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KR100909275B1 - 입체 영상 투사 시스템 및 입체 영상 투사용 장치 - Google Patents

입체 영상 투사 시스템 및 입체 영상 투사용 장치 Download PDF

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KR100909275B1
KR100909275B1 KR1020070079266A KR20070079266A KR100909275B1 KR 100909275 B1 KR100909275 B1 KR 100909275B1 KR 1020070079266 A KR1020070079266 A KR 1020070079266A KR 20070079266 A KR20070079266 A KR 20070079266A KR 100909275 B1 KR100909275 B1 KR 100909275B1
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liquid crystal
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image light
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(주)비노시스
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Abstract

본 발명은, 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는 영사부;와, 상기 영사부로부터 투사되는 상기 좌안용 영상 및 상기 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부;와, 상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터;와, 상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 영사부가 흑색의 영상을 투사시키도록 제어하는 영상 제어부;를 포함하는 입체 영상 투사 시스템을 개시한다.
Figure R1020070079266
입체 영상 투사 시스템

Description

입체 영상 투사 시스템 및 입체 영상 투사용 장치{Stereoscopic vision projection system and device for stereoscopic vision projection}
본 발명은 입체 영상 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상의 품질이 개선된 입체 영상 투사 시스템 및 입체 영상 투사용 장치에 관한 것이다.
입체 영상 시스템은 스테레오스코픽(stereoscopic) 기술을 적용하여 2차원 영상에 깊이(depth) 정보를 부가하고, 이 깊이 정보를 이용하여 관찰자가 3차원의 생동감과 현실감을 느낄 수 있게 하는 영상 시스템을 지칭한다.
일반적으로 3차원 이미지를 표시하는 디스플레이는 2차원의 좌안용 영상과 우안용 영상을 관찰자의 좌안과 우안의 각각에 분리하여 제공함으로써 양안 시차를 발생시키는 원리를 이용한다. 관찰자는 3차원 이미지 디스플레이에서 제공되는 좌안용 영상과 우안용 영상을 두 눈의 망막을 통해 각각 인지함으로써 입체감이 있는 3차원 영상을 감상할 수 있게 된다.
특히, 그러한 입체 영상은 영화관과 같이 다수의 사람이 동시에 볼 수 있도록 구현될 수 있는데, 그에 관한 여러 기술이 개발되어 왔다.
개발된 기술의 한 예로서, 영화관에서 좌안용 영상과 우안용 영상을 각각 2 대의 영사기를 사용하여 나누어 스크린에 투사하고, 관찰자는 편광 안경을 사용하여 입체 영상을 볼 수 있는 입체 영상 시스템이 개발된 바 있다.
그러나, 그와 같이, 2대의 영사기를 사용하게 되면, 그만큼 비용이 증가될뿐더러, 두 개의 영사기의 위치가 서로 이격되어 있으므로, 관찰자의 위치에 따라 입체 영상의 왜곡이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 입체 영상의 품질이 개선되고, 시스템 구축에 있어 비용이 적게 드는 새로운 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은, 단일의 영사부 또는 프로젝터를 구비하며 영상의 품질이 향상된 입체 영상 투사 시스템 및 입체 영상 투사용 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명에 의한 입체 영상 투사 시스템은, 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는 영사부;와, 상기 영사부로부터 투사되는 상기 좌안용 영상 및 상기 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부;와, 상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터;와, 상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 영사부가 흑색의 영상을 투사시키도록 제어하는 영상 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 영사부는 DMDTM(Digial Micro-mirror Device) 소자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 영사부는 영상광에 컬러색을 입히는 컬러휠을 구비하고, 상기 컬러휠의 일부에는 흑색이 채색될 수 있다.
여기서, 상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 영상 제어부는 상기 흑색이 채색되어 있는 컬러휠의 일부에 영상광이 통과하도록 상기 컬러휠의 움직임을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 영사부는 영상광에 컬러색을 입히는 컬러휠을 구비하고, 상기 영상광의 투사 방향에 대하여 상기 컬러휠의 전방 및 후방 중 어느 한 방향으로 평판휠을 구비하며, 상기 평판휠의 일부에는 흑색이 채색될 수 있다.
여기서, 상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 영상 제어부는 상기 흑색이 채색되어 있는 평판휠의 일부에 영상광이 통과하도록 상기 평판휠의 움직임을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 액정부 전원 제어부는, 상기 영사부의 구동 시 상기 좌안용 영상과 상기 우안용 영상이 투사되는 시점에 각각 동기화 되어 상기 액정부에 인가하는 전원의 on/off를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 입체 영상 투사 시스템은, 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는 영사부;와, 상기 영사부로부터 투사되는 상기 좌안용 영상 및 상기 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부;와, 상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터;를 포함하며, 상기 영사부는, 영상광을 차단하는 차단부;와, 상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 영사부로부터 영상광이 투사되지 않도록 상기 차단부를 제어하는 차단 제어부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차단부는, 셔터와, 상기 셔터를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 차단 제어부는 상기 구동부를 제어하여 상기 영상광의 투사를 차단할 수 있다.
여기서, 상기 액정부 전원 제어부는, 상기 영사부의 구동 시 상기 좌안용 영상과 상기 우안용 영상이 투사되는 시점에 각각 동기화 되어 상기 액정부에 인가하는 전원의 on/off를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 입체 영상 투사용 장치는, 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 스크린으로 투사하는 프로젝터에 장착되는 입체 영상 투사용 장치로서, 상기 프로젝터로부터 투사되는 좌안용 영상 및 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부;와, 상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터;와, 상기 프로젝터로부터 나온 영상광을 차단하는 차단부;와, 상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 프로젝터로부터 나온 영상광이 상기 스크린으로 투사되지 않도록 상기 차단부를 제 어하는 차단 제어부;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차단부는, 셔터와, 상기 셔터를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 차단 제어부는 상기 구동부를 제어함으로써 상기 프로젝터로부터 나온 영상광이 상기 스크린으로 투사되는 것을 차단할 수 있다.
