KR20110122815A

KR20110122815A - 무안경식 입체 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20110122815A
Application number: KR1020117017353A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 존 트레이너; 에드위나 마가렛 오르
Original assignee: 데이비드 존 트레이너; 에드위나 마가렛 오르
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-11-11
Also published as: US20120013651A1; WO2010084326A2; CN102282856A; GB0901084D0; JP2012515943A; EP2389766A2; WO2010084326A3

Abstract

본 발명은 특히 LCD와 같은 투과형 디스플레이와 조명시스템으로 형성된 하나 이상의 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element)를 사용하는 무안경식 디스플레이 장치에 관한 것이다. 각각의 다중 뷰어에 의한 다른 입체 혹은 2D 영상의 디스플레이에서는 영상 품질을 지각할 수 없다. 이는 공간 및 시간 다중화(spatial and temporal multiplexing) 기법으로 이루어진다.

Description

무안경식 입체 디스플레이 장치 {AUTOSTEREOSCOPIC DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전광판과 특히 전적으로 그렇다고 할 수는 없지만 무안경식 입체 디스플레이 분야에 관한 것으로, 별도의 안경이 필요 없이도 3D 입체 영상을 즐길 수 있다.

다수의 다른 입체 영상 기법들이 현존하고 있다. 뷰어는 3D 효과를 감지하기 위해 "최적 지점(sweet spot)"에 위치되어야만 한다. 뷰어가 이 지점에서 벗어나게 되면, 3D 효과가 없어지거나 현저하게 떨어진다.

몇몇 기법들은 여러 사람들에게 동일한 입체 3D 영상을 볼 수 있도록 허용하는 반면에, 각 뷰어들은 정확한 관람 위치를 찾아야할 필요가 있다.

실제로 이러한 방법들은 뷰어가 일 위치에 고정되어야 하기 때문에 시차의 지각(영상을 둘러볼 수 있는 능력)을 허용하지 않는다.

선택가능한 접근법은 스테레오 페어(stereo pair)가 아닌 동일한 주제에 대한 9개 시점을 가진 원근적 시점 세트를 구비한다(일반적으로 다시점 디스플레이(multi-view display)로 불려지며, 다중 뷰어 디스플레이(multi-viewer display)와 혼돈되면 안됨). 서로 인접하게 배열된 다수의 관찰 지점을 제공하도록 배열된다. 또한 빈번하게, 디스플레이들은 주 배열의 양 측면에 동일한 배열을 반복하는 "사이드 로브(side lobe)"를 생성한다. 이는 하나 이상의 뷰어로 최적 지점의 탐색 없이 수평(x-축)시차의 요소로 3D 영상을 감지할 수 있다. 뷰어의 갯수가 많고 공간이 작지 않다면 수직(y-축)시차와 거리(z-축)시차는 결함이 없을 것이다.

이러한 접근법은 우선순위(priority)가 영상 충실도(image fidelity), 화질 및 영상 해상도(image resolution) 보다 영향을 줄 수 있는 곳에 효과적으로 작업하는 것으로 보여졌었다. 주요 문제점은 3D 해상도와 2D 해상도 사이의 회피할 수 없는 동반 관계인 것이다. 3D 해상도를 향상시키기 위해, 인접하게 공간으로 두고 배치된 많은 시점들은 스테레오 양자화 잡음(stereo quantisation error)을 줄이기 위해 필요하다. 하지만 모든 시점이 동시에 독립적으로 표시되므로, 디스플레이의 표시된 2D 해상도는 시점의 갯수로서 분류될 것이며 결과적으로 화질은 심각하게 떨어질 것이다.

다른 시점의 갯수가 이러한 기법에서 임계 요소로서, 현재 다시점 무안경식 디스플레이는 대략 9개의 시점을 사용하고 있다. 복합 홀로그래픽 스테레오그램(holographic stereogram)를 하드카피(hard copy)하려는 인간의 연구와 경험은 부드럽고 고품질이면서 신뢰할 수 있는 깊이 화상을 표시할 수 있도록 3D 소실투사영상(perspective view)은 0.4°혹은 그 이하로 분리되어야만 하는데, 이는 개별적인 시점의 갯수는 현재 기준보다 적어도 10개 이상의 요소로 증가 되어야만 하며 기본 해상도는 영상 충실도의 기본값이 기대되기 전에 대략 100개의 다른 구성 영상 사이에서 분배될 것이다. 이는 비현실적일 뿐만 아니라 비효율적으로, 만약 4명의 뷰어, 즉 디스플레이트를 보는 8개의 눈을 가지게 되며, 8개의 영상이 각각의 뷰어들에게 3D 화상을 제공하기 위해 필요하게 된다. 다시점 접근법은 만약 고품질 저피로 3D 화상이 표시되면 다루기 힘든 문제점을 갖게 되고, 이는 또한 가용가능한 해상도의 비효율적인 사용을 만들게 된다.

결과적으로, 이러한 디스플레이는 광고와 시선을 끄는 효과에는 적합한 반면에 항상 성능의 한계성을 보이고, 컴퓨터 게임 또는 3D 영화의 시청과 같은 전문 작업에 사용되기에는 실제로 실용성이 떨어진다.

다른 접근법은 뷰어를 추적하는 디스플레이에 관한 것이다. 이러한 시스템에서, 디스플레이는 뷰어의 위치를 감지할 수 있는 장치를 구비해야 하고 뷰어의 좌안에 좌측 시점을 자체적으로 안내하고 우안에 우측 시점을 자체적으로 안내할 수 있게 조절해야 한다. 이는 뷰어가 3D 시점을 잃어버리지 않고 디스플레이 앞에 뷰어의 위치를 일치시켜 최신의 소실투사영상을 허용할 수 있도록 스테레오 윈도우(stereo window)를 이동하는 디스플레이를 허용한다. 중요하게는, 2D 해상도는 3D 해상도와는 무관하게 2D 해상도를 현저하게 떨어뜨리지 않고 고품질의 완전한 시차 3D를 허용한다. 이는 3개의 방향(x,y,z)에 시차를 제공하고, 일 뷰어를 위해 뛰어난 3D 영상을 제공한다. 이 일례는 유럽 특허 제EP-A-0764281호에 기재되어 있다.

유럽 특허 제EP-A-0764281호에 기재된 접근법에 기본적인 한계성은 움직이는 다수의 뷰어에게 재생될 수 있지만 한 명의 뷰어만이 한번에 자연스러운 시차를 즐길 수 있다. 이는 각각의 뷰어들이 동시에 입체 영상을 시청하기 때문에, 소실투사가 하나의 뷰어의 위치에 따라 갱신되면, 모든 뷰어는 교란효과와 같이 뷰어들의 이동에 따라 변화하는 소실투사를 감지할 것이다.

본 발명의 제1양상에 따라, 무안경식 디스플레이 장치는 다수의 뷰어들에게 각각의 영상을 표시할 수 있도록 하는바, 이러한 디스플레이 장치는,

제1영상을 표시하도록 병합된 픽셀 어레이 내의 제1픽셀 세트와 제2영상을 표시하도록 병합된 픽셀 어레이 내의 제2픽셀 세트로 이루어진 픽셀 어레이와;

사용중에, 픽셀 어레이를 개별적으로 조명하도록 다수의 광원으로 이루어진 광원 어레이; 및

제1픽셀 세트에 영향을 주는 광원 어레이 내에서 제1광원의 빛이 제1뷰어의 좌안을 위한 제1실상을 형성하도록 제1위치를 향해 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element)로 회절되며, 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원의 빛이 제1뷰어의 우안을 위한 제2실상을 형성하도록 제2위치를 향해 회절시켜, 상기 제1 및 제2실상이 제1시점 영역을 형성하는, 상기 픽셀 어레이와 상호작용하도록 공간적으로 다중화(multiplex)되는 홀로그래픽 광학 소자(이하 HOE);로 이루어지고,

상기 HOE는 다른 광원으로부터의 빛을 광원으로 회절시켜 대응하는 공간적으로 표시될 시점 영역을 형성하며,

추가로 제1 및 제2픽셀 세트로 연속적으로 선택된 한쌍의 제1 및 제2 영상을 표시하고 광원 어레이 내의 광원으로 연속적으로 선택된 한쌍의 영상과 동기화되게 연속적으로 활성화하는 제어장치를 추가로 구비하는바, 광원 어레이 내의 오로지 하나의 광원으로부터의 빛이 어느 때나 HOE에 입사되어서 연속적이면서 공간적으로 배치된 위치에서 다중 뷰어를 위한 다중 시점 영역을 제공한다.

이러한 형상은 동일한 스크린을 보고 있는 다중 뷰어에서 특정 안경의 필요없이도 자체의 개별적인 영상을 즐길 수 있게 하므로, 뷰어에게 편안함과 유연성을 증가시킨다. 일 실시예에서, 연속적으로 선택된 한쌍의 영상은 다른 한쌍의 영상일 수 있으며 뷰어는 다른 영상을 보게 되거나, 연속적으로 선택된 한쌍의 영상이 동일한 한쌍의 영상일 수 있으며 뷰어는 동일한 영상을 보게 된다. "공간적으로 배치된"이라는 것은 시점 영역이 서로 동일한 위치에 정확하게 형성되지 않음을 의미한다. 많은 경우에 있어서, 시점 영역들은 서로 떨어져 있어 뷰어 사이에 공간을 제공한다. 하지만, 시점 영역들은 아래에 기술된 바와 같이 서로 겹쳐질 수 있다.

이러한 양상의 장점은 각 뷰어에게 주사하는 동안에 상당량의 공간 해상도 손실은 종래기술의 다시점 시스템의 손실보다 많지는 않다.

이 실시예의 바람직한 실행에서, 제1 및 제2영상은 각각의 스테레오 페어의 좌측 및 우측 영상으로, 뷰어에게 3D 입체 영상을 볼 수 있게 한다. 하지만, 제1 및 제2영상은 동일한 영상으로 선택될 수 있어, 다중 뷰어들은 다중 2D 영상을 볼 수 있다. 제1 및 제2영상은 바람직하기로 시점 영역을 형성할 경우에 서로 인접하게 배열된다.

바람직하기로, 디스플레이 장치는 하나 이상의 뷰어의 위치를 감지하는 뷰어 감지수단을 설치하여, 시점 영역을 관련 광원을 활성시켜 뷰어의 위치에 관계되어 형성되도록 한다. 이는 뷰어가 입체 3D 영상을 볼 수 있도록 하나의 위치에 한정되지 않음을 의미한다. 중첩되는 시점 영역은 연속적인 다른 시간에서 형성되는 경우에만 발생될 것이므로 시점은 공간 위치에서 중첩될 수 있기 때문에, 이는 움직이는 뷰어에게 시점 영역에서 튕김 혹은 중단 현상없이 부드럽게 영상을 표시한다.

추가로, 각각의 뷰어는 자체의 개별적인 영상을 볼 수 있기 때문에, 각각의 뷰어는 만약 픽셀이 뷰어의 위치에 대해서 정확한 소실투사영상을 볼 수 있게 재생되면 왜곡됨없이 x, y, z방향으로 기본 시차를 감지할 수 있다.

본 발명의 제2양상에서, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 무안경식 입체 디스플레이 장치가 구비되되, 이 디스플레이 장치는,

제1영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제1픽셀 세트와,

제2영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제2픽셀 세트,

제3영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제3픽셀 세트,

제4영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제4픽셀 세트를 가진 픽셀 어레이와;

다수의 광원을 구비하고, 각각의 광원은 상기 픽셀 어레이를 개별적으로 조명하도록 된 다수의 광원 어레이; 및

제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원 내에 제1광원으로부터의 빛은 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어의 좌안을 위한 제1실상을 형성하고 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 빛은 제2위치를 향해 회절되어 상기 제1뷰어의 우안을 위한 제2실상을 형성하여, 상기 제1 및 제2실상이 함께 제1시점 영역을 형성하도록, 상기 픽셀 어레이와 상호작용하도록 공간적으로 다중화된 홀로그래픽 광학 소자(이하 HOE);로 이루어지고,

제3픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원 어레이 내에 제1광원으로부터의 빛은 제3위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰어의 좌안을 위한 제3실상을 형성하고 다른 제4픽셀 세트에 영향을 주는 빛은 상기 제2뷰어의 우안을 위한 제4실상을 형성하여, 제3 및 제4실상이 함께 제2시점 영역을 형성하며;

상기 HOE 또는 필터 소자는 제1광원으로부터의 빛을 제2시점 영역을 향해 회절되는 것을 방지하고 이와 같이 제2광원으로부터의 빛을 제1시점 영역을 향해 회절되는 것을 방지하고;

추가로 상기 HOE는 각각의 광원 어레이 내에 다른 광원으로부터의 빛을 회절하여 대응하는 공간적으로 배치된 위치에 개별적인 시점 영역을 형성하도록, 이루어진다.

바람직하기로, 디스플레이 장치는 제1 및 제2뷰어의 위치를 감지할 수 있는 뷰어 감지수단을 설치하여, 제1 및 제2시점 영역을 제1 및 제2뷰어의 위치에 관련되어 형성되도록 한다. 하나의 모범적인 실시예에서, 제1뷰어와 제2뷰어는 다른 뷰어이고, 다른 실시예에서 제1 및 제2뷰어는 동일한 뷰어이다.

광원 어레이 내에 8개 광원은 공간적으로 배치된 시점 영역을 제공한다. 따라서, 공간적으로 배치된 시점 영역을 제공하는 광원의 활성화는 이동하는 뷰어를 추적하는 데에 사용될 수 있어서, 종래기술에 따른 시스템의 보이는 "최적 지점"을 향상한 것이다.

따라서, 이러한 양상은 제1양상과 유사하게 특정 안경을 필요로 하지 않고 만약 픽셀이 뷰어의 위치에 대해서 정확한 소실투사영상을 볼 수 있게 재생되면 x, y, z방향으로 기본 시차를 자체 영상을 가진 하나 이상의 이동하는 뷰어에 제공할 수 있다.

본 발명의 제3양상에서, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 무안경식 입체 디스플레이가 제공되되, 이 디스플레이는,

다수의 한쌍의 광원으로 이루어진 제1 및 제2광원 어레이와;

제1뷰어의 좌안을 위한 제1영상과 제1뷰어의 우안을 위한 제2영상을 표시하는 제1광원 어레이에 대응하는 제1픽셀 세트와, 선택가능하게 제2뷰어의 좌안을 위한 제3영상과 제2뷰어의 우안을 위한 제4영상을 표시하는 제2픽셀 세트를 갖춘 픽셀 어레이;

각각의 광원은 상기 픽셀 어레이를 개별적으로 조명하도록 되어 있으며;

대응하는 제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원 내에 한쌍의 광원 중 하나의 광원으로부터의 빛은 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어의 좌안을 위한 제1실상을 형성하고, 제1픽셀 세트에 영향을 주는 한쌍의 다른 광원으로부터의 빛이 제2위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어의 우안을 위한 제2실상을 형성하게, 상기 픽셀과 상호작용하도록 공간적으로 다중화되어, 상기 제1 및 제2실상이 함께 제1시점 영역을 형성하는, HOE;

대응하는 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원 어레이 내에 한쌍의 광원 중 하나의 광원으로부터의 빛은 제3위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰어의 좌안을 위한 제3실상을 형성하고, 픽셀 세트에 영향을 주는 한쌍의 다른 광원으로부터의 빛은 제4위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰터의 우안을 위한 제4실상을 형성하여, 제3 및 제4실상이 함께 제2시점 영역을 형성하며;

상기 HOE는 각각의 광원 어레이 내에 다른 한쌍의 광원으로부터의 빛을 회절하여 대응하는 공간적으로 배치된 위치에 개별적인 시점 영역을 형성하고;

각각의 픽셀 어레이 내에 각각의 픽셀 세트를 각각의 한쌍의 광원 내에 대응하는 광원을 활성화하여 동기화되게 연속적으로 좌안과 우안 영상을 표시하도록 하는 제어장치;

상기 HOE 또는 필터 소자는 제1광원 어레이로부터의 빛을 제2시점 영역을 향해 회절되지 않게 하고, 이와 유사하게 제2광원 어레이로부터의 빛을 제1시점 영역을 향해 회절되지 않게 하도록, 이루어져 있다.

