WO2020091460A1 - 프로젝션 장치 - Google Patents

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WO2020091460A1
WO2020091460A1 PCT/KR2019/014598 KR2019014598W WO2020091460A1 WO 2020091460 A1 WO2020091460 A1 WO 2020091460A1 KR 2019014598 W KR2019014598 W KR 2019014598W WO 2020091460 A1 WO2020091460 A1 WO 2020091460A1
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WO
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module
display module
image
lens
light
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PCT/KR2019/014598
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English (en)
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조영진
이승재
유동헌
이병호
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서울대학교산학협력단
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    • H04N9/3179—Video signal processing therefor
    • H04N9/3185—Geometric adjustment, e.g. keystone or convergence

Definitions

  • the present invention relates to a projection device, and more specifically, a projector module for providing a predetermined image on a predetermined screen; A lens module disposed between the user's eye and the screen; Including, The projector module, A display module for providing a predetermined image; And a backlight module that provides light to the display module so that an image provided from the display module is formed on the screen.
  • the display module is located between the backlight module and the screen, and the display module induces a convergence reaction to the user's eyes so that the image formed on the screen has a predetermined convergence distance, and the lens module
  • the present invention relates to a projection device configured to induce a focus response to a user's eye to vary a focal length of an image reproduced in the display module within a predetermined range.
  • Such a binocular display induces a convergence reaction to a user by providing an appropriate parallax according to a desired depth to a virtual image displayed on both eyes.
  • each virtual image entering the monocular is a two-dimensional image and does not have depth direction information, a user's focus response cannot be induced. Therefore, a general binocular display using binocular parallax causes a focus-convergence distance mismatch.
  • the convergence response corresponds to the angle at which the directions of both eyes of the user gather
  • the focus response corresponds to the thickness of the lens of each eye of the user.
  • variable focus eyepiece display capable of modulating the depth of the virtual image.
  • the most representative method is a method of modulating the depth of a physical virtual image by adding a varifocal lens to an enlarged optical system.
  • the feature of the above technique is to minimize the focus-convergence mismatch by displaying a virtual image at an appropriate depth according to the user's viewpoint.
  • the display module is located between the backlight module and the screen, and the display module induces a convergence reaction to the user's eyes so that the image formed on the screen has a predetermined convergence distance, and the lens module
  • the object of the present invention is to provide a projection device configured to induce a focus response to a user's eye to vary a focal length of an image reproduced in the display module within a predetermined range.
  • Projection apparatus for providing a predetermined image on a predetermined screen; A lens module disposed between the user's eye and the screen; Including, The projector module, A display module for providing a predetermined image; And a backlight module that provides light to the display module so that an image provided from the display module is formed on the screen.
  • the display module is located between the backlight module and the screen, and the display module induces a convergence reaction to the user's eyes so that the image formed on the screen has a predetermined convergence distance, and the lens module Silver is configured to induce a focus response to a user's eye to vary a focal length of an image reproduced in the display module within a predetermined range.
  • the control device when the image provided from the display module has a focal length of a specific value by the lens module, the control device operates the backlight module to provide light to the display module. By doing so, the image provided by the display module has a specific focal length and is incident on the user's eyes.
  • the backlight module when the image provided from the display module has image data and depth distance data, when the depth distance of the image provided from the display module and the focal length by the lens module match, the backlight module This light is provided so that the focal-convergence distances match.
  • the backlight module includes a plurality of light emitting elements.
  • the backlight module includes a plurality of light source units and a mirror module that reflects light generated by the light source unit to generate reflected light, and the control device changes the angle of the mirror module to change the reflected light. This is to selectively enter the display module.
  • the reflected light reflected by the mirror module is displayed in the control module.
  • control device is configured to shift the sweep range of the variable focus lens.
  • the backlight module operates to provide light to the display module when the image reproduced in the display module has a focal length of a specific value by the lens module, thereby reproducing the image reproduced in the display module
  • the backlight module includes a plurality of light emitting elements arranged with a predetermined array at the rear of the display module, and a control device for controlling the operation of the light emitting element.
  • the control device controls each light emitting element to be binary driven (on / off), wherein the light emitting element has a driving speed N times per frame, and the convergence distance of the image reproduced in the display module and the
  • the control device A variable that linearly increases or decreases the focal length of an image generated by the display module within a predetermined range by operating a light emitting device to provide light to the display module so that a focal-convergence distance coincides. Consists of a focus lens, the variable focus lens reciprocates a predetermined depth range once per frame.
  • the one frame is 1/60 second, and the binary driving speed N of the light emitting element is 100 times per frame.
  • the backlight module operates to provide light to the display module when the image reproduced in the display module has a focal length of a specific value by the lens module, thereby reproducing the image reproduced in the display module It has a specific focal length and makes it enter the user's eyes, and the backlight module is disposed between a plurality of light source units, a mirror module that reflects light generated by the light source unit, and generates reflected light, and is disposed between the light source unit and the mirror module.
  • a collimating lens that allows light generated by the light source unit to have a predetermined area and enters the mirror module, and is disposed between the mirror module and the display module, and the reflected light reflected from the mirror module has a predetermined area and displays the Optical module to enter the module Including, the mirror module includes a mirror module, and a control unit for varying the angle of the mirror module, so that the reflected light selectively enters the display module, and the control unit converges the images reproduced in the display module When the distance and the focal length of the image by the lens module coincide, reflected light reflected by the mirror module enters the display module, but the mirror module by the control unit drives M times per frame.
  • the lens module is composed of a variable focus lens that linearly increases or decreases a focal length of an image generated by the display module within a predetermined range, wherein the variable focus lens has a predetermined depth range once for one frame. Round-trip.
  • the one frame is 1/60 second, and the driving speed M of the mirror module is 100 times per frame.
  • the backlight module may provide light to the display module. Therefore, the image generated by the display module may be formed on the screen in a state having a specific focal length so that it enters the user's eyes.
  • the lens module has a different focal length, light is not provided to the display module so that the image does not enter the user's eyes.
  • the projection apparatus can induce the convergence distance and the focal length of the image reproduced in the display module to match. That is, when the convergence distance induced by the display module and the focal length induced by the lens module coincide with each other, the backlight module operates. Therefore, it is possible to make the focal-convergence distance coincide. Therefore, the focus-convergence mismatch, which is a problem of the conventional projection apparatus, can be solved.
  • 1 is a conceptual diagram showing a focus-convergence mismatch phenomenon.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the structure of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 and 5 are diagrams showing an operation example of the projection apparatus according to the present invention.
  • Projection apparatus for providing a predetermined image on a predetermined screen; A lens module disposed between the user's eye and the screen; Including, The projector module, A display module for providing a predetermined image; And a backlight module that provides light to the display module so that an image provided from the display module is formed on the screen.
  • the display module is located between the backlight module and the screen, and the display module induces a convergence reaction to the user's eyes so that the image formed on the screen has a predetermined convergence distance, and the lens module Silver is configured to induce a focus response to the user's eye to vary a focal length of an image reproduced in the display module within a predetermined range.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the projection apparatus may include a projector module 100 and a lens module 200.
  • the projector module 110 may include a backlight module 120.
  • the projector module 100 may be configured as a device that provides an image to the screen S as a predetermined projection device.
  • the display module 110 is a device that provides a predetermined image.
  • the display module 110 induces a convergence reaction in the user's eyes. Therefore, the image reproduced in the display module 110 has a predetermined convergence distance and is formed in the user's eye T.
  • the backlight module 120 is located behind the display module 110. That is, the display module 110 has an arrangement positioned between the screen S and the backlight module 120.
  • the backlight module 120 provides light to the display module 110 so that an image provided from the display module 110 is formed on the screen S.
  • the backlight module 120 of the projection apparatus includes a predetermined PCB 122 and a plurality of light emitting elements 124 mounted on the PCB 122 can do.
  • the PCB 122 is located behind the display module 110, and the light emitting device 124 is mounted on the PCB 122 to irradiate light toward the display module 110.
  • a plurality of light emitting devices 124 may be mounted on the PCB 122, and may be disposed in a predetermined array form. That is, a predetermined number of light emitting elements 124 may be arranged per predetermined unit area, for example, one light emitting element 124 may be disposed per pixel.
  • the lens module 200 is disposed between the user's eye T and the screen S.
  • the lens module 200 induces a focus reaction on the user's eye T. Therefore, the image reproduced in the projector module 100 has a predetermined focal length and is formed in the user's eye T.
  • the lens module 200 may be a device mounted on glasses worn by a user.
  • the variable focus lens may sweep the predetermined depth range 60 times per second.
  • 1/60 second can be said to be 1 frame. Therefore, the focal length by the variable focus lens can reciprocate a predetermined depth range once during one frame, and can also reciprocate the predetermined depth range 60 times during 1 second.
  • it can be varied from a negative diopter (concave lens) to a positive diopter (convex lens) at a driving speed of 60 Hz.