여기서, 상기 액정부 전원 제어부는, 상기 프로젝터의 구동 시 상기 좌안용 영상과 상기 우안용 영상이 투사되는 시점에 각각 동기화 되어 상기 액정부에 인가하는 전원의 on/off를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 입체 영상 투사 시스템 및 입체 영상 투사용 장치에 의하면, 단일의 영사부를 사용함에도 불구하고 높은 품질의 입체 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 제1 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 영상 시스템의 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 영사부로부터 발생한 영상광이 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다. 또한, 도 3은 도 2의 컬러휠을 도시한 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 2의 제1 선편광 필터부 및 가변 위상 변경 필터를 분해하여 도시한 분해 사시도이며, 도 5는 도 1에 도시된 관찰자의 안경의 필터 부재를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 시스템(100)은, 영사부(110), 가변 위상 변경 필터(120), 제1 선편광 필터부(130), 영상 제어부(140), 스크린(150) 및 필터 부재(160)를 포함한다.
여기서, 영사부(110), 가변 위상 변경 필터(120), 제1 선편광 필터부(130) 및 영상 제어부(140)는 하나의 입체 영상 투사 시스템(100a)을 구성한다.
본 제1 실시예에 따르면, 영사부(110), 가변 위상 변경 필터(120), 제1 선편광 필터부(130) 및 영상 제어부(140)가 하나의 입체 영상 투사 시스템(100a)을 구성하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 영사부(110)를 하나의 입체 영상 투사 시스템 또는 프로젝터로 구성하고, 가변 위상 변경 필터(120), 제1 선편광 필터부(130) 및 영상 제어부(140)를 하나의 장치로 독립시켜 프로젝터의 투사부에 탈착가능한 입체 영상 투사용 장치로 구성할 수도 있다.
한편, 영사부(110)는 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 영사부(110)의 내부에는 램프(111), 제1 광학부(112), 컬러휠(113), 제2 광학부(114), DMDTM(Digial Micro-mirror Device) 소자(115), 프로젝터 렌즈 세트(116)가 배치되어 있다.
램프(111)는 영상광의 광원으로서의 기능을 수행한다.
제1 광학부(112)는 램프(111)로부터 나온 영상광을 컬러휠(113)로 투사시키기 위해 광을 집속시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
컬러휠(113)은 제1 광학부(112)로부터 나오는 영상광에 컬러색을 입히는 기능을 수행한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 컬러휠(113)은 원판의 형상으로 되어 있으며, 가장자리에는 4가지의 색이 90°의 각도씩 채색되어 있다. 즉, 컬러휠(113)는 적색 채색부(113a), 청색 채색부(113b), 녹색 채색부(113c) 및 흑색 채색부(113d)를 구비하고 있는데, 제1 광학부(112)로부터 나온 영상광이 컬러휠(113)의 각 채색부들(113a)(113b)(113c)(113d)을 통과하게 되면, 각각 그 채색된 색상이 영상광에 입혀지게 된다.
제2 광학부(114)는 컬러휠(113)을 통과시킨 영상광을 DMDTM 소자(115)로 투사시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
DMDTM 소자(115)는 DLP 프로젝터(digital light processing projector)에 사용되는 전자 미세 거울 장치이며, 이를 위해 48만개에서 190만개에 이르는 마이크로 미러가 배치되어 있다. 즉, 각각의 마이크로 미러는 하나의 픽셀 구조를 담당하게 된다.
프로젝터 렌즈 세트(116)는, DMDTM 소자(115)에서 반사된 영상광을 스크린(150)에 투사시키기 위하여 스크린(150)의 크기에 맞추어 영상광을 전개시키는 장치이다.
본 제1 실시예에 따른 영사부(110)는 좌안용 영상과 우안용 영상을 각 프레임 마다 번갈아 가면서 투사시키나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 영사부는 좌안용 영상과 우안용 영상을 매 프레임 마다 번갈아 가면서 투사시키지 않고, 2 프레임, 3 프레임 등 수개의 프레임마다 번갈아 가면서 투사시킬 수도 있다. 그러나, 일정 시간내에 좌안용 영상과 우안용 영상을 번갈아 가면서 투사시키는 회수가 증가하면 증가할수록, 관찰자의 눈의 피로가 개선되고 영상의 인식도가 높아지므로 입체 영상의 품질은 증가되게 된다.
본 제1 실시예에 따른 영사부(110)는 단판식 DLP 프로젝터의 구조의 일부를 채용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 영사부는, 예를 들면, 적색, 청색, 녹색, 흑색을 각각 담당하는 4개의 DMDTM 소자와 프리즘을 이용한 DLP 프로젝터의 구조의 일부가 채용될 수 있다. 또한, 광을 투과시킬 수 있는 LCD 패널(liquid crystal display panel)을 가지는 LCD 프로젝터의 구조가 일부 채용될 수 있다.
한편, 제1 선편광 필터부(130)는 프로젝터 렌즈 세트(116)로부터 나오는 영상을 선편광시키는 기능을 수행한다. 따라서, 제1 선편광 필터부(130)는 선편광판을 사용하여 이루어진다.
가변 위상 변경 필터(120)는, 영사부(110)가 투사하는 영상광의 종류에 따라 영상광의 위상을 변화시키는 기능을 수행한다. 즉, 전술한 바와 같이, 영사부(110)는 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는데, 그에 동기하여 각 영상의 위상을 변화시킨다.
가변 위상 변경 필터(120)는 액정부(121)와, 위상 지연부(122)와, 액정부 전원 제어부(123)를 구비하고 있는데, 제1 선편광 필터부(130)를 통과하여 선편광된 영상광의 위상을 변화시키는 기능을 수행한다.
액정부(121)는 전극 사이에 액정이 배치되어 있으며, 전원이 on/off 됨에 따라, 액정에 작용하는 전압이 변하여, 내부에 배치된 액정의 배열이 변화되도록 구성된다.
즉, 본 제1 실시예에서는 액정부(121)의 전원이 on 되게 되면 액정부(121)를 통과하는 영상광의 위상이 변화하지 않도록 액정부(121)의 액정이 배열되게 된다.
또한, 액정부(121)의 전원이 off되게 되면 액정부(121)를 통과하는 영상광의 위상이 λ/2(반파장) 만큼 앞서도록 액정이 배열되게 된다. 즉, 액정부(121)의 전원이 off되게 되면, 선편광된 영상광의 수직한 성분들 중 하나의 성분의 위상이 λ/2(반파장) 만큼 앞서도록 액정이 배열된다. 여기서, 상기 선편광된 영상광의 수직한 성분들 중 위상이 변하는 성분의 축은 위상 지연부(123)의 위상 지연축과 동일한 축으로 되도록 구성한다.
