KR100796766B1 - 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조에 관한 것으로, 2개의 광원에서 비추어지는 2개의 광선이 프리즘을 통하여 하나의 광선으로 집합되고, 상기 프리즘을 통과한 집합광선은 거울에서 반사된 후 제 1 편광빔 분리기에서 이등분 되면서 절반의 광선은 반사되어 방향 전환되고 나머지 절반의 광선은 투과되어 좌우측 광선으로 분리되어지며, 상기 편광빔 분리기에서 분리된 좌우측 광선은 색을 보정 조합하는 각각의 칼라 휠을 통하여 좌우측 DLP에 전달되어 영상을 비추어주게 되며, 좌우측 DLP에서 비추어진 좌우측 영상은 제 2 편광빔 분리기에서 하나의 스테레오 영상으로 조합되어 렌즈를 통해 스테레오 스크린에 투사되어 스테레오 영상을 표현하게 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 광학엔진구조는 사용상태에 따라 광원을 2개 또는 1개만 켜서 사용함으로써 고휘도용 또는 저휘도용으로 사용할 수가 있으며, 조립후 각도 조절 및 움직임이 어려운 DLP를 움직이지 않고 조정이 편리한 편광빔 분리기의 반사 및 투과각도를 조정함으로써 간단하게 2대의 DLP에서 비추어지는 영상을 하나의 정확한 스테레오 영상으로 만들어 줄 수가 있어 현장의 조건에 맞추어 편리하고 간단하게 설치할 수 있는 것이다.

프로젝션용 스테레오 광학엔진, DLP 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조

Description

프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조{Construction of stereo optical engine for projection}

도 1은 본 발명에 따른 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조를 나타낸 개념도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 - 광원 3 - 광원

5 - 프리즘 7 - 집합광선

9 - 거울 11 - 제 1 편광빔 분리기

13 - 수평방향광선 15 - 수직방향광선

17 - 칼라 휠 19 - 칼라 휠

21 - DLP 23 - DLP

25 - 수평방향영상 27 - 수직방향영상

29 - 제 2 편광빔 분리기 31 - 렌즈

33 - 스테레오 스크린 35 - 렌즈

37 - 필터

본 발명은 2개의 영상을 합쳐서 하나의 스테레오 영상이 비추어지게 하는 프로젝션용 스테레오 광학엔진에 관한 것으로, 특히 정확하게 선명한 스테레오 영상을 얻을 수 있도록 현장의 사정에 따라 간단하게 조정 세팅할 수 있게 한 프로젝션용 스테레오 광학엔진의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 입체 화상을 시청하기 위해 여러 가지 화상형성기를 사용하고 있는데, 기존의 프로젝션 스테레오 영상결합기로서 1개의 프로젝터를 사용하여 영상이 비추어지게 하고, 시청자가 셔터글라스를 쓰고 상기 프로젝터에서 비추어지는 영상을 보게 함으로써 시청자가 연속적이면서 입체적인 스테레오 영상을 볼 수 있게 한 장치가 있다.

그런데, 이와 같이 1개의 프로젝터를 사용하여 영상을 비추고 셔터 글라스를 사용하여 영상이 스테레오 결합되어지게 하는 방법은 장치의 가격이 저렴하고, 구성이 간단하며 무게가 가볍다는 장점이 있지만, 반면에 여러 가지 실용적이지 못한 문제점이 있다.

예컨대, 1개의 프로젝터에서 비추어지는 영상을 스테레오 영상으로 인식되어지게 하기 위해 셔터 글라스를 쓰고 관람하여야 하는데, 이때 사용하는 셔텨글라스에 구비된 셔터가 초당 24회 이상의 빠른 속도로 여닫히도록 작동되어져야 하기 때문에, 셔터를 구동시키기 위한 장치의 무게가 무거워지게 된다. 따라서 이러한 셔 터가 구비된 셔터 글라스의 무게가 져 장시간 착용하기가 곤란하고, 셔터의 작동으로 인하여 깜빡거림 현상이 심하며, 어지럼증이 유발되는 문제가 있었다.

