KR20080075206A - 강화된 ｚｓｃｒｅｅｎ 변조기 기술 - Google Patents

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Abstract

편광 회전 방향을 번갈아 교대하는 원형 편광을 형성하기 위해 푸쉬-풀 액정 변조기 시스템과 결합하여 이용하는 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 이 방법 및 시스템은 한 쌍의 표면 모드 액정 셀, 및 셀들에 전기적으로 연결되는 구동기를 포함한다. 이 구동기는 파형 주기의 처음에 비교적 짧은 전압 스파이크를 포함하는 퀀칭 펄스를 이용하여 전기 전하를 이동시키도록 구성된다. LC 갭의 두께(셀 전극 판들 사이의 거리)를 감소키는 것, 셀 전극들에 대한 배선 연결 또는 전하 연결을 생성하는 것, 반사 방지 코팅 기술을 이용하는 것, 보다 얇은 ITO 및 LC 재료에 매칭되는 ITO 인덱스, 재료 표면에 모든 가능한 에어를 결합하는 것, 우수한 유리를 이용하는 것, 보다 효과적인 편광기를 이용하는 것, 및 프로젝터 공백 시간을 감소시키는 것을 포함한 복수의 추가적인 개선 형태가 제공된다.

Description

강화된 ＺＳＣＲＥＥＮ 변조기 기술{ENHANCED ZSCREEN MODULATOR TECHNIQUES}
본 발명은 발명자가 Matt Cowan 등이고 2006년 5월 8일자로 출원되었고 발명의 명칭이 "Enhanced ZScreen Modulator Techniques"인 미국 특허 출원 일련 번호 11/430,598, 및 발명자가 Lenny Lipton 및 Matt Cowan이고 2005년 12월 6일자로 출원되었으며 발명의 명칭이 "Quenching Pulse Speed Improvement for Push-Pull Modulator"인 미국 특허 가출원 번호 60/742,719를 우선권으로 주장하며, 여기에서는, 이들 전체 내용을 참조로서 포함한다.
본 발명은 일반적으로 스테레오스코픽 편광 변조기의 기술에 관한 것이며, 보다 자세하게는, 이미지 선명도, 동적 범위, 전환 시간(transition time), 투과율 및 다른 특성들이 증대된 푸쉬-풀 표면 모드(push-pull surface mode) 액정 변조기인 ZScreen®에 대한 개선 기술에 관한 것이다.
본 발명은 1988년 12월 20일자로 특허된 미국 특허 제4,792,850호(여기서는 그 전체 내용을 참조로서 포함함)에서 Lipton 등에 의해 기술된 푸쉬-풀 액정(LC) 변조기의 개선된 버전이다. 일반적으로 ZScreen®이라 부르는 이러한 장치는 원래는 스테레오스코픽 이미지들에 대한 뷰잉을 위하여 CRT 모니터에 이용된 온-스크 린(on-screen) 변조기로서 StereoGraphics사에 의해 제조되었다. 이 장치는 프로젝션 선택 장치, 즉, CRT 모니터를 직접 보는 것과 관련된 특정 시야각 문제들로 인해 보다 더 적합한 스테레오 페어의 좌측 이미지와 우측 이미지 간을 선택하는데 이용되는 장치로 개발되었다.
이 장치는 2개의 LC 셀들을 이용하기 때문에, 광학 경로 길이가 길다, 즉, 단일의 LC 부품을 이용한 장치의 광학 경로 길이의 2배이다. 광학 경로 길이는 장치에 이용되는 박막 편광기(sheet polarizer)의 동적 범위 또는 소광(extinction) 특성들을 각도 함수로서 변조하기 때문에 2배의 경로 길이는 장치의 유용한 시야각을 감소시킨다. 프로젝터에서의 프로젝션 렌즈로부터 출사되는 광선들은 사용자가 CRT 모니터를 직접 보는데 요구되는 시야각보다 실질적으로 더 좁은 각도 범위로 이루어진다. 따라서, 푸쉬-풀 변조기는 직접 보는 것보다 프로젝션 환경에 대하여 더 적합하다.
약 15년의 기간 동안, 프로젝션 ZScreen은 CRT(cathode ray tube; 음극선관) 프로젝터와 결합하여 이용되었으며, 이후 Texas Instruments 사에 의해 제공되는 디지털 광 프로젝터 엔진을 통합하여 여러 제조자들에 의해 만들어진 프로젝터에 이용되었다. 이 장치는 기름과 가스 탐사를 위한, 및 증대된 시각화를 필요로 하거나 또는 쌍안용의 입체 영상의 심도 신호의 도움없이 이해하기 어려운 그래픽들을 처리하는 다른 종류의 적용을 위한 자동화 산업(automotive industry)에서 최대 15 피트의 스크린들 상의 프리젠테이션에 이용된다.
ZScreen 제품은 이미지의 양호한 품질 뿐만 아니라 종래의 스테레오스코픽 프로젝션 장치와 달리 오직 하나의 프로젝터만을 간단히 이용했기 때문에 폭넓은 수용성을 얻었다.
이미지 품질 요건들은 산업적 시각화를 위해서라기 보다는 극장의 영화를 위해 보다 요구되어 온 것으로 알려져 있다. 이 제품은 산업 환경에서 수년간 채택되어 왔지만, 큰 스크린의 극장에 이용될 경우, 단점들이 명확히 나타났다. 콘트라스트가 결여된 이미지, 콘텐츠의 선명도가 감소된 장치는 우수한 채널 분리에 불충분한 동작 범위를 갖고 있고, 다른 복수의 문제들이 동영상 시청자 및 컨텐츠 생성자를 위한 고급의 필름 상영 경험을 생성하기 위하여 해결되어야 했다. ZScreen에 대한 개선 뿐만 아니라, 아이웨어(eyewear) 선택 장치에서의 분광기(analyzer)에 대한 문제점도 해결될 필요가 있었다.
통상적인 ZScreen 장치의 구성이 도 1a에 도시되어 있다. 이 장치는 선형 박막 편광기(102), LC 표면 모드 장치 또는 SMD(또한 파이 셀(pi-cell)로 알려져 있음; 103), 및 다른 LC 셀(104)의 샌드위치 형태로 구성된다. 여기에 설명된 전자 광학 효과는 콘택트 상태에 있는 부품들과 독립적이지만, 본 발명에서는, 밀접한 콘택트 상태에 있는 부품을 갖는 것이 바람직하다. 선형 박막 편광기(102), SMD(103), 및 LC 셀(104)을 함께 적층하는 것은, 굴절율 미스매칭으로부터 야기되는 광손실들을 감소시키며, 장치의 동적 범위를 증가시킨다. 설명된 광학 소자들은 동일 평면상에 있다. 선형 박막 편광기(102)는 쌍촉 화살로 도시된 축(105)을 갖는다. 이와 유사하게, SMD들의 러빙(rub) 축들이 쌍촉 화살들로 도시되어 있는 축들을 가지며, 서로 수직이다. 박막 편광기에 최인접해 있는 SMD는 103으로 표기되어 있으며 그 축은 축(106)이다. 제2 SMD는 104로 표기되어 있으며, 그 축은 축(107)이다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 대표 광선(101)은 먼저 선형 편광기(102)를 횡단한 다음 SMD들(103 및 104)를 횡단한다. SMD들(103 및 104)의 전자 광학 효과는 편광된 광의 입력을 필요로 하는 SMD들의 거동 및 구성에 영향을 받는다. 표시한 바와 같이, SMD들(103 및 104)의 러빙 방향이 서로 직교하며, SMD들(103 및 104)은 선형 편광기(102)의 축(105)에 의해 이등분된다. 따라서, 선형 편광기(102)의 축(105)은 SMD 부품들(103 및 104) 양쪽 모두에 대하여 각각 45°에 있다.
도 1a에 도시된 것과 같은 구현, 특히, 극도로 높은 품질의 프로젝션과 시야각 요건들이 존재하는 극장 환경에서는 특정 문제들이 존재한다. 특히 그중에서도, 극장 환경에서 채택될 때의 이전의 ZScreen 설계들은 부적합한 이미지 선명도, 낮은 동적 범위, 느린 트랜지션 시간, 부족한 투과 특성들 및 다른 성능 문제들을 겪는다.
본 발명의 설계는 극장 환경에서 스테레오스코픽 이미지를 감상하는 즐거움을 증가시키기 위해 ZScreen 장치 및 일반적으로 푸쉬-풀 SMD 액정 변조기의 성능 문제를 해결하기 위한 것이다. ZScreen 또는 일반적으로 푸쉬-풀 표면 모드 액정 변조기를 강화시키거나 또는 개선하는 설계, 특히, 이전에 이용가능한 장치보다 우수한 이점을 주는 설계를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 설계의 제1 양태에 따르면, 편광 회전 방향(handedness)을 번갈아 교대하는 원형 편광을 형성하는 푸쉬-풀 액정 변조기 시스템이 제공되며, 이 시스템은, 수직의 러빙 축(rub axe)을 갖는 한 쌍의 표면 모드 액정 셀과; 수직의 러빙 축을 갖는 이등분하는 흡수 축을 갖는 선형 편광기와; 셀들에 전기적으로 결합되어, 한 쌍의 셀에서의 한 셀이 더 높은 전압 상태에 있을 때 한 쌍의 셀에서의 다른 셀이 낮은 전압 상태에 있도록 셀들을 구동시킬 수 있는 구동기를 포함한다. 이 시스템은 구동기로 하여금 파형 주기의 처음에 비교적 짧은 전압 스파이크를 포함하는 퀀칭 펄스를 이용하여 전기 전하를 이동시키게끔 하는 구동기 내의 구동 회로를 포함하는 개선 장치를 포함한다.
