KR920011064B1

KR920011064B1 - 3-d projector

Info

Publication number: KR920011064B1
Application number: KR1019900017432A
Authority: KR
Inventors: 이동희
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1992-12-26
Also published as: KR920008533A

Abstract

The stereoscopy projector and the stereoscopy recognizing polarized glasses are designed to solve disagreement of polarizer axis of the projector and the recognizing polarized glasses when a viewer watches a screen from different axis of the projector. The left projector having a quarter-wavelength layer projectes anti-clock-wise polarized beam and the right projector having a quarter-wavelength layer projects clockwise polarized beam. The glasses having a quarter-wavelength layer transmits clockwise polarized beam and anti-clockwise polarized beam through left module and right module respectively so that the stereo image is recognized clearly from any directions.

Description

3D image projection apparatus and 3D image recognition device used therein

제1도는 종래의 일반적인 입체투영기의 구성도.1 is a block diagram of a conventional stereoscopic projector.

제2도는 종래의 LCD 판넬구조도.2 is a conventional LCD panel structure diagram.

제3도는 종래의 입체영상 인식장치인 평관안경.3 is a flat glasses that is a conventional stereoscopic image recognition device.

제4a,b도는 종래의 입체영상 인식장치(편광안경)에 의한 투영비임의 인식상태도, (c),(d)는 본 발명의 LCD 판넬구조도.4A and 4B are diagrams illustrating a state of recognition of a projection beam by a conventional stereoscopic image recognition device (polarization glasses), and (c) and (d) are LCD panel structure diagrams of the present invention.

제5도는 본 발명에 의한 LCD-판넬 구성의 분해사시도.5 is an exploded perspective view of the LCD panel configuration according to the present invention.

제6도는 본 발명에 의한 입체영상 인식장치(편광안경)의 구성도.6 is a block diagram of a stereoscopic image recognition device (polarizing glasses) according to the present invention.

제7도는 본 발명에 의한 투영비임의 편광상태도.7 is a polarization state diagram of a projection beam according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

4a : 선형편광판 4b : LCD-판4a: linear polarizer 4b: LCD plate

6 : 쿼터-파장판 4,4′,7 : LCD 판넬(부)6: Quarter-wavelength plate 4,4 ′, 7 LCD panel (part)

8 : 편광축 9 : 패스트-축8 polarization axis 9 fast-axis

9′: 슬로우-축 10,11 : 왼쪽 및 오른쪽 영상인식 모듈9 ′: Slow axis 10,11: Left and right image recognition module

본 발명은 종래의 선형편광(linear polaried light) 입체방식의 결점인 입체영상 인식장치와 입체투영기의 편광축 불일치로 발생되는 입체감의 감소의 문제를 해결토록한 입체영상 투영장치 및 입체영상 인식장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional image projection apparatus and a three-dimensional image recognition apparatus to solve the problem of the reduction of the stereoscopic effect caused by the mismatch of the polarization axis of the stereoscopic image recognition device and the stereoscopic projector which is a drawback of the conventional linear polarized light stereoscopic method will be.

일반적으로 종래의 입체영상 투영기는 2대의 투영기를 나란히 나열하여 각각의 광원에 대해 LCD나 슬라이드 필름의 영상을 스크린에 투영되도록 하였는바, 그 구성은 제1도에 도시한 바와같이 구면반사경(1)(1′), 램프(2)(2′) 콘덴서 렌즈시스템(3)(3′), LCD 패널(4)(4′), 투영렌즈(5)(5′)등으로 구성되어 있다.In general, a stereoscopic image projector has two projectors arranged side by side so that an image of an LCD or a slide film is projected onto a screen for each light source, and the configuration thereof is as shown in FIG. 1 ', lamp 2, 2', and condenser lens system 3, 3 ', LCD panel 4, 4', projection lens 5, 5 ', and the like.

그런데 입체영상 투영방식에 있어서 종래에는 2대의 투영기에서 투사된 비임의 편광방향이 서로 수직이 되게 하여 오른쪽에 있는 투영기에 의한 영상은 관찰자의 오른쪽눈으로, 왼쪽에 있는 투영기에 의한 영상은 관찰자의 왼쪽눈으로만 각각 인식할 수 있게하여 입체영상을 구현한다.However, in the stereoscopic projection method, the polarization directions of beams projected from two projectors are perpendicular to each other so that the image by the projector on the right is the right eye of the observer, and the image by the projector on the left is the left of the observer. Three-dimensional image is realized by allowing each eye to recognize each.