  • the driving speed of the variable focus lens is not necessarily limited to 60 Hz.
  • the focal length of the varifocal lens may be linearly increased from 50 mm to 120 mm for 1/120 seconds, and then returned to 50 mm for 1/120 seconds.
  • the virtual image of the display module 110 formed by the variable focus lens may be swept within the range of ⁇ to 8.5 cm. Since the 1/60 second is a time corresponding to one frame observed by the viewer, the user can recognize the images floating therebetween as one temporally combined image.
  • the sweep range may have a shiftable configuration.
  • the movement of the sweep range may be made by the control device 300.
  • variable focus lens may have any configuration to vary the focal length as described above.
  • the position of the lens may be linearly variable, or the thickness may be variable, or may have a configuration in which a plurality of lenses are provided and the distance between the lenses is variable.
  • the present invention is not limited to this example, and when a specific optical system or physical system can perform the above function, the above form can be substituted.
  • the varifocal lens may be replaced with other varifocal optics for field of view, eye-box, and the like.
  • there may be a method of locating the variable focus lens in the relay optical system.
  • the control device 300 may control the operation of the projector module 100 and the lens module 200.
  • the light emitting device 124 located at a specific pixel is turned off, the image of one pixel of the display module 110 located at a point corresponding to the position of the light emitting device 124 is displayed in the user's eye T. Do not join.
  • the light emitting device 124 located at a specific position is turned on, an image of one pixel of the display module 110 located at a point corresponding to the position of the light emitting device 124 is displayed on the user's eye T. You will join.
  • control device 300 may turn on / off each light emitting element 124 at a specific time. That is, the image of the display module 110 enters the user's eye T when the light emitting element 124 is turned on, and does not enter the user's eye T when the light emitting element 124 is turned off. do.
  • the binary driving speed of the light emitting element 124 by the control device 300 may have a speed of 60 Hz or more. That is, multiple on / off is possible during one frame, and spatial modulation by on / off operation is possible.
  • the spatial modulation reaction speed of the backlight module 120 (the speed at which the control device 300 turns on / off the light emitting element 124) is 1/6000 seconds (6000 Hz)
  • each light emitting element ( The spatial modulation by 124) may be performed 100 times per frame. That is, the light emitting device 124 may operate on / off 6000 times per second, but is not limited thereto.
  • control device 300 may control the operation of the lens module 200 to vary the focal length. That is, the lens module 200 is composed of a variable focus lens that linearly increases or decreases the focal length of the user's eye T within a predetermined depth range, and the control device 300 controls the operation of the variable focus lens can do.
  • the focal length by the variable focus lens may reciprocate a predetermined depth range once during one frame.
  • the backlight module 120 provides light when the image of the display module 110 has a specific focal length by the variable focus lens, so that the image generated by the display module 110 has a specific focal length and the user's It can be made to enter the eye T.
  • the time when the backlight module 120 provides light may be such that the focal length by the variable focus lens and the convergence distance of the display module 110 coincide. Therefore, an image in which the focal length and the convergence distance match each other can be provided to the user. That is, the mismatch between the convergence distance and the focal length can be resolved.
  • control device 300 By the control device 300, the operation of the lens module 200 and the operation of the light emitting element 124 may be synchronized with each other. For example, the control device 300, when the convergence distance by the image provided from the display module 110 and the focal length of the image by the lens module 200 coincide, the display module 110 It can operate to provide light for.
  • the image reproduced in the display module 110 may have predetermined image data and convergence distance data.
  • the control device 300 may operate so that the light emitting element 124 provides light when the convergence distance of the image stored in the display module 110 and the focal length by the lens module 200 are the same.
  • the control device 300 may include a predetermined control algorithm. That is, in the control device, when the lens module 200 has a specific focal length, a control algorithm in the control device 300 may operate the light emitting device.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of a projection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the lens module 200 is the same as described above, and since only the projector module 400 and the control device 500 have different configurations, redundant description is avoided, and the projector module 400, and The control device 500 will be described.
  • the projector module 400 of the projection apparatus includes a display module 410 and a backlight module 420.
  • the display module 410 may be configured to include a predetermined projection member to be suitable for projection of an image.
  • the display module 410 may include a predetermined optical module including a mirror 412, a prism 414, an LCD 416, and a projector 418.
  • such an optical module may include various devices such as a collimating lens, a relay optical system, and a prism module.
  • the optical module may be a predetermined magnification and relay optical system. The magnification and relay optical system serves to enlarge the area of the light provided by the mirror module 440 to be described later and relay it to the display surface.
  • the backlight module 420 may include a light source unit 430 and a mirror module 440.
  • the mirror module 440 reflects the light generated by the light source unit 430 and provides it to the display module 410.
  • the mirror module 440 may include a plurality of mirror devices that reflect light and have variable orientation angles.
  • the mirror module 440 may be operated and controlled by the control device 500, or a control unit for controlling the orientation angle of the mirror module 440 may be separately provided.
  • the mirror module 440 may be arranged in a predetermined array form. That is, a predetermined number of mirror modules 440 may be arranged per predetermined unit area. That is, one mirror module 440 may be disposed for each pixel.
  • the control device 500 may control the orientation angle of each mirror module 440.
  • the mirror module 440 may be configured as a small digital mirror device (DMD).
  • DMD small digital mirror device
  • the driving speed of the mirror module 440 by the control device 500 or the control unit may have a speed of 60 Hz or more. That is, multiple operations are possible during one frame, and spatial modulation can be performed by such operations. For example, assuming that the modulation response speed of the mirror module 440 is 1/6000 second (6000 Hz), each small digital mirror device can modulate 100 times per frame.
  • the lens module 200 composed of a variable focus lens may scan a predetermined depth range 60 times per second.
  • the variable focus lens continues to repeat this operation, and it is assumed that an appropriate video is reproduced at 60 Hz in the display module 410.
  • the variable focus lens reciprocates a predetermined depth range once, and a still image is reproduced in the display module 410.
  • the backlight module 420 provides light to all pixels at a fixed value, the still image is uniformly observed at all depths.
  • the backlight module 420 is operated several times during one frame, so that it is possible to provide light only at a specific timing.
  • the spatial modulation of 100 times is possible, which means that the backlight module 420 can provide light by dividing the depth of reciprocation of the variable focus lens by 100 equally. Providing light to the pixel when it reaches a certain depth can give a precise focus response.
  • spatial modulation of 100 or more times or less for one frame (1/60 second) may be possible depending on the modulation response speed of the backlight module 420 and the mirror module 440.
  • the backlight module 420 turns on 200 times per frame. It will have the number of / offs.
  • the driving speed of the mirror module 440 may be 200 times per frame.
  • variable focus lens reciprocates once per frame
  • the number of on / off times per frame of the backlight module 420 (N) and The number of driving M per frame of the mirror module 440 is equal to the number of spatial modulations Q per frame of the desired projection device.
  • the number of on / off times per second of the backlight module 420 and the number of driving times per second of the mirror module 440 are multiplied by 60 of the M and N values derived above. do.
  • the mirror module 440 may reflect the light generated by the light source unit 430 in the direction of the display module 410 or may reflect it in another direction. Accordingly, the reflected light is selectively incident on the display module 410.
  • the light may pass through the display module 410 or may pass through the optical module in a process before being provided to the display module 410.
  • optical modulation of the light may be performed.
  • the light may be modulated to have an appropriate light distribution area, and the modulated light may be provided to the display module 410.
  • the control device 500 controls the lens module 200 and the projector module 400.
  • the control device 500 when the convergence distance by the image provided by the display module 410 and the focal length of the image by the lens module 200 coincide, the backlight module 420 is the It can operate to provide light to the display module 410.
  • the light of the light source unit 430 included in the backlight module 420 has a convergence distance due to an image provided by the display module 410 and a focal length of the image by the lens module 200.
  • the control device 500 may control the mirror module 440 such that light from the light source unit 430 is provided to the display module 410.
  • the driving speed of the mirror module 440 by the control device 500 may have a speed of 60 Hz or more.
  • the lens module 200 is composed of a variable focus lens that linearly increases or decreases the focal length of the user's eye T within a predetermined depth range.
  • the focal length by the variable focus lens is 1 frame. While, it is possible to reciprocate a predetermined depth range once.
  • the control device 500 operates the mirror module 440 so that light from the light source unit 430 is provided to the display module 410 when the image of the display module 410 has a specific focal length by the variable focus lens. By doing so, the image generated by the display module 410 may have a specific focal length and enter the user's eye T.
  • the operation of the lens module 200 and the operation of the mirror module 440 may be synchronized with each other by the control device 500.
  • the control device 500 may display the display module 410 at a time when the convergence distance of the image reproduced by the display module 410 and the focal length of the image of the lens module 200 coincide.
  • the control unit may include a predetermined control algorithm. That is, when the lens module 200 has a specific focal length, a control algorithm in the control device 400 may operate the light emitting backlight module 420.