액정부(121)에 전원이 on 또는 off가 되면, 액정부(121)의 액정이 배열되기 시작하고, 소정의 시간이 지난 후 액정 배열 작용이 마쳐지게 된다. 즉, 액정부(121)의 액정의 배열이 바뀌는 시간은 소정의 시간이 소요되는데, 상온의 경우에 전원이 on 되는 경우에 액정의 배열이 바뀌는 시간은 약 0.7ms이고, 전원이 off 되는 경우에 액정의 배열이 바뀌는 시간은 약 4.1ms이다.
본 제1 실시예에 따르면, 액정부(121)의 전원이 on 되게 되면 액정부(121)를 통과하는 영상광의 위상이 변화하지 않도록 액정부(121)의 액정이 배열되게 되고, 액정부(121)의 전원이 off되게 되면 액정부(121)를 통과하는 영상광의 일 성분의 위상이 λ/2(반파장) 만큼 앞서도록 변화시키나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 액정부(121)의 전원이 on 되게 되면 액정부(121)를 통과하는 영상광의 일 성분의 위상이 λ/2(반파장) 만큼 앞서도록 변화되도록 액정부(121)의 액정이 배열되게 되고, 액정부(121)의 전원이 off되게 되면 액정부(121)를 통과하는 영상광의 위상이 변화하지 않도록 액정이 배열될 수도 있다. 그 경우에는, 제1 선편광 필터부와 필터 부재의 편광축 및 위상 지연축을 본 제1 실시예의 경우와 다르게 적절히 변경하여야 한다.
위상 지연부(122)는 액정부(121)의 후방에 배치되어, 액정부(121)를 통과한 영상광의 위상을 지연시키는 기능을 수행한다. 즉, 위상 지연부(122)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 위상 지연축 성분의 위상이 λ/4(4분의 1파장)만큼 지연되게 된다.
액정부 전원 제어부(123)는 액정부(121)에 인가되는 전원을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 액정부 전원 제어부(124)는, 영사부(110)의 구동 시, 좌안용 영상과 우안용 영상이 교대로 바뀌어 투사되는 시점에 각각 동기화(synchronization)되어 액정부(121)에 인가하는 전원의 on/off를 제어하게 된다.
본 제1 실시예에서 가변 위상 변경 필터(120)를 투과한 영상광의 일 성분의 위상은, 액정부(121)에 인가되는 전원의 on/off 여부에 따라 λ/2(반파장) 만큼 차 이나게 된다. 즉, 영사부(110)가 좌안용 영상과 우안용 영상을 교대로 투사시킬 때마다, 그와 동기화 하여 액정부(121)에 인가되는 전원의 on/off가 바뀌게 되므로, 결과적으로 좌안용 영상의 위상과 우안용 영상의 영상광의 일 성분의 위상이 λ/2(반파장)만큼 차이나게 되는데, 자세한 사항은 작동 부분에서 후술하기로 한다.
한편, 영상 제어부(140)는 액정부(121)의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 영사부(110)가 흑색의 영상을 투사시키도록 제어한다. 즉, 전술한 바와 같이, 액정부(121)에 전원이 on 또는 off 상태가 된 후, 액정부(121)의 액정의 배열이 완전히 바뀌게 되기까지는 소정의 시간이 소요되는데, 그 소정의 시간 동안에 컬러휠(113)의 흑색 채색부(113d)에 영상광이 통과하도록 영상 제어부(140)는 컬러휠(113)의 움직임을 제어한다. 그렇게 되면, 액정부(121)의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 영사부(110)는 흑색의 영상을 제1 선편광 필터부(130)로 투사시키게 된다.
즉, 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광의 위상은 불분명하게 되는데, 그렇게 되면 관찰자가 최종적으로 보는 영상에 고스트(ghost)와 같은 불량 이미지가 나타나게 된다. 따라서, 본 제1 실시예의 경우와 같이 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광을 모두 흑색으로 채색하게 되면, 관찰자는 불량 이미지 대신에 흑색의 이미지를 보게 된다. 그렇게 되면, 좌안용 영상은 관찰자의 좌안에 투사되고, 우안용 영상은 관찰자의 우안에 투사되며, 관찰자는 위상이 불분명하여 발생한 불량 이미지 대신에 흑색의 영상을 보게 됨으로써, 관찰자가 보는 영상의 품질은 향상되게 된다.
한편, 가변 위상 변경 필터(120)로부터 나온 영상광은 스크린(150)에 투사되 게 된다.
스크린(150)은 일반적으로 사용하는 평평한 면을 가지는 스크린이 사용될 수 있으나, 영상광이 반사되는 경우에 영상의 왜곡을 방지하기 위하여, 볼록오목(convex-concave) 형상의 면을 가지는 스크린이 사용될 수도 있다.
필터 부재(160)는 스크린(150)에 반사되는 좌안용 영상 및 우안용 영상을 관찰자의 좌안 또는 우안에 선택적으로 입사시키는 기능을 수행한다. 즉, 이를 위해, 필터 부재(160)는 안경의 형상을 가지고 있어, 관찰자가 착용할 수 있도록 구성되어 있다.
본 제1 실시예에 따르면, 필터 부재(160)가 안경의 형상을 가지고 있으나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 필터 부재(160)의 형상은 반드시 안경의 형태를 가지지 않아도 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 필터 부재(160)는 위상 변경 필터부(161)와 제2 선편광 필터부(162)를 포함하고 있다.
위상 변경 필터부(161)는 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)로 이루어져 있고, 제2 선편광 필터부(162)는 좌안용 제2 선편광 필터부(162a)와 우안용 제2 선편광 필터부(162b)로 이루어져 있다.
좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 위상 지연축 성분의 위상은 λ/4(4분의 1파장)만큼 지연되게 되는데, 그렇게 되면 영상광의 편광 상태가 원편광 상태에서 선편광 상태로 변화되게 된다.
또한, 좌안용 위상 변경 필터부(161a)의 위상 지연축은 우안용 위상 변경 필터부(161b)의 위상 지연축에 대하여 90°의 각도 차이가 있도록 구성함으로써, 좌안용 영상을 관찰자의 좌안에 선택적으로 투과시키고, 우안용 영상을 관찰자의 우안에 선택적으로 투과시키도록 한다.
좌안용 제2 선편광 필터부(162a)는 관찰자의 좌안과 좌안용 위상 변경 필터부(161a) 사이에 배치되고, 우안용 제2 선편광 필터부(162b)는 관찰자의 우안과 우안용 위상 변경 필터부(161b) 사이에 배치된다. 여기서, 좌안용 제2 선편광 필터부(162a)와 우안용 제2 선편광 필터부(162b)는 동일한 방향의 투과축을 가지도록 구성된다.
