KR20160022749A

KR20160022749A - 2d 프로젝터용 3d 변환 어댑터 시스템

Info

Publication number: KR20160022749A
Application number: KR1020140172083A
Authority: KR
Inventors: 최해용
Original assignee: 최해용
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-03-02

Abstract

본 발명은 일반 2D 프로젝터의 투사렌즈 앞 단에 간단히 부착하여 3D 편광 영상으로 변환 투사하는 3D 어댑터에 관한 것으로서 4개의 반사경에 4개의 프리즘을 결합한 것이 특징이며 4개의 반사경에서 입체용의 좌,우안용 영상을 분리하고 이를 각각 정각이 상호 반대방향인 2개의 프리즘을 2조로 구성하여 좌,우 방향으로 영상의 배율을 1.5-3배 확대하는 것을 특징으로 한 3D 어댑터 장치에 관한 것이다.

Description

2D 프로젝터용 3D 변환 어댑터 시스템{3D Convertible Adapter System for a 2D Projector}

본 발명은 일반 2D 프로젝터의 투사렌즈 앞 단에 결합하여 3D 영상으로 변환하는 3D 변환 어댑터 시스템에 관한 것이다.

특히 4개의 반사경과 4개의 프리즘으로 구성된 것이 특징이며 4개의 프리즘은 각각 2개의 프리즘이 정각이 상호 반대 방향으로 대칭 구성된 2조의 프리즘으로 구성 된 것이 특징인 3D 변환 어댑터 시스템에 관한 것이다.

일반 2D 프로젝터에서 수신되는 방송이나 DVD 영상의 입체 영상은 사이드 바이 사이드 형태로서 한정하지는 않지만 화면의 가로 길이대 세로의 화면비 16:9인 하나의 화면에 좌, 우가 축소 왜곡된 각각의 좌안용 영상과 우안용 영상을 8:9로 축소하여 하나의 화면 프레임에 2개의 화면을 동시에 투사하게 된다.

또는 상기 16:9인 하나의 화면에 상, 하가 축소 왜곡된 화면을 상,하로 16:4.5 화면으로 투사하게 된다.

상기 화면비 16:9는 2.35:1등 여러 가지 화면비가 있으나 이를 한정하지는 않고 본 발명에서는 설명의 편의상 화면비 16:9 위주로 설명하나 그 적용논리는 화면비에 관계없이 동일하게 적용된다.

따라서 일반 2D프로젝터로는 입체영상 시청이 불가능하다.

종래 입체 프로젝터의 구조는 2가지가 있는데 하나는 편광안경용 프로젝터로써 통상 2개의 동일한 프로젝터에 각각의 영상을 분리하여 입력하고 이를 편광판에 의해 편광 한 다음 스크린에 투사하는 방식이다.

이러한 방식은 편광안경을 사용한다는 편리한 점은 있으나 프로젝터를 2대를 사용해야 하고 그 부피가 크고 또한 별도의 장치로 입체용 좌, 우안용 영상을 각각 분리하고 별도의 조정장치로 영상의 수평을 맞춰야 하는등 많은 문제점이 있었다.

또한, 입체용도의 좌, 우 안용 영상을 순차적으로 교차 투사하는 셔터식 3D 프로젝터가 있으나 이는 또한 순차적으로 셔터가 작용하는 입체 안경을 사용해야 하므로 크릭커 현상이 심하고 안경구조가 동시에 좌우 셔텨 장치가 있어서 이를 투사되는 영상과 동시에 시간차를 맞춰야 하는 등 복잡하여 극장 같은 데서 다중인이 사용 시 입체 안경비용이 대단히 과다하였다.

이러한 점을 개선하기 위해 상기 셔터 식 프로젝터에 편광안경을 사용하기 위해서는 프로젝터 전단에 순차적으로 편광 시키는 여러 방법이 있으나 이 경우 투과율이 1/10 이하로 현저하게 저하되어 영상이 매우 흐려지는 문제점이 있었다.

또한, 미국 PAT NO. 4127828의 구조는 투사렌즈에서 투사하는 영상을 일 방향만 커브형의 곡률에서 초점거리에 영향을 주므로 상,하 좌,우 중 일 방향의 초점거리가 달라져 해상도가 떨어지는 문제점이 있었다.

일본공개 특허 공보 특개 2010-145602 미국 PAT NO. 4127828 미국 PAT NO. 4609258 한국 특허출원번호 10-2010-0119477

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 별도의 곡률에 의한 편 방향 확대에 의한 초점거리 저해 없이 일반 프로젝터 앞에 간단히 장착만 함으로서 편광안경을 통한 입체 영상을 관측할 수 있는 장치에 관한 것이다.

