KR20060130887A - 투사형 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템 - Google Patents

Abstract

투사형 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템이 개시되어 있다.

개시된 스크린은, 3차원 영상을 위해 프로젝터에서 투사된 영상을 시역 분리하는 스크린에 있어서, 입사빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자; 상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

투사형 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템{Screen for projection 3D image and projection system}

도 1a는 종래의 패럴렉스-배리어 방식에 의한 투사형 3차원 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1b는 도 1a에 도시된 3차원 영상 디스플레이 장치에 의해 우안 영상과 좌안 영상이 디스플레이된 상태를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크린과 프로젝터를 구비한 프로젝션 시스템을 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크린에 구비된 복굴절 소자의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 스크린에 구비된 프리즘과 복굴절 소자를 통해 복굴절된 제1 편광빔과 제2 편광빔의 경로 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 스크린에 의해 3차원 영상이 구현되는 작용을 설명하기 위한 상세도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2 패널 방식의 프로젝터를 구비한 프로젝션 시스템을 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200...프로젝터, 105,205,210...디스플레이 패널

115,220...투사렌즈유닛, 122...프리즘

124...복굴절 소자, 126...1/4파장판

128...밀봉재, 130...렌티큘러 렌즈 어레이

132...디퓨져

본 발명은 투사형 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 프로젝터를 이용하여 3차원 영상을 구현하고, 3차원 영상의 해상도를 향상시킨 투사형 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 3차원 영상은 사람의 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의해 이루어지는데, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(binocular parallax)가 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 3차원 영상 디스플레이에는 안경식 디스플레이와 무안경 방식의 디스플레이가 있다.

안경식 3차원 영상 디스플레이에서는 프로젝터에 좌우 영상의 편광 방향을 서로 다르게 구성하고 편광 안경을 착용하여 입체 영상을 보거나, 시분할 방식으로 좌우 영상 표시하고 액정 셔터 안경을 사용하여 입체 영상을 보도록 되어 있다. 편광 안경 방식에서는 직선 편광의 진동 방향이 다른 성질 또는 원편광의 회전 방향 이 다른 성질을 이용하여 좌안 영상과 우안 영상을 분리하며, 좌안 영상과 우안 영상을 동시에 표시한 제1프로젝터와 제2프로젝터 위에 편광 방향이 서로 직각인 편광판을 구비한다. 그런 다음 상기 제1 및 제2 프로젝터로부터의 영상을 합성하고 서로 직교하는 좌우 편광 안경을 통하여 좌안 영상과 우안 영상을 분리함으로써 3차원 영상을 볼 수 있다.

시분할 방식은 좌우 영상을 교대로 제시하는 방식으로, 좌안 영상을 제시할 때는 좌안에만 영상이 맺히고, 우안 영상을 제시할 때는 우안에만 영상이 맺힌다. 좌우 영상의 절환을 안경을 통해 하는 시분할 안경 셔터 방식과 절환을 디스플레이에서 하는 시분할 편광 안경 방식이 있다. 하지만, 안경 방식은 사용자가 안경을 착용해야 하는 불편함이 있으므로 무안경 방식의 디스플레이가 선호되고 있다.

무안경 방식의 디스플레이는 안경을 사용하지 않고 좌우 영상을 분리하여 3차원 영상을 얻는 것이다. 무안경 방식에는 예를 들어 패럴렉스 베리어 방식(parallax barrier)과 렌티큘러(lenticular) 방식이 있다.

패럴렉스 베리어 방식은 좌우 양안이 각각 보아야 할 화상을 교대로 세로 무늬 모양으로 인쇄 또는 사진으로 인화하여 이것을 극히 가느다란 세로 격자열 즉, 베리어를 이용하여 보는 것이다. 이렇게 함으로써, 좌안에 들어올 세로 무늬 화상과 우안에 들어올 세로 무늬 화상이 베리어에 의해 배분되어 좌안과 우안으로 각각 다른 시점(view point)의 화상이 보임으로써 3차원 영상으로 보이는 것이다.

