KR20150140024A - 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치 - Google Patents

전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150140024A
KR20150140024A KR1020140068169A KR20140068169A KR20150140024A KR 20150140024 A KR20150140024 A KR 20150140024A KR 1020140068169 A KR1020140068169 A KR 1020140068169A KR 20140068169 A KR20140068169 A KR 20140068169A KR 20150140024 A KR20150140024 A KR 20150140024A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
pbs
video signal
polarized light
screen
Prior art date
Application number
KR1020140068169A
Other languages
English (en)
Inventor
이철우
Original Assignee
유한회사 마스터이미지쓰리디아시아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유한회사 마스터이미지쓰리디아시아 filed Critical 유한회사 마스터이미지쓰리디아시아
Priority to KR1020140068169A priority Critical patent/KR20150140024A/ko
Priority to CN201580016858.XA priority patent/CN106164751A/zh
Priority to PCT/KR2015/000963 priority patent/WO2015133732A1/ko
Priority to EP15758266.9A priority patent/EP3115828A4/en
Priority to US15/122,932 priority patent/US9948925B2/en
Priority to JP2016554841A priority patent/JP2017513045A/ja
Publication of KR20150140024A publication Critical patent/KR20150140024A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/18—Stereoscopic photography by simultaneous viewing
    • G03B35/24—Stereoscopic photography by simultaneous viewing using apertured or refractive resolving means on screens or between screen and eye

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

본 발명은, 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, P-편광 영상 또는 S-편광 영상 중 하나의 편광 방향의 영상으로 중첩하여 스크린에 영사하여 광 효율을 향상시키는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 P-편광 영상 또는 S-편광 영상 중 하나의 영상을 스크린 방향으로 반사시키기 위하여 별도의 미러가 아닌 전반사를 이용하는 것을 특징으로 한다.

Description

전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치{STEREOSCOPIC PROJECTION HAVING ENHANCED BRIGHTNESS USIGN TOTAL REFELCTION}
본 발명은 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 입체 영상 표시 장치를 도시하는 도면이다. 특히, 도 1은 미국 등록 특허 7,857,455호에서 예시하는 입체 영상 표시 장치를 예시한다.
도 1을 참조하면, 프로젝터 내의 영상을 발생시키는 화상면(imaging surface; 1)로부터 나오는 빛은 프로젝션 렌즈(projection lens; 6)를 거쳐서 PBS(polarizing beam splitter; 7)에서 두 개의 빛으로 나뉜다. 즉 S-편광 및 P-편광 성분을 갖는 빛은 PBS(7)에서 반사 및 투과가 된다.
투과된 P-편광성분을 갖는 광은 반 파장 리타더(half wave retarder; 8) 를 지나면서 S-편광을 갖는 빛이 되어 미러(mirror; 9, 10), 편광판(polarizer; 11), 그리고 변조기(modulator; 12)를 거쳐 프로젝션 스크린(projection screen)에 집속된다.
잘 알려진 바와 같이 반파장 리타더(8)는 임의의 방향으로 직선 편광된 광의 그 편광 방향이 90° 회전하도록 하는 기능을 가지고 있다. 변조기(12)는 전기적인 신호에 의하여 편광 방향을 변경하는 기능을 수행한다.
도 2는 종래 기술에 의한 PBS의 구조를 도시한다.
도 2를 참조하면, 편광 방향이 예컨대 P-, S-편광이 혼재된 광이 편광 PBS(1)에서 P-편광을 갖는 광은 투과되고 S-편광을 갖는 광은 반사된다.
반사 및 투과된 S-, P-편광의 광은 마름모 형태의 프리즘(2,3)에 의하여 동일한 방향으로 진행하게 된다.
예컨대 P-편광을 갖는 광은 상기 프리즘을 투과한 후 반파장 플레이트(리타더)(4)에 의하여 편광 방향이 P-편광에서 S-편광으로 바뀐다.
결과적으로 개시된 편광 광 분할기에 의하여 P-, S-편광이 혼재된 광은 동일한 편광, 예컨대 S-편광으로 되고, 동일한 방향을 가질 수 있게 된다.
