KR20090083840A - 입체 화상 시스템 - Google Patents

Abstract

입체적 화상 시스템에 관해 기술된다. 시스템:은 선형으로 편광화된 빛을 방출하는 디스플레이 장치와 디스플레이 장치를 향하는 제 1 편광자와 사용자의 눈을 향하는 제 2 편광 및 이들 사이의 편파면 회전자를 각각 구비하는 좌우 접안경을 갖추며, 좌우 접안경의 제 1 편광자와 디스플레이 장치의 사이에 마련되는 1/4 파장판이 마련된다. 이러한 구조에 의해 접안경의 표면에 대한 법선 둘레로 안경이 회전되어도 화상의 밝기 변화가 감소한다.

입체, 화상, 디스플레이, 편광, 회전, 파장판

Description

입체 화상 시스템{STEREOSCOPIC IMAGE SYSTEM}

일 실시예는 비디오 장치로서 흑백과 칼라 입체상을 표시하는데 사용될 수 있는 입체 화상 시스템에 관한 것이다.

많은 현대적인 시스템에서, 입체 화상(stereoscopic image)은, 선형 편광 조사(linearly polarized radiation)를 갖는 디스플레이 장치(예를 들어, 액정 디스플레이), 3D 안경(3 Dimensional glasses) 그리고 이들에 연결되는 전자적 제어기를 갖는 디스플레이 장치 등의 수단에 의한 이미지의 일시적인 분할에 의해 형성된다.

이러한 시스템에서, 디스플레이 장치는 시간적으로 분할(시분할)된 것으로 사용자의 좌우 눈을 위한 입체적인 한 조의 화상을 제공한다. 전자적 제어기에 의해 제어되는 안경들은 입체적인 한 조의 화상의 표시 기간 중에 한쪽 눈의 접안경만 투명하게 한다. 즉, 다음 번 화상(왼쪽 눈의 이미지를 위한)의 표현에서 한 쪽 눈에는 투명하며 다른 쪽 눈에는 불투명하며, 이 상태는 다음번 화상(오른쪽 눈의 이미지를 위한)의 표시에서는 반대가 된다.

이와같이 관찰자(observer)는 조합된 3 차원(이하 3D) 화상으로서 감지되는 2 개의 다른 이미지를 좌우 눈에 의해 보게 된다. 예를 들어 이러한 시스템에 관련되는 미국 특허 7,271,803 [선행기술 1]과 와 7,319,798 [선행기술 2]에 설명된 기술적 결론(decision)을 참고할 수 있다. 3D 이미지들을 생성하는 알려진 시스템의 중요한 결점은 그들의 이해와 조정(adjustment)의 복잡함이다.

미국공개특허 2002/0122145 [선행기술 3]은 기술된 입체 화상의 프레젠테이션의 시스템에 관련되며, 이는 그림들의 표시 능력을 가지는 디스플레이 장치로서 사용자의 좌우 눈을 위한 한조의 입체적 시분할 사진의 표시능력을 가지는 디스플레이 장치와 좌우 두 접안경(ocular)를 갖는 3D 안경을 포함한다. 이 장치의 각 접안경은 사용자의 한쪽 눈과 디스플레이 사이의 제1편광자(polarizer)와, 제1편광자와 사용자의 눈 사이에 마련되는 것으로 제1편광자의 편광축에 직교하는 편광축을 가지는 제2편광자, 제1편광자와 제2편광자 사이에 마련되어 전자 제어기에 연결되는 것으로 편파면 회전자(로테이터)를 구비한다. 상기 전자 제어기는 편파면 로테이의 제어와 디스플레이 장치에 대해 편파면의 로테이터를 동기시킬 시기(opportunity)에 작동한다. 이러한 시스템은 위의 청구된 발명으로서 선택된다.

위의 선행기술 [3]의 동작 원리는 닫혀진 3D 안경(closed 3D glasses)들에 의해서 좌우 눈을 위한 이미지들의 시분할에 바탕을 두며, 이것은 전자식 제어기의 제어 하에서 시각화 장치(device of visualization)와 동시에 동작한다. 그러므로 그것들은 상응하는 이미지의 디스플레이 시기 동안에 1개의 눈을 위해 투명하게 된다. 디스플레이 장치로부터의 빛은 안경의 접안경의 제 1 편광자를 통하여 지나가고, 또한 이 빛의 편광축은 90 도 회전한 편파면 회전자에 의해 회전되고(필요한 경우) 제 2 편광자(편파면 로테이터에 의해 광의 편광 조건이 바뀐 경우)에 의해 상기 빛이 흡수된다.

이러한 선행기술 [3]의 중요한 결점은 선형적인 편광를 방사하는 디스플레이 장치(예를 들어, 액정 디스플레이)를 사용하는 경우, 접안경의 표면의 법선 둘레로의 안경의 회전에 의해 화상의 밝기가 변화한다는 점이다.