제2 선편광 필터부(162)는 위상 변경 필터부(161)에서 나온 영상광을 선편광시키는 기능을 수행한다. 따라서, 제2 선편광 필터부(162)는 선편광판을 사용하여 이루어진다.
이하, 도 6a 내지 도 7b를 참조하여, 본 제1 실시예에 따른 입체 영상 시스템(100)이 작동되는 과정을 살펴본다.
도 6a는 프로젝터에서 좌안용 영상이 투사되어 스크린에 도달하는 모습을 도시한 도면이고, 도 6b는 투사된 좌안용 영상이 스크린에 반사되어 관찰자의 좌안에 도달하는 과정을 도시한 도면이다. 또한, 도 7a는 프로젝터에서 우안용 영상이 투사되어 스크린에 도달하는 모습을 도시한 도면이고, 도 7b는 투사된 우안용 영상이 스크린에 반사되어 관찰자의 우안에 도달하는 과정을 도시한 도면이다. 여기서 큰 화살표는 영상광의 투사 방향을 의미한다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 영사부(110)에서 좌안용 영상이 투사되는 경우를 살펴본다.
영사부(110)에서 좌안용 영상의 프레임이 투사되면, 먼저 제1 선편광 필터부(130)에 영상광이 투과되면서, 투과축의 방향으로 선편광이 일어나게 된다.
이어, 선편광된 영상광은 가변 위상 변경 필터(120)를 투과하게 되는데, 투과되는 영상광의 위상이 변화하게 된다. 이하, 좌안용 영상의 영상광이 가변 위상 변경 필터(120)를 투과하는 과정을 상술한다.
즉, 영사부(110)에서 좌안용 영상의 프레임이 투사됨과 동시에 액정부 전원 제어부(123)는 액정부(121)에 전원을 on 상태로 인가함으로써, 액정부(121)의 액정의 배열을 변화시킨다. 액정부(121)의 액정 배열이 변화되는 동안에, 영상 제어부(140)는 컬러휠(113)의 흑색 채색부(113d)에 영상광이 통과하도록 컬러휠(113)의 움직임을 제어한다. 즉, 액정부(121)의 액정 배열이 변화되는 동안에는 영사부(110)는 흑색의 영상광만을 투사하게 된다.
이어, 액정부(121)의 액정 배열이 완전히 변화된 후에는, 영상 제어부(140)는 영상광이 원래의 컬러를 띠도록 컬러휠(113)을 움직임을 제어한다.
원래의 컬러로 돌아온 영상광은 변화된 액정 배열을 가지는 액정부(121)를 통과하게 되는데, 이 경우, 전술한 바와 같이, 액정부(121)를 통과하는 영상광의 위상은 변화하지 않게 된다. 따라서, 좌안용 영상의 영상광이 액정부(121)를 투과하여도, 영상광의 위상은 변화하지 않게 된다.
이어, 좌안용 영상의 영상광은 위상 지연부(122)를 투과하게 된다. 전술한 바와 같이, 위상 지연부(122)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 위상 지연축 성분은 λ/4(4분의 1파장)만큼 지연되게 되는데, 따라서, 전체적으로 가변 위상 변경 필터(120)를 투과하는 좌안용 영상의 영상광의 수직한 성분들 중 일 성분은 λ/4(4분의 1파장)만큼 그 위상이 지연되게 된다.
따라서, 가변 위상 변경 필터(120)를 투과한 좌안용 영상광의 편광 상태는 참조번호 171에 표시된 바와 같이, 영상광과 같은 방향(+x 방향)에서 보았을 경우에 시계 방향의 원편광이 되고, 그러한 원편광을 가지는 좌안용 영상의 영상광이 스크린(150)에 투사되게 된다.
이어, 관찰자는 스크린(150)에 반사된 좌안용 영상을 보게 되는데, 도 6b를 참조하여, 그 과정을 상술한다.
전술한 바와 같이, 스크린(150)에 투사되고 반사되는 좌안용 영상의 영상광의 편광 상태는, 참조 번호 171에 표시된 바와 같은 방향의 원편광이 된다.
스크린(150)에 반사되는 좌안용 영상의 영상광은 각각 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 투과하게 된다.
이 경우, 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 각각의 위상 지연축 성분의 위상은 λ/4(4분의 1파장)만큼 지연되게 된다.
따라서, 도 6b의 참조 번호 171에 도시된 원편광 상태의 영상광은 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 통과하면서 참조 번호 172a 및 172b에 도시된 바와 같이 선편광 상태로 변화하게 된다. 그런데, 전술한 바와 같이, 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)의 위상 지연축은 90°의 각도 차이를 가지게 되므로, 선편광 상태로 변화된 영상광의 편광축도 서로 90°의 각도 차이를 가지게 된다.
이어, 상기와 같이 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 각각 통과한 영상광은, 좌안용 제2 선편광 필터부(162a)와 우안용 제2 선편광 필터부(162b)에 투사되게 된다.
그렇게 되면, 좌안용 제2 선편광 필터부(162a)의 경우에는 그 투과축과 참조번호 172a에 도시된 영상광의 편광축이 일치하므로 영상광이 투과되지만, 우안용 제2 선편광 필터부(162b)의 경우에는 그 투과축과 참조번호 172b에 도시된 영상광의 편광축이 서로 일치하지 않으므로 영상광이 투과되지 않는다. 따라서, 영사부(110)에서 투사된 좌안용 영상은 관찰자의 좌안에만 투사되게 된다.
이하, 도 7a에 도시된 바와 같이, 영사부(110)에서 우안용 영상이 투사되는 경우를 살펴본다.
영사부(110)에서 우안용 영상의 프레임이 투사되면, 먼저 제1 선편광 필터부(130)에 영상광이 투과되면서, 투과축의 방향으로 선편광이 일어나게 된다.
이어, 선편광된 영상광이 가변 위상 변경 필터(120)를 투과하게 되는데, 투과되는 영상광의 위상이 변화하게 된다. 이하, 우안용 영상의 영상광이 가변 위상 변경 필터(120)를 투과하는 과정을 상술한다.