한편 상기 PBS(3)에 의하여 반사된 S-편광된 광은 미러(9)를 거친 후 프로젝션 스크린에 도달할 때 편광은 S-파를 유지한다. 따라서, 화상면(1)으로부터 나온 임의의 편광광은 하나의, 예컨대 S-편광으로 된다.
본 발명에서는 종래 기술보다 더욱 밝기가 향상된 입체 영상 표시 장치를 제안하고자 한다. 특히, 본 발명에서는 상기 밝기를 향상시키기 위하여 전반사 현상을 이용하고자 한다.
본 발명에 따른 입체 영상 시스템은, 소정의 영상 신호를 발생시키기 위한 영사 장치; 상기 영상 신호를 제 1 영상 신호로 투과시키고, 상기 제 1 영상 신호와 편광 방향이 90도 차이가 나는 적어도 하나의 제 2 영상 신호로 반사시키기 위한 편광 스플리터; 상기 제 1 영상 신호 및 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 조사하기 위한 스크린; 및 상기 반사된 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 굴절 및 반사시켜 상기 스크린 방향으로 조사하기 위한 프리즘을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호가 상기 프리즘의 반사면으로의 입사각은 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호가 상기 스크린 방향으로 전반사되기 위한 임계각 이상인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프리즘은 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 굴절시켜, 상기 스크린에 조사된 제 1 영상 신호의 크기와 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호의 크기를 정합시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 입체 영상 시스템은, 상기 제 1 영상 신호의 경로 및 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호의 경로 중 하나에 편광 방향을 변경하기 위한 리타더(retarder)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 입체 영상 시스템은, 상기 제 1 영상 신호를 원편광 신호로 변환하기 위한 제 1 변조기 및 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 원편광 신호로 변환하기 위한 제 2 변조기를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 제 1 변조기 및 상기 제 2 변조기는 상기 영상 신호가 좌측 영상 또는 우측 영상인지 여부에 따라, 상기 원편광 방향을 변경하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 입사각은 최소 입사각과 최대 입사각으로 구성되고, 상기 최소 입사각과 상기 최대 입사각은, 상기 임계각 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상술한 종래의 기술과 대비하여, 광 이용효율을 증가시켜 보다 밝은 화질을 얻게 한다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 입체 영상 표시 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 의한 PBS의 구조를 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 입체 영상장치의 구조를 도시한 것이다.
도 4는 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)를 투과하는 광의 실질적인 경로를 예시한다.
도 5는 도 4의 문제점을 개선한 종래의 입체 영상 표시 장치의 구조를 예시한다.
도 6은 도 5의 입체 영상 표시 장치에 변조기 및 반파장 리타더가 추가된 예를 도시한다.
도 7은 반사경로를 따라서 광의 결상면이 달라지는 예를 도시한다.
도 8 및 도 9는 광의 발산각도를 줄이기 위하여 종래에 제안된 입체 영상 표시 장치를 예시한다.
도 10은 프리즘 형태로 PBS를 구현한 종래의 입체 영상 표시 장치를 예시한다.
도 11은 알루미늄과 은의 가시 광선 영역에서의 반사율을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 장치를 예시하는 도면이다.
도 13은 입사각에 따른 반사율을 예시하는 도면이다. 특히, 도 13에서는 프리즘의 재질이 BK7인 경우를 예시한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다중 분할 입체 영상 표시 장치를 예시한다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이하에서는 설명의 편의상 영상신호를 '광'으로 표시하고, '광'으로 표시된 단어는 '영상신호'의 의미를 내포하는 것으로 간주한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 도 1의 입체 영상 표시 장치를 개선한 종래의 입체 영상 표시 장치에 관하여 설명한다.
도 3은 종래 기술에 따른 다른 입체 영상장치의 구조를 도시한 것이다. 특히, 도 3의 경우, 도 1에서 도시한 입체 영상 표시 장치의 밝기를 개선한 것으로, 광의 경로가 투과광 경로 1개, 반사광 경로 2개로 나뉘고 이들이 다시 스크린에서 모여 합성되는 것을 특징으로 한다.
