KR20120049703A - 편광안경 - Google Patents

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KR20120049703A
KR20120049703A KR1020100111097A KR20100111097A KR20120049703A KR 20120049703 A KR20120049703 A KR 20120049703A KR 1020100111097 A KR1020100111097 A KR 1020100111097A KR 20100111097 A KR20100111097 A KR 20100111097A KR 20120049703 A KR20120049703 A KR 20120049703A
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허종구
이병관
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 편광안경의 위치와 무관하게 표시장치의 투과축과 렌즈의 투과축이 항상 일치되는 편광안경에 관한 것으로, 편광안경은 상기 렌즈를 감싸면서 상기 기준점을 중력방향으로 위치시키는 무게 중심부를 가지는 내측 프레임; 상기 내측 프레임이 유동하는 공간을 제공하는 외측 프레임; 및 상기 내측 프레임을 활강시키는 위치조정수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

편광안경 {POLARIZING EYEGLASSES}
본 발명은 편광안경의 위치와 무관하게 표시장치의 투과축과 렌즈의 투과축이 항상 일치되는 편광안경에 관한 것이다.
일반적으로, 입체 영상을 구현하는 영상장치는 좌우 영상정보를 포함하고 있는 영상자료부터 좌측 및 우측영상 각각은 좌안 및 우안에 분리 전달되어, 양안의 시차를 이용하여 입체감을 구현한다.
입체영상을 구현하는 방식은 입체영상을 분리하는 기술에 따라 공간분할방식(patterned retarder)과 시간분할방식(auto stereo graphy)으로 구분된다. 공간분할방식은 하나의 화면에 좌우 영상이 동시에 표시되며 좌우영상을 편광안경과 같은 물리적 장치를 이용하여 분리하고, 시간분할방식은 좌영상 화면과 우영상 화면이 시간차이를 두고 번갈아 표시되고 각각의 영상을 편광안경을 통해 좌안과 우안으로 구분되어 도달하게 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 종래기술에 따른 입체영상 표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 입체영상 표시장치의 개념도이다.
도 1은 공간분할방식을 이용한 입체영상 표시장치를 도시한다. 도 1과 같이, 입체영상 표시장치(10)는 표시소자(20), 패턴드 리타더(patterned retarder)(30), 편광필름(40) 및 편광안경(50)으로 구성된다. 표시소자(20)는 액정표시소자 및 유기전계 발광소자 등과 같은 평판표시장치를 포함할 수 있다.
표시장치(10)에 있어서, 표시소자(20)은 다수의 기수 및 우수라인으로 구분되고, 패턴드 리타더(30)는 광흡수축이 서로 다른 제 1 및 제 2 리타더를 포함한다. 제 1 리타더는 다수의 기수라인에 형성되어 입사광 중 제 1 편광을 투과시키고, 제 2 리타더는 다수의 우수라인에 형성되어 입사광 중 제 2 편광을 투과시킨다. 편광안경(50)은 좌안 및 우안렌즈(50a, 50b)와 좌안 및 우안렌즈(50a, 50b)를 고정시키는 프레임(50c)으로 구성된다. 좌안렌즈(50a)는 제 1 편광을 투과시키고 우안렌즈(50b)는 제 2 편광을 투과시키는 기능을 한다. 따라서, 좌안렌즈(50a)는 제 1 리타더로부터 입사되는 제 1 편광이 투과되고, 우안렌즈(50b)는 제 2 리터더로부터 입사되는 제 2 편광이 투과됨으로써, 양안의 시차에 의한 입체감이 구현된다.
표시소자(20)의 영상을 입체적으로 시청하기 위하여, 편광안경(50)의 좌안 및 우안렌즈(50a, 50b) 각각 제 1 및 제 2 리터더의 투과축과 일치하여야 한다. 그런데, 편광안경(50)을 착용한 사용자의 동작에 따라 좌안 및 우안렌즈(50a, 50b) 각각의 투과축이 제 1 및 제 2 리터더의 투과축과 일치하지 않는 경우가 발생한다. 이러한 경우, 좌안 및 우안렌즈(50a, 50b)를 통하여 투과되는 빛의 양이 달라져 원하는 입체영상을 시청하기 어렵게 된다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 렌즈는 표시장치의 투과축과 렌즈의 투과축이 일치되어 중력방향을 향하는 기준점을 포함하고, 기준점이 항상 중량방향에 위치할 수 있도록, 렌즈를 감싸고 기준점에 대응되는 부분에 무게 중심부를 가진 내측 프레임을 설치하여, 항상 최적화된 입체영상을 시청할 수 있는 편광안경을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기준점을 포함하는 렌즈; 상기 렌즈를 감싸면서 상기 기준점을 중력방향으로 위치시키는 무게 중심부를 가지는 내측 프레임; 상기 내측 프레임이 유동하는 공간을 제공하는 외측 프레임; 및 상기 내측 프레임을 활강시키는 위치조정수단;을 포함하는 편광안경을 제공한다.
