KR102643176B1 - 확장형 아이박스를 제공하는 가변 심도형 홀로그래픽 디스플레이 장치 - Google Patents

확장형 아이박스를 제공하는 가변 심도형 홀로그래픽 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

확장형 아이박스를 제공하는 가변 심도형 홀로그래픽 디스플레이 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 복수의 파장의 광을 출광하는 복수의 광원; 및 복수의 광원으로부터 출광된 광을 이용하여, 홀로그래픽 디스플레이의 패널 역할을 하는 공간광변조기;를 포함하고, 공간광변조기는, 기존보다 아이박스의 크기가 확장된 확장형 아이박스를 제공하기 위해, 복수의 산란층을 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치시켜, 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층을 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 할 수 있다. 이에 의해, 홀로그램 콘텐츠를 관측 가능한 아이박스를 증대시킴으로써 보다 넓은 범위에서 사용자의 홀로그램 콘텐츠 관측이 가능하도록 할 수 있다.

Description

확장형 아이박스를 제공하는 가변 심도형 홀로그래픽 디스플레이 장치{Variable-depth holographic display device providing expandable eyebox}
본 발명은 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 확장형 아이박스를 제공하는 가변 심도형 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것이다.
홀로그래픽 디스플레이는 빛의 회절(Diffraction) 현상을 이용하여 공간 상에서 전파되는 물체의 광파 그 자체를 재생함으로써 입체를 표현하는 기술로, 물체광의 고유한 특성인 세기와 위상 정보를 모두 표현함으로써 가장 이상적이고 궁극적인 형태의 입체 디스플레이로 받아들여지고 있다. 홀로그래픽 디스플레이 패널의 개별 픽셀은 픽셀의 개구부 크기에 반비례되는 회절각을 가지게 되며, 해당 회절각은 전체 홀로그래픽 디스플레이의 아이박스 등을 결정하게 된다.
구체적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, 홀로그래픽 디스플레이의 패널 역할을 하는 공간광변조기(Spatial light modulator, SLM)의 개별 픽셀이 p의 크기를 가진다고 할 때, 각 픽셀의 회절각 θ는 아래와 같이 결정된다.
(수식 1)
이때, λ는 조광 파장이고, θ는 타겟이 되는 가상 심도면에서의 홀로그래픽 픽셀의 발산각을 결정 지으며, 아이피스 렌즈를 통하여 시준 또는 확대된 허상을 결상하게 된다.
도 1에 예시된 바와 같이 같이, 확대된 허상을 형성하는 홀로그래픽 디스플레이 장치에서 관측 가능한 시역인 아이박스의 폭 w는 아래와 같다.
(수식 2)
현재 기술적으로 가용한 공간광변조기의 픽셀 크기 p는 약 4um 이상이므로, 녹색광 기준 이론적으로 얻어지는 최대 회절각은 약 7.8도 수준이며, 아이피스 렌즈를 통상적인 수준(초점거리 20mm~30mm)으로 상정할 시에, 아이박스의 폭 w는 약 2.7mm~4mm 로 제한된다.
실제 사람의 동공 직경이 약 4mm 크기이고 동공의 움직임 및 사용자마다 다른 양안 간격을 고려한다면, 해당 아이박스는 증강현실 장치의 범용적 사용을 제한하는 요인으로 작용할 수 있다.
정리하면, 홀로그래픽 디스플레이 기반의 증강현실 장치는 가상 콘텐츠의 파면을 재현함으로써 실제와 동일한 입체 효과를 유발할 수 있다는 장점이 있지만, 매우 좁은 아이박스를 한계점으로 가지고 있어, 이를 개선하기 위한 방안의 모색이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 공간광변조기 등을 통하여 재생되는 홀로그램 디스플레이에서, 여러 가변 심도에 걸쳐 콘텐츠를 표현할 수 있는 능력을 잃지 않으면서도 좁은 회절각도로 인하여 제한된 아이박스를 기존보다 확장시킬 수 있는 가변 심도형 홀로그래픽 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 복수의 파장의 광을 출광하는 복수의 광원; 및 복수의 광원으로부터 출광된 광을 이용하여, 홀로그래픽 디스플레이의 패널 역할을 하는 공간광변조기;를 포함하고, 공간광변조기는, 기존보다 아이박스의 크기가 확장된 확장형 아이박스를 제공하기 위해, 복수의 산란층을 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치시켜, 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층을 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 할 수 있다.