도 3을 참조하면, 화상면(Image surface)(19)으로부터 방출되어 프로젝션 렌즈(Projection lens)(20)을 통과한 광은 P-편광과, S-편광이 혼재된 상태로 PBS(21, 22)로 입사한다. 편의상 도면부호 21로 표시된 PBS를 제1 PBS로 정의하고, 도면부호 22로 표시된 PBS를 제2 PBS로 정의한다.
상기 PBS(21, 22)로 입사된 광 중 절반은 제1 PBS(21)로 입사하고, 그리고 나머지 절반은 상기 제2 PBS(22)에 도달한다. 상기 PBS(21,22)는 특정 편광성분(P-편광성분)은 투과시키고, 다른 편광성분(S-편광성분)은 투과되는 광의 방향과 다른 방향으로 반사시켜, 광을 여러 방향으로 분할하는 역할을 수행한다. 따라서, 제1 PBS(21)에 입사된 광 중 P-편광 성분은 투과되어 스크린 방향으로 진행한다. 반면에, 상기 제1 PBS(21)에 입사된 광 중 S-편광 성분은 반사되어 미러(23) 방향으로 진행된다. 마찬가지로, 제2 PBS(22)에 입사된 광 중 P-편광 성분은 투과되어 스크린 방향으로 진행한다. 반면에, 상기 제2 PBS(22)에 입사된 광 중 S-편광 성분은 미러(24) 방향으로 진행된다.
설명의 편의를 위하여, 도면부호 23로 표시된 미러를 제1 미러로 정의하고, 도면부호 24로 표시된 미러를 제2 미러로 정의한다.
상기 제1 PBS(21)와 상기 제1 미러(23)에서 반사된 광과, 상기 제2 PBS(22)와 상기 제2 미러(24)에서 반사된 광은 S-편광을 가지며 각각 스크린으로 향하게 되고, 변조기(12) 등을 통하여 편광 방향을 변경하여 스크린 상에서 합쳐지게 된다. 한편 상기 제1 PBS(21) 및 상기 제2 PBS(22)를 투과한 광은 P-편광을 가지고 그대로 광축을 따라서 상기 스크린으로 향하게 된다.
이와 같은 구조하에서 프로젝션 렌즈(20)를 통과한 광의 절반은 상기 제1 PBS(21)에 도달한 후 반사 또는 투과되고, 나머지 절반은 상기 제2 PBS(22)에 도달한 후 반사 또는 투과될 수 있다. 따라서, 동일한 크기의 영상을 스크린에 투사시키는 경우에는 종래 기술에 비하여 상기 각 PBS(21, 22)와 상기 미러(23, 24) 간의 거리가 종래 기술에 비하여 현저하게 줄어들 수 있고, 이는 입체 영상 표시 장치 자체 크기를 줄일 수 있다는 의미가 된다.
도 4는 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)를 투과하는 광의 실질적인 경로를 예시한다.
도 4를 참조하면, 직경 D를 가지고 제1 PBS(21)와 제2 PBS(22)로 입사한 광은 기울어진 제1 PBS(21)와 제2 PBS(22)를 투과할 때 굴절을 한다. 이 경우, 투과하는 광의 대부분은 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)를 투과할 수 있지만, 중심부분에 있는 광(즉, 직경 d로 표현된 광)은 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22) 내부로 진입한 후 일 지점으로 수렴하게 된다. 따라서, 직경 d에 해당하는 광은 스크린으로 향하지 못하고 소멸된다. 즉, 상기 제1 PBS(21)와, 상기 제2 PBS(22) 사이의 절곡된 부분에 광이 입사된 후 일 지점으로 집중되면서 광 소멸영역(DA:Dimming Area)이 형성된다.
결론적으로, 상기 PBS(21,22)를 통과하는 빛의 일부는 상기 광 소멸영역(DA)를 거치면서, 그 에너지가 저감되고, 이는 스크린 상에서 광도가 낮아지는 결과를 초래하여 스크린 전체영역에서 상대적으로 어두워지는 결과로 나타난다.