투사형 영상 디스플레이 장치는 디스플레이 소자에서 형성된 영상을 투사렌즈 유닛을 통해 확대하여 스크린에 투사하고, 스크린에 구비된 좌안-우안 영상 분 리부에 의해 3차원 영상을 구현한다. 도 1a는 종래의 투사형 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 투사형 영상 디스플레이 장치는 제1 프로젝터(10), 제2 프로젝터(20)를 구비하고, 상기 제1 프로젝터(10)에서 나온 제1영상을 스크린(S)을 통해 우안(RE)으로, 제2 프로젝터(20)에서 나온 제2영상을 스크린(S)을 통해 좌안(LE)으로 분리하여 보냄으로써 3차원 영상을 형성한다.

상기 스크린(S)은 프로젝터에서 나온 영상을 좌안과 우안으로 분리하기 위해 패럴렉스 배리어(25)를 구비한다. 패럴렉스 배리어(25)는 도 1a에 도시된 바와 같이 슬릿(26)과 배리어(27)가 교대로 배열되어 형성되고, 상기 슬릿(26)을 통해 제1 및 제2 프로젝터(10)(20)에서 나온 영상이 좌안 영상과 우안 영상으로 분리되어 3차원 영상이 형성된다.

그런데, 이러한 방식에 의하면, 상기 슬릿(26)을 통해서 영상이 형성되는 한편 상기 배리어(27)를 통해서는 영상이 차단되기 때문에, 도 1b에 도시된 바와 같이 좌안 영상(L)은 슬릿(26)을 통해 예를 들어 짝수 번째 라인에만 형성되는 한편, 홀수 번째 라인에는 상기 배리어(27)에 의해 차단되어 블랙 라인(K)이 형성된다. 또한, 우안 영상(R)은 예를 들어, 상기 슬릿(26)을 통해 홀수 번째 라인에만 형성되는 한편, 짝수 번째 라인에는 영상이 상기 배리어(27)에 의해 차단되어 블랙 라인(K)이 형성된다.

따라서, 디스플레이 전체적으로 해상도가 떨어지고, 3차원 영상의 밝기가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 좌안 영상과 우안 영상을 형성하기 위해 2개의 프로젝터를 사용하기 때문에 부피가 커져 소형화에 대한 소비자의 요구 사항을 만족시 킬 수 없다. 또한, 3차원 영상을 구현하기 위해 프로젝터의 구조를 크게 변경하여야 하므로 프로젝터의 생산 비용이 많이 든다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 프로젝터의 구조는 크게 변경시키지 않고 스크린에 3차원 영상을 디스플레이하기 위한 층들을 구비한 스크린 및 프로젝션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 3차원 영상을 위해 프로젝터에서 투사된 영상을 시역 분리하는 스크린에 있어서,

입사빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자; 상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복굴절 소자와 렌티큘러 렌즈 어레이 사이에 상기 복굴절 소자를 통과한 빔의 편광 방향을 변환하기 위한 1/4파장판이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 렌티큘러 렌즈 어레이를 통과한 빔을 상기 복굴절 소자로 되반사시키는 디퓨져를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 디퓨져는 상기 렌티큘러 렌즈 어레이의 초점 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 복굴절 소자의 입사면 쪽에 프리즘이 부착된 것을 특징으로 한다.

상기 복굴절 소자는 방해석, 네마틱 액정 또는 고복굴절 옵틱스로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 고복굴절 옵틱스는 0.1-0.5 범위의 복굴절도를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 복굴절 소자의 정상 굴절률이 no이고, 이상 굴절률이 ne일 때 상기 프리즘의 굴절률이 (no+ne)/2 값을 가지는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 순차적으로 입력된 제1 필드 영상 신호와 제2 필드 영상 신호에 따라 입사빔을 공간 변조하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 제1 필드 영상 빔과 제2 필드 영상 빔에 동기하여 편광 방향을 시간 순차적으로 변환하는 편광 변환 소자와, 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 확대 투사하는 투사렌즈유닛을 구비한 프로젝터; 상기 프로젝터로부터 출력된 빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자와, 상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이를 구비하여 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 시역 분리하여 3차원 영상을 형성하는 스크린;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 시스템은, 입력된 제1 필드 영상 신호에 따라 입사빔을 공간 변조하여 제1 필드 영상을 형성하는 제1 디스플레이 패널과, 입력된 제2 필드 영상 신호에 따라 입사빔을 공간 변조하여 제2 필드 영상을 형성하는 제2 디스플레이 패널과, 상기 제1 필드 영상 빔 또는 제2 필드 영상 빔의 편광 방향을 변환하는 편광 변환 소자와, 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 확대 투사하는 투사렌즈유닛을 구비한 프로젝터; 상기 프로젝터로부 터 출력된 빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자와, 상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이를 구비하여 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 시역 분리하여 3차원 영상을 형성하는 스크린;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로젝션 시스템은 도 2를 참조하면 디스플레이 패널(105)에서 형성된 영상을 확대 투사시키는 프로젝터(100)와, 상기 영상을 시역 분리하여 3차원 영상으로 디스플레이하는 스크린(120)을 포함한다.