본 발명의 설계의 제2 양태에 따르면, 스테레오스코픽 비디오 또는 디지털 동영상(motion picture) 이미지를 표시하는 방법이 제공된다. 이 방법은 수직의 러빙 축들을 갖는 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들과, 수직의 러빙 축을 이등분하는 흡수축을 가진 선형 편광기를 포함하는 푸쉬-풀 액정 변조기를 위치결정시킴으로써, 이미지를 포함한 광이 이 변조기를 통해 전파하도록 하는 단계를 포함한다. 이 방법은 변조기로부터 출사된 전송 이미지가 필드 레이트에서 반시계 방향(left-handed) 원형 편광된 필드와 번갈아 교대하는 시계 방향(right-handed) 원형 편광된 필드로 구성되도록, 순차적 필드 이미지의 필드들과 동기하여 변조기를 구동시키는 단계를 더 포함하며, 여기서, 변조기 구동 단계는 파형 주기의 처음에 비교적 짧은 전압 스파이크를 포함하는 하나 이상의 퀀칭 펄스를 포함하는 파형을 이용하여 전기 전하를 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 이들 이점 및 다른 이점들은 본 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면을 통하여 당업자에게 보다 명확해질 것이다.
도 1a는 ZScreen 푸쉬-풀 변조기를 구성하는 부품들의 앙상블을 나타낸다.
도 1b는 입체 영화를 생성하기 위해 프로젝터와 함께 ZScreen 푸쉬-풀 변조기의 이용을 나타낸다.
도 2는 ZScreen 푸쉬-풀 변조기에 전력을 공급하기 위해 이용되는 종래의 구동 방식을 나타낸다.
도 3은 본 장치에 채용되는 개선된 구동 방식을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 주어진 에너지 공급 해제 상태 및 주어진 에너지 공급 상태가 각각 주어진 경우, 디렉터들의 내부 구성 및 정렬을 나타내는 SMD의 단면도를 나타낸다.
도 5는 변화하는 파형 상에 오버슈트 또는 퀀칭 펄스를 적용하는 것으로부터의 속도 향상을 나타내는 셀에 대한 변화하는 파형을 나타낸다.
도 6은 LC에 대해 전기장을 충전 또는 방전하는 레이트에 영향을 미치는 성분들을 나타내는 전기적 등가 회로도를 나타낸다.
도 7a, 7b 및 도 7c는 장치의 전극 구조체에 특히 관심을 둔 푸쉬-풀 구성에서의 SMD 셀들의 구성을 나타내며, 여기서 좌측 도면은 푸쉬-풀 장치의 구성을 나타내는 사시도이며, 인접하는 우측 도면은 그 단면을 나타낸다.
여러 개선 및 향상 형태를 포함하고 극장의 프로젝션에 유용한 강화된 ZScreen 설계가 제공된다. 이하, 개선 형태 및 이용된 방법들을 설명한다. 하나로 합쳐보면, 개시된 교시들은 광학적으로 우수한 장치를 형성하도록 결합되며, 이들 변형예를 전개함에 있어, 광대한 향상이 얻어질 수 있다. 본 발명의 공개는 고유하고 신규하며, 당해 기술 분야에서의 당업자들에게 본 발명의 실시 또는 적용에 있어 진보성있는 항목들에 집중되어 설명되어 있다.
ZScreen 장치의 동작
도 1a의 ZScreen 장치는 선형 박막 편광기(102), LC(액정) 표면 모드 장치 또는 SMD(103), 및 다른 LC 셀(104)을 나타낸다. 도 1a에 대하여, 편광의 경우, 광파의 전기적 벡터의 거동이 고려된다. 박막 편광기(102)로부터 출사되는 광선은 축(105)을 관통하는 평면으로 한정된 자신의 전기적 벡터를 갖고 있다. 이러한 광을, 선형 편광이라 한다. 후속하여, SMD들은 이들 성분을 가로지르는 선형 편광의 직교 성분들에 대한 위상 이동(phase shift)을 발생시킨다. SMD에 에너지가 공급되면, SMD는 본질적으로 등방성이 된다. 순간적으로 에너지 공급이 해제되면, SMD는 위상 이동 부품(phase shifting part)이 되며, 이러한 상태들의 조합이 장치의 기능성에 기여한다.
도 4a 및 도 4b는 SMD들(103 및 104)을 포함하는 ZScreen의 구성을 나타낸다. SMD들은 평행한 유리판(401)들 사이에 봉입되고 수 마이크론 두께(통상적으로, 3 내지 6 마이크론)를 갖는 LC(액정) 재료(407)(괄호로 묶인 부분)로 구성된 셀들이다. 유리의 내향면들은 인듐 주석 산화물(ITO) 재료(402)(평행한 횡단 부분)의 투명 도전체로 코팅된다. ITO 층의 상단부에는, 폴리아미드 유전체 재료(403)의 층이 코팅되어 있다. 유전체 재료는 그 위에 어떤 유형의 버핑 휠(buffing wheel)로 형성된 러빙 방향을 부여받는다. 이러한 러빙 방향은 LC 재료를 구성하는 디렉터(406 및 407에서의 사선 또는 짧은 선)에 대한 정렬을 안내하는 마이크로 그루브를 형성한다. 이들은 괄호 영역들로 묶여진 영역(407) 내에 포함된 액정의 결정 구조를 제공하는 분자의 쌍극자 덩어리(dipole clump)들이다.
도 4a 및 도 4b에서, 디렉터 정렬 층(406)은 정렬층(403)의 표면에 대한 어떤 각에서 대각선들로 주어진다. 셀(408)의 면에 직교하는 사선들로 주어지는 재료의 내부 디렉터들은 "벌크(bulk)"라 한다. 가장 일반적인 LC 장치에서, 전자 광학 효과는 광학적 활동의 물리적 특성 및 벌크에 영향을 받는다. SMD의 경우, 전자 광학 효과는 표면 층에 의해 제공되거나 또는 디렉터 정렬 층에 최근접한 디렉터에 의해 제공되며, 디렉터의 물리적 특성은 위상 이동으로 표현될 수 있다.
발생되기를 원하는 SMD 전자 광학 효과를 위하여, 최저의 가능한 복굴절 값을 갖는 LC 유체가 채택된다. LC 유체는 0.04 내지 0.06의 범위에 있는 복굴절값을 가지며, 예를 들어, 이러한 재료는 0.05 Δn의 복굴절값과 포지티브 유전체 이방성을 갖는 Merck Catalog no. ZLI-2359 유체가 있다. 이러한 재료는 단지 예를 들기 위해 인용된 것이며, 상술한 장치는 이러한 재료의 이용으로 제한되지 않으며, 여기에 설명된 유용한 기능성을 나타내는 어떠한 재료도 채택될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 이러한 유형의 LC 장치는 커패시터로서 기능한다. 시스템은 대향하는 ITO(402) 층들에 전압을 인가하여, 층들 간에 전위차 를 생성한다. 전자 구동 회로에 대하여, 푸쉬-풀 장치는 2개의 커패시터를 포함한다.
SMD는 3-상태 장치이다. SMD가 장기간 동안 전력을 공급받지 못하면, SMD는 기능 또는 동작 상태에 있지 못한다. 대상이 되는 2개의 상태는 SMD가 고전압으로 구동되는 경우 또는 저전압으로 또는 일부 경우에 제로 전압으로 구동 또는 완화되는 경우이다. 저전압과 고전압 간의 스위칭은 SMD로 하여금 위상 이동 상태와 본질적으로 위상 이동이 없는 상태 사이를 번걸아 교대하게 만든다.
도 4a는 낮은 전압이 인가되거나 또는 가능하다면 전혀 전압이 인가되지 않은 디렉터 또는 정렬층(406)을 나타낸다. 전압이 인가되지 않을 경우, 디렉터들은 도시된 바와 같이 디렉터 정렬층(406)의 러빙 방향에 따라 자신을 정렬시킨다. 이방성 상태에서는, 장치가 위상 이동 특성들을 갖는다. 셀의 축이 선형 편광 축에 대하여 45°에 있기 때문에 편광의 전기적 벡터는 서로 직각인 2개의 성분으로 분해된다. 이들 성분은 상대 위상 이동을 겪으며, 이러한 상대 위상 이동은 적절한 값일 경우, 원형 편광을 형성한다. 한편, 이 부품에 비교적 높은 전압을 인가하는 경우, 실질적으로 모든 디렉터가 셀의 표면에 대하여 직교하며, 이 장치는 위상 이동이 없는 특성들을 갖는 등방성 상태에 있을 것이다. 이러한 경우, 편광은 변경없이 전송된다.
도 4b에서, 전압을 인가한 결과가 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 디렉터는 406'에 의해 도시한 바와 같이, 전기장의 방향으로 정렬된다. 일단 전압이 ITO 층(402)에 인가되면, 전기장이 이들 커패시터 판 사이에 성립된다. 쌍극자인 디렉 터는 필드의 역선들을 따르도록 일렬로 정렬된다. 이 점에서는, 이 부품이 등방성이 되어, 모든 디렉터들(표면 디렉터들(406') 및 벌크 디렉터들(407))이 이 부품 표면의 평면에 대하여 직교하여 정렬되기 때문에 위상 이동 능력을 갖지 못한다. 전압이 제거되면, 표면 디렉터(406')가 도 4a에서 도시한 바와 같이 406으로 되돌아가고, 이 부품은 이방성이거나 복굴절성이 되고, 위상 이동 능력을 갖는다. 즉, 이 상태에서의 부품은 지연기(retarder)로서 역할을 한다. 지연 정도는 표면 디렉터(406)의 기울기에 의해 결정되며, 이어서 인가되는 전압에 의해 결정된다.
도 2는 푸쉬-풀 변조기를 구동시키기 위하여 이전에 채용되었던 파형을 나타낸다. 보다 자세하게는, 이 파형은 셀들의 인듐 주석 산화물 층으로 전달된다. 나타낸 바와 같이, 푸쉬-풀 장치는 선형 박막 편광기와 2개의 SMD들(도 1a)로 구성된 앙상블이며, SMD들은 서로 위상 반전된 상태로 전기적으로 구동된다. 여기에 제공된 파형은 오직 2개의 셀들 중 한 셀에만 인가되는 1/2 전용 구동 방식이다. 최대 전압이 SMD(103)에 인가되는 경우, 최소 전압이 SMD(104)에 인가된다. 양쪽 모두의 경우, 파형은 도 2에 도시된 것과 같다.