이러한 방식으로 제1 및 제2광원 어레이로부터의 빛을 공간적으로 필터링하기 위해서, 장치는 제1광원 어레이만의 광원으로 제1시점 영역을 형성하고, 유사하게 제2광원 어레이만의 광원으로 제2시점 영역을 형성한다. 이와 같이, 다중 시점 영역은 서로 개별적으로 제어될 수 있다. 이러한 공간 필터링은 HOE 자체 혹은 다른 추가적인 필터 소자로 실행될 수 있다.

여기서, 하나의 모범적인 실시예에서, 제1뷰어와 제2뷰어는 다른 뷰어들이고, 다른 실시예에서, 제1 및 제2뷰어는 (한 위치에서 다른 위치로 이동하는) 동일한 뷰어이다.

바람직하기로, 이 실시예의 디스플레이 장치는 하나 이상의 뷰어의 위치를 감지하는 뷰어 감지수단을 설치하여, 시점 영역을 관련 광원을 활성시켜 뷰어의 위치에 관계되어 형성되도록 한다. 또한, 유사하게, 2개의 제1실시예에서, 이 실시예는 만약 픽셀이 뷰어의 위치에 대해서 정확한 소실투사영상을 볼 수 있게 재생되면 특정 안경의 필요없이 x, y, z방향으로 기본 시차를 감지할 수 있다. 또한, 공간 해상도는 종래기술의 다시점 시스템보다 더욱 향상된다.

바람직하기로, 각 한쌍의 광원 내에 개별적인 광원은 발광소자(light emitter)의 서브 어레이로 이루어진다. 이는 저가의 광원을 사용할 수 있게 할 수 있다.

바람직하기로, 전술된 제2 및 제3실시예를 위해, 제1 및 제2영상들은 스테레오 페어의 좌측 및 우측 영상이고 시점 영역을 형성하는 경우에 서로 인접하게 된다. 유사하게 제3 및 제4영상은 다른 제2스테레오 페어를 형성한다. 하지만, 제1영상은 제2 및 제4영상과 유사하게 제3영상과 동일할 수 있는데, 다른 뷰어들은 동일한 영상을 볼 수 있다. 추가로, 제1 및 제2영상들이 제1뷰어가 2D 영상을 볼 수 있게 동일할 수 있고, 제3 및 제4영상도 유사하게 된다. 이러한 가능성들은 다중 뷰어 자체의 맞춤식 시점 경험을 얻기 위해 임의의 조합으로 바람직하게 실행될 수 있다.

바람직하기로, 다른 광원 어레이로부터의 빛은 공존하면서 공간적으로 배치된 시차 영역을 형성하기 위해 HOE와 픽셀 어레이에 입사된다. 실제로, 2개의 광원 어레이로부터의 빛을 동시에 HOE와 픽셀 어레이를 조명하거나 각각의 어레이로부터 매우 빠르게 교대성 펄스로 변경하여 달성될 수 있다. 다른 광원 어레이로부터의 입사 빛이 광원 어레이의 위치선정과 HOE 구성의 조합; 혹은 다른 광원으로부터의 반대 편향을 선택적으로 차단하도록 HOE와 픽셀 어레이와 조합하는 편향필터를 사용하여 필터링될 것이기 때문에, 다중 뷰어들은 동시에 자체 영상을 볼 수 있다.

장치는 일반적으로 다른 광원 어레이로부터의 빛이 각 뷰어의 갯수를 늘이거나 각각의 뷰어를 위한 시점 영역을 더 많이 제공하도록 서로 공간적으로 분리된 시점 영역을 형성할 것이다. 하지만, 이는 다른 광원 어레이에 광원으로부터의 빛을 동일한 공간 위치에서 시점 영역을 형성할 수 있게 한다. 이는 실례와 같이 교정 목적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 제4양상에 의하면, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 디스플레이가 제공되는바, 상기 디스플레이는,

다수의 광원으로 구비한 제1 및 제2광원 어레이와;

제1영상을 표시하는 제1광원 어레이에 대응하는 제1픽셀 세트와 제2영상을 표시하는 제2픽셀 세트를 갖춘 픽셀 어레이;

각각의 광원은 픽셀 어레이를 개별적으로 조명할 수 있게 되어 있으며;

대응하는 제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원 어레이 내에 하나의 광원으로부터의 빛이 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어를 위한 제1실상을 형성하고, 상기 제1실상은 제1시점 영역을 형성하도록, 상기 픽셀 어레이와 상호작용하게 공간적으로 다중화된 HOE;

대응하는 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원 어레이 내에 하나의 광원으로부터의 빛이 제2위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰어를 위한 제2실상을 형성하며, 상기 제2실상은 제2시점 영역을 형성하고;

상기 HOE는 각각의 광원 어레이 내에 다른 광원으로부터의 빛을 회절하여 대응하는 공간적으로 배열된 위치에 개별적인 시점 영역을 형성하며;

상기 HOE 또는 필터 소자는 제1광원 어레이로부터의 빛을 제2시점 영역을 향해 회절되는 것을 방지하고 이와 같이 제2광원 어레이로부터의 빛을 제1시점 영역을 향해 회절되는 것을 방지하도록; 되어 있다.

하나의 모범적인 실시예에서, 제1뷰어와 제2뷰어는 다른 뷰어이고, 다른 실실시예에서, 제1 및 제2뷰어는 동일한 뷰어로 되어 있다.

전술된 제4실시예의 바람직한 실례에서, 뷰어 감지수단이 하나 이상의 뷰어의 위치를 감지하기 위해 구비되어, 뷰어의 위치에 관련하여 시점 영역을 형성하도록 한다. 이는 뷰어가 주변으로 이동하면서도 스크린 상에 개별적인 영상을 볼 수 있게 하는 장점을 제공한다.

바람직하기로, 픽셀 어레이에 제1픽셀 세트는 제3영상과 교대로 제1영상을 표시하고, 픽셀 어레이에 제2픽셀 세트는 제2영상과 교대로 제4영상을 표시하며, 추가로 이 실시예는 제1 및 제2픽셀 세트를 연속적으로 영상을 표시할 수 있게 하고 각각의 광원 어레이 내의 광원을 연속적인 영상과 동기화되게 연속적으로 활성화하는 제어장치를 추가로 구비하는바, 각각의 광원 어레이 내의 오로지 하나의 광원으로부터의 빛이 어느 때나 HOE에 입사된다.

이는 많은 뷰어들에게 공간 해상도의 저감 없이도 스크린 상에 자체의 개별적인 영상을 볼 수 있게 한다.

본 발명의 제5양상에 의하면, 다시점 무안경식 입체 디스플레이는,

다수의 픽셀 세트로 이루어지며, 제1픽셀 세트가 순차적으로 제1영상과 제3영상을 표시하게 되어 있고, 제2픽셀 세트가 순차적으로 제2과 제4영상을 표시하는, 픽셀 어레이와;

픽셀 어레이를 개별적으로 조명하는 제1 및 제2광원;

제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원으로부터의 빛이 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 뷰어를 위한 제1실상을 형성하고, 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원으로부터의 빛이 제1위치에서 공간적으로 배치된 제2위치를 향해 안내되어 뷰어를 위한 제2실상을 형성하도록 상기 픽셀 어레이와 상호작용하도록 공간적으로 다중화되고, 추가로 제1픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원으로부터의 빛이 제3위치를 향해 HOE로 회절되어 뷰어를 위한 제3실상을 형성하고, 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원으로부터의 빛이 제3위치에서 공간적으로 배치된 제4방향으로 안내되어 뷰어를 위한 제4실상을 형성하고, 상기 제1 및 제2실상은 제3 및 제4실상과 공간적으로 배치되어 있고;

제1픽셀 세트를 제1 및 제2광원의 순차 활성화하여 동기화되게 순차적으로 제1 및 제3영상을 표시하고, 제2픽셀 세트를 제1 및 제2광원의 순차 활성화하여 동기화되게 순차적으로 제2 및 제4영상을 표시하도록 하는 제어장치;로 이루어진다.

이 실시예는 시각적 다중화를 사용하여 다시점 디스플레이의 공간 해상도를 2배 되게 하는 장점을 가진다. 바람직하기로, 각각의 영상은 물체의 다른 소실투사로 되어 있고, 인접해 있는 실상은 뷰어를 위한 3D 입체 영상을 제공하게 스테레오 페어를 형성한다.

바람직한 실시예에서, 제1 및 제3실상은 서로 인접해 있고, 제2 및 제4실상에 인접하게 형성되거나 제2 및 제4실상과 중첩되어, 상기 제2 및 제4실상은 서로 인접하게 된다.

바람직하기로, 제1 및 제3실상은 서로 인접한 한쌍의 인접 영상인, 제2 및 제4실상과 번갈아 포개어진다.

전술된 모든 실시예에서, 시점 영역을 형성하는 실상들은 동질하게 방사된다. 추가로, HOE는 광원 어레이(들)에 대해 픽셀 어레이의 상류와 하류에 놓인다.

제6실시예에서, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 입체 디스플레이 시스템이 구비되되, 상기 디스플레이 시스템은,

사용중에, 제1픽셀 세트가 뷰어의 좌안을 위해 제1영상을 표시하고 제2픽셀 세트가 뷰어의 우안을 위해 제2영상을 표시하게 공간적으로 다중화된 픽셀 어레이를 갖춘 디스플레이 장치와;

제1픽셀 세트로부터의 빛이 한쪽으로 편향되고 제2픽셀 세트로부터의 빛은 반대인 제2쪽으로 편향되며;

뷰어의 눈에 선택적으로 빛을 차단하는 셔터와, 뷰어의 좌안은 좌안만을 위해 영상에 노출되고 우안은 우안만을 위해 노출되는 보충 편향자로 이루어진 시점 장치; 및

제1 및 제2픽셀 세트를 한쌍의 제1 및 제2영상을 연속적으로 표시하도록 하고, 연속적인 한쌍의 영상을 동기화하게 셔터를 제어하여 뷰어가 선택된 한쌍의 영상에만 노출되게 하는 제어장치;로 이루어진다.

바람직한 실시에에서, 제1영상은 스테레오 페어의 좌측 영상과 동일한 스테레오 페어의 우측 영상이지만, 이들은 동일한 영상일 수 있다.

바람직하기로, 이 실시예의 디스플레이 장치는 하나 이상의 뷰어의 위치를 감지하는 뷰어 감지수단을 설치한다. 이는 만약 픽셀이 뷰어의 위치에 대해서 정확한 소실투사영상을 보여줄 수 있게 적절히 재생되면 다중 뷰어에게 자체의 개별적인 3D 입체 영상을 보도록 하여 다른 뷰어를 위해 영상이 왜곡되지 않고 완전히 x, y, z방향으로 시차를 감지하도록 한다.

제7실시예에서, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 입체 디스플레이 시스템이 구비되되, 상기 디스플레이 시스템은,

사용중에, 제1픽셀 세트가 제1뷰어의 좌안을 위한 제1영상과 제1뷰어의 우안을 위한 제2영상을 교대로 표기하도록 상호작용하고, 제2픽셀 세트는 제2뷰어의 좌안을 위한 제3영상과 제2뷰어의 좌안을 교대로 표시하도록 상호작용하는 공간적으로 다중화된 픽셀 어레이를 가진 디스플레이 장치와;

제1픽셀 세트로부터의 빛을 제1쪽으로 편향하고 제2픽셀 세트로부터의 빛을 반대 제2쪽으로 편향하는 장치;

제1쪽으로 편향된 빛을 실제로 투명하게 하고 제2쪽으로 편향된 빛을 실제로 불투명하게 하여 제1뷰어가 제1픽셀 세트로부터의 빛만을 볼 수 있게 하는, 제1뷰어에 의해 사용되는 제1시점 장치;

제2쪽으로 편향된 빛을 실제로 투명하게 하고 제2쪽으로 편향된 빛을 실제로 불투명하게 하여 제2뷰어가 제2픽셀 세트로부터의 빛만을 볼 수 있게 하는, 제2뷰어에 의해 사용되는 제2시점 장치;

제1 및 제2시점 장치는 각각 뷰어의 각 눈에 선택적으로 빛을 차단하는 셔터를 각각 구비하고;

제1 및 제2영상을 교대로 표시하도록 제1픽셀 세트를 제어하고, 제3 및 제4영상을 교대로 표시하도록 제2픽셀 세트를 제어하며, 제1 및 제2 뷰어의 좌안만이 대응하는 제1 혹은 제3영상에 노출되고 제1 및 제2뷰어의 우안만이 대응하는 제2 혹은 제4영상에 노출되게 각각의 시점 장치의 셔터를 제어하도록 된 제어장치;로 이루어진다.

바람직한 실시예에서, 제1영상은 스테레오 페어의 좌측 영상과 동일한 스테레오 페어의 우측 영상이지만, 이들은 동일한 영상일 수 있다. 유사하게, 제1 및 제3영상은 2명의 뷰어가 동일한 영상을 보도록 제2 및 제4영상과 유사하게 동일한 영상일 수 있거나, 2명의 뷰어가 다른 영상을 보도록 다른 영상일 수 있다.

제1 및 제2뷰어는 다른 뷰어일 수 있거나, 선택가능하기로, 이들은 동일한 뷰어일 수 있다.

바람직하기로, 이 디스플레이 장치는 하나 이상의 뷰어 위치를 감지하는 뷰어 감지수단을 설치한다. 이는 만약 픽셀이 뷰어의 위치에 대해서 정확한 소실투사영상을 보여줄 수 있게 적절히 재생되면 다중 뷰어에게 자체의 개별적인 3D 입체 영상을 보도록 하여 다른 뷰어를 위해 영상이 왜곡되지 않고 완전히 x, y, z방향으로 시차를 감지하도록 한다.

전술된 실시예에 픽셀 세트로 표시될 영상은 이동하는 영상을 표시하기 위해 적절히 재생될 수 있다.

전술된 모든 실시에에서, 제어장치는 바람직하기로 하나 이상의 뷰어에 의해 보여질 실제로 점멸(flicker) 제거 영상에 충분히 빠른 재생속도로 픽셀 세트로 표시될 영상을 재생한다.