상기 프로젝터(100)는 입력된 영상 신호에 따라 입사광을 처리하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널(105)과, 상기 디스플레이 패널(105)에 입력되는 영상 신호에 동기하여 스위칭되는 편광 변환 소자(110) 및 영상을 상기 스크린(120)에 확대 투사시키는 투사렌즈유닛(115)를 포함한다.

상기 디스플레이 패널(105)은 편광 의존형인 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 FLCD(Ferro Liquid Crystal Display)인 것이 바람직하며, 투과형 또는 반사형일 수 있다. 상기 편광 변환 소자(110)는 예를 들어 액정 편광 변환기로서 전원을 픽셀별로 선택적으로 인가하여 입사광의 편광 방향을 변환할 수 있다.

상기 디스플레이 패널(105)에 입력되는 한 프레임의 영상 신호는 좌안용 제1 필드영상신호와 우안용 제2필드영상신호로 구성되고, 제1 필드영상신호와 제2 필드영상신호가 시간 순차적으로 디스플레이 패널(105)에 입력된다. 제1 필드영상신호 가 디스플레이 패널(105)에 입력되면 상기 편광 변환 소자(110)에 외부 전압이 가해져 제1 필드영상은 편광 방향이 바뀌지 않고 제1편광빔, 예를 들어 P 편광빔으로 출사된다. 제2 필드영상신호가 디스플레이 패널(105)에 입력되면 편광 변환 소자(110)에 외부 전압이 off되고, 입사빔은 편광 방향이 변환되어 제2 편광빔, 예를 들어 S 편광빔으로 출사된다.

상기 제1 필드영상과 제2 필드영상은 서로 다른 편광 방향을 가지고 시간 순차적으로 출사되어 상기 투사렌즈유닛(115)을 통해 스크린(120)에 확대 투사된다.

상기 스크린(120)은 입사빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자(124)와, 상기 복굴절 소자(154)를 통과한 빔을 상기 복굴절 소자(124)로 되반사시키기 위한 디퓨져(132)와, 상기 복굴절 소자(124)와 디퓨져(132) 사이에 배치된 입사광의 편광 방향을 변환하는 1/4 파장판(126)과, 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 포함한다.

상기 복굴절 소자(124)의 결정 광축과 나란한 편광 방향을 가지는 정상 광선은 복굴절 소자의 정상 굴절률(no)에 따라 직진 투과되며, 복굴절 소자의 결정 광축에 대해 수직인 편광 방향을 가지는 이상 광선은 복굴절 소자의 이상 굴절률(ne)에 따라 굴절된다. 따라서, 제1 편광빔과 제2 편광빔이 상기 복굴절 소자(124)를 통과할 때 서로 다른 각도로 굴절된다. 상기 복굴절 소자(124)는 예를 들어, 방해석, 네마틱 액정 또는 고복굴절 옵틱스로 구성될 수 있다. 고복굴절 옵틱스는 복굴절 정도가 0.1-0.5 범위를 가지는 것으로, 방해석과 같은 일반적인 복굴절 소자의 복굴절 정도가 대략 0.2 인 것에 비해 상대적으로 높은 복굴절도를 갖는다.

복굴절 소자의 재질별 정상 굴절률(no)과 이상 굴절률(ne)은 다음과 같다.

결 정	no	ne
전기석	1.669	1.638
방해석	1.6584	1.4864
석영(SiO2)	1.5443	1.5534
얼음	1.309	1.313
금홍석(TiO2)	2.616	2.903

다음은 고복굴절 옵틱스를 이용하여 복굴절 소자를 제조한 경우 일반적인 복굴절 재질로 된 소자와의 특성을 비교하여 나타낸 것이다.