또한, 4개의 프리즘과 4개의 반사경만으로 구성하여 영상의 왜곡 및 밝기 감소 없이 2D 프로젝터에서 투사되는 좌, 우안용 영상을 입체 영상으로 변환 시킬 수 있는 것이다.

일반2D 프로젝터에서 제공하는 입체 영상용 좌, 우안용 영상을 분할하고 일 방향을 확대하여 스크린에 투사하는 3D 변환 어댑터 장치에 있어서

좌, 우안용 좌, 우 영상이 하나의 프레임 구조에 구성되어 일반 프로젝터에 투사되는 영상을 좌, 우로 분리하는 분할 반사경에서 좌, 우로 분리된 좌, 우 영상을 전 방향으로 반사하는 좌, 우 반사경을 구비하고

상기 좌 반사경에 제1, 제2프리즘을 구비하고

상기 우 반사경에 제1, 제2프리즘 구비하고

상기 각 제1, 제2프리즘 전면에 좌, 우 편광판을 구비함으로써

4개의 반사경과 4개의 프리즘으로 구성된 것을 특징으로 하여 일반 프로젝터에서 투사되는 입체 영상용 좌, 우 영상을 2분할하고 확대하여 영상을 원상화 한 후 편광 하여 스크린에서 좌, 우 영상을 합치하여 입체 영상 시청이 가능하게 구성한다.

이러한 본 발명은 제1, 제2 두 개의 프리즘의 정각을 상호 반대 방향으로 교차하여 구성하고 이를 각각 좌, 우 2개의 구조로 구성한 다음 분할경과 결합하는 구조임으로 2D 프로젝터로부터 투사되는 입체용 좌영상과 우영상을 분리하고 화면비 16:9 하나의 화면에서 8:9로 왜곡된 영상을 원래의 16:9 화면으로 좌, 우안용 영상을 보정하고 스크린에 투사하게 되므로 일반 프로젝터의 투사렌즈 앞 단에 결합만 함으로서 입체용 좌, 우 영상을 분리한다.

제1. 제2프리즘에서 기존 프로젝터의 투사렌즈가 갖는 초점거리에 영향 없이 상,하 또는 좌,우 방향 중 일 방향을 확대하여 왜곡된 좌, 우안용 입체영상을 원 영상이 갖는 화면 비율대로 확대 보정하면서 편광판에 의해 각기 편광하여 스크린에 투사함으로써 입체영상이 가능하게 된다.

도1은 본 발명이 실시된 외형도
도2의(a)는 입체 용도의 좌안용 영상의 설명도
도2의(b)는 입체 용도의 우안용 영상의 설명도
도2의(c)는 하나의 프레임에 표시된 입체 용도의 좌, 우안용 영상의 설명도
도2의(d)는 하나의 프레임에 입체 용도의 좌, 우안용 영상이 상. 하로 구비된 설명도
도3은 제1, 제2 프리즘의 작용설명도
도4는 제1, 제2 프리즘이 분할경과 결합한 시스템의 설명도
도5는 분할경과 제1, 제2 프리즘의 작용설명도

본 발명은 도1과 같이 일반 2D 프로젝터의 투사렌즈 전단에 본 발명을 간단히 결합함으로써 3D 편광영상을 스크린에 투사할 수 있는 3D 변환 어댑터 구조에 관한 것이다.

입체 영상은 도2의 (a)와 도2의 (b)처럼 가로: 세로 화면비 16:9의 2개의 영상 즉, 좌안용 영상(R)과 우안용 영상(L)이 필수적이며 이러한 좌, 우안용 영상(R, L)은 스크린에서 하나의 복상으로 겹쳐 투사하여 좌안용 영상은 좌측 눈으로, 우안용 영상은 우측 눈으로 분리 시청함으로 입체 영상시청이 가능하다.

이러한 도2의 (a),(b)의 영상은 도2의 (b)처럼 16:9 영상이 상, 하로 16:4.5로 표시 구분된다.

도3처럼 제1프리즘(103a)과 제2프리즘(104a)은 각 꼭짓점인 정각(x)을 기준으로 좌, 우 대칭구조로 반대 방향으로 구성하면 8:9 또는 16:4.5로 상, 하 또는 좌, 우 중 일방이 왜곡 축소된 화면이 제1프리즘(103a)의 빗변으로 입사한 영상(a)은 도3의 b처럼 제1프리즘(103a)의 정각에 의해 굴절하면서 일 방향으로 확대된다.

이와 같이 확대 또는 축소되는 제1프리즘(103a)의 영상은 제2프리즘(104a)의 빗변에 의해 굴절되면서 도3의 b1과 같이 평행으로 투과 굴절한다.