기술된 모든 실시예에서, 픽셀 어레이는 예컨대 LCD 어레이이지만, 임의의 적당한 어레이로 이루어질 수 있다. 덧붙여서, 광원은 예컨대 LED이지만, 임의의 적당한 광원일 수 있다.

덧붙여서, 전술된 실시예 중에서 하나는 모든 뷰어 혹은 몇몇 뷰어에게 물체의 다른 소실투사영상으로 영상을 전달하는 데에 사용될 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 목적은,

1. 최고품질로 완전 (x, y, z방향) 시차로 3D 영상을 표시함.

2. 다수의 뷰어에게 다음과 같은 영상을 제공

·가시적인 양자화 잡음 없음

·불량 3D 해상도를 견제하기 위해 저감-시차 준-입체 영상(reduced-disparity hypo-stereoscopic image)을 표시할 필요 없음

·소실투사 왜곡(각각의 뷰어가 다른 입체 영상을 봐야할 필요가 있다는 것을 의미)되지 않게 한다.

전술된 장치는 적합한 영상을 표시하도록 실행될 때 목적 중 일부 혹은 전체를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 전술된 장치는,

·스테레오 시점을 분리하기 위해 방법의 계층구조에 따라 영상의 다중화

·하나 이상의 다중화된 HOE와 병합하는 조명시스템 및 적당한 조명시스템에 설치된 LCD 혹은 유사한 디스플레이 스크린을 사용하여 다중화된 이미지를 표시함

·각각의 뷰어에 정확하게 다중화된 스테레오 페어를 안내하도록 조명시스템을 제어하도록 되어 있다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치의 실례는 첨부도면을 참조로 하여 공지된 디스플레이 장치와 대조하여 기술할 것이다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 별도의 안경 없이도 3D 입체 영상을 뷰어에게 제공하며, 뷰어는 점멸현상 없이 편안하게 시청할 수 있게 한다.

도 1은 유럽 특허 제EP-A-0764281호에 따른 공간적으로 다중화된 HOE를 사용하는 무안경식 입체 디스플레이(ASD)를 도시한 도면이다.
도 2는 미국 특허 제US-A-5600454호에 따른 시간적으로 다중화된 ASD를 도시한 도면이다.
도 3은 하이브리드 각도-공간적 다중화를 도시한 도면이다.
도 4는 하이브리드 공간-시간적 다중화를 도시한 도면이다.
도 5는 하이브리드 공간, 각도-시간적 다중화를 도시한 도면이다.
도 6은 하이브리드 공간, 시간-편향상태 다중화를 도시한 도면이다.
도 7은 다중 뷰어를 위해 공간적으로 다중화되고 시간적으로 입체 다중화된 하이브리드 다중화를 도시한 도면이다.
도 8은 다시점 하이브리드 공간-시간적 다중화 Ⅰ를 도시한 도면이다.
도 9는 다시점 하이브리드 공간-시간적 다중화 Ⅱ를 도시한 도면이다.
도 10은 다중 뷰어를 위해 공간적으로 다중화된 스테레오와 시간적으로 다중화된 HOE 평면구성Ⅰ를 도시한 도면이다.
도 11은 다중 뷰어를 위해 시간적으로 다중화된 스테레오와 공간적으로 다중화된 HOE 평면구성 Ⅱ를 도시한 도면이다.
도 12는 2D 디스플레이를 위한 하이브리드 공간-시간적 다중화를 도시한 도면이다.

도 1: 공간적 다중화 유럽 특허 제 EP -A-0764281호

도 1a는 유럽 특허 제EP-A-0764281호에 따른 ASD를 도시한 것이다. 광원(1)은 공간적 다중화된 홀로그래픽 광학 소자(HOE)를 도해한 조명광(2)을 방출한다. 조명광(2)은 HOE(3) 전체에 골고루 조사하는 와이드 빔(wide beam)으로 이해될 것이다. 이러한 빔은 다수의 다른 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 다수의 다른 방식으로 촛점을 맞춘 웨이브 가이드 내에서 한정될 수 있고 별개의 적색, 녹색 및 청색 빔 등으로 이루어질 수 있다. 이 도면과 추후 도면들은 입사의 조사각도로 조명광(2)의 단일 광선만을 도시하여 단순화시켰다. 입사 각도는 사용될 광학 구조에 종속될 것이며, 예컨대 웨이브 가이드 조명 방법의 경우에 더욱 커질 것이다.

HOE(3)는 LCD(4)를 통해 빛을 회절한다(비록 상류에 위치될 수 있지만 도 1은 HOE(3)의 하류에 위치된 LCD(4)의 변형예를 도시한다). 영상 형성 수단은 LCD로 가정될 수 있지만, 가능하다면 다른 투과형 디스플레이로 대체될 수 있다. LCD(4) 상에 표시될 영상은 HOE(3)의 공간적 다중화와 일치하는 공간적으로 다중화된 입체 영상이다. 회절된 빛(5)은 인접한 2개의 평편한 실상(6L.6R)을 형성한다. 인접해 있는 한쌍의 확산 실상(6L,6R)으로 입체 시점 영역(10)을 형성한다. 실상은 서로 인접해야할 필요는 없으며, 공간적으로 분리될 수 있다. 도시된 바와 같이 위치된 뷰어의 눈(7l,7r)으로 디스플레이를 관찰하는 한명의 뷰어는 HOE(3)와 LCD(4)의 상호작용으로 생성된 3D 입체 영상을 보게 될 것이다.

그러므로, HOE(3)는 공간적으로 다중화된 입체 영상에서 좌측 구성요소 영상의 가시성은 실상(6L)으로 제어되는 반면에, 우측 공간적으로 다중화된 입체 영상의 가시성은 실상(6R)으로 제어된다.

도 1b는 유럽 특허 제EP-A-0764281호에 HOE(3)의 바람직한 다중화 형상의 확대 상세도이다. 2개의 영역 세트(8)로 이루어지는데, HOE 영역 세트(8L)는 실상(6L)을 향해 빛을 회절하고 HOE 영역 세트(8R)는 실상(6R)을 향해 빛을 회절한다. 실제로, HOE 영역 세트(8L,8R)은 약간 중첩될 수 있다.

도 1c는 유럽 특허 제EP-A-0764281호에 LCD(4)의 대응하는 바람직한 영상 다중화 입체 배열의 확대 상세도이다. 스테레오 페어는 좌측 영상이 픽셀의 변경선로(9L;alternate line)로 표시되는 한편, 우측 영상이 픽셀의 변경선로(9R)로 표시되게 한다.

HOE(3)와 LCD(4)이 배열되어 무안경식 입체 영상을 생성하도록 함께 작업하게 된다.

유럽 특허 제EP-A-0764281호에 바람직한 실시예에서, 도 1d는 하나의 광원 어레이(16)로 되어 있고, 3개의 광원(1a,1b,1c)은 광원 어레이(16)에서 찾을 수 있는 경우를 도시하고 있다. 각각의 광원(1a,1b,1c)은 대응하는 스테레오 시점 영역(10a,10b,10c)를 생성한다. 만약 모든 광원들(1a,1b,1c)이 동일 시간에 작동하면, 3개의 뷰어(각자의 눈(7)으로 표기됨)는 LCD로 표시된 동일한 입체 영상을 감지한다.

도 1d는 또한 다른 시점 모드를 도해한 것으로, 광원(1)은 광원 어레이(16)가 하나의 스테레오 시점 영역(10)이 어느 때나 형성되게 스위치를 통해 제어될 수 있다. 스테레오 시점 영역의 위치는 어레이(16) 내에 광원(1)이 켜짐에 따라서 변화될 것이다. 스테레오 시점 영역(10)은 단일 뷰어의 움직임에 따라 이동하도록 배열될 수 있는바, 뷰어는 입체 영상의 손실 없이 디스플레이 전방에서 이동할 수 있다.

만약 LCD(4)가 디스플레이에 대해 뷰어의 위치에 따라서 계산된 소실투사영상으로 갱신되면, 그런 다음에 완전 (x,y,z)시차가 뷰어에게 즐거움을 줄 것이다.

이러한 시스템은 효과적이지만 오직 하나의 스테레오 페어만이 표시되는 한계성을 가지게 되므로써, 다중 뷰어(뷰어들은 이동할 수 있고 개별적으로 추적될 수 있음)는 적당한 시차 없이 동일한 영상을 보게 되거나 하나의 뷰어만이 시차를 보게 된다.

도 2:시간적 다중화 미국 특허 제 US -A-5600454호

도 2a는 미국 특허 제US-A-5600454호에 따른 디스플레이의 작동을 도시한다. 2개의 광원(1L,1R)은 신속하게 연속적으로 교대로 HOE(3)를 조명한다. HOE(3)는 빛을 회절하는데, 광원(1L)으로 조명될 경우 실상(6L)을 생성하고, 광원(R)으로 조명될 경우 실상(6R)을 생성한다. 실상(6)의 쌍(L,R) 위치는 스테레오 시점 영역(10)으로 확인된다. LCD(4)는 변경 광원(1L,1R)으로 동기화되어 좌측 영상과 우측 영상을 표시한다. 따라서, 광원(1L)이 작동되면(광원(1R)은 꺼짐) LCD는 스테레오 페어의 좌측 영상을 표시하고, HOE는 평편한 실상(6L)을 재구성하며, 뷰어의 좌안(7L)은 좌측 영상을 보게 된다(우안(7R)은 볼 수 없음). 그런 다음에 우측 영상을 표시하는 LCD에 위해, 광원(1R)이 작동되면(광원(1L)은 꺼짐) HOE(3)는 평편한 실상(6R)을 재구성하며, 뷰어의 우안(7R)으로 우측 영상을 보게 된다. 충분히 빠른 변경 영상을 제공함으로써, 시간적 다중화 입체 영상이 뷰어에게 즐거움을 줄 것이다.

좌측 영상과 우측 영상의 가시성은 구성요소 영상의 디스플레이와 조명의 방향의 동기화로 결정되는 바, 시간적 다중화 입체 영상은 동기화된 조명으로 시간적으로 필터링된다.

도 2b는 다중 시점 위치에 적용된 동일한 원리를 도시한 것이다. 이상적으로, LCD는 원하는 대로 빠르게 재생되되, 디스플레이는 다음과 같은 기능을 수행할 것이다. 광원(1cR,1aL,1bR,1bL,1cR,1cL)은 신속히 연속적으로 발광한다. 6개의 영상이 광원(1)을 동기화하는 LCD에 의해 연속적으로 표시된다. 스테레오 시차 영역(10a,10b,10c)이 생성되고 3쌍의 눈(7a,7b,7c)은 하나의 입체 영상을 보게 도니다. 디스플레이가 독립적일 수 있어 다른 다수의 사람들에게 완전 시차를 제공한다.

편안한 시점을 위해서, 각각의 눈은 약 60Hz 이하로 재생하는 영상에 노출되지 않도록 하여, LCD는 적어도 6×60=360Hz로 완전 재생될 것이다. 또한 60Hz가 시간-다중화 입체 디스플레이를 위해 충분한지는 논쟁의 여지가 있다. 시간적 다중화를 사용하는 다중의 다른 입체 영상을 제공하기에는 어렵다는 것은 명백할 것이다.

또한, 도 2b에 제3모드를 도해하는바, 이동하는 3개의 뷰어는 동일한 입체 영상을 즐기게 된다. 여기서, 빛(1aR,1bR,1cR)은 빛(1aL,1bL,1cL)과 교대로 동기화되어 함께 번쩍이게 된다. LCD는 교대로 하나의 좌측 영상과 하나의 우측 영상을 재생한다.

해상도에 대한 일반적 논의

본 발명은 디스플레이 스크린을 관찰하는 모든 눈에 다른 영상을 전달하는 데에 필요한 것을 인지하고 있다. 눈들은 한쌍으로 배열되어 있어, 모든 뷰어에게 한쌍의 영상을 안내하는 수고를 줄이게 한다.

LCD와 같은 임의의 디스플레이 스크린은 픽셀의 갯수로 설정될 유한 공간 해상도를 갖는다. 또한, 최대 재생속도로 설정된 유한 시간 해상도를 갖는다.

합리적인 화상을 취하기 위해, 재생속도를 위한 제한 화상은 인간의 시각 시스템으로 설정되되, 60Hz 이하의 재생속도가 영상으로 생성할 것이며 불쾌한 점멸을 야기할 것이다. 시간적 다중화에서, 목적은 신속히 연속적으로 다른 영상을 표시하는 것이며, 현재의 경우에 있어서, 각각의 영상이 다른 눈/한쌍의 눈에 안내된다. 만약 허용가능한 최하 재생속도가 60Hz 라면(화상은 고려될 수 있으며, 75~100Hz가 더 좋지만, 원칙적으로 고정되어 있음), 120Hz로 재생되는 디스플레이는 2개의 영상(하나의 스테레오 페어)을 표시할 수 있을 것이며 디스플레이는 3개의 영상을 표시하기 위해 3×60=180Hz 이상으로 재생될 필요가 있다.

그러므로, 디스플레이의 재생속도는 개별적인 픽셀들이 표시하는 데에 사용될 수 있는 영상의 갯수를 제한한다. 미국 특허 제US-A-5600454호에 따른 무안경식 입체 디스플레이에서, 현재의 LCD는 단일 스테레오 페어로 한정될 것이며 2개의 스테레오 페어를 표시하기 위해 적어도 240Hz의 재생속도를 필요로 할 것이다. (또한, 영상은 다음 영상이 표시될 경우에 앞선 영상은 약간 보여지고, 입체 적용에서 용납할 수 없고 변경하려는 노력을 만드는, 환영처럼 완전하게 전환될 필요가 있다.)

공간 해상도는 또한 유럽 특허 제EP-A-0764281호에 도시된 바와 같이 입체 영상을 생성하도록 분할될 수 있다. 공간적 다중화의 가장 간단한 경우에서, 디스플레이 상에 홀수 픽셀 열은 좌측 입체의 중간 영상을 표시하는 데에 사용될 수 있고, 짝수 열은 우측 중간 영상을 표시할 수 있다. 이러한 경우에 있어, 공간 해상도는 2개의 입체 중간 영상 사이로 간단하게 공유된다.

3D 입체 디스플레이에서 뷰어 위치의 중요성

새로운 3D 디스플레이는 이의 구현이 기록할 때에 단순화하고 동일한 스크린을 보는 경우에 다른 입체 영상을 볼 수 있게 다수의 개별적인 뷰어를 위해 완전히 인식되지 않게 하는 것이 바람직하다는 것을 의미한다. 3D 영상의 특정이 상당히 다르고 뷰어 위치가 상당히 중요하기 때문에, 표준 2D 디스플레이의 분야에 유사한 것이 존재하지 않는다. 다른 위치에 있는 뷰어들은 영상에 대한 위치와 대응하는 소실투사된 영상을 볼 수 있다. 이와 달리, 스크린의 좌측을 향해 보는 사람은 영상의 우측 편에 그려진 소실투사를 갖는 3D 영상을 볼 수 있는데, 이러한 경우에, 좌측에 위치된 뷰어는 왜곡되게 볼 것이다. 유사하게, 만약 뷰어가 3D 영상을 표시하는 스크린에 대해 이동하면, 인간의 시각 시스템은 영상 둘레를 보는 시차를 보게 될 것이다. 만약 시차가 없다면, 3D 영상은 왜곡되게 보여진다.