즉, 영사부(110)에서 우안용 영상의 프레임이 투사됨과 동시에 액정부 전원 제어부(123)는 액정부(121)에 전원을 off 상태로 인가함으로써, 액정부(121)의 액 정의 배열을 변화시킨다. 액정부(121)의 액정 배열이 변화되는 동안에, 영상 제어부(140)는 컬러휠(113)의 흑색 채색부(113d)에 영상광이 통과하도록 컬러휠(113)의 움직임을 제어한다. 즉, 액정부(121)의 액정 배열이 변화되는 동안에는 영사부(110)는 흑색의 영상광만을 투사하게 된다.
이어, 액정부(121)의 액정 배열이 완전히 변화된 후에는, 영상 제어부(140)는 영상광이 원래의 컬러를 띠도록 컬러휠(113)의 움직임을 제어한다.
원래의 컬러로 돌아온 영상광은 변화된 액정 배열을 가지는 액정부(121)를 통과하게 되는데, 이 경우, 전술한 바와 같이, 변화된 액정 배열에 의해 액정부(121)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 일 성분의 위상은 λ/2(반파장) 만큼 앞서게 된다.
이어, 우안용 영상의 영상광은 위상 지연부(122)를 투과하게 된다. 전술한 바와 같이, 위상 지연부(122)는 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 위상 지연축 성분의 위상을 λ/4(4분의 1파장)만큼 지연시키게 된다.
그런데, 액정부(121)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 위상이 변화되는 성분의 축은, 위상 지연부(122)의 위상 지연축과 동일하게 구성되므로, 전체 가변 위상 변경 필터(120)를 투과하는 좌안용 영상의 영상광의 일 성분의 위상은 일부가 상쇄되어 λ/4(4분의 1파장)만큼 그 위상이 앞서게 된다.
따라서, 가변 위상 변경 필터(120)를 투과한 우안용 영상광의 편광 상태는 참조번호 181에 표시된 바와 같이, 영상광과 같은 방향(+x 방향)에서 보았을 경우에 반시계 방향의 원편광이 되고, 그러한 원편광을 가지는 우안용 영상의 영상광이 스크린(150)에 투사되게 된다.
이어, 관찰자는 스크린(150)에 반사된 우안용 영상을 보게 되는데, 도 7b를 참조하여, 그 과정을 상술한다.
전술한 바와 같이, 스크린(150)에 투사되고 반사되는 우안용 영상의 영상광의 편광 상태는, 참조 번호 181에 표시된 방향을 가지는 원편광이 된다.
스크린(150)에 반사되는 우안용 영상의 영상광은 각각 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 투과하게 된다.
이 경우, 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 통과하는 영상광의 수직한 성분들 중 각각의 위상 지연축 성분의 위상은 λ/4(4분의 1파장)만큼 지연되게 된다.
따라서, 도 7b의 참조 번호 181에 도시된 원편광 상태의 영상광은 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 통과하면서 참조 번호 182a 및 182b에 도시된 바와 같이 선편광 상태로 변화하게 된다. 그런데, 전술한 바와 같이, 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)의 위상 지연축은 90°의 각도 차이를 가지게 되므로, 선편광 상태로 변화된 영상광의 편광축도 서로 90°의 각도 차이를 가지게 된다.
이어, 상기와 같이 좌안용 위상 변경 필터부(161a)와 우안용 위상 변경 필터부(161b)를 각각 통과한 영상광은, 좌안용 제2 선편광 필터부(162a)와 우안용 제2 선편광 필터부(162b)에 투사되게 된다.
그렇게 되면, 좌안용 제2 선편광 필터부(162a)의 경우에는 그 투과축과 참조 번호 182a에 도시된 영상광의 편광축이 일치하지 않으므로 영상광이 투과되지 않지만, 우안용 제2 선편광 필터부(162b)의 경우에는 그 투과축과 참조번호 182b에 도시된 영상광의 편광축이 서로 일치하므로 영상광이 투과된다. 따라서, 영사부(110)에서 투사된 우안용 영상은 관찰자의 우안에만 투사되게 된다.
이와 같은 방식으로, 영사부(110)로부터 투사된 좌안용 영상은 관찰자의 좌안에만 투사되고, 우안용 영상은 관찰자의 우안에만 투사됨으로써, 관찰자는 입체 영상을 볼 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 제1 실시예에 따른 입체 영상 시스템의 경우에는, 단일의 영사부로 입체 영상을 구현할 수 있어, 시스템 구성에 따른 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 이격되어 있는 두 개 이상의 영사기로 영상을 투사하는 경우에 발생하는 입체 영상의 왜곡을 방지할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 제1 실시예에 따른 입체 영상 시스템의 경우에는, 상기와 같이 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광을 모두 흑색으로 채색하게 됨으로써, 좌안용 영상은 관찰자의 좌안에 투사되고, 우안용 영상은 관찰자의 우안에 투사되며, 관찰자는 위상이 불분명하여 발생한 불량 이미지 대신에 흑색의 영상을 보게 됨으로써, 관찰자가 보는 영상의 품질은 향상되게 된다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 제1 실시예의 일 변형예에 관한 입체 영상 투사 시스템에 관하여 설명하되, 본 발명의 제1 실시예와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.
도 8은 본 제1 실시예의 일 변형예에 관한 영사부로부터 발생한 영상광이 스 크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이고, 도 9는 도 8의 컬러휠 및 평판휠을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 입체 영상 투사 시스템(200a)은, 영사부(210), 가변 위상 변경 필터(220), 제1 선편광 필터부(230), 영상 제어부(240)를 포함한다.
영사부(210)는 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는데, 영사부(210)의 내부에는 램프(211), 제1 광학부(212), 컬러휠(213), 제2 광학부(214), 제3 광학부(215), 평판휠(216), 제4 광학부(217), DMDTM(Digial Micro-mirror Device) 소자(218), 프로젝터 렌즈 세트(219)가 배치되어 있다.
램프(211)는 영상광의 광원으로서의 기능을 수행한다.
제1 광학부(212)는 램프(211)로부터 나온 영상광을 컬러휠(213)로 투사시키기 위해 광을 집속시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
컬러휠(213)은 제1 광학부(212)로부터 나오는 영상광에 컬러색을 입히는 기능을 수행한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 컬러휠(213)은 원판의 형상으로 되어 있으며, 가장자리에는 3가지의 색이 120°의 각도씩 채색되어 있다. 즉, 컬러휠(213)는 적색 채색부(213a), 청색 채색부(213b) 및 녹색 채색부(213c)를 구비하고 있는데, 제1 광학부(212)로부터 나온 영상광이 컬러휠(213)의 각 채색부들(213a)(213b)(213c)을 통과하게 되면, 각각 그 채색된 색상이 영상광에 입혀지게 된다.