  • the image reproduced in the display module 410 may have predetermined image data and convergence distance data.
  • the control device may allow the mirror module 440 to provide light to the display module 410 when the convergence distance of the image stored in the display module 410 and the focal length by the lens module 200 are the same.
  • the control device 500 may include a predetermined control algorithm. That is, the control device 500, when the lens module 200 has a specific focal length, the control algorithm in the control device 500 operates the mirror module 440 to emit light to the display module 410 Can provide.
  • the backlight module 120 is lighted to the display module 110
  • the image generated by the display module 110 may be formed on the screen S in a state having a specific focal length, so that it enters the user's eye T.
  • the lens module 200 has a different focal length, light is not provided to the display module 110 so that the image does not enter the user's eye T.
  • the projection apparatus according to the present invention can express more than 100 depths based on the currently commercialized technology, which can be expected to solve a more complete focus-convergence mismatch.
  • the projection apparatus according to the present invention can correct image distortion occurring in the optical system by using a depth-direction degree of freedom.
  • Image distortion refers to optical aberrations in which the depth of the focal plane of the outer edge image and the central image are different.
  • the projection apparatus according to the present invention can calculate and reflect this optical aberration degree in advance and correct it. For example, if the focal plane is formed closer to the edge than the center, it is possible to correct the above image distortion by adopting a method of providing light when the display panel is farther away.
  • the projection apparatus is configured to be able to shift the range of sweep of the lens module 200, thereby preventing distortion of image depth depending on the viewing position.

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Abstract

본 발명은 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소정의 스크린에 소정의 영상을 제공하는 프로젝터 모듈; 사용자의 눈과 상기 스크린 사이에 배치되는 렌즈 모듈; 을 포함하며, 상기 프로젝터 모듈은, 소정의 영상을 제공하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈에 광을 제공하여 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 스크린 상에 맺히도록 하는 백라이트 모듈; 을 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 상기 백라이트 모듈과 상기 스크린 사이에 위치하고, 상기 디스플레이 모듈은, 사용자의 눈에 수렴 반응을 유도하여 상기 스크린에 맺혀진 영상이 소정의 수렴 거리를 갖도록 하며, 상기 렌즈 모듈은, 사용자의 눈에 초점 반응을 유도하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시키게 구성되는 프로젝션 장치에 관한 것이다.

Description

프로젝션 장치
본 발명은 프로젝션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소정의 스크린에 소정의 영상을 제공하는 프로젝터 모듈; 사용자의 눈과 상기 스크린 사이에 배치되는 렌즈 모듈; 을 포함하며, 상기 프로젝터 모듈은, 소정의 영상을 제공하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈에 광을 제공하여 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 스크린 상에 맺히도록 하는 백라이트 모듈; 을 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 상기 백라이트 모듈과 상기 스크린 사이에 위치하고, 상기 디스플레이 모듈은, 사용자의 눈에 수렴 반응을 유도하여 상기 스크린에 맺혀진 영상이 소정의 수렴 거리를 갖도록 하며, 상기 렌즈 모듈은, 사용자의 눈에 초점 반응을 유도하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시키게 구성되는 프로젝션 장치에 관한 것이다.
일반적인 양안식 디스플레이는 일반 디스플레이 패널의 가상 이미지(virtual image)를 사용자에게 멀리 떨어진 위치에 맺히게 하는 방식을 이용한다. 이러한 양안 디스플레이는 수렴 반응을 유도하기 위해 양안에 서로 다른 두 영상을 제공한다. 일 예로, 영화관의 경우 프로젝터 2 대를 사용하는 패시브 스테레오 방식을 사용하며, 일반 가정집의 경우에는 120 Hz 로 구동하며 좌안/우안에 영상을 번갈아 제공하는 액티브 스테레오 방식을 사용한다.
이러한 양안 디스플레이는 양안에 보여주는 가상 이미지에 원하는 깊이에 따라 적절한 시차를 주어 사용자에게 수렴 반응을 유도한다. 반면, 단안에 들어오는 각각의 가상 이미지는 2차원 영상이며 깊이 방향 정보를 가지고 있지 않기 때문에 사용자의 초점 반응은 유도할 수 없다. 따라서 양안 시차를 사용하는 일반 양안식 디스플레이는 초점-수렴 거리 불일치를 유발한다.
수렴 반응은 사용자의 양 눈이 바라보는 방향이 모이는 각도에 대응되며, 초점 반응은 사용자의 각 눈의 수정체 두께에 대응된다. 이 두 반응은 사용자가 바라보는 물체의 위치 및 깊이에 따라 무의식적으로 일어나며, 서로 연관되어 있어 가역적으로 서로에게 영향을 미친다. 수렴 반응에 따라 느껴지는 깊이에 수정체의 두께가 조절되기도 하며, 초점 반응에 따라 느껴지는 깊이에 양 눈의 각도가 조절되기도 한다. 따라서 이 두 반응이 유도되는 깊이가 일치하지 않을 경우, 사용자의 수렴 및 초점이 계속해서 바뀌는 초점-수렴 불일치가 발생한다.
도 1 을 참조하여 초점-수렴 불일치를 설명하면, 이하와 같다. 안구의 수정체가 조절하는 초점 거리(N)는 영상이 형성되는 화면에 맞춰져 있다. 그러나, 양안시차로 인해 양안이 물체를 바라보는 각도는 화면과 동떨어진 거리에서 형성이 되어 수렴 거리(M)가 상기 초점 거리(N)과 불일치하게 된다. 실제 사물을 눈으로 바라볼 때는 이러한 초점-수렴거리가 불일치하는 일은 없다. 양안시차는 기술 특성상 이러한 초점-수렴거리의 불일치가 발생할 수밖에 없기 때문에, 눈의 피로감의 가장 큰 원인으로 작용한다고 보고 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
초점-수렴 불일치를 해결하기 위해, 가상 이미지의 깊이를 변조 가능한 가변 초점 접안 디스플레이가 제안된바 있다. 가장 대표적인 방법으로 확대 광학계에 가변 초점 렌즈를 더하여, 물리적인 가상 이미지의 깊이를 변조하는 방식이 있다. 사용자의 시점에 따라 알맞은 깊이에 가상 이미지를 띄워주어 초점-수렴 불일치를 최소화 하는 것이 위 기술의 특징이다.
가변 초점 접안 디스플레이의 경우 여전히 2차원 영상을 보여주는 것이기 때문에 완전한 초점 반응 유도가 어렵고, 사용자의 시점을 정확히 추적해야 한다는 기술적 어려움이 있다. 이를 보완하기 위해 여러 깊이의 영상을 적절히 시간적으로 분할하여 한번에 보여주는 방식을 활용할 수도 있는데, 이는 해상도와 프레임 저하를 불러온다. 현재 사용되는 일반적인 디스플레이의 경우 60~240Hz 속도로 구동한다는 것을 고려하면, 관련 기술은 60Hz 기준 최대 4개의 깊이만을 한 프레임 내에 표현할 수 있다. 그러나 사용자의 넓은 초점 범위를 고려했을 때, 4개의 깊이는 초점-수렴 불일치를 해결하기에 부족하다. 이미지 프로세싱을 통해 깊이 표현 범위를 1개의 깊이당 0.6 디옵터(최대 약 2.4 디옵터)까지 가질 수 있으나, 이 경우 해상도가 저하되는 문제점을 갖는다.
따라서, 종래와 다른 방식으로 초점-수렴 불일치를 해결할 수 있는 프로젝션 장치가 필요하다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 초점-수렴 불일치를 해결하는 프로젝션 장치를 제공하는 데 목적이 있다. 구체적으로는, 소정의 스크린에 소정의 영상을 제공하는 프로젝터 모듈; 사용자의 눈과 상기 스크린 사이에 배치되는 렌즈 모듈; 을 포함하며, 상기 프로젝터 모듈은, 소정의 영상을 제공하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈에 광을 제공하여 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 스크린 상에 맺히도록 하는 백라이트 모듈; 을 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 상기 백라이트 모듈과 상기 스크린 사이에 위치하고, 상기 디스플레이 모듈은, 사용자의 눈에 수렴 반응을 유도하여 상기 스크린에 맺혀진 영상이 소정의 수렴 거리를 갖도록 하며, 상기 렌즈 모듈은, 사용자의 눈에 초점 반응을 유도하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시키게 구성되는 프로젝션 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 소정의 스크린에 소정의 영상을 제공하는 프로젝터 모듈; 사용자의 눈과 상기 스크린 사이에 배치되는 렌즈 모듈; 을 포함하며, 상기 프로젝터 모듈은, 소정의 영상을 제공하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈에 광을 제공하여 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 스크린 상에 맺히도록 하는 백라이트 모듈; 을 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 상기 백라이트 모듈과 상기 스크린 사이에 위치하고, 상기 디스플레이 모듈은, 사용자의 눈에 수렴 반응을 유도하여 상기 스크린에 맺혀진 영상이 소정의 수렴 거리를 갖도록 하며, 상기 렌즈 모듈은, 사용자의 눈에 초점 반응을 유도하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시키게 구성된다.