3D 디스플레이를 사용하는 뷰어는 뷰어 위치에 관련하여 소실투사된 영상을 볼 수 있고 동일한 스크린의 제2뷰어는 뷰어 위치에 따라 만들어진 영상을 보게 된다. 임의의 뷰어는 자신 만의 영상을 보게 되는데; 이상적으로는 뷰어 위치에 종속되는 입체 영상의 갯수는 뷰어의 갯수와 동일해야 한다.

하이브리드 다중화

입체 영상의 시간적 공간적 다중화는 전형적으로 선택적인 접근법으로 고려되고 있다. 현재의 디스플레이는 공간과 시간에 훌륭한 해상도를 갖고, 주의 깊게 설계된 시스템은 뷰어의 갯수에 맞춰 개별적인 입체 영상을 제공하도록 해상도의 효과적인 사용을 야기할 수 있다.

예컨대, 만약 LCD가 180Hz 재생속도를 갖는다면, 좌측 영상과 우측 영상 사이에서 공간 해상도를 동일하게 분할하는 공간 다중화 방식으로 3개의 뷰어에게 3D 영상을 개별적으로 제공할 수 있다. 유사하게, 만약 2개의 스테레오 페어를 제공하는 공간 다중화가 개별적으로 조정가능하고 재생속도가 240Hz 이라면, 2×240/60=8개의 뷰어는 동시에 자신만의 3D 영상을 각각 볼 수 있다.

본 명세서는 어떻게 무안경식 입체 방식을 기초로 한 HOE를 사용하여 달성되는 지를 확인하게 된다.

안경 기반 변형

하이브리 시타티오-시간적 다중화(hybrid statio-temporal multiplexing)의 원리는 입체 영상을 기초로 한 안경 뿐만 아니라 한정적이기는 하지만 무안경식 입체 디스플레이에도 적용될 수 있다.

LCD 스크린에 적용될 유리-기반 스테레오에는 2개의 접근법이 현재 있다.

일 경우에서, 영상은 공간적으로 다중화되어 각 픽셀 열이 디스플레이의 전면에 배치된 편향필름에 정렬된다. 교대하는 픽셀 열은 입체 페어의 좌측 영상과 우측 영상을 표시하는 데에 사용되고 편향필름 상에 교대 스트립은 일 방향으로 짝수 열을 편향하고 반대 방향으로 홀수 열을 편향하는 방식으로 배치된다. 일 형상에서는 교대하는 열과, 좌측 영상과 우측 영상은 각각 +45°와 -45°로 선형되게 편향되고, 다른 형상에서는 이들이 좌측과 우측으로 원형 편향된다. 다른 편향방식이 사용될 수 있으며, 가능한 한 좌측 영상과 우측 영상은 반대쪽으로 편향되게 한다. 뷰어는 특정 편향 필터링 안경을 장착하여 좌안으로 좌측 영상(우측 영상은 편향필터로 차단됨)을 보고 우안으로 좌측 영상이 아닌 우측 영상을 보게 한다.

그런 다음에, 입체 영상이 뷰어에게 즐거움을 주게 된다. 이는 널리 공지된 기법으로 편향이 공간 필터링에 효과를 주기 위해 사용된다.

안경을 기반으로 한 제2방법은 시간적 다중화를 사용한다. 이러한 경우에 있어, 좌측 영상과 우측 영상은 신속히 연속적으로 스크린에 표시되고 뷰어는 특정 안경을 착용하는데, 안경의 렌즈는 스크린에 표시될 영상 변화를 신속히 연속적으로 동기화하여 투명하고 불투명하게 만든다. 따라서, 좌측 영상이 표시될 때에 좌안 렌즈가 투명하게 되고 우안 렌즈는 불투명하게 된다. 그런 다음에, 우측 영상이 표시될 때 우안 렌즈는 투명하게 되고 좌안 렌즈는 불투명하게 된다. 따라서, 각각의 눈은 명료한 영상을 보게 되고 입체 3D가 뷰어에게 즐거움을 주게 된다. 이 경우에, 안경은 스테레오 페어의 2개 요소 영상을 시간적으로 필터링하는 기능을 수행한다.

본 발명의 실시예에서, 제1입체 영상은 전술된 편향 필터 어레이를 장착한 공간적 다중화 스크린 상에 표시된다. 그런 다음에, 제2 및 다른 입체 영상이 표시되고 2개의 입체 영상이 신속히 연속적으로 교대로 변경된다. 하나의 뷰어가 적당하게 좌측 영상과 우측 영상을 필터링하는 편향 필터링 렌즈와, 추가로 다른 뷰어의 영상이 표시될 때 렌즈를 불투명하게 하고 본인의 영상이 표시될 때에 투명하게하는 셔터장치를 가진 안경을 착용한다. 다른 뷰어는 제1뷰어의 안경이 불투명하게 될 때에 투명해지는 유사한 안경을 착용한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 2명의 뷰어 영상은 한명의 뷰어에게 하나의 편향상태를 제공하고 제2뷰어에게 제2편향상태를 제공하도록 분리될 수 있고, 그런 다음에 2명의 뷰어를 위해 입체를 시간적으로 다중화한다. 이 경우에, 스크린은 편향상태를 선택하는 안경을 착용한 뷰어에게 픽셀 열 세트(하나의 편향상태)를 제공하는바, 동일한 안경이 좌측 영상과 우측 영상을 선택하도록 투명/반투명을 교대하는 렌즈를 장착하게 되어 좌측 영상과 우측 영상이 시간적으로 다중화된다. 다른 뷰어들은 반대 편향상태가 선택되는 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖춘 안경을 착용하게 된다.

2개의 편향상태만이 이러한 방식에서 분리될 수 있는데, 만약 편향이 뷰어들 사이에서 구별되어 사용되면, 표시될 수 있는 다른 입체 영상의 최대 갯수는 단 2개이다. 시간적 다중화는 실제로 디스플레이의 속도로 한정된다.

만약 편향이 좌측 영상과 우측 영상(반대로 스테레오 페어 사이를 구분하는)을 구분하는 데에 사용되면, 자체 입체 영상을 즐기는 소정의 뷰어에게 필요한 재생속도는 대략 60Hz로서 뷰어의 갯수를 증가시켜 찾을 수 있다.

공간적 다중화된 스테레오 페어의 갯수는 페어 사이를 구별할 수 있는 능력으로 제한될 것이다. 전술된 안경 기반 스테레오 시스템에서, 편향 필터링이 입체 시스템내에 좌측 영상과 우측 영상에 대응하는 2개의 상태 사이를 구별할 수 있기 때문에 하나의 스테레오 페어 만이 순간적으로 공간적 다중화를 시킬 수 있다.

뷰어의 갯수를 추가로 증가시키기 위해서는, 공간 해상도가 공유될 필요가 있다. 만약 공간 해상도는 2개의 개별적인 스테레오 페어를 생성하도록 4개로 분리되면, N명의 뷰어에게 필요한 재생속도의 절반-최대 재생속도는 N×60/2Hz이다. 180Hz 디스플레이는 6명에게 개별적인 입체 영상을 제공할 수 있다. 하지만, 만약에 공간 필터링 방법이 편향에 종속된다면 이는 가능하지 않게 된다.

전술된 내용에서, 제1 및 다른 제2영상이 뷰어에게 3D 입체 영상을 제공하도록 스크린에 표시된다. 제1 및 제2영상은 실제로 동일한 영상일 수 있으며, 뷰어는 2D 최종 영상을 보게 된다.

도 3: 공간 다중화 및 브랙 조건( bragg condition ) 필터링에 의한 다중 뷰어

다중 뷰어를 위한 공간 다중화는 상당히 어렵다. 2개의 스테레오 페어의 경우에서, 하나의 스테레오 페어는 한 뷰어를 위한 것이며 나머지 스테레오 페어는 2제 뷰어를 위한 것으로, 만약 이들이 동시에 표시되면(반대로 실시간으로 다중되면), 어떻게 표시될 수 있는지 각각의 뷰어에게 명확한 영상을 볼 수 있는지 알 수 있다-반대로 2명의 뷰어가 2개의 영상을 볼 수 있는가? 본 발명은 아래에 기술된 바와 같이 HOE를 기초로 한 무안경식 방식을 사용하는 해결책을 제안한다.

HOE는 회절 구조체이며 이로써 이들은 각도 선택 특성으로 표시한다. 만약 HOE가 체적 홀로그램의 특성을 가진다면, 이의 회절 효율은 어떻게 브랙 조건이 조명광의 입사각과 파장으로 만족되는 지에 종속될 것이다. 심지어 어떤 빛은 HOE로 회절되더라도, 비최적화된 각도로 조명될 때 회절될 빛은 뷰어에 의해 감지될 수 없는 방향으로 배열될 수 있다.

도 3a는 HOE(3)가 2개의 광원(1a,1p)로 조사되고 있는 디스플레이 장치의 실시예를 도시하고, 도 3b는 HOE(3)의 면(도면에 패턴은 명료성을 강조하기 위해 도시된 것으로 실제 구조물에는 없음)의 확대 상세도이며 어떻게 HOE(3)가 공간적 다중화되는지 도해하고 있다. HOE는 4개의 영역 세트(8aL,8aR,8pL,8pR)로 구성된다. 영역 세트(8aL,8aR)는 일 방향으로 조사될 때 빛을 회절하게 만드는 반면에 영역 세트(8pL,8pR)은 실제로 다른 방향으로 조사될 때 빛을 회절한다.

도 3a를 참조로 하면, 광원(1a)에서 발광될 조사광(2a)은 영역 세트(8aL,8aR)로 회절되고 입체 시점 영역(10a)을 다시 만든다. 유사하게, 광원(1p)에서 발광될 조사광(2p)은 영역 세트(8pL,8pR)로 회절되고 입체 시점 영역(10p)을 다시 만든다.

LCD(4)는 HOE 영역 세트(8)에 정렬된 공간적으로 다중화된 영상을 표시한다. 완전 시차를 달성하기 위해, 눈(7aL,7aR)은 입체 화상을 볼 수 있어야만 하는데 소실투사는 디스플레이에 대한 위치와 일치하고 위치변화에 따라서 변화된다. 눈(7pL,7pR)에서도 동일하게 일어나야만 한다.

측면 변위 각도(12a,12p)는 광원(1)의 (식별가능하거나 물리적) 위치 변경에 따라 실시간으로 독립적으로 변경될 수 있는데, 이를 위한 하나의 효과적인 방식은 광원 어레이(16a,16p)에 개별적인 광원(1) 사이에 전환되도록 할 것이다. 이는 입체 시점 영역(10a,10p)의 독립적 이동을 허용한다.

수직 조사각(13a,13p)에 차별성으로 입체 조사 영역(10a,10p)의 위치를 독립적으로 제어하도록 한다.

HOE(3)의 평면과 수직인 수직 기준면(11)은 도면에서 조사광(2a,2b)의 입사각 방향을 강조되게 도시된다.

HOE(3)의 조명과 추가적인 공간 다중화의 설계는 HOE(3)의 각도 의존성을 추가로 활용하여 추가적인 독립적으로 조정가능한 입체 시점 영역(10)의 설치를 허용하게 될 것이다.

단일 광원 어레이 내에 다른 광원들은 공간적으로 표시될 시점 영역을 제공하고, 방대한 사용을 위해 동일한 광원이 다른 어레이로부터의 다른 광원이라고 예상한다. 하지만, 다른 어레이로부터의 다른 광원은 동일한 공간 위치에 시점 영역을 제공할 수 있다. 예컨대, 이는 교정 목적으로 적용될 수 있다.

바람직하기로, 눈(7aL)은 스테레오 페어의 좌측 영상을 볼 수 있어야 하고, 눈(7aR)은 스테레오 페어의 우측 영상을 볼 수 있어만 하는데, 다른 한쌍의 눈들도 유사하게 볼 수 있다. 하지만, 다른 눈으로 보여지는 영상들은 실제로 동일한 영상일 수 있으며, 뷰어는 2D 최종 영상을 경험하게 된다. 일 뷰어는 개별적 필요를 만족하기 위해 3D 입체 영상과 2D 영상으로 공급받을 수 있다.

도 4: 공간-시간적 다중화 - 스테레오를 위한 공간적 다중화, 다중 뷰어를 위한 시간적 다중화, 브랙 필터링 없음.

도 4a는 공간 다중화와 조합된 시간적 다중화의 사용을 보여준다. 이 실시예에서, 시간적 다중화는 입체 영상을 제공하지 않고 독립적으로 조정가능한 입체 시점 영역을 제공하는 공간적 다중화를 허용하도록 사용된다. HOE(3)는 스테레어 페어의 공간적 필터링을 초래하는 반면에, 시간적 필터링은 공간적으로 다중화된 입체 영상을 안내하도록 사용되되, 공간적으로 다중화된 제1영상은 일 뷰어에 의해 보여지고 공간적으로 다중화된 제2영상은 제2뷰어에 의해 보여진다.

도 4a는 광원 어레이(16)를 도시한다. 어레이(16) 내에 2개의 광원(1a,1b)이 기준면(11)의 반대면에 배치되되, 이들의 측면 변위는 각각 각도(12a,12b)로 나타내고 있다. 도 4b는 HOE(3)의 공간적 다중화가 광원(1)으로 조사될 때 하나의 입체 시점 영역(10)을 생산하는 것을 도시하고 있다. HOE 영역 세트(8a,8b)는 빛을 대략적으로 동일한 수직 조사각(13)으로 회절한다.

광원(1a)이 켜지면, 입체 시점 영역(10a)이 생성되고, 광원(1b)이 켜지면 입체 시점 영역(10b)이 생성된다. LCD(4;도면에는 도시되지 않았지만 전술된 바와 같이 HOE 앞 또는 뒤에 장착됨)는 빠른 재생속도를 가지고 있으며 한쌍의 눈(7a)과 다른 한쌍의 눈(7b)에 적당한 공간적으로 다중화된 입체 시점 사이에서 교대로 전환된다. 광원(1a,1b)은 LCD(4)로 표시될 공간적으로 다중화된 입체 영상에 변화와 동기화하여 교대로 조사된다.

광원(1a,1b)의 위치는 광원 어레이(16) 내에 다른 광원을 사용함으로써 간단히 실시간으로 변화시킬 수 있어, 각각의 뷰어를 위해 눈(7a,7b)을 추적하고 적당한 소실투사영상을 표시하도록 한다.

2개의 독립 입체 시점 영역(10a,10b)가 도시되되, 이러한 영역의 갯수는 LCD의 재생속도에 의해 제한될 것이다. 컴퓨터 모니터(60Hz)가 현재 최소 재생율을 가지고 있는데, 사용하는 최소 재생속도처럼, 경우에 따라 2개의 독립 시점 위치는 120Hz의 재생율을 필요로 할 것이며 3개의 위치는 180Hz의 재생율을 필요로 할 것이다.