그리고 각각의 산란층은, 각각의 파장에 대해서만 개별적으로 반응하여, 선택적으로 산란층 역할을 수행할 수 있다.
또한, 각각의 산란층은, 별도의 활성(Active) 소자 없이, 각각의 파장에 선택적으로 반응할 수 있는 패시브(Passive) 광학소자를 이용할 수 있다.
그리고 공간광변조기에서 표현되는 홀로그래픽 영상은, 각각의 파장 및 산란층까지의 거리를 고려하여 재생성되며, 공간광변조기에 의해 제공 가능한 아이박스의 폭은, 각각의 산란층에서 제공 가능한 아이박스의 최소치와 동일할 수 있다.
또한, 각각의 산란층은, 아이피스 렌즈의 결상 특성에 따라 아이피스 렌즈로부터 서로 다른 간격을 가지도록 배치되어, 서로 다른 허상 결상면의 깊이를 제공할 수 있다.
그리고 각각의 산란층은, 각각의 파장에 대해서만 개별적으로 반응하도록, 홀로그래픽 광학소자(Holographic optical element), 표면 부조형 격자(Surface relief grating) 및 메타 표면(meta surface) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
또한, 복수의 광원은, 서로 다른 동작 주기에 따라 스위칭되며, 단일 개체인 컴바이너(Combiner)를 거쳐 공통된 광경로로 출광될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 홀로그래픽 광학소자의 제작 장치는, 복수의 파장의 광을 출광하는 복수의 광원; 픽셀의 발산각이 확대된 개별 홀로그래픽 픽셀이 각각 기준빔과 신호빔으로 분할되어, 서로 다른 방향으로 출광하도록 하는 분할부; 분할부에 의해 분할되어 출광되는 신호빔의 방향을 조정하는 제1 방향조정부; 복수로 구현되되, 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치되어, 제1 방향조정부에 의해 방향이 조정된 신호빔이 입광되면, 입광된 평행광 형태의 신호빔을 산란된 광파의 형상으로 변조하되, 입광된 신호빔의 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층 역할을 수행하는 광학소자를 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 하는 제1 광학소자; 분할부에 의해 분할되어 출광되는 기준빔의 방향을 조정하는 제2 방향조정부; 복수로 구현되되, 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치되어, 제2 방향조정부에 의해 방향이 조정된 기준빔을 통과시키되, 입광된 기준빔의 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층 역할을 수행하는 광학소자를 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 하는 제2 광학소자; 및 제2 광학소자를 통과한 기준빔 및 제1 광학소자에 의해 변조된 신호빔의 간섭 패턴을 저장하는 기록매질;을 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 홀로그램 콘텐츠를 관측 가능한 아이박스를 증대시킴으로써 보다 넓은 범위에서 사용자의 홀로그램 콘텐츠 관측이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은, 기존의 홀로그래픽 디스플레이가 예시된 도면,
도 2 내지 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 설명에 제공된 도면,
도 4는, 산란층과 아이피스 렌즈 간의 거리에 따른 가상 화면 심도의 변화의 설명에 제공된 도면,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원의 시분할 구동 설명에 제공된 도면,
도 6은, 상기 도 5에 도시된 광원을 이용하여 홀로그래픽 영상의 1프레임을 3개의 광원으로 분할하여 동작하는 실시예의 설명에 제공된 도면,
도 7은, 통상적인 홀로그래픽 광학소자의 파장 선택성의 설명에 제공된 도면, 그리고
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제작 장치의 설명에 제공된 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 설명에 제공된 도면이고, 도 4는, 각각의 산란층(210-1~210-N)과 아이피스 렌즈(220) 간의 거리에 따른 가상 화면 심도의 변화의 설명에 제공된 도면이다.