도 5는 도 4의 문제점을 개선한 종래의 입체 영상 표시 장치의 구조를 예시한다.
도 5와 같이, 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)와 유사한 굴절률과 두께를 갖는 플레이트(25, 26)가 설치된다. 상기 플레이트(25, 26) 중, 제1 PBS(21)에 대응되는 부분은 제1 플레이트(25)라고 하고, 제2 PBS(22)에 대응되는 부분을 제2 플레이트(26)이라고 정의한다.
상기 플레이트(25, 26)로 입사된 광은 굴절되어 그 경로가 변경되어 상기 PBS(21,22)로 이동한다. 이때, 상기 플레이트(25,26)의 중심부가 절곡되어 있기 때문에, 상기 플레이트(25, 26)의 중심부와, 상기 PBS(21,22) 사이에는 빛이 통과하지 않는 빈 영역(EA: Empty Area)이 형성된다.
도 4에서 나타난 광 소멸영역(DA)에 입사되는 빛의 입사경로는 도 5에서 나타난 빈 영역(EA)에 대응되는데, 상기 플레이트(25, 26)의 굴절에 의하여 상기 빈 영역(EA)에 더 이상 빛이 진행하지 않기 때문에, 더 이상 상기 광 소멸 영역(D) 빛이 입사되지 않아 광 소멸에 의한 광 손실을 방지할 수 있다.
도 6은 도 5의 입체 영상 표시 장치에 변조기 및 반파장 리타더가 추가된 예를 도시한다.
도 6을 참조하면, 제 1 미러(23)와 제 2 미러(24)로부터 나오는 S-편광의 광은 각각 제 1 변조기(27a)와 제 3 변조기(27c)에 의하여 선 편광에서 원 편광 상태로 변조된다. 한편, 제1 PBS(21)와 제2 PBS(22)를 투과한 P-편광의 광은 제 2 변조기(27b)에 의하여 선 편광에서 원 편광 상태로 변조된다.
추가적으로, 도 6에서 상기 반파장 리타더(28)는 상기 제 2 변조기(27b) 전단에 배치된다. 따라서, 반파장 리타더(28)를 통과한 광이나, 상기 제 1 미러(23) 및 제 2 미러(24)에 의하여 반사된 광이나 모두 동일한 편광, 즉, S-편광의 특성을 가진다. 한편, 반파장 리타더(28)는 상기 제 1 미러(23) 및 제 1 변조기(27a) 사이에 배치되고, 상기 제 2 미러(24) 및 상기 제 3 변조기(27b)사이에 배치될 수 있다.결과적으로, 반사경로를 따라 이동하는 편광과 투과경로를 따라 이동하는 편광이 모두 스크린에 도달하는 경우에는 단일 편광(P- 편광 또는 S편광)으로 바뀌어야 하고, 스크린에 투사되어 중첩되는 광의 경로는 3개이다. 즉, 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)을 투과하여 스크린에 투사되는 제1경로와, 상기 제1 PBS(21) 및 상기 제 1 미러(23)에서 반사되어 스크린으로 투사되는 제2경로와, 상기 제2 PBS(22) 및 상기 제 2 미러(24)에서 반사되어 스크린으로 투사되는 제3경로로 광의 경로가 구성된다.
한편, 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)에서 반사된 광의 결상면과 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)를 투과한 광의 결상면의 차이로 인하여 스크린 상에 서로 다른 크기의 화면이 조사될 수 있다. 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 반사경로를 따라서 광의 결상면이 달라지는 예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)에서 1차적으로 반사되고, 상기 제 1 미러(23)와 상기 제 2 미러(24)에서 2차적으로 반사된 광의 결상면과 상기 제1 PBS(21)와 상기 제2 PBS(22)들을 투과한 광의 결상면상에서의 높이 차이 Δ를 도시하였다. 여기서 반사 경로를 따라서 이동하는 광의 결상면은 투과 경로를 따라서 이동하는 광의 결상면에 비하여 앞에 위치하고, 이러한 위치의 차이로 인하여 실제 스크린 상에 조사되는 영상의 크기간에 차이 Δ가 발생한다.