상기 내측 프레임은 상기 렌즈와 상기 외측 프레임 사이의 간격을 유지시키는 간격 조절부를 더욱 포함하고, 상기 무게 중심부의 단위 면적당 중량은 상기 간격 조절부의 단위 면적당 중량보다 큰 편광안경을 제공한다.
상기 무게 중심부에 대응되는 상기 내측 프레임의 두께는 상기 간격 조절부에 대응되는 상기 내측 프레임의 두께보다 두꺼운 편광안경을 제공한다.
상기 외측 프레임은, 상기 내측 프레임이 유동하는 유동공간 및 상기 위치조정수단이 삽입되는 다수의 내설부를 포함하는 편광안경을 제공한다.
상기 위치조정수단은,상기 다수의 내설부 각각에 삽입되는 다수의 롤러; 및 상기 다수의 롤러 각각을 상기 외측 프레임에 회전 가능하도록 고정시키는 다수의 고정축;을 포함하는 편광안경을 제공한다.
상기 기준점은 표시장치의 투과축과 상기 렌즈의 투과축이 일치할 때, 상기 렌즈의 하부에 위치하는 편광안경을 제공한다.
상기 위치조정수단은 상기 렌즈의 상하좌우에 대응되는 상기 외측 프레임에 설치되는 편광안경을 제공한다.
본 발명의 표시장치의 투과축과 렌즈의 투과축이 일치하고 중력방향을 향하는 기준점을 렌즈에 설정하고, 렌즈의 기준점이 항상 중력방향을 향하도록 기준점과 대응되는 내측 프레임에 무게 중심부를 설치하여, 편광안경의 위치와 무관하게 렌즈의 기준점이 내측 프레임의 유동에 의해 항상 중력방향과 일치하여 최적화된 입체영상을 시청할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 입체영상 표시장치의 개념도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 개념도
도 3은 본 발명에 따른 편광안경의 사시도
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 감싸는 내측 프레임의 평면도 및 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 외측 프레임의 사시도
도 7은 도 6의 II-II'의 단면도
도 8은 도 6의 III-III'의 단면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치조정수단의 상세도
도 10은 도 3의 I-I'를 절단한 단면도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 표시장치의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 편광안경의 사시도이다.
도 2와 같이, 입체영상 표시장치(110)는 표시소자(120), 패턴드 리타더(patterned retarder)(130), 편광필름(140) 및 편광안경(150)으로 구성된다. 표시소자(120)는 액정표시소자 및 유기전계 발광소자 등과 같은 평판표시장치를 포함할 수 있고, 공간분할방식은 하나의 화면에 좌우 영상이 동시에 표시되고 좌우영상을 편광안경과 같은 물리적 장치를 이용하여 분리하는 공간분할방식 또는 좌영상 화면과 우영상 화면이 시간차이를 두고 번갈아 표시되고 각각의 영상을 안경을 통해 좌안과 우안으로 구분되어 도달하게 하는 시간분할방식을 사용할 수 있다.
일례로 공간분할방식을 사용하는 경우, 표시소자(120)은 다수의 기수 및 우수라인으로 구분되고, 패턴드 리타더(130)는 광흡수축이 서로 다른 제 1 및 제 2 리타더를 포함한다. 제 1 리타더는 다수의 기수라인에 형성되어 입사광 중 제 1 편광을 투과시키고, 제 2 리타더는 다수의 우수라인에 형성되어 입사광 중 제 2 편광을 투과시킨다.
도 3과 같이, 편광안경(150)은 렌즈(210), 내측 프레임(inner frame)(220), 외측 프레임(outer frame)(230), 위치조정수단(240), 코받이(250) 및 지지대(260)를 포함하여 구성된다. 렌즈(210)은 원형 또는 타원형의 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b)를 포함한다. 좌안렌즈(210a)는 제 1 편광을 투과시키고, 우안렌즈(210b)는 제 2 편광을 투과시키는 기능을 한다. 따라서, 좌안렌즈(210a)는 제 1 리타더로부터 입사되는 제 1 편광이 투과되고, 우안렌즈(210b)는 제 2 리터더로부터 입사되는 제 2 편광이 투과됨으로써, 양안의 시차에 의한 입체감이 구현된다.
좌안 및 우안렌즈((210a, 210b)의 투과축이 도 2의 제 1 및 제 2 리타더의 투과축과 일치하는 경우, 중력방향으로 위치하는 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b)의 하부에 기준점(270)을 설정한다. 다시 말하면, 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b) 각각이 원형으로 형성되는 경우, 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b) 각각의 중심을 지나고 중력방향과 일치하는 직선이 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b)의 하부 주변부와 만나는 점을 기준점(270)으로 설정한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 감싸는 내측 프레임의 평면도 및 단면도이다.