화상의 밝기는, 액정 디스플레이로부터 입사하는 광의 편파면과 제1편광자를 통과한 광의 편파면 사이의 각도의 조건에 따라, 코사인의 법칙에 의해 변화될 것이다. 그러므로, 선행기술 3의 시스템에 의해 제공된 입체상의 품질(위)는 접안경의 표면에 법선의 둘레로의 안경의 로테이션에 대해 불안정하다.

예시적 실시예(example embodiment)에 따르면, 접안경의 표면에 대한 법선 둘레로 안경이 회전하여 변하지 않는 안정된 품위의 이미지를 갖는 입체상 이미지를 표현할 수 있는 입체 이미지 시스템이 제공된다.

한 유형(aspect)에 따르면, 디스플레이 장치와 제 1 편광자의 사이에 1/4 파장판이 마련되며, 나아가서 1/4 파장판의 빠른 축(fast axis, 涑軸))은 제 1 편광자의 편광축에 대해 45도 이하로 경사져 있는 입체상 표시 장치가 제공된다.

구체적인 실시예에 따른 입체 화상 시스템:은

선형으로 편광화된 빛을 방출하는 디스플레이 장치;

사용자의 좌,우 눈에 대응하는 것으로, 상기 디스플레이 장치를 향하는 제 1 편광자와 사용자의 눈을 향하는 제 2 편광 및 이들 사이의 편파면 회전자를 각각 구비하는 좌우 접안경을 갖춘 안경;

상기 디스플레이 장치의 출력 화상에 동기하여 상기 회전자를 제어하는 전자 제어부; 그리고

상기 좌우 접안경의 제 1 편광자와 디스플레이 장치의 사이에 마련되는 1/4 파장판을 구비한다.

다른 실시예에 따르면, 상기 1/4 파장판의 빠른 축(速軸)은 상기 제 1 편광자의 편광축에 대해 45도 경사지게 기울어져 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 장치는 액정 표시 장치이다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 편광자들과 1/4 파장판은 필름 형태이다.

또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 장치와 두 개의 제 1 편광자의 사이에 각각 위치하는 2개의 1/4 파장판을 구비한다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 1/4 파장판은 상기 디스플레이 장치의 스크린에 부착되어 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 제 1 편광자의 편광축과 제 2 편광자의 편광축은 상호 직교한다.

또 다른 실시예에 따르면, 제 1 편광자의 편광축과 제 2 편광자의 편광축은 상호 나란하다.

상기 디스플레이 장치는 선형적으로 편광화된 광을 방사할 수 있는 것으로, 사용자의 왼쪽 눈과 오른 쪽 눈을 위한 입체적인 한 조의 시분할 프레임들을 생성한다.

상기 전자 제어기는 상기 디스플레이 장치에 연결되어 디스플레이 장치의 출력화상에 동기하여 편파면 로테이터를 제어한다.

안경의 회전에 따른 화질 저하는 디스플레이 장치와 제 1 편광자 사이에 위치한 1/4 파장판의 응용에 의해 감소한다. 구체적으로 1/4 파장판의 빠른 축(fast axis, 涑軸)은 제 1 편광자의 편광축에 대해 45 도의 각도로 기울어 짐으로써 안경의 회전에 따른 화질 저하가 보다 더 감소한다.

본원 발명의 일 실시예는 접안경의 표면에 대한 법선의 둘레로의 안경의 회전에서도 안정된 품질의 이미지를 제공한다. 본원 발명의 나은 이해를 위하여 첨부 된 도면과 함께 자세한 설명이 이어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 입체적 화상 시스템은 선형적으로 편광화된 빛을 방출(사)하는 디스플레이 장치(1), 디스플레이 장치(1)와 사용자의 눈(3) 사이에 위치하는 제 1 편광자(2)와 제 1 편광자(2)와 사용자의 눈(3)의 사이에 위치하는 제 2 편광자(4)를 각각 포함하는 좌우 접안경를 갖는 안경, 그리 제 1 편광자(2)와 제 2 편광자(4)의 사이에 위치하여 통과하는 광의 편파면(plane of polarization)을 제어하는 편파면 로테이터(rotator, 5)를 포함한다.