제2 광학부(214)는 컬러휠(213)을 통과시킨 영상광을 제3 광학부(215)로 투사시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
제3 광학부(215)는 제2 광학부(214)로부터 나온 영상광을 평판휠(216)로 투사시키기 위해 광을 집속시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
평판휠(216)은 제3 광학부(215)로부터 나오는 영상광에 필요에 따라 흑색을 입히는 기능을 수행한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 평판휠(216)은 원판의 형상으로 되어 있으며, 가장자리에는 2가지의 색이 180°의 각도씩 채색되어 있다. 즉, 평판휠(216)은 흑색 채색부(216a) 및 무색 투명부(216b)를 구비하고 있는데, 제3 광학부(215)로부터 나온 영상광이 평판휠(216)의 흑색 채색부(216a)를 통과하게 되면 흑색의 영상이 투사되고, 무색 투명부(216b)를 통과하게 되면 색깔의 변화 없는 영상광이 투과되게 된다.
본 제1 실시예의 일 변형예에 따르면, 평판휠(216)의 흑색 채색부(216a) 및 무색 투명부(216b)의 형성 각도가 각각 180°의 각도씩 채색되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 설계자의 필요에 따라 각각의 형성 각도를 적절히 변경할 수 있다.
본 제1 실시예의 일 변형예에 따르면, 평판휠(216)의 위치가 컬러휠(213)과 DMDTM 소자(218) 사이에 배치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 설계자의 필요에 따라 평판휠의 위치를 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 평판휠은 램프(211)와 컬러휠(213) 사이에 배치시킬 수 있고, DMDTM 소자(218)와 프로젝터 렌즈 세트(219) 사이에 배치시킬 수도 있다.
본 제1 실시예의 일 변형예에 따르면, 평판휠(216)을 도입함으로써, 컬러 영상의 제어가 용이하게 된다. 즉, 전술한 제1 실시예의 경우에는 하나의 컬러휠(113)을 사용하여 컬러의 처리까지 수행하기 때문에 처리 알고리즘이 복잡해지고, 제어속도가 느려지는데 반하여, 본 제1 실시예의 일 변형예의 평판휠은, 영상의 컬러 계조 처리 과정에서 제외되고 오직 액정부(221)의 액정의 배열이 변화되는 시기에 흑색 영상을 제공하는 기능만을 수행하기 때문에, 전체적으로 제어가 용이하고 제어 속도가 향상되는 장점이 있게 된다.
제4 광학부(217)는 평판휠(216)을 통과시킨 영상광을 DMDTM 소자(218)로 투사시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
DMDTM 소자(218)는 DLP 프로젝터에 사용되는 전자 미세 거울 장치이며, 이를 위해 48만개에서 190만개에 이르는 마이크로 미러가 배치되어 있다. 즉, 각각의 마이크로 미러는 하나의 픽셀 구조를 담당하게 된다.
프로젝터 렌즈 세트(219)는, DMDTM 소자(115)에서 반사된 영상광을 스크린(250)에 투사시키기 위하여 스크린(250)의 크기에 맞추어 영상광을 전개시키는 장치이다.
한편, 제1 선편광 필터부(230)는 프로젝터 렌즈 세트(219)로부터 나오는 영 상을 선편광시키는 기능을 수행한다. 따라서, 제1 선편광 필터부(230)는 선편광판을 사용하여 이루어진다.
가변 위상 변경 필터(220)는, 영사부(210)가 투사하는 영상광의 종류에 따라 영상광의 위상을 변화시키는 기능을 수행한다. 즉, 전술한 바와 같이, 영사부(210)는 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는데, 그에 동기하여 각 영상의 위상을 변화시킨다.
가변 위상 변경 필터(220)는 액정부(221)와, 위상 지연부(222)와, 액정부 전원 제어부(223)를 구비하고 있는데, 제1 선편광 필터부(230)를 통과하여 선편광된 영상광의 위상을 변화시키는 기능을 수행하는데, 그 구조 및 기능은 전술한 가변 위상 변경 필터(120)의 액정부(121)와, 위상 지연부(122)와, 액정부 전원 제어부(123)와 동일하므로 여기서 설명은 생략한다.
한편, 영상 제어부(240)는 액정부(221)의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 영사부(210)가 흑색의 영상을 투사시키도록 제어한다. 즉, 액정부(221)에 전원이 on 또는 off 상태가 된 후, 액정부(221)의 액정의 배열이 완전히 바뀌게 되기까지는 소정의 시간이 소요되는데, 그 소정의 시간 동안에 평판휠(216)의 흑색 채색부(216a)에 영상광이 통과하도록 영상 제어부(240)는 평판휠(216)의 움직임을 제어한다. 그렇게 되면, 액정부(221)의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 영사부(210)는 흑색의 영상을 제1 선편광 필터부(230)로 투사시키게 된다.
즉, 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광의 위상은 불분명하게 되는데, 그렇게 되면 관찰자가 최종적으로 보는 영상에 고스트(ghost)와 같 은 불량 이미지가 나타나게 된다. 따라서, 본 제1 실시예의 일 변형예의 경우와 같이 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광을 모두 흑색으로 채색하게 되면, 관찰자는 불량 이미지 대신에 흑색의 이미지를 보게 된다. 그렇게 되면, 좌안용 영상은 관찰자의 좌안에 투사되고, 우안용 영상은 관찰자의 우안에 투사되며, 관찰자는 위상이 불분명하여 발생한 불량 이미지 대신에 흑색의 영상을 보게 됨으로써, 관찰자가 보는 영상의 품질은 향상되게 된다.
한편, 가변 위상 변경 필터(220)로부터 나온 영상광은 스크린(250)에 투사되게 된다.
이상과 같이, 본 제1 실시예의 일 변형예에 따른 입체 영상 투사 시스템(200a)의 경우에는, 컬러휠(213)과 별도로 흑색 채색부(216a)를 구비한 평판휠(216)을 도입함으로써, 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광을 흑색으로 채색하는데 있어, 본 제1 실시예의 경우보다 제어가 용이하고 빠르게 되는 장점이 있다.
이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 이외의 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 입체 영상 투사 시스템(200a)의 구성, 작용 및 효과는 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 투사 시스템(100a)의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 제2 실시예에 관한 입체 영상 투사 시스템에 관하여 설명하되, 본 발명의 제1 실시예와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.