이때 제1도에서 도시한 바와같은 LCD 판넬(4,4′)은 제2도와 같이 편광축이 일치하는 2개의 선형편광판(linear polarizer)(4a)과 이들 사이에 위치하게 되는 LCD-판(4b)으로 구성되어 있다. 두 투영기의 두 LCD 판넬(4,4′)은 선형편광판(4a)에 의한 투과비임의 편광방향의 서로 수직이 되게 선형편광판의 편광축이 서로 수직으로 이루어진다.At this time, the LCD panels 4 and 4 'as shown in FIG. 1 are two linear polarizers 4a having the same polarization axes as shown in FIG. 2 and an LCD-plate 4b positioned between them. It consists of. The two LCD panels 4 and 4 'of the two projectors have the polarization axes of the linear polarizer plates perpendicular to each other such that the polarization directions of the transmission beams by the linear polarizer 4a are perpendicular to each other.

각각의 LCD 판넬(4,4′)에서의 선형편광판(4a)의 역할은 제2도에서 도시한 바와같이 램프에서의 비편광비임이 편광축이 일치하는 두장의 선형편광판(4a)을 통과하게 되면 선형편광판의 편광축과 일치하는 비임만을 투과하게되어, 투과전 비편광비임에서 투과후 편광비임을 얻게하는 것이다.The role of the linear polarizer 4a in each of the LCD panels 4 and 4 'is that when the non-polarization beam in the lamp passes through two linear polarizers 4a in which the polarization axes coincide, as shown in FIG. Only the beam corresponding to the polarization axis of the linear polarizing plate is transmitted, thereby obtaining a polarization beam after transmission from the non-polarization beam before transmission.

또한 입체영상 인식장치(편광안경)는 제3도와 같이 두장의 선형편광판(A′,B′)으로 구성되는데 서로의 편광축이 수직으로 되게한다.In addition, the stereoscopic image recognition device (polarizing glasses) is composed of two linear polarizing plates (A ', B') as shown in FIG. 3 so that the polarization axes of each other are vertical.

상기 구성에 의한 종래 기술의 실시관계를 설명하면, 먼저, 제1도에서 두 투영기의 LCD-판넬의 편광방향을 서로 수직으로(예로 오른쪽: 수평, 왼쪽: 수직으로)하여 두 투영기에서 투사된 빔의 편광방향이 서로 수직이 되게한다. 이때 시청자의 입체영상 인식장치(편광안경)의 오른쪽의 편광축이 오른쪽 투영기에 의한 스크린의 영상만을 투과하게 오른쪽 투영기의 LCD-판넬의 편광축과 일치시키고, 입체영상 인식장치의 왼쪽의 편광축이 왼쪽 투영기에 의한 스크린상의 영상만을 투과하게 왼쪽 영기의 LCD-판넬의 편광축과 일치시켜 오른쪽의 영상은 오른쪽으로만, 왼쪽의 영상은 왼쪽으로만 인식하게 하여 입체영상을 인식하게 된다.Referring to the embodiment of the related art by the above configuration, first, in Fig. 1, the beams projected from the two projectors by making the polarization directions of the LCD panel of the two projectors perpendicular to each other (for example, right: horizontal, left: vertical). The polarization directions of are perpendicular to each other. At this time, the polarization axis on the right side of the viewer's stereoscopic image recognition device (polarization glasses) matches the polarization axis of the LCD panel of the right projector so that only the image of the screen by the right projector is transmitted, and the polarization axis on the left side of the stereoscopic image recognition device is The image on the screen is transmitted to match the polarization axis of the LCD panel of the left Aiki, so that the image on the right is recognized to the right and the image to the left is recognized.

