KR100424280B1 - 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오입체영상 디스플레이 장치 - Google Patents

체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오입체영상 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 체적형 광 기록매질(volume holographic optical element; VHOE) 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다. 좀 더 상세히 설명하면, 시분할적으로 다시점의 영상을 특정 방향으로 회절시켜 스테레오 입체 영상을 재생할 수 있는 다시점 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치은 시분할된 다시점 영상을 제공하는 영상 소스와, 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔을 생성하는 간섭 빔 발생부와, 상기 제1간섭 빔의 입사각을 조절하는 제1간섭 빔 조절부와, 상기 제2간섭 빔의 입사각을 조절하는 제2간섭 빔 조절부와, 상기 다시점 영상을 상기 제1간섭 빔 및 상기 제2간섭 빔을 동기화하기 위해 상기 제1간섭 빔 조절부 및 상기 제2간섭 빔 조절부를 제어하는 동기 신호 제어기 및 입사각이 조절된 상기 제1간섭 빔 및 상기 제2간섭 빔과 동기화된 상기 다시점 영상을 시분할적으로 각각의 다시점 방향으로 회절시켜 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치{MULTIVIEW STEREOSCOPIC 3D DEVICE USING VOLUME HOLOGRAPHIC OPTICAL ELEMENT}
본 발명은 체적형 광 기록매질(volume holographic optical element; VHOE) 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체 영상 디스플레이 장치에 관한 것이다. 좀 더 상세히 설명하면, 시분할적으로 다시점의 영상을 특정 방향으로 회절시켜 스테레오 입체 영상을 재생할 수 있는 다시점 디스플레이 장치에 관한 것이다.
현재 우리나라를 위시한 선진국에서 거론되고 있는 정보고속화도로(information super highway)는 앞으로 건설될 광대역 종합서비스 디지털 통신망을 근간으로 구축되고 있다. 이러한 정보고속화 도로에서 실현될 서비스들은 현재의 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티미디어형 서비스로부터 궁극적으로는 3차원(3D) 정보단말을 중심으로한 「보다 자연스럽고 실감있게 보고 즐길 수 있는」실감형 3차원 입체 멀티미디어 서비스로 발전할 것으로 전망되고 있다. 특히, 3D 영상 디스플레이 기술은 방송, 통신, 게임, 교육, 군사, 항공, 의료 등 광범위한 응용분야를 가지고 있는 차세대 정보통신 서비스의 총아로 그 기술개발 경쟁이 치열한 차세대 정보통신의 핵심 기반기술이다.
1958년 ITU의 전신인 CCIR 연구그룹의 권고안에 따르면, 3차원 영상 디스플레이 기술은 (1) 무안경식으로 눈에 피로를 주지 않아야 하며, (2) 현재의 평면장치 보다 해상도가 높아야 될 뿐만 아니라 (3) 현 평면(2D) 영상 장치과 호환성 및 다자 시청할 수 있어야 한다. CCIR 연구그룹의 권고안에 의한 사항들이 3차원 영상 디스플레이 기술의 가장 핵심적인 문제로 대두되었으며, 현재 이를 해결하기 위한 다양한 방법들이 연구 개발되어 왔다.
현재, 이러한 3D 디스플레이 장치을 구현하는 대표적인 기술로는 우리 눈의양안시차를 이용하는 렌티큘라(lenticular)방식, 패럴렉스 베리어(parallax barrier)방식, 광학판 방식(optical element) 등과 Full Parallx를 제공하는 체적형 입체 디스플레이 방식인 IP(integral photography) 방식 등이 제시되어 왔다. 이 중 렌티큘라 및 패럴렉스 베리어 방식은 무안경(autosteroscopic) 입체 디스플레이 방식으로서 가장 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 렌티큘라 및 패럴렉스 베리어 방식은 공간다중화(spatial-sequencial)방식으로 시점제한, 어지러움 및 주변 소자 한계 등으로 자연스러운 3D 디스플레이 장치의 구현이 제한되고 있다. 또한, IP방식은 3차원 입체 동영상과 천연색(full color) 지원이 가능한 방법으로서 현재, 일본 NHK를 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 그러나, IP 방식은 픽업과 디스플레이단의 정확한 정열 문제와 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array)의 수차 문제 등으로 완벽한 3D 입체영상을 재현하지 못하고 있다. 또한, 소자의 물리적 한계로 초다시점(super multiview)으로 접근하기에는 많은 문제점들을 갖고 있다.
