KR20080107447A - 입체 프로젝션을 위한 정상 상태 표면 모드 - Google Patents

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Abstract

영화를 디스플레이하는데 사용되는 변조기 및 시스템이 제공된다. 본 설계는 시트 편광기 및 정상 상태(스위칭안함) 모드로 동작하도록 구성된 SMD 전기 광학 변조기를 포함한다. 상기 변조기는 유리와 같은 2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트와, 인듐주석산화물(ITO; indium tin oxide)과 같은 상기 2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트 사이에 위치된 투과 전도체의 2개의 코팅과, 상기 투과 전도체의 2개의 코팅 사이에 위치된 2개의 폴리아미드 레이어(polyamide layer)와, 상기 2개의 폴리아미드 레이어 사이에 위치된 액정 재료막으로부터 형성된다.

Description

입체 프로젝션을 위한 정상 상태 표면 모드 {STEADY STATE SURFACE MODE DEVICE FOR STEREOSCOPIC PROJECTION}
본 발명은 일반적으로 영화 상영의 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다수의 프로젝터 또는 다수의 프로젝션 렌즈 또는 광학 렌즈를 사용하여 영화에서 입체 이미지 선택을 위해 동조된 원편광된 광을 생성하는 장치에 관한 것이다.
편광에 의한 입체 영화의 프로젝션은 많은 기여자들을 갖는 기초가 튼튼한 기술이다. 2대의 35 밀리미터 프로젝터를 사용하는 이미지에서의 선택을 위해 선형 편광 시트 필터를 사용하는 입체 영화의 프로젝션에 관한 상업적인 이정표가 1939년 뉴욕 세계 박람회에서 제정되었다. 비교적 적은 변경으로 상기 시스템은 현재 시간까지 이용되고 있다. 이 설계는 연극 영화관에서 3D 영화의 프로젝션을 위해 1950년대 초반에 사용되어 위치 기반 오락 및 테마 파크에서 지난 20여년 동안 사용되어 왔다.
일부의 경우에, 70 밀리미터 프로젝터가 35 밀리미터 프로젝터 대신에 사용되어 왔고, 최근에는 디지털 프로젝터가 또한 사용되고 있다. 영화 프로젝션을 위해, 좌우 프로젝터가 신중하게 정렬되고, 기계적으로 또는 전기적로 연동된다. 축이 서로 직교하는 선형 편광기(linear polarizer)는 대개 좌우 프로젝터 렌즈 앞에 장착되어 사용되고, 관중 전원은 이미지 선택과 감상을 위해 선형 편광 검광기를 갖춘 안경을 쓴다. 편광을 유지하는 스크린은 알루미늄 안료로 일정 불변하게 코팅되거나 페인팅된다.
1980년대 초반에 연극 영화관에 원편광을 배치하기 위해 감퇴적 시도가 행해졌지만, 결과 이미지 누화가 충분한 감상을 하기에는 매우 상당한 것으로 보고되었다. 이미지 선택을 위해 원편광된 광의 사용은, 관찰자의 머리가 상당한 각도로 기울어져 있는 경우에서도 좋은 이미지를 볼 수 있도록 능력을 개선한다.
최근의 연극 영화관 시설은 1939년의 설계에서 변경되고 있다. 오늘날, 많은 영화관들은 입체 이미지를 위해 필드 순차 접근 방식을 사용하는 단일 디지털 프로젝터를 갖추고 있다. 이 필드 순차 접근 방식은 프로젝션 렌즈 앞에 위치한 원편광 변조기와 함께 충분히 높은 필드 레이트로 좌우 이미지를 연속적으로 상영함으로써 달성된다. 이러한 장치에서, 이미지는 편광 유지 스크린의 표면에서 반사되고, 관중들은 원편광 검광기 안경류를 통해 이미지를 감상한다. 원편광은 머리 기울임 또는 사람의 머리를 매우 자유롭게 위치시키는 능력을 허용하고, 특히 긴 장편 특작 영화를 감상하는 경우에 상당히 개선되는데, 왜냐하면 이것이 감상 경험의 편안함 및 즐거움을 강화시키기 때문이다.
듀얼 프로젝션 기술과 비교하여 단일 프로젝터 기술의 가장 큰 한계는, 단일 프로젝션은 감소된 밝기를 갖는다는 것이다. 필드 순차 기술 또는 시간 다중화 기술은 약 50%까지 빛의 양을 감소시키는 듀티 사이클(duty cycle)을 갖는다. 게다가, 원편광 프로세스가 빛을 흡수하고, 최종 결과는 유효한 프로젝터 빛의 대략 15%가 각 눈에 도달한다는 것이다. 2의 이득을 이용하는 스크린은 상기 상황을 개선하고, 평면 모드와 비교하여 30% 효과적인 전송을 제공할 수 있다. 이 기술을 사용하면 스크린 상으로 투사될 수 있는 빛의 양이 상당히 줄어들기 때문에, 좋은 이미지를 만들기 위하여 충분한 빛으로 큰 스크린을 채우는 것은 상당히 어려울 수 있다. 현재, 이 프로세스를 위해 사용될 수 있는 가장 큰 극장 스크린은 구면 렌즈를 갖는 프로젝선에서는 대략 40 피트 폭인 것이고, 아나몰픽 렌즈를 갖는 프로젝션에서는 대략 47 피트의 폭인 것이다. 그것은 보다 큰 스크린(대개, 최대 60 피트 폭)을 갖는 극장은 이러한 단일 프로젝터 프로세스를 사용할 수 없고, 필드 순차적 3차원 영화를 성공적으로 보여줄 수 없다는 것을 의미한다.
