KR20050098761A - 입체 영상 투영장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 입체 영상 투영장치(100)는 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)으로부터 방사된 광을 각각 반사시켜 출력하는 제1반사경(20a) 및 제2반사경(20b), 영상구동부(200)로부터 출력되는 좌영상데이터(LD) 및 우영상데이터(RD)에 따라 좌측영상 및 우측영상을 구현시키는 좌측용 액정표시소자(32) 및 우측용 액정표시소자(42), 제1반사경(20a)으로부터 반사된 광을 집중시키는 좌측용 제1렌즈(31), 좌측영상신호를 집중시켜 출력하는 좌측용 제2렌즈(33), 45도 방향으로 편광되어 좌측용 제2렌즈(33)로부터 출력되는 좌측영상신호 중 45도 방향의 좌측영상신호만을 투과시킨 좌측용 편광신호를 출력하는 좌측용 편광필터(50a), 제2반사경(20b)으로부터 반사된 광을 집중시키는 우측용 제1렌즈(41), 우측영상신호를 집중시켜 출력하는 우측용 제2렌즈(43), 45도 방향으로 편광되어 우측용 제2렌즈(43)로부터 출력되는 우측영상신호 중 45도 방향의 우측영상신호만을 투과시킨 우측용 편광신호를 출력하는 우측용 편광필터(50b) 및 우측용 편광필터(50b)로부터 출력되는 우측용 편광신호가 입사되고 입사된 우측용 편광신호를 편광방향 그대로 투사렌즈(70)를 통해 우영상을 투사시키고, 좌측용 편광필터(50a)로부터 출력되는 좌측용 편광신호가 입사되어 입사된 좌측용 편광신호를 180도 위상을 바꾸어 투사렌즈(70)를 통해 좌영상을 투사시켜 좌영상의 편광방향과 우영상의 편광방향이 서로 직교되도록 투사렌즈(70)를 통해 스크린에 영상을 투사시키는 하프밀러(60)로 구성된다.

Description

입체 영상 투영장치{three-dimension projector}
본 발명은 입체 영상 투영장치에 관한 것으로, 특히 한 대의 영상 투영장치를 사용하여 입체 영상을 제공하며, 제공된 영상을 편광안경을 통해 입체로 즐길 수 있는 입체 영상 투영장치에 관한 것이다.
일반적으로 입체 영상을 구현하는 방법은 두 개의 카메라를 이용하여 영상을 촬영하고 그 두 개의 영상을 편광필터를 이용하여 서로 직각 편차를 가진 겹침 영상을 하나의 화면에 디스플레이시키고, 좌우측이 서로 수직하는 방향의 편광 렌즈를 가진 편광 안경을 통해 두 개의 카메라가 촬영한 영상을 각각 좌,우측 눈으로 보게 함으로써 입체 영상을 구현할 수 있다.
도 1은 이러한 종래의 입체 영상 투영장치의 개략적 구성도이다.
도 1의 종래의 입체 영상 투영장치에 도시된 바와 같이, 입체 영상을 형성하기 위해 좌,우안용의 영상을 시청자의 좌,우안에서 각각 인식할 수 있도록 해주기 위해 화상의 편광방향을 달리하는 2대의 영상 투영장치, 즉 좌안용 투영장치(3a)와 우안용 투영장치(3b)가 반드시 있어야 한다.
즉, 도 1의 종래의 입체 영상 투영장치는 영상신호입력부(1), 영상구동부(2), 좌안용 투영장치(3a), 우안용 투영장치(3b), 투사렌즈(4a,4b), 두 개의 편광필터(5a,5b) 및 스크린(6)으로 구성되며, 시청자는 편광 안경(7)이 필요하다.
영상신호입력부(1)는 복합영상신호를 제공하며, 영상구동부(2)는 영상신호입력부(1)로 출력되는 영상신호를 수신하여 좌측용영상신호와 우측용영상신호로 분리시켜 분리된 좌측용영상신호와 우측용영상신호를 수평라인별 또는 수직라인별로 구동시켜 좌영상데이터와 우영상데이터를 출력시킨다. 좌영상데이터 및 우영상데이터는 각각 좌안용 투영장치(3a)와 우안용 투영장치(3b)로 분리 입력된다. 양안용 투영장치들(3a,3b)의 전면에는 각각 투사렌즈(4a,4b)가 배치되며, 두 개의 투사렌즈들(4a,4b) 앞에는 수직방향의 편광필터(5a)와 수평방향의 편광필터(5b)가 설치된다. 상기와 같이 구성된 두 대의 투영장치들(3a,3b)을 사용하여 서로 직각 위상차를 가진 영상을 스크린(6)에 투사시키면 시청자는 좌측눈에 수직 방향의 편광자와 수평방향의 편광자가 장착된 편광 안경(7)을 착용하여 좌우안용의 분리된 영상을 인식하여 입체 영상을 시청할 수 있다.