도 10은 본 제2 실시예에 관한 영사부로부터 발생한 영상광이 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이고, 도 11은 도 10의 차단부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 투사 시스템은, 크게 프로젝터(310)와 입체 영상 투사용 장치(320)로 구성된다.
프로젝터(310)는 DLP 프로젝터로서 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는데, 도 10에 도시된 바와 같이, 프로젝터(310)의 내부에는 램프(311), 제1 광학부(312), 컬러휠(313), 제2 광학부(314), DMDTM(Digial Micro-mirror Device) 소자(315), 프로젝터 렌즈 세트(316)가 배치되어 있다.
램프(311)는 영상광의 광원으로서의 기능을 수행한다.
제1 광학부(312)는 램프(311)로부터 나온 영상광을 컬러휠(313)로 투사시키기 위해 광을 집속시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
컬러휠(313)은 제1 광학부(312)로부터 나오는 영상광에 컬러색을 입히는 기능을 수행한다.
제2 광학부(314)는 컬러휠(313)을 통과시킨 영상광을 DMDTM 소자(315)로 투사시키는 기능을 수행하며, 렌즈로 이루어져 있다.
DMDTM 소자(315)는 DLP 프로젝터에 사용되는 전자 미세 거울 장치이며, 이를 위해 48만개에서 190만개에 이르는 마이크로 미러가 배치되어 있다. 즉, 각각의 마이크로 미러는 하나의 픽셀 구조를 담당하게 된다.
프로젝터 렌즈 세트(316)는, DMDTM 소자(315)에서 반사된 영상광을 스크린(350)에 투사시키기 위하여 스크린(350)의 크기에 맞추어 영상광을 전개시키는 장치이다.
본 제2 실시예에서는 프로젝터(310)로 DLP 프로젝터가 사용되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 프로젝터로서 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 스크린으로 투사시키면 되고, 그 외에 프로젝터의 종류, 내부 구조 등에 대하여는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 프로젝터로서 LCD 프로젝터가 사용될 수도 있다.
한편, 입체 영상 투사용 장치(320)는 프로젝터(310)의 영상 투사부에 장착되어 입체 영상을 구현하게 되는데, 가변 위상 변경 필터(321), 제1 선편광 필터부(322), 차단부(323), 차단 제어부(324)를 포함한다.
제1 선편광 필터부(322)는 프로젝터 렌즈 세트(316)로부터 나오는 영상을 선편광시키는 기능을 수행한다. 따라서, 제1 선편광 필터부(322)는 선편광판을 사용하여 이루어진다.
가변 위상 변경 필터(321)는, 프로젝터(310)가 투사하는 영상광의 종류에 따라 영상광의 위상을 변화시키는 기능을 수행한다. 즉, 전술한 바와 같이, 프로젝터(310)는 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는데, 그에 동기하여 각 영상의 위상을 변화시킨다.
가변 위상 변경 필터(321)는 액정부(321a)와, 위상 지연부(321b)와, 액정부 전원 제어부(321c)를 구비하고 있는데, 제1 선편광 필터부(322)를 통과하여 선편광된 영상광의 위상을 변화시키는 기능을 수행하는데, 그 구조 및 기능은 전술한 제1 실시예의 가변 위상 변경 필터(120)의 액정부(121)와, 위상 지연부(122)와, 액정부 전원 제어부(123)와 동일하므로 여기서 설명은 생략한다.
한편, 차단부(323)는 프로젝터 렌즈 세트(316)와 제1 선편광 필터부(322) 사이에 배치되는데, 도 11에 도시된 바와 같이, 셔터(323a)와 구동부(323b)로 이루어져 있다.
셔터(323a)는 투사되는 영상광을 직접 차단하는 기능을 수행하고, 구동부(323b)는 차단 제어부(324)의 신호를 받아 셔터(323a)를 구동하는 기능을 수행한다.
본 제2 실시예에 따른 차단부(323)는 프로젝터 렌즈 세트(316)와 제1 선편광 필터부(322) 사이에 배치되는데, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 차단부가 투사되는 영상광을 차단할 수 있다면, 그 배치위치에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 차단부는 위상 지연부(321b)의 후방, 즉, 위상 지연부(321b)와 스크린(350) 사이에 배치될 수도 있다.
차단 제어부(324)는 액정부(321a)의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 프로젝터(310)로부터 나오는 영상광을 차단시키도록 구동부(323b)를 제어한다.
즉, 액정부(321a)에 전원이 on 또는 off 상태가 된 후, 액정부(321a)의 액정의 배열이 완전히 바뀌게 되기까지는 소정의 시간이 소요되는데, 그 소정의 시간 동안에 셔터(323a)가 영상광을 차단하도록 차단 제어부(324)는 구동부(323b)를 제 어하게 된다. 그렇게 되면, 액정부(321a)의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 영상광이 스크린(350)으로 투사되지 않게 된다.
즉, 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광의 위상은 불분명하게 되는데, 그렇게 되면 관찰자가 최종적으로 보는 영상에 고스트(ghost)와 같은 불량 이미지가 나타나게 된다. 따라서, 본 제2 실시예의 경우와 같이, 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광을 차단하게 되면, 관찰자는 불량 이미지를 볼 수 없게 된다. 그렇게 되면, 좌안용 영상은 관찰자의 좌안에 투사되고, 우안용 영상은 관찰자의 우안에 투사되며, 관찰자는 위상이 불분명하여 발생한 불량 이미지를 볼 수 없게 됨으로써, 관찰자가 보는 영상의 품질은 향상되게 된다.
한편, 가변 위상 변경 필터(3210)로부터 나온 영상광은 스크린(350)에 투사되게 된다.
본 제2 실시예에 따르면, 차단부(323) 및 차단 제어부(324)가 프로젝터(310)의 외부에 위치한 입체 영상 투사용 장치(320)에 배치되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 차단부(323) 및 차단 제어부(324)는 영사부인 프로젝터(310)의 내부에도 배치될 수 있다. 그 경우에 차단부(323) 및 차단 제어부(324)는 영상광을 차단할 수 있는 곳이면 프로젝터 내부의 어느 부분이든 배치될 수 있다. 예를 들어, 차단부는 DMDTM 소자(315)와 프로젝터 렌즈 세트(316) 사이에 배치될 수 있다.
이상과 같이, 본 제2 실시예에 따른 입체 영상 투사 시스템의 경우에는, 차 단부(323)와 차단 제어부(324)를 도입함으로써, 액정의 배열이 변화되는 시기의 액정을 통과하는 영상광을 차단할 수 있게 된다. 그렇게 되면, 관찰자는 액정의 배열이 변화되는 시기에 생겨난 불량 이미지를 볼 수 없게 됨으로써, 관찰자가 보는 영상의 품질은 향상되게 된다.