또한, 소위 "실버 스크린"에서 사용되는 페인트 안료의 바인더로부터 유래할 수 있는 알루미늄으로 페인팅된 프로젝션 스크린과 연관된 품질을 떨어트리는 효과가 존재한다. 이 바인더는 반사된 원편광된 광의 파장의 최적값을 변경시킬 수 있는 위상 천이 또는 복굴절 효과를 일으킬 수 있다. 이 효과는 스크린 바인더 효과에 일치하거나 이를 삭제하기 위하여 원편광의 소스를 동조하는 융통성 있는 기술을 장려한다.
부가적으로, 안경류에서 사용되는 원편광 검광기는 배치(batch)에 따라서 그리고 공장에 따라서 품질이 변한다. 특히, 원편광기의 리타더 컴포넌트(retarder component)의 값은 파장 최적화에 따라 변할 수 있다. 스크린 바인더 복굴절 및 검광기 리타더 변동의 결과는, 좌우 채널 분리의 감소를 일으킨다. 이와 같은 분리는 입체 영화의 즐거움을 손상시키는 불쾌한 고스트 이미지를 일으킬 수 있다.
종래의 듀얼 프로젝션 편광기는 상이한 스크린 바인더 재료 및 원형 검광기에서 안경류 배치(batch) 마다의 변동으로 부터 발생하는 위상 천이를 쉽게 정정할 수 없다. 각각의 극장 설치는 프로젝터 편광기를 안경류 검광기와 적절히 일치시켜 스크린 바인더 재료의 복굴절 효과에 대하여 설명하기 위하여, 상이한 값의 연관된 리타더를 갖는 다수의 시트 원형 편광기로의 액세스를 요구할 수 있다. 최대 채널 분리를 갖도록 시스템을 동조시키는 최고의 방법은, 프로젝터 렌즈 또는 프로젝터의 원형 편광기의 라타더 컴포넌트의 파장의 값을 계속해서 변할 수 있게 하는 것이다. 이러한 절차에서, 최적화가 확실하게 달성되었음을 보증하면, 운용자는 정정을 위해 최적 포인트를 통과시킬 수 있고, 후에 최적 포인트로 되돌아 갈 수 있다.
그러므로, 비교적 큰 스크린을 사용함으로써 극장 감상 경험을 강화시킬 수 있고, 특히 입체 이미지 및 입체 영화의 감상을 강화시킬 수 있는 전체 설계를 제공하는 것이 유리하다. 이와 같은 설계는, 앞서 공지된 시스템에 존재하는 단점들을 극복하고, 여기에 기술된 부정적인 양태들을 나타내는 장치 전역에 개선된 기능성을 갖도록 하는데 유리할 수 있고, 특히 좌우 채널 분리의 개선에 관해서 유리할 수 있다.
본 설계의 제1 양태에 따르면, 시트 편광기 및 정상 상태 모드로 동작하도록 구성된 표면 모드 장치(SMD) 전기 광학 변조기를 포함하는 기구가 제공된다. 시트 편광기 및 SMD 전기 광학 변조기는 검광기를 구비하는 적어도 하나의 선택 장치를 갖고 이용하도록 구성되고, 정상 상태 SMD 전기 광학 변조기는 선택 장치에 있는 검광기의 파장으로 동조된다. 게다가, SMD 전기 광학 변조기 및 가능하게는 실시예에 따르는 2개의 이와 같은 변조기들은, 편광 유지 극장 스크린의 임의의 복굴절 특성을 고려하도록 동조될 수 있다.
당업자는 첨부된 도면 및 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명의 이러한 이점 및 다른 이점들을 명백하게 이해할 것이다.
도 1a는 정상 상태 SMD 변조기를 생성하는 동조 가능한 원편광의 컴포넌트의 예시이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 선회(旋回) 방향과 반대 선회 방향의 정상 상태 SMD 변조기를 생성하는 동조 가능한 원편광의 컴포넌트의 예시이다.
도 2는 정상 상태 모드에서 변조기에 전력을 공급하는데 사용되는 구동 파형을 나타낸다.
도 3a는 극장 환경에서 SMD 변조기를 사용하는 듀얼 프로젝션 셋업을 도시한다.
도 3b 원편광 분석 안경의 도면이다.
도 4는 SMD의 개략도이다.
도 5a는 수렴 프리즘 및 정상 상태 SMD를 사용하는 듀얼 이미지 프로젝션 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 5b는 쌍안 렌즈 및 정상 상태 SMD를 사용하는 듀얼 이미지 프로젝션 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시된 장치에 의해 투사되는 스테레오 쌍의 이미지 포맷을 나타내는 도면이다.
