KR101781507B1 - 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 활성화 반파장기를 이용하여 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치에 관한 것으로, 2차원 또는 3차원의 영상신호가 입력되는 공간 광변조기; 상기 공간 광변조기에 광을 제공하는 백라이트 유닛; 상기 공간 광변조기에 입력되는 영상신호에 따라, 상기 공간 광변조기의 출사광을 동일편광 또는 편광축을 변화시키는 편광을 수행하는 활성화 반파장기; 및 상기 활성화 반파장기의 출사광을 동일편광 또는 편광축을 변화시키는 편광을 수행하는 수동형 반파장기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 활성화 반파장기를 이용하여 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치에 관한 것이다.
홀로그램 기술이란 광신호를 원형 그대로 재현할 수 있는 기술로서, 신호를 담고 있는 신호광 및 신호광과 다른 각도에서 직진되는 참조광 사이의 간섭 무늬를 기록함으로써 신호를 입체영상으로 재생할 수 있는 기술을 말한다. 그리고, 이러한 홀로그램 기술을 이용하여 무안경 방식으로 실감성이 있는 3차원의 영상을 시청자에게 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 종래기술의 홀로그램을 이용한 영상장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치의 개략도이다.
도 1과 같이, 홀로그램을 이용한 영상장치(10)는 백라이트 유닛(backlight unit)(20), 공간 광변조기(spatial light modulator)(30) 및 반파장기(half wave plate)(40)를 포함하여 구성된다.
백라이트 유닛(20)은 공간 광변조기(30)에 광을 제공하는 기능을 하는 것으로, 충분한 간섭성의 광을 방출하는 적색, 녹색 및 청색 레이저나, 또는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 공간 광변조기(30)는 하나 또는 다수의 독립적인 광원의 광빔을 스위칭, 블랭킹(blanking) 또는 변조함으로써 강도, 색 및 위상을 제어하기 위한 기능을 한다.
반파장기(40)는 공간 광변조기(30)의 출사광을 선택적으로 편광시키는 기능을 한다. 반파장기(40)는 공간 광변조기(30)의 출사광을 변화시키지 않고 출광하는 다수의 제 1 영역(40a)과 공간 광변조기(30)의 출사광을 90도 회전시켜 출광하는 다수의 제 2 영역(40b)을 포함한다. 다수의 제 1 및 제 2 영역(40a, 40b) 각각을 통과한 공간 광변조기(30)의 출사광이 서로 간섭하여 3차원의 영상이 구현된다. 그런데, 공간 광변조기(30)에 2차원의 영상이 전송되면, 반파장기(40)의 다수의 제 1 및 제 2 영역(40a, 40b) 각각을 통한 출사광의 간섭에 의해 2차원의 영상이 구현되지 않는 문제가 있다. 다시 말하면, 상기의 영상장치(10)는 3차원의 영상을 구현하기 위한 것으로, 2차원의 영상을 구현하기 위해서는 별도의 영상장치가 필요하다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 공간 광변조기에 전송되는 영상신호에 따라, 활성화 반파장기의 상태를 변경하고, 공간 광변조기의 출사광을 동일편광 또는 편광축을 변화시키는 편광을 수행하여, 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 2차원 또는 3차원의 영상신호가 입력되는 공간 광변조기; 상기 공간 광변조기에 광을 제공하는 백라이트 유닛; 상기 공간 광변조기에 입력되는 영상신호에 따라, 상기 공간 광변조기의 출사광을 동일편광 또는 편광축을 변화시키는 편광을 수행하는 활성화 반파장기; 및 상기 활성화 반파장기의 출사광을 동일편광 또는 편광축을 변화시키는 편광을 수행하는 수동형 반파장기;를 포함하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 활성화 반파장기는 서로 교번적으로 배열되는 다수의 제 1 및 제 2 활성영역으로 구분되고, 전기적 신호가 인가되지 않는 "OFF" 상태에서 상기 다수의 제 1 및 제 2 활성영역은 상기 공간 광변조기의 출사광을 동일편광으로 출사시키고, 전기적 신호가 인가되는 "ON" 상태에서, 상기 다수의 제 1 활성영역은 상기 공간 광변조기의 출사광을 동일편광으로 출사시키고 상기 다수의 제 2 활성영역은 상기 공간 광변조기의 출사광을 90도 회전시킨 편광으로 출사시키는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 수동형 반파장기는 상기 다수의 제 1 및 제 2 수동영역으로 구분되고, 상기 활성화 반파장기의 "OFF" 상태에서, 상기 다수의 제 1 수동영역은 상기 활성화 반파장기의 출사광을 90도 회전시킨 편광으로 출사시키며, 상기 다수의 제 2 수동영역은 상기 활성화 반파장기의 출사광을 동일편광으로 출사시키고, 상기 활성화 반파장기의 "ON" 상태에서, 상기 다수의 제 1 수동영역은 상기 다수의 제 1 활성영역의 출사광을 90도 회전시킨 편광으로 출사시키고, 상기 다수의 제 2 수동영역은 상기 다수의 제 1 활성영역의 출사광을 동일편광으로 