본 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 공간광변조기(200) 등을 통하여 재생되는 홀로그램 디스플레이에서, 여러 가변 심도에 걸쳐 콘텐츠를 표현할 수 있는 능력을 잃지 않으면서도 좁은 회절각도로 인하여 제한된 아이박스를 기존보다 확장시키기 위해 마련된다.
이를 위해, 본 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 복수의 파장의 광을 출광하는 복수의 광원(100-1~100-N) 및 복수의 광원(100-1~100-N)으로부터 출광된 광을 이용하여, 홀로그래픽 디스플레이의 패널 역할을 하는 공간광변조기(200)를 포함할 수 있다.
공간광변조기(200)는, 기존보다 아이박스의 크기가 확장된 확장형 아이박스를 제공하기 위해, 복수의 산란층(210-1~210-N)을 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치시켜, 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층을 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 할 수 있다. 여기서, 복수의 산란층(210-1~210-N)은, 깊이(심도)가 가장 얕은 P1의 산란층(210-1)부터 깊이(심도)가 가장 깊은 Pn까지의 산란층(210-N)으로 구성될 수 있다.
각각의 산란층(210-1~210-N)은, 각각의 파장(λ1~λn)에 대해서만 개별적으로 반응하여, 선택적으로 산란층(210-1~210-N) 역할을 수행할 수 있으며, 그 외 파장의 빛에 대해서는 반응하지 않는 특성을 지닌다.
예를 들면, RGB(Red-Green-Blue) 각 색상에 해당하는 파장의 광(레이저)을 복수의 광원(100-1~100-N)이 출광하는 경우, 산란층(210-1~210-N)은, 3개로 구성되며, 각각의 산란층(210-1~210-N)은, Red 색상의 파장에 대해서만 반응하는 R산란층, Green 색상의 파장에 대해서만 반응하는 G산란층, Blue색상의 파장에 대해서만 반응하는 B산란층으로 구현될 수 있다.
다른 예를 들면, RGB(Red-Green-Blue) 각 색상에 해당하는 파장의 광(레이저)을 복수의 광원(100-1~100-N)이 출광하는 경우, 산란층(210-1~210-N)은, 9개로 구성되며, 이 경우, Red 색상의 파장에 대해서만 반응하되, 서로 간에 조금씩 다른 파장에 대하여 반응하는 R1, R2, R3 산란층, Green 색상의 파장에 대해서만 반응하되, 서로 간에 조금씩 다른 파장에 대하여 반응하는 G1, G2, G3 산란층, Blue색상의 파장에 대해서만 반응하되, 서로 간에 조금씩 다른 파장에 대하여 반응하는 B1, B2, B3 산란층으로 구현될 수 있다.
이를 통해, 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층을 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 할 수 있다.
이러한 각각의 산란층(210-1~210-N)은, 각각의 파장에 대해서만 개별적으로 반응하도록, 홀로그래픽 광학소자(Holographic optical element), 표면 부조형 격자(Surface relief grating) 및 메타 표면(meta surface) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
또한, 각각의 산란층(210-1~210-N)은, 별도의 활성(Active) 소자 없이, 각각의 파장에 선택적으로 반응할 수 있는 패시브(Passive) 광학소자를 이용할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 파장 λ1으로 재현된 홀로그래픽 영상은 P2~Pn까지의 산란층(210-1~210-N)을 모두 통과하여 P1에서 산란되며, 이때, 산란각 θ1은 기존 SLM의 회절각 대비 매우 큰 값을 제공함으로써 충분한 크기의 아이박스를 제공할 수 있다.
마찬가지로, 도 3에 예시된 바와 같이 λn의 파장으로 홀로그래픽 영상을 재현할 경우, 해당 영상은 Pn에서 산란되며 P1~Pn-1의 산란층(210-1~210-N)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다.