이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 이외의 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상 투사 시스템의 구성, 작용 및 효과는 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상 투사 시스템(100a)의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 입체 영상 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 영사부로부터 발생한 영상광이 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 도 2의 컬러휠을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 2의 제1 선편광 필터부 및 가변 위상 변경 필터를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 관찰자의 안경의 필터 부재를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6a는 프로젝터에서 좌안용 영상이 투사되어 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 6b는 투사된 좌안용 영상이 스크린에 반사되어 관찰자의 좌안에 도달하는 과정을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7a는 프로젝터에서 우안용 영상이 투사되어 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7b는 투사된 우안용 영상이 스크린에 반사되어 관찰자의 우안에 도달하는 과정을 도시한 개략적인 도면이다.
도 8은 본 제1 실시예의 일 변형예에 관한 영사부로부터 발생한 영상광이 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는 도 8의 컬러휠 및 평판휠을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10은 본 제2 실시예에 관한 영사부로부터 발생한 영상광이 스크린에 도달하는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 11은 도 10의 차단부를 도시한 개략적인 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 입체 영상 시스템 100a, 200a: 입체 영상 투사 시스템
110, 210, 310: 영사부 111, 211, 311: 램프
112, 212, 312: 제1 광학부 113, 213, 313: 컬러휠
114, 214, 314: 제2 광학부 115, 218, 315: DMDTM 소자
116, 219, 316: 프로젝터 렌즈 세트
120, 220, 321: 가변 위상 변경 필터
121, 221, 321a: 액정부 122, 222, 321b: 위상 지연부
123, 223, 321c: 액정부 전원 제어부
130, 230, 322: 제1 선편광 필터부
140, 240: 영상 제어부 150, 250, 350: 스크린
160: 필터 부재 161: 위상 변경 필터부
162: 제2 선편광 필터부 216: 평판휠
310: 프로젝터 320: 입체 영상 투사용 장치
323: 차단부 323a: 셔터
323b: 구동부 324: 차단 제어부

Claims (15)

  1. 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는 영사부;
    상기 영사부로부터 투사되는 상기 좌안용 영상 및 상기 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부;
    상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터; 및
    상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 영사부가 흑색의 영상을 투사시키도록 제어하는 영상 제어부;를 포함하는 입체 영상 투사 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영사부는 DMDTM(Digial Micro-mirror Device) 소자를 포함하는 입체 영상 투사 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 영사부는 영상광에 컬러색을 입히는 컬러휠을 구비하고, 상기 컬러휠의 일부에는 흑색이 채색되어 있는 입체 영상 투사 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 영상 제어부는 상기 흑색이 채색되어 있는 컬러휠의 일부에 영상광이 통과하도록 상기 컬러휠의 움직임을 제어하는 입체 영상 투사 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 영사부는 영상광에 컬러색을 입히는 컬러휠을 구비하고, 상기 영상광의 투사 방향에 대하여 상기 컬러휠의 전방 또는 후방에 평판휠을 구비하며, 상기 평판휠의 일부에는 흑색이 채색되어 있는 입체 영상 투사 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 영상 제어부는 상기 흑색이 채색되어 있는 평판휠의 일부에 영상광이 통과하도록 상기 평판휠의 움직임을 제어하는 입체 영상 투사 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액정부 전원 제어부는, 상기 영사부의 구동 시 상기 좌안용 영상과 상 기 우안용 영상이 투사되는 시점에 각각 동기화 되어 상기 액정부에 인가하는 전원의 on/off를 제어하는 입체 영상 투사 시스템.
  8. 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 투사하는 영사부;
    상기 영사부로부터 투사되는 상기 좌안용 영상 및 상기 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부; 및
    상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터;를 포함하며,
    상기 영사부는,
    영상광을 차단하는 차단부; 및
    상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 영사부로부터 영상광이 투사되지 않도록 상기 차단부를 제어하는 차단 제어부;를 포함하는 입체 영상 투사 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차단부는, 셔터와, 상기 셔터를 구동하는 구동부를 포함하는 입체 영상 투사 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 차단 제어부는 상기 구동부를 제어하여 상기 영상광의 투사를 차단하는 입체 영상 투사 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 액정부 전원 제어부는, 상기 영사부의 구동 시 상기 좌안용 영상과 상기 우안용 영상이 투사되는 시점에 각각 동기화 되어 상기 액정부에 인가하는 전원의 on/off를 제어하는 입체 영상 투사 시스템.
  12. 좌안용 영상과 우안용 영상을 프레임 단위로 나누어 스크린으로 투사하는 프로젝터에 장착되는 입체 영상 투사용 장치로서,
    상기 프로젝터로부터 투사되는 좌안용 영상 및 우안용 영상의 영상광에 대해 선편광을 수행하는 제1 선편광 필터부;
    상기 제1 선편광 필터부를 통과한 영상광이 투과되며 내부에 액정이 포함된 액정부와, 상기 액정부로부터 나온 영상이 투과되는 위상 지연부와, 상기 액정부에 인가되는 전원을 제어하는 액정부 전원 제어부를 구비하는 가변 위상 변경 필터;
    상기 프로젝터로부터 나온 영상광을 차단하는 차단부; 및
    상기 액정부의 액정의 배열이 바뀌는 시간 동안에 상기 프로젝터로부터 나온 영상광이 상기 스크린으로 투사되지 않도록 상기 차단부를 제어하는 차단 제어부;를 포함하는 입체 영상 투사용 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차단부는, 셔터와, 상기 셔터를 구동하는 구동부를 포함하는 입체 영상 투사용 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액정부에 인가되는 전원의 변화에 의하여 상기 액정의 배열이 변하기 시작하는 시점과 상기 액정의 배열의 변화를 마친 시점 사이의 기간 동안에, 상기 차단 제어부는 상기 구동부를 제어함으로써 상기 프로젝터로부터 나온 영상광이 상기 스크린으로 투사되는 것을 차단하는 입체 영상 투사용 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 액정부 전원 제어부는, 상기 프로젝터의 구동 시 상기 좌안용 영상과 상기 우안용 영상이 투사되는 시점에 각각 동기화 되어 상기 액정부에 인가하는 전원의 on/off를 제어하는 입체 영상 투사용 장치.
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