한편, 영국 캠브리지 대학의 레인보우(Rainbow) 그룹에서는 기존의 공간분할 방식이 아닌 시분할 방식의 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 방식을 연구개발 하고 있다. 그러나, 레인보우 장치은 고속의 프레임 율(frame rate)을 갖는 CRT가 요구되며 디스플레이 단에서 각 시점별 시역형성을 위한 복잡한 장치 제어 및 동기화가 요구된다.
최근, 상술한 종래 3D 입체 영상 디스플레이 방식의 문제점을 해결하기 위해, VHOE를 이용한 시분할 방식의 다시점 스테레오 입체 영상 디스플레이 방식이제시되었다. 이 방식은 Bragg의 각 선택도를 갖는 체적형 광 기록매질에 다시점의 회절 격자를 다중화 기록하여 VHOE 광학판을 제작한 다음 이를 통해 고속의 평판 디스플레이상의 다시점 영상을 시분할적으로 정해진 특정방향으로 회절시켜 디스플레이 시키는 방식이다.
이러한 VHOE 방식에서는 높은 회절효율과 각 선택도을 갖는 광기록 매질의 개발이 요구되고 있다. 최근에는, 3차원 영상 디스플레이, 홀로그래픽 메모리, HOE(holographic optical element)등 다양한 응용 분야에서 새로운 광 기록매질로서 포토폴리머(photopolymer)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 포토폴리머는 사진건판과는 달리 화학처리(wet process)가 없이 건조처리(dry processing)만으로 쉽게 홀로그램을 제작할 수 있고 또한, 노출에 의한 자체현상과 고정이 이루어지므로 처리가 간편하고 회절효율이 높다는 등의 장점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 렌티큘라 및 패럴렉스 베리어 방식의 시점제한, 어지러움 및 주변 소자 한계의 문제점과, IP 방식의 픽업과 디스플레이단의 정확한 정열 문제와 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array)의 수차, 초다시점(super multiview)으로 접근 한계의 문제점 및 레인보우 장치의 고속의 프레임 율(frame rate)을 갖는 CRT가 요구되며 디스플레이 단에서 각 시점별 시역형성을 위한 복잡한 장치 제어 및 동기화가 요구되는 문제점을 해결하기 위하여, 체적형 광 기록매질(VHOE) 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 8시점의 회절 격자가 각 다중화되어 기록된 VHOE 광학판을 통해 고속의 평판 디스플레이상의 다시점 영상을 시분할적으로 읽어 정해진 특정방향으로 회절시킴으로써 공간상에 입체영상을 디스플레이 시키는 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치을 제공하는데 있다.
도 1a는 다중 회절 격자 기록의 기하학적 원리를 나타낸 도면.
도 1b는 기준 빔과 물체 빔에 대한 상호작용의 파 벡터를 나타낸 도면.
도 2는 VHOE 기반의 다시점 3D 디스플레이 장치의 개념도.
도 3a는 VHOE 광학판의 구현을 위한 다시점의 회절 격자의 기록과정을 나타낸 도면.
도 3b는 VHOE 광학판의 구현을 위한 재현과정을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치의 구성도.
본 발명의 일측면에 따르면, 시분할된 다시점 영상을 제공하는 영상 소스와, 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔을 생성하는 간섭 빔 발생부와, 상기 제1간섭 빔의 입사각을 조절하는 제1간섭 빔 조절부와, 상기 제2간섭 빔의 입사각을 조절하는 제2간섭 빔 조절부와, 상기 다시점 영상을 상기 제1간섭 빔 및 상기 제2간섭 빔을 동기화하기 위해 상기 제1간섭 빔 조절부 및 상기 제2간섭 빔 조절부를 제어하는 동기 신호 제어기 및 입사각이 조절된 상기 제1간섭 빔 및 상기 제2간섭 빔과 동기화된 상기 다시점 영상을 시분할적으로 각각의 다시점 방향으로 회절시켜 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치이 제공된다.