일 실시예에 의하면, 제어 장치;를 더 포함하며, 상기 제어 장치는, 상기 렌즈 모듈 의 작동과 상기 백라이트 모듈의 작동을 서로 동기화 하여, 상기 디스플레이 모듈에서 제공되는 영상의 수렴 거리와 상기 렌즈 모듈의 초점거리가 일치하도록 유도한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 장치는, 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때, 상기 백라이트 모듈이 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하도록 상기 백라이트 모듈을 작동시켜서, 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈에 입사하도록 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 디스플레이 모듈에서 제공되는 영상은 영상 데이터와 깊이 거리 데이터를 가지며, 상기 디스플레이 모듈에서 제공되는 영상의 깊이 거리와, 상기 렌즈 모듈에 의한 초점 거리가 일치할 때, 상기 백라이트 모듈이 광을 제공하여, 초점-수렴 거리가 일치하도록 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 백라이트 모듈은, 복수 개의 발광 소자를 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 소자는, 상기 디스플레이 모듈의 후방에 소정의 어레이를 가지며 배열되고, 상기 제어 장치는, 상기 각각의 발광 소자가 이진 구동(on/off)하도록 제어한다.
일 실시예에 의하면, 상기 백라이트 모듈은, 복수 개의 광원부, 및 상기 광원부에서 생성되는 광을 반사시켜서 반사광을 생성하는 미러 모듈을 포함하며, 상기 제어 장치는 상기 미러 모듈의 각도를 가변시켜서, 상기 반사광이 선택적으로 상기 디스플레이 모듈에 입사하도록 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 장치는, 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상의 수렴 거리와, 상기 렌즈 모듈에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때, 상기 미러 모듈에 의해서 반사된 반사광이 상기 디스플레이 모듈로 입사하도록 한다.
일 실시예에 의하면, 상기 디스플레이 모듈은, 상기 미러 모듈에서 반사된 반사 광이 소정의 면적을 갖도록 하는 광학 모듈을 더 포함한다.
일 실시예에 의하면, 상기 렌즈 모듈은, 상기 디스플레이 모듈에서 생성되는 영상의 초점 거리를 소정의 시간 동안 소정의 스윕 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성된다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 장치는, 상기 가변 초점 렌즈의 스윕 범위를 이동(shift)시킬 수 있게 구성된다.
일 실시예에 의하면, 상기 백라이트 모듈은, 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하도록 작동하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈에 입사하도록 하며, 상기 백라이트 모듈은, 상기 디스플레이 모듈의 후방에 소정의 어레이를 가지며 배열되는 복수 개의 발광 소자, 및 상기 발광 소자의 작동을 제어하는 제어 장치를 포함하며, 상기 제어 장치는, 상기 각각의 발광 소자가 이진 구동(on/off)하도록 제어하되, 상기 발광 소자는 1 프레임 당 N 회의 구동 속도를 가지며, 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 수렴 거리와 상기 렌즈 모듈에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때 상기 제어 장치가 상기 발광 소자를 작동시켜서 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하여 초점-수렴 거리가 일치하도록 하며, 상기 렌즈 모듈은, 상기 디스플레이 모듈에서 생성되는 영상의 초점 거리를 소정 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되되, 상기 가변 초점 렌즈는 소정의 깊이 범위를 1 프레임 동안 1 회 왕복한다.
일 실시예에 의하면, 상기 1 프레임은 1/60 초이며, 상기 발광 소자의 이진 구동 속도 N 은 1 프레임 당 100 회이다.
일 실시예에 의하면, 상기 백라이트 모듈은, 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하도록 작동하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈에 입사하도록 하며, 상기 백라이트 모듈은, 복수 개의 광원부, 상기 광원부에서 생성되는 광을 반사시켜서 반사광을 생성하는 미러 모듈, 상기 광원부와 상기 미러 모듈 사이에 배치되며 상기 광원부에서 생성된 광이 소정의 면적을 가지며 상기 미러 모듈에 입사하도록 하는 콜리메이팅 렌즈, 및 상기 미러 모듈과 상기 디스플레이 모듈 사이에 배치되며 상기 미러 모듈에서 반사된 반사 광이 소정의 면적을 가지며 상기 디스플레이 모듈에 입사하도록 하는 광학 모듈을 포함하고, 상기 미러 모듈은 미러 모듈, 및 상기 미러 모듈의 각도를 가변시키는 제어부를 포함하여, 상기 반사광이 선택적으로 상기 디스플레이 모듈에 입사하도록 하며, 상기 제어부는, 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상의 수렴 거리와, 상기 렌즈 모듈에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때, 상기 미러 모듈에 의해서 반사된 반사광이 상기 디스플레이 모듈로 입사하도록 하되, 상기 제어부에 의한 상기 미러 모듈은 1 프레임 당 M 회의 구동 속도를 가지며, 상기 렌즈 모듈은, 상기 디스플레이 모듈에서 생성되는 영상의 초점 거리를 소정 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되되, 상기 가변 초점 렌즈는 소정의 깊이 범위를 1 프레임 동안 1 회 왕복한다.
일 실시예에 의하면, 상기 1 프레임은 1/60 초이며, 상기 미러 모듈의 구동 속도 M 은 1 프레임 당 100 회이다.
본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때 백라이트 모듈이 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공할 수 있다. 따라서, 디스플레이 모듈에서 생성된 영상이 특정한 초점 거리를 가진 상태로 스크린에 맺혀서 사용자의 눈에 입사하도록 할 수 있다. 아울러, 상기 렌즈 모듈이 그 외의 초점 거리를 가질 때에는 상기 디스플레이 모듈에 대해 광이 제공되지 않도록 하여 상기 영상이 사용자의 눈에 입사하지 않도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 수렴 거리와 초점 거리가 일치하도록 유도할 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈에 의해 유도되는 수렴 거리와, 렌즈 모듈에 의해 유도되는 초점 거리가 서로 일치할 때, 상기 백라이트 모듈이 작동한다. 따라서, 초점-수렴 거리가 일치하도록 할 수 있다. 따라서, 종래의 프로젝션 장치의 문제점인, 초점-수렴 불일치를 해소할 수 있다.
도 1 은 초점-수렴 불일치 현상을 나타낸 개념도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 작동례를 나타낸 그림이다.
본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 소정의 스크린에 소정의 영상을 제공하는 프로젝터 모듈; 사용자의 눈과 상기 스크린 사이에 배치되는 렌즈 모듈; 을 포함하며, 상기 프로젝터 모듈은, 소정의 영상을 제공하는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈에 광을 제공하여 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 스크린 상에 맺히도록 하는 백라이트 모듈; 을 포함하며, 상기 디스플레이 모듈은 상기 백라이트 모듈과 상기 스크린 사이에 위치하고, 상기 디스플레이 모듈은, 사용자의 눈에 수렴 반응을 유도하여 상기 스크린에 맺혀진 영상이 소정의 수렴 거리를 갖도록 하며, 상기 렌즈 모듈은, 사용자의 눈에 초점 반응을 유도하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시키게 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 프로젝터 모듈(100), 및 렌즈 모듈(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 프로젝터 모듈(110)은, 백라이트 모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
프로젝터 모듈(100)은 소정의 프로젝션 장치로서, 스크린(S)에 대해 영상을 제공하는 장치로 구성될 수 있다.
디스플레이 모듈(110)은 소정의 영상을 제공하는 장치이다. 상기 디스플레이 모듈(110)은, 사용자의 눈에 수렴 반응을 유도한다. 따라서, 디스플레이 모듈(110)에서 재현된 영상은 소정의 수렴 거리를 가지며 사용자의 눈(T)에 맺힌다.
수렴 반응을 유도하는 장치 및 작동 방법에는 종래의 기술이 적용될 수 있다. 수렴 반응을 유도하는 디스플레이 모듈(110)의 장치 및 작동 방법은 실시 형태마다 상이할 수 있으며, 특정한 방법 및 장치에 한정하지 않는다.
예컨대, 디스플레이 모듈(110)은 사용자의 양안에 서로 다른 영상을 제공함으로써 수렴 반응을 유도할 수 있다.
예컨대, 3D 안경을 사용하는 경우, 스크린에 프로젝션 되는 영상을 분리하고, 좌안 및 우안에 각각 상이한 색의 영상을 제공하여 양안 시차 및 수렴 반응을 유도할 수 있다.
