KR100544492B1

KR100544492B1 - 3차원영상들을표시하는장치와방법

Info

Publication number: KR100544492B1
Application number: KR1019980708183A
Authority: KR
Inventors: 티보르 발로그
Original assignee: 소니 인터내셔널(유로파) 게엠베하; 홀로그라피카
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2006-04-28
Also published as: EP0900501B1; AU6224898A; DE69820363D1; US6201565B1; CN1220807A; HUP9700348A1; HU9700348D0; CA2250968A1; CA2250968C; KR20000064910A; JP2000509591A; WO1998034411A1; EP0900501A1; CN1216500C; DE69820363T2

Abstract

본 발명에 따르면, 3차원 영상의 정보를 포함하고 있는 동시에 변조된 광 빔은 제1 광 방출표면을 한정하는 화소들(영상 위치들)로 향한다. 소정의 관찰 각도(관찰 영역)내에서, 서로 다른 방향으로, 3차원 영상과 대응하는 세기를 가진 상기 광 방출 빔의 성분은 화소들로부터 방출된다. 변조된 광 빔들은 관찰 각도내에 있는 방출 각도에 따라, 서로 다른 입력 각도로부터 화소들로 이동하게 된다. 서로 다른 방향과 대응하는 변조된 광 빔들은 제2 광 방출표면의 한 개 또는 그 이상의 광 방출 위치들로부터 제1 광 방출표면의 화소들로 향하게 된다. 상기 제2 광 방출표면은 제1 광 방출표면과 떨어져 있다. 3차원 영상을 만드는 제안된 장치는 광 방출 위치들(S1,...,Sm)로 구성된 제2 광 방출표면(50)으로 구성되어 잇다. 제2 광 방출표면은 소정의 거리내에 있는 화소들(P1,....,Pn)을 포함하는 제1 광 방출표면(40)과 떨어져 있다. 그리고, 제1 고항 방출표면(40)의 화소들(P1,...,Pn)의 각 방향(i1,..,in)에 대해서는, 제2 광 방출표면(50)의 관련된 광 방출 위치들(S1,...,Sm)이 존재한다. 그리고, 각각의 광 방출 위치들(S1,...Sm)에 대해서는, 몇 개의 관련된 화소들(P1,...Pn)이 존재한다.

Description

3차원 영상들을 표시하는 장치와 방법

본 발명은 3차원 영상들, 특히 3차원 영상 정보를 포함하는 비디오 신호들에 기초하는 동영상들을 표시하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 영상들을 표시하는 모든 분야에 이용될 것이다.

2차원 영상이 표편상에 생성될 때에, 표면의 각 점으로부터 어떤 방향으로 방출되거나 또는 반사된 빛은 거의 동일한 세기(및 색)를 가진다. 이것이 (방출에 기초한) 전통적인 TV 영상 또는 (반사에 기초한) 종이 서류의 동작 원리이다. 그러나 공간 영상을 표시할 때에, 표면의 점으로부터 상이한 방향들로 방출된 광은 다른 세기(및 색)를 가진다. 이것이 "표시 장치(display)"로서 간주되는 창유리(window-pane) 또는 홀로그램의 동작 원리이다. 간단히 말하면, 공간 영상들을 생성하기 위해서는 발광 표면이 필요하고, 거기에서 화상의 점, 즉, 화소로부터 방출된 광의 세기(및 색)는 출사각(exit angle)에 따라 제어될 수 있으므로. 따라서 빛의 세기가 상이한 방출 방향들에서 제어될 수 있다.

홀로그램들, 스테레오그램둘(stereograms)등과 같은 레이저 기술로 공간 영상들을 생성하는 솔루션들은 알려져 있다. 알려진 레이저 시스템들의 단점은 그들이 비디오 신호들로부터 3차원 영상들을 생성하기에 적합하지 않다는 것이다. 3차원 화상들을 생성하는 장치 및 방법은 WO 94/23541호로 공표된 국제 특허 출원에서 공지된다. 이러한 명세서는 3차원 영상들을 생성하는 두 가지 기본적인 방법을 기술한다.

공지된 솔루션의 제 1 버전에 따르면, 변조된 레이저빔들은 시야를 한정하는 방향들에 따라 편향되고, 시간적으로 제어되어, 변조된 레이저빔들은 주어진 입사각으로, 편향되거나 평행하게 변위되어 미리 결정된 화소상에 충돌하고, 시야를 한정하는 미리 결정된 방향에 따라, 편향되거나 또는 추가의 편향 없이 화소로부터 출력된다. 이러한 솔루션의 단점은, 출사되는 레이저빔의 방향이 화소 내의 입사점(Entry point)에 의해 결정되기 때문에, 레이저빔들은 매우 정확한 포커싱(focusing)과 포지셔닝(positioning)이 요구된다는 것이다.

다른 버전에 따르면, 변조된 레이저빔은 입사점들 내에서 어떤 편향 없이 화소에 도착하며. 관찰 방향들에 따르는 시간-해상된(time-resolved) 편향은 각 화소 내에 배치된 제어가능한 능동 광학 소자들(active optical elements)로 이루어진다. 세기에 따르는 각 편향은 능동 광학 소자에 의해 수행된다. 이러한 솔루션의 장점은 정확한 포커싱과 포지셔닝이 더 적게 요구된다는 것이지만, 다른 단점은 장치를 이루는 능동 광학 소자들이 매우 비싸다는 것이다.

도 1은 종래 기술의 공지된 솔루션의 블록도.

도 2는 본 발명의 방법을 실현한 장치의 부분 측면도.

도 3은 음향-광 소자를 포함하는 발광점의 블록도.

도 4는 발광점 전에 배치된 각도 교정 소자와 음향-광 소자를 포함하는 발광점의 블록도.

도 5는 음향-광 소자들 및 각도 교정 소자들을 포함하는 발광점들을 가지며, 각도 교정 소자들은 제 1 발광 표면상에 제공되는 제 1 발광 표면의 개략도.

도 6a는 제 1 발광 표면을 통과하고, 두 개의 인접한 방향들에 배치된 두 개의 광 빔의 분산 특성들의 개략도.

도 6b는 홀로그래픽 각도 교정 소자를 포함하는 화소의 측면 확대도.

도 7a 및 도 7b는 마이크로 렌즈 시스템을 포함하는 제 1 발광 표면의 부분측면도.

도 8a 내지 도 8c는 레이저와 변조기 장치의 3가지 가능한 버전들의 블록도.

도 9a 및 도 9b는 두 측면상의 거울들을 갖는 시스템의 개략도.

도 10a는 공간 광 변조기들(SLMs)을 이용하여 구성된 발광점들을 포함하는 시스템의 블록도.

도 10b는 공간 광 변조기들(SLMs)을 갖는 두 개의 열 배열의 평면도.

도 11a는 단일 발광점 및 측면 거울들을 포함하는 시스템의 개략도.

도 11b는 도 11a 따르는 시스템에서 이용된 발광점의 실질적인 실시예의 개략도.

도 12는 본 발명에 따르는 장치의 양호한 실시예에서 이용되는 광 모듈의 단면 개략도.

도 13은 광 모듈의 수직 편향된 광 빔들을 도시하는 측면 개략도.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 3D 표시 장치의 제 1 발광 표면의 다른 실시예의 측면 개략도.

도 15는 본 발명의 3D 표시 장치의 주요 소자들의 공간 구성의 공간도.

도 16은 도 15의 장치의 광 모듈의 연결을 도시하는 도면.

따라서 본 발명의 목적은 3차원 영상 정보를 포함하고 있는 비디오 신호들을 이용하는 3차원 영상들을 생성하게 하고, 비싼 포커싱과 포지셔닝 소자의 이용을 필요로 하지 않는 3차원 영상들을 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 그리고, 본 발명의 다른 목적은 고해상도 화면들은 비싼 구동빔 편향 소자들을 포함하지 않으며, 값싸게 생성될 수 있는 3차원 영상들을 생성하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 언급한 목적을 달성하기 위해서, 우리는 3차원 영상들을 생성하는 방법이 다음과 같은 단계들: 3차원 영상 정보를 포함하는 비디오 신호에 의해 광 빔 -양호하게는 공간적으로 가간섭성(coherent)임 - 을 동시에 변조하는 단계; 및 변조된 광 빔들을 제 1 발광 표면을 한정하는 화소들(영상점들)로 향하게 하는 단계를 포함하며, 상이한 방향들의 미리 결정된 관찰각(시야) 내에서, 화소들로부터 3차원 영상들에 대응하는 세기를 갖는 광 빔의 성분을 방출하고, 관찰각 내의 방출각들에 따라 변조된 광 빔들을 다른 입사각으로부터 화소들에 향하게 하는 것을 알게 되었다.

본 발명에 따르면, 이러한 방법은 다른 방향들에 대응하는 변조된 광 빔들을 제 2 발광 표면의 하나 이상의 발광점들로부터 제 1 발광 표면의 화소들로 향하게 하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 발광 표면은 제 1 발광 표면으로부터 미리 결정된 거리만큼 떨어져 있다. 본질적으로, 이러한 솔루션으로 실질적으로 화면인, 제 1 발광 표면의 기능은 분리되고, 단지 수평 편향과, 수직 분산 또는 분산만 제 1 발광 표면상에서 수행되는 동안 영상을 생성하는데 필요한 광 빔들이 생성되고 제 2 발광 표면에서 제어된다.

본 발명에 따르는 방법의 양호한 버전은 발광점들의 수와 그로부터 방출되는 광 빔들(각도 해상도)의 수의 곱이 화소들의 수와 광 빔들이 화소들로부터 방출된 방향(각도 해상도)들의 곱이 동일하게 되도록 발광점들의 수와 광 빔들의 수를 선택하는 단계를 포함한다. 이러한 규정으로 영상 해상도를 한정하는 화소들은 제 1 발광 표면상에 매우 많이 배열될 수 있고, 3차원 효과에 영향을 끼친 방향들의 수가 알맞게 큰 수로 선택되는 한편 같은 시간에 비교적 작은 수의 발광 수단이 제 2 발광 표면상에서 충분하고, 그들이 각도 해상도가 충분히 크게 제공되기 때문에, 표시들은 경제적으로 이루어지고, 우수한 해상도를 가진다. 본 발명에 따라, 발광 점들의 수는 적어도 하나이다.

본 발명의 다른 방법은 화소들로부터 동일한 방향으로 방출되고 동일한 방향과 관련되는 광 정보를 갖는 다른 화소들과 관련되는 빔들을 변조하는 단계와, 동일한 화소의 상이한 관찰 방향들에 대응하는 광 정보를 갖는 동일한 화소의 상이한 방출 방향들에 대응하는 발광점들의 광 빔들을 변조하는 단계를 동시에 포함한다.

양호한 예에서, 방법의 단계들은 제 1 발광 표면의 화소들의 관찰각(시야)과동일한 제 2 발광 표면의 발광점들의 발광각을 선택하는 단계를 포함한다. 이 경우 발광점들에서 표시를 관찰하는 눈까지 어떠한 각 교정도 필요하지 않다.

다른 양호한 실시예에서, 단계들은 제 1 발광 표면의 화소들의 관찰각(시야)보다 크거나 작은, 제 2 발광 표면의 발광점들의 발광각을 선택하는 단계를 포함한다. 이 경우 다른 단계가 필요하게 되는데, 즉, 화소들과 발광점들 사이의 발광점들의 발광각에 각도 교정을 적용하거나, 화소들 자체 내에서, 화소들의 관찰각(시야)에 각도 교정을 적용하는 단계를 포함한다.

다른 특히 양호한 버전에서, 제 1 발광 표면의 화소들을 바이패스하는 방향들로 방출된 발광점들의 광 빔들에 대응하는 화소들 내에 편향시키기 위해 거울(mirror)이 배치된다. 이러한 규정은 화면의 가장자리 또는 여기에 가까운 호소들을 비추기 위해 다른 발광점들을 설치할 필요가 없어진다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 역시 예견된 3차원 영상을 표시하는 장치는 3차원 정보를 포함하는 비디오 신호로 변조된 광 소스와, 시간에 따라 제어되고 발광 표면의 화소들로 향하게 하는 편향 시스템을 포함하고, 여기에서 발광 표면은 미리 결정된 시야(관찰각) 내에서 다른 방향들의 광 빔들을 전달 및/또는 편향시키는 하나 이상의 광학 수단을 포함하고, 편향 시스템은 시야(관찰각)를 한정하는 관찰 방향들에 대응하고 화소들에 대응하는 편향 수단을 포함한다.

본 발명에 따르면, 장치는 발광점들을 포함하는 제 2 발광 표면을 포함하고, 제 2 발광 표면은 미리 결정된 거리의 화소들을 포함하는 발광 표면으로부터 떨어져 있고, 제 1 발광 표면의 화소들의 각 방향에 대하여 제 2 발광 표면의 관련된 발광점이 있고, 각각의 발광점에 대하여 몇 개의 관련된 화소들이 있다.

양호한 실시예에서, 본 발명에 따르는 장치는 발광점들로부터 방출된 광 빔들의 방향들의 수(각도 해상도)는 화소들로부터 방출된 광 빔들의 방향들의 수의 t배이며, t값은 하나 내지 한 라인에 배열된 화소들의 수 사이에 있는 것이 바람직하며, 발광점들의 수는 화소들의 수의 1/t이고, 발광점들 사이의 거리는 화소들 사이의 거리들의 t배이다. 그러므로, 알맞게 큰 각도 해상도를 가지고 발광점들을 이용함으로써, 다른 좀 더 비싼 발광점들의 수가 실질적으로 감소될 수 있다는 것이 명백하다. 상기로부터 알 수 있는 것은, 하나의 발광점으로 충분할 것이며, 그것의 각도 해상도가 상기 기준을 만족하게 제공된다는 것이다.