한편, 다른 종래의 스테레오 영상결합 방법으로서 2대의 프로젝터를 사용하여 스테레오 영상을 만들어주는 통상적인 방법이 있지만, 이와 같이 2개의 프로젝터를 사용하는 경우에 있어서는, 각각의 프로젝터에서 비추어지는 영상이 하나의 영상으로 정확하게 겹쳐지도록 해 주어야 하기 때문에, 이러한 방법에 사용하는 프로젝터는 렌즈의 방향을 미세하게 조절할 수 있는 렌즈시프트(Lens shift) 기능을 갖춘 것을 사용하거나, 프로젝터 자체의 위치를 교정하여 영상이 정확하게 겹쳐지도록 세팅해 주어야 하는 단점이 있다.

특히 상기한 바의 종래 방법에 따른 장치는 프로젝션을 필요한 곳에 임시 설치하여 사용하는 경우에 장소의 상황에 알맞게 영상의 초점을 정확하게 일치시켜 주기 위한 세팅작업을 개별적으로 조정해 주어야 하는 번거로움을 수반하는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 일반적인 스테레오 영상 결합기의 문제점을 해소하여, 세팅이 매우 간단하고 필요에 따라 간단하게 영상을 조정할 수 있게 한 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광원으로부터의 광선을 편광방향이 수평방향인 광선(13)은 투과시키고, 편광방향이 수직방향인 광선(15)은 반사시켜 분리하는 제 1편광빔 분리기(11); 상기 제 1편광빔 분리기(11)에서 분리된 수평 및 수직방향의 광선(13,15) 각각의 색을 보정 조합하는 칼라 휠들(17,19); 상기 제 1편광빔 분리기(11)에서 상기 칼라 휠들(17,19)을 각각 통과한 광선들(13,15)을 전달받아 영상을 비추는 좌우측 DLP들(21,23); 상기 좌우측 DLP들(21,23)에서 각각 비추어진 수평방향영상(25)과 수직방향영상(27)을 하나의 스테레오 영상으로 조합하는 제 2편광빔 분리기(29); 및 상기 제 2편광빔 분리기에서 조합된 스테레오 영상을 스테레오 스크린(33)에 투사되도록 하는 렌즈(31);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1편광빔 분리기에 입사되는 광선은 2개의 광원(1,3)에서 비추어지는 2개의 광선이 프리즘(5)를 통하여 하나의 광선으로 집합된 집합광선(7)이며, 상기 2개의 광원(1,3)은 각각 조명 ON/OFF가 가능하다.
본 발명에서는 2개의 광원에서 비추어지는 2개의 광선이 프리즘을 통하여 하나의 광선으로 집합되고, 상기 프리즘을 통과한 집합광선은 거울에서 반사된 후 제 1 편광빔 분리기에서 이등분 되면서 절반의 광선은 반사되어 방향 전환되고 나머지 절반의 광선은 투과되어 좌우측 광선으로 분리되어지며, 상기 편광빔 분리기에서 분리된 좌우측 광선은 색을 보정 조합하는 각각의 칼라 휠을 통하여 좌우측 DLP에 전달되어 영상을 비추어주게 되며, 좌우측 DLP에서 비추어진 좌우측 영상은 제 2 편광빔 분리기에서 하나의 스테레오 영상으로 조합되어 렌즈를 통해 스테레오 스크린에 투사되어 스테레오 영상을 표현하게 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 광학엔진구조는 사용상태에 따라 광원을 2개 또는 1개만 켜서 사용함으로써 고휘도용 또는 저휘도용으로 사용할 수가 있으며, 조립후 각도 조절 및 움직임이 어려운 DLP를 움직이지 않고 조정이 편리한 편광빔 분리기의 반사 및 투과각도를 조정함으로써 간단하게 2대의 DLP에서 비추어지는 영상을 하나의 정확한 스테레오 영상으로 만들어 줄 수가 있어 현장의 조건에 맞추어 편리하고 간단하게 설치하여 사용할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 발명에 따른 프로젝션용 스테레오 광학엔진 구조를 나타낸 개념도로서, 상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 2개의 광원(1,3)에서 비추어지는 2개의 광선이 프리즘(5)을 통하여 하나의 광선(7)으로 집합되고, 상기 프리즘(5)을 통과한 집합광선(7)은 거울(9)에서 반사된 후 제 1 편광빔 분리 기(11)에서 이등분 되면서 수직방향의 광선(13)은 반사되어 방향 전환되고 수평방향의 광선(15)은 투과되어 분리되어지며, 상기 편광빔 분리기(11)에서 분리된 수직 및 수평방향의 광선(13,15)은 색을 보정 조합하는 각각의 칼라 휠(17,19)을 통하여 좌우측 DLP(21,23)에 전달되어 영상을 비추어주게 되며, 상기 좌우측 DLP(21,23)에서 비추어진 수평방향광선(25)과 수직방향광선(27)은 제 2 편광빔 분리기(29)에서 하나의 스테레오 영상으로 조합되어 렌즈(31)를 통해 스테레오 스크린(33)에 투사되어 스테레오 영상이 표현되어지게 한 구조로 되어 있다.