편파면 로테이터(5)는 디스플레이 장치(1)에 연결되는 전자적 제어기(6)에 연결된다. 한편, 상기 시스템은 디스플레이 장치(1)와 제 1 편광자(2)의 사이에 위치하는 1/4 파장판(1)을 포함한다. 다른 실시예에 따라 상기 1/4 파장판(7)의 빠른 축(fast axis, 涑軸)은 제 1 편광자(2)의 편광축(2a)에 대해 45도 기울어질 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 제 1 편광자(2)와 제 2 편광자(4)의 편광축(2a, 4a)은 상호 직교하거나 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 1/4 파장판(7)은 안경의 일부 요소로서 접안경에 포함될 수 있으나, 다른 실시예에 따르면 디스플레이 장치(6)의 스크린 표면에 부착될 수 있다. 이 경우 1/4 파장판(7)은 하나가 마련되며, 양측 두 접안경이 공유한다. 또한, 디스플레이 장치(6)와 양 제 1 편광자(2, 2)의 사이에 2 개의 1/4 파장판(7, 7)이 구비될 수 있는데 이 것은 도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(1)의 스크린에 부착되는 형태가 아닌 안경의 각 접안경의 일부요소로서 마련되는 경우이다. 도면에서 양방향의 화살표는 디스플레이 장치로 부터 방사된 후 접안경의 각 부재를 통과한 후의 편광축의 방향을 나타낸다.

또한, 상기 편광자(2, 4)들과 1/4 파장판(1)은 필름의 형태로 제조될 수 있다. 디스플레이 장치(1)가 액정 디스플레이의 형태로 구현된 도 1에 도시된 입체상 표시 시스템의 작동 원리를 설명한다.

디스플레이 장치(1)는 사용자의 좌,우 눈을 위하여 시분할된 한 조의 입체 화상을 나타낸다. 안경은 디스플레이 장치(1)와 동기(synchronously)하여 작동하며, 따라서,디스플레이 장치(1)에 의해 한 조의 입체적 화상에 대응하는 그림이 표시될 때 한쪽 눈에 대해서만 투명하게 된다. 도 1은 사용자의 우측 눈(도면에서 상부)에 대해 불투명이며, 좌측눈(도면에서 하부)는 투명하게 제어된 상태를 보인다.

디스플레이 장치(1)의 액정 패널(Liquid crystal panel)은 선형적으로 편광화된 빛만 방출(방사)한다. 전자 제어기(6)는 디스플레이 장치로부터 방사되어 온 통과 빛(passing-through radiation or light)의 편파면 제어(회전)을 위해 편파면 회전자(5)를 위한 제어 신호를 생성한다.

안경의 접안경들은, 전자 제어기(6)로 부터의 제어 신호에 따라 열리거나 닫히게 되는데 이때의 작동은 디스플레이 장치(1)의 액정 패널의 작동(입체적 화상 출력 신호)에 동기한다. 1/4 파장판(7)은 제 1 편광자(2)의 편광축(통과 방출의 편파면의 한 방향, 2a)에 대해 45도 각도도 기울어지는 빠른 축(速軸,1a)을 가진다. 이러한 위치 관계는 제 1 편광자(2)의 출력에서 선형적으로 편광화된 방사의 흡수를 허용하며, 제 1 편광자(2)의 출력에서의 방사 강도(intensity of radition)는 1/4 파장판(1)의 빠른 축(1a)과 액정 디스플레이(6)로 부터의 빛의 편파면 사이의 각도에 의존하지 않는다.

일 실시예는 가정용 또는 업무용 입체상 표시 시스템으로 응용될 수 있으며, 특히 훈련 시스템, 컴퓨터 게임 그리고 흑백 또는 칼라 입체 이미지가 요구되는 다른 분야에 응용될 수 있다.

위에서, 다양한 실시예가 청구 발명을 나타내는 목적으로 설명되었다. 본 발명의 범위와 의미를 넘지 않는 한, 다양한 수정 및 추가 및 치환 등은 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.

도 1은 일 실시예에 따른 입체 화상 시스템의 개략적 구성을 보이는 도면이다.

Claims (8)

1. 선형으로 편광화된 빛을 방출하는 디스플레이 장치;

   사용자의 좌,우 눈에 대응하는 것으로, 상기 디스플레이 장치를 향하는 제 1 편광자와 사용자의 눈을 향하는 제 2 편광 및 이들 사이의 편파면 회전자를 각각 구비하는 좌우 접안경을 갖춘 안경;

   상기 디스플레이 장치의 화상 출력에 동기하여 상기 회전자를 제어하는 전자 제어부; 그리고

   상기 좌우 접안경의 제 1 편광자와 디스플레이 장치의 사이에 마련되는 1/4 파장판을 구비하는 입체 이미지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 1/4 파장판의 빠른 축(速軸)은 상기 제 1 편광자의 편광축에 대해 45도 경사지게 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 입체 이미지 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 디스플레이 장치는 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 입체 이미지 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광자들과 1/4 파장판은 필름 형태인 것을 특징으로 하는 입체 이미지 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   디스플레이 장치와 두 개의 제 1 편광자의 사이에 각각 위치하는 2개의 1/4 파장판을 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 이미지 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 1/4 파장판은 상기 디스플레이 장치의 스크린에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 이미지 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   제 1 편광자의 편광축과 제 2 편광자의 편광축은 직교하는 것을 특징으로 하는 입체 이미지 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   제 1 편광자의 편광축과 제 2 편광자의 편광축은 나란한 것을 특징으로 하는 입체 이미지 시스템.

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