간섭 빔 발생부는, 레이저 광원과, 상기 레이저 광원 출력단에 위치하고, 상기 레이저 광원의 출력을 차단하는 제1셔터와, 상기 제1셔터를 통과한 상기 레이저 광원의 출력을 확산시키는 공간 필터와, 상기 공간 필터로부터 입사된 상기 레이저 광원의 출력을 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔으로 분할하는 빔 분할기를 포함한다.
제1간섭 빔 조절부는, 상기 간섭 빔 발생부의 제1간섭 빔 출력단에 위치하며, 상기 제1간섭 빔을 집속하는 제1집속 렌즈 쌍과, 상기 집속된 제1간섭 빔과 상기 제2간섭 빔이 30°를 유지하면서 디스플레이부로 입사되도록 상기 집속된 제1간섭 빔을 반사시키는 제1회동 거울 및 상기 반사된 제1간섭 빔의 입사각을 변경하는 제1입사각 조절 렌즈 쌍을 포함한다.
제2간섭 빔 조절부는, 상기 간섭 빔 발생부의 제2간섭 빔 출력단에 위치하며, 상기 제2간섭 빔을 집속하는 제2집속 렌즈 쌍과, 상기 집속된 제1간섭 빔과 상기 제2간섭 빔이 30°를 유지하면서 디스플레이부로 입사되도록 상기 집속된 제2간섭 빔을 반사시키는 제2회동 거울 및 상기 반사된 제2간섭 빔의 입사각을 변경하는 제2입사각 조절 렌즈 쌍을 포함한다.
디스플레이부는, 입사된 상기 제1회절 빔 및 상기 제2회절 빔이 각각의 다시점 방향으로 회절하도록 하는 다시점 개수만큼의 회절 격자가 기록된 체적형 광 기록매질 광학판과, 상기 체적형 광 기록매질 광학판에 입사된 상기 제1회절 빔 및 상기 제2회절 빔에 동기화된 다시점 영상을 시분할적으로 디스플레이하는 LCD 공간 광 변조기 및 상기 체적형 광 기록매질 광학판 및 상기 LCD 공간 광 변조기에 의해 재생된 다시점 영상의 누화를 방지하는 홀로그래픽 디퓨저를 포함한다.
여기서, 상기 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치은 상기 제1간섭 빔과 상기 제2간섭 빔을 각각 기준 빔과 물체 빔으로 이용하여 상기 체적형 광 기록매질 광학판에 다시점 개수에 상응하는 회절 격자를 기록할 수 있다.
여기서, 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치은 8개의 시점으로 입체영상을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서 다시점 VHOE 광학판에 대해 설명한다.
도 1a는 다중 회절 격자 기록의 기하학적 원리를 나타낸 도면이다.
일반적으로, 다시점 VHOE 광학판은 브래그(Bragg)의 각 선택도를 갖는 체적형 광 기록매질에 다시점의 회절 격자를 다중화 기록하여 제작된다. 제작된 VHOE 광학판에 기준파를 고속의 평판 디스플레이상의 다시점 영상과 동기를 맞추어서 입사시키게 되면 각 시점의 영상은 시분할적으로 정해진 특정방향으로 회절되어 디스플레이 된다.
여기서, VHOE 광학판에서 다시점의 회절 격자가 기록되고 복원되는 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 각 다중화된 8시점 회절 격자를 기록하기 위한 물체 빔(object beam)과 기준 빔(reference beam)에 대한 전장을 각각 식 (1) (2)와 같이 가정하자.
(1)
(2)
윗식에서, Ai와 AR는 물체 빔과 기준 빔의 전장의 진폭, w는 각주파수, ki와 kR는 물체 빔과 기준 빔의 파 벡터(wave vector)를 각각 나타낸다. 그리고, 8시점 대응되는 서로 다른 두 빔 Ei와 ER을 시분할적으로 간섭시켰을 때 간섭패턴은 식(3)과 같이 주어지게 된다.