도 8 및 도 9는 광의 발산각도를 줄이기 위하여 종래에 제안된 입체 영상 표시 장치를 예시한다. 특히, 도 8은 광의 발산각도를 줄이는 플레이트 또는 프리즘(32,33)을 사용하여 광로를 보정하는 예를 도시하고, 도 9는 미러-프리즘 조립체 (34,35)를 사용하여 광로를 보정하는 예를 도시한다
우선, 도 8을 참조하면, 상기 플레이트 또는 프리즘(32,33)은 상기 제 1 미러(23)와 상기 제 2 미러(24)에 인접하게 설치되고, 상기 제 1 미러(23)와 상기 제 2 미러(24)에서 반사된 광의 진행 경로상에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의하면 플레이트 또는 프리즘(32,33)에 의하여 보정하기 전의 광로에 비하여 플레이트 또는 프리즘(32,33)에 의하여 보정된 광로는 덜 발산된 상태가 되어 스크린 위에서의 상의 크기가 축소된다.
도 8에서, 반사 경로 중 실선으로 표시된 부분이 플레이트 또는 프리즘(32,33)에 의하여 보정되기 전의 경로이고, 점선으로 표시된 부분이 플레이트 또는 프리즘(32,33)에 의하여 보정된 이후의 경로이다. 점선으로 표시된 경로가 실선으로 표시된 경로보다 덜 발산된 상태가 되었음을 알 수 있다. 이와 같이 반사경로를 따라서 이동한 광에 의하여 스크린 위에서 형성된 상의 크기는 투과 경로를 따라서 이동한 광에 의하여 스크린 위에서 형성된 상의 크기와 동일해지므로 상술한 높이 차이 Δ가 없어질 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 미러-프리즘 조립체(34,35)가 플레이트 또는 프리즘(32,33)를 대체하는 것을 알 수 있다. 미러-프리즘 조립체(34,35)는 플레이트 또는 프리즘(31,32)가 미러와 이격되어 배치되는 것을 개선한 것으로, 광의 발산각도를 줄이는 것이 특징이다. 마찬가지로, 미러-프리즘 조립체(34,35)는 상기 제1 PBS(21) 및 상기 제2 PBS(22)에서 반사된 광의 진행 경로상에 배치되는 것이 바람직하다.
도 9에 의하는 경우, 이에 의하면 미러-프리즘 조립체 (34,35)에 의하여 보정되기 전의 광로에 비하여 미러-프리즘 조립체(34,35)에 의하여 보정된 광로는 덜 발산된 상태가 되어 스크린 위에서의 상의 크기가 축소된다. 도 9에서 반사 경로 중 실선으로 표시된 부분이 미러-프리즘 조립체(34,35)에 의하여 보정되기 전의 경로이고, 점선으로 표시된 부분이 미러-프리즘 조립체(34,35)에 의하여 보정된 이후의 경로이다. 점선으로 표시된 경로가 실선으로 표시된 경로보다 덜 발산된 상태가 되었음을 알 수 있다. 이렇게 반사경로를 따라서 이동한 광에 의하여 스크린 위에서 형성된 상의 크기는 투과 경로를 따라서 이동한 광에 의하여 스크린 위에서 형성된 상의 크기와 동일해지므로 상술한 높이 차이 Δ가 없어질 수 있다.
두 개의 PBS면 (36,37)을 갖는 프리즘(38)형태인 PBS를 사용하여도 상술한 높이 차이 Δ를 보정하는 효과를 가질 수 있다.
도 10은 프리즘 형태로 PBS를 구현한 종래의 입체 영상 표시 장치를 예시한다.