도 2는 점선과 함께 "t"로 표기된 시간축을 나타내며, 제로(0)는 접지 전압 또는 제로 전압을 나타낸다. 전압축(종축)은 쌍촉 화살로 마킹되어 있으며 "V"로 표기되어 있다. 고전압 및 저전압은 플러스 부호와 마이너스 부호를 가진 H와, 플러스 부호와 마이너스 부호를 가진 L로 각각 표기된다. 전압이 인가되는 주기들이 동일한 지속 기간으로 이루어지며, T로 표기되고, 구동 사이클은 A, B, C 및 D로 표기되는 4개의 동일한 지속 기간 부분들에서 개념적으로 발생한다.
H에 대한 통상의 전압은 10 볼트 내지 20 볼트 사이에 있으며, 더 높은 값들을 선호한다. 특정값을 넘어가면, 전자 광학 성능에서의 향상이 없을 수 있으며, 특정 값 미만이면, 성능이 열화된다. 순 DC 바이어스는 제로이다. 시간에 따른 평균 전압은 제로가 아닌 경우, LC 셀의 전기화학적 분해 또는 도금이 발생하여 장치 성능이 열화된다.
도 2는 또한, 시스템이 초기에 2개의 셀들 중 한 셀을 고전압(H)으로 구동시키고, 고전압이 기간(A) 동안 +H에 있고 그 후, 통상적으로 기간(B) 동안 단지 수 볼트의 저전압(-L)으로 감소하는 경우를 나타낸다. 기간(C) 동안, 시스템은 -H로 부품을 구동시키고 기간(D)에서 부품을 +L의 값으로 구동시킨다. 이러한 방식으로 구동시킨 효과는 고전압에서 이후 저전압으로 그후 네가티브 진행 고전압에서 그후 포지티브 진행 저전압으로 인가하는 것이다. 고전압은 소위 구동 전압이라 한다. 저전압은 소위 바이어스 전압이라 한다. 시스템이 고전압을 도 1a의 SMD(103)에 인가하는 경우, 시스템은 다른 SMD(104)에 저전압을 인가한다. 시스템이 SMD(104)에 고전압을 인가하는 경우, 시스템은 SMD(103)에 저전압을 인가한다. 도시한 바와 같이, 시스템은 도 1에 도시된 파형을 SMD(103)에 인가하고, 1/4 사이클의 반전 위상인 파형을 SMD(104)에 인가한다.
시스템이 기간(A) 동안에 최대 전압을 전달하는 경우, 디렉터(407)는 도 4b에 도시된 바와 같이 일렬로 정렬된다. 표면 디렉터는 유리면의 평면에 대하여 직교하거나 또는 벌크에서의 디렉터(407)에 평행하게 정렬된다. 이 장치는 이 모드에서는 위상 이동이 없다. 그러나, 표면 디렉터(407)가 벌크 디렉터에 대하여 완전히 평행하게 정렬될 수 있는 것은 아니기 때문에 일부 작은 잔여 복굴절이 발생한다.
도 2에 도시된 바와 같이 기간(A)에서의 최소 전압이 플러스 L 볼트 또는 마이너스 L 볼트에 있는 경우, 표면 디렉터(406)는 도 4a에 도시된 바와 같이 기울어진다. 도 4a는 정렬된 표면 디렉터(406)의 배향을 나타낸다. 구동기는 저전압 또는 바이어스 전압(L)을 셀들 중 한 셀에 인가하는 반면, 다른 셀은 고전압을 수신받는다. 바이어스 전압(L)은 디렉터 정렬 층(406)에서 디렉터의 기울기각을 조정하는데 이용된다. 바이어스를 인가함으로서, 시스템은 전체 시스템의 복굴절성을 조정할 수 있고, 매우 정교한 위상 이동에 대한 제어를 달성할 수 있다. 푸쉬-풀 변조기는 아래 보다 자세하게 설명될 바와 같이, 원형 편광을 정확한 파장값으로 출력하도록 조정될 수 있다. 적절하게 조정된 바이어스 전압(L)은 고전압(H) 셀의 잔여 복굴절성을 보상하도록 설정될 수 있고, 이러한 방식으로, 정확한 값의 원형 편광을 형성한다.
도 1a 및 도 1b에 대하여, 프로젝터(108)와 프로젝션 렌즈(109)가, 선형 편광기(102)를 통과한 다음 부품들의 SMD 앙상블, 즉, SMD들(103 및 104)의 나머지 부분을 통과하는 편광되지 않은 광(101)을 발생시킨다. 이 때, 선(105)에 의해 주어지는 축을 가진 선형 편광이 SMD 부품(102 및 103)을 통과한다. 여기서, 2개의 동작 상태가 고려되는데, 상태 1과 상태 2가 고려된다.
상태 1에서, 구동기는 SMD(103)를 고전압(H)으로 전기적으로 구동시키고 본질적으로 위상 이동이 없는 특성을 가진 등방성이 된다. 그 후, SMD(103)를 가로지르는, 영향을 받지 않은 선형 편광은 SMD(104)에 입사하고, SMD(104)가 저전압 상 태(플러스 또는 마이너스 L 볼트)로 구동되기 때문에 위상 이동을 겪는다. L 값이 적절하게 선택되는 경우, 그 결과는 원하는 파장에 대하여 하나의 편광 회전 방향의 원형 편광을 형성한다. SMD(104)는 전압(L)의 적절한 선택을 통하여 원하는 1/4파 위상 이동을 위하여 동작하도록 조정된다.
상태 2에서, 구동기는 SMD(103)을 저전압(L)으로 전기적으로 구동시키고 위상 이동 특성을 갖는 이방성이 된다. L의 값이 적절하게 선택되면, 그 결과는 원하는 파형에 대하여 하나의 편광 회전 방향의 원형 편광이 된다. SMD(103)의 축이 SMD(104)의 축과 직교하기 때문에, 형성된 원형 편광은 상태 1에서 형성된 편광 회전 방향과 반대인 편광 회전 방향을 갖고 있다. SMD(103)는 전압(L)의 적절한 선택을 통하여 원하는 1/4파 위상 이동을 위해 동작하도록 조정된다. SMD(103)에 의해 형성된 원형 편광은 SMD(104)에 입사하고, SMD(104)가 고전압 상태(H 볼트)로 구동되기 때문에 위상 이동이 거의 또는 전혀 겪지 않는다. SMD(104)가 본질적으로 등방성이기 때문에, 원형 편광이 변경없이 나타난다.
바이어스 전압은 상태 1 및 상태 2에 대하여 SMD(103) 또는 SMD(104)의 위상 이동의 크기를 조정하고, 상당히 정확한 λ/4 지연을 발생시킨다. 당해 기술 분야에 잘 이해되는 바와 같이, 지연기를 이용한 색상 또는 분산 효과 및 결과적인 위상 이동은 하나의 광파장에 대해서만 최적화될 수 있다-다른 모든 파장은 타형 편광된다. 본 설계는 도 1b에 도시한 바와 같이, 관측자(115)에 의해 이용되는 선택 아이웨어(117)와 함께 편광기와 분석기를 갖는 시스템을 포함하기 때문에, 아이웨어(117)에서의 분석기의 요건들에 매칭하도록 부품들의 복굴절성을 조정하는 것이 관심 대상이다. 이러한 장치에서의 아이웨어는 반시계 방향 및 시계 방향의 원형 편광 필터로 구성된 렌즈들을 포함한다.
파형(B 및 D)의 부분들로 도시한 바와 같이, 바이어스 전압(플러스 또는 마이너스 L)을 인가하는 다른 이유는 잔여 복굴절성을 보상하기 위해서이다. SMD의 특성들 중 하나는 모든 복굴절성이 등방성 상태에서 제거될 수 없고, 2개의 SMD를 결합하여 이용하고 바이어스 전압을 이용하여 복굴절성을 조정함으로써, 잔여 복굴절성을 제거하고 등방성 앙상블을 형성할 수 있다. 지연에서의 불안정성은 러빙된 폴리아미드의 "안내(suggestion)"를 따르지 않은 표면층에서의 모든 디렉터들로부터 야기되거나 또는 다른 말로 하면, 디렉터들은 러빙된 폴리아미드의 러빙 방향을 따르지 않는다.
변조기의 동적 특성에 대하여, 푸쉬-풀 변조기는 가변축 토글링 지연기로서 고려될 수 있다. 실제 실시예에서, 선형 편광기는 선형 편광을 제공하며, 수직 축을 갖고 있는 2개의 1/4파 지연기가 제공된다. 선형 편광기는 자유자재로 온 및 오프로 변경될 수 있다. 이러한 장치는 기계적 부품들을 이용하지 않고 90°까지 토글링되는 단일의 박막 지연기로서 동작한다. 특정 파장의 우수하고 고순도의 원형 편광은 주어진 파장에서 광에 대하여 SMD(103 및 104)의 지연을 온 및 오프로 변경하는 것으로부터 발생된다.
2개의 부품의 위상 이동의 벡터 합은 시스템에 의해 부품에 인가되는 전압에 의해 제어된다. 결과적인 위상 이동은 플러스 또는 마이너스 1/4파 지연을 발생시키는, 서로 직교하는 평면들에서의 전자기파의 전기적 벡터들의 벡터 합이다. 이 실시예는 사용자 또는 오퍼레이터가 분석기의 특성들을 매칭하도록 복굴절성을 정밀하게 조정할 수 있기 때문에 지연기를 90°까지 회전시키는데 있어 우수하다. 이러한 정밀한 조정은 종래의 박막 지연기들을 이용하여 달성하기는 어려운 것이다.
