KR20120036335A - 3차원 투사 시스템 - Google Patents

Abstract

투사형 입체 디스플레이 시스템(및 대응하는 방법론)이 제공된다. 시스템은 광원, 두개 이상의 투사 챔버들, 및 스위치를 포함한다. 스위치는 복수의 광 빔들을 수신하고, 상기 빔들을 미리 결정된 순차적인 순서로 각각의 투사 챔버로 변환한다. 투사 챔버는 제1 수신 표면상에 제1 이미지를 투사하고, 제1 수신 표면과 평행한 제2 수신 표면상에 제2 이미지를 도시하여 뷰어는 제1 이미지 및 제2 이미지를 동시에 관찰하게 되고, 그리하여 입체 효과들을 수립한다.

Description

3차원 투사 시스템{3D PROJECTION SYSTEM}

일반적으로, 투사형의 디스플레이 또는 비디오 프로젝터는 투사 스크린 또는 다른 표면(예컨대, 벽) 상에 비디오 신호에 대응하는 이미지를 디스플레이한다. 투사형 디스플레이 장치들의 주요한 특성들 중 하나는 CRT(cathode-ray tube) 또는 LCD(liquid crystal display)와 같은 다른 디스플레이들에 의해 생성된 이미지들보다 사이즈 측면에서 더 큰 이미지들을 디스플레이할 수 있는 그들의 능력이다. 투사형 디스플레이 장치들은 투사될 수 있는 이미지에 비하여 상대적으로 작은 사이즈를 갖는다.

전통적으로, 이러한 비디오 투사 장치들은 비즈니스 프리젠테이션, 교실 교육, 홈 씨어터, 등을 위해 사용된다. 예를 들어, 투사 장치들은 많은 학교 및 기관들에서 학생들을 가르치는 강의 과정 동안에 인터랙티브 화이트보드(interactive whiteboard)상에 투사를 위해 사용된다.

현재 대부분의 투사 장치들은 수동 제어들의 방법으로 왜곡, 초점 및 다른 불일치를 보정할 수 있다. 그러나, 지금까지, 종래의 투사형 디스플레이 장치들은 장치당 하나의 비디오 출력, 또는 큰 이미지에 대한 휴대성의 부족과 같은 고정된 CRT/LCD 전통적인 사고방식으로 디자인되어 왔다.

도 1은 본 발명의 양상들에 따른 입체 이미지들을 투사하는 시스템의 예시적인 블록도를 도시한다.
도 2는 본 실시예들 중 하나에 따른 투사형 입체 투사 디스플레이 장치를 보여준다.
도 3은 전방 및 후방 수신 표면들 상에 두 개의 비디오 이미지들을 투영하는 디스플레이 장치의 예시적인 평면도를 보여준다.
도 4는 실시예들 중 하나에 따른 광원으로부터 각각의 투사 출력으로의 광 경로를 도시하는 예시적인 개략적 차트를 보여준다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 베이스 내에서의 개략적인 컴포넌트들의 단순화된 평면도를 보여준다.
도 6 내지 도 7은 일부 실시예들에 따른 광원 구성의 단순화된 전방 및 후방 사시도(perspective view)를 도시한다.
도 8은 양상들에 따라 레이저들에서 출력되는 빛이 광섬유 케이블링에 제공될 수 있음을 보여준다.
도 9는 양상들에 따라 내부의 컴포넌트들을 보여주기 위해 두 위치의 인터페이스들 및 하부 투사 챔버들이 절개(cutaway)된 디스플레이 장치의 정면도를 보여준다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 전방 및 후방 수신 표면들의 예시적인 구성도를 보여준다.
도 11은 일 양상에서 카메라에 의해 사진촬영될(photographed) 오브젝트들을 도시한 사시도이다.
도 12는 일 양상에서 다른 카메라들에 의해 촬영된(filmed) 제1 및 제2 이미지들을 보여준다.
도 13은 본 실시예들 중 하나에 따른 투사형 입체 디스플레이 시스템의 사시도를 보여준다.
도 14는 본 실시예들 중 하나에 따른 투사형 입체 디스플레이 시스템의 또다른 사시도를 보여준다.
도 15는 일 양상에서 하나의 비디오 스트림 입력을 가질 때 단순화된 프로젝터의 개략적인 차트를 보여준다.
도 16은 일 양상에서 제1 비디오 데이터 및 제2 비디오 데이터에서 가질 때, 또다른 단순화된 프로젝터의 개략적인 차트를 보여준다.
도 17A 내지 도 17C는 일부 실시예들에 따라 프로젝터에 입력되는 다양한 비디오 데이터를 보여준다.
도 18은 투사형 입체 디스플레이 시스템의 예시적인 배치을 보여준다.
도 19는 투사형 입체 디스플레이 시스템의 예시적인 배치을 보여준다.
도 20은 일 실시예에 따라 모션 시차를 상호 반응적으로 이용하는 디스플레이 시스템의 예시적인 블록도를 보여준다.
도 21A 및 도 21B는 본 실시예들 중 하나에 따라 입체 뷰(view)를 위한 모션 시차를 도시한다.

본 발명은 이제 도면들을 참조하여 설명되며, 유사한 참조 번호들은 명세서 전반을 통해 유사한 엘리먼트들을 지칭하는데 사용된다. 다음의 서술에서, 설명의 목적들을 위해, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 제시된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 세부사항들 없이도 실행될 수 있음이 명백할 수 있다. 다른 예시들에서, 공지된 구조들 및 장치들이 본 발명을 설명하는 것을 용이하게 하기 위하여 블록도 형태로 도시된다.

본 출원에서 사용될 때, "컴포넌트", "모듈", "유닛" 및 "시스템" 등의 용어는 컴퓨터-관련 엔티티(entity), 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 결합, 소프트웨어, 및 실행중인 소프트웨어를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니지만, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행하는 프로세스, 프로세서, 오브젝트, 실행 가능 파일, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있다. 예시적으로, 서버상에서 구동하는 애플리케이션 및 서버, 모두가 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들이 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주(reside)할 수 있으며, 그리고 컴포넌트가 하나의 컴퓨터에 국부화 및/또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분산화될 수 있다.

여기서 사용될 때, 용어 "추론하다." 또는 "추론"은 일반적으로 시스템, 환경, 및/또는 사용자의 상태들을 이벤트들 및/또는 데이터들을 통해 캡쳐된 한 세트의 관찰들로부터 추론하거나 또는 판단하는 프로세스를 지칭한다. 추론은 특정 콘텍스트 또는 행위를 확인하는데에 이용될 수 있거나, 또는 예를 들어 상태들에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 추론은 확률적－즉, 데이터 및 이벤트들의 고찰에 기초한 관심 상태들에 대한 확률 분포의 계산－일 수 있다. 추론은 또한 한 세트의 이벤트들 및/또는 데이터로부터 더 높은 레벨의 이벤트들을 구성하기 위해 사용되는 기술들을 지칭할 수 있다. 이러한 추론은 한 세트의 관찰된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터, 이벤트들이 근접한 시간적 근접성으로 상호 연관되어 있는지 여부, 및 이벤트들 및 데이터가 하나 또는 여러 이벤트와 데이터 소스들로부터 온 것인지 여부로부터, 새로운 이벤트들 또는 행위들을 구성하는 결과를 가져온다.

먼저, 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 양상들에 따른 투사형 입체 디스플레이를 용이하게 하는 시스템(100)을 도시한다. 일반적으로, 시스템(100)은 투사형 디스플레이 장치로 다수의 표면들 상에 다수의 이미지들을 투사하여, 세 개의 3-차원(3D) 및 입체 효과를 생성할 수 있는 3-차원 투사 관리 시스템(101)을 이용한다. 이해될 수 있는 것처럼, 본 발명은 가상 현실 시나리오들, 비디오 게임 환경들, 엔터테인먼트 환경들, 또는 기타 등등을 포함하는 다양한 시나리오들로 이용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

양상들에서, 3-차원 투사 관리 시스템(101)은 함께 3-차원 비디오의 렌더링을 용이 및 준비하는 오브젝트 인식 컴포넌트(103) 및 이미지 적층 컴포넌트(105)를 포함한다. 아래에 더욱 상세히 기술될 것과 같이, 오브젝트 인식 컴포넌트(103)는 데이터를 분석할 수 있어, 그리하여 오브젝트들 및 데이터에 의해 표현된 오브젝트 각각의 원근들을 설정할 수 있다. 이미지 적층 컴포넌트(105)는 어디서 및 어떻게 오브젝트가 디스플레이 될 수 있는지 설정한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 투사 표면들(109)은 오브젝트들을 차원적으로(dimensionally) 투사하기 위해 이용될 수 있다. 이해될 수 있는 것처럼, 복수의 표면들(109) 상에 복수의 이미지들을 디스플레이함에 의하여, 3차원 또는 입체 효과를 수립하는 것이 가능하다. 각각의 이미지가 2-차원(이하, 2D) 이미지를 포함하고, 두 개의 투사 수신 표면들이 투사 이미지들에 대해 수직인 거리 D만큼 분리되어 있으므로 3-차원 효과가 얻어지며, 그리하여 복수의 디스플레이들에 세 번째 차원을 허가한다. 두 개의 이미지 위의 이미지 오브젝트들은 그 후 2D에서의 이미지 내에서 이동 및/또는 3D에서의 이미지들 사이에서 이동할 수 있다.

또한, 이미지들 사이의 거리는 시차의 지각(perception)을 가능케 한다. 시차는 보이는 범위의 다른 두 개의 라인들을 따라 보이는 오브젝트의 방향 차이 또는 분명한 변위이고, 그리고 그 두 개의 라인들 사이의 경사의 각도 또는 반-각도에 의해 측정된다. 다른 위치들로부터 관찰될 때, 인근의 오브젝트들은 더 멀리 떨어진 오브젝트들보다 더 큰 시차를 갖고, 그러므로 시차는 거리들을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 인간의 지각 특성은 또한 모션 시차(motion parallax)라고 하는데, 그 이유는 뷰어가 이동함에 따라 뷰어에 더 가까운 오브젝트들은 먼 곳에 있는 오브젝트보다 더 멀리 시야를 가로질러 이동하므로, 모션 시차는 깊이 지각을 뷰어(viewer)에게 제공하기 때문이다. 시차는 사람이 3-차원(3D) 공간을 인식하는데에 중요한 컴포넌트이다. 시스템(100)에서 시차를 제공하는 것은 뷰어에게 풍부한 경험을 제공하고, 컨텐츠 제공자들로 하여금 뷰어에게 실제의 3D 컨텐츠 및 지각을 줄 수 있는 능력을 제공한다.

비디오 게임들과 같은 그래픽 애플리케이션들에서, 플레이어/커서(cursor)가 이동하는 때 다른 속도들로 스크롤되는(scrolled) 독립적인 레이어들을 지원하는 소프트웨어 및/또는 하드웨어에 의해서, 장면은 독립적인 레이어로 구성될 수 있다. 이것은 일부 레이어들이 다른 레이어들보다 더 멀리 떨어져 나타나게 하고, 깊이의 환상(illusion)을 창조하는 데 유용하다. 예를 들면, 사용자의 시점이 옆으로 이동함에 따라 시차에서 다수의 레이어들의 결과는, 멀리 떨어진 오브젝트들(더 먼 레이어들)이 카메라에 가까운 오브젝트들(레이어들에 더 가까운)보다 더 천천히 이동하는 것처럼 보인다.

도 2는 본 실시예들 중 하나에 따른 투사형 입체 디스플레이 장치(10)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(10)는 베이스(12), 각각 챔버들(14)로부터 빛을 출력하는 광원들(112)을 갖는 복수의 투사 챔버들(14), 및 다수의 위치(positional) 인터페이스들(16)(예컨대, 복수의 투사 챔버(14)들을 위치시키기 위한 기계적인 수단)을 포함한다. 투사형 입체 디스플레이 장치(10)는 둘 이상의 수신 표면들 상에 적어도 2개의 비디오 이미지들을 투사하고 만들어 낼 수 있다. 도 3은 두 개의 수신 표면들(13, 15) 상에 두 개의 비디오 이미지들을 투영하는(cast) 디스플레이 장치(10)의 예시적인 평면도를 보여준다. 투사형 입체 디스플레이 장치(10)는 가까운 이미지 및 먼 이미지를 분리하여 디스플레이함에 의해 입체 시각 효과를 만든다. 두 개의 수신 표면들 사이의 거리는 두 개의 이미지들 사이의 물리적인 거리를 만든다. 이 예에서, 수신 표면들(13, 15)은 비디오 이미지들 중 단지 하나만 수신하도록 설계되어, 수신 표면들 앞에 위치된 뷰어는 동시에 적층된(layered) 이미지들을 볼 수 있다. 적층된 이미지들은 입체 디스플레이를 제공하기 위하여 전방 및 후방 수신 표면들(13, 15) 상의 시각적인 표현들 사이의 실제 물리적인 분리를 제공한다.

다수의 기술들이 장치(10)로부터 투사된 이미지들의 수신 표면 선택도(selectivity)를 달성하기 위해 고려된다. 일 실시예에서, 전방 수신 표면(13)은 제1 편광을 이용한 제1 이미지가 제1 편광 필름상에 형성되도록 하는 제1 편광 필름을 포함한다. 유사하게, 후방 수신 표면(15)은 제1 수신 평면을 통과하여 전송된 제2 편광을 이용한 제2 이미지가 제2 편광 필름상에 형성되도록 허용하는 제2 편광 필름을 포함한다. 두 개의 투사 챔버들의 다른 투영 각도들에 대응하는 다른 각도로 들어오는 빛을 선별하는, 각각의 수신 표면상의 렌티큘러 렌즈(lenticular lens)와 같은 다른 수신 표면 선택도 메커니즘들은, 사용에 적합하다. 투사형 입체 디스플레이 장치(10)의 다른 광학 구조들 및 메커니즘들이 후속 단락들에서 상세하게 설명될 것이다.

베이스(12)는 디스플레이 장치(10)의 위치를 유지하도록 구성된다(예컨대, 정지된 오브젝트와 관련하여). 일 실시예에서, 베이스(12)는 디스플레이 장치(10)로 하여금 테이블 또는 책상과 같은 평평한 표면상에 받쳐지도록 허용하는 상대적으로 평평한 바닥을 포함한다. 하나 이상의 높은 마찰 패드는 평평한 표면과 정적인 마찰을 증가시키기 위해 베이스(12)의 바닥 벽에 접착할 수 있다. 베이스(12)는 역시 디스플레이 장치(10)를 위한 기능적인 액세서리의 모듈형의 부착을 허용하는 수신 슬롯(slot)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬롯은 베이스(12)를 정적인 오브젝트 위에 클램핑(clamping) 하기 위한 스프링-파워의 클립을 포함하는 클립 부착을 수신할 수 있다. 이것은 베이스 및 디스플레이 장치(10)가 예를 들어, 벨트들 또는 스트랩들과 같은 액세서리들 또는 개인적인 의류 및 칸막이들과 책 선반들의 수직인 벽들과 같은 평평하지 않은 또는 수평이지 않은 표면들 위에 장착되는 것을 허용한다. 베이스(12)는, 베이스(12)의 바닥면 상에 기능적인 액세서리들의 수용을 허용하기 위하여, 바닥 측 상에 동일한 치수를 갖는(dimensioned the same) 또 다른 슬롯을 포함할 수 있다.

하우징(housing)은 베이스(12) 내의 내부 컴포넌트들을 보호할 수 있고, 베이스(12) 밖의 치수들을 규정할 수 있고, 그리고 내부 광원 챔버의 치수를 규정할 수 있다. 도시된 바와 같이, 하우징은 실질적으로 직사각형일 수 있고, 네 개의 측벽들을 포함할 수 있다. 하우징의 하나 이상의 벽들은 또한 내부 챔버 및 하우징 외부 환경과의 사이에 공기 흐름을 허용하는 공기 구멍들(air vents)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하우징은 도 2에 도시된 것보다 더 둥근(rounded) 또는 윤곽진(contoured) 모양을 포함할 수 있고, 직사각형 모양 또는 직교하는 벽들을 반드시 포함하지는 않는다. 그래서, 임의의 모양, 다각형 또는 불규칙적인 것(irregular)도 하우징을 위해 구현될 수 있다.

투사 챔버(14)는 수신된 광 및 수신된 비디오 데이터에 기초하여 이미지들의 생성에 책임이 있는 컴포넌트들 및 그러한 이미지들의 투사에 책임이 있는 컴포넌트들을 포함한다. 투사 챔버(14)는 투사 챔버 하우징(32), 광학 변조 장치(예컨대, 투사 챔버 하우징(32) 내의, 도 2에 미도시), 및 출력 투사 렌즈 시스템(예컨대, 투사 챔버 하우징(32) 내의, 도 2에 미도시)을 포함한다. 광학 변조 장치는 광학 변조 장치에 제공된 비디오 신호에 포함된 비디오 데이터에 따라서, 베이스(12)의 광원에 의해 생성된 빛을 선택적으로 전송하고, 그리고 이는 도 5에 대하여 더 상세하게 설명될 것이다. 투사 렌즈 시스템은 투사 경로를 따라 광학 변조 장치에 의해 전송된 빛을 출력하고, 이는 또한 도 5에 대하여 더 상세하게 설명될 것이다.

동작 중에서, 베이스(12) 내의 광원은 투사 챔버(14) 내의 광학 변조 장치로 제공되는 빛을 발광 플럭스(luminous flux)로 생성한다. 일 실시예에서, 하나 이상의 광섬유들은 베이스(12) 내의 광원으로부터 투사 챔버(14) 내의 광학 변조 장치로 빛을 전송한다. 광학 변조 장치는 투사된 이미지에 대응하는 신호 내의 비디오 데이터에 따라 빛을 선택적으로 전송한다. 투사 렌즈 시스템은 광학 변조 장치에 의해 형성된 이미지를 확대 및 투사한다. 이미지는 스플레이(splay) 각도로 투영(cast)되어 이미지는 수신 표면(13, 15)으로의 거리가 증가함에 따라 확대된다.

다시 도 2를 참조하면, 투사 챔버(14)는 투사 챔버(14)의 내부 컴포넌트들을 보호하고, 투사 챔버(14)의 바깥 및 안쪽 치수들(dimension)을 규정하는 투사 챔버 하우징(32)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 투사 챔버 하우징(32)은 그것의 바닥 측 상에 부가된 수신 인터페이스를 제외하면, 거의 원통형이다. 투사 챔버 하우징(32)은 출력 투사 경로와 거의 동일 선상인 원통형 축을 가진다. 투사 렌즈 시스템의 출력 광학 투사 렌즈는 투사 챔버의 전방 단부(forward end)를 형성 및 밀봉(seal)한다. 특정의 제한되지 않는 실시예에서, 원통형 투사 챔버 하우징(32)의 평균 지름은 상대적으로 출력 광학 투사 렌즈의 지름의 10퍼센트 이내이다.

또 다른 제한되지 않는 실시예에서, 투사 챔버 하우징(32)은 약간씩 차츰 작아져(taper) 전방 단부는 후방 단부보다 약간 더 커서, 결과적으로 약간 원추형 형상이 되고, 거기서 출력 광학 투사 렌즈는 더 큰 단부와 결합된다.

투사 챔버(14)의 형상과 디자인은 변할 수 있다. 예를 들어, 투사 챔버(14)의 전방 단부는 원형의 출력 렌즈를 수용하기 위해 둥글게 될 수 있고, 반면에 후방 단부는 직사각형 광학 변조 장치를 수용하기 위해 각지게 되고, 직사각형 하우징에 의해 국부적으로 더 포함된 지원(support) 컴포넌트들과 연관된다. 투사 챔버 하우징(32)은 도 8에 대하여 더 자세하게 설명되는 바와 같이 내부 챔버를 규정한다. 투사 챔버 하우징(32)은 투사 챔버(14)와 내부 컴포넌트 보호의 구조적인 강성을 위한 적당히 강성인 물질을 포함한다. 경량이고 딱딱한 플라스틱 또는 알루미늄이 몇몇 실시예들에 적합하다.

수신 인터페이스는 투사 챔버(14)의 하단 측에 배치되고, 투사 챔버(14)와 위치(positional) 인터페이스(16) 사이의 결합을 허용한다. 수신 인터페이스는 또한 투사 챔버(14) 내에 완전히 들어맞지 않는 디스플레이 장치 컴포넌트들 또는 투사 챔버(14) 바깥쪽에 공간 배치들을 요구하는 컴포넌트들의 보호 및 봉쇄를 허용한다. 일 실시예에서, 수신 인터페이스 하우징은 투사 챔버 하우징(32)처럼 동일한 물질을 포함하고 투사 챔버 하우징(32)에 의해 제공된 내부 투사 챔버를 확장시킨다.

위치 인터페이스(16)는 투사 챔버(14)로 하여금 베이스(12)와 관련하여 이동되도록 허용하고, 투사 챔버(14)로 하여금 이동 후에 베이스(12)와 관련된 일정 위치를 유지하도록 허용한다. 따라서, 위치 인터페이스(16)는 사용자로 하여금 투사 챔버(14)를 가리키도록(point), 그리고 디스플레이 장치(10)에 의해 투사된 출력 이미지의 위치를 쉽게 조작하도록 허용한다. 일 실시예에서, 위치 인터페이스(16)는 투사 챔버(14) 및 베이스(12) 사이의 상대적인 회전 움직임을 허용하는 볼(ball) 및 소켓의 조합을 포함한다. 다른 실시예에서, 위치 인터페이스(16)는 사용자가 투사 챔버(14)를 위한 원하는 방향 및 위치를 달성하기 위해 배관을 구부릴 수 있도록 충분히 유연한(compliant), 반면에 투사 챔버(14)의 위치를 고정하기 위하여 충분히 단단한(rigid) 골이진(corrugated) 금속 배관(tubing)을 포함한다.

위치 인터페이스(16)는 베이스(12) 및 투사 챔버(14)에 결합한다. 도 2에 도시된 실시예에 대하여, 위치 인터페이스(16)는 투사 챔버 하우징(32)에 부착된 상방 단부(upper end) 및 베이스(12)의 하우징에 결합 또는 부착하는 하방 단부(lower end)을 포함한다. 보다 상세하게는, 수신 인터페이스의 투사 챔버 하우징(32) 부분은 위치 인터페이스(16)의 상방 단부에의 부착을 허용하는 반면에, 하우징의 윗벽의 중심 부분은 위치 인터페이스(16)의 하방 단부에의 부착을 허용한다. 도시된 바와 같이, 위치 인터페이스(16)는 투사 챔버(14)의 후방 단부와 출력 광학 프로젝션 렌즈를 포함하는 전방 단부 사이의 위치에서 투사 챔버 하우징(32)에 결합된다.

일 실시예에서, 위치 인터페이스(16)의 상방 단부는 베이스(12) 상에 전송된 기계적인 모멘트들을 최소화하기 위해 투사 챔버(14)의 무게 중심에 비교적 가까운 위치에서 결합한다(예컨대, 베이스(12) 무게 중심으로부터 투사 챔버(14)의 무게 중심의 이동으로 인한 것들). 또 다른 실시예에서, 베이스(12)는 위치 인터페이스(16)로 하여금 접히거나(folded) 또는 윗벽에 아래로 빠지도록 허용하는 윗벽의 리세스된(recessed) 홈(groove)을 포함하고, 이것에 의해 사용하지 않는 동안 디스플레이 장치(10)의 프로파일을 감소시킨다.

도 4는 본 실시예들 중 하나에 따라서, 베이스(12) 내에 구성된(도 2) 광원(64)으로부터 각각의 투사 챔버(14)로의 광 경로를 도시한 예시적인 개략적 차트를 도시한다. 광원(64)은 적색 레이저 세트(961), 녹색 레이저 세트(962) 및 청색 레이저 세트(963)와 같은 복수의 레이저 세트들을 포함하고, 적색 레이저 빔, 녹색 레이저 빔, 및 청색 레이저 빔과 같은 서로 다른 컬러들의 복수의 레이저 빔들을 생성한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광원(64)은 또한 적색 레이저 세트(961), 녹색 레이저 세트(962) 및 청색 레이저 세트(963) 각각으로부터 적색 레이저 빔, 녹색 레이저 빔, 및 청색 레이저 빔을 수신하는 스위치(8)를 포함한다. 레이저를 이용하여 여기에 설명된 실시예들 모두는 또한 발광 다이오드들(LEDs), 또는 반대로, 또는 레이저들 및 발광 다이오드들의 조합으로 구현될 수 있다.

각각의 투사 챔버들(14)은 광학 변조 장치(102)(예컨대, 102a 및 102b) 및 투사 렌즈 시스템(112)을 포함한다. 광학 변조 장치(102)는 비디오 데이터의 수신에 따라서 광원(64)에 의해 생성된 빛을 선택적으로 전송하도록 구성된다. 투사 렌즈 시스템(112)은 출력들 A 및 B에 의해 반사된 미리 결정된 투사 경로들을 따라 광학 변조 장치(102)에 의해 전송된 빛을 출력하도록 구성된다.

스위치(8)는 적색 레이저 빔, 녹색 레이저 빔, 및 청색 레이저 빔의 방향을 두 개의 투사 챔버들(14) 각각으로 미리 결정된 순차적인 순서에 따라 바꿀 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 제1 시간 프레임, 제2 시간 프레임, 및 제3 시간 프레임에 각각 대응하는 세 개의 모드들이 있다.

제1 모드- 제1 시간 프레임 동안에, 적색 레이저 빔이 스위치(8)로부터 광학 변조 장치(102a)로 전송되고; 녹색 레이저 빔이 스위치(8)로부터 광학 변조 장치(102b)로 전송된다.

제2 모드- 제2 시간 프레임 동안에, 녹색 레이저 빔이 스위치(8)로부터 광학 변조 장치(102a)로 전송되고; 청색 레이저 빔이 스위치(8)로부터 광학 변조 장치(102b)로 전송된다.

제3 모드- 제3 시간 프레임 동안에, 청색 레이저 빔이 스위치(8)로부터 광학 변조 장치(102a)로 전송되고; 적색 레이저 빔이 스위치(8)로부터 광학 변조 장치(102b)로 전송된다.

제1 시간 프레임, 제2 시간 프레임, 및 제3 시간 프레임의 지속시간은 일 실시예에서 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 모드, 제2 모드, 및 제3 모드는 광원(64)에서 균등하게 교대로 적용된다. 일부 다른 실시예들에서, 제1 시간 프레임, 제2 시간 프레임, 및 제3 시간 프레임의 지속시간은 시스템 요구사항에 따라 서로 다를 수 있다. 이러한 지속 시간을 향한 조정은 디스플레이 장치(10)의 색상 제어 방법으로서 사용될 수 있다.

도 5는 일부 실시예들에 따라 베이스(12) 내의 개략적인 컴포넌트들의 단순화된 평면도를 보여준다. 광원 챔버(65)는 베이스(12)의 내부 벽들(22a 내지 22f)에 의한 형상 및 볼륨에서 규정된다. 광원 챔버(65)는 팬들(62a, 62b), 광원(64), 파워 서플라이(66), 광섬유 인터페이스(70), 광섬유 케이블(72), 입력/출력 회로(74), 제어 회로(76), 및 입력/출력 인터페이스(78)를 포함한다.

일 실시예에서, 베이스(12)는 디스플레이 장치(10)의 밸런스(balance)를 유지하도록 구성되거나 디자인된다. 이 경우에, 베이스(12)가 평평한 표면상에 받쳐지는 동안 베이스(12)에 관련한 투사 챔버(14)의 임의의 위치에 대한 밸런스를 유지하기 위해 디자인될 수 있다. 따라서, 베이스(12) 내의 컴포넌트들이 배열되고, 위치되어 그들은 베이스(12)의 풋프린트(footprint)에 대한 기하학적인 중심에 상대적으로 가까운 무게 중심(center of mass)(23)을 점증적으로(cumulatively) 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스(12) 내의 전형적으로 가장 무거운 컴포넌트들인 광원(64) 및 파워 서플라이(66)는 일차원에서 풋프린트에 비교적으로 중심에, 그리고 다른 차원에서, 무게 중심(23)의 반대 측면들 상에 배치된다. 특정 실시예에서, 베이스(12) 내의 컴포넌트들은 무게 중심(23)에 대한 모멘트들을 실질적으로 밸런스 하기 위해 그들의 무게에 따라서 배열된다. 각각의 컴포넌트의 정확한 위치는 컴포넌트들 및 베이스(12) 레이아웃(layout)의 타입 및 수에 의존할 것이다. 부가적으로, 하우징(20)은, 베이스(12)에 대한 무게 중심(23)으로부터 떨어진 투사 챔버(14)의 다양한 위치 및 방향에 의해 생성되는 모멘트들을 밸런스 하기 위해 충분히 넓은 풋프린트를 제공하도록 사이즈가 조정될 수 있다.

팬들(62a, 62b)은 광원 챔버(65)내의 컴포넌트들을 냉각하기 위해 광원 챔버(65)를 통해 공기를 이동한다. 일 실시예에서, 팬들(62a, 62b)은 베이스(12)의 일 측 상의 유입구 공기 구멍들(24a)을 통해 외부 공기를 광원 챔버로 인출하고(draw), 공기가 하우징(20)의 벽들 및 베이스(12)의 내부 컴포넌트들을 냉각한 후 배출구 공기 구멍들(24b)을 통해 광원 챔버 밖으로 가열된 공기를 배출한다. 팬들(62a, 62b), 유입구 공기 구멍들(24a), 및 배출구 공기 구멍들(24b)의 위치는 광원 챔버(65)내의 내부 컴포넌트들의 위치에 따라 변할 것이다. 특히, 팬들(62a, 62b) 위치, 및 광원 챔버(65)내 팬들(62)에 의해 영향받는 공기 흐름 패턴들은 베이스(12) 내 컴포넌트들의 열 생성 기여들 및 개별적인 온도 규정 요구들에 따라 디자인된다. 광원(64) 및 파워 서플라이(66)는 베이스(12) 내에서 열의 가장 큰 부분을 생성하고, 반면에 제어 회로(76) 및 입력/출력 회로(74)는 더 엄격한 온도 규정을 필요로 한다.

상응하게, 유입구 공기 구멍들(24a)을 통하여 지나가는 유입구 공기(69)는 처음에 상대적으로 공기가 차가울 동안에, 제어 회로(76) 및 입력/출력 회로(74)를 통과하고, 그리고 냉각시키며, 그 후 파워 서플라이(66) 및 광원(64)을 가로질러 통과하고, 그리고 결과적으로 배출구 공기 구멍들(24b)을 통해 밖으로 나간다. 배출된 공기는 또한 팬들(62a, 62b)을 각각 회전시키는 또한 팬 모터들(63a, 63b)을 냉각시킬 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 팬들이 베이스(12)에 대한 더 낮은 프로파일을 허용하기 위해 사용된다. 사용된 팬들의 수 및 사이즈가 디스플레이 장치(10)내 열 생성 및 하나 이상의 열 소실 목표들을 유지하기 위해 바람직한 공기 흐름에 의존할 것이다. 광원 챔버(65)는 또한 원하는 대로 공기 흐름(airflow)을 지향(direct) 및 분배하기 위해 광원 챔버(65) 내에 하나 이상의 수직 또는 수평의 공기 흐름 가이드들(67)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광원(64)은 다이오드 레이저들을 제어 및 작동시키기 위해 하나 이상의 회로 기판들 및 하나 이상의 다이오드 레이저 어레이들을 포함한다. 이 경우에, 공기 흐름 가이드들(67)은 차가운 공기가 각각의 회로 기판의 표면들을 가로질러 향하도록 배열된다. 아래에 더 자세하게 설명될 것처럼, 팬들(62a, 62b)은 또한 투사 챔버(14)에 포함된 광학 변조 장치를 냉각시키기 위해 투사 챔버(14)로/로부터 위치 인터페이스(16)를 통해 공기를 흡입하는 데에 책임이 있을 수 있다.

도 6 및 도 7은 각각 일부 실시예들에 따른 광원 구성의 단순화된 전면 및 윗면 사시도들을 도시한다. 이 경우에, 광원 챔버(65)는 시준된(collimated) 빛을 생성하는 레이저들의 배열을 포함한다. 레이저는 예컨대, 다이오드 레이저들 및 다이오드 펌핑된 고체-상태(Diode Pumped Solid-State, DPSS) 레이저들을 포함할 수 있다. 다이오드 레이저에 의해 생성된 시준된 빛은 복사광과 다르며, 거의 동일한 출력 방향 및 현저하게 동상으로 출력된 빛에 의해 특징지워진다.

레이저들의 배열은 하나 이상의 적색 다이오드 레이저들(96a), 하나 이상의 녹색 다이오드 레이저들(96b), 및 하나 이상의 청색 다이오드 레이저들(96c)을 포함할 수 있다. 적색 레이저 세트(961)는 복수의 적색 다이오드 레이저들(96a)을 포함한다. 녹색 레이저 세트(962)는 복수의 녹색 다이오드 레이저들(96b)을 포함한다. 청색 레이저 세트(963)는 복수의 청색 다이오드 레이저들(96c)을 포함한다. 당업자가 인식할 것처럼, 각각의 색상에 대한 레이저들의 수와 파워는 디스플레이 장치(10)를 위해 출력되는 바람직한 빛의 세기 및 각각의 색상에 대한 뷰어의 광 민감도에 따라서 스케일링된다. 각각의 레이저 다이오드는 회로 기판(97)상에 설치되고(회로 기판(97)이 장착하고), 그리고 그 위에 설치된 각각의 레이저 다이오드에 대한 전기적인 제어를 제공한다. 다수의 레이저들은 광원(64)에 의해 점유되는 공간을 감소시키기 위해 단일 기판(97) 상에 장착될 수 있다. 단일의 색상을 위해 다수의 레이저들을 포함하는 것은 디스플레이 장치(10)의 출력 밝기(luminosity)가 각각의 색상에 대해 켜진 레이저들의 수에 따라 변하도록 허용하고, 그리고 레이저들에 의한 광 생성의 중복 제어를 허용한다. 따라서, 더 적은 빛의 세기가 요구된다면, 레이저들 중에서 하나 이상이 꺼질 수 있고, 개별적인 레이저들의 수명은 주기적인 셧-다운(shut-down)으로부터 이득을 보거나, 또는 디스플레이 장치(10)에 대한 전력 보존이 선호된다.

도 8을 참조하면, 일 실시예에서, 레이저들로부터 출력된 빛은 광섬유 케이블링(72)으로 제공된다. 광섬유 케이블링은 다수의 또는 공통의 광 경로들을 따라서 각각의 레이저로부터 광섬유 케이블링(72)의 출력단 및 광학 변조 장치(102) 사이의 광 경로를 따라 배치된 광중계 시스템들(106, 108)로 빛을 전송하는 하나 이상의 광섬유 케이블들을 포함한다.

도 7을 다시 참조하면, 각각의 케이블(72)은 적색 다이오드 레이저(96a), 녹색 다이오드 레이저(96b), 또는 청색 다이오드 레이저(96c)로부터 온 빛을 수신하는 유입구 단부(inlet end)(72a)를 갖고; 및 각각의 케이블(72)은 또한 광중계 시스템들(106, 108) 및 이후의 광학 변조 장치(102)로의 전송을 위한 레이저 빛을 배출하는 배출구 단부(outlet end)를 가진다. 광섬유 케이블링(72)이 구부러질 수 있고, 유연하게 위치될 수 있기 때문에, 광섬유 케이블링(72)은 레이저들과 광학 시스템들 사이의 상대적인 위치 및 방향에 무관하게, 유용하게(advantageously) 레이저들과 광중계 시스템들 사이의 광 전송을 허용한다. 예를 들면, 이것은 레이저들, 광중계 시스템들(106, 108) 및 프리즘(910)(도 9)의 유연한 배열을 허용하고, 유연한 배열은 베이스(12) 내의 공간 보존을 향상하기 위해, 베이스(12)의 풋프린트를 감소시키기 위해, 그리고 디스플레이 장치(10) 사이즈를 최소화시키기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 유연한 광섬유 케이블링(72)은 또한 위치 인터페이스(16)로 하여금 투사 챔버(14)에서 광학 변조 장치로의 빛의 제공을 타협하지 않고 움직이도록 허용한다.

케이블링(72) 내 광섬유 케이블들의 수는 디자인에 따라 변할 것이다. 다수의 광섬유 케이블들은 각각의 케이블이 하나 이상의 레이저에 서비스를 제공하는 디자인에서 이용될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 적색 다이오드 레이저(96a), 녹색 다이오드 레이저(96b), 또는 청색 다이오드 레이저(96c)로부터의 빛은 각각의 레이저에 전용인 광섬유 케이블로 먼저 전송되고; 및 그 뒤에 공통 광섬유 케이블(71)로 보내지고(routed) 전송된다(transmitted). 광섬유 케이블에 전용된(dedicated) 각각의 레이저는 따라서 개별적인 레이저로부터 레이저 빛을 수신하고, 정션(junction)(75)으로 빛을 전송한다. 일 실시예에서, 각각의 광섬유 케이블은 개별적인 레이저에 직접 부착한다. 예를 들면, 각각의 광섬유 케이블은 다이오드 레이저 하우징의 바깥면 상에 배치된 쓰레딩된(threaded) 인터페이스에 매칭하는 내부 쓰레딩된 인터페이스를 갖는 고정물(fixture)을 포함할 수 있다. Ocean Optics Inc. of Dunedin, FL로부터 이용가능한 것과 같은 상업적으로 이용가능한 광섬유 케이블들은 그러한 결합 및 정렬 고정물들을 이용하여 기준이 될 수 있다. 특정 실시예에서, 보통의 짧은 초점 거리 또는 GRIN 렌즈가 레이저로부터 섬유로의 빛 이행(transition) 및 각각의 케이블로 시준된 전송을 용이하게 하기 위해 각각의 케이블의 유입구 단부에 장착된다.

정션(75)은 광섬유 케이블들(72)로부터 수렴 광학계(converging optics)(77) 및 공통의 광섬유 케이블(71)로의 빛의 전송을 허가한다. 수렴 광학계(77)는 각각의 광섬유 케이블로부터 들어오는 빛을 공통의 광섬유 케이블(79)로 재조향(re-direct)하고, 및 빛을 재-시준된 렌즈(77b)에 향하도록 재조향하는 수렴 렌즈들(77a)을 포함하는데, 재-시준된 렌즈(77b)는 수렴 렌즈(77a)로부터 들어온 레이저 빛을 공통의 광섬유(79)로 시준 및 재조향한다. 비록 도시되지는 않았지만, 정션(75)은 또한 광섬유 케이블들 및 공통의 광섬유 케이블(79)을 고정하는(예컨대, 홀드 및 위치시키는) 적절히 치수 조정되어(dimensioned) 성형된 플라스틱과 같은, 강성의 구조를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 정션(75)은 수렴 렌즈(77a)에 직접적으로 케이블들을 접착하는 광학 접착제를 포함한다. 다른 특정 실시예는, 배출 단부(72b)에서, 광섬유 케이블들은 다수의 섬유들을 포함하는 더 큰 케이블로 병합된다. 섬유 리본-기반의 케이블들 및 라운드 튜브 내 원주로(circumferentially) 위치한 다수의 섬유들을 이용하는 케이블들과 같은 다수의 섬유 케이블들은 다양한 판매 회사로부터 상업적으로 이용가능하다.

다수의 광섬유 케이블 디자인들은 이용될 수 있고, 거기서 각각의 케이블이 원색을 전송한다. 예를 들어, 새 개의 광섬유 케이블들이 이용될 수 있고, 여기서 각각의 케이블은 광학 변조 장치들에 전용된 세 개의 주요 색상들으로의 세 개의 다른 광 경로들을 따라서 레이저들의 주요한 색상 세트로부터 빛을 전송한다.

도 5를 참조하면, 광 챔버(65)는 디스플레이 장치(10)를 위한 빛을 생성하기 위해 다른 광원의 배열들을 또한 이용할 수 있다. 일부 광원 배열들, 예를 들면, 복사 발광 다이오드들의 배열을 포함할 수 있다(예컨대, 복사, 비-레이저, 또는 비 시준된 광 생성에 의해 특징지워진). 다이오드 및 DPSS 레이저들과 유사하게, 복사 발광 다이오드들은 백색 광 램프보다 더 적은 파워를 소모하고, 더 적은 열을 생성하며, 또한 컬러 빛을 방출하여 컬러 휠(wheel) 없이 동작할 수 있다. 챔버(65)는 적색, 녹색, 및 청색 제어를 위해 이용되는 세 개의 액정 디스플레이(LCD) 밸브들과 같은 전용된 광학 변조 장치들을 채색하도록 광섬유 케이블들(72) 내의 전송을 위한 적색, 녹색, 및 청색 광을 분리하기 위해 백색광 생성 조립체내의 하나 이상의 이색성(dichroic) 거울들을 포함할 수 있다.

도 5를 계속 참조하면, 파워 서플라이(66)는 전력에 의존하는 디스플레이의 다른 컴포넌트들 및 광원(64)에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 따라서, 파워 서플라이(66)는 제어 회로(76) 및 입력/출력 회로(74), 팬들(62a, 62b), 파워 다이오드(80), 및 광학 변조 장치(102)(도 8)와 같은 투사 챔버(14) 내의 컴포넌트들에 전기적인 에너지를 공급한다. 파워 다이오드(80)는 외부 파워 스위치(82)와 전기 통신하고, 디스플레이 장치(10)가 켜지거나 또는 꺼진 것인지를 표시하기 위해 디스플레이 장치(10)가 켜질 때 발광한다. 일 실시예에서, AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 것은 많은 랩톱 컴퓨터의 파워 코드들과 공통되는 파워 코드 단부들 사이에 포함된 변압기에서 발생하고, 그리하여 파워 서플라이(66), 베이스(12) 및 디스플레이 장치(10)의 사이즈를 감소시키고, 그리고 디스플레이 장치(10)의 휴대성을 증가시킨다. 파워 서플라이(66) 내의 회로는 그 후 디스플레이 장치(10)의 특정 컴포넌트들을 위해 들어온 전력을 하나 이상의 DC 전압들로 변환할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 파워 서플라이(66)는 적어도 하나의 충전 가능한 배터리(66a)를 포함한다. 배터리(66a)는 디스플레이 장치(10)로 하여금 저장된 에너지로, AC 전력원에 대해 근접성에 의존하지 않고 동작하는 것을 허용하고, 디스플레이 장치(10)의 휴대성을 더욱 증가시킨다. 예를 들어, 베이스(12) 내에 배터리를 포함시키는 것은 자동차, 도서관, 커피 가게, 원격 환경 또는 AC 및 고정된 전력 콘센트들이 쉽게 이용가능하지 않거나 또는 닿지 않는 곳의 임의의 다른 세팅으로 사용을 확장시킨다.

적어도 하나의 광섬유 케이블(72)은 광원(64)으로부터 투사 챔버(14)의 광학 변조 장치(102) 및 광섬유 케이블(72)의 출구 단부 사이의 광 경로를 따라 배치된 광 중계기(도 8)로 빛을 전달한다. 장치(10) 구조와 관련하여, 광섬유 케이블(72)은 하나의 구획(compartment)에서 분리된 다른 구획으로 빛을 전송한다. (즉, 베이스(12)의 광원 챔버(65)로부터 투사 챔버(14)로) 광섬유 케이블들의 수는 디자인에 따라 변화할 것이다. 상술한 바와 같이, 다수의 광섬유 케이블들은 예컨대, 각각의 광섬유 케이블(72)이 하나 이상의 다이오드 레이저들에게 서비스를 제공하는 레이저 광 생성 디자인에 이용될 수 있다.

대안적으로, 각각의 광섬유 케이블(72)은 원색을 제공할 수 있다. 예를 들면, 하나의 광섬유 케이블은 연속적으로 제어된 적색, 녹색, 및 청색 광들을 전송하기 위해 사용될 수 있고, 적색, 녹색, 및 청색 광들은 다이오드 레이저 배열에 의해 생성되고, 단일 미러 기반의 광학 변조 장치로의 단일 광 경로를 따라서 전송된다. 세 개의 광섬유 케이블들은 세 개의 광섬유 케이블들로 적색, 녹색, 및 청색을 출력하는 레이저 어레이들로부터 각각이 원색의 변조에 전용인 세 개의 광학 변조 장치들로 빛을 전송하는 데에 이용될 수 있다.

광섬유 인터페이스(70)는 각각의 레이저로부터 광섬유 케이블링(72)으로의 빛의 전송을 용이하게 한다. 광섬유 인터페이스(70)는 광섬유 케이블링(72)에 포함된 각각의 광섬유 케이블에 대한 유입구 단부를 고정하고, 위치시키는 하나 이상의 고정물들을 포함할 수 있고, 그리하여 광원으로부터 출력된 빛은 광섬유 케이블로 전송된다. 광섬유 인터페이스(70)는 레이저들로부터 광섬유 케이블링(72)으로 빛을 지시하는 광학 소자(optics)를 또한 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단일 광섬유 케이블은 케이블링(72)에서 사용되고, 광섬유 인터페이스(70)는 케이블로 빛을 지시하기 위해 램프 또는 각각의 레이저의 출구와 단일 광섬유 케이블의 입구 사이에 배치되는 렌즈 시스템을 포함한다.

렌즈 시스템은 적어도 두 개의 렌즈들을 포함할 수 있는데, 두 개의 렌즈는 섬유 입구를 향하여 빛을 조향하는 제1 렌즈 및 케이블로 들어가는 빛을 시준하는 제2 렌즈이다. 레이저와 광섬유 케이블의 일대일 관계를 구현하는 또 다른 실시예에서, 광섬유 인터페이스(70)는 각각의 광섬유 케이블에 대한 유입구 단부를, 유입구 단부로부터 빛을 수신하기 위해 각각의 레이저 출구에 상대적으로 가깝게 유지한다. 이러한 경우 각각의 케이블은 그 유입구 단부에 케이블로의 빛의 캡쳐와 전송을 용이하게 하는 수렴 렌즈를 포함할 수 있다. 다른 일대일 디자인에서, 광섬유 케이블링(72)의 광섬유 케이블 각각은 고정물을 포함하는데, 고정물은 다른 오브젝트로의 부착을 허용한다. 예를 들어, Ocean Optics Inc. of Dunedin, FL와 같은 제조업자들로부터 이용가능한, 통상적으로 이용가능한 광섬유 케이블들은 레이저 하우징 상에 배치된 짝을 이루는 나사산(mating thread)에 광섬유 케이블의 고정 (fixing) 및 나사 고정(screwing)을 허용하는 나사산(thread)을 이용한 탈부착 가능한 고정물을 포함한다. 이 경우, 광섬유 인터페이스(70)는 각각의 케이블로부터 쓰레딩된 고정물 및 레이저 상의 짝을 이루는 나사산을 포함한다.

적색, 녹색, 및 청색 레이저들이 단일 광섬유 케이블을 따라 단일 광학 변조 장치에 유색광을 전송하는 단일 경로 실시예에서, 광섬유 인터페이스(70)는 제어 회로(76)에 의해 레이저들에게 제공된 시간 설정된 신호에 따라서 교대로, 각각의 유색 레이저로부터의 유색 광을 수신한다.

입력/출력 회로(74)는 제어 회로 및 하나 이상의 입력/출력 인터페이스들(78)(도 5) 사이의 인터페이스를 제공한다. 입력/출력 인터페이스들(78)은 디지털 컴퓨팅 장치로부터의 비디오 데이터를 포함하는 비디오 신호의 전송을 위한 케이블과 같은 적어도 하나의 케이블, 와이어 또는 커넥터에서 수신하도록 구성된다. 입력/출력 인터페이스들(78)과 함께 사용하기에 적합한 공통 포트들은 S 비디오 케이블, 6-핀 미니 DIN, VGA 15핀 HDDSUB female, 오디오 케이블, S-비디오 어댑터를 통한 컴포넌트 RCA, 컴포시트(composite) 비디오 RCA 케이블링, 직렬 통합 버스(USB) 케이블, 파이어와이어(fire wire) 등을 수신하는 포트들을 포함한다. 입력/출력 인터페이스들(78)은 또한 헤드폰 또는 스피커 시스템에 의해 이용되는 스피커들에 유선의 연결을 위한 오디오 출력 포트를 포함할 수 있다.

제어 회로(76)는 베이스(12) 내의 컴포넌트들에게 제어 신호들을 제공하고, 디스플레이 장치(10) 내의 적절한 컴포넌트들에게 입력/출력 회로(74)로부터 데이터를 전송한다. 따라서, 제어 회로(76)는 언제 광원(64)이 온(on)/오프(off)되는지를 결정하는 제어 신호들을 광원(64)에 제공한다. 부가적으로 회로(76)는 디스플레이 장치(10) 내의 컴포넌트들의 동작을 위한 명령들을 저장하는 메모리를 포함하고, 그리고 상기 메모리에 접근할 수 있다. 예를 들어, 회로(74)는 저장된 열 조절 명령들(heat regulation instructions)에 따라서 팬들(62)을 제어하기 위한 제어 신호들을 제공할 수 있다. 또한, 하나 이상의 센서들이 열 조절을 용이하게 하기 위해 베이스(12) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 온도 레벨들을 모니터링(monitor)하고, 제어 회로(76)에 의해 제어되는 것처럼 베이스(12) 내의 폐루프 온도 제어에 참여하기 위해서 회로(74, 76)에 근접하게 배치될 수 있다.

입력/출력 회로(74) 및 입력/출력 인터페이스(78)는 연대하여 디스플레이 장치(10)와 비디오 데이터를 수반하는 비디오 신호를 출력하는 장치 사이의 통신을 허용한다. 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터들, 랩톱 컴퓨터들, 개인용 휴대 단말기들(PDAs), 휴대 전화기들, 비디오 게임 콘솔들, 디지털 카메라들, 디지털 비디오 리코더들, DVD 플레이어들, 및 VCR들은 디스플레이 장치(10)에 비디오 데이터를 출력하기에 모두 적합할 수 있다. 제어 회로(76)에 제공된 비디오 데이터는 아날로그 또는 디지털 형식일 수 있다. 일부 경우들에서, 입력/출력 회로(74) 및 제어 회로(76)는 아날로그 비디오 신호들을, 액정디스플레이 "LCD" 장치 또는 디지털 마이크로 미러 "DVD" 장치와 같은 디스플레이 장치(10)에 포함된 광학 변조 장치의 디지털 제어를 위해 적합한 디지털 비디오 신호들로 변환한다. 따라서, 입력/출력 회로(74) 또는 제어 회로(76)는 또한 S-비디오 케이블링 또는 디지털 비디오 신호에 요구되는 프로세싱 로직과 같은 특정한 연결 타입들을 위한 로직 및 지원 소프트웨어를 포함할 수 있다. 제어 회로(76)는 디스플레이 장치(10)의 비디오 호환성을 향상시키고 입력되는 데이터 타입들의 변환을 용이하게 하는 메모리를 포함할 수 있고, 상기 메모리에 접근할 수 있다. 제어 회로(76)에 의해 접근되는 메모리 내의 저장된 변환 명령들을 가지는 적절한 비디오 형식들은 예를 들어 NTSC, PAL, SECAM, EDTV, 및 HDTV(1080i 및 720p RGBHV)를 포함할 수 있다.

광원(64)(도 5) 내에서 빛의 생성을 위하여 레이저들이 사용될 때, 제어 회로(76)는 하나 이상의 입력/출력 인터페이스(78) 및 입력/출력 회로(74)를 통한 신호에 포함된 비디오 데이터를 수신하고, 데이터를 컬러 프레임 시퀀셜 데이터(color frame sequential data)로 변환하고, 그리고 전송을 위해 프레임 시퀀셜 데이터를 광학 변조 장치(102)(도 8) 및 각각의 레이저(96)에 동기화시킨다. 하나의 광섬유가 시간 제어된 순차적인 순서로 적색, 녹색, 및 청색 빛을 전송하는 광학 변조 장치(102) 및 레이저들(96) 사이의 단일 경로 디자인에서, 이것은 광학 변조 장치(102)로 보내진 데이터의 타이밍과 레이저들(96)로 보내진 온-오프 명령들을 동기화하는 것을 포함한다.

도 8은 일부 본 실시예들에 따라, 원통 좌표를 따라서 투사 챔버(14)의 수직의 중간점(midpoint)을 통해, 도 2의 투사 챔버(14) 내의 컴포넌트들의 단순화된 측면도를 보여준다. 도 9는 내부의 컴포넌트들을 보여주기 위해 두 개의 위치 인터페이스들(916) 및 하방 투사 챔버가 절개된(cutaway) 두 개의 투사 헤드들을 갖는 디스플레이 장치(920)의 전면도를 보여준다. 투사 챔버(914)는 광학 변조 장치, 광섬유 인터페이스(904), 광중계 시스템(906, 908), 프리즘 구조(910), 투사 렌즈 시스템, 제어 및 파워 케이블링, 및 통풍구를 포함한다.

장치에 대하여 묘사된 어떠한 투사 헤드에 관하여서든, 광섬유 케이블링(972)은 광섬유 인터페이스(904)에 부착하고, 광중계기(906)로 빛을 출력한다. 일 실시예에서, 광섬유 인터페이스(904)는 광섬유 케이블링(972)을 단단히 고정시켜, 슬랙(slack)이 광섬유 케이블링(972)을 위해 베이스 내의 부착 및 광섬유 인터페이스(904)에서의 부착 사이에 제공된다. 슬랙은 광섬유 케이블링(972)으로 하여금 베이스에 상대적인 투사 챔버(914)의 다양한 위치들에 대해 위치 인터페이스(916)와 함께 편향하도록(deflect) 허용한다.

이와 함께, 광섬유 케이블링(972) 및 광섬유 인터페이스(104)는 광원에 의해 생성된 빛을 프리즘(910)으로 지향한다. 일 실시예에서, 광섬유 케이블링(972) 및 인터페이스(904)는 프리즘(910)의 입사 면에 거의 직교하는 입사광의 광 경로를 제공하기 위하여 프리즘(910)과 관련되어 구성된다. 일부 디지털 미세-미러 광 변조 디자인들은 투사 경로들(931a, 931b)을 따라서 광 출력을 허용하기 위해 광 반사 표면의 위에 혹은 아래 중 하나로부터 광 변조기 상에 입사된 들어오는 빛을 요구한다. 투사 챔버 하우징(914)의 수신 표면 및 광섬유 인터페이스(904)는 이러한 요구사항을 쉽게 하고, 디자이너로 하여금 수신 표면 내의 광섬유 인터페이스(904) 및 광섬유 케이블링(972)을 배열하도록 허용하여, 광섬유 인터페이스(904)는 프리즘(910)과 관련하여 특정의 바람직한 각도로 그리고 광학 변조 장치상으로 빛을 전향한다. 예를 들어, 광섬유 인터페이스(904)는 프리즘(910)의 입사 표면상에 직교하는 입사 광 경로를 제공하기 위해 수신 표면과 결합할 수 있고, 광학 변조 장치와 관련하여 45도 각도를 가질 수 있다(예를 들어, 프리즘(910)은 투사 경로들(931a, 931b)에 대하여 45도 회전된). 광섬유 인터페이스(904) 및 수신 인터페이스 사이의 부착은 위치 인터페이스(916)의 재배치에 의한 길이 방향으로의 광섬유 케이블링(972)의 위치들의 변화에도, 바람직한 들어오는 빛의 각도를 유지한다.

광중계 시스템(906, 908)은 광섬유 케이블링(972)으로부터 수신된 빛을 프리즘 구조(910)로 및 광학 변조 장치(902) 상으로 전송에 적합한 빛으로 변환한다. 이것은 하나 이상의 렌즈들을 사용함에 의해 광섬유 케이블링(972)으로부터 수신된 광 플럭스를 쉐이핑(shaping) 및 리사이징(resizing) 하는 것을 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 디스플레이 장치(920)는 광원과 프리즘(910) 사이의 광 경로에 배치된 한 쌍의 플라이-아이 렌즈들을 포함한다. 점증적으로, 한 쌍의 플라이-아이 렌즈들은 광섬유 케이블링(972)으로부터 수신된 빛을 광학 변조 장치상에 전송된 플럭스로 균일하게 분배한다. 특정 실시예에서, 한 쌍의 플라이-아이 렌즈들은 광섬유 케이블링(972) 및 둘 다에 배치될 수 있다. 제1 플라이-아이 렌즈는 베이스 내의 광섬유 인터페이스에 배치되고, 램프 또는 다이오드 레이저 배열으로부터의 빛을 수신하고, 공간적으로 전체 입력 광 플럭스를 각각이 입구 플럭스의 전체 면적의 일부를 포함하는 컴포넌트들 또는 블록들의 세트로 나눈다. 각각의 블록 또는 컴포넌트에 대한 빛은 이 후, 그것 각자의 광섬유 케이블링(972)의 아래로 이동한다. 제2 플라이-아이 렌즈는 동일한 수의 블록들 또는 컴포넌트들을 포함하고, 릴레이 렌즈(906)에 배치된다. 제2 플라이-아이 렌즈는 각각의 블록 또는 컴포넌트에 대한 광섬유 케이블을 수신하고, 각각의 컴포넌트에 대한 빛을 출력하여, 각각의 컴포넌트로부터의 빛은 광학 변조 장치의 다운스트림(downstream) 디멘전들(dimensions)과 투사된 이미지를 연결(span)하도록 확장된다.

프리즘 구조(910)는 미리 결정된 각도들에서 광학 변조 장치로 빛을 제공하는 광학 변조 시스템이다. 프리즘 구조(910)는 또한 광학 변조 장치로부터 투사 경로들(931a, 931b)을 따라서 투사 렌즈 시스템으로 빛을 전송한다. 프리즘 구조(910)는 공기 공간(air space) 또는 결합 인터페이스에 의해 분리된 프리즘 컴포넌트들을 포함한다. 인터페이스는 광섬유 케이블들(972)로부터(및 간헐적인(intermittent) 광 중계기) 제공된 빛을 광학 변조 장치를 향해 반사하는 각도에 배치된다. 부가적으로, 인터페이스는 광학 변조 장치에 의해 반사된 빛으로 하여금 투사 경로들(931a, 931b)을 따라서 투사 렌즈 시스템으로 전송하도록 허용한다.

광학 변조 장치는 투사 경로(931a, 931b)를 따라서 출력 이미지를 제공하기 위해 빛을 선택적으로 전송하도록 구성된다. 그렇게 하기 위하여, 광학 변조 장치는 비디오 신호에 포함된 비디오 데이터를 공급받고, 비디오 데이터에 따라서 선택적으로 빛을 전송한다. 비디오 데이터는 개별적인 픽셀 값들에 따라 프레임 바이 프레임 기반으로 전형적으로 광학 변조 장치에 제공된다. 이러한 형식에서 디스플레이 장치(920)에 의해 비디오 데이터가 수신되지 않는다면, 베이스의 제어 회로는 광학 변조 장치의 동작을 위한 적절한 형식으로 비디오 데이터를 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 광학 변조 장치의 개별적인 광 변조 소자들 각각은 출력 이미지상의 개별적인 픽셀에 대응하고, 수신된 디지털화된 픽셀 값을 각각의 픽셀에 대한 광 출력 값들에 대응하도록 변환한다.

특정 실시예에서, 광학 변조 장치는 Texas Instruments, Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 디지털 마이크로 미러 장치(또는 DMD, Texas instruments Inc.의 상표)와 같은 미러 기반의 광학 변조 장치이다. 이 경우에, 광학 변조 장치는 매우 작은 알루미늄 미소 기계적인 미러들의 직사각형 배열을 포함하고, 개별적으로 투사 경로들(931a, 931b) 아래로 출력 이미지 광을 선택적으로 반사하기 위해 그리고 투사 경로들(931a, 931b)로부터 떨어진 비-이미지 광을 반사시키기 위해서 상기 미러들 각각은 힌지된 축에 대해 편향(deflect)한다. 각각의 미러의 편향 상태 또는 각도는 기본(underlying) 어드레스 회로 및 미러 리셋 신호(mirror reset signal)의 메모리 컨텐츠를 변화시킴에 의해 개별적으로 제어된다. 미러들의 배열은 배열되어, 각각의 미러는 비디오 이미지에서 단일 픽셀의 광 출력에 대한 책임이 있다. 픽셀 출력에 대응하는 제어 신호들은 각각의 미러의 부근에 배치된 제어 전극들에 공급되고, 그리하여 픽셀 바이 픽셀 기반의 비디오 데이터에 따라 전자기력에 의해 개별적인 미러들을 선택적으로 편향시킨다. 각각의 미러에 의해 반사된 빛은 이 후, 투사 경로들(931a, 931b)을 따라, 프리즘 구조(910)를 통과하고, 그리고 투사 렌즈 시스템을 사용하여 투사 챔버(914) 밖으로 전송된다.

제어기는 광학 변조 장치에 포함될 수 있고, 각각의 픽셀에 대한 픽셀 비디오 데이터에 대응하는 바람직한 빛 반사 상태들로 각각의 미소 기계적인 미러를 전향한다. 제어 및 파워 케이블링은 제어기와 베이스의 제어 회로 사이의 전기적인 통신을 제공한다. 따라서, 제어 및 파워 케이블링에 포함된 적어도 하나의 전기적인 커넥터는 투사 챔버(914)의 제어기, 및 베이스의 제어 회로에 결합되고, 그들 사이의 전기적인 통신을 제공한다. 제어 및 파워 케이블링 내의 전력선은 투사 챔버(914)내의 광학 변조 장치와 베이스 내의 파워 서플라이 사이에 연장되고, 파워 서플라이로부터 광학 변조 장치로 전력을 제공한다. 제어 및 파워 케이블링은 그 후, 위치 인터페이스(916)를 통해 이동하고, 위치 인터페이스는 투사 챔버(914)의 임의의 위치에서 제어 및 파워 케이블링 상에 제어 및 파워 케이블링으로 하여금 충돌없이 통과할 수 있도록 허용하는 하나 이상의 홀들과 개구들을 포함한다. 일 실시예에서, 제어 및 파워 케이블링은 와이어들을 더 보호하기 위해 위치 인터페이스(916)에서 플라스틱 튜브를 통과한다.

광학 변조 장치에 대한 발광 각도들은 광섬유 인터페이스(904)의 출력 방향, 광중계기들(906,908)의 배열, 및 프리즘 구조(910)의 표면들에 의해 세팅된다. 광학 변조 장치의 개별적인 미러들에 의한 빛 반사 이후에, 반사된 빛은 프리즘 구조(910)를 나와 투사 경로들(931a, 931b)을 따라서 렌즈들을 향한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 구멍들(118)은 광학 변조 장치(102)에 인접한 투사 챔버 하우징의 뒷부분 상에 배치된다. 통풍구(air duct)(112)는 광학 변조 장치(102)에 인접한 고압 단부 및 제어기(114), 및 베이스(12) 내에 배치된 저압 단부를 포함한다. 도 5와 관련하여 상술된 바와 같이, 팬들(62a, 62b)은 베이스(12) 내의 공기를 흡입하여 배출구 구멍들(24b)을 통하여 공기를 배출하고, 이것은 주변 공간 또는 환경들과 관련하여 베이스(12) 내의 부압(negative pressure)을 만들어 낸다. 상응하게, 팬들(62a, 62b)은 투사 챔버(14)내의 반대편 단부에 관련한 베이스(12) 내의 통풍구(122)의 단부에 대한 부압(negative pressure)을 만들어내고, 이것은 그렇지 않으면 구멍들(118)에 기인한 실내 압력으로 그대로 있을 것이다. 베이스(112) 내에 통풍구(122)의 일단을 배치하고, 그리고 광학 변조 장치(102) 주변의 공간(125)에 다른 일단을 배치함에 의해, 팬들(62)은 공간(125)으로부터 공기를 흡입하고, 광학 변조 장치(102)를 냉각시킨다. 점증적으로, 차가운 공기는 투사 챔버(14) 주변의 환경들로부터, 구멍들(118)을 통하여, 그리고 광학 변조 장치(102) 주위의 공간으로, 단부(122a)에 있는 배관(duct)으로, 배관(122)을 통하여, 단부(122b)에 있는 배관(122) 밖으로, 베이스(12)로, 및 공기 구멍들(24b) 밖으로 인출(drawn) 된다. 계속적으로 팬들(62)을 구동하는 것은 단부(122a)에 관련하여 단부(122b)를 저압으로 유지하고, 따라서 광학 변조 장치(102)에 대한 계속적인 냉각을 제공한다.

투사 렌즈 시스템(112)은 투사 경로(31)를 따라 광학 변조 장치에 의해 전송된 빛을 출력하기 위해 투사 경로(31)를 따라서 배치된다. 투사 렌즈 시스템(112)은 투사 경로(31)를 따라 광학 변조 장치에 의해 전송된 이미지 광을 조작하여, 수신 표면상에 투영(cast)된 투사된 이미지는 출력 광 투사 렌즈(37)로부터 수신표면 사이의 거리가 증가함에 따라 확대된다. 투사 렌즈 시스템(112)은 렌즈들(112a, 112b, 112c), 및 출력 광 투사 렌즈(37)를 포함하고, 렌즈들 각각은 투사 경로(31)에 수직이고, 투사 경로(31)를 따라서 중심에 있다. 각각의 렌즈 사이의 거리는, 사용된 렌즈의 수일 수 있듯이, 출력 광 투사 렌즈(37)로부터 바람직한 스플레이(splay) 각도에 따라 변화할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치(10)는 약 6인치 내지 약 15인치의 짧은 발사 거리로 디자인된다. 디스플레이 장치(10)는 사용자로 하여금 투사 렌즈 시스템(112)으로부터의 출력을 수동으로 초점(focus)맞추고, 수동으로 줌(zoom)하도록 허용하는 하나 이상의 버튼들 또는 도구들을 포함할 수 있다. 투사 챔버(14)는 광학 변조 장치(102) 및 광학 변조 장치(102)에 의해 반사된 이미지 광을 투사 경로(31)를 향해 수렴하도록 하는 프리즘(110) 사이의 렌즈를 또한 포함할 수 있다. 이것은 출력 렌즈(112a 내지 112c)의 지름들 및 이에 따라 대응하는 투사 챔버(14)의 사이즈와 지름의 감소를 허용한다.

일부 다른 실시예들에서, 광 변조기들 및 광 경로 디자인들의 다른 타입들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 광섬유 케이블링(72)은 3원색 전용의 LCD 광학 변조기들, 또는 3원색 전용의 DMD 광학 변조기들로 빛을 전송하기 위해 다수의 광 경로 디자인으로 배열될 수 있다. LCD 광학 변조 장치의 경우에서, 빛의 선택적인 전송은 픽셀-바이-픽셀(pixel-by-pixel) 기반의 액정 매체를 통하여 빛의 선택적인 통과를 포함한다.

부가적으로, 비록 베이스(12)가 투사 기능에 전용된 컴포넌트들과 관련하여 주로 서술되었지만, 베이스(12)는 더 큰 시스템에 포함되거나, 또는 디스플레이 장치(10) 출력에만 관련되지(directed) 않는 컴포넌트들을 포함함이 이해된다. 예를 들어, 베이스(12)는 투사 기능을 위한 컴포넌트들 및 데스크톱 컴퓨터와 같은 컴퓨터 시스템에서의 컴퓨터 기능을 위한 컴포넌트들을 포함하는 컴퓨터 하우징의 부분일 수 있다. 컴퓨터 기능 컴포넌트들은 프로세서, 하드 드라이브, 하나 이상의 인터페이스 및 제어 기판들, 디스크 또는 플로피 디스크 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 하우징(20)은 결합된 기능 및 컴포넌트들을 수용하기 위해 상당히 크다. 부가적으로, 일부 컴포넌트들은, 하우징 내의 공기의 이동을 위해 사용되는 파워 서플라이 및 팬들과 같이, 공유될 수 있다.

수신 표면들(13, 15)의 구성은 다른 투사 환경들에 따라서 변화할 수 있다. 도 10은 전방 및 후방 수신 표면들의 다른 예시적인 구성을 보여준다. 도 10은 비디오 이미지들이 두 개의 만곡된 표면들(642, 644) 상에 투영(cast)된 투사 타입 입체 장치(10)를 보여준다. 전방 표면(642) 및 후방 표면(644)은 서로로부터 d1의 미리 결정된 거리로 떨어져 이격된다. 두 개의 만곡된 표면들은 실질적으로 동일한 만곡 반경을 가지고 있어, 뷰어(viewer)는 수신 표면의 전방에서 투사된 이미지들을 즐길 수 있다.

비디오 이미지들의 소스(source)는 실시예들에 따라서 변할 수 있다. 도 11은 본 실시예들 중 하나에 따라 카메라(57)에 의해 촬영된 오브젝트들을 도시한 사시도이다. 반구형 오브젝트(52) 및 원통형 오브젝트(54)가 서로 Z방향으로 미리 결정된 거리로 이격된 상태로 테이블(56) 위에 놓여진다. 일부 실시예들에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 가까운 오브젝트들, 및 먼 오브젝트들은 다른 카메라들(58a, 58b)에 의해 녹화된다. 카메라들(58a, 58b)은 각각 레일들(59a, 59b) 상에 장착되어, 가까운 오브젝트들 및 먼 오브젝트들의 360도 뷰들(views)이 각각 별도로 촬영될 수 있다. 아직 일부 실시예들에서, 비디오 이미지들의 소스들이 비디오 리코드가 아니고, 컴퓨터-생성된 이미지들(예를 들면 게임 콘솔들)이다. 게임 콘솔들은 그것의 3차원 모델들로부터 각각의 오브젝트의 360-도 뷰들을 계산할 수 있고, 따라서 각각의 오브젝트의 360-도 뷰들을 빠짐없이 저장하도록 메모리를 할당하지 않아도 된다. 그러나 시차 표현으로부터 이점이 있을 수 있는 비디오를 생성하는 다양한 방법들이 있고, 여기에서 다양한 실시예들은 그러므로 어떠한 특정 종류의 그래픽, 이미지 또는 비디오 컨텐츠에 한정되지 않음을 주목해야 한다.

도 13은 본 실시예들 중 하나에 따라 투사 타입 입체 디스플레이 시스템(60)의 사시도를 보여준다. 투사 타입 입체 디스플레이 시스템(60)은 디스플레이 장치(10), 서로 미리 결정된 거리 d만큼 이격된 제1 수신 표면(13)과 제2 수신 표면(15)을 포함한다. 일 실시예에서 투사 타입 입체 디스플레이 시스템(60)은 하나의 카메라에 의해 촬영된 원본 비디오 이미지를 제1 이미지(83)와 제2 이미지(84)로 분리함에 의해 입체 이미지를 만들어 내고, 그리고 제1 수신 표면(13) 및 제2 수신 표면(15) 각각에 제1 이미지(83) 및 제2 이미지(84)를 각각 투사한다. 원본 이미지는 입력/출력 인터페이스(78)를 통해 프로젝터(10a)로 입력될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 이미지(83) 및 제2 이미지(84)는 다른 카메라들에 의해 캡처 된다.

도 14는 투사 타입 입체 디스플레이 시스템의 사시도의 다른 실시예를 보여준다. 이러한 실시예에서, 전체 원통형의 오브젝트는 수신 표면(15)상에 투사되고, 그러나 뷰어는 아직도 반구형 오브젝트에 의해 방해된 원통형 오브젝트의 일부를 본다.

도 15는 하나의 비디오 스트리 입력을 가질 때 프로젝터(10a)의 단순화된 개략적 차트를 보여준다. 프로젝터(10a)는 오브젝트 인식 모듈 및 적층 모듈을 더 포함할 수 있다. 이러한 두 개의 모듈들은 제어 회로(76)와 결합될 수 있고, 제어 회로(76) 내에 설립될 수 있다. 오브젝트 인식 모듈은 비디오 데이터로부터 오브젝트들을 식별한다. 예를 들어, 도 17A와 같이 도시된 비디오 데이터가 프로젝터(10a)에 입력된다. 오브젝트 인식 모듈은 비디오 데이터에 포함된 반구형 오브젝트(72), 원통형 오브젝트(74), 테이블(76)이 있다는 것을 식별한다. 적층 모듈은 가까운 제1 비디오 신호를 형성하기 위해 비디오 데이터로부터 가까운 오브젝트들을 추출하고, 나머지 비디오 데이터를 제2 비디오 신호로 형성한다. 예를 들어, 반구형의 오브젝트(52) 및 테이블(56)은 원통형의 오브젝트(54) 보다 사용자에게 더 가깝다. 적층 모듈은 그 후, 도 17B에 도시된 바와 같이, 제1 비디오 신호를 형성하기 위해 비디오 데이터로부터 반구형 오브젝트(52) 및 테이블(56)을 추출하고, 도 17C에 도시된 바와 같이 제1 비디오 신호와 다른 오브젝트들의 나머지를 제2 비디오 신호로 남긴다. 제1 광학 변조 장치는 제1 비디오 신호에 따라 빛을 변조하고, 제2 광학 변조 장치는 제2 비디오 신호에 따라 빛을 변조한다.

도 16은 제1 비디오 데이터 및 제2 비디오 데이터를 가질 때 프로젝터(10a)의 또 다른 단순화된 간략화 차트를 보여준다. 이러한 실시예에서, 도 17B 및 도 17C에 도시된 비디오 데이터는 각각 프로젝터(10a)에 입력된다. 프로젝터(10a)에 입력된 비디오 데이터는 비디오 레코드(들) 또는 컴퓨터-생성된 그래픽일 수 있다.

두 개의 투사 이미지들의 정렬은 수동적으로 투사 챔버들을 조절함에 의해 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 투사 이미지들은 자동화된 교정에 의해 정렬된다. 도 18은 일 실시예에 따른 이미지 정렬을 위한 예시적인 배열을 보여준다. 예를 들어, 프로젝터(10a)는 한번에 제1 이미지 또는 제2 이미지 중 하나를 투영한다. 제1 이미지 또는 제2 이미지는 정렬 프로세스를 단순화하기 위해 단지 참조라인이 될 수 있다. 이미지(들)는 프로젝터(10a)로 보내질 수 있다. (예컨대, 프로젝터에 포함된 카메라와 같은 입력/출력 인터페이스를 통해 수신된) 카메라 이미지(들)는 그 후 프로젝터(10a)의 이미지 정렬 모듈에 의해 처리될 수 있다.