상기 광원(1,3)은 일반적으로 사용하는 램프 등을 사용할 수 있는 바, 이들 램프는 필요에 따라 공지의 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

그리고, 상기 광원(1,3)은 기본적으로 DLP에서 비추어지는 영상에 빛을 제공하기 위한 것으로서, 사용상태에 따라 1개 또는 2개 전부를 사용할 수가 있는데, 예컨대 홍보나 프리젠테이션을 위한 목적인 경우에는 고휘도를 얻기 위해 2개의 광원을 모두 사용하고, 개인이 영화감상을 위한 경우에는 1개의 광원만을 사용하여 저휘도의 광선이 비추어지게 할 수가 있다.

한편, 상기 광원(1,3)에서 비추어지는 광선은 필요에 따라 다수개의 렌즈(35)와 필터(37)를 통과하게 함으로써 조정할 수가 있다.

상기 광원(1,3)에서 비추어진 광선은 프리즘(5)에서 하나의 광선(7)으로 집합되어져 거울(9)에 전달되는데, 상기 거울(9)에서는 그 설치각도에 따라 집합광선(7)이 반사되는 각도가 달라진다.

따라서, 본 발명에서는 정확한 스테레오 영상을 얻기 위하여 1차적으로 거 울(1)의 경사각도를 변경하여 세팅상태를 조절할 수가 있는 것이다.

그 다음, 상기 거울(9)에서 반사된 광선은 본 발명에 따라 설치되는 제 1 편광빔 분리기(11)에 의해 수평방향광선(13)과 수직방향광선(15)으로 분리되는데, 수평방향광선(13)은 투과하여 직진하게 하고 수직방향광선(15)은 반사되어 방향을 전환하게 한다.

상기 수평방향광선(13)과 수직방향광선(15)은 각각 칼라휠(17,19)을 거치면서 광원(1,3)의 색상에 따라 적절한 색조합이 이루어지게 하여, 선명한 영상을 얻을 수 있게 한다.

상기 칼라휠(17,19)을 통과하면서 색조합이 이루어진 수평방향광선(13)과 수직방향광선(15)은 좌우측 DLP(21,23)에 비추어져, 이들 DLP(21,23)에서 재현되는 이미지에 광선을 조사하여 하나의 영상이 만들어지게 하는데, 이때 좌우측 DLP(21,23)에서 만들어지는 영상은 수평방향광선(13)과 수직방향광선(15)에 의한 것이므로 영상자체도 수평방향영상(25)과 수직방향의 영상(27)으로 구분되어지게 된다.