또한 전술된 실시예와 유사하게, 2D 영상은 동일한 영상으로 뷰어의 양쪽 눈에 제공하여 뷰어를 즐겁게 할 수 있다.

도 5: 공간-시간적 다중화 - 브랙 필터링을 갖춘 스테레오를 위한 공간적인 다중화, 다중 뷰어를 위한 시간적인 다중화

도 5a는 2개의 광원 어레이(16ab,16pq)를 가진 실시예를 도시한다. 2개의 독립 광원(1a,1b)은 광원 어레이(16ab) 내에서 찾을 수 있고, 추가로 2개의 광원(1p,1q)은 광원 어레이(16pq) 내에서 찾을 수 있다.

도 5b는 HOE(3)의 공간 다중화를 도시한 확대 상세도이다. 광원(1a,1b)에서 방사될 빛(2)은 HOE 영역 세트(8abL,8abR)로 회절된다. 광원(1a)이 켜지면 회절된 빛은 입체 시점 영역(10a)을 형성하고, 유사하게 광원(1b)의 빛은 입체 시점 영역(10b)을 형성하도록 회절될 것이다. 입체 시점 영역(10a,10b) 사이에 변위는 2개의 광원(1a,1b)의 각 분리의 함수, 다시 말하자면 측면 변위 각도(12a)와 함께 측면 변위 각도(12b)의 함수이다.

광원(1a,1b)은 2개의 HOE 영역 세트(8abL,8abR)에 대응하는 LCD(4;도시되지 않음) 상에 픽셀 선로로 표시된 변화하는 영상을 동기화하여 변경된다.

이로써, 하나의 스테레오 페어는 입체 시점 영역(10a)에서 뷰어를 위해 표시되고, 다른 스테레오 페어는 입체 시점 영역(10b)에서 뷰어를 위해 표시된다.

동일한 공정이 광원(1q,1p)과 HOE 영역 세트(8pqR,8pqL) 및 LCD(4;도시하지 않음) 상에 픽셀의 대응 선로(9)에 적용될 수 있으며, 입체 시점 영역(10p,10q)에 유사한 결과를 가져온다.

어레이(16ab,16pq) 내에 빛을 교대로 사용함으로써, 재생속도가 120Hz로 가정하면 이동하는 4명의 뷰어가 사용할 수 있고, 만약 180Hz이면 6명의 뷰어가 사용할 수 있으며, 만약 240Hz이면 8명의 뷰어가 사용할 수 있다. 각 뷰어는 소실투사를 갱신할 수 있어 각 뷰어에게 정확한 완전 시차를 제공한다.

하이브리드 다중화 구조는,

·2개의 입체 시점 영역(10ab,10pq)이 HOE(3)의 공간적 다중화로 생성되고

·각도 (브랙 조건) 다중화가 2개의 입체 시점 영역(10)의 위치를 독립적으로 제어하도록 하며

·시간적 다중화가 독립적으로 조정가능한 입체 시점 영역(10)의 갯수를 재생속도가 120Hz 보다 빠른 LCD의 경우에 4개로, 만약 180Hz 보다 빠르면 6개로 증가된다.

이러한 경우에 있어, 수직 해상도는 영향을 받지 않은 수평 해상도로 4개로 분리되고, 시간적 해상도는 절반으로 된다. 임의의 스테레오 양자화 결과는 LCD 해상도의 수평 픽셀 피치로 결정되고, 이로 최적화되며, 감지되지 않아, 완전 그리고 정확한 x, y, z 시차가 독립적으로 이동하는 4명 이상의 뷰어에게 제공된다.

이는 또한 2개의 다른 수직 조사각(13ab,13pq) 이상을 사용하고 독립적인 시점 위치를 제공하여 추가적인 공간적 다중화와 조합된 각도 다중화를 사용할 수 있을 것이다.

이러한 견지에서, 브랙 조건 다중화는 HOE 영역 세트(8)와 LCD(4) 상에 픽셀(9)의 병합된 선로로 표현되는 공간적 다중화의 영역을 독립적으로 제어한다. 결과적으로, 조사각 종속 다중화 채널의 갯수 증가는 부수적으로 각 채널을 가용할 수 있는 공간 해상도를 줄이게 될 것이다. 시간적 다중화는 공간 해상도에 영향을 주지 않고 다른 화상의 양으로 공간적 다중화로 제공될 시점의 갯수를 다중화하는 결과를 갖는바, LCD는 점멸되지 않고 연속적으로 표시될 수 있거나 다른 시간관련 가공품이 강요되기도 한다.

시간적 다중화의 경우에 있어서, 조사 시간은 상당히 중요하다. 하나의 영상을 위한 다중 섬광은 잦은 점멸을 증가시켜 점멸을 줄이도록 할 것이며, 유사한 방식으로 어떻게 점멸이 점멸융합율(flicker fusion threshold) 보다 점멸속도를 증가시켜(통상적으로 프레임 속도에 3배) 필름 프로젝터에서 줄여지는 것을 가능하게 한다. 발광 시간 제어는 또한 화면 겹침을 줄이고 명암비를 향상시킬 수 있다.

위의 명세서에서, 스테레오 페어의 좌측 영상과 우측 영상을 제공함으로써 3D 입체 영상을 뷰어에게 바람직하게 제공할 수 있다. 하지만, 제1 및 제2영상은 실제 동일한 영상일 수 있으며, 이는 뷰어에게 2D 최종 영상을 제공한다.

도 6: 공간-시간적 다중화 - 편향 필터링을 갖춰 스테레오를 위한 공간적 다중화, 다중 뷰어를 위한 시간적 다중화.

브랙 조건 다중화는 각도 선택 특성을 사용하여 빛을 필터링하고 적당한 광원으로부터 빛을 선택한다. 다른 필터링 방법이 각도 및/또는 시간적 다중화에 선택되거나 덧붙여서 사용될 수 있다.

도 6은 시간적 다중화와 조합된 편향 필터링을 사용하는 실시예를 도시한다.

도 6a는 2개의 광원 어레이(16ab,16pq)를 도시한다. 광원 어레이(16qb) 내에 광원(1)으로부터 방출된 빛은 편향 필터(31ab)로 일 방향(+45°로 선형 편향이 편리할 것임)으로 편향되는 한편, 광원 어레이(16pq) 내에 광원(1)으로부터의 빛은 반대 쪽(-45°)으로 편형된다. 다른 편향 구성이 사용될 수 있다. 선형 편향 필터 어레이(14)는 HOE(13) 바로 뒤에 안착된다.

도 6b는 LCD(4)와 HOE(3) 및 편향 필터 배열(14)이 조립된 조명 측면을 절단하여 확대한 상세도이다.

편향 필터 어레이(14)는 공간적으로 다중화되는데, 이는 2개의 영역 세트로 구분되며, 한 세트는 편향 상태 AB(+45°)로 편향된 빛을 통과하는 반면에, 다른 세트는 직각 방향 상태 PQ(-45°)로 빛을 통과한다.

어레이(16ab) 내에 광원(1a)으로부터의 빛은 편향 필터 어레이(14pq)의 영역 세트에 의해 차단되는 동시에 편향 필터 어레이(14ab)의 영역 세트를 통과한다. 결과적으로, HOE(3)는 입체 시점 영역(10a)을 생성하게 될 것이다. 유사하게, 어레이(16pq) 내에 광원(1p)으로부터의 빛은 편향 필터 어레이(14ab)의 영역 세트에 의해 차단되는 동시에 편향 필터 어레이(14pq)의 영역 세트를 통과한다. 결과적으로, HOE(3)는 입체 시점 영역(10p)을 생성하게 될 것이다.

편향 다중화의 사용은 2개의 구별된 제어가능한 입체 시점을 생성시킬 수 있다.

그런 다음에, 시점(10a,10p)와 함께 시점(10b,10q)를 교대로 변경하여 시간적 다중화와 결합되게 한다.

어레이(16) 내에 광원의 적당한 선택은 다중 뷰어를 추적할 수 있고 하나의 입체 영상을 제공할 수 있게 한다.

LCD는 픽셀 선로(9ab,9pq) 상에 표시될 영상이 빛의 비표준 편향 상태를 고려하여 조정될 필요가 있으므로 종속적으로 편향한다. 선택가능하기로, 편향은 필터링된 후에 변경될 수 있다.

편향은 빛의 2개 채널을 필터링하도록 사용될 수 있는바, 각도 방법은 더 많은 채널을 제공할 수 있다. 2개의 방법은 서로 결합되어 사용될 수 있다.

도 7: 공간-시간적 다중화 - 스테레오를 위한 시간적 다중화, 다중 뷰어를 위한 공간적 다중화.

공간적이고 시간적 다중화의 역할은 반전될 수 있다 - 시간적 다중화는 입체 영상을 제공하도록 사용될 수 있는 한편 공간적 다중화는 뷰어들을 구별하기 위해 사용될 수 있다.

도 7a는 이동하는 2명의 뷰어가 다른 입체 영상을 각각 즐길 수 있는 실시예를 도시한다. 도 7b는 HOE(3)의 구조를 상세하게 도시한 것이다.

도 7b에서, HOE(3)는 2개의 영역 세트(17ab,17pq)를 구비한다. 홀로그램 영역 세트(17ab)는 각도(13ab)에 근접한 각도에서만 HOE 상으로 입사하는 빛을 회절하도록 설계되어 있다. 유사하게, 홀로그램 영역 세트(17pq)는 각도(13pq)에 근접한 각도에서만 HOE 상으로 입사하는 빛을 회절하도록 설계되어 있다.

모든 영역 세트(17)는 시점 영역(6)을 만드는 실상을 형성하도록 빛을 회절할 수 있다. 시점 영역(6)의 위치는 모든 홀로그램 영역 세트(17)를 위해 동일해 질 수 있거나, 다를 수도 있다.

영역 세트(17)는 LCD 내에 다른 픽셀 세트를 통해 빛을 회절하도록 설계되어 있다. HOE 영역(17ab)는 LCD 내에 픽셀의 홀수 열을 통해서만 빛을 회절할 수 있는 반면에, HOE 영역(17pq)는 LCD 내에 픽셀의 짝수 열을 통해서만 빛을 회절할 수 있다. 결과적으로, 홀수열 상에만 표시된 영상은 어레이(16ab) 내에 빛 혹은 빛들이 켜질 때에만 볼 수 있을 것이며, 유사하게 짝수열 상에만 표시된 영상은 어레이(16pq) 내에 빛 혹은 빛들이 켜질 때에만 볼 수 있을 것이다. 추가로, 동일한 영상은 대응하는 실상(6)의 위치로 결정된 영역에서만 볼 수 있을 것이다.

그러므로, 만약 도 7a에 광원 어레이(16ab) 내에 광원(1a)이 켜지면, 세트(17ab)를 구비한 홀로그램 영역은 빛을 회절하여 실상(6a)을 형성하고, LCD(4) 내에 홀수열 픽셀로 표시된 화상은 눈(7a)으로 볼 수 있을 것이다. 만약 광원(1a)이 꺼지고 광원(1a')이 켜지면, 눈(7a)은 더 이상 LCD(4)의 홀수 선상에 어떠한 화상도 볼 수 없지만, 눈(7a')은 볼 수 있다. 만약 (a) LCD(4)의 홀수 선상에 표시된 2개의 영상이 스테레어 페어이고, (b) 교대가 신속하게 연속적이며, (c) 빛(1a,1a')이 또한 상기 화상의 표시와 정확하게 동기화되게 켜지고 꺼지면, 눈(7a)은 스테레어 페어의 우측 영상을 보게 되고 눈(7a')은 좌측 영상을 보게 되며, 그런 다음에 무안경식 3D 영상은 뷰어에 의해 감지된다. 이러한 무안경식 입체 영상은 LCD(4) 상에 픽셀의 홀수열로 순차적으로 좌측/우측 페어에 표시된다. 하지만, LCD(4)의 홀수 선상에 표시될 2개의 영상은 뷰어에게 2D 영상을 제공하기 위해 동일한 영상일 수 있다.

시점 영역(10a)의 위치는 실상(6a,6a')의 위치로 결정되되, 교대로 광원 어레이(16ab) 내에 광원(1a,1a')의 위치로 결정된다. 유사하게, 입체 시점 영역(10b)은 광원(1b,1b')으로 형성된다. 따라서, 광원(1)의 정확한 선택은 이동하는 뷰어를 추적하기 위해서 시점 영역(10)의 위치를 이동하도록 사용될 수 있다.

어레이(16pq) 내에 광원들은 또한 이동하는 시점 영역(10p,10q,…)을 생성하도록 사용될 수 있으며, 중요한 차이점은 입체 영상은 LCD 상에 짝수열에 표시될 화상으로 구성된다. 결과적으로, 2명의 뷰어는 다른 입체 영상을 볼 것이다.

또한, 추가 HOE 영역 세트(17)가 추가될 수 있고 복수의 대응하는 광원 세트가 충분히 다른 각도(13)에서 HOE를 조명하도록 제공될 수 있어, 영역 세트(17)는 설정 각도를 제외하고 임의의 각도(13)로 HOE에 조명되는 빛을 회절하지 않는다. 이러한 세트(17)의 갯수 제한은 (a) LCD 내에 공간 해상도에 허용가능 오차(세트의 갯수로 나눠진 기본적인 물리적 해상도), (b) 사용중인 홀로그램 재료의 광학성(특히 브랙 각도 선택 특성), 및 (c) 산업상 설계 문제점인 디스플레이의 허용가능한 최대 두께에 의해 설정된다.

또한, 편향은 선택가능하거나 추가적인 필터링 방법으로 사용될 수 있고 브랙 조건 선택 특성에 선택적으로(혹은 덧붙여서) 사용될 수 있다.

도 7c 내지 도 7g는 만약 HOE(3)가 도 11에 도시된 바와 같은 협소한 디퓨저(diffuser)을 사용하여 만들어졌다면 이러한 유형의 디스플레이에 사용될 수 있는 광원 어레이(16)의 상세도를 도시하고 있다. 빛의 단일 점원을 사용하는 대신에, 선형 어레이를 따라 빛의 서브-어레이가 사용될 수 있다.

도 7c는 도 7d ~ 도 7g에 키(key)이다. 특정 위치에 있는 뷰어를 위해 사용되는 광원(32)이 켜져 있으며, 특정 위치에 있는 뷰어를 위해 사용되는 광원(33)은 꺼져 있고, 광원(34)은 특정 위치에 있는 뷰어를 위해 사용되지 않고 있으며 껴져 있다.

도 7d는 광원 어레이(16)를 도시한 것으로, 좌측 영상이 LCD(4) 상에 표시될 때 7개의 광원 그룹(32)은 켜져 있고, 이들은 상호 작용하여 확산 실상(6)을 재구성하는데, 다른 광원들은 꺼져 있게 된다.

도 7e는 동일한 광원 어레이(16)를 도시한 것으로, 다른 광원(32)이 현재 켜져 있으며, 이는 스테레오 페어 내에 제2영상의 표시와 화산 실상(6')을 재구성하는 빛을 방사하는 시간을 일치되게 한다.

도 7f 및 도 7g는 다른 빛이 사용되는 것을 제외하고는 동일한 2개의 상태를 도시하고 있는데, 확산 실상(6,6')의 위치는 다른 위치에서 형성될 것이다.