(3)
여기서, K는 기준 빔과 입사 빔에 의해 형성된 회절 격자의 파 벡터(wave vector)이며 식 (4)와 같이 주어진다.
(4)
식 (4)에서,이며,는 간섭패턴의 주기를 나타낸다. 이러한 굴절률의 변화에 의해 기록매질에 기록된 패턴은 회절 격자처럼 작용하게 된다. 따라서, 회절 격자에 기준 빔이 입사되면 격자의 평행한 면들은 브래그 조건을 만족할 때에만 재현 빔을 회절시킨다. 여기서,는 격자와 입사된 기준 빔 사이의 각도를 나타낸다. 따라서, 회절 격자 기록시의 각도와 다른 각도θ′의 기준 빔이 입사되면 브래그 조건을 만족하지 않게 되어 회절 빔이 발생하지 않게 된다. 이러한 결과로부터 물체 빔은 복원시 광원의 입사각도와 기록시의 입사각이 같을 때에 만 복원이 된다는 것을 알 수 있다.
도 1b는 기준 빔과 물체 빔에 대한 상호작용의 파 벡터를 나타낸 도면이다. 도 1b를 참조하면, 기록매질에 기록이 될 때의 기준 빔들은 동일한 영역으로 입사되지만 각 기준 빔의 파 벡터들은 서로 다른 방향 특성을 갖는다. 즉, 동일한 벡터를 가지는 물체 빔과 각각의 다른 기준 빔과의 간섭은 도 1b에서 보는 바와 같이 모두 다른 격자 벡터(grating vector)를 형성하게 된다. 따라서, 물체 빔을 차단하고 기준 빔만을 기록매질에 입사하면 각각의 기준 빔에 대해 다른 방향정보를 가진물체 빔이 재생된다. 따라서, 본 발명에서는 광폴리머의 각선택도의 특성에 따라 홀로그래픽 고밀도 각 다중화 기술을 이용하여 8시점의 VHOE 광학판을 제작하고 이를 이용한 8시점 스테레오 입체 영상 디스플레이 장치을 구현한다.
도 2는 VHOE 기반의 다시점 3D 디스플레이 장치의 개념도이다.
VHOE 광학판을 이용한 다시점 3D 디스플레이 장치은 VHOE의 다중화 기록 특성을 이용하여 필요한 시점의 개수만큼의 회절 격자를 VHOE에 각 다중화 기록하여 VHOE 광학판을 구현한다. 다음, VHOE 광학판을 이용한 다시점 3D 디스플레이 장치은 고속의 평판 디스플레이에 입력된 다시점 영상들을 다중화된 회절 격자의 기준 빔과 동기를 맞추어 시분할적으로 입사시킴으로서 다시점의 입체영상을 공간적으로 디스플레이한다. 여기서, 필요한 만큼의 다시점 스테레오 영상을 시분할적으로 디스플레이 하기 위해서는 시점 영상과 일치하는 개수의 회절 격자를 효과적으로 저장하고 재생할 수 있는 홀로그래픽 다중화 메모리 기술이 요구된다.
도 2를 참조하면, VHOE에 기록하고자 하는 시점 방향정보가 기준 빔의 각도로서 정의된다면, 각 시점 방향정보는 빔 각도가 변하는 속도만큼 빠르게 재생이 가능하다. 따라서, 음파-광학 전향장치(acousto-optic deflector; AOD)(10, 20)와 같은 전자적인 빔 스캐너를 이용하면 기계적 오차 없이 고속 랜덤 액세스가 가능하다. 즉, AOD(10, 20)에 의해 두 개의 레이저 빔(물체 빔과 기준 빔)이 전자적으로 제어되어 광폴리머 매질 내에서 간섭하면 회절 격자 패턴이 광폴리머 매질 내에 형성된다. 회절 격자 패턴에 의해 저장된 시점 방향정보는 다시 특정 시점 방향정보기록시 사용된 기준 빔과 동일한 각도(또는 파장, 위상 부호)로 기준 빔을 다시 입사시킴으로써 재생될 수 있다. 여기서, 광포리머 매질에 형성된 회절 격자를 통과할 때 기준 빔은 물체 빔의 입사방향과 일치하는 회절 방향으로 회절 되며 이때 LCD와 기준 빔을 제어할 AOD(10, 20)의 동기화가 요구된다. 따라서, 고속의 LCD에 의해 재생되는 다시점의 스테레오 영상은 동기화된 기준 빔이 VHOE 광학판에 투영될 때마다 정해진 임의의 방향으로 회절되게 된다.