본 설계는 원편광된 광이 표면 모드 장치(SMD)와 결합하여 시트 편광기의 이용을 통해 생성되는 것인, 표면 모드 장치(SMD)를 사용한다. 전기 광학 변조기는, 이미지 선택을 최적화하고 누화를 감소시키기 위해 선택 장치 안경류에 있는 검광기의 정확한 파장으로 장치를 동조시키는 것을 가능하게 하는 정상 상태 모드에서 동작된다. 게다가, 동조는 프로젝션 스크린 바인더 재료에 의해 생성된 복굴절로부터 생긴 임의의 위상 천이를 정정하기 위해 요구될 수 있다.
또한, SMD는 파이셀(pi-cell)로서 문헌에 공지되어 있다. SMD는 여기서 SMD 또는 변조기, 또는 전기 광학 변조기, 또는 이들의 임의의 조합으로서 언급된다.
전술한 바와 같이, 특정한 프로젝션 밝기 제약으로 인해, 스크린 크기는 미리 제한되었다. 스크린 크기 제한에 대한 한가지 해결책은, 2개의 프로젝터를 사용하는 것으로, 이로 인해서 광 출력은 두 배로 되고, 이것은 본 발명에서 취하는 접근 방식이다. 본 설계는 듀얼 프로젝션 또는 쌍안 렌즈 또는 광학 접근 방식을 사용하는 경우에, 이미지 선택을 위해 고품질의 원편광된 광을 제공한다. 원편광된 광의 소스는, 원편광된 광의 지연(retardation)이 전체 광학 시스템의 특성에 정확하게 또는 거의 정확하게 일치하도록 동조된다. 이와 같은 방법을 사용하는 것은, 단절을 최적화 하고, 채널 분리를 최소화 한다.
오른쪽 눈의 이미지로 왼족 눈의 이미지 리크(leak)를 거의 제공하지 않거나 아무것도 제공하지 않고, 그 반대도 마찬가지 인, 양호한 채널 분리는 잘 설계된 입체 프로젝션 시스템의 가장 중요한 품질 중 하나이다. 채널 분리가 열악한 경우, 이미지는 이것이 두번 노출된 것처럼 나타나고, 보는 사람은 눈의 피로를 경험한다.
프로젝션 시스템이 선형 편광기와 함께 1/4 파장 리타더(quarter-wave retarder)를 이용하여 원편광된 광을 생성하는 경우에, 광은 오직 단일 파장(리타더의 파장)에 대해서 최적화된다. 원편광의 경우에, 선형 편광기의 축은 1/4 파장 리타더의 축에서 45도에 있다. 편광기 및 이어서 1/4 파장 리타더를 가로지르는 광의 결과, 원편광된 광이 되지만, 오직 하나의 특정한 파장(리타더의 파장)에 대해 완전하게 원편광인 광이 된다. 최적의 소광(extinction)이 발생하기 위해, 편광기 및 검광기는 파장이 일치된다. 이 경우에, 소광은 한 선회 방향의 광이 반대 선회 방향의 검광기를 통과하길 시도하는 것이라고 가정했을 때, 편광기 및 검광기를 통과하는 광의 투과로서 정의된다. 이것은 도 3a 및 3b에 관하여 더욱 논의된다.
프로젝터 또는 안경류 원편광기를 위한 시트 리타더의 제조는 플라스틱 재료를 스트래칭하는 단계를 포함하고, 프로세스는 이 스트레칭 프로세스의 고유한 비균질성 때문에, 제어하기 어려울 수 있다. 프로젝터에서 사용되는 원편광기는 최상의 소광을 획득하기 위하여 안경류 검광기에 일치되는 것이 바람직하고, 따라서 최상의 채널 분리는 최상의 입체 이미지를 생성한다. 편광기와 검광기와의 이러한 일치는, 전자 광학적으로 달성될 수 있고, 이것은 시스템의 전체 편광 특성을 정정하는 것을 허용하고, 리타더의 제작의 변덕에 기인하는 검광기 재료에서의 배 치(batch) 마다의 변동 조차도 정정하는 것을 허용한다.
SMD에 인가된 전압을 동조함으로써, 특정한 파장을 위한 원편광의 값은 스크린 및 검광기 특성에 일치하도록 동조될 수 있다. 이와 같은 동조는, 투사된 테스트 목표물을 원편광 검광기를 통하여 봄으로써, 실험적으로 달성될 수 있다. SMD 변조기에 공급되는 바이어스 전압은, 관찰자가 최대 채널 분리를 실험적으로 확립할 수 있도록 조정될 수 있다. 좌우 채널 사이에 상당히 많은 누화가 존재하는 경우, 입체 관람 경험은 손상되고, 특히 극적인 오프 스크린 효과의 경우에 손상된다.
본 설계는 특정한 극장 스크린 및 극장 설정에 사용되는 선택 장치의 요건에 정확하게 동조되는 원편광된 프로젝션 광을 생성하기 위한 장치를 포함한다. 장치는 액정 SMD를 사용하지만, 변조기는 이전 설계에 사용되었던 것과는 상이한 방식으로 전기적으로 구동된다. 본 장치는 스위칭 모드에서 보다 정상 상태에서 구동된다.