따라서, 광원 그룹(32)와 광원 그룹(33) 사이의 결합부는 입체 시점 영역(10)의 좌측부와 우측부 사이에 결합부가 위치되는 곳으로 결정되며, 이는 눈(7,7') 사이에 위치되도록 조정될 수 있다.

도 8: 다시점 무안경식 입체 디스플레이 유형 1

공간-시간적 하이브리드 다중화는 다시점 디스플레이에도 적용될 수 있다. 유럽 특허 제EP-A-0764281호는 다시점 실현을 공급한다. 유럽 특허 제EP-A-0764281호는 (렌티큘러(lenticular) 방식 및 시차장벽 방식보다 상당한 장점을 가진) 좋은 방법을 제안하고 있는데, 이는 2D 해상도와 3D 해상도 사이에 동일한 모순을 경험하게 된다. 하지만, 하이브리드 다중화는 다양한 방식으로 이러한 상황을 향상될 수 있다.

도 8a는 축적을 사용하지 않고 등축 도법으로 도시되어 있다. 이는 유럽 특허 제EP-A-076428호의 방법에 따라 만들어진 다시점 ASD를 도시한다. 일 광원(1)이 LCD와 상호 작용하는 공간적 다중화된 HOE(3)를 조사하여 3개의 복합 입체 시점 영역(15m,15n,15o)을 생성한다. 도해된 경우에 있어, 각각의 복합 입체 시점 영역(15)은 9개의 다른 소실투사영상을 구비한다(이 경우에 공간적 다중화는 3×3 픽셀 매트릭스의 형태일 수 있으며, 다른 배치는 각각 16과 25 시점을 제공하는 4×4 혹은 5×5도 가능함). 각각의 복합 입체 시점 영역(15)은 동일한 소실투사영상 세트를 제공하는바, 이러한 복합 입체 시점 영역(15)의 갯수는 HOE의 제작 및/또는 사용된 조명 구성으로 결정된다. 도 8a는 3개의 복합 입체 시점 영역(15m,15n,15o)를 도시하고 있다.

도 8b는 시간적 다중화가 사용되어 교대되는 2개의 광원(1a,1b)으로 9개에서 18개까지의 시점 갯수를 증가시키는 본 발명의 실시예를 도시하고 있는데, 광원(1a)이 켜져 있는 경우에 9개의 제1시점 세트는 적당한 공간적 다중화와 함께 LCD(4)에 위해 표시된다. 이들은 복합 입체 시점 영역(15am,15an,15ao)을 매개로 하여 보이게 될 것이다. 유사하게, 광원(1b)이 켜져 있는 경우에 (9개의 제1시점 세트로 이루어진 일련의 소실투사를 바람직하게 확장하는) 9개의 제2시점 세트는 LCD(4)로 표시될 것이며 이들은 복합 입체 시점 영역(15bm,15bn,15bo)을 매개로 하여 보이게 될 것이다. 시점 영역 내에 인접해 있는 2개의 시점이 스테레오 페어를 제공한다. 따라서, 시점 영역(15)의 폭은 공간 해상도의 손실 없이 2배로 된다.

그러므로, 시간적 다중화는 공간적 다중화의 주어진 밀도를 사용할 수 있는 3D 해상도(주어진 각도 내에 소실투사 디스플레이의 갯수로 표현됨)를 적어도 2배로 사용할 수 있다.

추가 광원은 추가 시점 영역을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

도 9: 다시점 무안경식 입체 디스플레이 유형 2

도 9는 시간적으로 다중화된 시점이 서로 교착되는 관련 접근법을 도시한다. 광원(1a)이 켜져 있는 경우에 HOE(3)와 LCD가 상호 작용하여 편평한 실상 세트(6a)를 매개로 하여 가시적인 소실투사영상 세트를 생성한다. 광원(1b)이 켜져 있는 경우에 HOE는 편평한 실상 세트(6b)를 생성한다. 전술된 바와 같이, LCD(4)에 표시될 화상은 광원(1a,1b)의 교대 활성화로 동기화하여 변경되어 표시될 구성 시점의 개수를 2배로 늘이는 결과를 가져온다.

도 12: 2-D 작동

전술된 실시예에서, 무안경식 입체 디스플레이는 2D 영상을 표시하기 위해 사용될 수 있다. 2D 디스플레이를 위한 최적 구성은 아래에 기술된다.

무안경식 입체 디스플레이를 확인하는 동일한 시각적 원리는 2D 디스플레이에 적용될 수 있다. 이 경우에, 여러 뷰어들은 단일 스크린 상에 표시된 다른 영상을 볼 수 있을 것이다. 도 12는 도 7에 도시된 3D 가능한 버전을 기초로 한 2D 변형예를 도시하고 있다.

이러한 실례 구조들(도 7 및 도 12)은 2개로 나눠져 있는 시간 및 공간적 해상도에 종속된다.

도 7의 경우에서는, 무안경식 입체 작동은 각각의 눈을 위해 하나의 영상을 제공하는 디스플레이를 필요로 하는데, 2명의 이동하는 뷰어를 위해, 디스플레이는 각기 4개의 눈에 다른 영상을 제공해야만 한다. 대조적으로, 2D 작동은 한쌍의 눈에 하나의 영상만을 필요로 하므로, 도 12의 구조는 개별적으로 이동하는 4명의 뷰어에게 다른 2D 영상을 제공하는 한편, 동일한 방식으로 사용가능한 공간 및 시간 해상도를 이용한다.

도 12에서, HOE 영역(17ab)은 광원 어레이(16pq)로부터의 빛이 아닌 광원 어레이(16ab)로부터의 빛을 회절하며; HOE 영역(17pq)은 광원 어레이(16ab)로부터의 빛이 아닌 광원 어레이(16pq)로부터의 빛에 응답한다. 광원 어레이(16ab) 내에 광원(1a)이 HOE(3)와 LCD(4)를 조명하는 경우에 HOE 영역(17ab)은 시점 영역(10a)을 형성하게 확산 영상(6a)를 재구성할 것이며; HOE 영역(17pq)은 이 방향으로부터의 빛에 응답하지 않아, 이들과 병합된 픽셀은 광원 어레이(16ab) 내에 빛으로 조명되지 않는다. 유사하게, 광원 어레이(16pq) 내에 광원(1p)은 시점 영역(10p)을 형성한다. 따라서, 제1뷰어의 눈(7a)은 HOE 영역(17ab)와 병합된 픽셀로 표시될 영상만을 볼 수 있고, 제2뷰어의 눈(7p)은 HOE 영역(17pq)와 병합된 픽셀로 표시될 영상만을 볼 수 있다.

전술된 바와 같이, 시점 영역(10)의 위치는 광원 어레이(16) 내에 관련 광원의 위치에 종속된다. 만약 광원 어레이(16ab) 내에 2개의 광원이 점멸을 충분히 제거할 수 있게 빠르게 교대로 작동하고 병합된 픽셀로 표시될 영상이 동기화로 변화하면, 2명의 뷰어(눈(7a,7b))는 HOE 영역(17ab)과 병합된 픽셀에 의해 순차적으로 표시될 다른 2D 영상을 즐길 수 있다.

추가된 2명의 뷰어(눈(7p,7q))와, 광원 어레이(16pq) 내에 광원, HOE 영역(17pq) 및 이들과 병합된 픽셀에 적용된다. 따라서, 디스플레이는 각 4명의 뷰어에게 다른 4개의 2D 영상을 제공한다.

임의의 광원이 광원 어레이(16ab,16pq) 내에서 선택될 수 있는데, 결과적으로 광원들은 설정된 범위 내 임의의 장소에 위치한 뷰어에게 영상을 제공할 수 있게 선택될 수 있으며, 모든 4명의 뷰어는 "자체" 2D 영상의 손실 없이 주변으로 이동할 수 있다.

만약 공간 및 시간 해상도가 허용되면, 다른 영상을 볼 수 있는 개별적으로 이동하는 뷰어의 수가 이러한 원리의 적용으로 증가될 수 있다. 전술된 실시예에 기술된 브랙 각도 및/또는 편향 필터링 방법이 적용될 수 있어(각각 선택 혹은 결합되어) 독립적인 뷰어의 최대 수를 증가시킬 수 있게 한다.

HOE 제작 방법: 예컨대 도 5에 디스플레이용

다수의 제작 방법이 HOE(3)를 위해 사용될 수 있다. 제작 방법은 여기에서 기재된 종래기술에 기술되어 있고 관련 기술들은 홀로그램의 당해분야 기술자들에게 널리 알려져 있다. 따라서, 아래의 내용은 간략하게 기술한다.

이 명세서를 통해 "홀로그램 플레이트"를 참조로 하여, 이는 적당한 고감도 층에 코팅된 필름(유리층과 반대되게)을 참고할 수 있다. "필름"과 교체할 수 있는 "플레이트"라는 용어는 산업상 광범위하게 관습적으로 사용되고 있다.

HOE 생산 공정은 통상적으로 제1단계- 마스터 (H1) HOE의 생산을 포함한다. 다음 단계는 이 마스터로부터 복제품을 생산할 수 있고, 이 복제품들은 제2세대이고 H2 HOE로 알려져 있으며, 이들은 H3 HOE로 알려져 있는 제3세대 디스플레이에 병합될 HOE3을 만들기 위해 사용된다.

도 10은 도 5에 도시된 디스플레이 구조에 사용될 수 있는 공간적 다중화된 H1 마스터 HOE에 사용될 구조를 도시하고 있다.

도 10a는 LCD의 픽셀 배치를 나타내는 간단한 격자모양을 도시한다. 이는 확대 상세도로서, 상업용 LCD에서 픽셀 피치(d)는 컴퓨터 모니터의 경우에 약 250㎛일 것이며, 대형 평면 TV의 경우에는 더 커질 것이다. LCD 내에 픽셀의 갯수(RGB 트리플렛을 하나의 픽셀로 계산)은 대략 2백만개 일 것이다. 도 10a는 전형적인 격자배열로 된 다수의 픽셀(29)을 도시하고 있으며, 픽셀의 단일 열(9)이 강조되어 있다.

도 10b는 도 5b와 유사하게 도시된 공간적 다중화 도표이다. 그룹(30)은 픽셀의 4개 열(9ab R, 9pq R, 9ab L, 9pq L)로 이루어진다. 이러한 참조부호는 설명을 목적(다른 배열이 사용될 수 있음)으로 하며, 도 5에 사용된 참조부호를 재형상하고 있다. 그룹(30)은 디스플레이의 전면에 걸쳐 반복된다.

H1 HOE는 마스크(19)를 사용하여 만들 수 있다. 상세한 마스크(19)는 도 10c에 도시되되, 불투명 영역(27)으로 구분되는 어레이 투명 영역(20)을 구비한다. 투명 영역의 피치는 d×n으로, 여기서 d는 LCD 픽셀 피치이고 n은 공간적 다중화된 열의 갯수(이 경우에는 4개이며- 픽셀 열(9ab R, 9pq R, 9ab L, 9pq L)에 대응)이다. 투명 영역의 두께(t)는 ≤ d 이다.

마스크(19)와, HOE(3), LCD(4), 및 H1 HOE(21)은 모든 작은 크기를 가진다. (실제로, 마스크(19)와 HOE(3,21)는 LCD 보다 약간 커질 수 있다) 마스크의 전체 면적은 투명 선(20)과 불투명 선(27)으로 덮여진다. 마스크의 투명 영역(20)은 LCD 내에 4번째 열마다 정렬될 것이다.

도 10h는 축적을 사용하지 않고 등축 도법으로 도시되며, 앞에 위치된 마스크 플레이트(19)와 함께 홀로그램 플레이트(21)를 도시하고 있으며 홀로그램 플레이트(21)의 사진과 같이 고감도 층(28;미도시)과 접촉해 있다. 일 기준빔(18pq)은 위에서 마스크(19)와 홀로그램 플레이트(20)를 향해 안내되고 제2기준빔(18ab)은 유사한 방향으로 안내되어 있지만 아래에서 안내되고 있다.

가루 유리 디퓨저, 홀로그램 디퓨저 혹은 유사한 기능을 하는 물체일 수 있는 디퓨저(24)는 디퓨저(24L) 및 디퓨저(24R)와 같이 2개의 위치에 도시된다(실제로 디퓨저(24)는 가려질 단일 물체일 수 있어서 우선 하나가 먼저 사용되고 추후에 나머지가 사용됨).

최종 HOE(3)이 기능적 디스플레이에서 재구성될 때, 디퓨저(24)의 실상은 디스플레이에 나타나는 화상에 실상(6)이고, 결과적으로 크기, 방향, 및 위치는 최종 디스플레이의 기능에 영향을 준다. (각도에 따라, 기준빔(18)과 조명빔(2)의 수렴 또는 발산함) 디퓨저(24L)는 입체 시점 영상(10)의 좌측 절반부를 결정하는 실상(6)에 대응하는 한편, 디퓨저(24R)는 입체 시점 영역(10)의 우측 절반부를 결정하는 실상(6)에 대응한다.

디퓨저(24L)는 마스크(19)와 홀로그램 플레이트(21)를 향해 빛(25L)을 분사하고 디퓨저(24R)는 동일한 방식으로 빛(25R)을 분사한다.

단순히, 입체 시점 영역(10)의 중심 위치는 기준빔(18ab)을 사용하여 홀로그램 기록과 기준빔(18pq)을 사용하여 홀로그램 기록을 위해 동일하도록 가정되되, 이는 2개의 공간적 다중화 입체 시점 영역(10)을 좌우 대칭으로 이동할 수 있게 편리하고 합리적인 설계 접근법이다.

도 10i는 도 10h에 도시된 기하학의 측면도로, 축적을 사용하지 않았다.

이러한 특정 배열을 위한 마스터 HOE H1(21)을 기록하는 데에 필요한 4개의 노출점이 수직방향으로 확대된 도 10j 내지 도 10m을 참조하고 마스터 HOE(21)의 표면을 확대한 도 10d 내지 도 10g를 참조로 하여 이제 설명될 것이다. 이러한 도면에서의 음영은 단순히 명료한 이해를 돕기 위해 사용되고 있다.

1. 노출점 1은 도 10j에 도시된다. 마스크는 제1위치에 위치되고, 디퓨저(24L)는 기준빔(18pq)을 간섭하는 빛(25L)을 조명하고 분산한다. 이러한 간섭 패턴은 마스크(19) 내에 투명 영역(20)에 대응하는 고감도 층(28)의 위치에 기록된다; 노출영역(26pa L;기준빔(18pq)와 디퓨저(24L)이 노출을 위해 사용됨)을 가지고 또한 참조부호(26ⅰ)로 되어, 제1노출점으로 생성된다. 도 10d는 바람직하게 LCD의 픽셀 구조물에 대해 위치된 노출 영역(26i)을 도시한다.

