기(200)에 대해 표시되는 50:50 비로 기울어진 빔 분할기(200)를 부분적으로 통과하거나 또는 반사된다. 경우에 따라, 이러한 비는 50T/50R 이외의 다른 것일 수 있다. 빔 분할기(200)는 투명기재(206), 빔 분할기 코팅(208) 또는 임의의 부분 반사 코팅, 및 경우에 따라 반사방지 코팅(210)을 포함한다.The stereoscopic projection image system 900 of FIGS. 9A-9D includes an image source 100 formed by a cathode ray tube or light emitter and projected as a monochromatic, black and white or color light beam 103. Image source 100 is any that reflects, transmits, or emits light. The light beam 103 partially passes through or is reflected by the beam splitter 200 inclined at a 50:50 ratio, which is indicated for the 50% transmission / 50% reflection (50T / 50R) type beam splitter 200. In some cases, this ratio may be other than 50T / 50R. Beam splitter 200 includes a transparent substrate 206, a beam splitter coating 208 or any partially reflective coating, and optionally an antireflective coating 210.

반사된 비편광의 광빔(112)은 비편광이기 때문에 광빔(112)에 대해 영향이 없는 1/4 파장판(114)을 통과한 다음, 오목거울(300)에 의해 반사된다. 1/4 파장판(114)은 1/4 파장층(118) 및 바람직하게는 각 층(118)의 표면상에 투명 기재층(160)을 포함한다. 각각의 투명 기재층(160)은 바람직하게는 반사방지층(162)으로 도포된다. 구면 또는 비구면일 수 있는 거울(300)은 기재(324), 거울 코팅(326) 및 보호 오버코트(328)를 포함한다. 거울(300)에 충돌한 후, 광빔(103)은 거울(300)의 곡률 반경에 의해 결정된 초점을 향해 수렴하기 시작한다. 이후, 광빔(103)은 각각의 1/4 파장판(114)을 통과하고, 투과율이 50%인 빔 분할기(200)를 통과한 다음, 광빔(103)을 편광시키는 선형 편광 윈도우(130)를 최초 광도의 약 10.6%로 통과한다. 광은 수평 편광으로서 나타난다.Since the reflected non-polarized light beam 112 passes through the quarter wave plate 114 having no influence on the light beam 112 because it is non-polarized light, it is reflected by the concave mirror 300. The quarter wave plate 114 comprises a quarter wave layer 118 and preferably a transparent substrate layer 160 on the surface of each layer 118. Each transparent substrate layer 160 is preferably coated with an antireflective layer 162. Mirror 300, which may be spherical or aspherical, includes substrate 324, mirror coating 326, and protective overcoat 328. After impinging on the mirror 300, the light beam 103 begins to converge toward the focal point determined by the radius of curvature of the mirror 300. Thereafter, the light beam 103 passes through each quarter wave plate 114, passes through a beam splitter 200 having a transmittance of 50%, and then forms a linear polarization window 130 that polarizes the light beam 103. It passes at about 10.6% of the original brightness. Light appears as horizontal polarization.

선형 편광 윈도우(130)는 투명기재(132), 선형 편광기(134) 및 반사방지 막(136)을 포함한다. 상기 반사방지 막(136)은 외부광원(170)로부터의 광빔(171)이 상기 반사방지 막(136)에서 산란되어 반사되지 않는다. 경우에 따라서, 반사방지 막(136)이 투명기재(132)의 표면에 코딩된 형태일 수 있다. 이후, 광빔(103)은 수렴하여 상(101)을 형성한다. 도 9b는 광빔(103)이 시스템(900)을 통과할 때의 투과율을 나타낸다. 외부광의 변화를 도 9c 및 9d를 기초로 설명하면, 외부광(170)은 선형 편광 윈도우(130)를 통해 시스템(900)으로 입사되고, 예를 들어 수평 편광이 얻어지는 비편광된 외부 광빔을 나타낸다. 이후, 광빔은 그 수평편광을 유지하면서 빔 분할기(200)를 통과한 다음, 1/4 파장판(114)을 통과하여 우원("RC")으로 된다. 이후, 광빔은 거울(300)로부터 반사되어 좌원("LC")으로 되고, 1/4 파장판(114)을 통과한 후 수직편광("VP")된다. 광빔(171)은 다시 빔 분할기(200)를 통과한 후, 선형 편광기(130)에 의해 거의 차단되어 외부광이 시스템(900)을 빠져나가는 것을 막음으로써 고스트상 형성의 원인을 거의 제거한다.The linear polarization window 130 includes a transparent substrate 132, a linear polarizer 134, and an antireflection film 136. The anti-reflection film 136 is not reflected because the light beam 171 from the external light source 170 is scattered in the anti-reflection film 136. In some cases, the anti-reflection film 136 may be coded on the surface of the transparent substrate 132. The light beam 103 then converges to form an image 101. 9B shows the transmission as the light beam 103 passes through the system 900. 9C and 9D, the change in the external light is described as the external light beam is incident to the system 900 through the linear polarization window 130, for example, a non-polarized external light beam from which horizontal polarization is obtained. . Thereafter, the light beam passes through the beam splitter 200 while maintaining its horizontal polarization, and then passes through the quarter wave plate 114 to become a right circle ("RC"). Thereafter, the light beam is reflected from the mirror 300 to become a left circle ("LC"), passes through the quarter wave plate 114, and is then vertically polarized ("VP"). The light beam 171 passes again through the beam splitter 200 and is almost blocked by the linear polarizer 130 to prevent external light from exiting the system 900 to almost eliminate the cause of ghost formation.

도 10a 내지 10d의 내용을 설명하면, 입체 투영상 시스템(1000)은 1/4 파장층(118)이 빔 분할기 코팅(208) 상에 위치하여 빔 분할기(200)와 1/4 파장판 구조(141)의 조합체를 형성하는 주된 차이를 제외하고는, 시스템(900)과 유사하게 배열된다. 나타낸 대로, 1/4 파장층(118)은 거울(300)과 대면하는 빔 분할기 코팅(208)의 표면(243)상에 위치한다. 도 10b는 시스템(1000)을 통과한 상형성 광의 투과율을 나타내는 것으로, 광로 내의 몇몇 변화들에도 불구하고, 시스템(900)과 동일 또는 거의 동일한 투과율을 달성한다. 도 10c 및 10d는 시스템(1000)에 입사하는 외부광의 분석을 나타내는 것으로, 광학소자의 상이한 상대적 위치에 기인한 광로에 따른 몇몇 변화들을 제외하고는 시스템(900)과 유사하며, 윈도우(130)를 빠져나가기 전에 외부광이 거의 차단되고, 고스트상 형성의 원인을 거의 제거하는데 효과가 있다.Referring to FIGS. 10A-10D, the stereoscopic projection system 1000 includes a quarter wave layer 118 positioned on the beam splitter coating 208 so that the beam splitter 200 and the quarter wave plate structure ( It is arranged similarly to system 900 except for the main difference that forms the combination of 141. As shown, the quarter wave layer 118 is located on the surface 243 of the beam splitter coating 208 facing the mirror 300. FIG. 10B shows the transmittance of the imaging light passing through the system 1000 and achieves the same or nearly the same transmittance as the system 900 despite some changes in the optical path. 10C and 10D show an analysis of external light incident on the system 1000, similar to the system 900 except for some variations along the optical path due to the different relative positions of the optical elements and the window 130. External light is almost blocked before exiting, and is effective in almost eliminating the cause of ghost image formation.

상기 영상 시스템(900) 및 (1000)은 경우에 따라, 제2영상(246, 환영으로 표시)을 투영하고, 상(101)에서 또는 그 근방에서 가시성 제2상(248)을 형성하는 단색성, 흑백 또는 컬러 제2 광빔(244)에 대해 바람직하게는 약 45도 기울어진 제2빔 분할기(242, 환영으로 표시), 바람직하게는 50T/50R 빔 분할기를 포함한다. 이러한 추가적인 빔 분할기(242)는 상(100)과 다른 면에서 제2상(248)이 투영되도록 한다.The imaging systems 900 and 1000 optionally project a second image 246 (indicated by a illusion) and form a monochromatic second image 248 at or near image 101. And a second beam splitter 242 (indicated by illusion), preferably at a tilt of about 45 degrees relative to the black and white or color second light beam 244, preferably a 50T / 50R beam splitter. This additional beam splitter 242 allows the second image 248 to be projected from the other side of the image 100.

상기 상형성 시스템(900) 및 (1000)은 경우에 따라 예컨대 하나 이상의 배경상(background image)과 같은 하나 이상의 추가적인 상을 투영하는 하나 이상의 추가적인 모니터(150)를 포함한다. 이 배경상은 시스템내에 위치하는 허상으로서 나타난다. 배경상의 이점은 제1상 후방에 데이터 또는 상의 제2면이 제공될 수 있다는 것이다.The imaging systems 900 and 1000 optionally include one or more additional monitors 150 that project one or more additional images, such as for example one or more background images. This background image appears as a virtual image located in the system. An advantage on the background is that data or a second side of the phase can be provided behind the first phase.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 변형 및 응용이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and applications within the scope of the present invention based on the above contents.

본 발명의 입체 투영상 시스템에 의하면, 시스템으로부터 돌출된 투영상의 초점 거리가 관찰자의 의도 또는 미리 설정된 프로그램에 따라 변화하므로 생동감있는 입체 영상을 창출할 수 있으며, 또한 외부광으로 인한 고스트상이 생성되지 않으므로 투영상의 화질 등이 매우 우수하다.According to the three-dimensional projection image system of the present invention, since the focal length of the projection image projecting from the system changes according to the intention of the observer or a predetermined program, it is possible to create a lively three-dimensional image, and also a ghost image due to external light is not generated. Therefore, the image quality of the projection image is very excellent.

Claims (5)

(a) 광로의 처음에서 상이 가시화되는 광로의 말단까지 상을 투영하기 위한 영상 소스, (b) 구면 오목 거울, (c) 영상 소스와 거울 사이의 광로에 위치한 약 45도로 기울어진 빔 분할기로 구성된 입체 투영 허상 또는 실상 시스템(Real or Virtual Imaging System)에 있어서, (d) 입체 투영상의 전후 투영 거리 변화를 야기시키는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 투영상 시스템.(a) an image source for projecting the image from the beginning of the optical path to the end of the optical path where the image is visible, (b) a spherical concave mirror, and (c) a beam splitter inclined at about 45 degrees located in the optical path between the image source and the mirror. A stereoscopic projection image or a real or virtual imaging system, comprising: (d) a configuration for causing a change in the front and rear projection distances of the stereoscopic projection image. 제 1항에 있어서, 상기 입체 투영상의 전후 투영거리의 변화를 빔 분할기에 대한 영상 소스의 위치 변화로 행하며, 입체영상 시스템의 상부 또는 하부에서 영상소스의 위치를 수직적으로 변화시키거나, 또는 빔 분할기에 대응되는 위치에 별도의 거울을 설치하고 거울에 투영되는 광의 영상 소스를 수평적으로 변화시켜서, 상기 영상 소스의 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 입체 투영상 시스템.2. The method according to claim 1, wherein the change in the front-rear projection distance of the stereoscopic projection image is performed by changing the position of the image source relative to the beam splitter, and vertically changing the position of the image source in the upper or lower portion of the stereoscopic image system, or And installing a separate mirror at a position corresponding to the divider and horizontally changing the image source of the light projected on the mirror, thereby changing the position of the image source. 제 2항에 있어서, 상기 영상 소스의 위치변화를 유도하기 위하여, 영상 소스의 위치변화를 위한 제어신호를 시스템에 연결된 콘트롤 박스를 통해 전달하거나, 영상 소스의 위치변화를 위한 제어신호를 리모트 콘트롤의 신호 송신부에서 발신하고 시스템상의 신호 수신부에서 이를 수신하거나, 입체 영상이 투영되는 시스템 전면에 위치해 있는 관찰자의 위치를 감지하는 광학센서를 시스템의 전면에 부설하고 이를 통해 제어신호를 시스템에서 발생시키거나, 영상 소스의 위치변화를 컴퓨터시스템에 내장된 프로그램에 의해 자동으로 처리하는 것을 특징으로 하는 입체 투영상 시스템.According to claim 2, In order to induce a change in the position of the image source, the control signal for changing the position of the image source is transmitted through a control box connected to the system, or the control signal for changing the position of the image source of the remote control The optical sensor which transmits the signal from the signal transmitter and receives it from the signal receiver on the system or detects the position of the observer located in front of the system where the stereoscopic image is projected on the front of the system and generates a control signal through the system, A stereoscopic projection image system, characterized in that the positional change of an image source is automatically processed by a program embedded in a computer system. 제 1항에 있어서, 상기 입체 투영상의 위치변화와 더불어 외부광에 의한 고스트상의 발생을 방지하기 위하여 하기 구성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 투영상 시스템.The stereoscopic projection image system according to claim 1, further comprising the following configuration to prevent the occurrence of ghost images by external light in addition to the positional change of the stereoscopic projection image. (e) 빔 분할기와 거울 사이의 광로에 위치한, 광빔을 원형 편광시키기 위한 원형 편광 수단 및(e) circular polarization means for circularly polarizing the light beam, located in the optical path between the beam splitter and the mirror; (f) 상기 가시화되는 광로의 말단과 빔 분할기 사이의 광로에 위치한, 광을 선형 편광시키기 위한 선형 편광 수단.(f) Linearly polarized means for linearly polarizing light, located in an optical path between the end of the optical path to be visualized and the beam splitter. 제 1항에 있어서, 상기 원형 편광 수단이 1/4 파장판인 것을 특징으로 하는 입체 투영상 시스템.The stereoscopic projection image system according to claim 1, wherein said circular polarizing means is a quarter wave plate.
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