이때 공간광변조기(200)에서 표현되는 홀로그래픽 영상은 각각의 파장 및 산란층(210-1~210-N)까지의 거리를 고려하여 재생성될 수 있다. 최종적으로 제공 가능한 아이박스의 폭은 각각의 산란층(210-1~210-N)에서 제공 가능한 아이박스의 최소치와 같다.
또한, 각각의 산란층(210-1~210-N)은, 아이피스 렌즈(220)의 결상 특성에 따라 아이피스 렌즈(220)로부터 서로 다른 간격을 가지도록 배치되어, 서로 다른 허상 결상면의 깊이를 제공할 수 있다.
구체적으로, 각각의 산란층(210-1~210-N)은 아이피스 렌즈(220)로부터 각각 g1~gn까지의 서로 다른 간격을 가지고 배치되는데, 아이피스 렌즈(220)의 결상 특성에 따라 작은 간격을 가지고 배치되는 산란층(210-1~210-N)이라 하더라도 넓은 범위에 걸쳐 서로 다른 허상 결상면의 깊이를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 예시된 바와 같이, 1mm 이내의 간격을 가지는 산란층(210-1~210-N)들을 이용하더라도 아이피스 렌즈(220)를 통하여 확대된 허상면은 통상적인 증강현실 사용자의 심도 사용 범위(사용자 전면의 약 25cm ~ 무한대)를 모두 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 기존 홀로그래픽 디스플레이가 제공가능하는 심도 가변에 따른 입체 효과를 잃지 않으면서도 산란층(210-1~210-N)을 이용하여 넓은 아이박스를 제공할 수 있다.
도 5은, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(100)의 시분할 구동 설명에 제공된 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(100)은, 복수의 파장의 (레이저) 광원(100)을 기반으로 파장을 선택하여 제공하기 위해, 컨트롤러(110)와 컴바이너(120)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 5에 예시된 바와 같이, 복수의 광원(100-1~100-N)은 광파이버 또는 Freespace 커플링을 통하여 하나의 컴바이너(120)를 거쳐 공통된 광경로로 출광될 수 있다.
이때, 각각의 광원(100-1~100-N)이 (레이저) 컴바이너(120)로 커플링되기에 앞서 개별 컨트롤러(110)(단락용 스위치, 광 Block 등으로 구현될 수 있음)를 거치며, 시간 축 상에서 빠르게 스위칭되며 λ1~λn에 해당하는 파장을 시분할하여 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 통해, 복수의 광원(100-1~100-N)은, 서로 다른 동작 주기에 따라 스위칭되며, 단일 개체인 컴바이너(120)를 거쳐 공통된 광경로로 출광될 수 있다.
도 6은, 상기 도 5에 도시된 광원(100)을 이용하여 서로 다른 동작 주기에 따라 스위칭되는 시분할 구동을 통해 동작하는 컴바이너(120)에 대하여 홀로그래픽 영상의 1 프레임을 총 3개의 레이저 광원(100)으로 분할하여 동작하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 해당 광원(100)의 동작 주기에 맞추어, 공간광변조기(200) 상에서의 홀로그램 패턴 역시도 설계된 파장 및 파장 선택적 산란층(210-1~210-N)의 거리에 따라 다르게 생성되어 빠르게 변화되어야 한다.
도 7는, 통상적인 홀로그래픽 광학소자의 파장 선택성의 설명에 제공된 도면이고, 도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제작 장치의 설명에 제공된 도면이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층(210-1~210-N)(파장 선택적 산란층)은 홀로그래픽 광학소자에 적용이 가능하다.
구체적으로, 홀로그래픽 광학소자는 서로 다른 방향에서 입광하는 두 평면파(기준빔 및 신호빔)의 간섭 패턴을 기록매질(360)(예: 포토폴리머, 광굴절폴리머, 실버할라이드 등)에 기록함으로써 제작될 수 있다.