도 2 및 도 3에서, 렌즈(210)가 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b)를 포함하고, 렌즈(210)가 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b) 각각의 투과축은 제 1 및 제 2 리타더의 투과축과 일치하는 것으로 기술하였으나, 도 4 및 도 5에서는 편의를 위하여 좌안 또는 우안렌즈(210a, 210b) 중 하나의 렌즈에 대해서 설명한다.
내측 프레임(220)은 렌즈(210)을 감싸고, 렌즈(210)의 기준점(270)이 항상 중력방향과 일치되게 하는 무게 중심부(222) 및 렌즈(210)와 도 3의 외측 프레임(230)의 간격을 일정하게 유지시키는 간격 유지부(224)를 포함한다. 내측 프레임(220)은 도 3의 위치조정수단(240)과 접촉하면서 원활하게 유동하기 위하여 원형 또는 타원형으로 형성한다. 도 5와 같이, 렌즈(210)은 단면이 타원형 형태이고, 렌즈(210)의 주변부를 감싸는 내측 프레임(220)의 단면은 타원형의 주변부와 같은 형태를 지닌다.
무게 중심부(222)는 렌즈(210)의 투과축이 도 2에서 도시한 패턴드 리타더(130)의 투과축과 일치했을 때, 중력방향과 일치하는 렌즈(210)의 하부에 위치한다. 따라서, 도 3의 편광안경(150)의 위치와 무관하게, 무게 중심부(222)가 항상 중력방향으로 이동하는 특성에 의해 렌즈(210)의 투과축은 도 2의 패턴드 리타더(130)의 투과축과 일치하게 된다. 간격 유지부(224)는 무게 중심부(222)의 이동에 따라 렌즈(210)의 위치가 변할 때, 렌즈(210)와 외측 프레임(230)의 간격을 일정하게 유지시키는 기능을 한다.
무게 중심부(222)가 항상 중력방향으로 유동하기 위하여, 무게 중심부(222)는 간격 유지부(224)보다 무거운 중량을 가지는 것을 의미한다. 무게 중심부(222)의 중량이 증가될지라도, 내측 프레임(220)은 도 3의 위치조정수단(240)과 접촉하여 유동하기 때문에, 내측 프레임(220)의 형태가 변하지 않아야 한다. 다시 말하면, 무게 중심부(222)의 중량이 증가될지라도, 내측 프레임(220)은 원형 또는 타원형의 형태를 유지한다.
내측 프레임(220)의 형태를 변화시키지 않고, 무게 중심부(222)의 중량을 증가시키기 위하여, 무게 중심부(222)의 단위 면적당 중량은 간격 유지부(224)의 단위 면적당 중량보다 더 무겁게 형성한다. 내측 프레임(220)의 형태가 변화되지 않고 무게 중심부(222)의 중량을 증가시키기 위하여, 무게 중심부(222)에 대응되는 내측 프레임(220)의 제 1 두께(t1)를 간격 유지부(224)에 대응되는 내측 프레임(220)의 제 2 두께(t2)보다 두껍게 형성한다. 무게 중심부(222)가 간격 유지부(224)보다 더 무거운 중량을 가지고 있어, 무게 중심부(222)는 항상 중력방향에 위치하게 된다.
렌즈(210)의 형태에 따라 내측 프레임(220)에서 무게 중심부(222)가 차지하는 면적비율이 달라질 수 있다. 다시 말하면, 렌즈(210) 및 내측 프레임(220)이 원형인 경우는 타원형인 경우보다 상대적이 유동이 쉽기 때문에, 렌즈(210)와 내측 프레임(220)이 원형인 경우는 타원형인 경우보다 내측 프레임(220)에 대한 무게 중심부(222)의 면적비율을 작게 할 수 있다. 내측 프레임(220)에 대한 무게 중심부(222)의 면적비율은 렌즈(210) 및 내측 프레임(220)의 형태에 국한되지 않고 다른 변수에 의해서 조절될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 외측 프레임의 사시도이고, 도 7은 도 6의 II-II'의 단면도이고, 도 8은 도 6의 III-III'의 단면도이다.
외측 프레임(230)은 도 3의 위치조정수단(240)에 의해 도 3의 내측 프레임(220)과 간격이 유지되며, 도 3의 내측 프레임(220)이 이동할 수 있는 유동공간(232), 도 3의 위치조정수단(240)이 삽입되는 다수의 내설부(234)를 포함한다. 도 7과 같이, 유동공간(232)은 도 3의 내측 프레임(220)이 외측 프레임(230)과 접촉하지 않고 유동할 수 있는 공간이다.