도 1a는 표면 모드 변조기의 구성을 도시한다. 선형 시트 편광기(101)는 부분적으로 가려진 화살표에 의해 도시된 (이 경우, 수평에 평행한)축(104)을 갖는다. 무편광 광(102)은 상기 편광기를 통과하는 것이고, 화살표(102)로서 도시된다. SMD(103)는 1/4 파장 지연을 제공할 수 있는 위상 천이 장치이다. SMD(103)의 축(105)은 수평으로부터 오른쪽으로 회전한 것 처럼, 수평에서 45도 각도로 보이고, 따라서 선형 편광기의 축(104)에서 45도 각도로 보인다. 무편광 광(102)이 선형 시트 편광기(101)를 통과하는 경우, 광은 선형 시트 편광기(101)의 축(104)으로 정렬된 평면에서 선형적으로 편광된다. 그러면, 편광된 광은, 1/4 람다, 또는 1/4 파장, 또는 1/4 파장 지연으로 동작하는 경우에, 나오는 광선의 방향을 표시하는 화살표(107)에 의해 표시된 바와 같이 특정 선회 방향의 원편광된 광을 생성하는 SMD(103)로 들어간다.
도 1b는 표면 모드 변조기의 다른 구성을 도시한다. 선형 시트 편광기(101)는 부분적으로 가려진 화살표에 의해 도시된 (이 경우, 도 1a에 도시된 바와 같이 역시 수평에 평행한)축(104)을 갖는다. 무편광 광(102)은 상기 선형 시트 편광기(101)를 통과하는 것이고, 화살표로서 도시된다. SMD(103')는 1/4 파장 지연을 제공할 수 있는 위상 천이 장치이다. SMD(103')의 축(106)은 선형 편광기의 축(104)에 평행한 초기 수평 위치를 가정하여 축(104)을 참조하면, 왼쪽으로 45도 회전하여 수평에서 45도 각도로 보인다. 따라서, 축(106)은 축(105)에 직교한다.
일단 무편광 광(102)이 선형 시트 편광기(101)를 통과하면, 광은 선형 편광기의 축(104)으로 정렬된 평면에서 선형적으로 편광된다. 그러면, 편광된 광은, 1/4 람다, 또는 1/4 파장, 또는 1/4 파장 지연으로 동작하는 경우에, 최근에 생겨난 광선의 방향을 표시하는 화살표(108)에 의해 표시된 바와 같이 특정 선회 방향의 원편광된 광을 다시 생성하는 SMD(103')로 들어간다. 그러나, 도 1b에서 SMD 축의 방위가 도 1a에서 유사한 부품의 축에 직교하기 때문에, 결과 원편광된 광은 도 1a에 도시된 장치에 의해 생성된 선회 방향과 반대 선회 방향에 있을 것이다.
편광기와 변조기 축들의 각 사이의 관계는 상대적인 것으로 절대적인 것이 아니다. 전체 장치는 장치의 평면 내에서 임의의 양만큼 회전될 수 있고, 결과 출 력은 여전히 원편광된 광 일 것이다. 본 설계는 선형 편광기 컴포넌트 축이 수평에 평행한 장치에 한정되지 않는다. 게다가, 안경의 원편광 검광기는 통상 이들의 동작 범위를 최적화하기 위해서 분석되는 광에 직교하는 이들의 선형 편광 컴포넌트 축을 갖는다.
표면 모드 변조기의 구조가 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 원편광 광을 생성하기 위해 요구되는 위상 천이를 생성하기 위한 프로세스의 특징을 포함하는 도 4에 관하여 논의된다.
도 4에서, SMD 셀(411)은 단지 수 미크론(대개, 4 내지 6) 두께인 액정 재료(404)(브래킷)의 막을 갖는 2개의 평행한 유리면(405)으로 구성된다. 도 4는 실제 크기가 아니지만, 부품 구조의 이해를 용이하게 하기 위해 제공된 것이다. 좌우 페이싱 스펙클 레이어(406)는 투과 전도체인 인듐주석산화물(ITO; indium tin oxide)의 코팅이다. 구동 전압이 이 전도체에 공급된다. 좌우 폴리아미드 레이어(407)가 좌우 인듐주석산화물 레이어(406) 상에서 코팅되고, 액정 재료와 접촉한다. 디렉터 정렬 레이어로 불리는 폴리아미드 레이어(407)는, 통상 제조 프로세서에서 러빙되거나 버핑되고, 이것은 액정 디렉터(408)을 정렬하는 것을 돕는 초소형 그루브를 생성한다. 게다가, 액정 디렉터(408)는 디렉터 정렬 레이어(407)에 직접 접촉하는 디렉터를 나타내는 대각선 해칭을 이용하여 디렉터 정렬 레이어의 좌우 표면에 도시된다. 이 대각선 해칭은 액정 디렉터의 경사각을 나타낸다. SMD는 액정 디렉터(409)의 벌크(408) 상에 완전히 의존하는 대부분의 제조된 액정 부품과는 달리, 표면 효과를 이용하여 동작한다. 액정 디렉터(409)의 수평 해칭은 액정 재료의 디렉터 분자의 방향을 제공한다. 액정 디렉터(409)는 전기장에서 이들을 정렬하는 다이폴들인, 분자의 클럼프이다.