2. 노출점 2는 도 10k에 도시된다. 마스크는 제2위치까지 픽셀 피치(d)로 평행이동한다; 디퓨저(24L)은 기준빔(18ab)을 간섭하는 빛(25L)을 조명하고 분산한다. 이러한 간섭 패턴은 마스크(19) 내에 투명 영역(20)에 대응하는 고감도 층(28)의 위치에 기록된다; 노출 영역(26ab L)을 가지고 또한 참조부호(26ⅱ)로 된다. 앞서 노출된 영역(26ⅰ(26pq L))의 위치도 도시된다. 동일한 노출영역이 도 10e에 표시된다.

3. 그런 다음에, 디퓨저는 조정되어, 디퓨저(24L)는 더 이상 빛을 분산하지 않고 디퓨저(24R)는 빛을 분산한다. 마스크는 다시 제3위치까지 픽셀 피치(d)로 평행이동한다; 디퓨저(24R)는 기준빔(18pq)을 간섭하는 빛(25R)을 조명하고 분산한다. 이러한 간섭 패턴은 마스크(19) 내에 투명 영역(20)에 대응하는 고감도 층(28)의 위치에 기록된다; 노출 영역(26pq R)을 가지고 또한 참조부호(26ⅲ)로 된다. 앞서 노출된 영역(26ⅰ,26ⅱ)의 위치도 도시된다. 동일한 노출 영역이 도 10f에 표시된다.

4. 마스크는 제4위치까지 픽셀 피치(d)로 평행이동한다; 디퓨저(24R)는 기준빔(18ab)을 간섭하는 빛(25R)을 조명하고 분산한다. 이러한 간섭 패턴은 마스크(19) 내에 투명 영역(20)에 대응하는 고감도 층(28)의 위치에 기록된다; 노출 영역(26ab R)을 가지고 또한 참조부호(26ⅳ)로 된다. 앞서 노출된 영역(26ⅰ,26ⅱ,26ⅲ)의 위치도 도시된다. 동일한 노출 영역이 도 10g에 표시된다.

HOE 제작 방법: 예컨대 도 7에 디스플레이용

도 11은 도 7에 도시된 디스플레이에 사용될 수 있는 HOE H1 마스터(21)용 기록 공정을 도시한다(입체 및 공간 다중화를 창출하기 위해 시간적 다중화를 사용하여 독립적으로 이동하는 2명의 뷰어에게 다른 입체 영상을 전달함).

도 11a는 도 10a에 도시된 바와 같이 픽셀 열(9)을 확인할 수 있다. 도 7에 디스플레이는 2개의 픽셀 열 세트만을 사용하며, 이들은 참조부호(9ab,9pq)로 확인된다.

상세한 마스크(19)는 도 11c에 도시되되, 이 마스크의 피치는 2d로서, 여기서 d는 LCD의 픽셀 피치이다. 투명 영역(20)의 두께는 t이고, 여기서 t≤d 이다.

H1 기록 구조는 도 11f에 도시되되, 하나의 디퓨저(24)가 사용되고 도 10에 도시된 디퓨저(24) 보다 협소하다. 협소할 필요는 없지만, 이 경우에는 협소하며, 도 7에 광원은 선형이고 디퓨저(24)의 실상(6)을 수평방향으로 발산하는 효과를 가진다. 도 7a에 6x와 6x' 사이에 접합부의 수평 위치는 도 7의 광원 어레이(16)에 광원의 선택으로 제어된다.

기준빔(18pq,18ab)는 도 10과 본질적으로 동일하다.

이 경우에는 2개의 노출점이 있게 된다.

1. 도 11h는 제1위치에 마스크(19)를 도시한다; 기준빔(18pq)은 분산된 빛(25)으로 간섭되고 위치(26pq, 또한 26ⅰ로 도시됨)에서 고감도 층(28)으로 기록된다. 이 기록의 패턴은 도 11d에 도시된다.

2. 그런 다음에, 마스크는 도 11i에 도시된 바와 같이 제2위치까지 픽셀 피치(d)로 평행이동하고, 유사 기록이 기준빔(18ab)을 사용하여 만들어지며, 최종 기록은 도 11e에 도시된다.

전술된 2개의 H1 기록 공정은 특정 디스플레이의 상세 요구에 따라 가변될 수 있다. 또한 다른 홀로그램 공정도 동등한 시각적 실행을 전달할 수 있다. 본 발명에 따른 "엣지형(edge-lit)" 홀로그램 구조를 사용할 것이며, 조명광은 투명광 가이드 내에 수용된다. 이러한 구조는 디스플레이에 매력적으로 얇은 형태로 만들어지게 한다. 엣지형 홀로그램을 만드는 방법론은 이미 공지되어 있어, 여기서 기술하지는 않을 것이다.

H2 및 H3 복제

최종 HOE(3)를 제작하는 일 공정이 간단하게 기술될 수 있다. 중간 H2 HOE는 접촉 복사 공정으로 제작되는데, 마감처리된 H1은 노출되지 않은 플레이트와 접촉되게 안착(고감도 층과 고감도 층)하고 레이저 빔을 사용하여 노출된 곳은 H1의 기록에 사용될 기준빔을 활용하며, HOE는 전송 홀로그램으로 빛이 실상을 재구성하는 H1을 통과한다. 영상을 형성하는 빛은 0차순 레이저 빛으로 간섭되고 간섭 패턴은 H2에 기록된다.

그런 다음에, 마감처리된 H2는 디스플레이에 사용된 H3 HOE(3)을 제작하는 데에 사용된다. H2는 H3 홀로그램 플레이트의 노출되지 않은 고감도 층과 거의 접촉하도록 위치되며, 균등한 틈새가 남아 있게 되는데, 광학적 두께는 HOE(3)의 고감도 층과 마감처리된 디스플레이에 LCD 내에 액정 셀(liquid crystal cell) 사이의 광학적 거리와 거의 유사하고, 틈새는 통상적으로 1mm 이고 굴절률 정합액(index matching fluid) 및/또는 H2에 결합될 박막형 유리 덮개 시트로 채워진다. 이러한 샌드위치는 H2를 제작하는 데에 사용된 기준빔을 활용하는 레이저광 빔으로 노출되고, 따라서 이러한 빛은 H1을 기록하는 데에 사용될 기준빔에 사용된 빛과 동일하거나 유사하다.

사용중에, H3는 이를 제작하는 데에 사용될 빛의 활용으로 재구성되며, 따라서 여기에 기재된 다양한 시점 영역을 형성하는 실상을 형성하게 된다. 또한, LCD 내에 H2 고감도 층의 영상을 재구성하여, 빛이 특정 픽셀 열만을 관통하도록 보장한다.

전술된 광학적 복제 공정은 몰딩 릴리프 구조로 복제하는 다른 선택적 사항이다. 또한 HOE를 기록한 계산과 기계에 의해 H1를 생산하는 방법은 동일하거나 동등한 광학적 실행으로 생산된다.

광원

기술의 편이성을 위해서, 광원은 별도의 물체로 표기된다. 광원의 효율적인 위치가 제어될 수 있다는 점이 중요하며, 개별적인 다수의 광원은 적은 갯수의 광원으로 대체될 수 있는데, 광원의 효율적인 위치는 광학적, 광전자 혹은 기계 수단으로 변경된다.

발광다이오드는 광원의 훌륭한 선택이다. 소형이고 용이한 스위칭을 갖는 협소한 스펙트럼 대역폭이 이상적으로 만들어진다.

뷰어 감지수단과 시차

본 발명의 전술된 대부분의 실시예는 다수의 다른 뷰어에게 빛을 안내할 수 있는 디스플레이의 작동에 관한 것이다. 입체 작동 중에, 각각의 뷰어는 2개의 영상을 볼 수 있는데, 좌측 영상은 좌안으로만 봐야하고 우측 영상은 우안으로만 봐야만 한다.

홀로그램 실행에서, 입체 영상 시점(10)의 위치는 HOE를 조명하기 위해 사용될 광원(1)의 위치에 종속된다.

디스플레이는 고정 시점 위치 세트를 만들 수 있게 설계될 수 있는데, 이러한 경우에서, 뷰어는 직접 정확한 시점 위치를 찾아야 하는데, 이는 문제시 될 수 있거나 문제시 되지 않을 수 있다. 만약 디스플레이가 뷰어에 의해 조정과 뷰어의 움직임을 추적할 필요가 있다면, 광원(1)은 정확한 광원이 각각의 위치에 따라서 각 뷰어에 사용되도록 보장하는 방식으로 제어될 필요가 있을 것이다. 이를 위해서, 디스플레이(혹은 병합된 장비)는 각 뷰어의 위치를 감지하는 수단을 구비해야하고, 그런 다음에 정보는 뷰어에게 보여질 정확한 화상을 만들기 위해 사용되는 광원의 적당한 위치를 선택하여 사용된다.

각 뷰어의 위치는 각각의 뷰어에게 전달될 화상의 소실투사를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 이는 각 뷰어가 자신의 위치에서 정확한 소실투사를 보고 자신의 움직과 동일한(다른 뷰어의 이동과 무관한) x,y,z방향에 시차를 즐길 수 있는 방식으로 각각의 뷰어에게 완전 시차를 표시하는데에 사용될 수 있다.

추적을 기본으로 하는 비디오 카메라의 형태가 이 출원에 가장 바람직해지도록 강제 뷰어-추적 수단을 배제하는 것이 중요하다. 적당한 시점 내에 눈의 x,y,z 위치를 감지하고 측정하는 방법을 기본으로 한 다수의 소프트웨어가 존재하고 있다.

스테레오를 기본으로 한 안경의 경우에 있어, 공간-시간 다중화가 사용되되, 뷰어의 위치를 조정하는 디스플레이를 필요로 하지 않고 시차가 전술된 동일한 방식으로 각각의 뷰어에게 갱신될 수 있다. 이 경우에, (뷰어의 눈 대신에) 안경을 추적하는 수단을 선택이 중요하다.

뷰어가 많은 경우 혹은 시차 정보가 없는 경우의 역전 모드

여기에 기술된 모든 실시예들은 최대 뷰어를 제한할 것이며, 가끔 최대 뷰어 이상의 뷰어가 디스플레이를 시청할 수 있게 할 수 있다. 이러한 문제점을 위한 일 해결책은 4명의 뷰어용 완전 시차를 제공할 것이며, 하나 이상의 개별적인 뷰어를 위한 완전 시차 채널은 다중 뷰어 고정 시차 모드로 되돌린다. 간단한 공간적 다중화 접근법과 시간적 다중화 접근법은 동일한 영상이 모든 위치에 나타나도록 필요에 따라 많은 시점 위치에 제공될 수 있다. 따라서, 디폴트는 한명 이상의 뷰어에게 고정 시차 3D를 표시하여 쉽게 실행될 수 있다. 다른 채널들은 시차와 작동할 수 있으며, 모든 디폴트를 고정 시차 모드와 동등하게 할 수 있다.

또한, 이는 디폴트 모드일 수 있는데, 만약 입체 내용이 (오래된 3D 영화와 같이) 미리 결정되고 불변하는 시점 위치를 가지고 있다면, 그 내용은 뷰어의 시점 위치에 따라 소실투사의 연속적인 갱신을 허용한다.

동일한 장소에 다른 뷰어와 대조되게 다른 장소 상에 뷰어

본 명세서의 대부분에서, (a) 모든 뷰어들은 자체 완전 시차 3D를 공급받아야만 하고 (b) 모든 시차는 동일한 장소에 있다고 가정한다. 본 발명은 이러한 사용에 한정되지 않는다. 선택가능한 사용으로도 각각의 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있다. 2명의 뷰어용 컴퓨터 전쟁 게임이 실례이다. 만약 2명이 서로에 대해서 경기를 펼친다면, 각자는 예컨대, 반대 방향으로 보는-아마도 가상세계에서 서로를 향해 각자의 시점을 공급받을 수 있다. 덧붙여서, 2개의 시점은 입체일 필요는 없다. 따라서 본 발명은 입체 3D 디스플레이에 한정되지 않는다.

브랙 각도 혹은 편향에 의한 다양한 필터링은 다른 공간적 다중화된 영상을 구별하도록 사용될 수 있다. 다른 필터링 방법은 또한 협소한 대역폭 컬러 필터링으로서 사용될 수 있다.