이렇게 수평방향과 수직방향으로 구분되어진 영상(25,27)은 제 2 편광빔 분리기(29)에 전달되어져 조합되어지는데, 상기 제 2 편광빔 분리기(29)에서 영상이 조합되어지는 것은 제 1 편광빔 분리기(11)에서 영상이 수직 및 수평방향에 따라 분리되는 과정이 역으로 이루어지는 것이다.

상기 제 2 편광빔 분리기(29)에서 조합되어지는 영상은 수직 및 수평방향의 영상(25,27)이 조합되어져 스테레오 영상을 나타내게 되는데, 상기 제 2 편광빔 분 리기(29)에서 조합된 스테레오 영상은 렌즈(31)를 통하여 스테레오 스크린(33)에 전달되어져 완전한 스테레오 영상을 투사하여 재현시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 장치는 광원(1,3)에서 비추어지는 광선이 프리즘(5)과 거울(9), 제 1 편광빔 분리기(11), DLP(21,23) 및 제 2 편광빔 분리기(29)를 거쳐 방향전화를 하면서 하나의 스테레오 영상을 만들게 되어 있으므로, 이들 구성 부품들이 세팅되어 이루어진 광학엔진을 필요한 장소에 이동시켜 사용할 때, 렌즈(31)와 스테레오 스크린(33)의 거리가 변동되어나 기타 다른 환경이 바뀔 경우에 상기 거울(9)이나 제 1 편광빔 분리기(11) 또는 제 2 편광빔 분리기(29)의 세팅각도를 조절함으로써 간단하게 스테레오 영상을 조절해 줄 수가 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝션용 스테레오 광학엔진은 광원에서 비추어지는 광선을 사용하여 좌우측 2개의 DLP에서 재생되는 이미지를 영상으로 만들어 하나의 스크린(33)에 비추어지게 함으로써 필요에 따라 광원의 광선 조절이 극히 용이할 뿐만 아니라, 깜빡거림 현상이 나타나지 않게 되고, 별도 구조물이 필요하지 않다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 스테레오 광학엔진은 광원(1,3)에서 비추어지는 광선이 프리즘(5)과 거울(9), 제 1 편광빔 분리기(11), DLP(21,23) 및 제 2 편광빔 분리기(29)를 거쳐 방향전화를 하면서 하나의 스테레오 영상을 만들게 되어 있으므로 필요에 따라 간단하게 세팅 상태를 조절하여 정확하고 선명한 영상을 얻을 수 있으 며, 2대의 프로젝터를 이동하는 경우보다 저렴하게 구성시킬 수가 있다는 이점도 있다.

Claims (3)

1. 광원으로부터의 광선을 편광방향이 수평방향인 광선(13)은 투과시키고, 편광방향이 수직방향인 광선(15)은 반사시켜 분리하는 제 1편광빔 분리기(11);

   상기 제 1편광빔 분리기(11)에서 분리된 수평방향광선(13) 및 수직방향광선(15) 각각의 색을 보정 조합하는 칼라 휠들(17,19);

   상기 제 1편광빔 분리기(11)에서 상기 칼라 휠들(17,19)을 각각 통과한 수평방향광선(13) 및 수직방향광선(15)을 전달받아 영상을 비추는 좌우측 DLP들(21,23);

   상기 좌우측 DLP들(21,23)에서 각각 비추어진 수평방향영상(25)과 수직방향영상(27)을 하나의 스테레오 영상으로 조합하는 제 2편광빔 분리기(29); 및

   상기 제 2편광빔 분리기에서 조합된 스테레오 영상을 스테레오 스크린(33)에 투사되도록 하는 렌즈(31);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션용 스테레오 광학엔진구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1편광빔 분리기에 입사되는 광선은 2개의 광원(1,3)에서 비추어지는 2개의 광선이 프리즘(5)를 통하여 하나의 광선으로 집합된 집합광선(7)인 것을 특징으로 하는 프로젝션용 스테레오 광학엔진구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 2개의 광원(1,3)은 각각 조명 ON/OFF가 가능한 것을 특징으로 하는 프로젝션용 스테레오 광학엔진구조.

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