따라서 이러한 제1, 제2 프리즘(104a)의 설치 각도는 제1프리즘(103a)의 설치 각도에 의해 필요한 크기만큼 설치각도(y)에 의해 확대한다.

예를 들면 좌,우 확대배율 1.5배는 설치각도(y)를 10°로, 2,5배는 30°로 설치 조정한다.

그러나 이러한 설치각도(y)는 각 제1프리즘()이 갖는 정각에 따라 다르므로 실제 설치시 설치각도(y)는 조정한다.

즉, 제1프리즘(103a)의 설치각도의 경사 각도를 확대하면 굴절에 의한 영상의 화면비율도 확대한다. 이러한 확대 배율은 제1. 제2프리즘(104a)을 설치하고 각 설치각도(y)에 따라 굴절 배율을 측정하여 고정한다.

그러나 본 발명에서는 좌안용 제1. 제2프리즘(103a. 104a)과 우안용 제1. 제2프리즘(103b. 104b)에 의한 확대배율을 1.5배 이상 3배 미만으로 한다.

확대 배율을 1.5배 미만으로 할 때는 좌, 우 영상의 왜곡 영상 효과가 미흡하고, 3배 이상으로 할지는 일 방향 확대가 과다하여 다시 영상이 왜곡되게 된다.

이와 같이 제1프리즘(103a)에 의해 확대된 영상은 다시 제2프리즘(104a)의 설치각도(y)를 조정하여 다시 직진 투과함으로써 제1, 제2프리즘(103a, 104a)의 설치 각도를 정하는 것이다.

따라서 상기와 같은 제1, 제2프리즘(103a, 104a)의 작용은 도3의 R1 또는 L1과 같이 상, 하 또는 좌, 우 일 방향으로 왜곡축소된 영상은 도3의 R 또는 L 과 같이 정상화면으로 복원시키는 것이다.

도2의(c)와 같은 사이드 바이 사이드(side by side) 영상이나 도2의(D)와 같은 업 앤 다운 (up and down) 영상은 하나의 프레임에 영상의 위치만 다를 뿐 본 발명에서는 같은 논리로 적용된다.

즉, 도2의(D)와 같은 경우에는 상기 본 발명의 구조를 좌, 우 방향이 아닌 상, 하 방향으로 결합하면 된다.

도4 및 도5에 표시된 좌, 우 분할경(101a.101b)의 작용은 일반2D 프로젝터의 투사렌즈(300)에서 투사되는 도2의 (c)와 같은 하나의 16:9 화면에서 동시에 투사되는 좌안용 영상(L1)과 우안용 영상(R1)을 좌, 우 방향(또는 상, 하 방향)으로 분할하여 좌, 우 굴절 반사경(102a, 102b)으로 반사하는 기능을 갖게 된다.

따라서 도5와 같이 기존의 일반 2D 프로젝터의 투사렌즈(300)에서 투사되는 도2의 (c)와 같은 좌안용 영상(L)과 우안용 영상(R)을 좌, 우 분할경(101a.101b))에 의해 좌, 우로 분리하고 이를 좌, 우 반사경(102a.102b))에서 각기 스크린(s) 방향으로 굴절 투사한다.

이와 같은 분할경(101)의 구조는 도5와 같이 프로젝터의 투사렌즈(300) 방향으로 좌, 우 분할경(101a.101b))을 꼭지점(c)으로 하여 그 내부 각도가 90도를 기준으로 하여 오차범위 10% 이내에서 구성한다.

오차 범위 10%를 초과할 시는 왜곡현상이 육안으로 보아도 거북할 정도로 발생한다.

도4, 도5와 같이 상기 분할경(101)에서 좌 분할경(101a)에 의해 분리된 영상 중 좌영상(L)은 좌,반사경(102a)에서 스크린(s)방향으로 반사하면서 각각 제1프리즘(103a), 제2프리즘 (104a)에서 확대하고 좌편광판(105a)에서 편광 한다.

상기 분할경(101)에서 우 분할경(101b)에 의해 분리된 영상 중 우 영상(L)은 우반사경(102b)에서 스크린(s)방향으로 반사하면서 각각 제1프리즘(103a), 제2프리즘 (104a)에서 확대하고 우 편광판(105b)에서 편광 한다.

상기와 같이 편광된 좌, 우 영상(L, R)은 스크린(s)에서 복상으로 중첩된다.

상기와 같이 스크린(s)에서 복상으로 결상된 좌, 우 영상(L. R)은 편광안경에 의해 좌영상(L)은 좌측 눈으로, 우영상(R)은 우측 눈으로만 관측하여 입체 영상 시청이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 스크린으로 좌, 우영상(L, R)을 투사할 시 제1, 제2 프리즘((103a. 104a. 103b. 104b)과 좌, 우 편광판(105a. 105b) 구조가 좌, 우로 각도 조정이 가능하게 하여 스크린에서 복상으로 합치하게 투사하여 스크린에서 좌, 우 영상(L. R)의 간격을 조정할 수 있다.