백라이트 모듈(120)은, 상기 디스플레이 모듈(110)의 후방에 위치한다. 즉, 디스플레이 모듈(110)이 스크린(S)과 백라이트 모듈(120)사이에 위치하는 배치를 갖는다. 백라이트 모듈(120)은 상기 디스플레이 모듈(110)에 광을 제공하여 디스플레이 모듈(110)에서 제공되는 영상이 스크린(S)에 맺히도록 한다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 백라이트 모듈(120)은, 소정의 PCB(122)와, 상기 PCB(122) 상에 실장되는 복수 개의 발광 소자(124)를 포함할 수 있다.
PCB(122)는 디스플레이 모듈(110)의 후방에 위치하며, 상기 발광 소자(124)는 상기 PCB(122) 상에 실장되어 상기 디스플레이 모듈(110)을 향해 광을 조사할 수 있다. 발광 소자(124)는 PCB(122) 상에 복수 개 실장되되 소정의 어레이 형태를 갖고 배치될 수 있다. 즉, 발광 소자(124)는 소정의 단위 면적당 소정의 개수가 배열될 수 있으며, 예컨대 1 픽셀 당 하나의 발광 소자(124)가 배치될 수 있다.
렌즈 모듈(200)은, 사용자의 눈(T)과 스크린(S) 사이에 배치된다.
상기 렌즈 모듈(200)은, 사용자의 눈(T)에 초점 반응을 유도한다. 따라서, 프로젝터 모듈(100)에서 재현된 영상이 소정의 초점 거리를 가지며 사용자의 눈(T)에 맺히도록 한다. 예컨대, 이러한 렌즈 모듈(200)은, 사용자가 두부에 쓰는 안경에 장착되는 장치일 수 있다.
렌즈 모듈(200)은, 사용자의 눈(T)의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시킬 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상기 렌즈 모듈(200)은, 가변 초점 렌즈로 구성될 수 있다. 따라서, 렌즈 모듈(200)은, 사용자의 눈(T)의 초점 거리를 소정의 깊이 범위 내에서 선형적으로 증감시킬 수 있다.
일 예로, 상기 가변 초점 렌즈는 상기 소정의 깊이 범위를 1 초에 60 회 스윕할 수 있다. 여기서, 1/60 초는 1 프레임이라고 할 수 있다. 따라서, 가변 초점 렌즈에 의한 초점 거리는 1 프레임 동안 소정의 깊이 범위를 1 회 왕복하며, 또한 1 초 동안 상기 소정의 깊이 범위를 60 회 왕복할 수 있다. 예컨대, 60Hz 의 구동 속도로 마이너스 디옵터(오목렌즈)에서 플러스 디옵터(볼록렌즈)까지 가변될 수 있다. 단, 반드시 가변 초점 렌즈의 구동 속도가 60 Hz 인 것에 한정하지는 않는다.
예를 들면, 가변 초점 렌즈의 초점거리가 50 mm 부터 출발하여 1/120 초 동안 120 mm 까지 선형적으로 증가하고, 다시 1/120 초 동안 50 mm 로 돌아올 수 있다. 이때, 가변 초점 렌즈에 의해서 맺히는 디스플레이 모듈(110)의 허상은 ∞ ~ 8.5 cm 범위 내에서 스윕될 수 있다. 상기 1/60 초는 시청자가 관측하는 1 프레임에 해당하는 시간이므로, 사용자는 이 사이에 띄워지는 영상들을 시간적으로 합쳐진 하나의 이미지로 인지할 수 있다.
한편, 이러한 스윕 범위는 이동(shift) 가능한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 이러한 스윕 범위의 이동은 제어 장치(300)에 의해서 이루어질 수 있다.
가변 초점 렌즈는, 상기와 같이 초점 거리를 가변하도록 임의의 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 렌즈의 위치가 선형적으로 가변하거나, 또는 두께가 가변하거나, 또는 복수 개의 렌즈가 구비되고 렌즈 간의 거리가 가변하는 구성 등을 가질 수 있다.
다만, 이러한 예에 한정하지 아니하며, 특정 광학계나 물리적 시스템이 상기 역할을 수행할 수 있을 경우, 상기 형태를 대체할 수 있다. 아울러, 가변 초점 렌즈는 화각(field of view), 시청 영역(eye-box) 등을 위해 다른 가변 초점 광학계로 대체될 수 있다. 예를 들어 릴레이 광학계 내에 가변 초점렌즈를 위치시키는 방식이 있을 수 있다.
제어 장치(300)는 상기 프로젝터 모듈(100)과, 렌즈 모듈(200)의 작동을 제어할 수 있다.
먼저, 상기 제어 장치(300)는, 상기 각각의 발광 소자(124)가 이진 구동(on/off)하도록 제어할 수 있다. 따라서, 제어 장치는 각각의 발광 소자(124)가 on/off 되도록 할 수 있다.
따라서, 특정 픽셀에 위치한 발광 소자(124)가 off 될 경우에는, 상기 발광 소자(124)의 위치에 대응하는 지점에 위치하는 디스플레이 모듈(110)의 일 픽셀의 영상은 사용자의 눈(T)에 입사하지 않는다. 아울러, 특정 위치에 위치한 발광 소자(124)가 on 될 경우에는, 상기 발광 소자(124)의 위치에 대응하는 지점에 위치하는 디스플레이 모듈(110)의 일 픽셀의 영상은 사용자의 눈(T)에 입사하게 된다.
또한, 상기 제어 장치(300)는, 각각의 발광 소자(124)가 특정 시점에 on/off 되도록 할 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(110)의 영상은 발광 소자(124)가 on 되는 시점에는 사용자의 눈(T)에 입사하며, 발광 소자(124)가 off 되는 시점에는 사용자의 눈(T)에 입사하지 않게 된다.
일 실시예에 의하면, 제어 장치(300)에 의한 발광 소자(124)의 이진 구동 속도는 60 Hz 이상의 속도를 가질 수 있다. 즉, 1 프레임 동안 여러 번의 on/off 가 가능하며, on/off 작동에 의한 공간 변조를 할 수 있다. 예컨대, 백라이트 모듈(120)의 공간 변조 반응 속도(제어 장치(300)가 발광 소자(124)를 on/off 시키는 속도)를 1/6000 초(6000 Hz)라고 가정할 경우, 각각의 발광 소자(124)에 의한 공간 변조는 1 프레임 당 100 회 이루어질 수 있다. 즉, 발광 소자(124)는 1초에 6000 회 on/off 작동할 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
아울러, 제어 장치(300)는 렌즈 모듈(200)의 작동을 제어하여 초점 거리를 가변시킬 수 있다. 즉, 렌즈 모듈(200)은 사용자의 눈(T)의 초점 거리를 소정의 깊이 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되며, 제어 장치(300)는 상기 가변 초점 렌즈의 작동을 제어할 수 있다.
프로젝터 모듈(100), 렌즈 모듈(200), 및 제어 장치(300)의 작동 예를 설명하면 이하와 같다. 일 예로 가변 초점 렌즈에 의한 초점 거리는 1 프레임 동안 소정의 깊이 범위를 1 회 왕복할 수 있다. 이때, 백라이트 모듈(120)은 디스플레이 모듈(110)의 영상이 상기 가변 초점 렌즈에 의해서 특정한 초점 거리를 가질 때 광을 제공함으로써, 디스플레이 모듈(110)에서 생성된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈(T)에 입사하도록 할 수 있다. 이때, 백라이트 모듈(120)이 광을 제공하는 시점은 가변 초점 렌즈에 의한 초점 거리와 디스플레이 모듈(110)의 수렴 거리가 일치하는 시점이 되도록 할 수 있다. 따라서, 초점 거리와 수렴 거리가 서로 일치하는 영상이 사용자에게 제공될 수 있다. 즉, 수렴 거리와 초점 거리의 불일치가 해소될 수 있다.
상기 제어 장치(300)에 의해서, 상기 렌즈 모듈(200)의 작동과 상기 발광 소자(124)의 작동이 서로 동기화될 수 있다. 일 예로, 상기 제어 장치(300)는, 상기 디스플레이 모듈(110)에서 제공되는 영상에 의한 수렴 거리와, 상기 렌즈 모듈(200)에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때 상기 디스플레이 모듈(110)에 대해서 광을 제공하도록 작동할 수 있다.
예컨대, 디스플레이 모듈(110)에서 재현되는 영상은 소정의 이미지 데이터와 수렴 거리 데이터를 가질 수 있다. 따라서, 상기 제어 장치(300)는 상기 디스플레이 모듈(110)에 저장된 영상의 수렴 거리와 렌즈 모듈(200)에 의한 초점 거리가 동일할 때 상기 발광 소자(124)가 광을 제공하도록 작동할 수 있다. 이에 따라서, 제어 장치(300)는 소정의 제어 알고리즘을 포함할 수 있다. 즉, 제어 장치는, 렌즈 모듈(200)이 특정한 초점 거리를 가질 때, 상기 제어 장치(300) 내의 제어 알고리즘이 상기 발광 장치를 작동시킬 수 있다.