도 1의 종래의 입체 영상 투영장치는 시청자가 입체 영상을 시청하기 위해 반드시 두 대의 투영장치가 필요하므로 고가의 비용이 소요되며, 설치시 번거러운 문제점을 가지고 있으며, 두 대의 투영장치로부터 각각 하나의 스크린에 영상을 투사하여야 하므로 영상의 크기, 밝기, 색상 등을 맞추어야 주어야 하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 하나의 투사렌즈를 가진 한 대의 투영장치를 사용하여 좌안용 편광신호와 우안용 편광신호를 하프밀러를 통해 서로 직교하도록 중첩시켜 중첩된 영상신호를 투사렌즈를 통해 스크린에 투사시킴으로써 저비용으로 편광 안경을 착용한 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 투영장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 입체 영상 투영장치는 카메라에서 촬영된 좌안영상신호와 우안영상신호를 수평라인별 또는 수직라인별로 구동시켜 좌영상데이터와 우영상데이터를 출력하는 영상구동부를 구비하여 영상구동부로부터 좌영상데이터와 우영상데이터를 수신하여 스크린에 좌측용영상과 우측용영상을 투사렌즈를 통해 투사시켜 편광 안경을 착용한 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 투사장치에 있어서,
백색광을 방사하는 제1광원 및 제2광원; 제1광원 및 제2광원으로부터 방사된 광을 각각 반사시켜 출력하는 제1반사경 및 제2반사경; 영상구동부로부터 출력되는 좌영상데이터에 따라 좌측영상을 구현시키는 좌측용 액정표시소자; 영상구동부로부터 출력되는 우영상데이터에 따라 우측영상을 구현시키는 우측용 액정표시소자; 제1반사경과 좌측용 액정표시소자 사이에 위치하여 좌측용 액정표시소자로 제1반사경으로부터 반사된 광을 집중시키는 좌측용 제1렌즈; 좌측용 액정표시소자 후단에 위치하여 좌측용 액정표시소자로부터 출력되는 좌측영상신호를 집중시켜 출력하는 좌측용 제2렌즈; 45도 방향으로 편광되어 좌측용 제2렌즈로부터 출력되는 좌측영상신호 중 45도 방향의 좌측영상신호만을 투과시킨 좌측용 편광신호를 출력하는 좌측용 편광필터; 제2반사경과 우측용 액정표시소자 사이에 위치하여 우측용 액정표시소자로 제2반사경으로부터 반사된 광을 집중시키는 우측용 제1렌즈; 우측용 액정표시소자 후단에 위치하여 우측용 액정표시소자로부터 출력되는 우측영상신호를 집중시켜 출력하는 우측용 제2렌즈; 45도 방향으로 편광되어 상기 우측용 제2렌즈로부터 출력되는 우측영상신호 중 45도 방향의 우측영상신호만을 투과시킨 우측용 편광신호를 출력하는 우측용 편광필터; 및 우측용 편광필터로부터 출력되는 우측용 편광신호가 입사되고 입사된 우측용 편광신호를 편광방향 그대로 투사렌즈를 통해 우영상을 투사시키고, 좌측용 편광필터로부터 출력되는 좌측용 편광신호가 입사되어 입사된 좌측용 편광신호를 180도 위상을 바꾸어 투사렌즈를 통해 좌영상을 투사시켜 좌영상의 편광방향과 우영상의 편광방향이 서로 직교되도록 투사렌즈를 통해 스크린에 영상을 투사시키는 하프밀러를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 입체 영상 투영장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 입체 영상 투영장치의 구성도이다.