즉 제1, 제2 프리즘((103a. 104a. 103b. 104b)과 좌·우 편광판(105a. 105b) 구조가 좌, 우로 각도 조정이 가능하게 하여 스크린에서 복상으로 합치하게 투사하게 한다.

따라서 이러한 본 발명의 구조는 종래 렌즈와 같은 곡률 구면 또는 곡면에 의해 확대되는 것이 아니므로 4개의 프리즘을 각각 2개씩 프리즘의 정각을 대칭구조로 각 2조로 구성하여 일반 프로젝터의 투사렌즈(300)의 초점거리에 영향을 주지 않고 편배율 작용만 하게 됨으로써 선명한 영상 시청이 가능하게 되는 것이다.

즉, 일반 2D 프로젝터에서 제공하는 입체 영상용 좌, 우안용 영상을 분할하고 일 방향을 확대하여 스크린에 투사하는 3D 변환 어댑터 장치에 있어서 입체용 좌, 우안용 영상이 하나의 프레임 구조에 구성되어 일반 프로젝터에 투사되는 영상을 좌, 우로 분리하는 분할 반사경(101) 및 상기 분활 반사경(101)에서 좌, 우로 분리된 좌, 우 영상을 전 방향으로 반사하는 좌, 우 반사경(102a.102b)과

상기 좌 반사경(102a)에 구비되는 제1, 제2프리즘(103a. 104a)과 편광판(105a) 및

상기 우 반사경(102b)에 구비되는 제1, 제2프리즘(103b.104b)과 편광판(105b)을 포함함으로써

일반 프로젝터에서 투사되는 입체 영상용 좌, 우 영상을 상기 분할반사경(101)에서 2분할하고 상기 좌·우 반사경(102a.102b)에서 전 방향으로 반사한 영상을 각각 제1, 제2프리즘(103a. 103b 103b. 104b)에서 편 방향으로 1.5배 이상 3배 미만으로 확대하여 4개의 반사경에 4개의 프리즘을 결합 구성하는 것을 특징으로 하여 스크린에서 입체 영상을 시청하게 한 것이 특징인 2D 프로젝터용 3D 변환 어댑터 시스템 인것이다.

따라서 본 발명은 일반 2D 프로젝터의 투사렌즈(300) 전면에 간단히 결합함으로써 초점거리 흐트러짐 없이 선명한 3D 영상 시청이 가능한 것이다.

100 : 분할확대시스템
200: 결합케이스
300: 프로젝터
101a, 101b: 분할반사경
102a, 102b: 반사경
103a, 103b: 제1프리즘
104a, 104b: 제2프리즘
105a, 105b: 편광판

Claims

일반 2D 프로젝터에서 제공하는 입체 영상용 좌, 우안용 영상을 분할하고 일 방향을 확대하여 스크린에 투사하는 3D 변환 어댑터 장치에 있어서 입체용 좌, 우안용 영상이 하나의 프레임 구조에 구성되어 일반 프로젝터에 투사되는 영상을 좌, 우로 분리하는 분할 반사경(101) 및 상기 분활반사경(101)에서 좌, 우로 분리된 좌, 우 영상을 전 방향으로 반사하는 좌, 우 반사경(102a.102b) 과 상기 좌 반사경(102a)에 구비되는 제1, 제2프리즘(103a. 104a)과 편광판(105a) 및 상기 우 반사경(102b)에 구비되는 제1, 제2프리즘(103b.104b)과 편광판(105b);을 포함함으로써 일반 프로젝터에서 투사되는 입체 영상용 좌, 우 영상을 상기 분할반사경(101)에서 2분할하고 상기 좌·우 반사경(102a.102b)에서 전 방향으로 반사한 영상을 각각 제1, 제2프리즘(103a. 103b 103b. 104b)에서 편 방향으로 1.5배 이상 3배 미만으로 확대하여 4개의 반사경에 4개의 프리즘을 결합 구성하는 것을 특징으로 하여 스크린에서 입체 영상을 시청하게 한 것이 특징인 2D 프로젝터용 3D 변환 어댑터 시스템
제1항에 있어서 제1, 제2 프리즘((103a. 104a. 103b. 104b)과 좌·우 편광판(105a. 105b) 구조가 좌, 우로 각도 조정이 가능하게 하여 스크린에서 복상으로 합치하게 투사하는 것이 특징인 2D 프로젝터용 3D 변환 어댑터 시스템