그러나 입체영상 인식장치(편광안경)를 쓰고 스크린을 똑바른 자세로 바라볼때에는 제4a도의 상태로 되며, 다시말해 제1도의 (A)(B) 즉, 두 투영기에서의 편광영상 비임은 편광안경의 (A′)(B′)에로의 투과가 허용되어 깨끗한 정상적인 입체영상을 볼수 있지만, 관찰자가 옆으로 누워보거나 고개를 기울이면 제4b도의 상태로 되어 제1도의 (A)(B)의 투영비임이 편광안경의 (A′)(B′)의 편광축과 일치하지 않아 투영비임(A)의 영상이 편광안경(A′) 뿐만아니라(B′)에도 투과하게 되고 또 투영비임(B)의 영상이 편광안경(B′)뿐아니라 (A′)에도 투과하게 되어 혼란한 영상이 인식되게 되어 선명한 입체상을 얻을 수 없게된다.However, when wearing a stereoscopic image recognition device (polarizing glasses) and looking straight at the screen, it is in the state of FIG. 4a. In other words, (A) (B) of FIG. Is allowed to penetrate into (A ') (B'), so that a clear normal stereoscopic image can be seen, but when the observer lies sideways or tilts his head, it is in the state of FIG. 4b, and the projection of (A) (B) of FIG. The beam does not coincide with the polarization axis of (A ') (B') of the polarizing glasses so that the image of the projection beam (A) is transmitted not only to the polarizing glasses (A ') but also to (B') and to the projection beam (B). The image is transmitted not only to the polarizing glasses B 'but also to A', so that the confused image is recognized and a clear stereoscopic image cannot be obtained.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 구성은 LCD_판넬부를 갖는 입체영상 인식장치에 있어서, 종래의 구성을 개선시킨 것으로서, 제4c,d도에서 보듯이, 종래의 LCD 판넬과는 달리 쿼터-파장판(6)을 선형파장판(4a), LCD-판(4b), 선형파장판(4a), 쿼터-파장판(6)순으로 덧붙여 LCD-판넬부(7)를 구성시키며, 입체영상 인식장치(편광안경)에서는 제6도에 도시한 바와같이 종래의 선형편광판(4a)에 앞쪽으로 쿼터-파장판(6)을 덧붙여 구성시킨다. LCD-판넬(7)에 있어서 선형편광판(4a)에 의해 발생한 선형편광을 좌 또는 우회전 편광비임을 만들어 주기위해 선형편광판(4a)의 편광축(8)이 쿼터-파장판(6)의 패스트(fast)-축(9)과(또는)의 각을 유지해 주어야 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the configuration of the present invention is an improvement of the conventional configuration in the stereoscopic image recognition apparatus having the LCD panel. As shown in FIGS. Unlike the panel, the quarter-wave plate 6 is added in the order of the linear wave plate 4a, the LCD plate 4b, the linear wave plate 4a, and the quarter-wave plate 6 in order. In the stereoscopic image recognition device (polarizing glasses), the quarter-wave plate 6 is added to the conventional linear polarizing plate 4a forward as shown in FIG. In the LCD panel 7, the polarization axis 8 of the linear polarizer 4a is the fast of the quarter-wave plate 6 so as to make the linear polarization generated by the linear polarizer 4a to the left or right rotation polarization ratio. ) -Axis (9) (or You must keep the angle of).

제5e도의 도면은 편광축(8)과 패스트-축(9)이를 구성하여 우회전 편광비임을 발생함을 보여 주고 있다.5e shows that the polarization axis 8 and the fast-axis 9 It has been shown that generating a right-turn polarization beam.

입체영상 인식장치에 있어서는, 제6도에 도시한 바와같이, 왼쪽 영상인식 모듈(10) 및 오른쪽 영상인식 모듈(11)로 나눌수 있는데, 한쪽이 선형편광판(4a)의 편광축(8)과 쿼터-파장판(6)의 패스트-축(9)과각을 유지하면 다른쪽은의 각을 유지하고 있다. 이는 LCD-판넬에서 만들어진 좌우회전 편광비임의 선택과 관련하여 오른쪽 영상은 오른쪽 영상인식 모듈(11)을, 왼쪽 영상은 왼쪽 영상인식 모듈(10)을 통해 인식할 수 있게 선택되어 진다.In the stereoscopic image recognition apparatus, as shown in FIG. 6, it can be divided into the left image recognition module 10 and the right image recognition module 11, one of which is the polarization axis 8 and the quarter- of the linear polarizer 4a. With the fast axis 9 of the wave plate 6 If you keep the angle Maintain an angle. This is selected so that the right image can be recognized by the right image recognition module 11 and the left image can be recognized by the left image recognition module 10 in relation to the selection of the left and right polarization beams made in the LCD panel.

쿼터-파장판(6)은 광학부품으로서 주로 방해석, 운모등의 투명한 복굴절결정으로 만들어진다. 투명복굴절결정은 입사하는 선형편광비임의 편광축(8) 방향에 따라서 다른 굴절율을 가지는데 굴절율이 최대인 방향(패스트-축(9))과 굴절율이 최소인 방향(슬로우-축(9′)이라 함)이 있는데 이들방향을 서로 수직으로 유지하게 하여 광학부품으로 활용하고 있다.The quarter-wave plate 6 is an optical component mainly made of transparent birefringent crystals such as calcite and mica. The transparent birefringent crystal has different refractive indices depending on the direction of the polarization axis 8 of the incident linear polarization beam. The direction of maximum refractive index (fast-axis 9) and the direction of minimum refractive index (slow-axis 9 ') It is used as an optical part by keeping these directions perpendicular to each other.