특 성	글라스 기판상의 무기물 다층 필터	고굴절 폴리머 필터
층	10-200	100-1000
굴절률 범위	1.3-2.4	1.45-1,75
복굴절도	적음	0.1-0.5
두께	1-3mm	0.025-0.2mm
45도 기울기에서의 밴드 쉬프트	-10%	-11%
20℃에서의 밴드 쉬프트	parts-per-million	parts-per-thousand
유연성(flexible)	없음	있음
변형성(formable)	없음	있음
최대 온도	100℃보다 큼	100-160℃

대형 스크린의 경우에는 방해석보다는 시트 형태로 제작하기 용이한 고복굴절 옵틱스를 이용하여 복굴절 소자를 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 큰 복굴절도를 가질 때 굴절로 인한 영상의 쉬프트가 크게 일어나므로 3차원 영상 구현에 유리하다.

상기 복굴절 소자(124)는 특정 시청거리에서 좌안 영상과 우안 영상을 특정 거리만큼 유지시켜 주기 위해 꼭지각(α)이 선택될 수 있다. 도 3a를 참조하면 시청 거리가 l이고 , 시청 거리가 d일 때, 제1 편광빔(I)과 제2 편광빔(Ⅱ) 사이의 각도 θ는 다음과 같이 주어진다.

도 3b는 복굴절 소자(124)의 꼭지각(α)과 시청 거리(l) 및 좌안과 우안 사이의 거리(d) 사이의 관계를 설명하기 위해 편의상 다른 요소를 배제하고 복굴절 소자(124)와 디퓨져(132)만을 간단하게 도시한 것이다.

상기 수학식 1에 따라 제1 편광빔(Ⅰ)과 제2 편광빔(Ⅱ) 사이의 각도(θ)는 제1 편광빔의 출사각(α'ne)과 제2 편광빔의 출사각(α'no)의 차와 같으므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

스넬 법칙에 따라 상기 수학식 2를 정리하면 다음과 같다.

n0와 ne가 결정되면 상기 수학식 3에서 θ에 따른 복굴절 소자의 꼭지각(α)을 구할 수 있다. 그리고, 꼭지각(α)에 따라 제1 편광빔의 출사각(α'ne)과 제2 편광빔의 출사각(α'no)을 알 수 있다.

구체적인 일 예로서, 시청 거리가 1m이고, 좌안 영상과 우안 영상간 거리가 6.5 cm이고, no=1.75이고, ne=1.5일 때 복굴절 소자(124)의 꼭지각(α)은 대략 6.8 도이고, α'ne=20.96, α'no=24.67이다.

한편, 상기 복굴절 소자(124)는 삼각 기둥 형태를 가지고, 상기 복굴절 소자(124)에 프리즘(122)이 접합되어 프리즘 시트로 구성될 수 있다. 광이 입사되는 쪽에 프리즘(122)이 배치되고, 광이 출사되는 쪽에 복굴절 소자(124)가 배치된다. 상기 프리즘(122)과 복굴절 소자(124)가 어레이 형태로 형성되거나, 하나의 프리즘과 하나의 복굴절 소자로 구성될 수도 있다.

상기 프리즘(122)은 예를 들어 자외선 경화성 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 프리즘(122)의 굴절률에 따라 프리즘(122)을 통과한 빔의 복굴절 소자(124)에 대한 입사각이 결정되고, 결과적으로 제1 편광빔(Ⅰ)과 제2 편광빔(Ⅱ)의 경로에 영향을 미친다. 상기 제1 편광빔(Ⅰ)과 제2 편광빔(Ⅱ)은 스크린에서 대칭적으로 출사되는 것이 바람직하므로 프리즘(122)의 굴절률을 n이라고 할 때, 복굴절 소자(124)의 정상 굴절률(no)과 이상 굴절률(ne)의 평균값 즉, n=(n_o+n_e)/2인 것이 바람직하다. 예를 들어, no=1.41일고, ne= 1.59일 때 n=1.5인 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 복굴절 소자(124)에 대한 입사각을 θ'라고 하고, 제1 편광빔의 굴절각을 θ"no라고 하고, 제2 편광빔의 굴절각을 θ"ne라고 할 때, 스넬 법칙에 따라 다름과 같은 식이 성립한다.

구체적으로, 입사각이 θ'=10°이고, 제1 편광빔(Ⅰ)과 제2 편광빔(Ⅱ)이 복 굴절되어 나가는 각도의 반각이 △=0.6°이고, 프리즘(122)의 굴절률이 n=1.5일 때 θne"=9.4 °, θno"=10.6°이다.