아울러, 제어 장치(300)는 렌즈 모듈(200)의 가변 초점 렌즈의 스윕 범위를 이동(shift)시킬 수도 있다. 예컨대, 사용자의 시청 위치에 따라서 영상 깊이의 왜곡이 발생할 가능성이 있는데, 제어 장치(300)는 사용자의 시청 위치에 따라서 렌즈 모듈(200)의 스윕 범위를 이동(shift)시킴에 따라서, 이러한 영상 깊이의 왜곡을 방지할 수 있다. 제어 장치(300)는 이러한 렌즈 모듈(200)의 스윕 범위의 이동을 수행하는 소정의 알고리즘을 포함할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 본 실시 형태에서, 렌즈 모듈(200)은 위에서 설명한 바와 동일하며, 프로젝터 모듈(400), 및 제어 장치(500)만이 상이한 구성을 가지므로, 중복된 설명은 피하며, 프로젝터 모듈(400), 및 제어 장치(500)에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 장치의 프로젝터 모듈(400)은, 디스플레이 모듈(410), 및 백라이트 모듈(420)을 포함한다.
이때, 디스플레이 모듈(410)은, 영상의 프로젝션에 적합하도록 소정의 프로젝션 부재를 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 모듈(410)은, 미러(412), 프리즘(414), LCD(416), 및 프로젝터(418)를 포함한 소정의 광학 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 이러한 광학 모듈은 콜리메이팅 렌즈, 릴레이 광학계, 프리즘 모듈 등의 각종 장치를 포함할 수 있다. 이러한 광학 모듈은 소정의 확대 및 릴레이 광학계일 수 있다. 확대 및 릴레이 광학계는 후술하는 미러 모듈(440)에서 제공되는 광의 면적을 확대하고, 디스플레이 면으로 릴레이 해주는 역할을 한다. 즉, 릴레이 광학계로 구성된 광학 모듈이 구비됨으로써, 마치 DMD가 바로 디스플레이 모듈(410) 면에 있는 것처럼 재현할 수 있다. 또 상기 광학 모듈이 확대 기능을 수행할 경우, 백라이트 모듈(420)의 미러 모듈(440)이 실제 DMD 크기(1인치)보다 큰 백라이트처럼 기능할 수 있다. 상기 부재들은 종래 기술에 따른 프로젝션 장치일 수 있으며, 구체적인 설명은 생략한다.
백라이트 모듈(420)은, 광원부(430), 및 미러 모듈(440)을 포함할 수 있다.
광원부(430)는 백라이트 모듈(420)의 일 위치에 배치될 수 있다. 광원부(430)는 소정의 PCB 와 발광 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예에 의하면, 광원부(430)는 백라이트 모듈(420)의 일 측부에 배치되며 일 측 방향으로 광을 조사할 수 있다.
상기 미러 모듈(440)은 상기 광원부(430)에서 생성된 광을 반사시켜서 디스플레이 모듈(410)에 제공한다. 미러 모듈(440)은 광을 반사시키며 배향각이 가변되는 복수 개의 미러 장치를 포함할 수 있다. 상기 미러 모듈(440)은 제어 장치(500)에 의해서 작동 제어되거나, 또는 상기 미러 모듈(440)의 배향각을 제어하는 제어부가 별도로 구비될 수 있다. 미러 모듈(440)은 소정의 어레이 형태를 갖고 배치될 수 있다. 즉, 미러 모듈(440)은 소정의 단위 면적당 소정의 개수가 배열될 수 있다. 즉, 각각의 픽셀마다 하나의 미러 모듈(440)이 배치될 수 있다. 아울러, 제어 장치(500)는 각각의 미러 모듈(440)의 배향각을 제어할 수 있다.
예컨대, 미러 모듈(440)은 소형 디지털 미러 장치(DMD)로 구성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어 장치(500) 또는 제어부에 의한 미러 모듈(440)의 구동 속도는 60 Hz 이상의 속도를 가질 수 있다. 즉, 1 프레임 동안 여러 번의 작동이 가능하며, 이러한 작동에 의한 공간 변조를 할 수 있다. 예컨대, 미러 모듈(440)의 변조 반응 속도를 1/6000 초(6000 Hz)라고 가정할 경우, 각각의 소형 디지털 미러 장치는 1 프레임 당 100 회의 변조가 가능하다.
이와 같은 공간 변조의 의미에 관하여, 보다 상세히 설명하면 아래와 같다.
가변초점 렌즈로 구성된 렌즈 모듈(200)은 1초에 60번 정해진 깊이 범위를 스캐닝 할 수 있다. 가변초점 렌즈는 계속 이 작업을 반복하고, 디스플레이 모듈(410)에는 적절한 동영상이 60Hz로 재현되는 경우를 가정한다. 이 때 1/60초, 즉 1 프레임 동안에는, 가변초점 렌즈는 정해진 깊이 범위를 1회 왕복하며, 디스플레이 모듈(410)에는 정지 영상이 재현된 상태이다. 만일에 백라이트 모듈(420)이 고정된 값으로 모든 픽셀에 광을 제공할 경우, 정지 영상은 모든 깊이에서 균일하게 관측되게 된다. 반면에, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는 1프레임 동안 백라이트 모듈(420)이 여러 번 작동하여, 특정 타이밍에만 광을 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 가변초점 렌즈가 소정의 깊이에 도달하였을 때, 백라이트 모듈(420)이 on 될 경우, 해당 깊이의 영상이 사용자에게 제공되게 된다. 이때, 가변초점 렌즈가 깊이 범위를 1회 왕복하는 동안 백라이트 모듈(420)은 100 번 on/off 될 수 있다. 따라서, 가변초점 렌즈의 왕복 거리를 100 개로 분할하여, 100 개의 깊이 중 특정한 깊이에서 광을 제공할 수 있다.
따라서, 예컨대 100번의 공간변조가 가능하다는 것은, 가변초점 렌즈가 왕복하는 깊이를 100등분하여 백라이트 모듈(420)이 광을 제공하는 것이 가능함을 의미한다. 정해진 깊이에 도달했을 때 해당 픽셀에 광을 제공하면, 초점 반응을 정확히 줄 수 있다.
단, 위 수치에 반드시 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 백라이트 모듈(420) 및 미러 모듈(440)의 변조 반응 속도에 따라서 1 프레임(1/60 초) 동안 100 회 이상, 또는 이하의 공간 변조가 가능하기도 하다. 예컨대, 프로젝션 장치가 1 프레임에 200 번의 공간 변조가 가능하도록 하는 것을 기준으로 하고, 가변 초점 렌즈가 1 프레임 당 정해진 깊이 범위를 1 회 왕복한다고 하면, 백라이트 모듈(420)은 1 프레임 당 200 회의 on/off 횟수를 가질 것이다. 물론, 미러 모듈(440)의 구동 속도가 1 프레임 당 200 회일 수도 있다.
아울러, 1 프레임의 기준 시간(1/60 초) 또한, 가변적인 개념이므로, 한정되지 아니한다. 예컨대, 1 프레임이 1/120 초이며, 프로젝션 장치가 1 프레임에 100 번의 공간 변조가 가능하며 가변 초점 렌즈가 1 프레임 당 정해진 깊이 범위를 1 회 왕복한다고 하면, 백라이트 모듈(420)은 1 프레임 당 100 회의 on/off 횟수를 가지며, 따라서 백라이트 모듈(420)의 1 초당 on/off 가능 횟수는 12000 회가 될 것이다. 물론, 미러 모듈(440)의 구동 속도가 1 초 당 12000 회일 수도 있다.즉, 가변 초점 렌즈가 1 프레임 당 1회 왕복하면, 백라이트 모듈(420)의 1 프레임 당 on/off 회수(N) 및 미러 모듈(440)의 1 프레임 당 구동 회수(M)는, 목적하는 프로젝션 장치의 1 프레임 당 공간 변조 회수(Q)와 같다.
여기서, 1 프레임이 1/60 초이면, 백라이트 모듈(420)의 1 초 당 on/off 회수 및 미러 모듈(440)의 1 초 당 구동 회수는, 위에서 도출된 M, N 값의 60 을 곱하면 된다.
상기 실시 형태에 따른 백라이트 모듈(420)의 작동을 설명하면 아래와 같다.
광원부(430)는 광을 생성하여 미러 모듈(440)로 입사하도록 한다.
상기 미러 모듈(440)은, 상기 광원부(430)에서 생성된 광을 디스플레이 모듈(410) 방향으로 반사시키거나, 또는 다른 방향으로 반사시킬 수 있다. 따라서, 상기 반사광이 선택적으로 상기 디스플레이 모듈(410)에 입사하도록 한다.
아울러, 광은 디스플레이 모듈(410)을 통과하거나, 또는 디스플레이 모듈(410)로 제공되기 전 과정에서, 광학 모듈을 통과할 수 있다. 상기와 같이 광학 모듈을 통과하는 과정에서, 상기 광의 광학적 변조가 이루어질 수 있다. 예컨대, 적절한 배광 면적을 갖도록 상기 광이 변조될 수 있으며, 이와 같이 변조된 광이 디스플레이 모듈(410)로 제공될 수 있다.