쿼터-파장판(6)은 선형편광 비임이 선형편광 비임의 편광축(8)과 패스트-축과의각을 가지고 입사하면 우(좌) 회전편광 비임을 출사하게 하는 특성을 가진다.In the quarter-wave plate 6, the linearly polarized beam is formed by the fast-axis between the polarization axis 8 Incident with an angle has the characteristic of causing the right (left) rotating polarization beam to exit.

상기 구성에 의한 본 발명의 작동관계를 이하에서 설명하겠다.The operation relationship of the present invention by the above configuration will be described below.

제1도에 도시한 바와같은 입체투영기의 LCD 패널(4,4′)에 쿼터-파장판을 채용하여 제5c와 같이 왼쪽 투영기에서는 좌회전편광 비임을 투영하게 하고 제5d도와 같이 오른쪽 투영기에서는 우회전편광비임을 투영하게 하여 스크린에 반사시키면 좌회전편광 비임은 우회전편광 비임으로 우회전편광 비임은 좌회전 편광비임으로 나타나게 된다. 이 경우 제6도와 같은 쿼터-파장판(6)을 채용한 입체영상 인식장치로써 스크린을 관찰하게 되면 왼쪽 투영기에서 스크린에 투사되어온 우회전 편광영상 비임은 왼쪽 영상인식 모듈(10)을 통해서만 인식되고 오른쪽 투영기에서 스크린에 투사되어온 좌회전 편광영상 비임은 오른쪽 영상인식 모듈(11)을 통해서만 인식되어 시청자는 입체영상을 인식하게 된다.Quarter-waveplates are adopted for the LCD panel 4,4 'of the stereoprojector as shown in FIG. 1 to project the left turn polarization beam in the left projector as in FIG. When the beam is projected and reflected on the screen, the left rotating polarized beam is represented as the right rotating polarized beam and the right rotating polarized beam is represented as the left rotating polarized beam. In this case, if the screen is observed with a three-dimensional image recognition device employing the quarter-wave plate 6 as shown in FIG. 6, the right-turned polarized image beam projected on the screen by the left projector is recognized only through the left image recognition module 10 and the right side. The left rotating polarized image beam projected on the screen by the projector is recognized only through the right image recognition module 11 so that the viewer recognizes the stereoscopic image.

이상과 같이 쿼터-파장판(6)을 사용한 우·좌회전편광 비임을 이용하는 입체영상 투영시스템은 선형편광 비임을 이용하는 입체투영 시스템의 단점인 제4도의 예와같이 관찰자가 고개를 옆으로 기울이거나 옆으로 누워서 봄에 의해 투영기의 편광축과 입체영상 인식장치의 편광축과의 경사짐(θ)으로 인한, 입체감의 감소효과를 제거할 수 있어 어떤 상태에서도 입체영상 인식을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이는 입체영상 인식장치(편광안경)의 기울기 θ는 선형편광 비임의 이용시는 편광안경의 투과도에 영향을 주어 입체감의 감소를 가져오나, 제7도와 같이 본 발명의 쿼터-파장판(6)을 이용한 입체영상 인식장치에서는 기울기각 θ에 관계없이 단지 선형편광판의 편광축과 쿼터-파장판(6)의 패스트-축(9) 사이의 기울기각 ()에 관련되어서만 좌우회전편광 비임을 받아들일 수 있다는 효과가 있는 것이다.As described above, the three-dimensional image projection system using the right-left polarization beam using the quarter-wave plate 6 has the observer tilting his head sideways or sideways as in the example of FIG. As a result, the effect of reducing the stereoscopic effect due to the inclination (θ) between the polarization axis of the projector and the polarization axis of the stereoscopic image recognition device can be eliminated, so that stereoscopic image recognition can be performed in any state. This is because the inclination θ of the stereoscopic image recognition device (polarization glasses) affects the transmittance of the polarized glasses when using the linear polarization beam, thereby reducing the stereoscopic feeling, but using the quarter-wave plate 6 of the present invention as shown in FIG. In the stereoscopic image recognition apparatus, the tilt angle between the polarization axis of the linear polarizer and the fast axis 9 of the quarter-wave plate 6 is independent of the tilt angle θ. ) Can only accept the left and right rotation polarization beam.

Claims

In a stereoscopic image projector using an LCD panel or a slide film, the LCD panel or slide film is a linear polarizer 4a-LCD-plate 4b or a slide film linear polarizer 4a-quater-wave plate 6 3) The three-dimensional image projection apparatus characterized in that it is configured to form a left, right rotation polarized image beam in combination.

In the stereoscopic polarizing glasses, the right and left image recognition modules 10 and 11 are combined with a quarter-wave plate 6 and a linear polarizer 4a, and the left and right rotating polarization image beams made by the stereoscopic image projector are described. Stereoscopic image recognition device characterized in that the image recognition module is configured to selectively transmit each.