출사시키는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 백라이트 유닛과 상기 공간 광변조기 사이에 상기 백라이트 유닛의 출사광을 편광시키는 배면 편광기를 더욱 포함하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 공간 광변조기와 상기 활성화 반파장기 사이에 상기 공간 광변조기의 출사광을 교정하는 교정 편광기를 더욱 포함하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 활성화 반파장기는, 투명재질로 구성되는 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상의 판형의 제 1 전극; 상기 제 1 기판과 대향하며 투명재질로 구성되는 제 2 기판; 상기 제 2 기판 상에 다수의 제 2 전극; 및 상기 제 1 및 제 2 기판 사이의 액정층;을 포함하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 제 1 전극과 및 다수의 제 2 전극은 투명금속 산화물질인 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)으로 형성하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 제 1 전극을 포함한 상기 제 1 기판 상의 제 1 유전층과 상기 다수의 제 2 전극을 포함하는 상기 제 2 기판 상의 제 2 유전층을 더욱 포함하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 제 1 전극 및 상기 다수의 제 2 전극에 전압이 인가되지 않으면 상기 활성화 반파장기는 상기 다수의 제 2 전극과 상기 다수의 제 2 전극 사이의 투과영영역에 대응되는 상기 액정층이 최초의 배열상태를 유지하여 상기 공간 광변조기의 출사광을 동일편광으로 출사시키는 "OFF" 상태이고, 상기 제 1 전극 및 상기 다수의 제 2 전극에 전압이 인가되면, 상기 활성화 반파장기는 상기 투과영역에 대응되는 상기 액정층이 최초의 배열상태를 유지하여 상기 공간 광변조기의 출사광을 동일편광으로 출사시키는 다수의 제 1 영역과, 상기 다수의 제 2 전극에 대응되는 상기 액정층이 배열방향이 변하여 상기 공간 광변조기의 출사광을 90도 회전시킨 편광으로 출사시키는 다수의 제 2 영역을 포함하는 "ON" 상태인 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
상기 다수의 제 1 영역은 상기 다수의 제 2 전극 사이에 위치한 상기 제 2 기판에 대응되고, 상기 다수의 제 2 영역은 상기 다수의 제 2 전극에 대응되는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치를 제공한다.
본 발명은 공간 광변조기에 제공되는 영상신호에 따라, 활성화 반파장기의 상태를 변경하고 공간 광변조기의 출사광을 동일편광 또는 선택적으로 편광축을 변화시키는 편광 제어 기능을 수행하는 것에 의해, 공간 광변조기에 제공되는 2차원 또는 3차원의 영상을 구현할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치의 개략도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치의 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치에서 3차원의 영상을 구현하는 모식도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치에서 2차원의 영상을 구현하는 모식도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 활성화 반파장판의 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 활성화 반파장기의 제 2 기판의 평면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치의 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치에서 3차원의 영상을 구현하는 모식도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치에서 2차원의 영상을 구현하는 모식도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 활성화 반파장판의 단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 활성화 반파장기의 제 2 기판의 평면도
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치의 개략도이다.
홀로그램을 이용한 영상장치(110)는 활성화 반파장기(160)를 구비하여 공간 광변조기(140)에 공급되는 영상에 따라 2차원 또는 3차원의 모드로 전환할 수 있다.
영상장치(110)는 백라이트 유닛(backlight unit)(120), 배면 편광기(back surface polarizer)(130), 공간 광변조기(spatial light modulator)(140), 교정 편광기(linear polarizer)(150), 활성화 반파장기(active half wave plate)(160) 및 수동형 반파장기(passive half wave plate)(170)을 포함하여 구성된다.