도 2의 본 발명의 입체 영상 투영장치(100)는 백색광을 방사하는 제1광원(10a) 및 제2광원(10b), 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)으로부터 방사된 광을 각각 반사시켜 출력하는 제1반사경(20a) 및 제2반사경(20b), 영상구동부(200)로부터 출력되는 좌영상데이터(LD)에 따라 좌측영상을 구현시키는 좌측용 액정표시소자(32), 영상구동부(200)로부터 출력되는 우영상데이터에 따라 우측영상을 구현시키는 우측용 액정표시소자(42), 제1반사경(20a)과 좌측용 액정표시소자(32) 사이에 위치하여 좌측용 액정표시소자(31)로 제1반사경(20a)으로부터 반사된 광을 집중시키는 좌측용 제1렌즈(31), 좌측용 액정표시소자 후단에 위치하여 좌측용 액정표시소자로부터 출력되는 좌측영상신호를 집중시켜 출력하는 좌측용 제2렌즈(33), 45도 방향으로 편광되어 좌측용 제2렌즈(33)로부터 출력되는 좌측영상신호 중 45도 방향의 좌측영상신호만을 투과시킨 좌측용 편광신호를 출력하는 좌측용 편광필터(50a), 제2반사경(20b)과 우측용 액정표시소자(42) 사이에 위치하여 우측용 액정표시소자(42)로 제2반사경(20b)으로부터 반사된 광을 집중시키는 우측용 제1렌즈(41), 우측용 액정표시소자(42) 후단에 위치하여 우측용 액정표시소자(42)로부터 출력되는 우측영상신호를 집중시켜 출력하는 우측용 제2렌즈(43), 45도 방향으로 편광되어 우측용 제2렌즈(43)로부터 출력되는 우측영상신호 중 45도 방향의 우측영상신호만을 투과시킨 우측용 편광신호를 출력하는 우측용 편광필터(50b) 및 우측용 편광필터(50b)로부터 출력되는 우측용 편광신호가 입사되고 입사된 우측용 편광신호를 편광방향 그대로 투사렌즈(70)를 통해 우영상을 투사시키고, 좌측용 편광필터(50a)로부터 출력되는 좌측용 편광신호가 입사되어 입사된 좌측용 편광신호를 180도 위상을 바꾸어 투사렌즈(70)를 통해 좌영상을 투사시켜 좌영상의 편광방향과 우영상의 편광방향이 서로 직교되도록 투사렌즈(70)를 통해 스크린에 영상을 투사시키는 하프밀러(60)로 구성된다.
좌측용 제1렌즈(31), 우측용 제1렌즈(41), 좌측용 제2렌즈(33) 및 우측용 제2렌즈(43)는 평판형의 볼록렌즈로 구성된다.
상기의 구성에 따른 본 발명인 입체 영상 투영장치의 동작은 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)은 할로겐, 텅스텐 또는 크세논 등의 램프를 사용하여 백색광 등을 방사한다. 제1반사경(20a) 및 제2반사경(20b)은 각각 제1광원(10a) 및 제2광원(10b)으로부터 조사된 광을 각각 반사시켜 일방향으로 진행하도록 경로를 바꾸어준다. 좌측용 액정표시소자(32)와 우측용 액정표시소자(42)는 일반적으로 사용되는 액정표시소자로, 카메라에서 촬영된 좌안영상신호와 우안영상신호를 수평라인별 또는 수직라인별로 구동시켜 좌영상데이터(LD)와 우영상데이터(RD)를 출력하는 영상구동부(200)로부터 좌측용 액정표시소자(32)는 좌영상데이터(LD)를 수신하여 좌영상데이터(LD)에 따라 좌측영상을 구현시키고, 우측용 액정표시소자(42)는 영상구동부(200)로부터 출력되는 우영상데이터(RD)에 따라 우측영상을 구현시킨다. 좌측용 액정표시소자(32)의 전,후에 각각 배치된 좌측용 제1렌즈(31)와 좌측용 제2렌즈(33)는 제1반사경(20a)으로부터 반사된 광을 집중시켜 영상을 투사렌즈(70)로 집중시킨다. 상기와 동일하게 우측용 액정표시소자(42)의 전,후에 각각 배치된 우측용 제1렌즈(41)와 우측용 제2렌즈(43)는 제2반사경(20b)으로부터 반사된 광을 집중시켜 영상을 투사렌즈(70)로 집중시킨다.
좌측용 편광필터(50a)는 45도 방향으로 편광되어 좌측용 제2렌즈(33)로부터 출력되는 좌측영상신호, 즉 좌측용 액정표시소자(32)로부터 출력되는 좌측영상신호 중 45도 방향의 편광된 광만을 투과시켜 좌측용 편광신호를 출력한다. 우측용 편광필터(50b) 역시 45도 방향으로 편광되어 우측용 제2렌즈(43)로부터 출력되는 우측영상신호, 즉 우측용 액정표시소자(42)로 출력되는 우측영상신호 중 45도 방향의 편광된 광만을 투과시켜 우측용 편광신호를 출력한다.