SMD는 3개의 상태를 갖는다. 제1 상태는 어떤 전압도 시간의 기간 동안 셀에 인가되지 않는 휴식 상태이다. 제2 상태 및 제3 상태는 낮은 전압 또는 제로 전압 중 하나가 인가되는 2개의 작동 상태이다. 본 발명에서는 제2 상태 및 제3 상태에 관심을 갖는다.
높은 전압이 인가되는 경우(제2 상태), 장치는 등방성이고, 표면 디렉터(408)가 벌크 디렉터(404) 및 수평의 점선(409)을 따라서 정렬되기 때문에, 어떠한 위상 천이도 발생하지 않고, 그 결과 어떤 위상 천이도 발생하지 않는다.
낮은 전압 또는 제로 전압이 ITO 레이어에 인가되는 경우(제3 상태, 통상 대략 1볼트 또는 2볼트), 낮은 전압 또는 제로 전압이 디렉터(408)의 경사 또는 정렬을 제어한다. 표면 디렉터의 경사는 인가되는 전압에 비례한다. 이 구성에서 전압은 위상 천이 효과를 제어하고, 전압과 공지된 위상 천이 사이의 관계를 이용하여, 장치는 특정 파장에 대한 지연을 생성하도록 동조될 수 있어서, 프로젝터의 편광된 광을 검광기 및 스크린 특성에 일치시키는 것이 가능하다.
광(402)은 무편광된 것으로, 도 1a 및 도 1b의 무편광 광(102)에 대응한다. 선형 편광기(401)를 통과한 후에, 광(403)은 도 1a 및 도 1b에 제공된 바와 같은 방위를 따라서 선형적으로 편광된다. 편광은 위상 천이의 양이 SMD(411)에 공급되는 전압에 의해 제어되는 경우인 도 1a 또는 도 1b에 도시된 방위를 따를 수 있다. SMD(411)로부터 나온 광(화살표(410)로 도시됨)은, SMD의 축이 선형 편광기의 축에 45도 또는 135도 인지의 여부에 따라서, 왼편 또는 오른편 중 어느 하나로 원편광된다. SMD(411)로 주입되는 선형 편광된 광(403)은 2개의 직교 컴포넌트로 분해되는 것으로 여겨질 수 있다. 하나의 컴포넌트는 다른 컴포넌트보다 빠르게 이동하고, SMD(411)로부터 나온 2개의 직교 편광 파장 사이에 위상 천이를 일으킨다. 그리고 나서, 위상 천이된 파장은 벡터 합계에 의해 원편광된 광으로 재결합된다. 사실상, 이 위상 천이는 전압 제어되고, 특정한 파장에 대해 원편광된 광을 동조하는 것을 가능하게 한다.
액정 디렉터(409)(대각선 해칭된 선)는 러브(rub) 레이어(407)에 인접한다. 이러한 액정 디렉터(408)는 러브 레이어에 의해 부분적으로 지시된 자신의 경사각을 갖는다. 액정 디렉터의 벌크(개별 디렉터(409)를 갖는 브래킷(404))는 러브 레이어에 의해 영향을 받지 않는다. 오직 표면(408)에서 액정 디렉터만이 영향을 받는다. 전압은 ITO 레이어(406)를 경유하여 장치에 인가된다. 보다 큰 전압이 인가될 수록, 표면 디렉터(408)는 벌크(브래킷 영역(404) 내의 디렉터(409))에 더욱 평행해지거나 러브 레이어(407)에 수직할 것이다. 충분히 높은 전압을 이용하면, 부품들은 등방성이 되고, 모든 위상 천이 특성이 없어진다. SMD의 이방성 특성(anisotropicity)은, 원하는 결과를 생성하도록 전압을 변경함으로써 제어될 수 있다. 경사도는 공급되는 전압에 비례한다. 위상 천이의 양은 전압을 변경함으로써 바뀔 수 있다. 이러한 방식으로 전압을 변경하는 것은, 도 3b에 도시된 것과 같이, 검광기 안경에서 사용되는 리타더에 채택된 정확한 값으로 조정되거나 미조정될 수 있는 원편광된 광을 생성하기 위해 지연으로 동조할 수 있다.