백라이트 유닛(120)은 공간 광변조기(140)에 광을 제공하는 기능을 하는 것으로, 충분한 간섭성의 광을 방출하는 적색, 녹색 및 청색 레이저나, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 배면 편광기(130)는 입사면과 평행한 편광상태인 P-편광(P)을 실질적으로 차단하고, 입사면과 수직한 S-편광(S)을 통과시키는 기능을 한다. 또한, 영상장치(110)의 설계에 따라 배면 편광기(130)는 입사면과 평행한 편광상태인 P-편광(P)을 통과시키고, 입사면과 수직한 S-편광(S)을 차단할 수 있다.
공간 광변조기(140)는 하나 또는 다수의 독립적인 광원의 광빔을 스위칭, 블랭킹(blanking) 또는 변조함으로써 강도, 색 및 위상을 제어하기 위한 기능을 한다. 공간 광변조기(140)는 매트릭스 형태로 배열되고 제어 가능한 다수의 화소(도시하지 않음)를 포함하고, 다수의 화소를 통과하는 광의 진폭 및 위상을 변화시킴으로써 물체의 화상을 재구성한다. 공간 광변조기(140)는 진폭변조에 의해 홀로그램을 재구성하는 액정표시장치를 포함할 수 있다.
교정 편광기(150)는 배면 편광기(130)의 출사광이 공간 광변조기(140)를 통과하면서 출사광의 위상이 변화되는 경우, 배면 편광기(130)의 출사광과 동일한 편광으로 교정하는 기능을 수행한다. 공간 광변조기(140)를 액정표시장치로 사용하는 경우, 공간 광변조기(140)의 출사광은 액정의 굴절률에 따라 P-편광(P)이 혼합될 수 있다. 교정 편광기(150)은 공간 광변조기(140)의 출사광 중 P-편광(P)을 차단시키는 기능을 수행하는 것으로, 실질적으로 공간 광변조기(140)의 출사광의 편광축을 변화시키지 않는다. 다시 말하면, 교정 편광기(150)는 공간 광변조기(140)에서 출사광의 편광축을 0도로 회전시킨다.
활성화 반파장기(160)은 전기적 신호의 인가에 따라, 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 통과시키거나, 공간 광변조기(140)의 출사광을 선택적으로 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출광시키는 기능을 한다. 활성화 반파장기(160)는 수평라인 형태로 배열되는 다수의 제 1 활성영역(160a)과, 다수의 제 1 활성영역(160a)에 위치하고 수평라인 형태로 배열되는 다수의 제 2 활성영역(160b)을 포함한다. 다수의 제 1 및 제 2 활성영역(160a, 160b)은 교번하여 배열된다.
다수의 제 1 활성영역(160a)은 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호의 인가 여부에 관계하지 않고, "OFF" 및 "ON" 상태에서, 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 통과시킨다. 다수의 제 2 활성영역(160b)은 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호가 인가되지 않은 "OFF" 상태에서, 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 통과시키지만, 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호가 인가된 "ON" 상태에서, 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출사시킨다.
수동형 반파장기(170)는 다수의 제 1 수동영역(170a)과 제 2 수동영역(170b)으로 구성된다. 다수의 제 1 수동영역(170a)은 활성화 반파장기(160)의 다수의 제 1 활성영역(160a)에 대응되고, 다수의 제 2 수동영역(170b)은 활성화 반파장기(160)의 다수의 제 2 활성영역(160b)에 대응된다.
활성화 반파장기(160)가 "OFF"상태일 때, 다수의 제 1 및 제 2 활성영역(160a, 160b)은 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 통과시킨다. 그리고, 다수의 제 1 수동영역(170a)은 다수의 제 1 활성영역(160a)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출광시키고, 다수의 제 2 수동영역(170b)은 다수의 제 2 활성영역(160b)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 출광시킨다. 따라서, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)을 통과한 P-편광(P) 및 S-편광(S)이 서로 간섭하여 3차원의 영상이 구현된다.
활성화 반파장기(160)가 "ON" 상태일 때, 다수의 제 1 활성영역(160a)은 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 통과시키고, 다수의 제 2 활성영역(160b)은 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출사시킨다. 그리고, 다수의 제 1 수동영역(170a)은 다수의 제 1 활성영역(160a)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출광시키고, 다수의 제 2 수동영역(170b)은 다수의 제 2 활성영역(160b)의 출사광인 P-편광(P)을 동일편광으로 출광시킨다. 따라서, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)에서는 P-편광(P)이 출사되어 2차원의 영상이 구현된다.
다시 말하면, 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호가 인가되지 않은 "OFF" 상태에서, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)에서 출사되는 P-편광(P) 및 S-편광(S)이 서로 간섭하여 3차원의 영상이 구현되고, 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호가 인가된 "ON" 상태에서 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)에서는 P-편광(P)이 출사되어 2차원의 영상이 구현된다.
도 2의 홀로그램을 이용한 영상장치(110)는 동공추적유닛(eye-tracking unit)(도시하지 않음)을 더욱 포함할 수 있다. 동공추적유닛은 공간 광변조기(140) 전체에서 홀로그램 영상을 재생하지 않고 시청자의 가상의 뷰 윈도우(view window)에서만 선택적으로 홀로그램 영상을 재생하여 영상정보 처리량 및 복원시간을 감소시키는 기능을 한다.
동공추적유닛은 아이 파인더 카메라(eye finder camera)(도시하지 않음)을 사용하여 시청자의 동공위치를 추적하고, 시청자의 좌표와 공간 광변조기(140)에서 영상이 형성되는 대상점(object point)과 시청자의 동공크기에 해당하는 가상의 뷰 윈도우를 설정하고, 광선추적(ray tracing)을 통해 시청자가 공간 광변조기(140) 중 서브 홀로그램( sub-hologram) 영역(도시하지 않음)으로 선택적으로 조사되는 백라이트 유닛(120)의 출사광에 의해 영상을 시청할 수 있게 하는 기능을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치에서 3차원의 영상을 구현하는 모식도이다.
영상장치(110)가 기본적으로 3차원의 영상을 구현하는 경우, 활성화 반파장기(160)는 "OFF" 상태로 설정된다. 영상장치(110)의 공간 광변조기(140)에 3차원의 영상을 전송하고, 활성화 반파장기(160)를 동작시키지 않은 "OFF" 상태로 유지한다. 이때, 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)이 활성화 반파장기(160)를 통과하면서 편광축이 변하지 않은 상태이다.
그러나, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 수동영역(170a)은 활성화 반파장기(160)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출광시키고, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 2 수동영역(170b)은 활성화 반파장기(160)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 출광시킨다. 따라서, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)을 통과한 P-편광(P) 및 S-편광(S)이 서로 간섭하여 3차원의 영상이 구현된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 영상장치에서 2차원의 영상을 구현하는 모식도이다.
영상장치(110)가 기본적으로 2차원의 영상을 구현하는 경우, 활성화 반파장기(160)가 "ON" 상태로 설정된다. 영상장치(110)의 공간 광변조기(140)에 2차원의 영상을 전송하고, 활성화 반파장기(160)를 동작시켜 "ON" 상태를 유지한다. 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호가 인가되어 "ON" 상태를 유지할지라도, 다수의 제 1 활성영역(160a)은 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 동일편광으로 통과시킨다. 반면, 다수의 제 2 활성영역(160b)은 활성화 반파장기(160)에 전기적 신호가 인가된 "ON" 상태에서, 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출사시킨다.
그리고, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 수동영역(170a)은 다수의 제 1 활성영역(160a)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출광시키고, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 2 수동영역(170b)은 다수의 제 2 활성영역(160b)의 출사광인 P-편광(P)을 동일편광으로 출광시킨다. 따라서, 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)에서 모두 P-편광(P)이 출사되어 2차원의 영상이 구현된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 활성화 반파장판의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 활성화 반파장기의 제 2 기판의 평면도이다.
도 5와 같이, 활성화 반파장기(160)은 제 1 기판(162), 제 2 기판(164)과 제 1 및 제 2 기판(162, 164) 사이에 개재된 액정층(166)으로 구성된다.
제 1 기판(162) 상에는 전체에 걸쳐서 제 1 전극(170)이 형성되고, 제 1 전극(170) 상에 제 1 유전층(172)이 형성된다. 제 1 유전층(172)은 제 1 전극(170)이 액정층(166)과 직접 접촉하는 것을 방지하는 완충 역활을 한다. 활성화 반파장기(160)는 본질적으로 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광을 투과시켜야 하므로, 광투과도가 양호하고 전기적 전도성을 가진 물질로 형성한다. 이러한 성질을 만족시키기 위해, 제 1 전극(166)은 투명금속 산화막(transparent metal oxide)인 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide) 등으로 형성한다. 제 1 유전층(172)는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기절연물질을 사용하거나, 또는 폴리머 계통의 유기절연물질을 사용할 수 있다.
제 2 기판(164) 상에는 다수의 제 2 전극(174)이 형성되고, 다수의 제 2 전극(168)을 포함하는 제 2 기판(164) 상에 제 2 유전층(176)이 형성된다. 다수의 제 2 전극(174)은 제 1 전극(170)과 동일하게, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광을 투과시켜야 하므로, 광투과도가 양호하고 전기적 전도성을 가진 투명금속 산화막(transparent metal oxide)인 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide) 등으로 형성한다. 제 2 유전층(176)은 제 1 전극(170)이 액정층(166)과 직접 접촉하는 것을 방지하는 완충 역활을 하고, 유기 또는 무기절연물질로 형성한다.
제 1 및 제 2 기판(162, 164) 사이에 액정층(166)이 개재된다. 액정층(166)의 최초 배열상태는 도 2의 공간 광변조기(164)의 출사광인 S-편광을 동일편광으로 투과시키고, 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174) 사이의 전위차에 의해 액정층(166)의 배열방향이 변하면, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출사시킨다.
도 6과 같이, 다수의 제 2 전극(170)은 서로 팽행한 라인패턴(line pattern)으로 구성된다. 다수의 제 2 전극(170) 각각은 제 1 너비(D1)을 가지고 있고, 다수의 제 2 전극(168)은 제 2 너비(D2)로 이격된다. 제 1 및 제 2 너비(D1,D2)는 서로 같거나 또는 다르게 설정할 수 있다.
도 5에서, 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 전압이 인가되면, 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174) 사이에 위치하는 액정층(166)은 제 1 전극(166) 및 다수의 제 2 전극(168)의 전위차에 의해서 배열방향이 변하게 된다. 도 5와 같이, 제 1 전극(170)은 제 1 기판(162) 전체에 걸쳐서 형성되고, 다수의 제 2 전극(174)은 서로 이격되고 평행하게 설치되므로, 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 전압이 인가되면, 다수의 제 2 전극(174)에 대응되는 액정층(166)의 배열방향이 변하게 된다.
도 5 및 도 6에서 도시한 활성화 반파장기(160)에서, 다수의 제 2 전극(174)의 사이에 위치한 투과영역(178)은 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 전압이 인가되는 것과 관련 없이, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광의 편광축을 변화시키지 않고 통과시키는 영역이고, 다수의 제 2 전극(174)과 대응되는 영역은 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 전압이 인가되지 않으면, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광을 동일편광으로 통과시키지만, 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 전압이 인가되면, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광을 90도 회전시켜 출사시킨다.
도 5 및 도 6에서, 다수의 제 2 전극(174) 사이에 위치한 투과영역(178)은 도 2의 다수의 제 1 영역(160a)에 대응되고, 다수의 제 2 전극(174)은 도 2의 다수의 제 2 영역(160b)에 대응된다.
제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 전압을 인가하지 않으면, 활성화 반파장기(160)는 "OFF" 상태로 설정되고, 도 2의 영상장치(110)의 공간 광변조기(140)에 3차원의 영상을 전송하면, 제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174)에 대응되며 최초의 배열상태를 유지하는 액정층(166)을 통하여, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)은 편광축이 변하지 않은 상태로 출사되고, 도 2의 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)을 통과한 P-편광(P) 및 S-편광(S)은 서로 간섭하여 3차원의 영상이 구현된다.
제 1 전극(170) 및 다수의 제 2 전극(174) 사이에 전위차를 발생시켜 활성화 반파장기(160)를 "ON" 상태로 설정하고, 도 2의 공간 광변조기(140)에 2차원의 영상을 전송하면, 다수의 제 2 전극(174) 사이에 위치한 투과영역(178)에 대응되며 최초의 배열상태를 유지하는 액정층(166)을 통하여, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)은 편광축이 변하지 않은 상태로 출사되고, 제 1 전극(170)과 다수의 제 2 전극(174) 사이에 대응되고 배열방향이 변한 액정층(166)을 통하여, 도 2의 공간 광변조기(140)의 출사광인 S-편광(S)을 90도 회전시켜 P-편광(P)으로 출사시킨다. 그리고, 도 2의 수동형 반파장기(170)의 다수의 제 1 및 제 2 수동영역(170a, 170b)에서는 P-편광(P)이 출사되어 2차원의 영상이 구현된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (10)
- 2차원 또는 3차원의 영상신호가 입력되는 공간 광변조기;
상기 공간 광변조기에 광을 제공하는 백라이트 유닛;
상기 공간 광변조기에 입력되는 영상신호에 따라, 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 유지 또는 변화시키는 활성화 반파장기; 및
상기 활성화 반파장기의 출사광의 편광축을 유지 또는 변화시키는 수동형 반파장기;
를 포함하고,
상기 활성화 반파장기는 서로 교번적으로 배열되는 다수의 제 1 및 제 2 활성영역을 포함하고,
상기 수동형 반파장기는 다수의 제 1 및 제 2 수동영역을 포함하고,
전기적 신호가 인가되지 않는 "OFF" 상태에서, 상기 다수의 제 1 및 제 2 활성영역은 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 유지하여 출사시키고, 상기 다수의 제 1 수동영역은 상기 다수의 제 1 활성영역의 출사광의 편광축을 90도 회전하여 출사시키고, 상기 다수의 제 2 수동영역은 상기 다수의 제 2 활성영역의 출사광의 편광축을 유지하여 출사시키고,
전기적 신호가 인가되는 "ON" 상태에서, 상기 다수의 제 1 활성영역은 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 유지하여 출사시키고, 상기 다수의 제 2 활성영역은 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 90도 회전하여 출사시키고, 상기 다수의 제 1 수동영역은 상기 다수의 제 1 활성영역의 출사광의 편광축을 90도 회전하여 출사시키고, 상기 다수의 제 2 수동영역은 상기 다수의 제 1 활성영역의 출사광의 편광축을 유지하여 출사시키는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 공간 광변조기의 출사광은 입사면에 수직한 편광상태인 S-편광이고,
상기 "OFF" 상태에서, 상기 다수의 제 1 및 제 2 활성영역의 출사광은 각각 상기 S-편광이고,
상기 "ON" 상태에서, 상기 다수의 제 1 활성영역의 출사광은 상기 S-편광이고, 상기 다수의 제 2 활성영역의 출사광은 상기 입사면에 평행한 편광상태인 P-편광인 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 "OFF" 상태에서, 상기 다수의 제 1 수동영역의 출사광은 상기 P-편광이고, 상기 다수의 제 2 수동영역의 출사광은 상기 S-편광이고,
상기 "ON" 상태에서, 상기 다수의 제 1 및 제 2 수동영역의 출사광은 각각 상기 P-편광인 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛과 상기 공간 광변조기 사이에 상기 백라이트 유닛의 출사광을 입사면에 수직하거나 평행한 편광상태를 갖도록 편광시키는 배면 편광기를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 공간 광변조기와 상기 활성화 반파장기 사이에 상기 공간 광변조기의 출사광을 상기 배면 편광기의 출사광과 동일한 편광상태로 교정하는 교정 편광기를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 활성화 반파장기는,
투명재질로 구성되는 제 1 기판;
상기 제 1 기판 상의 판형의 제 1 전극;
상기 제 1 기판과 대향하며 투명재질로 구성되는 제 2 기판;
상기 제 2 기판 상에 다수의 제 2 전극; 및
상기 제 1 및 제 2 기판 사이의 액정층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 및 다수의 제 2 전극은 투명금속 산화물질인 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 전극을 포함한 상기 제 1 기판 상의 제 1 유전층과 상기 다수의 제 2 전극을 포함하는 상기 제 2 기판 상의 제 2 유전층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 전극 및 상기 다수의 제 2 전극에 전압이 인가되지 않으면 상기 활성화 반파장기는 상기 다수의 제 2 전극과 상기 다수의 제 2 전극 사이의 투과영역에 대응되는 상기 액정층이 최초의 배열상태를 유지하여 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 유지하여 출사시키는 "OFF" 상태이고,
상기 제 1 전극 및 상기 다수의 제 2 전극에 전압이 인가되면, 상기 활성화 반파장기는 상기 투과영역에 대응되는 상기 액정층이 최초의 배열상태를 유지하여 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 유지하여 출사시키는 다수의 제 1 영역과, 상기 다수의 제 2 전극에 대응되는 상기 액정층이 배열방향이 변하여 상기 공간 광변조기의 출사광의 편광축을 90도 회전하여 출사시키는 다수의 제 2 영역을 포함하는 "ON" 상태인 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 다수의 제 1 영역은 상기 다수의 제 2 전극 사이에 위치한 상기 제 2 기판에 대응되고, 상기 다수의 제 2 영역은 상기 다수의 제 2 전극에 대응되는 것을 특징으로 하는 2차원 및 3차원의 모드 전환이 가능한 영상장치.
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