도 3a 및 도 3b는 VHOE 광학판의 구현을 위한 다시점의 회절 격자의 기록 및 재현과정을 각각 나타낸 도면이다. 시점 개수만큼의 회절 격자를 광 폴리머에 다중화 기록하여 VHOE 광학판을 만든 후(도 3a), 여기에 임의의 시점 영상들을 시분할적으로 입사시킴으로서 다시점의 스테레오 입체 영상을 디스플레이할 수 있다(도 3b).
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치의 구성도이다.
레이저 광원(100)은 532 nm 파장의 Nd-YAG 아르곤 레이저로서, VHOE 광학판에 입사되는 2개의 간섭 빔을 생성한다.
제1셔터(110)는 레이저 광원(100)의 출력단에 위치하며, 제1간섭 빔(또는 기준 빔) 및 제2간섭 빔(또는 물체 빔)을 동시에 차단한다.
공간 필터(120)는 제1셔터(110)를 통과한 광원을 확산시키며, 불필요한 고주파 잡음의 제거, 반환 빈형(뒤틀어짐)을 방지한다.
빔 분할기(200)는 공간 필터(120) 출력단에 위치하며, 공간 필터로부터 출력된 레이저빔을 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔으로 분할한다. 빔 분할기(200)는 VHOE 광학판(410으로 입사되는 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔의 각도를 최적의 각도인 2=30°로 유지하기 위하여 130°빔 분리가 가능하다.
제1집속 렌즈 쌍(210, 215)은 빔 분할기(200)의 제1간섭 빔 출력단에 위치하며, 제1간섭 빔을 집속한다.
제1회동 거울(300)은 제1집속 렌즈 쌍(210, 215)에 의해 집속된 제1간섭 빔을 정밀 제어하여 VHOE 광학판(410)으로 입사되는 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔의 각도가 2=30°를 유지하도록 한다. 제1회동 거울(300)은 3인치 크기의 직영을 갖는 거울이며, 0.02°단위의 각도 분해능을 갖는 스텝 모터에 의해 회동한다. VHOE 광학판(410)에 회절 격자를 기록하는 경우, 제1회동 거울(300)은 제1간섭 빔과, 제2간섭 빔의 브래그 각을 기준으로 각각 각각 1.2°씩 각 다중화 함으로써, 두 평면파인 제1간섭 빔과 제2간섭 빔을 간섭시킨다.
제1입사각 조절 렌즈 쌍(302, 304)은 제1회동 거울에 의해 반사된 제1간섭 빔의 입사각을 변경한다. 제어되는 제1간섭 빔 경로의 전체 초점 거리는 2f1+2f2이다. 여기서 f1은 제1입사각 조절 렌즈(302)의 초점 거리이며, f2는 제1입사각 조절 렌즈(304)의 초점 거리이다. VHOE 광학판(410)에 의해 회절되는 회절 빔의 회절방향은 물체 빔의 입사각에 의해 결정되므로 기록된 8개의 회절격자를 방향성을 주어야 한다. 따라서, 각 다중화를 위해 3인치 크기의 볼록렌즈인 제2렌즈 쌍을 수평으로 배열한 다음 적절히 제1회동 거울(300)을 제어한다. 이 때, 8개의 회절격자를 각 다중화하여 기록하기 위한 제1회동 거울(300)의 제어각도는 기록매질의 입사각만큼 동일하게 빔을 제어되어야 한다.
제1집속 렌즈 쌍(210, 215), 제1회동 거울(300) 및 제1입사각 조절 렌즈 쌍(302, 304)이 제1 간섭 빔 조절부를 구성한다.
제2 셔터(115)는 빔 분할기(200)의 제2간섭 빔 출력단에 위치하며, 제2간섭 빔을 차단한다.