도 10을 참조하면, PBS는 서로 구분되며 서로 연결될 뿐 아니라, 경사지게 마련되는 PBS면(36, 37) 및 프리즘(38)을 포함한다. 구체적으로, 상기 PBS면(36, 37)에 의하여 특정 방향의 편광(예를 들어 P-편광) 특성을 갖는 광은 투과된다. 또한, 다른 방향의 편광(예를 들어 S-편광) 특성을 갖는 편광은 상기 PBS면(36, 37)에 의하여 반사되고, 반사된 광은 상기 프리즘(38)에 의하여 그 경로가 보정된다. 즉, 덜 발산되는 형태로 보정될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하여 반사된 광의 진행경로와 투과된 광의 진행경로의 차이를 줄일 수 있어서 보다 품질 높은 입체영상을 얻을 수 있다. 또한, 각 구성요소 간의 배치 간격을 종래보다 줄일 수 있어서 제품 크기의 소형화에 기여할 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10의 종래의 입체 영상 표시 장치에서 미러-프리즘 조립체 (34,35)의 미러는 일반적으로 프리즘 표현에 알루미늄 또는 은을 코팅하여 생성한다. 도 11은 알루미늄과 은의 가시 광선 영역에서의 반사율을 도시한다. 즉, 입사되는 광의 파장이 400nm에서 700nm사이의 반사율을 도시하였다.
도 11을 참조하면, 은의 반사율이 알루미늄의 반사율에 비하여 약 5% 높으나, 표면에 코딩을 한다면 은이 알루미늄에 비하여 산화로 인한 부식이 잘 일어날 수 있다. 따라서, 일반적으로 미러-프리즘 조립체 (34,35)의 미러는 알루미늄이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 프리즘 표면에 코딩을 입히는 과정 자체가 고비용이 요구되며, 반사로 인한 광 손실 또한 발생할 여지가 있다는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 본 발명에서는 전반사를 이용하여 반사 효율을 극대화 시키는 방법을 제안하고자 한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상 장치를 예시하는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 한 개의 PBS에 의하여 광이 이분할 되는 경우를 도시하지만, 도 9 및 도 10과 같이 하나의 광이 3개 이상의 경로로 분할되어 스크린으로 영사되는 경우에도 적용 가능함은 물론이다
도 12를 참조하면, PBS(2)에서 반사된 광은 두개의 굴절면과 한 개의 반사면을 갖는 프리즘 형태의 전반사 미러(10)를 통과하여 스크린 방향으로 조사된다. 이러한 전반사 미러는 미러면에 입사하는 광의 입사각과 관련이 되어있다.
도 13은 입사각에 따른 반사율을 예시하는 도면이다. 특히, 도 13에서는 프리즘의 재질이 BK7인 경우를 예시한다.
도 13을 참조하면, 전반사가 되는 각도 즉, 임계각(critical angle)은 약 41.2°인 것을 알 수 있다. 따라서, 도 12에서 최소 입사각 Θ1과 최대 입사각 Θ2가 이 임계각보다 크면 전반사가 일어나게 된다. 또한, 프리즘으로 반사되는 광이 상기 임계각 이상의 입사각을 갖는다면, 도 13과 같이 반사율은 100%로 되어 종래 알루미늄의 반사율 91.8%보다 현격히 높은 반사율을 얻어 상기 반사광의 밝기를 개선할 수 있게 된다.
이러한 방식은 도 9 및 도 10의 입체 영상 표시 장치에서 미러-프리즘 조립체 (34,35)에 적용한다면, 반사광의 밝기를 개선할 수 있어 전체 영상 자체의 밝기를 향상시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 다중 분할 입체 영상 표시 장치를 예시한다. 특히, 도 14의 경우 PBS(11)에 의하여 광이 3분할 된 경우를 가정한다.