도 1b에 대하여, 푸쉬-풀 변조기(102, 103, 104)가 도 1a에서 설명된 것과 같이 도시되어 있으며, 동영상 또는 비디오 이미지를 프로젝션하는데 이용될 수 있다. 프로젝터(108)는 비디오 소스(111)에 의해 프로젝터(110)에 비디오 신호를 전달함으로써 이미지를 제공하며, 여기서, 렌즈(109)는 프로젝터의 렌즈이다. 비디오 소스(111)는 또한 도 3에 도시된 전압을 제공하는 전자 구동 박스(113)에 동기 신호(112)를 제공한다. 동기 신호는 프로젝터(110)로부터 수신될 수 있지만, 종종 서버 또는 유사한 장치들 상의 비디오로부터 발신될 수 있다. 시스템은 케이블 또는 와이어(114)에 의해 푸쉬-풀 변조기에 전압(도 2)을 인가한다. 편광되지 않은 광(101)이 선형 편광기(102)에 의해 편광 처리를 받는다. 그 후, 이 시스템은 결과적인 광을 위상 변동을 받게 하고, 따라서, 여기에 설명된 바와 같이 SMD(103 및 104)에 의해 반시계 방향으로 및 시계 방향으로 원형 편광된 광을 교대로 생성한다.
화살표(118)는 원형 편광의 광선을 나타낸다. 프로젝션된 광은 편광 보존 스크린(116; polarization-conserving screen)에 반사하고, 관측자(115)가 착용한 분석 안경(117)에 의해 관측될 수 있다. 안경(117)은 통상적으로 반시계 방향 및 시계 방향의 원형 편광기를 포함하며, 한 편광기가 한쪽 눈에 다른 한 편광기가 다른 쪽 눈에 착용된다.
시스템은 편광되지 않은 광(101)의 형태로, 좌측 및 우측 투시도를 번갈아 교대시킨 비디오 필드 또는 동영상 프레임을 렌즈(109)에 의해 프로젝션되는 프로젝터(108)에 전달한다. 그 후, 광은 푸쉬-풀 변조기를 가로지른다. 좌측 및 우측 투시 필드들은 교대로 형성된 반시계 방향 및 시계 방향 (또는 시계 방향 및 반시계 방향) 원형 편광으로 편광된다. 충분히 빠른 속도로 필드들을 번갈아 교대시키는 것은 일반적으로 플리커가 없는 스테레오스코픽 효과를 관측자(115)에게 발생시킨다. 시스템은 번갈아 교대되는 편광 회전 방향으로 된 특성들을 갖는(한 필드가 시계 방향과 같은 하나의 편광 회전 방향을 갖고 다음 필드가 반시계 방향과 같은 다른 편광 회전 방향을 가짐) 일렬의 원형 편광 필드들을 프로젝션한다. 이들 필드는 스크린(116)에서 반사한다.
그 결과는 분석 안경(117)을 착용한 관측자(115)가 이 스테레오스코픽 이미지를 보는 것이다. 이미지는 필드 순차 모드(field-sequential mode)로 관측자(115)에게 제공되며, 요구되는 편광 특성들이 푸쉬-풀 변조기에 의해 광에 부여된다.
프로젝션 시스템에서의 원형 편광은 머리 기울어짐(head tipping)을 허용하기 때문에 종래의 선형 편광에 비해 우수하다. 색상 변동 및 동적 범위에서의 감소는 사용자 또는 관측자가 이미지 선택을 위하여 원형 편광을 이용하여 3차원 영화를 보고 있을 때 자신의 머리를 기울일 경우에 발생하며, 그 결과는 선형 편광된 영화를 볼 때의 결과보다 우수하다. 개시된 본 설계를 이용하면 큰 각도의 머리 기울어짐이 있는 경우에도, 크로스토크가 발생하지 않는다. 크로스토크는 이중 노출 처럼 뷰어에게 보이는 것이다. 머리가 기울어진 경우 관측자가 원형 편광을 이용하기 때문에, 비교적 적은 색상 및 소광 변화가 있게 된다. 반면, 시스템이 선형 편광을 이용하는 경우, 일반적으로 흔히 있는 경우처럼 Malus의 법칙이 적용된다. Malus 법칙은 입사된 선형 편광의 강도(I0)에 대한, 선형 편광기에 의해 전송된 선형 편광의 강도(I) 및 입사된 편광의 축 평면과 분석기의 축 평면 사이의 각도(B)에 관련된 것으로, 다음과 같이 표현된다.
I=I0 cos2B (1)
각(B)에서의 작은 변화량은 전송에서의 큰 변화량을 발생시킨다. 따라서, 선형 편광 안경을 통하여 볼 경우, 단지 작은 머리 기울어짐이라도 이중 이미지의 인식을 가져온다. 본 설계는 푸쉬-풀 변조기의 성능을 최적화함으로써 좌측 이미지와 우측 이미지 사이의 크로스토크를 제거할 수 있다. 원하지 않는 투시 필드 내에서의 한 편광 상태의 어떠한 존재도 크로스토크에 기여하기 때문에 편광 상태들 간의 트랜지션이 본 설계를 이용하여 비교적 신속히 이루어져야 한다.
스테레오스코픽 동영상 프로젝션을 설계함에 있어서, 설계자는 프로젝터로부터 관측자의 눈까지의 모든 광학 성분들을 고려한다. 프로젝터, 프로젝터 비색계, 프로젝터 전광선속(total luminous flux), 프로젝터 편광 상태, 및 필드들이 시퀀싱되는 방식에 대하여 문제점이 존재한다. ZScreen은 시스템에 있어 중요한 항목이지만, ZScreen 성능은 프로젝션 포트 유리 조성물, 프로젝션 스크린, 및 아이웨어와 같은 시스템의 나머지 부분의 성능 특성들을 해결하지 않고는 최적화될 수 없 다. 포트 유리는 바람직하게는 복굴절성이 아니지만, 높은 투과율을 가져야 하며, 일반적으로 광을 컬러 시프트해서는 안된다. 스크린은 바람직하게 우수한 이득을 갖고 있고 컬러 시프트를 발생시키지 않으며 균일한 조도를 갖고 있고 편광특성을 보존한다. 아이웨어 원형 편광 지연기는 일반적으로 자신의 지연기 성분들과, ZScreen에 대한 지연 값 설정을 매칭시키야 한다. 설계 파라미터들을 변경하는 것을 통하여 시스템의 모든 부분을 바람직하게 제어하여, 스테레오스코픽 효과를 최적화한다.
ZScreen 장치에 대한 개선 형태
도 2를 참조로 설명된 구동 방식에 더하여, LC 재료를 변경하고, LC 갭의 두께(셀 전극 판들 간의 거리)를 감소시키며 셀 전극에 대한 전하 연결 또는 배선 연결을 형성하는 것과 같은 스위칭 속도 개선 형태에 의해 전하를 더 고속으로 이동시키는 것을 실현할 수 있다.
우수한 반사 방지 코팅 기술, 보다 얇은 ITO 및 LC 재료에 매칭하는 ITO 인덱스, 재료 표면에 대한 모든 가능한 공기를 결합하는 것, 우수한 유리를 이용하는 것, 보다 효과적인 편광기들을 채택하는 것, 및 프로젝터 공백 시간(projector blanking time)을 감소시키는 것은 모두 전체적인 성능 및 뷰잉 경험을 증대시킬 수 있다. 또한, 시스템은 LC 제형을 개선시키며, 아이웨어 분석기의 지연 특성들을 ZScreen에 매칭시키고, 우수한 AR 코팅을 제공하며, 증대된 성분 결합을 행함으로써 우수한 좌측 및 우측 채널 분리를 위한 개선된 소광비를 나타낼 수 있다.
시스템에 대한 다른 개선 형태는, 편광기가 선속(flux)의 노출로 인해 변색되기 때문에 변색 방지 편광기를 이용하고 부품들의 면적 크기를 증가시키며 냉각 팬을 추가하여, 열관리 시스템에 대한 강화를 포함한다. 개선 형태는 변조기의 스펙트럼 특성들을 이용하여 색상 관리를 행하여왔다.
마지막으로, 광투과율, 선형 편광기 광학 품질을 개선시키고, 아이웨어 분석기와 ZScreen 편광기를 매칭시키기 위하여 분석기들의 지연기 필름 성분의 특성들을 결정함으로써 보다 우수한 소광 또는 채널 분리 및 색상 중립성을 나타낼 수 있다.
구동 방식 강화
첫번째 개선 형태는 전하를 이동시키는데 이용되는 구동 방식이다. 본 장치는 도 3의 E'에 도시된 "퀀칭 펄스(quenching pulse)"를 이용하여 푸쉬-풀 변조기의 속도 또는 응답 시간을 개선하는 것을 추구한다. 도 3과 도 2를 비교하여 보면, 재료 차이 만으로도, B 및 D에서의 또는 도 3의 B' 및 D'에서의 파형의 바이어스부 또는 저전압에 추가되는 저전압 "스파이크" 또는 퀀칭 펄스가 추가됨을 보여준다. 파형의 짧은 하향부는 여기에 개시되고 채택된 속도 향상에 책임이 있다.
스위칭 속도는 2개의 인자에 의해 제어된다. 첫번째 인자는 원하는 지연을 제공하는 위치로 물리적으로 이동시키기 위해 위에서 설명되고 도 3, 4a 및 도 4b에 도시된 LC 디렉터의 능력이다. LC 디렉터를 위치로 이동시키는 것은 ITO 전극들에 제공되는 전기장에 의해 유도된다. 두번째 인자는 전기장을 생성하는데 필요한 시간이다. LC 셀은 셀 면적, LC 재료의 유전상수에 비례하고 셀 간격에 반비례하는 고유 용량을 갖고 있다. 푸쉬-풀 애플리케이션에 이용되는 SMD의 경우, 용량은 수십 ㎌ 이상의 정도로 비교적 클 수 있다. 이러한 용량에, 전기장을 형성하기 위해 전하를 운반하는 ITO의 저항률이 추가된다. 저항률이 높을수록 ITO가 더 얇아지지만, 투과율을 고려하는 한 보다 우수한 셀 성능이 제공되며, 두께에서의 감소는 LC 셀에서의 충전에 있어 직렬 임피던스를 생성하고 직렬 저항은 충전을 제어한다.