다수의 내설부(234)는 도 3의 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b) 각각의 상하좌우에 대응되어 설치된다. 다수의 내설부(234) 각각은 도 8과 같이, 도 3의 위치조정수단(240)이 설치되므로, 유동공간(232)의 깊이보다 깊게 형성된다. 따라서, 도 3의 내측 프레임(220)은 다수의 내설부(234)에 설치된 위치조정수단(240)에 의해 유동하게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치조정수단의 상세도이다.
위치조정수단(240)은 도 6의 다수의 내설부(232)에 삽입되는 다수의 롤러(242) 및 다수의 롤러(242) 각각을 도 6의 외측 프레임(230)에 회전 가능하게 고정시키는 다수의 고정축(244)을 포함한다. 롤러(242)는 고정축(244)이 관통되는 관통홀(242a), 도 4의 내측 프레임(220)과 접촉하는 접촉부(242b) 및 접촉부(242b)의 양측에 위치하고 도 4의 내측 프레임(220)의 이탈을 방지하는 제 1 및 제 2 단부(242c, 242d)를 포함하여 구성된다. 롤러(242)는 중앙부에 위치한 접촉부(242b)에서 제 1 및 제 2 단부(242c, 242d) 각각의 방향으로 직경이 점진적으로 증가하는 모래시계 형태로 가진다. 도 4의 내측 프레임(220)의 유동을 위하여 설치하는 다수의 롤러(242)의 개수는 필요에 따라 증감이 가능하다. 다수의 롤러(242)의 증감에 따라 도 6의 다수의 내설부(232)가 증감되는 것은 또한 지극히 자명하다.
도 10은 도 3의 I-I'를 절단한 단면도이다.
외측 프레임(230)에 설치된 내설부(234)에 롤러(242)가 삽입되고, 롤러(242)는 고정축(244)에 의해 회전 가능하도록 외측 프레임(230)에 고정된다. 내설부(234)에는 고정축(244)이 위치하여 회전할 수 있는 회전홀(236)이 형성된다. 롤러(242)는 고정축(244)이 관통되는 관통홀(242a), 내측 프레임(220)과 접촉하는 접촉부(242b) 및 접촉부(242b)의 양측에 위치하고 내측 프레임(220)의 이탈을 방지하는 제 1 및 제 2 단부(242c, 242d)를 포함하여 구성된다.
타원형 형태의 단면을 가지는 렌즈(210)의 주변부를 감싸는 구조물인 내측 프레임(220)의 단면은 타원형의 주변부와 같은 형태를 가진다. 내측 프레임(220)의 최외각부는 곡면처리된다. 렌즈(210)의 투과축을 도 2의 리타더의 투과축에 일치되기 위하여, 내측 프레임(220)의 최외각부는 롤러(242)의 접촉부(242b)와 점접촉하면서 유동한다. 그리고, 내측 프레임(220)이 롤러(242)의 접촉부(242b)와 접촉하면서 유동할 때, 제 1 및 제 2 단부(242c, 242d)는 내측 프레임((220)이 이탈되는 것을 방지한다.
상기에서 언급한 도 2 내지 도 10과 같은 편광안경(150)을 통하여, 사용자의 다양한 행동에 따라 편광안경(150)의 위치가 변할지라도, 좌안 및 우안렌즈(210a, 210b)의 투과축이 리타터(130)의 투과축과 항상 일치되어 최적의 상태에서 입체영상을 시청할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 기준점을 포함하는 렌즈;
    상기 렌즈를 감싸면서 상기 기준점을 중력방향으로 위치시키는 무게 중심부를 가지는 내측 프레임;
    상기 내측 프레임이 유동하는 공간을 제공하는 외측 프레임; 및
    상기 내측 프레임을 활강시키는 위치조정수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광안경.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 프레임은 상기 렌즈와 상기 외측 프레임 사이의 간격을 유지시키는 간격 조절부를 더욱 포함하고, 상기 무게 중심부의 단위 면적당 중량은 상기 간격 조절부의 단위 면적당 중량보다 큰 것을 특징으로 하는 편광안경.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무게 중심부에 대응되는 상기 내측 프레임의 두께는 상기 간격 조절부에 대응되는 상기 내측 프레임의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 편광안경.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 프레임은, 상기 내측 프레임이 유동하는 유동공간 및 상기 위치조정수단이 삽입되는 다수의 내설부를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광안경.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치조정수단은,
    상기 다수의 내설부 각각에 삽입되는 다수의 롤러; 및
    상기 다수의 롤러 각각을 상기 외측 프레임에 회전 가능하도록 고정시키는 다수의 고정축;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광안경.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준점은 표시장치의 투과축과 상기 렌즈의 투과축이 일치할 때, 상기 렌즈의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 편광안경.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치조정수단은 상기 렌즈의 상하좌우에 대응되는 상기 외측 프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 편광안경.
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