도 14를 참조하면, 프로젝터(1)에서 나온 광이 PBS(11, 12)에 의하여 분할 되어 S-편광광은 반사되고 P-편광광은 투과된다. 여기서, 프리즘 형태의 전반사 미러 (13, 14)에 상기 반사된 S-편광광이 입사되는 최소 입사각 Θ3 와 Θ5, 그리고 최대 입사각 Θ4과 Θ6이 임계각 이상이라면, 모든 광은 전반사되어 반사 효율 100%를 달성할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 소정의 영상 신호를 발생시키기 위한 영사 장치;
    상기 영상 신호를 제 1 영상 신호로 투과시키고, 상기 제 1 영상 신호와 편광 방향이 90도 차이가 나는 적어도 하나의 제 2 영상 신호로 반사시키기 위한 편광 스플리터;
    상기 제 1 영상 신호 및 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 조사하기 위한 스크린; 및
    상기 반사된 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 굴절 및 반사시켜 상기 스크린 방향으로 조사하기 위한 프리즘을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호가 상기 프리즘의 반사면으로의 입사각은 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호가 상기 스크린 방향으로 전반사되기 위한 임계각 이상인 것을 특징으로 하는,
    입체 영상 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘은,
    상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 굴절시켜, 상기 스크린에 조사된 제 1 영상 신호의 크기와 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호의 크기를 정합시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
    입체 영상 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 신호의 경로 및 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호의 경로 중 하나에는,
    편광 방향을 변경하기 위한 리타더(retarder)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    입체 영상 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 신호를 원편광 신호로 변환하기 위한 제 1 변조기 및 상기 적어도 하나의 제 2 영상 신호를 원편광 신호로 변환하기 위한 제 2 변조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    입체 영상 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 변조기 및 상기 제 2 변조기는,
    상기 영상 신호가 좌측 영상 또는 우측 영상인지 여부에 따라, 상기 원편광 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는,
    입체 영상 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사각은 최소 입사각과 최대 입사각으로 구성되고,
    상기 최소 입사각과 상기 최대 입사각은,
    상기 임계각 이상인 것을 특징으로 하는,
    입체 영상 시스템.
KR1020140068169A 2014-03-04 2014-06-05 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치 KR20150140024A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140068169A KR20150140024A (ko) 2014-06-05 2014-06-05 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치
CN201580016858.XA CN106164751A (zh) 2014-03-04 2015-01-29 用于立体图像装置的调制器和使用该调制器的立体图像装置
PCT/KR2015/000963 WO2015133732A1 (ko) 2014-03-04 2015-01-29 입체영상장치용 변조기 및 이를 이용한 입체영상장치
EP15758266.9A EP3115828A4 (en) 2014-03-04 2015-01-29 Modulator for stereoscopic image device and stereoscopic image device using same
US15/122,932 US9948925B2 (en) 2014-03-04 2015-01-29 Modulator for stereoscopic image device and stereoscopic image device using same
JP2016554841A JP2017513045A (ja) 2014-03-04 2015-01-29 立体映像装置用の変調器及びこれを用いた立体映像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140068169A KR20150140024A (ko) 2014-06-05 2014-06-05 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150140024A true KR20150140024A (ko) 2015-12-15

Family

ID=55021093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140068169A KR20150140024A (ko) 2014-03-04 2014-06-05 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150140024A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019132188A1 (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 (주)유남옵틱스 3차원 입체 영상 디스플레이용 광학계

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019132188A1 (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 (주)유남옵틱스 3차원 입체 영상 디스플레이용 광학계
US11435598B2 (en) 2017-12-26 2022-09-06 Yunam Optics Inc. Optical system for three-dimensional stereoscopic image display

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11520163B2 (en) Stereoscopic image apparatus
US9638926B2 (en) Stereo projection apparatus and stereo projection system with low throw ratio and high light efficiency
US20110235175A1 (en) Polarization converting color combiner
TWI487997B (zh) 偏光轉換色彩合成器
US10291906B2 (en) Stereoscopic image device having improved brightness and method for providing stereoscopic image
KR20150140024A (ko) 전반사를 이용하여 밝기를 개선한 입체 영상 표시 장치
JP2015210488A (ja) 照明光学系およびこれを用いた画像表示装置
KR101387096B1 (ko) 다중 광분할 기기를 구비하는 입체 영상 장치
KR101685657B1 (ko) 향상된 밝기를 갖는 입체 영상 장치 및 입체 영상 제공방법
KR101419448B1 (ko) 사중 광분할 방법과 이를 이용한 입체 영상 장치
KR100636112B1 (ko) 편광변환기 및 이를 채용한 반사형 프로젝트장치
KR20210051314A (ko) 시네마용 반사광 제어 광학장치
JP2014174355A (ja) 光学系およびそれを用いた投射型表示装置
JP2007232798A (ja) 投写型映像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment