KR20080091327A - 3차원 이미징에 적합한 원형 편광 및 편광 안경을 갖는 두패널 액정 시스템 - Google Patents

3차원 이미징에 적합한 원형 편광 및 편광 안경을 갖는 두패널 액정 시스템 Download PDF

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알렉산더 맷키브
올레그 티슈틴
콘스탄틴 카나신
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뉴록 옵틱스 엘엘씨
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Abstract

3차원 이미지에 대한 인간 정신의 지각을 생성하기 위해 적합한 편광 안경을 가지고 분리되어 보여질 수 있도록 각각 별개의 알려진 편광을 갖는 입체 이미지들(좌 및 우 눈 이미지)을 생성하는 3차원 디스플레이에 대한 시스템들 및 방법들이 본 명세서에 개시된다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 두 개의 액정 패널들이 광원에 관하여 다른 것의 앞에 하나를 적층한 두 개의 패널들을 가지고 활용되며, 두 개의 편광판들이 광원과 가장 가까운 패널을 둘러싸여 사용된다. 대안적인 실시예들에 있어서, 패널 및 편광기들은 통상적인 액정 디스플레이("LCD") 모니터를 포함한다. 바람직한 실시예들에 있어서, 시스템에 의해 생성된 이미지들은 그 후 대응하는 원형으로 편광된 렌즈들을 갖는 안경들에 의해 디코딩을 위해 원형으로 편광된다.
편광, 편광기, LCD, 입체, 디스플레이, 원형 편광

Description

3차원 이미징에 적합한 원형 편광 및 편광 안경을 갖는 두 패널 액정 시스템{Two-panel liquid crystal system with circular polarization and polarizer glasses suitable for three dimensional imaging}
관련 출원들과의 상호 참조
본 출원서는 2005년 7월 11일에 출원된, 선행 US 가특허출원들인, 제 60/687,540 호와 2005년 12월 1일에 출원된 제 60/741,079 호의 출원 날짜들의 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 3-차원 이미징에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 편광 안경(polarizer eyeglasses)과 결합된 2-층 액정 배치를 사용하는 3-차원 이미징에 관한 것이다.
광이 객체들로부터 반사되어 공간에서 광 필드를 생성하므로, 객체들은 3-차원으로 보여진다. 관찰자의 두 눈은 공간에서 객체에 대해 두 눈의 상이한 위치들로 인해 이 광 필드를 상이하게 인식하고, 관찰자의 두뇌는 이 두 눈으로 광 필드의 상이한 인식들을 프로세싱하여 3-차원("3-D") 인식을 생성한다.
입체 이미징(stereoscopic imaging)은 관찰자들에게 3-차원 이미지들을 시뮬레이트하기 위해 사용되는 기술이다. 입체 디스플레이들은 관찰자의 우측과 좌측 눈들에 동일한 객체 혹은 장면의 상이하지만 대응하는 원근적 이미지들을 제공하여 동작한다. 그래서, 관찰자의 마음은 이들 2개의 이미지들을 프로세싱하여 3-차원 인식을 생성한다. 입체 이미징의 원칙들은, 파일럿 및 외과의사와 같은, 전문가의 훈련, 그리고 3-D 영화 및 컴퓨터 게임과 같은, 엔터테인먼트를 포함하는, 다양한 분야들에 다년간 응용되어져 왔다.
모든 입체 시스템들은 우측과 좌측 눈들에 대해 이미지들을 분리하기 위해 하나 이상의 기술들에 의존한다. 통상, 입체 이미징 시스템들은, 좌측 눈이 단지 좌측 시각으로만 보고 우측 눈이 단지 우측 시각으로만 보도록 하기 위해 특별한 시차 장벽 스크린들(parallax barrier screens), 헤드기어(headgear), 혹은 안경류를 사용한다. 이들 시스템들은, 예를 들어, 스크린상의 이미지가 좌측 혹은 우측 눈에 의해 관찰될 필요가 있는지에 따라 개폐하는 안경 상의 셔터들을 포함할 수 있다. 그러나, 이들 유형들의 시스템들은 셔터들에 의해 생성된 "플릭커(flicker)"와 연관된 눈의 피로를 가져온다.
또한, Putilin 등에 의해 발행되고, 본 발명의 양수인과 공동 소유되는 미국 특허 제 6,717,728 호는 시차 장벽들 혹은 특별한 헤드기어를 사용하지 않고 실시간과 고 해상도 3-D 이미징 능력을 제공하는 자동 입체 3-D 디스플레이를 개시한다. Putilin 등의 디스플레이는 이미지 프로세싱 알고리즘을 사용하여, 궁극적으로 관찰자의 두 눈으로 전달하기를 원하는 이미지들인, 베이스 입체 쌍 이미지들로 부터 2개 이상의 계산된 이미지들을 생성한다. 이들 계산된 이미지들 중의 제 1 이미지는 먼 디스플레이에 전달되고, 나머지 하나 이상의 이미지들은 먼 디스플레이의 전면(관찰자 위치에 대해)에 배치되는 하나 이상의 전달 디스플레이들에 전달된다. 그러므로, 각 디스플레이는 각 이미지가 관찰자의 각각의 눈에 대해 전달되는 이미지 정보의 적어도 일부를 포함하는 계산된 이미지들을 동시에 디스플레이한다. 각각의 디스플레이의 계산된 이미지는 관찰자에 의해 동시에 관찰될 때, 마스크로서 동작하고, 나머지 다른 디스플레이되는 계산된 이미지들과 결합하여, 관찰자의 우측 및 좌측 눈들에 제공되는 2개의 상이한 입체 이미지들의 결과를 나타내고, 입체 효과는 관찰자의 눈들 간의 거리와 다양하게 층배열된 디스플레이들 간의 거리의 기하학적 배열에 의한 것이다. Putilin 등은 적절한 눈에 베이스 입체 쌍 이미지들의 각각을 전달하기 위해 필요한 계산된 이미지들을 생성하기 위한 전자 프로세싱이 인공 신경망에 의해 가속화될 수 있음을 개시한다. 상기 특허의 일 특정 실시예에서, 복수 전달 액정 디스플레이 패널들은 Moire 패턴을 억제하기 위해 액정 디스플레이들 사이에 배치되는, 분산기(diffuser)와 같은, 공간 마스크와 연관하여 하나씩 적층된다(관찰자에 대해). 그러나, 매우 효과적인 이미징 시스템을 개시하지만, Putilin 등은 큰 계산 능력을 요구하는 매우 복잡한 시스템을 설명한다. 그러므로, 그것은, 저급-기술 및/또는 유연한 옵션들이 바람직한 저 비용 애플리케이션들을 포함하거나 또는 사용자들이 이전 소유한 것에 추가하여 특정 장비에 투자하기를 원하지 않을 때, 모든 목적들에 대해 적절하지는 않을 것이다.
그래서, 이 분야에서 사용자들에게 고 해상도 이미지들을 단순하게 그리고 효과적으로 제공하는 개선된 3-D 이미징 시스템들에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 목적은 액정 기술 및 편광 기술을 사용하여 고 해상도 이미지들을 제공하는 3-D 이미징 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 표준 컴퓨팅 시스템들과 편광 안경들과의 사용에 쉽게 적응될 수 있는 3-D 이미징 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 목적은 이동 범위에 대해 관찰자를 제한하지 않고 동작하는 3-D 이미징 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 종래 컴퓨팅 디스플레이들 및 개인용 컴퓨터들에 "애드온(add-on)"으로서 동작할 수 있는 3-D 이미징 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
이들 및 다른 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 적절한 편광 안경으로 인간의 마음에 3-차원 이미지의 인식을 생성하기 위해 분리되어 관찰될 수 있는 특별히 알려진 편광을 갖는 입체 이미지들을 제공하는 액정("liquid crystal;LC") 패널 디스플레이 시스템을 제공한다. LC 패널 시스템에 의해 동시에 생성되는 입체 이미지들은 상이하게 편광되고, 바람직하게는 서로 수직 관계로 편광되어, 대응하는 상이한 편광 특성을 갖는 렌즈들을 갖는 안경들에 의해 분리되도록 한다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 2개의 LC 패널들에는 광원에 대해 하나씩 적층된 2개의 패널들이 제공된다. 이들 실시예들에 따르면, 제 1, 혹은 후면의, LC 패널은 광원에 가장 근접하게 배치되고, 편광기는 통상적 액정 디스플레이("LCD")의 방식으로 그것의 전면 및 후면 상에 배치된다. 이 백 LC 패널 배열은, 컴퓨터 프로세서 및 제어 보드 상에서 실행하는 소프트웨어와 같은, 적절한 제어 시스템에 의해 구동되어, 3-차원 이미지의 인식을 생성하기 위해 관찰자의 우측 및 좌측 눈에 의해 분리되어 관찰될 필요가 있는 2개의 입체 쌍 이미지들의 유도체인 복합 이미지를 생성한다. 입체 쌍 이미지들은, 예를 들어, 입체 이미지들의 데이터베이스로부터 얻거나, 2개의 카메라 소스들로부터 입력되어 수신되거나, 또는 컴퓨터 렌더링 혹은 시뮬레이션 프로그램들의 결과 등일 수 있다. 후면 패널 및 편광기들에 의해 방출된 광은 편광되어, 이들로부터 한 특정한 알려진 각도로 나타난다. 그 후, 이 광은 제 2 LC 패널에 의해 원하는 편광에, 화소마다, 회전된다. 그러므로, 관찰자는, 최상의 이미지 분리를 달성하기 위해, 바람직하게는 각각의 눈이 다른 눈에 대해 수직 편광 각도를 갖는 렌즈로, 좌측 눈 및 우측 눈에 상이한 각도들로 편광된 광을 전달하는 편광 안경을 착용한다. 이 안경들의 알려진 편광 특성들에 따라 프론트 LC 패널을 나가는 광의 편광 각을 제어하여, 본 발명은 각각의 눈으로 향한 광의 강도, 그러므로 각각의 눈에 의해 인식되는 이미지를 제어할 수 있다. 편광 각을 계산하기 위해 본 발명에 따른 적절한 알고리즘을 사용하여, 입체 쌍 이미지들 중 하나는 각각의 눈에 전달되어 3 차원 이미지들의 인식을 생성한다.
다른 실시예들에 따르면, 제공된 2개의 LC 패널들은 광원에 대해 하나씩 적층되지만, 후면 패널에 의해 방출되는 광은 한 특정한 알려진 각도로 프론트 LC 패널 쪽으로 향해지기 전에 분산기 그 다음에 편광기를 지나간다. 그 후, 후면 패널에 의해 생성된 광은 제 2 LC 패널에 의해 회전되어, 입체 이미지들로서 좌측 눈과 우측 눈에 상이한 각도들로 편광된 광을 전달하는 편광 안경을 착용한 관찰자에 의해 인식될 수 있다. 그런 본 발명의 실시예들에서의 분산기의 포함은 때때로 편광 스크린들 혹은 막들을 겹치는 것과 연관되는 Moire 효과들의 제한에 효과적이다.
본 발명의 다양한 실시예들에서, 백 LC 패널과, 이 LC 패널의 앞과 뒤의 편광 스크린들은, 표준 LCD 컴퓨터 모니터 혹은 플라즈마 스크린 모니터와 같은, 종래 LCD 혹은 다른 고정된 화소 디스플레이일 수 있다. 그런 실시예들에서, 프론트 LC 패널은, 본 명세서에 설명된 것처럼 적절한 편광 안경을 사용할 때, 종래 고정 화소 디스플레이의 전면에 부착되어 표준 디스플레이를 3 차원 디스플레이로 변환할 수 있는 분리된 어셈블리를 포함한다.
본 발명의 가장 바람직한 실시예들에서, 편광 안경들과 프론트 LC 패널은 선형 편광에 반하여 원형 편광을 사용하도록 취급된다.
본 발명의 일 특정 양태에 따르면, 사용자에게 입체 이미지들을 제공하는 3-차원 디스플레이 시스템이 제공된다. 이 디스플레이 시스템은 사용자가 착용할 수 있는 편광 안경들의 쌍을 포함한다. 편광 안경들은 사용자의 두 눈들 각각에 대해 한 개의 렌즈를 포함하고, 각각의 렌즈는 나머지 다른 렌즈와는 상이한 편광 방향을 갖는다. 시스템은 또한 광원과, 이 광원과 사용자 사이에 적층 구조로 배치되는 제 1 및 제 2 액정 패널을 포함하고, 제 1 액정 패널은 광원에 더 가까이 배치된다. 제 1 편광기는 광원과 제 1 액정 패널 사이에 배치되어, 제 1 액정 패널 쪽으로 향한 광으로의 제 1 방향의 선형 편광을 전달하도록 적응되고, 제 2 편광기는 제 1과 제 2 액정 패널들 사이에 배치된다. 제 2 편광기는 제 1 편광기와는 상이한 편광 방향을 갖는다. 시스템은 또한 좌측 입력 이미지와 우측 입력 이미지를 포함하는 입체 쌍으로부터 복합 이미지를 프로세싱하는 전자 프로세싱 수단을 포함한다. 이 프로세싱 수단은 제 2 액정 패널의 각각의 화소에 대해 편광 각도를 계산하도록 더 적응된다. 시스템은 또한 프로세싱 수단으로부터 신호들을 수신하여 이 신호들에 따라 패널들의 동작을 제어하는 패널 제어 수단을 포함한다. 이 양태에 따르면, 복합 이미지는 좌측 및 우측 입력 이미지들의 각각의 화소에 대해 평균 색 강도를 나타내고, 제 2 액정 패널의 각각의 화소에 대해 편광
Figure 112008010120141-PCT00001
의 각도가 다음 관계식으로부터 계산된다.
tan
Figure 112008010120141-PCT00002
= Square root of (L/R)
여기서, L은 좌측 입력 이미지에 대해 대응하는 화소의 강도이고, R은 우측 입력 이미지에 대해 대응하는 화소의 강도이다. 패널 제어 수단은 상기 편광기들과 상기 액정 패널들이 광원으로부터 광을 편광하여, 좌측 입력 이미지에 대응하는 좌측 이미지가 편광 안경들의 좌측 렌즈에 의해 디코딩되고, 우측 입력 이미지에 대응하는 우측 이미지가 편광 안경들의 우측 렌즈에 의해 디코딩되도록, 편광된 광을 회전한다.
본 발명의 다른 특정 양태에 따르면, 사용자에게 입체 이미지들을 제공하는 3-차원 디스플레이 시스템이 제공된다. 이 디스플레이 시스템은 사용자가 착용할 수 있는 편광 안경들의 쌍을 포함한다. 편광 안경들은 사용자의 두 눈 각각에 대해 하나의 렌즈를 포함하고, 각 렌즈는 나머지 다른 렌즈에 수직으로 상이한 편광 방향을 갖는다. 시스템은, 복수의 개별적으로 제어가능한 화소들을 통해 색 이미지들을 생성할 수 있는 고정 화소 디스플레이 모니터와, 상기 모니터와 사용자 사이에 적층 구조로 배치되도록 고정 화소 디스플레이 모니터 위에 맞게 적응된 전달 액정 패널을 포함한다. 시스템의 전자 프로세싱 수단은 좌측 입력 이미지와 우측 입력 이미지를 포함하는 입체 쌍으로부터 복합 이미지를 프로세싱한다. 이 프로세싱 수단은 액정 패널의 각각의 화소에 대해 편광 각도를 계산하도록 더 적응된다. 상기 시스템은 또한 처리 수단으로부터 제 1 신호들을 수신하고 상기 제 1 신호들에 따라 상기 고정된 픽셀 모니터의 작동을 제어하는 디스플레이 모니터 제어 수단과, 처리 수단으로부터 제 2 신호들을 수신하고 상기 제 2 신호들에 따라 상기 액정 패널의 작동을 제어하는 액정 패널 제어 수단을 포함한다. 복합 이미지는 상기 좌측 및 우측 입력 이미지들의 각각의 픽셀에 대한 평균 컬러 강도를 나타내고, 상기 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 편광 φ의 각도는,
Figure 112008010120141-PCT00003
의 관계로부터 계산될 수 있으며, 여기서, L은 상기 좌측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이고, R은 상기 우측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이다. 상기 패널 제어 수단은 상기 액정 패널들로 하여금 상기 고정된 픽셀 디스플레이 모니터로부터 이미지 광을 편광하도록 하고, 그 편광된 광을 상기 좌측 입력 이미지에 대응하는 좌측 이미지는 상기 편광된 안경의 좌측 렌즈에 의해 디코딩되고 상기 우측 입력 이미지에 대응하는 우측 이미지는 상기 편광된 안경의 우측 렌즈에 의해 디코딩되도록 회전시킨다.
본 발명의 또 다른 특정 양상에 따라, 인식된 3차원 이미지를 생성하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 사용자에 의해 착용될 한 쌍의 편광된 안경을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서 편광된 안경은 상기 사용자의 두 눈 각각에 대해 하나의 렌즈를 갖고, 각각의 상기 렌즈는 나머지 상기 렌즈와 상이한 편광 방향을 갖는다. 제 1 및 제 2 액정 패널은 광원과 상기 사용자 사이에 적층된 형상으로 그리고 제 1 액정 패널이 광원에 더 가깝게 배치된다. 또한, 제 1 편광기는 상기 광원과 상기 제 1 액정 패널 사이에 배치되고, 상기 제 1 편광기는 제 1 배향의 선형 편광을 상기 제 1 액정 패널로 지향하는 광으로 분류하도록 적응된다. 제 2 편광기는 상기 제 1 및 제 2 액정 패널들 사이에 배치되고, 상기 제 2 편광기는 상기 제 1 편광기와 상이한 편광 배향을 분류한다. 상기 방법은 또한 좌측 입력 이미지 및 우측 입력 이미지를 포함하는 입체쌍으로부터 복합 이미지를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 복합 이미지는 상기 좌측 및 우측 입력 이미지들의 각각의 픽셀에 대한 평균 컬러 강도를 나타낸다. 제 1 액정 패널은 상기 복합 이미지를 디스플레이하기 위해 제어된다. 또한, 상기 방법은 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 편광 각도를 계산하는 단계로서, 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 상기 편광 각도는,
Figure 112008010120141-PCT00004
의 관계로부터 계산될 수 있으며, 여기서, L은 상기 좌측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이고, R은 상기 우측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도인, 상기 편광 각도 계산 단계를 포함한다. 제 2 액정 디스플레이 패널은 상기 편광된 안경을 착용하는 상기 사용자에 의해 보이는 3차원 이미지를 생성하기 위해 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 상기 계산된 편광 각도를 구하도록 제어된다.
본 발명의 다양한 실시예들이 요약되었고, 본 발명의 다양한 양호한 실시예들이 이제 일부 도면들을 참조하여 기술될 것이다. 본 발명의 일부 예시적인 실시예들을 기술하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명에서 기술된 세부 구성들로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예들일 수 있거나, 다양한 방법들로 실행되거나 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 디스플레이 시스템을 도시하는 개략도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예들에서 이용되는 액정 디스플레이들의 동작을 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 좌측 및 우측 눈 이미지 강도에 대해 편광각이 계산되는 방법을 도시하는 그래프.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 디스플레이 시스템을 도시하는 개략도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에서 사용된 다양한 편광 타입을 도시하는 개략도.
도면들, 먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 실시예들은 제 1 편광기(102)(또는 "백 편광기(back polarizer)"), 백 LC 패널(103), 제 2 편광기(104)(또는 "프론트 편광기(front polarizer)"), 프론트 LC 패널(105) 및 편광 유리들(106)의 조합에 관한 것이다. 도시된 바와 같이 이들 요소들은 적층된 구성으로 배열된다. 제 1 편광기(102)는 빛이 제 1 편광기(102), 이 후 백 LC 패널(103)(여기서 백 LC 패널의 편광은 이하에 기술되는 바와 같이 변할 수 있음), 이 후 제 2 편광기(104)를 투과하도록, 적합한 광원(101)의 바로 앞에 높인다. 당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이, 백 LC 패널(103)의 개개의 픽셀들이 제어되는 방법에 의존하는 이미지를 표시하는 강도 프로파일을 갖는 편광된 빛(101a)을 생성하도록, 백 LC 패널(103)의 개개의 픽셀들에 의한 편광 회전은 제 2 편광기(104)와 협력한다. 편광된 빛(101a)은 제 2 편광기(104)에 의해 지시된 편광 방향에 대응하는 선형 편광 지향 방향을 갖는 도시된 바와 같은 제 2 편광기(104)로부터 나온다. 이 편광된 빛(101a)은 이 후 프론트 LC 패널(105)로 향하고, 상기 프론트 LC 패널에서 각 픽셀의 편광은 뷰어에 의해 볼 수 있는 입체쌍 이미지들을 생성하기 위해 편광 유리들(106)에 의해 분리될 수 있는 빛(101b)을 생성하도록 개별적으로 변경될 수 있고, 따라서, 뷰어가 3차원으로 인식하는데 충분한 좌측 및 우측 눈들에 적절한 이미지를 생성한다. 백 LC 패널(103) 및 프론트 LC 패널(105) 을 제어하기 위해 본 발명의 다양한 실시예들에 사용된 알고리즘은 이하에 보다 상세하게 기술될 것이다.
도 2a 및 도 2b는 공통적인 LCD 모니터(도 1에서 적층된 제 1 편광기 LC 패널, 및 LC 패널(103) 및 편광기들(102, 104)과 같은 제 2 편광기를 포함하는 것과 같은)의 기본 동작을 총괄하여 도시한다. 도 2a는, LC 패널(203)의 다양한 픽셀들에 포함된 액정 물질의 다양한 분자들이 이완된 상태인 전계가 인가되기 전, LCD 모니터(200)의 동작을 도시한다. 종래의 구성에서, 일련의 병렬 리지들은 LC 물질을 싸는 표면들을 형성하는 두 개의 클리어 시트들로 형성된다. 이 리지들은 LC 물질의 연장된 분자들이 시트들의 표면들 근처 리지들에 거의 평행으로 정렬하게 한다. 그러나, 주어진 LC 패널의 대향 표면들 각각의 리지들은 서로 상이한 방향(예를 들어, 도시된 바와 같이 서로 수직)으로 형성된다. 그러나, 두 개의 시트들사이에서, LC 물질의 특성들은, 분자들이 각 표면 근처 리지들과 정렬하고, 패널 내부를 통해 두 개의 수직하는 양극단 사이에서 자연스럽게 트위스트하는 것이다. LC 물질은 또한 상기 물질을 통과하기 때문에 자연스럽게 빛의 편광각을 트위스트하는 특성을 갖는다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 종래의 LCD(200) 동작에서 광원(201)으로부터의 빛은 편광된 빛(201a)을 형성하기 위해 제 1 편광기 시트(202)에 의해 편광된다. 이 빛(201a)은, 편광된 빛(201a)이 LC 패널(203)의 후면에 형성된 리지들과 정렬하여 편광되는 방향으로 LC 패널(203)에 입사된다. LC 물질의 특성들을 통해, 빛은 LC 분자들의 부드러운 트위스팅에 의해 LC 물질을 통과하기 때문에 회전되고, 따라서, 직교하여 편광된 빛(201b)과 같이 90°변경된 편 광을 갖는다. 이 직교하여 편광된 빛(201b)은 이 후 도시된 바와 같이 제 2 편광기 시트(204)(편광기 시트(202)와 직교인 편광 방향을 가짐)를 부드럽게 통과할 수 있다. 도 2a에 도시된 상황들에서, 빛의 최대 강도는 LCD 모니터(200) 밖으로 방사된다.
반대로, 도 2b는 전계가 LC 패널(203')에 인가되는 LCD 모니터(200')의 동작을 도시한다. 이것은 LC 패널(203')의 다양한 픽셀들에 포함된 액정 물질의 다양한 분자들이 여기 상태이게 하고, 이에 의해 상기 액정 내 분자들은 상기 전계와 정렬한다. 따라서, 편광된 빛(201a)의 회전은 전계 방향에 따라 다양하게 회전될 수 있다. 따라서, 도 2b에 도시된 경우, 빛(201b')(도시된 바와 같이 이것은 빛(201a)에 대해 전혀 회전하지 않음)은 편광기 시트(204)를 치기 때문에, 거의 모든 빛(201b')은 흡수되고, 셀은 어둡게 보인다(전체 어셈블리가 눈에 거의 투과되어 셀이 밝게 보이게 하는 도 2a의 이완 상태와는 다르다). 도 2a 및 도 2b에 나타난 양극들 사이에서, 셀들의 투과도는 그레이스케일 효과를 생성하기 위해 증분하여 변경될 수 있다.
당업자는, 표준 LCD에서 사용된 액정 물질이 거의 동일하게 모든 가시 파장들을 회전시키고, 따라서 컬러 디스플레이를 생성하기 위해 부가 요소들이 종래의 LCD들(표준 LCD 컴퓨터 모니터들과 같은)에 이용될 수 있음을 인식할 것이다. 컬러 LCD를 제공하는 하나의 공통적인 방법은 각각의 픽셀을, 레드 필터를 갖는 서브 픽셀 셀, 그린 필터를 갖는 서브 픽셀 셀, 블루 필터를 갖는 서브 픽셀 셀인 세 개의 서브 픽셀 셀들로 나누는 것이다. 상기 픽셀은 세 개의 색깔을 갖는 셀들의 상 대 밝기를 변화시켜 임의의 컬러로 보이게 만들 수 있다. 이 컬러 성분 셀들은 모니터의 사용에 대해 최적화된 픽셀 지오메트릭 종류를 형성하는, 상이한 방식들로 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 편광기(102), 백 LC 패널(103), 및 편광기(104)의 조합은 궁극적으로 원하는 3차원 이미지 효과를 생성하기 위해 뷰어의 양쪽 눈에 전달될 필요가 있는 알려진 입체쌍 이미지들의 유도 또는 합성인 계산된 이미지를 생성하는데 사용된다. 예를 들어, 소스 이미지 정보는 메모리 유닛에 저장된 입체쌍들의 데이터베이스로부터, 또는 기본 이미지들의 다른 적합한 소스들로부터 유도될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서에 원하는 입체쌍을 제공하고, 이것은 차례로 이하에 기술되는 바와 같이 계산된 이미지들을 처리한다.
레어 액정 셀 층에 대해 계산된 이미지를 생성하기 위해, 상기 프로세서는 각 픽셀에 대해 이미지 강도와, L(좌측 눈 이미지 강도) 및 R(우측 눈 이미지 강도)로 표시되는 뷰어의 눈 각각으로 향하는 색을 추정한다. 백 LC 패널의 각각의 픽셀의 컬러 및 강도의 계산, D는 다음의 방정식에 의해 표현될 수 있다:
D = (L+R)/2
여기서 D는 각각의 픽셀의 각각의 성분 컬러(예를 들면, 적색, 녹색, 청색)에 대해 계산된다.
본 발명의 실시예들에서 활용된 알고리즘들은 백 LC 패널(또는 LCD 모니터) 및 프론트 LC 패널 상의 스크린 이미징 조정들을 지시하며, 이러한 알고리즘들은, 우수한 이미지들이 발생되도록 각각의 LC 패널의 픽셀마다 각각의 컬러의 강도를 계산하기 위하여 예를 들면 컴퓨팅 디바이스(개인용 컴퓨터 또는 다른 적당한 디지털 처리 디바이스와 같은 전자 처리 수단)에 의해 활용될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스 또는 전자 처리 수단은 선택적으로, 하나 이상의 비디오 카드들, 그래픽스 처리 유닛들, 비디오 및 그래픽스 가속기들, 패널들 및/또는 모니터들에 대한 제어 수단으로서 작용하는 디스플레이 제어기들 등을 구비한 고정된 패널 디스플레이 모니터들 또는 LC 패널들과 상호작용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 광(101a)이 전면 편광기(104)로부터 나타난 후에, 광은 프론트 LC 패널(105)을 통과한다. 프론트 LC 패널은 편광 안경(106)을 착용한 뷰어가 뷰어의 눈들 중 적당한 한쪽에 각각 입체쌍 이미지들(stereopair images) 중 적당한 하나를 보아 3차원 이미지의 인식을 만들어낼 수 있도록, 편광 배향의 적당한 각도(
Figure 112008010120141-PCT00005
)를 가지기 위해 광을 회전시킨다. 이미 주지된 바와 같이, 뷰어의 좌측 및 우측 안경은, 좌측 눈 렌즈가 편광된 광의 최대량을 투과시키면, 우측 눈 렌즈가 그 편관된 광의 최소량을 투과시키며, 그 반대로도 가능하도록 상이하게(바람직하게, 우측 각도들 근처 또는 서로 거의 수직됨) 편광된다. 이것은, 좌측 및 우측 눈에 의해 각각 보여지는 이미지들의 최대 분리를 허용한다. 도 3을 참조하면, 도 3의 그래프(310)에 도시된
Figure 112008010120141-PCT00006
의 회전각의 계산은, 다음의 공식들에 따라 입체쌍 이미지를 발생시키기 위하여 좌측(L) 및 우측(R) 눈에 의해 보여야 하는 각각의 픽셀의 강도 및 컬러를 고려할 때 달성될 수 있다:
R = Icos2
Figure 112008010120141-PCT00007
L = Isin2
Figure 112008010120141-PCT00008
여기서 I는 주어진 픽셀의 전체 강도이다. R 및 L이 알려져 있으므로, 디스플레이될 입체쌍 이미지들로부터 쉽게 결정될 수 있는 수량들
Figure 112008010120141-PCT00009
은 다음의 수학식을 사용하여 결정될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00010
tan= Square root of (L/R)
특정한 실시예들에 따라,
Figure 112008010120141-PCT00011
의 상기 계산은, 개인용 컴퓨터 형태의 CPU 및 비디오 제어기와 같은 처리 수단 및 제어 수단, 또는 다른 적당한 전자 기기를 사용하여 각각의 픽셀의 각각의 컬러에 대해 수행된다. 따라서, 이러한 처리기는 이미지 데이터의 스크린들에 대한
Figure 112008010120141-PCT00012
값들을 연속으로 발생시켜, 백 LC 패널(103)에 의해 발생된 합성 이미지가 뷰어에 의해 편광된 안경(106)을 통해 뷰어의 좌측 눈 및 우측 눈에서 분리되어 보이는 입체쌍 이미지들로 분리된다. 그에 의해 3차원 효과가 발생된다.
본 발명의 특정 실시예들에 의해 생성된 3차원 이미지들은 제한되지 않은 농도 및 180도의 시야각을 가진다. 따라서, 본 발명은 다중 사용자 디스플레이 능력을 제공한다. 각각의 뷰어에 대한 3차원 및 2차원 이미징 둘 다가 제공될 수 있다. 또한, 최종 3차원 이미지는 각각의 픽셀의 컬러가 두 눈에 대한 신호를 생성하기 위해 회전되기 때문에 해상도의 최소 손실을 입는다.
도 4에 도시된 본 발명의 특정 양호한 실시예들에 따라, 확산기(407) 및 편광기(408)는 전면 편광기(103)와 프론트 LC 패널(105) 사이에 제공된다. 이들 실시예들은 다른 실시예들에서의 편광기들의 중첩으로 인해 널리 퍼질 수 있는 모이레 효과에 반대된다. 이해할 수 있게, 이러한 실시예들은 또한, 편광기들(102 및 104)이 광원(101) 및 백 LC패널(103)과 함께, LCD 컴퓨터 모니터 또는 다른 형태의 고정된 패널 디스플레이와 같은 종래의 LCD 모니터 구조를 형성하는 상황에 가깝다.
특정 실시예들에 따라, 도 1 또는 도 4의 백 LC 패널(103) 및 2개의 편광기들(102 및 104)은, 표준 LCD 모니터, 또는 방사하는(편광각보다는 직접적으로)광의 세기를 종래의 방식으로 제어하도록 적응되는 다른 고정된 패널 디스플레이 모니터로 대체된다. 이해할 수 있게, 이러한 실시예들은 적당한 제어 알고리즘들과 조합하여 사용될 때 프론트 LC 패널 및 편광기 안경은 뷰어가 뷰어의 눈들 각각에 입체쌍 이미지들 중 적당한 하나를 볼 수 있게 할 수 있어 3차원 이미지의 인식을 만들어낸다. 이들 실시예들에서, 각 픽셀(C)의 컬러 세기는 다음의 방정식에 의해 표현될 수 있다:
C = sin2
Figure 112008010120141-PCT00013
따라서,
Figure 112008010120141-PCT00014
가 상기 [수학식 1]을 사용하여 계산되면, C2 및 C1에 대한 수학식, 즉 후면 및 전면 패널들에 의해 방사된 컬러 및 세기 각각은 다음과 같이 계산 될 수 있다:
C2 = R + L
C1 = L/(L + R)
여기서 L 및 R은 3차원 효과를 생성하기 위해 입체쌍 이미지 중 적당한 하나를 발생시키기 위하여 좌측 및 우측 눈 각각으로 향해지도록 요구되는 광의 컬러 및 세기를 표현한다. L 및 R은 상술된 수학식들을 사용하여 계산될 수 있다.
당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, LC 패널들 및 다른 고정된 픽셀형 패널들 및 디스플레이들은 통상적으로 3개의 "서브-픽셀들(sub-pixels)"을 각각의 픽셀로 통합하며, 각각의 서브-픽셀은 각각의 픽셀에 대한 컬러 성분을 독립적으로 제어한다. 컬러 성분들은 픽셀이 백색광 또는 다양한 상이한 컬러들을 투과시키고 있는 집합적 인상(collective impression)을 뷰어에게 형성되게 할 수 있다. 통상적으로 이러한 디스플레이의 서브-픽셀들은 적색/녹색/청색 서브-픽셀들 또는 황색/청록색/자홍색 서브-픽셀들 중 하나의 형태로 3개 한 벌이 된다. 그러나, 각각의 컬러 광 성분의 상이한 파장들로 인해, 액정 재료는 약간 상이하게 각각의 컬러 성분을 투과 및/또는 회전시킬 수 있다. 많은 응용들을 위해, 이러한 변동은 무시될 수 있다. 그러나, 고해상 이미징 및 본 명세서에 기술된 3-D 이미징을 위해, 이러한 변동은 바람직스럽지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 양호한 실시예들에서, 후면 및 프론트 LC 패널들(또는 백 LC 패널의 장소에 대신될 때 고정된 패널 모니터)에 대한 각각의 픽셀의 컬러 성분 서브-픽셀들은 인식된 이미지의 에러를 감소시키도록 이들 가변된 광투과성들의 원인이 되는 파라미터들을 고려한다.
이들 특정 실시예들에서, 각각의 서브-픽셀은 다음의 수학식들에 따라 적당한 서브-픽셀 파라미터
Figure 112008010120141-PCT00015
를 사용하여 계산될 수 있다:
Figure 112008010120141-PCT00016
Figure 112008010120141-PCT00017
상기 방정식들에서,
Figure 112008010120141-PCT00018
는 각각의 컬러 성분/서브-픽셀에 대한 상이한 파라미터이다. 선택적으로, 상술된 수학식에서 식별된 각각의
Figure 112008010120141-PCT00019
파라미터는 약간 상이한 값들을 가질 수 있어서, 최대 7개까지 각각의 컬러 성분에 대한 상이한 가능한 서브-픽셀 파라미터들이 이들 실시예들에 따라 시스템들에 의해 사용될 수 있게 한다.
본 발명의 다른 특정 양호한 실시예에서, 좌측 및 우측 이미지들은, 90도 또는 직교, 평면 편광에 따라 분리되는 것이 아니라, "시계방향(clockwise)" 및 "반시계방향(counterclockwise)" 원형 편광에 따라 분리된다. 따라서, 좌측 배향 및 우측 배향된(시계방향 및 반시계방향) 원형 편광은 표준 평탄한 x-평면 및 y-평면 편광 대신에 독립된 벡터 기초로서 사용된다.
공간에서 단일 평면파 배향을 갖는 광은 y-편광된 파장(520)이 좌측에 도시된 도 5에 도시된 바와 같이, 선형 편광된 것으로 말해진다. 그러나, 광은, 배향의 모든 가능한 평면들이 동일하게 가능성 있는 "비간섭성(incoherent)" 형태로 자연스럽게 발생되는 가로 전자기파이다. 광이 90°만큼 서로로부터 위상이 다른 동일 진폭의 2개의 평면파들로 구성된다면, 그 광은 원형 편광되었다고 말해진다. 원형 편광된 광(530)은 예시에 의해 도 5에 도시된다.
원형 편광된 광은 도 6에 도시된 바와 같이 1/4 파장 지연판(quarter-wave retardation plate; 640)(또는 1/4 파장 지연막)의 사용에 의해 생성될 수 있다. 선형 편광된 광(620)이 광축에 대해 45°에서 1/4 파장 지연판(640) 상으로 입사 지시되면, 그 광은 2개의 동일한 전계 성분들로 나누어지며, 성분들 중 하나는 지연되거나 판에 의해 1/4 파장만큼 위상 편이된다. 이것은 원형 편광된 광(630)을 생성한다. 반대로, 원형 편광된 입사는 동일한 방식으로 1/4 파장 지연판을 사용하여 선형 편광된 광으로 변경될 수 있다.
1/4 파장 지연판은 복굴절 재료의 신중히 조정된 두께로 이루어져서, 더 큰 굴절율과 연관된 광은 더 작은 굴절율과 연관된 광에 대해 위상이 90°만큼(1/4 파장) 지연된다. 복굴절 재료는 광축이 판의 전면판 및 후면판에 평행하게 절단된다. 판에 부딪히는 임의의 선형 편광된 광은 상이한 굴절율들을 가진 2개의 성분들로 나누어진다. 이것이 광축에 45° 각도가 되도록 입사광의 평면을 조정함으로써 행해질 때, 동일한 진폭 o- 및 e-파장들이 생성된다. o-파장이 방해석의 경우에서와 같이 더 느려지면, o-파장은 위상이 90°만큼 뒤로 가게 되고 원형 편광된 광을 생성한다.
이러한 양호한 실시예들에서, 주 시스템 요소들의 전체 설계 및 장치는 도 1 및 도 4에 대해 도시되고 상술된 것과 본질적으로 동일하다. 이러한 실시예들에서 백 LC 패널(103)(또는 고정된 픽셀 디스플레이 모니터)은 주어진 세기의 평면 편광된 광을 방사하고, 광의 편광각은 프론트 LC 패널(105)에 의해 바람직하게 회전된 다. 최종적으로, 두 패널들의 편광각에 45°배열되고 프론트 LC 패널 뒤에 배치된 1/4 파장 지연판(도 1 또는 도 4에는 도시되지 않음)은 선형 편광된 광을 시계반향 및 반시계 방향의 2개의 원형 편광된 빔들의 합으로 변환된다. 이들 원형 편광된 빔들은 입사하는 선형 편광된 빔들의 세기들에 따라 상이한 세기들을 가진다. 선택적으로, 1/4 파장 지연막은 유사한 효과를 위해 제 2 LC 패널의 출구 표면상에 대안적으로 배치될 수 있다.
이해할 수 있게, 표준 선형 편광된 렌즈들(직교 배향들을 가짐)을 가진 편광된 안경 대신에, 착용자는 한쪽 눈에 대한 시계방향 원형 편광과 다른 쪽 눈에 대한 반시계방향 원형 편광을 디코딩하는 특수화된 원형 편광된 안경을 요구한다. 안경의 각각의 렌즈는 선형 편광기막 및 1/4 파장 지연막의 조합을 포함한다.
본 발명의 이러한 실시예에서 편광된 광의 동작은 존스 벡터의 사용에 의해 표현될 수 있다. x-성분의 진폭 A 및 위상
Figure 112008010120141-PCT00020
와 y-성분의 진폭 B 및 위상
Figure 112008010120141-PCT00021
를 가진 광의 빔은 다음의 벡터에 의해 기술될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00022
광의 편광에 대한 다양한 광학 디바이스들의 효과는 이러한 존스 벡터의 상이한 매트릭스 변환들에 의해 기술될 수 있다. 예를 들면, 편광판의 회전각 α는 다음에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00023
x-성분의 위상이 90도 정도 이동한 1/4 파장 지연막(quarter wave retardation film)은 다음에 따라 차례로 나타내어질 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00024
x-성분의 광만을 전송하는 편광막은 다음 행렬에 따라 설명될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00025
이들 행렬들을 사용하여, 본 발명의 이러한 실시예에 따른 모니터에서의 광 편광 변화들이 설명될 수 있다. 상술한 바와 같이, 백 LC 패널은 진폭 A를 갖는 평면 편광된 광을 방출하고 다음의 존스 벡터(Jones vector)에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00026
JB에 의해 설명되고 백 LC 패널에 의해 방출된 광 빔의 편광면은 그 후 프론트 LC 패널에 의해 각
Figure 112008010120141-PCT00027
만큼 회전된다. 이러한 광은 그 후 다음의 존스 벡터, JF를 제공하는 각도 α에 방위를 맞추는 1/4 파장 지연 판에 의해 변환된다.
Figure 112008010120141-PCT00028
이러한 실시예에 있어서, 좌측 눈은 x 축에 대해 각도 β아래 위치한 1/4 파장 지연막을 통해, 그 후 1/4 파장 막에 대해 +45도로 위치한 편광기를 통해 본다.
Figure 112008010120141-PCT00029
우측 눈에 대해서, 그것은 x 축에 대해 각도 β 아래 위치한 1/4 파장 지연막을 통해, 그리고 그 후 다음 식을 제공하는, 1/4 파장 막에 대해 -45도로 위치한 편광기를 통해 광을 본다.
Figure 112008010120141-PCT00030
그러므로, 각 눈에 대해 분리된 마지막 행렬 곱은 다음이 되도록 계산될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00031
α를 0.25π와 동일하게 설정한다면, 광(AL 및 AR)의 진폭에 대한 다음의 결과를 얻으며, 이것은 각각 좌측 및 우측 눈들에 대해 획득된다.
Figure 112008010120141-PCT00032
광의 강도는 그 진폭의 곱에 비례하며, 그러므로 이들 식들은 강도들(L 및 R)에 의해 재기록될 수 있다.
Figure 112008010120141-PCT00033
상기 관계들로부터, 1/4 파장 막이 백 패널에 의해 방출되는 광의 편광면에 대해 45°아래에 위치한다면, 상술된 바와 같이 프론트 LC 패널 및 백 LC 패널에 대한 방식들이 남아있다고 결론지을 수 있다. 그러나, 표준 직교 평면 편광 및 표준 편광 안경을 막 활용하는 실시예들에 비교할 때, 원형 편광의 사용은 사용자가 그의 머리를 좌측 또는 우측으로 기울일 때 사용자(즉, 편광 안경의 착용자)가 3-D 효과로 변화를 감지하지 않을 것이라는 중요한 이점을 시스템에 제공한다.
상기 상세한 설명이 소프트웨어의 제어 양상들을 바람직하게 활용하여 구현되는 것처럼 이해될 수 있지만, 이 기술 분야의 숙련자는 프로세스 단계들 및 결정들이 디지털 신호 처리기 회로 또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)와 같은 기능적으로 동등한 회로들에 의해 대안적으로 수행될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 상술된 임의의 프로세스 흐름들은 임의의 특정 프로그래밍 언어의 정확한 문법을 설명하려고 의도하지 않으며, 흐름도들은 이 기술 분야의 숙련자가 본 발명에 따라 요구된 프로세싱을 수행하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 생성하거나 또는 회로들을 제조하기 위해 요구하는 기능 정보를 설명한다. 루프들 및 변수들의 초기화와 같은 많은 루틴 프로그래밍 요소들 및 임시 변수들의 사용은 이 기술 분야의 숙련자들의 기술 내에서 제대로 동작하는 바와 같이 명시적으로 설명되지 않음을 유의해야 한다. 만일 그 밖에 것이 여기에 나타내어지지 않는다면, 설명된 단계들의 개개의 시퀀스는 단지 예시적이며 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 변경될 수 있음을 이 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 것이다. 그러므로, 달리 서술되지 않는다면, 이하에 설명된 단계들은 가능하다면, 단계들이 임의의 편리한 또는 바람직한 순서로 수행될 수 있는 순서 없는 의미이다.
본 발명의 특정 실시예들은 플로피 디스크, 하드 디스크와 같은 컴퓨터 판독가능한 매체 내에, 또는 광 매체에, 또는 펌웨어, 판독 전용 메모리(ROM)와 같은 메모리형 시스템에 코딩된 특정 애플리케이션들(즉, 실행되지 않거나 또는 비수행 논리 명령들 및/또는 데이터), 또는 이러한 예에서와 같이, 메모리 시스템(예로서, 랜덤 액세스 메모리 또는 RAM) 내에서 실행 가능한 코드를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 다른 실시예들은 프로세스들과 같이 프로세서 내에서 동작하는 애플리케이션들을 제공할 수 있음을 또한 이해할 것이다. 이러한 예에 도시되지는 않았지만, 이 기술분야의 숙련자들은 컴퓨터 시스템이 다른 프로세스들 및.또는 소프트웨어 및 운영 시스템과 같은 하드웨어 서브 시스템들을 포함할 수 있고, 이것은 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해 이러한 예로부터 지워진다.
본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하면, 이들 개념들을 통합한 다른 실시예들이 사용될 수 있음이 이 기술분야의 숙련자들에게 명백하게 될 것이다. 예를 들면, 편광 안경의 하나의 렌즈는 다른 렌즈가 원형으로 편광된 이미지들을 디코딩하기 위해 적응될 수 있는 동안 선형적으로 편광된 이미지들을 디코딩하도록 적응될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예들에 제한되지 않아야 하며, 첨부된 청구항들의 사상 및 영역에 의해서만 제한되어야 한다. 본 발명이 특정한 정도의 특수성을 가지고 설명 및 예시되었지만, 본 개시는 예로서만 이루어지며, 일부분들의 조합 및 구성에서의 수많은 변경들이 이하에 청구된 바와 같이 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않고 이 기술분야의 숙련자들에 의해 재분류될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (27)

  1. 사용자에게 입체 이미지들을 제공하기 위한 3차원 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은,
    상기 사용자에 의해 착용가능한 한 쌍의 편광된 안경으로서, 상기 편광된 안경은 상기 사용자의 두 눈 각각에 대해 하나의 렌즈를 갖고, 각각의 상기 렌즈는 나머지 상기 렌즈와 상이한 편광 방향을 갖는, 상기 한 쌍의 편광된 안경과,
    광원과,
    상기 광원과 상기 사용자 사이에 적층된 형상으로 배치된 제 1 및 제 2 액정 패널로서, 상기 제 1 액정 패널은 상기 광원에 더 가까운, 상기 제 1 및 제 2 액정 패널과,
    상기 광원과 상기 제 1 액정 패널 사이에 배치되고 제 1 배향의 선형 편광을 상기 액정 패널로 지향하는 광으로 분류하도록 적응된 제 1 편광기와,
    상기 제 1 및 제 2 액정 패널들 사이에 배치되고 상기 제 1 편광기와 상이한 편광 배향을 갖는 제 2 편광기와,
    입체쌍(stereopair)으로부터 복합 이미지를 처리하기 위한 전자 처리 수단으로서, 상기 입체쌍은 좌측 입력 이미지 및 우측 입력 이미지를 포함하고, 상기 처리 수단은 또한 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대해 편광 각도를 계산하도록 적응된, 상기 전자 처리 수단과,
    상기 처리 수단으로부터 신호들을 수신하고 상기 신호들에 따라 상기 패널들 의 작동을 제어하는 패널 제어 수단을 포함하고,
    상기 복합 이미지는 상기 좌측 및 우측 입력 이미지들의 각 픽셀에 대한 평균 컬러 강도를 나타내고, 상기 제 2 액정 패널의 각 픽셀에 대한 편광
    Figure 112008010120141-PCT00034
    의 각도는,
    Figure 112008010120141-PCT00035
    의 관계로부터 계산될 수 있으며, 여기서, L은 상기 좌측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이고, R은 상기 우측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이며,
    상기 패널 제어 수단은 상기 편광기들 및 상기 액정 패널들로 하여금 상기 광원으로부터 광을 편광하도록 하고, 그 편광된 광을 상기 좌측 입력 이미지에 대응하는 좌측 이미지는 상기 편광된 안경의 좌측 렌즈에 의해 디코딩되고 상기 우측 입력 이미지에 대응하는 우측 이미지는 상기 편광된 안경의 우측 렌즈에 의해 디코딩되도록 회전시키는, 3차원 디스플레이 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 편광기들과 상기 제 1 액정 패널은 고정된 픽셀 디스플레이 모니터를 포함하고, 상기 제 2 액정 패널은 상기 편평한 패널 액정 디스플레이 모니터 상으로 고정하도록 적응된 별도 유닛을 포함하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 제 2 액정 패널과 상기 사용자 사이에 배치되어, 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단을 더 포함하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단은 1/4 파장 지연판인, 3차원 디스플레이 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단은 1/4 파장 지연막인, 3차원 디스플레이 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 편광된 안경의 상기 렌즈들은 원형으로 편광된 광을 디코딩하도록 적응된, 3차원 디스플레이 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 패널들은 각각 컬러 성분들에 대응하는 3 서브 픽셀들을 각각 갖 는 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 처리 수단은 이하 식,
    Figure 112008010120141-PCT00036
    에 따라 각각의 컬러 성분에 관한 계산들을 정정하기 위한 적절한 서브픽셀 파라미터 γ를 사용하고, 여기서, B는 상기 제 1 액정 패널의 픽셀에 대한 컬러 성분 강도이고 F는 상기 제 2 액정 패널의 픽셀에 대한 컬러 성분 강도인, 3차원 디스플레이 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 수단은 각각의 상기 액정 패널에 의해 편광된 광의 회전을 계산하기 위해 존스 벡터들(Jones vectors)을 사용하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 편광기와 상기 제 2 액정 패널 사이에 적층된 구성으로 배치된 확산기 및 제 3 편광기 시트를 더 포함하고,
    상기 확산기는 상기 제 2 편광기에 가장 가깝게 배치되고, 상기 제 3 편광기는 상기 제 2 액정 패널에 의해 요구되는 입력 배향에 대응하는 배향을 갖는 편광된 광을 생성하도록 적응된 편광 배향을 갖는, 3차원 디스플레이 시스템.
  10. 입체 이미지들을 사용자에게 제공하기 위한 3차원 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은,
    상기 사용자에 의해 착용가능한 한 쌍의 편광된 안경으로서, 상기 편광된 안경은 상기 사용자의 두 눈 각각에 대해 하나의 렌즈를 갖고, 각각의 상기 렌즈는 나머지 상기 렌즈와 상이한 편광 방향을 갖는, 상기 한 쌍의 편광된 안경과,
    고정된 픽셀 디스플레이 모니터로서, 복수의 개별적으로 제어가능한 픽셀들을 통해 컬러 이미지들을 생성할 수 있는, 상기 액정 디스플레이 모니터와,
    상기 모니터와 상기 사용자 사이에 적층된 형상으로 배치되도록 상기 고정된 픽셀 모니터의 상부에 고정되도록 적응된 투과형 액정 패널과,
    입체쌍으로부터 복합 이미지를 처리하기 위한 전자 처리 수단으로서, 상기 입체쌍은 좌측 입력 이미지 및 우측 입력 이미지를 포함하고, 상기 처리 수단은 또한 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대해 편광 각도를 계산하도록 적응된, 상기 전자 처리 수단과,
    상기 처리 수단으로부터 제 1 신호들을 수신하고 상기 제 1 신호들에 따라 상기 고정된 픽셀 모니터의 작동을 제어하는 디스플레이 모니터 제어 수단과,
    상기 처리 수단으로부터 제 2 신호들을 수신하고 상기 제 2 신호들에 따라 상기 액정 패널의 작동을 제어하는 액정 패널 제어 수단을 포함하고,
    상기 복합 이미지는 상기 좌측 및 우측 입력 이미지들의 각각의 픽셀에 대한 평균 컬러 강도를 나타내고, 상기 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 편광
    Figure 112008010120141-PCT00037
    의 각 도는,
    Figure 112008010120141-PCT00038
    의 관계로부터 계산될 수 있으며, 여기서, L은 상기 좌측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이고, R은 상기 우측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이며,
    상기 액정 패널 제어 수단은 상기 액정 패널들로 하여금 상기 고정된 픽셀 디스플레이 모니터로부터 이미지 광을 편광하도록 하고, 그 편광된 광을 상기 좌측 입력 이미지에 대응하는 좌측 이미지는 상기 편광된 안경의 좌측 렌즈에 의해 디코딩되고 상기 우측 입력 이미지에 대응하는 우측 이미지는 상기 편광된 안경의 우측 렌즈에 의해 디코딩되도록 회전시키는, 3차원 디스플레이 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모니터로부터 광이 상기 액정 패널에 들어가기 전에 알려진 배향으로 선형 편광되도록 상기 액정 패널에 부착된 편광기 시트를 더 포함하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 액정 패널과 상기 사용자 사이에 배치되어, 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단을 더 포함하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단 및 상기 액정 패널은 상기 모니터 상에 적합하도록 적응된 유닛을 포함하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단은 1/4 파장 지연판인, 3차원 디스플레이 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단은 1/4 파장 지연막인, 3차원 디스플레이 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 편광된 안경의 렌즈들은 원형으로 편광된 광을 디코딩하도록 적응된, 3차원 디스플레이 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 액정 패널은 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 모니터 및 상기 패널의 픽셀들은 각각 컬러 성분들에 대응하는 3 서브 픽셀들을 각각 갖고,
    상기 처리 수단은 이하 식,
    Figure 112008010120141-PCT00039
    에 따라 각각의 컬러 성분에 관한 계산들을 정정하기 위한 적절한 서브픽셀 파라미터 γ를 사용하고, 여기서, B는 상기 모니터의 픽셀에 대한 컬러 성분 강도이고 F는 상기 액정 패널의 픽셀에 대한 컬러 성분 강도인, 3차원 디스플레이 시스템.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 수단은 상기 모니터 및 상기 액정 패널에 의해 편광된 광의 회전을 계산하기 위해 존스 벡터들을 사용하는, 3차원 디스플레이 시스템.
  19. 인식된 3차원 이미지를 생성하기 위한 방법에 있어서,
    사용자에 의해 착용될 한 쌍의 편광된 안경을 제공하는 단계로서, 상기 편광된 안경은 상기 사용자의 두 눈 각각에 대해 하나의 렌즈를 갖고, 각각의 상기 렌즈는 나머지 상기 렌즈와 상이한 편광 방향을 갖는, 상기 한 쌍의 편광된 안경 제공 단계와,
    광원과 상기 사용자 사이에 적층된 형상으로 제 1 및 제 2 액정 패널을 배치 하는 단계로서, 상기 제 1 액정 패널은 상기 광원에 더 가까운, 상기 제 1 및 제 2 액정 패널 배치 단계와,
    상기 광원과 상기 제 1 액정 패널 사이에 제 1 편광기를 배치하는 단계로서, 상기 제 1 편광기는 제 1 배향의 선형 편광을 상기 제 1 액정 패널로 지향하는 광으로 분류하도록 적응된, 상기 제 1 편광기 배치 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 액정 패널들 사이에 제 2 편광기를 배치하는 단계로서, 상기 제 2 편광기는 상기 제 1 편광기와 상이한 편광 배향을 분류하는, 제 2 편광기 배치 단계와,
    좌측 입력 이미지 및 우측 입력 이미지를 포함하는 입체쌍으로부터 복합 이미지를 결정하는 단계로서, 상기 복합 이미지는 상기 좌측 및 우측 입력 이미지들의 각각의 픽셀에 대한 평균 컬러 강도를 나타내는, 상기 복합 이미지 결정 단계와,
    상기 복합 이미지를 디스플레이하기 위해 상기 제 1 액정 패널을 제어하는 단계와,
    상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 편광 각도를 계산하는 단계로서, 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 상기 편광 각도
    Figure 112008010120141-PCT00040
    는,
    Figure 112008010120141-PCT00041
    의 관계로부터 계산될 수 있으며, 여기서, L은 상기 좌측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도이고, R은 상기 우측 입력 이미지에 대한 대응 픽셀의 강도인, 상기 편광 각도 계산 단계와,
    상기 편광된 안경을 착용하는 상기 사용자에 의해 보이는 3차원 이미지를 생성하기 위해 상기 제 2 액정 패널의 각각의 픽셀에 대한 상기 계산된 편광 각도를 구하도록 상기 제 2 액정 디스플레이 패널을 제어하는 단계를 포함하는, 3차원 이미지 생성 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 제 2 편광기와 상기 제 1 액정 패널은 고정된 픽셀 디스플레이 모니터를 포함하고, 상기 제 2 액정 패널은 상기 편평한 패널 액정 디스플레이 모니터 상에 적합하도록 적응된 별도의 유닛을 포함하는, 3차원 이미지 생성 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 액정 패널과 상기 사용자 사이에 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환하는 수단을 배치하는 더 포함하는, 3차원 이미지 생성 방법.
  22. 제 22 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단은 1/4 파장 지연판인, 3차원 이미지 생성 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 선형으로 편광된 광을 원형으로 편광된 광으로 변환시키는 수단은 1/4 파장 지연막인, 3차원 이미지 생성 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 편광된 안경의 상기 렌즈들은 원형으로 편광된 광을 디코딩하도록 적합한, 3차원 이미지 생성 방법.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 액정 패널들은 각각 컬러 성분들에 대응하는 3 서브 픽셀들을 각각 갖는 복수의 픽셀들을 포함하고, 상기 결정 및 계산 단계들은 이하 식,
    Figure 112008010120141-PCT00042
    에 따라 각각의 컬러 성분에 관한 계산들을 정정하기 위한 적절한 서브픽셀 파라미터 γ를 사용하는 전자 처리 수단에 의해 수행되고, 여기서, B는 상기 제 1 액정 패널의 픽셀에 대한 컬러 성분 강도이고 F는 상기 제 2 액정 패널의 픽셀에 대한 컬러 성분 강도인, 3차원 이미지 생성 방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    각각의 상기 액정 패널에 의해 편광된 광의 회전을 계산하기 위해 존스 벡터들이 사용되는, 3차원 이미지 생성 방법.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 편광기 및 상기 제 2 액정 패널 사이에 적층 형상의 확산기 및 제 3 편광기를 배치하는 단계를 더 포함하고, 상기 확산기는 상기 제 2 편광기에 가장 가깝게 배치되고, 상기 제 3 편광기는 상기 제 2 액정 패널에 의해 요구되는 입력 배향에 대응하는 배향을 갖는 편광된 광을 생성하도록 적응된 편광 배향을 갖는, 3차원 이미지 생성 방법.
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