이때, 기록된 간섭 패턴은 홀로그래픽 기록매질(360) 내에 주기적으로 반복되는 형태의 체적 격자(Volume grating)을 형성하며, 추후 재생 단계에서 입광하는 투사빔이 체적 격자의 브래그 조건(Bragg condition)을 만족할 경우 회절 현상을 통하여 재생빔을 출력할 수 있다.
만일, 입광하는 빛이 기록된 체적 격자의 브래그 조건에서 벗어날 경우, 별도의 회절은 발생하지 않고 그대로 투과하게 되는 특성을 가지게 되며 이를 파장 및 각도 선택성이라 한다.
본 발명에서는 이러한 홀로그래픽 광학소자의 파장 선택성을 활용할 수 있다.
도 7은 통상적인 홀로그래픽 광학소자의 파장 선택성을 보여주는데, 설계된 파장(도 7의 λr) 대비 약 +/- 7.5nm 의 파장 편차만 발생하더라도 회절 효율이 반 이하로 감소함을 알 수 있다.
따라서, 해당 수치 이상의 파장 간격을 가지는 복수의 홀로그래픽 광학소자 산란층(210-1~210-N)을 적용하여 본 발명을 구현할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른, 홀로그래픽 광학소자의 제작 장치는, 홀로그래픽 광학소자에 기반한 파장 선택적 산란층(210-1~210-N)을 기록하기 위하여, 신호빔과 기준빔의 2종 경로(패스)로 구성되어 홀로그래픽 매질 위치에서 간섭을 일으키도록 설계되며, 이를 위해, 광원(100), 분할부(310), 제1 방향조정부(320), 제1 광학소자(330), 제2 방향조정부(340), 제2 광학소자(350) 및 기록매질(360)을 포함할 수 있다.
광원(100)은, 복수로 구현되어, λ1~λn에 해당하는 파장의 광을 출광할 수 있으나, 경우에 따라서는 복수가 아닌 단독(단일 파장의 레이저)으로 구현될 수도 있다. 단일 파장의 레이저를 사용하여 λ1~λn에 선택적인 산란층(210-1~210-N)을 기록하는 경우에는, 기록 파장 및 재생 파장 간의 파장 편차에 따라 기록 격자를 각도적으로 보상해주어야 한다.
분할부(310)는, 픽셀의 발산각이 확대된 개별 홀로그래픽 픽셀이 각각 기준빔과 신호빔으로 분할되어, 서로 다른 방향으로 출광하도록 할 수 있다.
제1 방향조정부(320)는, 분할부(310)에 의해 분할되어 출광되는 신호빔의 방향을 조정하기 위해 마련되며, 제1 광학소자(330)는, 복수로 구현되되, 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치되어, 제1 방향조정부(320)에 의해 방향이 조정된 신호빔이 입광되면, 입광된 평행광 형태의 신호빔을 산란된 광파의 형상으로 변조하되, 입광된 신호빔의 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층 역할을 수행하는 광학소자를 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 할 수 있다.
구체적으로, 제1 광학소자(330)는, 제1 방향조정부(320)에 탑재되어, 입광된 평행광을 산란된 광파의 형상으로 변조할 수 있도록 Film형 diffuser, Ground diffuser, 간유리, 혹은 매우 작은 피치의 마이크로렌즈 어레이 등으로 구현될 수 있다.
제2 방향조정부(340)는, 분할부(310)에 의해 분할되어 출광되는 기준빔의 방향을 조정하기 위해 마련되고, 제2 광학소자(350)는, 복수로 구현되되, 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치되어, 제2 방향조정부(340)에 의해 방향이 조정된 기준빔을 통과시킬 수 있으며, 입광된 기준빔의 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층 역할을 수행하는 광학소자를 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 할 수 있다.
그리고 제2 방향조정부(340)는, 상하좌우로의 회전이동을 지원하기 위하여 최소 1축 이상의 미세한 회전 기능을 지원하여야 하며, 제2 광학소자(350)를 거쳐 홀로그래픽 디스플레이의 투사각도 및 파면을 모사할 수 있도록 변조되어야 한다. 이때, 제2 광학소자(350)는, Galvo Mirror, MEMS Mirror 등을 이용한 2축 전동 스캐닝 장치로 구현될 수 있다.