Claims

제1영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내의 제1픽셀 세트와 제2영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내의 제2픽셀 세트로 이루어진 픽셀 어레이와;
사용중에, 상기 픽셀 어레이를 개별적으로 조명하도록 다수의 광원으로 이루어진 광원 어레이; 및
제1픽셀 세트에 영향을 주는 광원 어레이 내에 제1광원의 빛이 제1뷰어의 좌안을 위한 제1실상을 형성하도록 제1위치를 향해 홀로그래픽 광학 소자(이하 HOE)로 회절되며, 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원의 빛이 상기 제1뷰어의 우안을 위한 제2실상을 형성하도록 제2위치를 향해 회절시켜, 상기 제1 및 제2실상이 함께 제1시점 영역을 형성하는, 상기 픽셀 어레이와 상호작용하도록 공간적으로 다중화(multiplex)된 HOE;로 이루어지고;
상기 HOE는 광원 어레이 내에 다른 광원의 빛을 회절시켜 공간적으로 위치될 대응 시점 영역을 형성하며;
상기 제1 및 제2픽셀 세트로 연속적으로 선택된 한쌍의 제1 및 제2 영상을 표시하고 광원 어레이 내의 광원으로 연속적으로 선택된 한쌍의 영상과 동기화되게 연속적으로 활성화하는 제어장치를 추가로 구비하여, 광원 어레이 내의 오로지 하나의 광원의 빛이 아무 때나 HOE에 입사되어서 연속적이면서 공간적으로 배치된 위치에서 다중 뷰어를 위한 다중 시점 영역을 제공하는 제어장치를 추가로 구비하여; 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1영상은 스테레오 페어의 좌측 영상이고 상기 제2영상은 스테레오 페어의 우측 영상으로 되어 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2실상은 서로 인접해 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2영상은 동일한 영상으로 되어 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제1영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제1픽셀 세트와,
제2영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제2픽셀 세트,
제3영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제3픽셀 세트,
제4영상을 표시하도록 상호작용하는 픽셀 어레이 내에 제4픽셀 세트를 가진 픽셀 어레이와;
다수의 광원을 구비하고, 각각의 광원은 상기 픽셀 어레이를 개별적으로 조명하도록 된 다수의 광원 어레이; 및
제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원 어레이 내에 제1광원의 빛은 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어의 좌안을 위한 제1실상을 형성하고 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 빛은 제2위치를 향해 회절되어 상기 제1뷰어의 우안을 위한 제2실상을 형성하여, 상기 제1 및 제2실상이 함께 제1시점 영역을 형성하는, 상기 픽셀 어레이와 상호작용하도록 공간적으로 다중화된 HOE;로 이루어지고;
제3픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원 어레이 내에 제1광원의 빛은 제3위치를 향해 상기 HOE로 회절되어 제2뷰어의 좌안을 위한 제3실상을 형성하고 다른 제4픽셀 세트에 영향을 주는 빛은 상기 제2뷰어의 우안을 위한 제4실상을 형성하여, 제3 및 제4실상이 함께 제2시점 영역을 형성하며;
상기 HOE 또는 필터 소자는 제1광원 어레이의 빛을 제2시점 영역을 향해 회절되는 것을 방지하고 이와 같이 제2광원 어레이의 빛을 제1시점 영역을 향해 회절되는 것을 방지하고;
추가로 상기 HOE는 각각의 광원 어레이 내에 다른 광원의 빛을 회절하여 공간적으로 배치된 대응 위치에 개별적인 시점 영역을 형성하여; 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2픽셀 세트로 연속적으로 선택된 상기 한쌍의 제1 및 제2영상을 표시하고, 제1광원 어레이 내에 광원으로 연속적으로 선택된 상기 한쌍의 제1 및 제2영상과 동기화되게 연속적으로 활성화하여, 제1광원 어레이 내에 하나의 광원의 빛이 아무 때나 HOE 상에 입사하고; 추가로 상기 제3 및 제4픽셀 세트로 연속적으로 선택된 상기 한쌍의 제3 및 제4영상을 표시하고, 제2광원 어레이 내에 광원으로 연속적으로 선택된 상기 한쌍의 제3 및 제4영상과 동기화되게 연속적으로 활성화하여, 제2광원 어레이 내에 하나의 광원의 빛이 아무 때나 HOE 상에 입사하게 하는 제어장치를 추가로 구비한 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항에 있어서, 상기 공간적 다중화된 HOE는, 상기 픽셀 어레이의 제1 및 제2픽셀 세트에 대응하는 공간적 다중화된 형상에 HOE의 제1영역 세트가 하나의 각도 범위에서 영향을 주는 빛으로 조명될 경우에만 빛을 회절하여 제1시점 영역을 형성하고, 상기 픽셀 어레이 내의 제3 및 제4픽셀 세트에 대응하는 HOE의 제2영역 세트가 실제로 다른 각도 범위에서 영향을 주는 빛으로 조명될 경우에만 빛을 회절하여 제2시점 영역을 형성하도록 되어 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
다수의 한쌍의 광원으로 이루어진 제1 및 제2광원 어레이와;
제1뷰어의 좌안을 위한 제1영상과 제1뷰어의 우안을 위한 제2영상을 표시하는 제1광원 어레이에 대응하는 제1픽셀 세트와, 선택가능하게 제2뷰어의 좌안을 위한 제3영상과 제2뷰어의 우안을 위한 제4영상을 표시하는 제2픽셀 세트를 갖춘 픽셀 어레이;
각각의 광원은 상기 픽셀 어레이를 개별적으로 조명하도록 되어 있으며;
대응하는 제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원 어레이 내에 한쌍의 광원 중 하나의 광원의 빛은 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어의 좌안을 위한 제1실상을 형성하고, 제1픽셀 세트에 영향을 주는 한쌍의 다른 광원의 빛이 제2위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어의 우안을 위한 제2실상을 형성하여, 상기 제1 및 제2실상이 함께 제1시점 영역을 형성하는, 상기 픽셀과 상호작용하도록 공간적으로 다중화된 HOE;
대응하는 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원 어레이 내에 한쌍의 광원 중 하나의 광원의 빛은 제3위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰어의 좌안을 위한 제3실상을 형성하고, 픽셀 세트에 영향을 주는 한쌍의 다른 광원의 빛은 제4위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰터의 우안을 위한 제4실상을 형성하여, 제3 및 제4실상이 함께 제2시점 영역을 형성하며;
상기 HOE는 각각의 광원 어레이 내에 다른 한쌍의 광원의 빛을 회절하여 공간적으로 배치된 대응 위치에 개별적인 시점 영역을 형성하고;
상기 픽셀 어레이 내에 각각의 픽셀 세트로 각각의 한쌍의 광원 내에 대응하는 광원을 활성화하여 동기화되게 연속적으로 좌안과 우안 영상을 표시하도록 하는 제어장치;
상기 HOE 또는 필터 소자는 제1광원 어레이의 빛을 제2시점 영역을 향해 회절되지 않게 하고, 이와 유사하게 제2광원 어레이의 빛을 제1시점 영역을 향해 회절되지 않게 이루어져; 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 무안경식 입체 디스플레이 장치.
다수의 광원을 구비한 제1 및 제2광원 어레이와;
제1영상을 표시하는 제1광원 어레이에 대응하는 제1픽셀 세트와 제2영상을 표시하는 제2광원 어레이에 대응하는 제2픽셀 세트를 갖춘 픽셀 어레이;
각각의 광원은 픽셀 어레이를 개별적으로 조명할 수 있게 되어 있으며;
대응하는 제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원 어레이 내에 하나의 광원의 빛이 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 제1뷰어를 위한 제1실상을 형성하고, 상기 제1실상은 제1시점 영역을 형성하도록, 상기 픽셀 어레이와 상호작용하게 공간적으로 다중화된 HOE;
대응하는 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원 어레이 내에 하나의 광원의 빛이 제2위치를 향해 HOE로 회절되어 제2뷰어를 위한 제2실상을 형성하며, 상기 제2실상은 제2시점 영역을 형성하고;
상기 HOE는 각각의 광원 어레이 내에 다른 광원의 빛을 회절하여 공간적으로 배치된 대응 위치에 개별적인 시점 영역을 형성하며;
상기 HOE 또는 필터 소자는 제1광원 어레이의 빛을 제2시점 영역을 향해 회절되지 않게 하고, 이와 같이 제2광원 어레이의 빛을 제1시점 영역을 향해 회절되지 않게 이루어져; 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 장치.
제9항에 있어서, 상기 픽셀 어레이에 제1픽셀 세트는 제1영상과 번갈아 제3영상을 표시하고, 픽셀 어레이에 제2픽셀 세트는 제2영상과 번갈아 제3영상을 표시하며,
상기 제1 및 제2픽셀 세트로 연속적인 영상을 표시하고, 각각의 광원 어레이 내에 광원을 연속적인 영상과 동기화하여 연속적으로 활성화하여, 각각의 광원 어레이 내의 광원의 빛이 아무 때나 HOE에 입사하도록 하는 제어장치를 추가로 구비하는, 디스플레이 장치.
제8항 내지 제10항에 있어서, 상기 공간적 다중화된 HOE는, 상기 픽셀 어레이의 제1픽셀 세트에 대응하는 공간적 다중화된 형상에 HOE의 제1영역 세트가 하나의 각도 범위에서 영향을 주는 빛으로 조명될 경우에만 빛을 회절하여 제1시점 영역을 형성하고, 상기 픽셀 어레이 내의 제2픽셀 세트에 대응하는 HOE의 제2영역 세트가 실제로 다른 각도 범위에서 영향을 주는 빛으로 조명될 경우에만 빛을 회절하여 제2시점 영역을 형성하도록 되어 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제7항 또는 제11항에 있어서, 상기 다른 광원 어레이는 실제로 다른 각도 범위와 일치되게 위치되는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항 내지 제12항에 있어서, 상기 제1광원 어레이의 빛은 한쪽으로 편향되고, 제2광원 어레이의 빛은 반대인 제2쪽으로 편향되며; 필터 소자는 상기 HOE 및 픽셀 어레이와 상호작용하는 공간적으로 다중화된 편향 필터로 이루어져, 상기 제1광원 어레이 내에 광원의 입사 빛이 상기 필터 소자에 의해 선택적으로 차단되고 상기 HOE에 의해 상기 제1시점 영역만을 향해 회절되며, 상기 제2광원 어레이 내에 광원의 입사 빛이 상기 필터 소자에 의해 선택적으로 차단되고 상기 HOE에 의해 상기 제2시점 영역만을 향해 회절되는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 광원은 발광소자(light emitter)의 서브 어레이로 이루어져 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간적으로 배치될 시점 영역이 동시에 형성되도록 상기 광원 어레이의 광원을 제어하는 제어장치를 추가로 구비하는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1영상은 제1스테레오 페어의 좌측 영상이고, 제2영상은 상기 제1스테레오 페어의 우측 영상이며, 추가로 상기 제3영상은 제2스테레오 페어의 좌측 영상이고, 제4영상은 제2스테레오 페어의 우측 영상으로 되어 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2영상은 동일 영상으로 되어 있고, 제3 및 제4영상은 동일 영상으로 되어 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2실상은 서로 인접해 있고, 상기 제3 및 제4영상은 서로 인접해 있는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1시점 영역이 상기 제2시점 영역과 공간적으로 분리되도록 각각의 광원 어레이 내에 광원을 제어하는 제어장치를 추가로 구비하는, 무안경식 입체 디스플레이 장치.
다수의 픽셀 세트를 구비하며, 제1픽셀 세트가 순차적으로 제1영상과 제3영상을 표시하게 되어 있고, 제2픽셀 세트가 순차적으로 제2과 제4영상을 표시하는, 픽셀 어레이와;
픽셀 어레이를 개별적으로 조명하는 제1 및 제2광원;
제1픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원의 빛이 제1위치를 향해 HOE로 회절되어 뷰어를 위한 제1실상을 형성하고, 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제1광원의 빛이 제1위치에서 공간적으로 배치된 제2위치를 향해 안내되어 뷰어를 위한 제2실상을 형성하도록 상기 픽셀 어레이와 상호작용하도록 공간적으로 다중화되어 있고, 추가로 제1픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원의 빛이 제3위치를 향해 HOE로 회절되어 뷰어를 위한 제3실상을 형성하고, 다른 제2픽셀 세트에 영향을 주는 제2광원의 빛이 제3위치에서 공간적으로 배치된 제4방향으로 안내되어 뷰어를 위한 제4실상을 형성하도록 공간적으로 다중화되어, 상기 제1 및 제2실상은 제3 및 제4실상과 공간적으로 배치되게 하는 HOE;
제1픽셀 세트로 제1 및 제2광원의 순차 활성화로 동기화하여 순차적으로 제1 및 제3영상을 표시하고, 제2픽셀 세트로 제1 및 제2광원의 순차 활성화로 동기화하여 순차적으로 제2 및 제4영상을 표시하도록 하는 제어장치;로 이루어진, 다시점 무안경식 입체 디스플레이.
제20항에 있어서, 상기 제1 및 제3실상은 서로 인접해 있고, 제2 및 제4실상에 인접하거나 중첩되게 형성되며, 상기 제2 및 제4실상은 서로 인접해 있는, 다시점 무안경식 입체 디스플레이.
제20항에 있어서, 상기 제1 및 제3실상은 상기 제2 및 제4실상과 번갈아 포개어지는, 다시점 무안경식 입체 디스플레이.
제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 각 영상은 물체의 다른 소실투사영상으로 되어 있는, 다시점 무안경식 입체 디스플레이.
제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 인접해 있는 실상은 스테레오 페어를 형성하는, 다시점 무안경식 입체 디스플레이.
제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1영상에서 제4영상까지 공간적으로 배치될 추가 실상을 제공하기 위해 추가 광원과 추가 대응하는 픽셀 세트를 추가로 구비하는, 다시점 무안경식 입체 디스플레이.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 시점 영역을 형성하는 실상들은 동질하고 확산되는, 디스플레이 장치.
사용중에, 제1픽셀 세트가 뷰어의 좌안을 위해 제1영상을 표시하고 제2픽셀 세트가 뷰어의 우안을 위해 제2영상을 표시하도록 공간적으로 다중화된 픽셀 어레이를 갖춘 디스플레이 장치와;
제1픽셀 세트의 빛이 한쪽으로 편향되고 제2픽셀 세트의 빛은 반대인 제2쪽으로 편향시키는 편향 장치;
뷰어의 눈에 선택적으로 빛을 차단하는 셔터와, 뷰어의 좌안은 좌안만을 위해 영상에 노출되고 우안은 우안만을 위해 노출되게 하는 보충 편향자로 이루어진 시점 장치; 및
제1 및 제2픽셀 세트로 한쌍의 제1 및 제2영상을 연속적으로 표시하도록 하고, 연속적인 한쌍의 영상을 동기화하게 셔터를 제어하여 뷰어가 선택된 한쌍의 영상에만 노출되게 하는 제어장치;로 이루어진, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 입체 디스플레이 시스템.
사용중에, 제1픽셀 세트가 제1뷰어의 좌안을 위한 제1영상과 제1뷰어의 우안을 위한 제2영상을 교대로 표시하도록 상호작용하고, 제2픽셀 세트는 제2뷰어의 좌안을 위한 제3영상과 제2뷰어의 좌안을 교대로 표시하도록 상호작용하는 공간적으로 다중화된 픽셀 어레이를 가진 디스플레이 장치와;
제1픽셀 세트의 빛을 제1쪽으로 편향하고 제2픽셀 세트의 빛을 반대 제2쪽으로 편향하는 장치;
제1쪽으로 편향된 빛을 실제로 투명하게 하고 제2쪽으로 편향된 빛을 실제로 불투명하게 하여 제1뷰어가 제1픽셀 세트의 빛만을 볼 수 있게 하는, 제1뷰어에 의해 사용되는 제1시점 장치;
제2쪽으로 편향된 빛을 실제로 투명하게 하고 제1쪽으로 편향된 빛을 실제로 불투명하게 하여 제2뷰어가 제2픽셀 세트의 빛만을 볼 수 있게 하는, 제2뷰어에 의해 사용되는 제2시점 장치;
제1 및 제2시점 장치는 각각 뷰어의 각 눈에 선택적으로 빛을 차단하는 셔터를 각각 구비하고;
제1 및 제2영상을 교대로 표시하도록 제1픽셀 세트를 제어하고, 제3 및 제4영상을 교대로 표시하도록 제2픽셀 세트를 제어하며, 제1 및 제2 뷰어의 좌안만이 대응하는 제1 혹은 제3영상에 노출되고 제1 및 제2뷰어의 우안만이 대응하는 제2 혹은 제4영상에 노출되게 각각의 시점 장치의 셔터를 제어하도록 된 제어장치;로 이루어진, 다중 뷰어에게 다른 영상을 표시할 수 있는 입체 디스플레이 시스템.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 뷰어에게 보여질 실제로 점멸 없는 영상을 위해 충분히 빠른 재생속도로 상기 픽셀 세트에 의해 표시될 영상을 재생하는, 디스플레이 장치.
제29항에 있어서, 상기 픽셀 어레이 내에 각각의 픽셀 세트를 위한 픽셀 재생속도는 적어도 약 60Hz로 되어 있는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제26항 또는 제29항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 HOE는 상기 광원 어레이에 대해서 상기 픽셀 어레이의 상류에 있는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제26항 또는 제29항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 HOE는 상기 광원 어레이에 대해서 상기 픽셀 어레이의 하류에 있는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 픽셀 어레이는 LCD 어레이로 되어 있는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 LED로 되어 있는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이의 모든 뷰어 혹은 몇몇 뷰어에게 다른 영상을 제공하는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제8항 또는 제11항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이의 각 뷰어에게 입체 영상을 제공하는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제8항 또는 제11항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이의 모든 뷰어 혹은 몇몇 뷰어에게 다른 입체 영상을 제공하는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 뷰어 감지수단을 설치하여 하나 이상의 뷰어의 위치를 감지하는, 디스플레이 장치.
제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 모든 뷰어 혹은 몇몇 뷰어에게 다른 소실투사로 영상을 전달하도록 되어 있는, 디스플레이 장치.
제39항에 있어서, 상기 소실투사는 상기 디스플레이 장치에 대해 뷰어 위치로 결정되는, 디스플레이 장치.