시스템은 전기장을 오프 상태에서 온 상태로 변경하기 위한 총 전하(Q)를 필요로 한다. Q는,
Q = CΔV (2)
으로 정의되며, 여기서, Q는 총 전하(C(쿨롱) 단위)이고, C는 용량(F(패럿)단위)이며, ΔV는 전압에서의 변화량이다. 전하 이동은 ITO의 직렬 저항에 의해 지연되어 시간 상수를 생성한다. 충전 시간을 추가로 한정하는 것은 푸쉬-풀 장치에 전력을 공급하는 전자 모듈(113)로부터의 출력 전류를 제한하는 것이다.
LC 셀을 충전하는데 필요한 시간을 최소화하기 위하여, 시스템은 도 3의 E'에 도시된 바와 같이 비교적 짧은 기간동안 셀에 대해 보다 큰 차동 전압을 인가한다. 보다 큰 차동 전압의 인가는 전하 전송 속도를 최대로 한다. 충분한 전하가 전송되어, 셀에 인가되는 필요한 바이어스 전압을 달성했을 경우, 시스템은 구동 전압을 정확한 레벨의 복굴절성을 유도하기에 충분한 바이어스 레벨로 증가시킨다.
도 6은 구동 모듈 및 LC 셀의 등가 회로도를 나타낸다. 이 회로에서, 셀은 셀 용량(604)과 직렬 저항(603)에 의해 나타내어진다. 이 회로는 구동 모듈의 소스 임피던스와 직렬로 구동 파형(601)으로 충전된다. 이 회로는 액정 셀의 충전 성능이 모델화되고 LC 재료 양단에 걸친 전기장이 예측되어지도록 한다. 따라서, 퀀칭 펄스를 가진 구동 파형이 LC의 요구되는 스위칭을 달성하는데 필요한 전기장을 보다 신속하게 생성한다.
도 5는 대략 250㎝2의 셀에 대한 충전 파형(전압)을 나타내며, 퀀칭 펄스가 없는 셀에서의 전기장의 파형과, 3 볼트 오버슈트의 펄스를 가진 셀에서의 전기장의 파형, 및 6 볼트 오버슈트의 보다 강력한 펄스를 가진 셀에서의 전기장의 파형을 비교한다. 도 5에는 3가지 조건들이 모델화되어 있다. 첫번째 조건은 그래프 501에 도시한 바와 같이 정규의 2 레벨 충전 하에서의 액정 양단에 걸친 전기장이다. 원하는 전기장을 달성하기 위한 시간은 수 백 마이크로초이다. 그래프 502에서의 두번째 경우는 3 볼트 오버슈트를 보여준다. 3 볼트 오버슈트는 250 마이크로초 정도로 보다 신속하게 전기장을 평형 상태로 만든다. 그래프 503에 도시한 바와 같이 보다 극도의 오버슈트를 이용하면, 전기장은 약 175 마이크로초에서 보다 신속하게 평형 상태를 획득한다.
보다 높은 ΔV를 생성하는 퀀칭 펄스에 의해 전하가 보다 고속으로 이동하기 때문에 성능이 향상될 수 있고 따라서 보다 높은 충전 전류를 생성한다. 보다 큰 충전 전류는 총 전하량(Q)을 이동시키는데 필요한 시간을 감소시켜, 필요한 복굴절성을 달성하도록 LC 분자들을 정확한 배향으로 유지시키는데 필요한 정상 상태 전기장을 생성한다.
퀀칭 펄스는 도 3에서의 E'로서 도시되어 있다. 퀀칭 펄스는 접지 전압 또는 제로 전압에 접근하며, 도 3에 도시된 바와 같이 짧은 기간 동안에 인가된다. 시스템이 이러한 특성의 펄스를 인가하면, 트랜지션 시간을 반으로 단축하는 것과 같이 성능 개선을 실현할 수 있다. 관측자는 스크린 상에 보다 많은 광을 얻을 수 있고, 인식에 있어 교란을 일으키는 현상인, 한 투시뷰의 다른 투시뷰로의 누출 또는 크로스토크를 작게 할 수 있다. 푸쉬-풀 변조기는 통상적으로 이것으로 한정되는 것은 아니지만, DLP(디지털 광 프로젝터)에 이용된다. 예를 들어, DMDⓒ(디지털 마이크로메커니컬 미러 모듈레이터(digital micro-mechanical mirror modulator)) 칩(Texas Instruments 사에서 제조함)들을 이용한 DLPⓒ은 Christie(NEC 사 및 Barco사)에 의한 프로젝터에서 구현된다. 본 개시에서는, DLP 프로젝터의 사용이 설명되어 있지만, 여기에 교시된 설계는 이러한 구성에 독립적이며, 다른 장치들이 동일한 결과를 갖고 이용될 수 있음은 당해 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 여기서 이용된 바와 같이, 용어 "전자 프로젝터"는 높은 필드 레이트를 가진 임의의 유형의 이러한 장치를 의미하도록 이용되며, 이들에 한정되는 것은 아니지만 디지털 광 프로젝터 또는 다른 적절한 광 엔진을 포함한다.
DLP의 마이크로 메카니컬 미러 변조의 특성 때문에, 시스템은 보다 짧은 또는 심지어 존재하지 않는 공백 기간을 획득할 수 있다. 공백 기간은 비디오 신호에 이용되는 하우스키핑(housekeep) 기간이며, 그 역사상 선례는 전자 빔이 필드들 간에 조정되는 시간을 가져야 한다는 사실에 의해 나타나는 공백 요건들이었다. 현 재, DLP 프로젝션 시스템에서는, 이러한 하우스키핑을 필요로 하지 않는다. 따라서, 공백 기간은 공백 기간을 필요로 하는 기기와, 변조기 트랜지션 시간을 요구하는 스테레오스코픽 시스템과의 호환가능성을 보장하기 위해 실시된다. 편광 상태를 번갈아 교대하는데 필요한 변조 트랜지션이 투사된 광 출력을 감소시키기 때문에 짧은 트랜지션 시간은 밝은 동영상 이미지를 제공한다. 또한, 실현될 수 있는 투시 이미지들의 최대 분리가 바람직할 수 있다. 표시되는 경우, 좌측 이미지가 한 채널에 유지되며, 우측 이미지가 다른 채널에 유지된다. 이러한 멀티플렉싱이 시간 도메인으로 발생하기 때문에, 변화하는 편광 특성들의 신속한 트랜지션이 채널 분리를 촉진한다.
스테레오 페어 이미지의 프로젝션에 있어 상당한 광 손실을 겪을 수 있다. 각각의 눈이 (스위칭 시간을 뺀) 이용가능한 광의 1/2만을 보기 때문에, 채용된 편광기가 광을 감소시킬 뿐만 아니라 듀티 사이클이 추가로 광을 감소시킨다. SMD 변조기의 트랜지션 시간을 개선하는 것은 전체적인 성능을 상당히 증대시킨다. 스위칭 시간 듀티 사이클은 이미지가 암흑 또는 공백이 되는 시간량을 증가시킨다. 스테레오스코픽 동영상은 어떤 복수의 캡쳐 레이트로 반복된다. 예를 들어, 시스템이 초 당 30개 필드(30 fps)들(비디오 또는 컴퓨터 레이트)로 이미지를 캡쳐링하는 경우, 이미지는 2번 표시되고, 초 당 120개 필드(120 fps)의 총 반복율로 다른 투시 이미지와 "인터리브"된다. 캡쳐가 24 fps의 필름 표준에 있는 경우, 반복율은 3의 인수만큼 증가 또는 이 경우에 총 144 fps로 증가할 수 있다(한쪽 눈에 대하여 24, 다른 쪽 눈에 대하여 24, 각각의 이미지가 3번 반복되고 인터리브됨). 다른 투시 필드들 간의 모든 스위칭은 이미지 선택 방식에서 고유한 광손실을 악화시킬 수있는 추가적인 푸쉬-풀 변조기 트랜지션들을 필요로 한다. 따라서, 각각의 트랜지션은 시청자 멤버들의 눈과 스크린에 도달하는데 필요한 광을 손실시키기 때문에 공백 시간 또는 트랜지션 시간의 지속 기간을 감소시킴으로써 성능을 강화시킨다.
구성 변경-LC 재료 및 연결
LC 재료 및 LC 갭의 두께에 대한 조정은 바람직한 효과를 가질 수 있다. 장치의 스위칭 속도를 증가시키기 위하여, LC 셀에서의 갭이 감소되어, LC 재료의 보다 얇은 층을 형성한다. LC가 얇을수록 고속의 스위칭 시간을 제공한다.
연결 기하구조를 변경하는 것은 직렬 저항을 감소시킬 수 있고 부품들의 속도를 개선시킬 수 있다. 셀의 등가 회로는 직렬 임피던스(603)를 가진 커패시터(604)로서 셀을 나타낸다. 직렬 임피던스(603)는 도전성 ITO 재료의 면저항(sheet resistivity)으로 구성된다. 이전에 설명한 바와 같이, 셀의 시간 상수는 LC 재료를 스위칭하는데 필요한 유지 전압으로 셀을 충전하는데 필요한 시간 길이를 나타낸다.
ITO 도전성 코팅의 면저항의 등가 회로에서의 직렬 저항은 자신의 기하구조에 직접 비례한다. 시트가 폭보다 더 길 경우 직렬 저항이 증가하고, 시트가 길이보다 더 넓을 경우 직렬 저항이 감소한다. 이러한 상황에서, "폭(width)"측에서 접속부들이 형성된다.