다음, 상기 복굴절 소자(124)에 의해 광경로가 분리된 제1 편광빔(Ⅰ)과 제2 편광빔(Ⅱ)은 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 통과하여 디퓨져(132)에 포커싱된다. 상기 디퓨저(132)는 반사형으로, 상기 렌티큘러 렌즈 어레이(130)의 초점 거리(f1)에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 위치할 때, 평행하게 입사된 광선은 렌티큘러 렌즈 어레이에 의해 굴절되어 디퓨져에 의해 굴절되어 디퓨져에 포커싱된 후 입사 경로를 따라 정확하게 되반사(retro-reflect)된다. 더욱이, 상기 프리즘(122)이 대칭 굴절 조건을 만족시킬 때, 도 5에 도시된 바와 같이 스크린에 평행하게 입사된 빔은 광축을 중심으로 대칭되게 굴절된 후 렌티큘러 렌즈 어레이(130)의 초점 면에 위치한 디퓨져(132)에 광축을 중심으로 대칭으로 상을 맺은 후 동일한 입사 광로를 따라 되반사된다.

한편, 상기 복굴절 소자(124)와 렌티큘러 렌즈 어레이(130) 사이에는 입사빔의 편광 방향을 변경하는 1/4 파장판(126)이 구비된다. 상기 1/4 파장판(126)은 상기 디퓨져(132)에서 되반사된 빔을 시역 분리하여 좌안 영상은 좌안으로, 우안 영상은 우안으로 집속되도록 한다. 구체적으로 1/4 파장판의 작용을 살펴보면 다음과 같다. 복굴절 소자(124)에서 서로 다른 각도로 굴절되어 진행하는 제1 편광빔, 예를 들어 S 편광빔과 제2 편광빔, 예를 들어 P 편광빔이 상기 1/4 파장판(126)에 의해 각각 좌원 편광빔과 우원 편광빔으로 변환된 후 렌티큘러 렌즈 어레이(130)를 통과하여 디퓨져(132)에 입사된다. 디퓨져(132)에 입사된 빔은 편광 방향이 변환되 어 좌원 편광빔은 우원 편광빔으로, 우원 편광빔은 좌원 펀광빔으로 되반사된 후 상기 1/4 파장판(126)을 통해 다시 편광 방향이 변환되어 P 편광의 제1 편광빔과 S 편광의 제2 편광빔으로 복굴절 소자(124)로 입사된다. 이어서, 복굴절 소자(124)에서 편광 방향에 따라 굴절률이 다르게 투과되어 좌안 영상과 우안 영상이 분리됨으로써 3차원 영상이 구현된다.

상기 1/4 파장판(126)과 렌티큘러 렌즈 어레이(130) 사이에는 예를 들어 실리콘 실런트와 같은 밀봉재(128)로 밀봉되며, 상기 밀봉재(128)는 렌티큘러 렌즈 어레이(130)보다 작은 굴절률을 가지는 것이 바람직하다.

도 6은 디스플레이 패널이 두 개로 구성된 프로젝터(200)를 구비한 시스템을 도시한 것이다. 상기 프로젝터(200)는 제1 디스플레이 패널(205)과 제2 디스플레이 패널(210)을 구비하고, 상기 제1 및 제2 디스플레이 패널(205)(210) 중 어느 하나로부터 출사된 빔의 편광 방향을 편광 변환 소자(215)에 의해 변환한다. 제1 디스플레이 패널(205)은 예를 들어 우안 영상을, 제2 디스플레이 패널(210)은 좌안 영상을 형성하며 우안 영상과 좌안 영상을 동시에 출사된다. 그리고, 상기 제2 디스플레이 패널(210)로부터 출사된 빔의 편광 방향을 상기 편광 변환 소자(215)에 의해 변환함으로써 우안 영상빔과 좌안 영상빔의 편광 방향을 다르게 만들어 투사 렌즈 유닛(22)을 통해 스크린(120)에 확대 투사한다. 상기 스크린(120)은 앞서 설명한 구조와 같고 기능 및 작용이 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 6에 도시된 2패널 프로젝터는 좌안 영상과 우안 영상이 동시에 출력되는 한편, 도 2에 도시된 1패널 방식의 프로젝터는 좌안 영상과 우안 영상이 시간 순차 적으로 출력되는 점에서 구별된다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 3차원 영상을 위한 스크린 및 프로젝션 시스템은 편광 방향이 다른 좌안 영상빔과 우안 영상빔을 각각 다른 각도로 굴절시킴으써 3차원 영상을 형성한다. 그럼으로써 기존의 프로젝터의 구조를 크게 변경할 필요가 없고, 스크린만을 3차원 영상을 위한 구조로 설계 변경하여 3차원 영상을 감상할 수 있다. 그리고, 복굴절 소자를 이용하여 좌안 영상과 우안 영상을 분리하므로 2차원 영상과 비교하여 해상도 저하를 막을 수 있다.