하프밀러(60)는 우측용 편광필터(50b)로부터 출력되는 우측용 편광신호는 편광방향 그대로 투사렌즈(70)를 통해 우영상을 투사시키고, 좌측용 편광필터(50a)로부터 출력되는 좌측용 편광신호는 입사된 좌측용 편광신호를 180도 위상을 바꾸어 투사렌즈(70)를 통해 좌영상을 투사시켜 좌영상의 편광방향과 우영상의 편광방향이 서로 직교되도록 투사렌즈(70)를 통해 스크린에 영상을 투사시킨다. 즉, 하프밀러(60)는 좌측용 편광신호와 우측용 편광신호를 서로 직교하도록 중첩시켜준다. 중첩된 영상은 투사렌즈(70)를 통해 스크린에 서로 직교하는 우영상과 좌영상이 투영된다.
이와 같이 서로 직각 위상차를 가진 영상을 스크린에 투사시키면 시청자는 좌측눈에 수직 방향의 편광자와 수평방향의 편광자가 장착된 편광 안경을 착용하여 좌우안용의 분리된 영상을 인식하여 입체 영상을 시청할 수 있다.
본 발명의 입체 영상 투영장치는 하나의 투사렌즈를 가진 한 대의 투영장치를 사용하여 좌안용 편광신호와 우안용 편광신호를 하프밀러를 통해 서로 직교하도록 중첩시키고 중첩된 영상을 투사렌즈를 통해 스크린에 투사시킴으로써 저비용으로 편광 안경을 착용한 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있게 해준다.
도 1은 종래의 입체 영상 투영장치의 개략적 구성도,
도 2는 본 발명의 입체 영상 투영장치의 구성도 이다.

Claims (3)

  1. 카메라에서 촬영된 좌안영상신호와 우안영상신호를 수평라인별 또는 수직라인별로 구동시켜 좌영상데이터와 우영상데이터를 출력하는 영상구동부를 구비하여 영상구동부로부터 좌영상데이터와 우영상데이터를 수신하여 스크린에 좌측용영상과 우측용영상을 투사렌즈를 통해 투사시켜 편광 안경을 착용한 시청자가 입체 영상을 시청할 수 있는 입체 영상 투사장치에 있어서,
    백색광을 방사하는 제1광원 및 제2광원;
    상기 제1광원 및 제2광원으로부터 방사된 광을 각각 반사시켜 출력하는 제1반사경 및 제2반사경;
    상기 영상구동부로부터 출력되는 좌영상데이터에 따라 좌측영상을 구현시키는 좌측용 액정표시소자;
    상기 영상구동부로부터 출력되는 우영상데이터에 따라 우측영상을 구현시키는 우측용 액정표시소자;
    상기 제1반사경과 상기 좌측용 액정표시소자 사이에 위치하여 상기 좌측용 액정표시소자로 상기 제1반사경으로부터 반사된 광을 집중시키는 좌측용 제1렌즈;
    상기 좌측용 액정표시소자 후단에 위치하여 상기 좌측용 액정표시소자로부터 출력되는 좌측영상신호를 집중시켜 출력하는 좌측용 제2렌즈;
    45도 방향으로 편광되어 상기 좌측용 제2렌즈로부터 출력되는 좌측영상신호 중 45도 방향의 좌측영상신호만을 투과시킨 좌측용 편광신호를 출력하는 좌측용 편광필터;
    상기 제2반사경과 상기 우측용 액정표시소자 사이에 위치하여 상기 우측용 액정표시소자로 상기 제2반사경으로부터 반사된 광을 집중시키는 우측용 제1렌즈;
    상기 우측용 액정표시소자 후단에 위치하여 상기 우측용 액정표시소자로부터 출력되는 우측영상신호를 집중시켜 출력하는 우측용 제2렌즈;
    45도 방향으로 편광되어 상기 우측용 제2렌즈로부터 출력되는 우측영상신호 중 45도 방향의 우측영상신호만을 투과시킨 우측용 편광신호를 출력하는 우측용 편광필터; 및
    상기 우측용 편광필터로부터 출력되는 우측용 편광신호가 입사되고 입사된 우측용 편광신호를 편광방향 그대로 상기 투사렌즈를 통해 우영상을 투사시키고, 상기 좌측용 편광필터로부터 출력되는 좌측용 편광신호가 입사되어 입사된 좌측용 편광신호를 180도 위상을 바꾸어 상기 투사렌즈를 통해 좌영상을 투사시켜 좌영상의 편광방향과 우영상의 편광방향이 서로 직교되도록 투사렌즈를 통해 스크린에 영상을 투사시키는 하프밀러를 구비한 것을 특징으로 하는 입체 영상 투영장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 좌측용 제1렌즈 및 우측용 제1렌즈는 평판형 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 영상 투영장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 좌측용 제2렌즈 및 우측용 제2렌즈는 평판형 볼록렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 영상 투영장치.
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