상기 미러 모듈(440)이 광원부(430)에서 생성된 광을 디스플레이 모듈(410) 방향으로 반사시킬 경우 디스플레이 모듈(410)에 광이 제공되며 스크린(S)에 영상이 맺혀 사용자의 눈(T)에 영상이 입사된다. 또한, 미러 모듈(440)이 광원부(430)에서 생성된 광을 다른 방향으로 반사시킬 경우, 디스플레이 모듈(410)에 광이 제공되지 않으며, 따라서 스크린(S)에 맺히지 아니하여 사용자의 눈(T)에 영상이 입사되지 않게 된다. 따라서, 미러 모듈(440)의 작동에 따라서 광원부(430)의 on/off 작동과 같은 형태의 작동이 구현될 수 있다.
제어 장치(500)는 렌즈 모듈(200) 및 프로젝터 모듈(400)을 제어한다. 상기 제어 장치(500)는, 상기 디스플레이 모듈(410)에서 제공되는 영상에 의한 수렴 거리와, 상기 렌즈 모듈(200)에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때, 상기 백라이트 모듈(420)이 상기 디스플레이 모듈(410)에 대해서 광을 제공하도록 작동할 수 있다. 구체적으로는, 상기 백라이트 모듈(420)에 포함된 상기 광원부(430)의 광이 상기 디스플레이 모듈(410)에서 제공되는 영상에 의한 수렴 거리와 상기 렌즈 모듈(200)에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때, 제어 장치(500)는 상기 광원부(430)의 광이 상기 디스플레이 모듈(410)에 제공되도록 미러 모듈(440)을 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어 장치(500)에 의한 미러 모듈(440)의 구동 속도는 60 Hz 이상의 속도를 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 렌즈 모듈(200)은 사용자의 눈(T)의 초점 거리를 소정의 깊이 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되며, 일 예로 가변 초점 렌즈에 의한 초점 거리는 1 프레임 동안 소정의 깊이 범위를 1 회 왕복할 수 있다. 아울러, 제어 장치(500)는 디스플레이 모듈(410)의 영상이 상기 가변 초점 렌즈에 의해서 특정한 초점 거리를 가질 때 광원부(430)의 광이 디스플레이 모듈(410)에 제공되도록 미러 모듈(440)을 작동시킴으로써, 디스플레이 모듈(410)에서 생성된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈(T)에 입사하도록 할 수 있다. 이때, 미러 모듈(420)이 광원부(430)의 광을 디스플레이 모듈(410)에 제공하는 시점은 가변 초점 렌즈에 의한 초점 거리와 수렴 거리가 일치하는 시점이 되도록 할 수 있다. 따라서, 초점 거리와 수렴 거리가 서로 일치하는 영상이 사용자에게 제공될 수 있다. 즉, 수렴 거리와 초점 거리의 불일치가 해소될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 장치(500)에 의해서, 상기 렌즈 모듈(200)의 작동과 상기 미러 모듈(440)의 작동이 서로 동기화될 수 있다. 일 예로, 상기 제어 장치(500)는, 상기 디스플레이 모듈(410)에서 재현되는 영상에 의한 수렴 거리와, 상기 렌즈 모듈(200)에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치하는 시각에 상기 디스플레이 모듈(410)에 대해서 광을 제공하도록 작동할 수 있다. 이에 따라서, 제어부는 소정의 제어 알고리즘을 포함할 수 있다. 즉, 렌즈 모듈(200)이 특정한 초점 거리를 가질 때, 제어 장치(400) 내의 제어 알고리즘이 상기 발광 백라이트 모듈(420)를 작동시킬 수 있다.
앞서 설명한 실시 형태에서와 같이, 디스플레이 모듈(410)에서 재현되는 영상은 소정의 이미지 데이터와 수렴 거리 데이터를 가질 수 있다. 따라서, 상기 제어 장치는 상기 디스플레이 모듈(410)에 저장된 영상의 수렴 거리와 렌즈 모듈(200)에 의한 초점 거리가 동일할 때 상기 미러 모듈(440)이 디스플레이 모듈(410)에 대해서 광을 제공하도록 작동할 수 있다. 이에 따라서, 제어 장치(500)는 소정의 제어 알고리즘을 포함할 수 있다. 즉, 제어 장치(500)는, 렌즈 모듈(200)이 특정한 초점 거리를 가질 때, 상기 제어 장치(500) 내의 제어 알고리즘이 상기 미러 모듈(440)을 작동시켜서 디스플레이 모듈(410)에 대해 광을 제공할 수 있다.
따라서, 초점 거리와 수렴 거리가 서로 일치하는 영상이 사용자에게 제공될 수 있다. 즉, 수렴 거리와 초점 거리의 불일치가 해소될 수 있다.
아울러, 제어 장치(500)는 렌즈 모듈(200)의 가변 초점 렌즈의 스윕 범위를 이동(shift)시킬 수도 있다. 이에 대해서는 위 실시 형태에서 설명한 바와 같다.
도 4 를 참조하여, 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 작동을 설명하면 이하와 같다. 여기서는 편의상 제1 실시 형태의 백라이트 모듈(120)의 작동에 대해서 설명한다.
디스플레이 모듈(110)에서 표현하고자 하는 3 차원 영상은 프레임 별로 2 차원 이미지와 깊이 정보를 갖는다. 여기서, 깊이 정보라 함은 수렴 거리를 의미한다. 2 차원 이미지는 디스플레이 모듈(110)에 원본 영상이 그대로 재현된다. 상기 이미지는 백라이트 모듈(120)이 광을 제공할 때에만 온전한 밝기로 사용자에게 제공된다. 깊이 정보는 백라이트 모듈(120)의 각 픽셀에 위치한 발광 소자(124)를 어떤 깊이에서 켜주는지 결정한다.
디스플레이 모듈(110)에서 재현되는 영상의 A2 위치의 픽셀이 표현해야 하는 깊이가 1 m 일 경우, 렌즈 모듈(200)이 1 m 의 초점 거리를 구현할 때, 상기 A2 위치의 픽셀에 대응하는 백라이트 모듈(120)의 A1 위치의 픽셀의 발광 소자(124)가 광을 제공한다. 아울러, 디스플레이 모듈(110)에서 재현되는 영상의 B2 위치의 픽셀이 표현해야 하는 깊이가 100 m 일 경우, 렌즈 모듈(200)이 100 m 의 초점 거리를 구현할 때, 상기 B2 위치의 픽셀에 대응하는 백라이트 모듈(120)의 B1 위치의 픽셀의 발광 소자(124)가 광을 제공한다. 이에 따라서, 상기 위치에 대응하는 스크린(S)의 A3, B3 위치에는 적절한 깊이를 갖는 영상이 맺히게 된다.
도 5 는 본 발명의 작동례를 나타낸 도면이다.
먼저, (a) 는 디스플레이 모듈(110)에서 생성되는 이미지 영상이며, (b) 는 각각의 영역의 깊이 정보 이미지이다. 위에서 설명한 바와 같이, 디스플레이 모듈에서 생성되는 이미지 영상은, 2차원 이미지 영상 데이터와, 상기 이미지 영상 데이터의 각각의 영역의 깊이 데이터(초점 거리 데이터)를 갖는다.
(c), (d) (e), (f) 는 각각 0 Diopter 초점, 1 Diopter 초점, 2 Diopter 초점, 3 Diopter 초점인 경우를 나타낸 것이다. 각각의 영역별로 저장된 초점 거리 데이터와 일치하는 초점 거리에서 백라이트 모듈이 작동하여 디스플레이 모듈의 영상이 사용자에게 제공되게 된다.
이하에서는 본 발명의 효과에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 상기 디스플레이 모듈(110)에서 재현된 영상이 상기 렌즈 모듈(200)에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때 백라이트 모듈(120)이 상기 디스플레이 모듈(110)에 대해서 광을 제공한다. 따라서, 디스플레이 모듈(110)에서 생성된 영상이 특정한 초점 거리를 가진 상태로 스크린(S)에 맺혀서 사용자의 눈(T)에 입사하도록 할 수 있다. 아울러, 상기 렌즈 모듈(200)이 그 외의 초점 거리를 가질 때에는 상기 디스플레이 모듈(110)에 대해 광이 제공되지 않도록 하여 상기 영상이 사용자의 눈(T)에 입사하지 않도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 상기 디스플레이 모듈(110)에서 재현되는 영상의 수렴 거리와 초점 거리가 일치하도록 유도할 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(110)에 의해 유도되는 수렴 거리와, 렌즈 모듈(200)에 의해 유도되는 초점 거리가 서로 일치할 때, 상기 백라이트 모듈(120)이 작동함으로써, 초점-수렴 거리가 일치하도록 할 수 있다. 따라서, 종래의 프로젝션 장치의 문제점인, 초점-수렴 불일치를 해소할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 현재 상용화된 기술을 바탕으로 하여 100 개 이상의 깊이를 표현할 수 있으며, 이는 보다 완전한 초점-수렴 불일치의 해결을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 해상도 손실이 방지될 수 있다.