Claims (21)

1. 3차원 영상을 위해 프로젝터에서 투사된 영상을 시역 분리하는 스크린에 있어서,

   입사빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자;

   상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복굴절 소자와 렌티큘러 렌즈 어레이 사이에 상기 복굴절 소자를 통과한 빔의 편광 방향을 변환하기 위한 1/4파장판이 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 렌티큘러 렌즈 어레이를 통과한 빔을 상기 복굴절 소자로 되반사시키는 디퓨져를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 디퓨져는 상기 렌티큘러 렌즈 어레이의 초점 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 복굴절 소자의 입사면 쪽에 프리즘이 부착된 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 프리즘과 복굴절 소자가 어레이 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 복굴절 소자는 방해석, 네마틱 액정 또는 고복굴절 옵틱스로 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 고복굴절 옵틱스는 0.1-0.5 범위의 복굴절도를 가지는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 복굴절 소자의 정상 굴절률이 no이고, 이상 굴절률이 ne일 때 상기 프리즘의 굴절률이 (no+ne)/2 값을 가지는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스 크린.
10. 순차적으로 입력된 제1 필드 영상 신호와 제2 필드 영상 신호에 따라 입사빔을 공간 변조하여 영상을 형성하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에서 출력되는 제1 필드 영상 빔과 제2 필드 영상 빔에 동기하여 편광 방향을 시간 순차적으로 변환하는 편광 변환 소자와, 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 확대 투사하는 투사렌즈유닛을 구비한 프로젝터;

    상기 프로젝터로부터 출력된 빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자와, 상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이를 구비하여 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 시역 분리하여 3차원 영상을 형성하는 스크린;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
11. 입력된 제1 필드 영상 신호에 따라 입사빔을 공간 변조하여 제1 필드 영상을 형성하는 제1 디스플레이 패널과, 입력된 제2 필드 영상 신호에 따라 입사빔을 공간 변조하여 제2 필드 영상을 형성하는 제2 디스플레이 패널과, 상기 제1 필드 영상 빔 또는 제2 필드 영상 빔의 편광 방향을 변환하는 편광 변환 소자와, 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 확대 투사하는 투사렌즈유닛을 구비한 프로젝터;

    상기 프로젝터로부터 출력된 빔의 편광 방향에 따라 굴절률이 변하는 복굴절 소자와, 상기 복굴절 소자를 통과한 빔을 결상시키는 렌티큘러 렌즈 어레이를 구비하여 상기 제1 필드 영상과 제2 필드 영상을 시역 분리하여 3차원 영상을 형성하는 스크린;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 복굴절 소자와 렌티큘러 렌즈 어레이 사이에 상기 복굴절 소자를 통과한 빔의 편광 방향을 변환하기 위한 1/4파장판이 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 렌티큘러 렌즈 어레이를 통과한 빔을 상기 복굴절 소자로 되반사시키는 디퓨져를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 디퓨져는 상기 렌티큘러 렌즈 어레이의 초점 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
15. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 복굴절 소자의 입사면 쪽에 프리즘이 부착된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 프리즘과 복굴절 소자가 어레이 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
17. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 복굴절 소자는 방해석, 네마틱 액정 또는 고복굴절 옵틱스로 형성되는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 고복굴절 옵틱스는 0.1-0.5 범위의 복굴절도를 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
19. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 복굴절 소자의 정상 굴절률이 no이고, 이상 굴절률이 ne일 때 상기 프리즘의 굴절률이 (no+ne)/2 값을 가지는 것을 특징으로 하는 3차원 영상을 위한 스크린.
20. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 디스플레이 패널은 LCD 또는 FLCD 인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.
21. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 편광 변환기는 액정 편광 스위치인 것을 특징으로 하는 프로젝션 시스템.

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