이전에 이용된 셀 기하구조는 정사각형이였고 셀에 대한 전기적 접속들은 한 에지부를 따라 이루어졌다. 정사각형 셀 기하구조는 (100 Ω/□ ITO에 대해) 통상적으로 100 Ω의 직렬 임피던스를 가져온다. 이 임피던스 값은 적합한 동작에 필요한 평형 상태의 전기장으로 셀을 충전시키는데 있어 중요한 인수이다.
도 7a 내지 도 7c는 푸쉬-풀 설계의 가능한 구성들을 제공한다. 3가지 기본 설계들이 투시도 및 단면도 양쪽 모두로 도시되어 있다. 도 7b에 도시된 설계는 도 7a에 도시된 설계보다 정교화된 것이며, 도 7c는 매우 효과적인 접근 방식을 설명한 것이다. 본 설계는 기본 기하구조이며, 여기서, 푸쉬-풀 장치는 직사각형이며, 프로젝터를 출사한 빔의 형상과 매칭하도록 설계된 애스펙트비를 갖도록 설계되어, 면적을 최소화하고 제조 비용을 감소시킨다. 100 Ω/□ ITO 코팅과, 예를 들어, 2:1의 애스펙트비(폭이 높이의 2배로 됨)를 가진 셀에 대하여, 전기적 접속부들이 단변을 따라 있는 경우, 셀 임피던스는 200 Ω으로 두배로 되고, 전기적 접속부들이 장변을 따라 있는 경우, 50 Ω으로 반으로 줄어든다.
본 설계의 구성이 되는 SMD LC 셀의 특성들을 설명하며, 이하, 성능을 최적화하도록 구성된 2개의 부품의 푸쉬-풀 앙상블로 대상으로 하여 그 설명을 한다.
이들 교시는 도 7a 내지 도 7c에서 주어진 바와 같이 여러 전극 설계들 및 연결 접근 방식을 이용한다. 셀 임피던스는 직렬 저항기와 함께 커패시터로서 등가적으로 모델링될 수 있다. 액정은 SMD의 이격된 판들 사이에 유전성 세퍼레이터이며, ITO의 저항은 직렬 저항을 제공한다. 셀 임피던스의 저항(R) 부분은 단일의 저항기로서 근사화될 수 있거나, 또는 다른 말로 하면, 커패시터가 무시될 수 있다.
R = Rs × L/W (3)
여기서, Rs는 ITO에 대한 면저항값이며, L과 W는 ITO 정사각형의 폭과 길이이다. 길이는 셀의 2개의 단자들 간의 길이이다. SMD 셀은 X 인치 폭과 Y 인치 길이를 갖는다. 대부분의 경우에, 셀은 그 길이보다 더 넓은 폭을 갖는다, 즉, X가 Y보다 크다.
도 7a에 있어서 좌측은 현재 제조된 푸쉬-풀 장치를 어셈블리의 사시도로 나타낸 것이고, 우측은 평면도로 표기된 단면도를 나타낸다.
이 설계에서, SMD에 구동 전압을 인가하기 위한 단자들은 보다 협소한 에지부를 따라 SMD의 대향 단부들 상에 위치된다. 이러한 구성에서,
Ra = Rs × L/W = Rs × X/Y (4)
이며, 여기서, Ra는 새로운 구성부(도 7a)의 저항이며, X는 Y보다 크고, X/Y는 항상 1보다 크다. 푸쉬-풀 앙상블(701)은 후측 SMD 부품(702)과 전측 SMD 부품(703)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 후측 SMD 부품(702)의 노출된 ITO 전극 표면(704)과 전측 SMD 부품(703)의 노출된 전극 표면(705)은 보았을 때 서로 떨어져 있다. 도 7a의 평면도에서, 대응하는 부분은 701에 대응하는 701'와 같이 프라임을 붙여 식별시켜 놓았다. 이 구성에서, 표면(704')과 표면(705')에 대한 전기적 연결이 이루어지며, 전류는 더 큰 길이부 때문에 증가된 저항률을 갖는 부품의 길이부를 횡단해야 한다.
도 7b는 현재의 SMD에 대한 개선된 형태를 나타내며, 여기서 단자들은 더 넓은 에지부를 따라 위치된다. 푸쉬-풀 장치(706)는 전측 SMD(708)와 이면측 SMD(707)로서 도시된 2개의 SMD들을 포함한다. 동일한 표기 방식이 이용됨을 주지 해야 하며, 여기서, 단면도 표기는 대응하는 부품들에 대하여 프라임 표시를 이용한다. 이하, 전극 레지(709 및 710)는 부품의 단변측에 있다. 보다 넓은 에지부를 따라 단자를 위치시킴으로써, 본 설계는 전체 저항을 감소시켜, 셀의 효과적인 직렬 저항을 낮춘다.
Rb = Rs × L/W = Rs × Y/X (5)
여기서, X가 Y보다 클 경우, Y/X는 항상 1보다 작다. X가 Y보다 큰 경우, Ra는 Rb보다 크다. 즉, SMD의 ITO 저항을 감소시키기 위하여, 더 넓은 에지부로부터 셀을 구동시키거나 또는 더 좁은 디멘젼을 따라 전압을 인가한다.
도 7c는 셀의 2개의 인접하는 에지부가 한 단자를 형성하고, 나머지 2개의 에지부가 다른 단자를 형성하는 특별한 경우를 나타낸다. 이 경우, 2개의 단자간의 저항은 단자들이 거의 오버랩하는 2개의 코너부에서 0에 가까워진다. 최대 저항은 나머지 2개의 코너부 사이에서 발생한다. 도 7b의 식은 도 7c의 구성에서의 저항에 대하여 상한값을 제공한다. 푸쉬-풀 앙상블은 711로 표기되어 있으며, "프라임" 표시는 도 7c의 사시도의 우측에서 부품들의 앙상블을 설명하기 위해 2개의 단면도, 즉, 평면도 및 측면도에 대하여 이용된다. 전측 SMD(713)와 이면측 SMD(712)는 대응하는 전극 레지들(715 및 714)을 갖는다.
SMD의 용량이 충전되고 방전될 때, ITO의 불균일한 저항은 SMD의 영역 상에서의 커패시터의 충전/방전의 서로 다른 레이트를 야기한다. 이에 대응하여, 커패시터에서의 전기장은 불균일하다. 그러나, 용량이 완전 충전/방전될 때, SMD는 평행 상태에 도달하며, 이 상태에서는 전기장이 장치 전반에 걸쳐 균일하게 된다.
투과율 증대
반사 방지(A/R 또는 AR) 코팅 접근 방식이 또한 이용될 수 있다. 셀 설계는 복수의 광학 계면을 고유하게 갖는다. 각각의 인터페이스에서, 반사에 의해 신호에 가능성있는 손상이 야기될 수 있다. 반사는 시스템을 손상시키거나 또는 2가지 방식으로 성능을 방해한다. 첫번째, 반사는 시스템을 통하여 전송되는 광량을 감소시킨다. 두번째, 반사는 복굴절성 효과를 부가할 수 있고, 푸쉬-풀 장치에 의해 출력되는 원형 편광의 특성들을 변경하여, 좌측 눈과 우측 눈 사이의 크로스토크와 혼탁함을 발생시킨다. 반사 방지 코팅은 이들 문제를 해결할 수 있다.
이전의 설계는 A/R 코팅을 이용하지 않았고 광학적으로 매칭되거나 또는 결합된 기본 셀 소자들도 아니였다. 이것은 상당한 투과 손실을 발생시킨다. 본 설계는 광학적으로 인덱스 매칭된 결합 화합물, 통상적으로, 에폭시를 이용하여, 개선된 투과율을 제공한다.
액정에 대한 전극으로 이용되는 ITO 도전막은 완전히 투명한 것은 아니다. 파이(pi) 셀 구조(402)의 일부로서, 이들 막은 입사광의 일부를 흡수 또는 반사한다. 반사는 또한 ITO와 유리 기판 사이의 광학 계면에서 그리고 ITO와 LC의 계면 사이에서 발생한다. 유리의 굴절율은 명목상 1.5에서 일반적으로 주어지는 반면, ITO 굴절율 값은 1.8 내지 2.1로 주어진다. 이러한 계면은 상당한 반사를 겪게 하여 비효율성을 발생시키고 또한 어떤 편광 회전도 발생시킨다. 계면에서의 반사와 편광의 인위적 결과를 최소화하고 또한 투과를 향상시키기 위해 인덱스 매칭 층을 부가할 수 있다.
투과는 또한 약 300 Ω/□의 면저항을 갖는 ITO와 같은 보다 얇은 ITO를 이용하여 개선될 수 있다. 이러한 ITO는 셀의 직렬 저항을 증가시키고 도 7b 및 도 7c를 참조로 설명된 바와 같이 보다 효과적인 전기적 콘택트들을 형성하는 필요성을 증가시킨다. 복수의 추가적 내부 광학 계면들은 자신들의 광학 계면들을 향상시킬 수 있다. 유리는 대략 1.5의 굴절율을 갖고 있는 반면, 공기는 1.0의 굴절율을 갖고 있으며, 편광기 재료들에 이용되는 플라스틱 막은 1.4 내지 1.6 사이의 굴절율 값을 가질 수 있다. 이들 계면은 종래의 반사 방지 코팅을 제공하거나, 또는 미스매칭을 최소화하도록 1.5에 가까운 굴절율을 갖는 결합 화합물을 이용하여 어떤 공기 갭을 제거함으로써 인덱스 매칭이 이루어질 수 있다.
셀의 구조에 대한 도 4a 및 도 4b에서의 유리 기판(401)에 대하여 선택되는 재료는 셀의 전체적인 품질 및 성능에 영향을 준다. 무색 투명한 Borofloat와 같이, LC 제조에 이용되는 표준 유리가 매우 양호하며, 높은 투과율과 높은 착색을 제공한다. 이 유리는 상당한 파면 왜곡을 제거하도록 부품의 전표면에 대하여 상당히 평편하다. 이러한 재료를 이용하면, 이미지의 부분들이 왜곡되거나 감소된 포커스를 가질 수 있는 최종 프로젝션 이미지의 선명도 결여가 발생될 수 없다.