제2집속 렌즈 쌍(220, 225)은 빔 분할기(200)의 제2간섭 빔 출력단에 위치하며, 제2간섭 빔을 집속한다.
제2회동 거울(350)은 제2집속 렌즈 쌍(220, 225)에 의해 집속된 제2간섭 빔을 정밀 제어하여 VHOE 광학판(410)으로 입사되는 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔의 각도가 2=30°를 유지하도록 한다. 제2회동 거울(350)은 3인치 크기의 직영을 갖는 거울이며, 0.02°단위의 각도 분해능을 갖는 스텝 모터에 의해 회동한다. VHOE 광학판(410에 회절 격자를 기록하는 경우, 제2회동 거울(350)은 제1간섭과, 제2간섭 빔의 브래그 각을 기준으로 각각 각각 1.2°씩 각 다중화 함으로써, 두 평면파인 제1간섭 빔과 제2간섭 빔을 간섭시킨다.
제2입사각 조절 렌즈 쌍(352, 354)은 제2회동 거울(350)에 의해 반사된 제2간섭 빔의 입사각을 변경한다. 제어되는 제2간섭 빔 경로의 전체 초점 거리는2f1+2f2이다. 여기서 f1은 제2입사각 조절 렌즈(352)의 초점 거리이며, f2는 제2입사각 조절 렌즈(354)의 초점 거리이다.
제2집속 렌즈 쌍(220, 225), 제2회동 거울(350) 및 제2입사각 조절 렌즈 쌍(352, 354)이 제2 간섭 빔 조절부를 구성한다.
디스플레이(400)는 VHOE 광학판(410), LCD 공간 광 변조기(420) 및 홀로그래픽 디퓨저(430)를 포함하며, 기준 빔이 VHOE 광학판(410)에 의해 회절된 8 방향의 회절 빔을 통해 8 시점 입체 영상을 디스플레이한다. 즉, VHOE 광학판(410)에 기준 빔을 고속의 LCD 공간 광 변조기(420) 상의 다시점 영상과 동기를 맞추어 입사시키게 되면 각 시점의 영상은 시분할적으로 정해진 특정 방향으로 회절되어 디스플레이된다. VHOE 광학판(410)는 비교적 각 선택도와 높은 회절 효율을 갖는 투과형 포토폴리머가 바람직하다. 홀로그래픽 디퓨저(430)는 재생되는 다시점 회절빔의 누화를 방지하기 위해, 30°의 확산각도를 갖는다, 본 발명에서는 DUPONT사의 HRF-150-100을 VHOE로 사용하였으며, 다시점 스테레오 입체 영상을 디스플레이 하기 위해 소니사의 1024X768 XGA 급 LCD 공간 광 변조기를 사용하였다.
VHOE 광학판(410)의 안정적인 기록과정을 수행하기 위해서 적절한 사전노출(pre-exposure)이 필요한데, 본 발명에서는 최적의 사전 노출시간으로 15초를 적용하였다. 여기서, 물체 빔과 기준 빔의 직경크기는 1.25cm이고 빔세기는 65 ㎼/㎠로 동일하게 하여 사용하였다.
동기 신호 제어기(500)는 LCD 공간 광 변조기(420)와 제1회동 거울(300) 및제2회동 거울(350)을 동기화한다. 즉, 동기 신호 제어기(500)는 LCD 공간 광 변조기(420)에 다시점 영상들을 다중화된 회절 격자의 기준 빔과 동기를 맞추어 시분할적으로 입사시킴으로서 다시점의 입체영상이 공간적으로 디스플레이되도록 한다. 이를 위해, 동기 신호 제어기(500)는 제1회동 거울(300) 및 제2회동 거울(350)의 스텝 모터를 정밀 제어하여, VHOE 광학판(410)으로 입사되는 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔의 각도가 2=30°를 유지하면서 동시에 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔이 다시점 영상들과 동기가 이루어지도록 한다.
영상 소스(600)는 동기 신호 제어기(500)에 연결되어 있으며, 시분할된 다시점 영상을 디스플레이(400)의 LCD 공간 광 변조기(420)로 입력한다.