예컨대, 초점-수렴 불일치를 해결하지 못하는 종래의 디스플레이 장치에서, 초점-수렴 불일치 상황 중, "수렴은 일치했으나 초점이 안 맞을 경우" 를 고려하면, 이 때는 선명히 보여야 할 물체가 blur를 겪게 되며, 이는 곧 해상도 손실로 이어지게 된다. 반면에, 본 발명 기술은 초점-수렴 불일치를 해결하기 때문에, 해상도 손실이 없다.
다른 예로, 초점-수렴 불일치를 해결하기 위하여 2개 이상의 깊이 면 영상으로 그 면 사이의 연속적인 초점을 제공하는 종래의 초점 유도 디스플레이 장치를 고려하면, 이러한 장치에서 각 깊이 면은 일정 깊이 차를 가지게 되는데, 이 사이 깊이에 해당하는 초점을 표현하기 위해 해상도를 희생하게 된다. 반면, 본 발명 기술은 2개~4개와 같이 한정 된 깊이 면이 아니라, 거의 연속에 가까운 복수(100개 이상)의 면을 표현할 수 있기 때문에 면 사이의 깊이 차가 매우 작아 해상도 손실이 거의 없게 된다. 즉, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는 한정적인 깊이 표현 개수를 갖는 종래의 방식과 달리 해상도 손실이 거의 없게 된다.
아울러, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 깊이 방향 자유도를 이용하여 광학계에서 발생하는 상면왜곡을 보정할 수 있다. 상면왜곡은 바깥쪽 가장자리의 영상과 중심부 영상의 초점 면 깊이가 다른 광학 수차를 의미한다. 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 이 광학수차 정도를 사전에 계산하여 반영해, 보정할 수 있다. 예를 들어 중심부가 가장자리보다 가까이 초점 면이 형성되어 있다면, 중심부의 경우 조금 더 디스플레이 패널이 멀리 있을 때 광을 제공하는 방식을 채용함으로써 상기와 같은 상면왜곡을 보정하는 것이 가능하다.
아울러, 본 발명에 따른 프로젝션 장치는, 렌즈 모듈(200)의 스윕 범위를 이동(shift)시킬 수 있게 구성됨으로써, 시청 위치에 따른 영상 깊이의 왜곡을 방지할 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 프로젝션 장치에 있어서,
    소정의 스크린에 소정의 영상을 제공하는 프로젝터 모듈;
    사용자의 눈과 상기 스크린 사이에 배치되는 렌즈 모듈; 을 포함하며,
    상기 프로젝터 모듈은,
    소정의 영상을 제공하는 디스플레이 모듈; 및
    상기 디스플레이 모듈에 광을 제공하여 상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 스크린 상에 맺히도록 하는 백라이트 모듈; 을 포함하며,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 백라이트 모듈과 상기 스크린 사이에 위치하고,
    상기 디스플레이 모듈은,
    사용자의 눈에 수렴 반응을 유도하여 상기 스크린에 맺혀진 영상이 소정의 수렴 거리를 갖도록 하며,
    상기 렌즈 모듈은,
    사용자의 눈에 초점 반응을 유도하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 초점 거리를 소정의 범위 내에서 가변시키는 프로젝션 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어 장치;를 더 포함하며,
    상기 제어 장치는, 상기 렌즈 모듈 의 작동과 상기 백라이트 모듈의 작동을 서로 동기화 하여,
    상기 디스플레이 모듈에서 제공되는 영상의 수렴 거리와
    상기 렌즈 모듈의 초점거리가 일치하도록 유도하는 프로젝션 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때,
    상기 백라이트 모듈이 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하도록 상기 백라이트 모듈을 작동시켜서,
    상기 디스플레이 모듈에서 제공된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈에 입사하도록 하는 프로젝션 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈에서 제공되는 영상은 영상 데이터와 깊이 거리 데이터를 가지며,
    상기 디스플레이 모듈에서 제공되는 영상의 깊이 거리와, 상기 렌즈 모듈에 의한 초점 거리가 일치할 때,
    상기 백라이트 모듈이 광을 제공하여,
    초점-수렴 거리가 일치하도록 하는 프로젝션 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 백라이트 모듈은,
    복수 개의 발광 소자를 포함하는 프로젝션 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    상기 디스플레이 모듈의 후방에 소정의 어레이를 가지며 배열되고,
    상기 제어 장치는,
    상기 각각의 발광 소자가 이진 구동(on/off)하도록 제어하는 프로젝션 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 백라이트 모듈은,
    복수 개의 광원부, 및
    상기 광원부에서 생성되는 광을 반사시켜서 반사광을 생성하는 미러 모듈을 포함하며,
    상기 제어 장치는 상기 미러 모듈의 각도를 가변시켜서, 상기 반사광이 선택적으로 상기 디스플레이 모듈에 입사하도록 하는 프로젝션 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상의 수렴 거리와,
    상기 렌즈 모듈에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때,
    상기 미러 모듈에 의해서 반사된 반사광이 상기 디스플레이 모듈로 입사하도록 하는 프로젝션 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은,
    상기 미러 모듈에서 반사된 반사 광이 소정의 면적을 갖도록 하는 광학 모듈을 더 포함하는 프로젝션 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈에서 생성되는 영상의 초점 거리를 소정의 시간 동안 소정의 스윕 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되는 프로젝션 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 가변 초점 렌즈의 스윕 범위를 이동(shift)시킬 수 있는 프로젝션 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 백라이트 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하도록 작동하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈에 입사하도록 하며,
    상기 백라이트 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈의 후방에 소정의 어레이를 가지며 배열되는 복수 개의 발광 소자, 및
    상기 발광 소자의 작동을 제어하는 제어 장치를 포함하며,
    상기 제어 장치는,
    상기 각각의 발광 소자가 이진 구동(on/off)하도록 제어하되, 상기 발광 소자는 1 프레임 당 N 회의 구동 속도를 가지며, 상기 디스플레이 모듈에서 재현되는 영상의 수렴 거리와 상기 렌즈 모듈에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때 상기 제어 장치가 상기 발광 소자를 작동시켜서 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하여 초점-수렴 거리가 일치하도록 하며,
    상기 렌즈 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈에서 생성되는 영상의 초점 거리를 소정 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되되, 상기 가변 초점 렌즈는 소정의 깊이 범위를 1 프레임 동안 1 회 왕복하는 프로젝션 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 1 프레임은 1/60 초이며,
    상기 발광 소자의 이진 구동 속도 N 은 1 프레임 당 100 회인 프로젝션 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 상기 렌즈 모듈에 의해서 특정 값의 초점 거리를 가질 때 상기 디스플레이 모듈에 대해서 광을 제공하도록 작동하여 상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상이 특정한 초점 거리를 가지며 사용자의 눈에 입사하도록 하며,
    상기 백라이트 모듈은,
    복수 개의 광원부,
    상기 광원부에서 생성되는 광을 반사시켜서 반사광을 생성하는 미러 모듈,
    상기 광원부와 상기 미러 모듈 사이에 배치되며 상기 광원부에서 생성된 광이 소정의 면적을 가지며 상기 미러 모듈에 입사하도록 하는 콜리메이팅 렌즈, 및
    상기 미러 모듈과 상기 디스플레이 모듈 사이에 배치되며 상기 미러 모듈에서 반사된 반사 광이 소정의 면적을 가지며 상기 디스플레이 모듈에 입사하도록 하는 광학 모듈을 포함하고,
    상기 미러 모듈은 미러 모듈, 및 상기 미러 모듈의 각도를 가변시키는 제어부를 포함하여,
    상기 반사광이 선택적으로 상기 디스플레이 모듈에 입사하도록 하며,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 모듈에서 재현된 영상의 수렴 거리와, 상기 렌즈 모듈에 의한 상기 영상의 초점 거리가 일치할 때, 상기 미러 모듈에 의해서 반사된 반사광이 상기 디스플레이 모듈로 입사하도록 하되, 상기 제어부에 의한 상기 미러 모듈은 1 프레임 당 M 회의 구동 속도를 가지며,
    상기 렌즈 모듈은,
    상기 디스플레이 모듈에서 생성되는 영상의 초점 거리를 소정 범위 내에서 선형적으로 증감시키는 가변 초점 렌즈로 구성되되, 상기 가변 초점 렌즈는 소정의 깊이 범위를 1 프레임 동안 1 회 왕복하는 접안 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 1 프레임은 1/60 초이며,
    상기 미러 모듈의 구동 속도 M 은 1 프레임 당 100 회인 프로젝션 장치.
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