일반적으로 편광 재료는 투과를 위해 편광 효율성과 절충된다. 흡수성 박막 편광기는 통상적으로 입사광의 50%를 투과할 수 없고, 적절한 소광 특성들을 위하여 32 내지 42%의 범위에서의 특성인 것이 보다 일반적이다. ZScreen 애플리케이션에서, 편광기는 통상적으로 1,000,000 lux 정도에서와 같이 높은 광선속을 견디어 낼 수 있다. 종래의 요오드 편광기는 이러한 광선속하에서 과열되기 쉽고 표백되기 쉬었다. 따라서, 상당한 손실 없이 더 높은 온도에서도 견디어 내도록 염료 편광기(Dyestuff polarizer) 재료가 이용될 수 있다. 여기에 개시된 바람직한 양태를 제공하는 다른 재료들도 이용될 수 있다.
편광기 재료는 적절한 편광 효율성을 제공하는 한편, 투과율을 최대로 한다. 이전의 편광기는 약 38%의 투과율을 갖고 있었고 99.9 %의 효율성을 갖고 있었다. 염료 편광기는 약 41%의 투과율을 제공하며, 99.95%의 효율성을 제공함으로써, 투과율 및 효율성 양쪽 모두에 대하여 보다 우수한 성능을 제공하면서, 보다 높은 온도에서 보다 안정적인 성능을 유지한다.
필드들 간의 공백 또는 간격은 최소값으로 바람직하게 유지된다. 이전에 기술된 3D 변조 기술은 인터리브된 3중의 플래시 시퀀스로 좌측 눈 및 우측 눈에 번갈아 이미지를 프로젝션한다. ZScreen은 한 편광 상태에서 다른 편광 상태로 스위칭하는데 소정의 유한 시간이 걸린다. 이러한 스위칭 시간 동안에, 트랜지션하는 편광 상태는 (최종 상태에 비하여) 혼탁해지고, 이 시간에 프로젝션된 이미지는 좌측 눈과 우측 눈 양쪽 모두에 대하여 보여지는 편광 상태를 포함하는데 이것은 바람직하지 않은 것이기 때문에, 최소의 공백 기간 또는 시간 간격인 것이 바람직하다.
이러한 유형의 장치의 스위칭 시간은 "10% 대 90%"로 특정되었으며, 이것은 특정된 시간이 10%로부터 90%로 스위칭하는데 필요한 시간임을 의미한다. 스위칭 시간의 처음 10%와 마지막 10%이 따라서 한정되지 않는다. 통상적으로, 액정 전자 광학 장치에서, 스위칭 파형은 긴 꼬리를 갖고 있는, 보다 자세하게는, 파형의 마지막 10% 또는 안정 시간(settling time)에서 긴 꼬리를 갖고 있는 "s형상"으로 지칭되는 것으로 연장된다. 이 안정 시간 동안에, 불안정한 편광 상태의 상당한 광 에너지가 크로스토크에 기여할 수 있다. 스테레오스코픽 애플리케이션에서, 스위칭 시간은 스위칭 시간 값을 보다 정확하게 표현하기 위하여 0% 대 99% 그리고 100% 대 1%로 측정된다.
스위칭 간격 동안에 이미지가 표시되는 것을 방지하기 위하여, 스위칭 시간 동안에는 이미지가 공백 상태로 되거나 또는 공백 이미지로 설정된다. 공백 시간은 (총 프레임 시간의 일부분으로서) 공백 시간이 길수록, 이미지가 거의 강하지 않다는 점에서 스크린의 휘도에 영향을 준다. 본 설계는 이전에 이용된 설계들에 비하여, 비교적 고속의 스위칭 시간을 이용한다.
이전의 설계는 대략 2밀리초(100% 대 1%)의 스위칭 시간을 나타낸다. (상술한 바와 같이 퀀칭 펄스 파형을 이용한) 구동 회로에서의 개선 형태 및 액정 갭 두께를 감소시키는 것에 의해 600 마이크로초보다 작은 스위칭 시간이 발생된다. 셀을 충전하는데 이용되는 액정 재료는 항상 성능면에서 가장 가능성있는 절충 효과를 생성하도록 혼합되는 수개의 종류의 재료의 혼합물이다. 푸쉬-풀 장치의 속도에 대한 증대는 이러한 개선 형태들로부터 발생된다.
원형 편광 시스템은 가시 스펙트럼에서 한 파장에 대하여 원형 편광된 ZScreen을 종료시키고 다른 모든 파장에 대하여 타원 편광된 ZScreen을 종료시키는 원형 편광을 갖고 있다. 효과적인 변조를 위하여, 원형 편광 시스템의 분석기(유 리)는 편광기와 반대이다. 분석기는 편광기가 원형 편광을 형성하는 파장에서 원형 편광을 분석하고, 그 외 다른 모든 곳에서는 타원율의 정확한 크기를 분석한다.
높은 품질의 뷰잉 특성들을 달성하기 위해, 원형 편광 상태에 대한 파장은 ZScreen과 뷰어 유리를 매칭시킨다. 다른 파장에서의 지연들은 바람직하게 거의 매칭하며, 선형 편광의 효율성은 바람직하게 높다. 이 성분들에서의 지연 미스매칭의 효과는 밀폐된 상태에 있을 경우 광이 편광기를 통해 누출된다는 것이다. 누출은 항상 적색 및 청색에서 더 높아진다. 원형 편광의 파장은 가시가능 스펙트럼에서 비교적 낮으며, 본 발명의 장치에서는, 대략 525 nm이다. 이러한 파장은 적색과 청색의 누출을 가시적으로 밸런싱하여, 비쥬얼 효과를 최소화하며, 결과적인 누출에 대한 색상를 가능한 자연스럽게 제공한다.
열/선속 관리
여기에 개시된 ZScreen 설계는 프로젝터로부터 높은 레벨의 가시광선(luminous energy)을 견디어 낼 수 있다. 프로젝터는 대략 25000 루멘을 제공하며, 미래의 프로젝터들은 더 큰 가시광선을 제공할 수 있다. 25000 루멘은 복사 출력(radiant power)의 대략 60와트이다. 대략 36 와트가 유리와 선형 편광기에서의 흡수 결과로 ZScreen 상에서 소산된다. 이 결과는 온도 상승을 야기하며, 편광기에 잠재적인 손상 결과를 야기한다. 이러한 큰 출력은 액정을 등방성 상태로 만들 수 있고, 액정은 어떤 변조를 제공하는 것을 실패한다.
본 설계는 ZScreen의 활성 영역을 2배보다 큰 인수로 증가시킴으로써 열을 소산시키기 위한 보다 큰 면적(평방 인치 당 수 와트)을 제공하고 편광기 표면을 가로지르는 차가운 공기를 순환시키도록 냉각 팬을 제공함으로써 이들 문제를 해결한다.
DLP Cinema™(Texas Instruments 사)와 같은 프로젝터를 이용하는 시네마 시스템은 프로젝터에서의 정확한 색상 보정을 제공하여, 모든 극장이 동일한 색상 밸런스를 갖는다. 이 색상 보정은 시스템의 색상 특성들을 측정함으로써 통상 수행된다. 시스템은 평소대로 포트 유리를 통하여 프로젝션되며, 사용자/뷰어가 3-D 유리를 통하여 극장 스크린에 반사된 이미지를 관측한다. 시스템에서의 색상 보정은 눈으로 보았을 때 백색과 각각의 RGB 원색의 정확한 색의 농도(shade)를 형성한다. 색상 보정은 프로젝터 내에서 RGB 채널 중 하나 이상의 채널의 휘도를 낮추어, 낮은 광 출력을 발생시키는 것을 수반한다. 결합된 모든 시스템의 충격이 프로젝터에서의 비교적 작은 양의 보정을 발생시킬 경우에 시스템 효율성이 최대로 될 수 있다. 본 설계는 유저/뷰어에 의해 착용되는 안경(glasses)과 결합하여 ZScreen에 의해 가해지는 황색-녹색을 밸런싱하기 위해 프로젝션 스크린의 푸르스름한 색상을 이용하며, 이에 의해, 프로젝터에 필요한 최소의 색상 보정을 발생시키고 광 출력을 최대화시킨다.
여기 개시된 개선 형태의 결과는 푸쉬-풀 전자 광학 ZScreen 모듈레이터 및 스테레오스코픽 프로젝션 시스템의 결과는 극장 시네마에서의 스테레오스코픽 영화의 이미지 품질을 상당히 개선시켰다. 이들 스테레오스코픽 동영상은 이전 설계보다 더 선명하고 밝으며 보다 우수한 좌측 및 우측 채널 분리를 갖는다.
일반적으로 본 설계는 보다 고속의 스위칭 속도, 증대된 투과 품질, 보다 우수한 소광비, 및 증대된 열적 및 선속 관리를 가져온다. 보다 고속의 스위칭 속도는 강화된 구동 방식을 이용하고 LC 재료를 강화시키며 갭을 감소시키고, 직렬 저항을 감소시키도록 연결을 변경함으로써 획득되며, 그 결과, 어떤 애플리케이션에서는, 대략 33 %의 스위칭 속도 감소를 가져온다. 투과율은 일부 경우에, 설명된 AR 코팅, ITO 인덱스 매칭, 재료 성분들에 대한 공기 결합을 이용하고, 보다 투명하고/보다 평편한 유리를 이용하며, 저밀도 편광기를 이용하고 프로젝터 공백 시간을 감소시킴으로써 33% 정도로 개선될 수 있다. 소광비는 강화된 LC 재료를 이용하고, 아이웨어 편광기를 ZScreen에 매칭시키고 AR 코팅 및 재료 성분들에 대한 공기 결합을 이용하여, 이전에 보여진 60: 1에서부터 250:1 정도로 향상될 수 있다. 열 및 선속 관리는 염료 편광기를 이용하고, 면적을 증가시키고 냉각 팬을 이용하여 획득될 수 있다. 이들 개선 형태 각각의 이용은 시야 경험을 상당히 증가시킬 수 있고, 이들 개선 형태 모두를 총괄적으로 이용하여 매우 우수한 설계를 제공할 수 있다.