LCD 드라이버(415)는 동기 신호 제어기(500)와 LCD 공간 광 변조기(410) 사이에 연결되어 있으며, 동기 신호 제어기(500)로부터 입력된 다시점 영상이 시분할적으로 디스플레이되도록 LCD 공간 광 변조기(410)를 구동한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의해, VHOE 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치을 제공하는데 있다. 즉, 8시점의 회절 격자가 각 다중화되어 기록된 VHOE 광학판을 통해 고속의 평판 디스플레이상의 다시점 영상을 시분할적으로 읽어 정해진 특정방향으로 회절시킴으로써 공간상에 입체영상을 디스플레할 수 있다.

Claims (8)

  1. 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치에 있어서,
    시분할된 다시점 영상을 제공하는 영상 소스;
    제1간섭 빔 및 제2간섭 빔을 생성하는 간섭 빔 발생부;
    상기 제1간섭 빔의 입사각을 조절하는 제1간섭 빔 조절부;
    상기 제2간섭 빔의 입사각을 조절하는 제2간섭 빔 조절부;
    상기 시분할된 다시점 영상을 상기 제1간섭 빔 및 상기 제2간섭 빔을 동기화하기 위해 상기 제1간섭 빔 조절부 및 상기 제2간섭 빔 조절부를 제어하는 동기 신호 제어기; 및
    입사각이 조절된 상기 제1간섭 빔 및 상기 제2간섭 빔과 동기화된 상기 다시점 영상을 시분할적으로 각각의 다시점 방향으로 회절시켜 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 간섭 빔 발생부는,
    레이저 광원;
    상기 레이저 광원 출력단에 위치하고, 상기 레이저 광원의 출력을 차단하는 제1셔터;
    상기 제1셔터를 통과한 상기 레이저 광원의 출력을 확산시키는 공간 필터;
    상기 공간 필터로부터 입사된 상기 레이저 광원의 출력을 제1간섭 빔 및 제2간섭 빔으로 분할하는 빔 분할기를 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1간섭 빔 조절부는,
    상기 간섭 빔 발생부의 제1간섭 빔 출력단에 위치하며, 상기 제1간섭 빔을 집속하는 제1집속 렌즈 쌍;
    상기 집속된 제1간섭 빔과 상기 제2간섭 빔이 일정 각도를 유지하면서 디스플레이부로 입사되도록 상기 집속된 제1간섭 빔을 반사시키는 제1회동 거울; 및
    상기 반사된 제1간섭 빔의 입사각을 변경하는 제1입사각 조절 렌즈 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2간섭 빔 조절부는,
    상기 간섭 빔 발생부의 제2간섭 빔 출력단에 위치하며, 상기 제2간섭 빔을 집속하는 제2집속 렌즈 쌍;
    상기 집속된 제1간섭 빔과 상기 제2간섭 빔이 일정 각도를 유지하면서 디스플레이부로 입사되도록 상기 집속된 제2간섭 빔을 반사시키는 제2회동 거울; 및
    상기 반사된 제2간섭 빔의 입사각을 변경하는 제2입사각 조절 렌즈 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 일정 각도는 30°인 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
    입사된 상기 제1회절 빔 및 상기 제2회절 빔이 각각의 다시점 방향으로 회절하도록 하는 다시점 개수만큼의 회절 격자가 기록된 체적형 광 기록매질 광학판;
    상기 체적형 광 기록매질 광학판에 입사된 상기 제1회절 빔 및 상기 제2회절 빔에 동기화된 다시점 영상을 시분할적으로 디스플레이하는 LCD 공간 광 변조기; 및
    상기 체적형 광 기록매질 광학판 및 상기 LCD 공간 광 변조기에 의해 재생된 다시점 영상의 누화를 방지하는 홀로그래픽 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치은 상기 제1간섭 빔과 상기 제2간섭 빔을 각각 기준 빔과 물체 빔으로 이용하여 상기 체적형 광 기록매질 광학판에 다시점 개수에 상응하는 회절 격자를 기록하는 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다시점은 8개의 시점인 것을 특징으로 하는 체적형 광 기록매질 광학판을 이용한 다시점 스테레오 입체영상 디스플레이 장치.
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