도 3a는 좌우 이미지를 상영하는 2개의 프로젝터를 도시한다. 일반적으로, 도 3a에 도시된 방식으로 프로젝션은 당업자에게 이해된다. 프로젝터는 동기화된 필드 레이트를 가지며, 필드들은 위상이 같다. 좌우 이미지는 좌우 프로젝터들(301 및 302)로부터 각각 나온다. 일반적으로, 왼편의 프로젝터는 오른쪽 이미지를 투사할 수 있고, 반대로 오른편의 프로젝터는 왼쪽 이미지를 투사할 수 있다. 좌우 이미지는 렌즈들(303 및 304)을 통해 스크린(312) 상으로 투사된다. 이미지는 관찰자(311)에 의해 선택 장치(310)를 사용하여 감상될 수 있다. 도 3b에 보다 상세하게 도시된 바와 같은 선택 장치(311)는 2개의 원형 검광기들(314 및 315)을 갖는다. 변조기들(305 및 307)은 도 1a 및 도 1b에 관련하여 기술되는 어셈블리들에 대응한다. 이 변조기들(305 및 307)은 정상 상태로 작동하거나, 여기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 도 2에 관련하여 캐리어 변조된 전압으로 작동한다. 변조기들(305 및 307)은 전자 패키지(308 및 309)에 의해 케이블(306 및 313)을 통해 구동된다. 개별 전자 드라이버는 최적의 성능을 위해 각각의 변조기를 조정하는데 사용된다. 도 1a 및 도 1b의 교시에 따라서, 하나의 변조기는 왼편으로 원편광된 광을 출력하고, 다른 변조기는 오른편으로 원편광된 광을 출력한다.
도 2는 전자 패키지(308 및 309)에 의해 SMD로 공급되는 전압의 파형을 도시한다. 2개의 장치에 대한 전압은 캐리어 변조된다. 이와 같은 캐리어를 공급하는 것은 SMD의 수명을 보호할 수 있기 때문에, 캐리어는 정상 상태 조건으로 공급될 수 있다. DC 오프셋이 제로인 한, 어떠한 전기 화학적 분해 또는 도금도 발생할 수 없다. 장치가 상당한 DC 오프셋을 가지고 동작하면, SMD의 성능은 저하될 수 있다. 이와 같은 저하는 도금에 기인할 수 있고, 성능의 감소가 동시에 수반된다. 그러므로, 본 장치는 캐리어의 사용을 제안하면서, 제로의 최종(net) DC 오프셋을 가지고 동작하는 것이 바람직하다. 광범위한 캐리어 주파수가 사용될 수 있다. 그러나, 사실상, 1 내지 3 KHz와 같은 수천 KHz의 캐리어 주파수가 사용될 수 있다.
주기(T)는 캐리어 주파수의 역수이다. T는 도 2에서 포인트 203으로 도시된다. 선(202)은 시간 축이고, 선(201)은 전압축이며, H는 전압을 나타낸다. H의 값을 변경하고 캐리어를 바꾸지 않은 채로 남겨두는 것은, 프로젝터에서 원편광의 정확한 동조를 허용한다. 이러한 동조는 좌우 안경류 검광기를 사용하는 프로젝션 극장의 요건을 충족할 수 있다. 검광기에 사용되는 1/4 파장 리타더의 값은 제조시에 제어하는 것이 어렵다. 스크린 표면 상의 금속성 페인트에 사용되는 바인더 재료 때문에, 복굴절 또는 위상 천이는 또한 스크린에 의해 반사되는 편광된 광에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 프로젝터 셋업은 환경에 따라 극장 스크린 및 검광기 재료의 특정한 배치(batch)를 위해 최적화되도록 동조될 수 있다.
실시예의 다른 관련된 클래스가 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 관련하여 기술된다. 또한, SMD는 듀얼 렌즈 프로젝션 시스템, 또는 유사한 프리즘 또는 거울 박스 셋업을 사용하여 원편광된 광을 동조하는데 사용될 수 있다. 본 장치는 성공적인 구현을 위해 2개의 광학 시스템을 필요로 한다. 이러한 2개의 광학 시스템은 2개의 프로젝터 또는 적합한 광학 및 이미지 포맷을 이용하는 단일 프로젝터 중 하나에 의해 제공될 수 있다. 이 단일 프로젝터 장치에서, 좌우 이미지는 단일 이미징 표면 상에 정렬되고, 그리고 나서 스크린 표면 상으로 광학적으로 이중인화된다. 당 업자는 대개 여러가지 상이한 장치를 기술하기 위해 "프레임 분배기"라는 용어를 사용한다. 간결함을 위해, 프레임 분배기의 오직 2개의 타입만이 여기에서 기술될 것이지만, 당업자라면 요구되는 원리 및 기능성, 즉, 프로젝션 스크린 및 선택 장치의 요건에 동조되기 위한 SMD의 능력의 적응형태를 쉽게 이해할 것이다.
도 5a 및 도 5b는 도 5c의 앞에서 501'로서 도시된 것과 같은 분배 프레임 포맷(501)을 사용하여 스테레오 쌍의 좌우 이미지를 투사하는 프로젝터 및 연관된 광학의 내부 부분의 단면도이고, 여기서 501'과 501은 2개의 서브 프레임(예를 들어, 하나는 왼쪽 서브 프레임(502') 및 하나는 오른쪽 서브 프레임(503'))으로 분배될 수 있다. 윗쪽 서브 프레임은 왼쪽 관점일 수 있고, 아래쪽 서브 프레임은 오른쪽 관점일 수 있으며, 반대로도 가능하고, 또한 이미지는 나란하게 향하게 될 수 있다. 많은 가능한 구성들이 이용 가능하고, 여기서 기술된 교시들이 일반성을 잃지 않고 유사한 설계에 적용될 수 있다.