기록매질(360)은, 제2 광학소자(350)를 통과한 기준빔 및 제1 광학소자(330)에 의해 변조된 신호빔의 간섭 패턴을 저장할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 광원
110 : 컨트롤러
120 : 컴바이너(Combiner)
200 : 공간광변조기(SLM)
210 : 산란층
220 : 아이피스(Eyepiece) 렌즈
310 : 분할부
320 : 제1 방향조정부
330 : 제1 광학소자
340 : 제2 방향조정부
350 : 제2 광학소자
360 : 기록매질

Claims (8)

  1. 복수의 파장의 광을 출광하는 복수의 광원; 및
    복수의 광원으로부터 출광된 광을 이용하여, 홀로그래픽 디스플레이의 패널 역할을 하는 공간광변조기;를 포함하고,
    공간광변조기는,
    기존보다 아이박스의 크기가 확장된 확장형 아이박스를 제공하기 위해, 복수의 산란층을 서로 다른 깊이의 타겟 심도면에 위치시켜, 개별 홀로그래픽 픽셀의 발산각이 산란층을 단일 깊이의 타겟 심도면에 위치되는 경우보다 확대되도록 하고,
    각각의 산란층은,
    각각의 파장에 대해서만 개별적으로 반응하여, 선택적으로 산란층 역할을 수행하며,
    각각의 산란층은,
    별도의 활성(Active) 소자 없이, 각각의 파장에 선택적으로 반응할 수 있는 패시브(Passive) 광학소자를 이용하고,
    공간광변조기에서 표현되는 홀로그래픽 영상은,
    각각의 파장 및 산란층까지의 거리를 고려하여 재생성되며,
    공간광변조기에 의해 제공 가능한 아이박스의 폭은,
    각각의 산란층에서 제공 가능한 아이박스의 최소치와 동일하고,
    각각의 산란층은,
    각각의 파장에 대해서만 개별적으로 반응하도록, 홀로그래픽 광학소자(Holographic optical element), 표면 부조형 격자(Surface relief grating) 및 메타 표면(meta surface) 중 적어도 하나로 구현되고,
    각각의 산란층은,
    RGB(Red-Green-Blue) 각 색상에 해당하는 파장의 광을 복수의 광원이 출광하는 경우, 3개 또는 9개로 구성되며,
    3개로 구성되는 경우, Red 색상의 파장에 대해서만 반응하는 R 산란층, Green 색상의 파장에 대해서만 반응하는 G 산란층 및 Blue 색상의 파장에 대해서만 반응하는 B 산란층으로 구성되고,
    9개로 구성되는 경우, Red 색상의 파장에 대해서만 반응하되, 서로 간에 다른 파장에 대하여 반응하는 R1, R2, R3 산란층, Green 색상의 파장에 대해서만 반응하되, 서로 간에 다른 파장에 대하여 반응하는 G1, G2, G3 산란층 및 Blue색상의 파장에 대해서만 반응하되, 서로 간에 다른 파장에 대하여 반응하는 B1, B2, B3 산란층으로 구성되며,
    복수의 광원은,
    서로 다른 동작 주기에 따라 스위칭되며, 단일 개체인 컴바이너(Combiner)를 거쳐 공통된 광경로로 출광되고,
    각각의 산란층은,
    아이피스 렌즈의 결상 특성에 따라 아이피스 렌즈로부터 서로 다른 간격을 가지도록 배치되어, 서로 다른 허상 결상면의 깊이를 제공하며,
    아이피스 렌즈를 통하여 확대된 허상면은
    아이피스 렌즈로부터 1mm 이내의 서로 다른 간격을 가지는 각각의 산란층을 이용하는 경우, 사용자 전면의 25cm 이상에 해당하는 사용자의 심도 사용 범위를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
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