이미지 정렬 모듈은 투사 챔버의 조절된 각도를 결정하고, 상기 각도가 제어기의 헤드 위치를 향하도록 한다. 일 실시예에서, 이미지 정렬 모듈은 이미지 인식 모듈, 대수 유닛, 및 파라미터 측정기를 갖는다. 이미지 인식 모듈은 제1 투사된 이미지 및 제2 투사된 이미지의 3차원 좌표들을 식별한다. 대수 유닛은 제1 투사된 이미지 및 제2 투사된 이미지의 x, y, 및 z좌표 차이들을 계산한다. 파라미터 측정기는 그 후, 투사 챔버가 조정돼야 하는 각도를 표현하는 파라미터들의 세트를 결정할 수 있다. 파라미터들은 두 개의 투사 헤드들 또는 그들 각각의 이미지들을 개량하기 위해 투사 헤드 위치 제어기에 보내진다.

입체 디스플레이의 더 나은 지각을 달성하기 위해서, 서로 관련된 투사된 오브젝트들의 위치들은 뷰어의 관련 각도 위치의 변화들에 기인하여 쉬프트하는 것 같을 수 있다. 이러한 인간의 지각 특성은 또한 모션 시차로 불린다. 모션 시차는 뷰어에게 깊이 지각을 제공하는데, 왜냐하면 뷰어가 이동함에 따라, 먼 오브젝트들보다 뷰어에게 가까운 오브젝트들이 시야에서 더 멀리 이동하기 때문이다. 도 19는 수신 표면들과 관련한 뷰어(154)의 위치 변화를 도시한다. 도 21A 및 도 21B는 뷰어가 x 축을 따라서 이동할 때 어떻게 모션 시차가 표현되는지를 도시한다. 도 21A는 공원 벤치(104)(앞 이미지)가 나무(106)(뒤 이미지) 밑에 놓인 투사된 이미지들을 도시한다. 도 21B는 투사된 이미지들 앞에서 x축을 따라 뷰어가 이동할 때 다른 투사된 이미지들을 도시한다. 공원 벤치(104)는 더 이상 나무(106) 밑에 있지 않고, 실제로 나무로부터 측면으로 약간의 거리로 이격된다.

도 20은 상호 작용하게 모션 시차를 보여주는 디스플레이 시스템의 예시적인 블록도를 보여준다. 프로젝터(10a)는 제1 표면 및 제2 표면상에 각각 제1 이미지 및 제2 이미지를 투사하는 적어도 두 개의 투사 렌즈들(112a, 112b)을 갖고 있다. 업데이트된 비디오 이미지들이 모션 시차 묘사를 디스플레이하기 위해 광학 변조 장치(102a, 102b)에 보내진다. 이미지 데이터베이스는 하나 이상의 카메라 또는 컴퓨터-생성된 그래픽들로부터 쏘아진 비디오 이미지들로부터 만들어질 수 있다.

상술한 것은 본 발명의 예들을 포함한다. 물론, 본 발명의 서술 목적들에 대한 방법론들 또는 컴포넌트들의 모든 생각할 수 있는 결합을 서술하기는 불가능하지만, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자 중 누구나 본 발명의 추가적인 치환들과 조합들이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들의 사상과 범위 내에 해당하는 그러한 대안들, 수정들, 및 변이들을 포괄하는 것으로 의도된다. 게다가, "포함하는(including)"이라는 용어가 상세한 설명 또는 청구범위들에 사용되는 범위에서, 그러한 용어는 청구범위의 전이어로서 사용될 때 "포함하는"이 해석되는 바와 같이, 용어 "포함하는(comprising)"과 유사한 방식으로 포괄적일 것을 의도한다.

Claims (18)

1. 3-차원 광 투사 장치로서,
   이미지 데이터의 세트의 적어도 제1 이미지 및 제2 이미지를 저장하는 메모리; 및
   제1 표면상에 제1 이미지를 포함하는 빛을 투사하는 제1 이미지 출력원 및 상기 제1 표면으로부터 일정 거리 떨어져 배치된 제2 표면상에 제2 이미지를 포함하는 빛을 투사하는 제2 이미지 출력원을 포함하는 이미지 투사 컴포넌트를 포함하는,
   3-차원 광 투사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면까지의 거리는 상기 제1 및 제2 이미지들 사이의 위치 관계에 기초하는,
   3-차원 광 투사 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 표면은,
   상기 제1 이미지가 위에 형성되도록 허용하는 편광 필름을 포함하는,
   3-차원 광 투사 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 표면은,
   상기 제2 이미지가 위에 형성되도록 허용하는 편광 필름을 포함하는,
   3-차원 광 투사 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 이미지 투사 컴포넌트는 휴대용 장치인,
   3-차원 광 투사 장치.
6. 투사형 입체 디스플레이 장치로서,
   빛을 생성하도록 구성되는 광원?상기 광원은 복수의 광원들의 세트들을 포함하고, 상기 복수의 광원들의 세트들은 빛을 생성하도록 구성되고, 상기 복수의 광원들의 세트들에 의해 생성된 빛의 색상은 상기 복수의 광원들의 세트들의 나머지에 의해 생성된 빛의 색상과 다름?;
   적어도 제1 이미지 또는 제2 이미지를 투사하도록 구성된 복수의 투사 출력들?상기 복수의 투사 챔버들은,
   광학 변조 장치로 제공된 비디오 신호에 포함된 비디오 데이터에 따라 상기 광원에 의해 생성된 빛을 선택적으로 전송하도록 구성된 광학 변조 장치, 및
   투사 경로를 따라서 상기 광학 변조 장치에 의해서 전송된 빛을 출력하도록 구성된 프로젝션 렌즈 시스템을 포함함?; 및
   상기 복수의 광원들의 세트들로부터 빛을 수신하고, 미리 결정된 순차적인 순서로 상기 복수의 광원들의 세트들로부터 빛을 상기 복수의 투사 출력들로 변환하도록 구성된 스위치를 포함하고;
   상기 제1 이미지는 제1 수신 표면상에 투사되고, 상기 제2 이미지는 상기 제1 수신 표면에 실질적으로 평행한 제2 수신 표면상에 투사되어, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지는 뷰어에 의해 동시에 보일 수 있는,
   투사형 입체 디스플레이 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 이미지는 제1 편광(first polarized light)에 의해 형성되고, 상기 제2 이미지는 제2 편광(second polarized light)에 의해 형성되고,
   상기 제1 수신 표면은 제1 편광 필름을 포함하며,
   상기 제1 편광 필름은 제1 편광을 이용한 제1 이미지가 상기 제1 편광 필름 위에 형성되도록 구성되고, 상기 제2 편광을 이용한 상기 제2 이미지가 상기 제1 편광 필름을 통하여 전송되도록 구성되고,
   상기 제2 수신 표면은, 제2 편광 필름을 포함하며,
   상기 제2 편광 필름은 상기 제1 수신 표면을 통하여 전송된 상기 제2 편광을 이용한 상기 제2 이미지가 상기 제2 편광 필름 위에 형성되도록 구성되는,
   투사형 입체 디스플레이 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지의 오정렬(misalignment)의 정보를 수신하고, 상기 투사 챔버를 위한 바람직한 각도들을 표시하는 파라미터들의 세트를 결정하도록 구성된 이미지 정렬 모듈을 더 포함하는,
   투사형 입체 디스플레이 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 복수의 광원들의 세트들은 복수의 레이저 세트들인,
   투사형 입체 디스플레이 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 광원들의 세트들은 유색 광을 발하도록 구성된 복수의 발광 다이오드들(LEDs)인,
    투사형 입체 디스플레이 장치.
11. 투사형 입체 디스플레이 시스템으로서,
    광을 생성하도록 구성된 광원－상기 광원은 복수의 광원 세트들을 포함하고, 상기 복수의 광원 세트들은 유색 광을 생성하도록 구성되고, 상기 복수의 광원 세트들에 의해 생성된 상기 유색 광의 색상은, 상기 복수의 광원 세트들의 나머지들에 의해 생성된 유색 광의 색상과 다름－;
    적어도 제1 이미지 또는 제2 이미지를 투사하도록 구성된 복수의 투사 출력들－상기 복수의 투사 출력들은, 광학 변조 장치로 제공된 비디오 신호에 포함된 비디오 데이터에 따라서 상기 광원에 의해 생성된 빛을 선택적으로 전송하도록 구성된 상기 광학 변조 장치, 및 투사 경로를 따라 상기 광학 변조 장치에 의해 전송된 빛을 출력하도록 구성된 투사 렌즈 시스템을 포함함－;
    상기 광원 세트들을 수신하고, 미리 결정된 순차적인 순서로 상기 유색 광을 상기 복수의 투사 출력들로 변환하도록 구성된 스위치;
    상기 제1 이미지가 제1 수신 표면상에 형성되고, 및 상기 제2 이미지가 상기 제1 수신 표면을 통하여 전송되도록 허용하는 상기 제1 수신 표면; 및
    상기 제1 수신 표면으로부터 일정 거리의 떨어져 이격되며, 상기 제1 수신 표면을 통하여 전송된 상기 제2 이미지가 제2 수신 표면상에 형성되도록 허용하는 상기 제2 수신 표면－상기 제1 및 제2 이미지들은 뷰어에 의해 동시에 보일 수 있음－을 포함하는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 수신 표면은 제1 편광을 이용하여 상기 제1 이미지가 제1 편광 필름 위에 형성되고, 제2 편광을 이용하여 상기 제2 이미지가 상기 제1 편광 필름을 통과하여 전송되게 허용하도록 구성되는 상기 제1 편광 필름을 포함하고, 상기 제2 수신 표면은 상기 제1 수신 표면을 통하여 전송된 상기 제2 편광을 이용하여 상기 제2 이미지가 제2 편광 필름 위에 형성되게 허용하도록 구성되는 상기 제2 편광 필름을 포함하는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지의 오정렬(misalignment)의 정보를 수신하고, 및 투사 챔버에 대해 원하는 각도들을 표시하는 파라미터들의 세트를 결정하도록 구성되는 이미지 정렬 모듈을 더 포함하는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 광원 세트들은 레이저 광을 생성하도록 구성된 복수의 레이저 세트들이고, 각각의 레이저 세트는 상이한 색상의 레이저 광을 생성하는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 광원 세트들은 유색 광을 발하도록 구성된 복수의 발광 다이오드들(LEDs)의 세트들이고,
    발광 다이오드들의 각각의 세트는 상이한 유색 광을 방출하는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
16. 3-차원 광 투사 장치로서,
    이미지 데이터를 저장하기 위한 수단; 및
    제1 표면상에 제1 이미지를 포함하는 광을 투사하기 위한 제1 광 출력수단, 및 제2 표면상의 제2 이미지를 포함하는 광을 투사하기 위한 제2 광 출력수단을 포함하는 광을 투사하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 표면들은 서로에 대해 물리적으로 미리-배열되는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
17. 제1항에 있어서,
    상기 광을 투사하기 위한 수단은 상기 제1 표면으로부터 상기 제2 표면으로의 거리에 기초하여 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 투사하는,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.
18. 제1항에 있어서,
    상기 광을 투사하기 위한 수단은 휴대용인,
    투사형 입체 디스플레이 시스템.

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