도 5a에서, 이미지 표면(501)은 프로젝션 렌즈(504)를 통해 이미지화되는 2개의 서브 프레임들(502 및 503)로 구성된다. 점선(511)은 윗쪽 서브 프레임(502)의 이미지 광선을 나타내고, 점선(512)은 아래쪽 서브 프레임(503)의 이미지 광선을 나타낸다. 프리즘들(509 및 510)은, 광선이 프로젝션 렌즈(도시되지 않음) 상에서 최종적으로 일치하도록 서브 프레임들의 광선을 구부리는 역할을 한다. 일반적으로, 입체 프로젝션 애플리케이션에서 프리즘 또는 유사한 광학 장치의 사용은, 예를 들어 베니어(Bernier)의 교시에서 처럼, 공지되어 있다.
부품들(507 및 508)은 여기에서 기술된 정상 상태 표면 모드 변조기들이다. 정상 상태 표면 모드 변조기들(507 및 508)는 프리즘들(509 및 510) 뒤에 위치된 것으로 도시되어 있지만, 프리즘 앞에 그리고 프로젝션 렌즈 바로 뒤에 위치될 수도 있다.
도 5b에서, 이미지 표면(501)은 프로젝션 렌즈(505 및 506)를 통해 이미지화되는 2개의 서브 프레임들(502 및 503)을 포함한다. 이와 같은 렌즈들은 예를 들어 콘돈(Condon) 등의 저서와 같은 다양한 참조 문헌에 기술되어 있고, 도 5a에 도시된 프로젝션 렌즈(504)와 듀얼 프리즘의 조합과 동일한 기능을 담당한다. 또한, 부품들의 이러한 조합은 부루스터(Brewster)에 의해 설계된 렌티큘러 입체경과 공통점이 있다. 점선(511)은 윗쪽 서브 프레임(502)의 이미지 광선을 나타내고, 점선(512)은 아래쪽 서브 프레임(503)의 이미지 광선을 나타낸다. 렌즈들(505 및 506)은, 광선이 프로젝션 렌즈(도시되지 않음) 상에서 최종적으로 일치하도록 서브 프레임들의 광선이 중심에 오도록 재조정하는 역할을 한다. 역시, 정상 상태 표면 모드 변조기들(507 및 508)은 여기에서 설명된 장치를 나타낸다. 정상 상태 표면 모드 변조기들(507 및 508)은 렌즈들(505 및 506) 뒤에 위치된 것으로 도시되어 있지만, 이미징 표면 및 프로젝션 렌즈 사이에 바로 위치될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에 설명된 양자의 경우에서, 전기 광학 변조기들 및 SMD는 극장 스크린 및 선택 장치 검광기의 요건에 일치하도록 적절히 동조된 원편광된 광을 출력하는 역할을 한다. 전력이 SMD에 인가되지만, 이러한 전력공급은 도시되어 있지 않다.
프로젝터 필드 레이트가 필드 순차 접근 방식을 위해 충분히 빠르게 작동하 도록 조정될 수 없는 경우 디지털 프로젝터의 컨텍스트에서 프레임 분배가 사용된다. 2개의 프로젝터가 사용되고, 이 프로젝터들은 필드 순차 모드의 밝기를 2배로 제공할 수 있어서, 매우 큰 스크린 상으로의 프로젝션을 허용한다.
원편광된 광을 생성할 수 있는 정상 상태 SMD 변조기가 입체 영화의 프로젝션을 위해 쌍안 렌즈 광학 시스템과 함께 기술되었다. 이 SMD들은 극장 요건을 위해 사람의 눈을 이용하여 광학 기구 또는 양호한 정밀도로 동조될 수 있다. 표면 모드 원편광 변조기는, 예를 들어 테스트 목표물을 사용함으로써 극장에서 실험적으로 동조될 수 있다. 따라서, 사용자는 선택 장치의 동작 범위를 최적화하고, 고스팅 또는 누화를 줄일 수 있다. 이런 식으로, 원편광된 광을 사용하는 듀얼 프로젝션 셋업은 시청자에게 개선된 경험을 제공할 수 있다.
여기에 나타난 설계 및 예시된 특정한 양태들은 제한되는 것이 아니라, 여전히 본 발명의 교시 및 이점을 통합하면서 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 본 발명이 이것에 대한 특정한 실시예와 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 추가의 변경이 가능함을 이해할 것이다. 이 애플리케이션은 일반적으로 본 발명의 원리를 따르고, 본 발명이 관계하는 기술 내의 상례 및 공지된 것으로서 본 개시로부터의 일탈과 같은 것을 포함하는 본 발명의 임의의 변동, 사용 및 구성을 포함하도록 의도된다.