여기에 설명된 설계 및 설명된 특정 양태는 이들에 한정되는 것으로 의미하지 않으며, 본 발명의 교시 및 이점을 여전히 포함하는 변경된 구성요소들, 즉, 개선된 푸쉬-풀 전자 광학 ZScreen 변조기 및 스테레오스코픽 프로젝션 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명은 본 발명의 특정 실시예와 결합하여 설명되어 있지만, 본 발명은 추가의 변경들이 가능하다. 본 출원은 일반적으로 본 발명의 원리를 따르며 본 발명이 속한 기술 분야 내에서 알려지고 통상적인 실시 내에 있는 것으로서의 본 발명의 개시로부터의 이탈을 포함한 본 발명의 어떠한 변형, 이용 또는 적용을 포함하는 것으로 의도된다.
특정 실시예들의 상술한 설명은 다른 실시예들이 일반적인 개념을 벗어남이 없이 현재의 지식을 적용하여 여러 애플리케이션을 위한 시스템 및 방법을 쉽게 변경 및/또는 적용할 수 있는 일반적인 개시 특성을 충분히 나타낸다. 따라서, 이러한 적용 및 변경은 개시된 실시예들의 등가물의 의미 및 범위 내에 있다. 여기에 이용된 전문어 또는 용어는 설명을 위한 것일 뿐 한정을 위한 것이 아니다.

Claims (25)

  1. 편광 회전 방향을 번갈아 교대하는 원형 편광을 형성하기 위한 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템으로서,
    (a) 수직의 러빙 축을 갖는 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들과;
    (b) 상기 수직의 러빙 축을 이등분하는 흡수축을 갖는 선형 편광기와;
    (c) 셀들에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들에서의 한 셀이 고전압 상태에 있는 경우, 상기 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들에서의 다른 셀이 저전압 상태에 있도록 셀들을 구동시킬 수 있는 구동기
    를 포함하며,
    개선 장치는 파형 주기의 처음에 비교적 짧은 전압 스파이크를 포함하는 퀀칭 펄스를 이용하여 구동기가 전기 전하를 이동시키도록 하는 구동기 내의 구동 회로를 포함하는 것인 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기는,
    ITO (인듐 주석 산화물)의 층을 포함하며,
    상기 푸쉬-풀 액정 변조기에서의 하나 이상의 광학 계면에 제공되는 반사 방지 코팅과;
    ITO의 층에 제공되는 인덱스 매칭층과;
    푸쉬-풀 액정 변조기에 이용되는 전자 프로젝터
    를 더 포함하는 것인 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기는 염료 편광기(dyestuff polarizer)를 포함하는 것인 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기는 대략 300 Ω/□의 저항률을 갖는 ITO(인듐 주석 산화물) 막을 포함하는 것인 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기를 냉각시키는데 이용되는 팬을 더 포함하는 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기에는 재료 표면에 공기가 결합되는 것인 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기에 이용되는 액정은 무색 투명한Borofloat를 포함하는 것인 푸쉬-풀 액정 변조기의 시스템.
  8. 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치로서,
    수직의 러빙 축을 갖는 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들과, 상기 수직의 러빙 축을 이등분하는 흡수 축을 갖고 있으며, 이미지를 포함하는 반시계 방향의 원형 편광과, 필드 순차적 스테레오 이미지를 포함하는 시계 방향의 원형 편광을 순차적으로 전송하도록 구성되는 선형 편광기를 포함하는 푸쉬-풀 액정 변조기
    를 포함하며,
    상기 푸쉬-풀 액정 변조기는 ITO(인듐 주석 산화물) 층을 포함하며, 개선 장치는,
    푸쉬-풀 액정 변조기에서의 하나 이상의 광학 계면에 제공되는 반사 방지 코팅과;
    ITO의 층에 제공되는 인덱스 매칭 층과;
    푸쉬-풀 액정 변조기에 이용되는 전자 프로젝터를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 시스템은,
    셀들에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들에서의 한 셀이 고전압 상태에 있는 경우, 상기 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들에서의 다른 셀이 저전압 상태에 있도록 셀들을 구동시킬 수 있는 구동기
    를 더 포함하며,
    상기 시스템은 파형 주기의 처음에 비교적 짧은 전압 스파이크를 포함하는 퀀칭 펄스를 이용하여 구동기가 전기 전하를 이동시키도록 하는 구동기 내의 구동 회로를 더 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기는 염료 편광기(dyestuff polarizer)를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기는 대략 300 Ω/□의 저항률을 갖는 ITO(인듐 주석 산화물) 막을 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기를 냉각시키는데 이용되는 팬을 더 포함하는 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기에는 재료 표면에 공기가 결합되는 것인 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기에 이용되는 액정은 무색 투명한 Borofloat를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 디스플레이 장치.
  15. 스테레오스코픽 비디오 이미지를 표시하는 방법으로서,
    이미지를 포함하는 광이 푸쉬-풀 액정 변조기를 통해 전파되도록, 수직의 러빙 축을 갖는 한 쌍의 표면 모드 액정 셀들과, 수직의 러빙 축을 이등분하는 흡수축을 갖는 선형 편광기를 포함하는 푸쉬-풀 액정 변조기를 위치결정시키는 단계와;
    변조기로부터 출사되는 전송된 이미지가, 반시계 방향의 원형 편광 필드와 필드 레이트에서 번갈아 교대하는 시계 방향의 원형 편광 필드로 구성되도록 필드 순차적 이미지의 필드들과 동기하여 변조기를 구동시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 구동시키는 단계는, 파형 주기의 처음에 비교적 짧은 전압 스파이크를 포함하는 하나 이상의 퀀칭 펄스를 포함하는 파형을 이용하여 전기 전하를 이동시키는 단계를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  16. 제15항에 있어서, 변조기로부터 출사된 원형 편광이 공간을 통하여 전파되고, 공간을 통하여 편광 보존 스크린에 의해 반사된 다음, 한 원형 편광기 분석기를 통하여 전파되는 한편 다른 원형 편광기 분석기에 의해 차단되도록, 반시계 방향 원형 편광기 분석기와 시계 방향 원형 편광기 분석기를 위치결정시키는 단계를 더 포함하는 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 변조기는 제1 표면 모드 액정 셀과 제2 표면 모드 액정 셀을 포함하며,
    상기 제1 셀은 저전압 구형파와 고전압 구형파 사이를 필드 레이트에서 번갈아 교대하는 제1 전압 신호에 의해 구동되며, 상기 제2 셀은 제1 전압 신호의 위상에 반대되는 위상을 갖고 있지만 제1 전압 신호와 실질적으로 동일한 진폭을 갖고 있는 제2 전압 신호에 의해 구동되는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  18. 제15항에 있어서, 각각의 필드는 2 이상의 서브필드를 포함하며, 각각의 서브 필드는 지속 기간을 갖고 있으며,
    상기 변조기는 제1 표면 모드 액정 셀과 제2 표면 모드 액정 셀을 포함하며,
    제1 전압 신호의 엔벨로프의 절대 크기와 제2 전압 신호의 엔벨로프의 절대 크기가 각각의 서브필드 동안에 실질적으로 동시에 감소하도록, 제1 전압 신호로 제1 셀을 구동시키고 제2 전압 신호로 제2 셀을 구동시키는 단계를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  19. 제15항에 있어서, 각각의 필드는 2 이상의 서브필드를 포함하며, 각각의 서브 필드는 지속 기간을 갖고 있으며,
    상기 변조기는 제1 표면 모드 액정 셀과 제2 표면 모드 액정 셀을 포함하며,
    제1 전압 신호의 엔벨로프의 절대 크기와 제2 전압 신호의 엔벨로프의 절대 크기가 각각의 서브필드 동안에 실질적으로 동시에 감소하도록, 제1 캐리어없는(carrier-less) 전압 신호로 제1 셀을 구동시키고 제2 캐리어없는 전압 신호로 제2 셀을 구동시키는 단계를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 변조기는 제1 표면 모드 액정 셀과 제2 표면 모드 액 정 셀을 포함하며,
    상기 제1 셀은 AC 저전압 부분과 AC 고전압 부분 사이를 필드 레이트에서 번갈아 교대하는 제1 전압 신호에 의해 구동되며,
    상기 제2 셀은 제1 전압 신호의 위상과 반대되는 위상을 갖지만 제1 전압 신호와 실질적으로 동일한 진폭을 갖는 제2 전압 신호에 의해 구동되는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  21. 제20항에 있어서, AC 저전압 부분과 AC 고전압 부분의 각각은 2 KHz 정현파이고, AC 저전압 부분은 0 볼트 내지 10 볼트 사이의 범위에 있는 피크 투 피크 진폭을 가지며, AC 고전압 부분은 40 볼트 내지 80 볼트 사이의 범위에 있는 피크 투 피크 진폭을 갖는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  22. 제15항에 있어서, 푸쉬-풀 액정 변조기는 염료 편광기(dyestuff polarizer)를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  23. 제15항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기에는 재료 표면에 공기가 결합되는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  24. 제15항에 있어서, 상기 푸쉬-풀 액정 변조기에 이용되는 액정은 무색 투명한 Borofloat를 포함하는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
  25. 제15항에 있어서, 푸쉬-풀 액정 변조기는 스크린과 결합되어 이용되며, 스크린을 보는 사람은 푸쉬-풀 액정 변조기에 매칭되는 편광 성분들을 포함하는 아이웨어를 이용하는 것인 스테레오스코픽 비디오 이미지의 표시 방법.
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