Claims (21)

  1. 시트 편광기와;
    정상 상태 모드로 동작하도록 구성된 표면 모드 장치(SMD) 전기 광학 변조기
    를 포함하고,
    상기 시트 편광기 및 SMD 전기 광학 변조기는 검광기를 구비하는 적어도 하나의 선택 장치와 함께 이용되도록 구성되고, 상기 SMD 전기 광학 변조기는 상기 선택 장치에 있는 상기 검광기와 연관된 파장으로 동조되는 것인, 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SMD 전기 광학 변조기는,
    2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트와;
    상기 2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트 사이에 위치된 투과 전도체의 2개의 코팅과;
    상기 투과 전도체의 2개의 코팅 사이에 위치된 2개의 폴리아미드 레이어(polyamide layer)와;
    상기 2개의 폴리아미드 레이어 사이에 위치된 액정 재료막
    을 포함하는 것인, 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기구는 프레임 분배를 수행하도록 구성된 복수의 디지 털 프로젝터와 함께 이용되도록 구성된 것인, 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시트 편광기와 SMD 전기 광학 변조기는 서로 미리 정의된 각으로 향하고, 상기 시트 편광기와 SMD 전기 광학 변조기에 전송되는 광에너지는 상기 SMD 전기 광학 변조기로부터 전송되는 원편광된 광 에너지가 되는 것인, 기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시트 편광기 근처에 위치된 적어도 하나의 광학 장치를 더 포함하는 기구.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광학 장치는 프리즘을 포함하는 것인, 기구.
  7. 제5항에 있어서, 상기 광학 장치는 렌즈를 포함하는 것인, 기구.
  8. 제1항에 있어서, 상기 선택 장치는 상기 시트 편광기와 SMD 전기 광학 변조기를 경유해서 스크린 상으로 투사되는 영화를 감상하기 위해서, 사용자에 의해 착용 가능한 안경세트를 포함하는 것인, 기구.
  9. 표면 모드 장치(SMD)와 함께 시트 편광기를 사용하여 원편광된 광을 생성하도록 구성된, 표면 모드 장치(SMD)와;
    프로젝션 스크린 바인더 재료를 포함하는 프로젝션 스크린과;
    사용자에 의해 착용 가능하고, 상기 프로젝션 스크린 상으로 상기 SMD를 이용하여 투사되는 이미지를 감상하기 위해 사용 가능한 적어도 하나의 검광기를 포함하는 선택 장치 안경류
    를 포함하는 프로젝션 시스템으로서, 실질적으로 각각의 검광기의 파장으로 상기 SMD를 동조하여, 상기 프로젝션 스크린 바인더 재료에 의해 생성된 복굴절에 기인하는 위상 천이를 정정하는 것을 가능하게 하는 정상 상태 모드로 상기 SMD가 동작하도록 구성되는 것인, 프로젝션 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 SMD는
    2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트와;
    상기 2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트 사이에 위치된 투과 전도체의 2개의 코팅과;
    상기 투과 전도체의 2개의 코팅 사이에 위치된 2개의 폴리아미드 레이어(polyamide layer)와;
    상기 2개의 폴리아미드 레이어 사이에 위치된 액정 재료막
    을 포함하는 것인, 프로젝션 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 투과 전도체는 인듐주석산화물(ITO; indium tin oxide)을 포함하는 것인, 프로젝션 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 폴리아미드 레이어는 제조 프로세스에서 러빙(rubbing)되는 것인, 프로젝션 시스템.
  13. 제0항에 있어서, 상기 액정 재료막은 전기장에서 이들을 정렬하는 다수의 다이폴들을 포함하는 것인, 프로젝션 시스템.
  14. 복수의 프로젝터와;
    적어도 하나의 프로젝터로부터 광에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 시트 편광기와;
    상기 시트 편광기에 대해 미리 정의된 각으로 향하고, 정상 상태로 동작하며, 상기 적어도 하나의 시트 편광기로부터 투사된 이미지를 수신하고 원편광된 광에너지를 전송하도록 구성된 적어도 하나의 변조기와;
    상기 적어도 하나의 변조기로부터 원편광된 광에너지를 수신하도록 구성된 스크린
    을 포함하는 디스플레이 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 검광기를 포함하는 적어도 하나의 선택 장치를 더 포함하고, 상기 디스플레이 시스템은 상기 선택 장치에 있는 상기 검광기와 연관된 파장 으로 동조되는 것인, 디스플레이 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 변조기는,
    2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트와;
    상기 2개의 실질적으로 평행한 비교적 깨끗한 플레이트 사이에 위치된 투과 전도체의 2개의 코팅과;
    상기 투과 전도체의 2개의 코팅 사이에 위치된 2개의 폴리아미드 레이어(polyamide layer)와;
    상기 2개의 폴리아미드 레이어 사이에 위치된 액정 재료막
    을 포함하는 것인, 디스플레이 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로젝터는 프레임 분배를 수행하도록 구성된 디지털 프로젝터를 포함하는 것인, 디스플레이 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 미리 정의된 각은 대략 45도인 것인, 디스플레이 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 적어도 하나의 프로젝터와 적어도 하나의 변조기 사이에 위치된 적어도 하나의 광학 장치를 더 포함하는, 디스플레이 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광학 장치는 프리즘을 포함하는 것인, 디스플레이 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 상기 광학 장치는 렌즈를 포함하는 것인, 디스플레이 시스템.
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