본 발명의 장치의 다른 실시예에서는, 발광점들은, 관찰각(시야)을 한정하는 방향들에 따라 시간-해상 제어된 편향을 생성하는, 음향-광학 수단, 다각형 거울들, 갈바닉(galvanic) 거울들, 홀로그램 디스크들, 전기-광학 수단 또는 가변 색인 LCD 수단을 포함한다. 필요하다면 상기 장치는, 시간-해상 제어된 편향 수단과 제 1 발광 표면 사이 및/또는 상기 발광 표면 상에 하나 이상의 각도 교정 소자들을 포함할 수 있다. 상기 각도 교정 소자는, 발광점의 출사각이 화소들로부터 방출된 광 빔들의 관찰각과 동일하지 않은 경우 필요하다.

다른 양호한 실시예에서, 시간-해상 제어된 편향 수단은 연속 배열된 X방향과 Y방향 편향 수단을 포함하고, 여기에서 하나의 X방향 편향 수단은 모든 광 빔들또는 광 빔들의 그룹 또는 광 빔들 각각에 배열되고, 하나의 Y방향 편향 수단은 모든 광 빔들 또는 광 빔들의 그룹 또는 광 빔들 각각에 배열된다.

대안적으로, 다른 양호한 실시예로, 편향 시스템에서 관찰각(시야)을 한정 하는 관찰 방향들과 관련된 시간-해상 제어된 편향 수단은, 공간 광 변조기(SLM)수단 및 SLM수단과 제 1 발광 표면 사이의 포커싱 소자들을 포함한다. 이러한 공간 광 변조기는 작은 2차원의 이미징 장치 또는 표시 장치로 간주되고, 그 위치에 따라 변조된 광 신호는 포커싱 소자에 의해 방향에 따라 변조된 광 신호로 변환된다.

다른 양호한 실시예에서, 본 발명의 장치는 하나 이상의 거울들을 포함하며, 상기 거울들은 발광점들로부터 방출된 이러한 광 빔들을 대응하는 화소들로 편향시키며, 편향되지 않으면 광 빔들은 제 1 발광 표면의 화소들을 바이패스한다.

본 발명에 따르는 장치에서 제 1 발광 표면은 하나 이상의 굴절 광 소자들의 분산을 포함하며, 화소들로부터 방출된 인접하는 광 빔들의 방향들 사이의 각의 적어도 반이 되고, 이 각도의 배보다 크지 않은 수평 방향의 광 빔들의 분산을 생성하고, 한편 수직 방향의 분산은 수평 방향에서보다 크고 180도보다 크지 않다.

도 1은 본 발명에 따르는 3차원 표시 장치(10)의 블록도를 도시한다. 장치(10)는 3차원 정보를 포함하는 비디오 신호(3D)를 동기 신호(SY)와 신호(IN)로 분리하는 분리기 장치(12)를 포함하며, 신호(IN)는 세기와 색 정보를 포함한다. 동기신호(SY)는 장치(10) 내의 편향 또는 주사 장치(도시 안됨)의 제어 입력에 인가되고, 한편, 신호(In)는 레이저와 변조기 장치(20)의 입력에 인가된다. 레이저와 변조기 장치(20)로부터 방출된 빔들은 적절하게 구성된 P1 내지 Ph 화소들로 향하며, 화소들(P1 내지 Ph)로부터 상이한 세기와 색를 갖는 광 빔들이 다른 방향들(il 내지 im)로 방출된다. 화소들(P1 내지 Ph)로부터 방출된 광 빔들 사이에서 가장 큰 각도는 관찰각(시야)(α)이다. 실질적으로 유용한 시스템들에서, 관찰각(α)은 적어도 약 60도가 되어야 하지만, 마지막 대물렌즈로서는, 적어도 150도 내지 170도의 시야가 이상적이다(2차원 표시인 경우). 화소들(P)의 수는 알려진 표시 장치들과 동일한 수로 선택되어야 한다. 즉, 적어도 100 × 200 화소 바람직하게는 적어도 200 × 300화소, 더욱 바람직하게는 적어도 600 ×800 화소들이 통상의 TV 화면의 크기를 갖는 표시 장치에 사용되어야 한다.

도 2는 각각의 P1 내지 Pn 화소들의 조사 방법을 도시한다. 도 2에서 알 수 있듯이, 나중에 화소들(P)을 포함하는 제 1 발광 표면(40) 뒤에는 제 2 발광 표면(50)이 배열된다. 제 2 발광 표면(50)은 발광점들(S1 내지 Sm)을 포함한다. 하나의 발광점(Sj)은 몇 개의 화소들(Pk)을 조사한다. 즉, 몇 개의 화소들(Pk)에 대한 광을 생성해낸다. 발광점들(S) 사이의 거리(ds)는 화소들(P) 사이의 거리(dp)와 동일하다고 가정한다. 수 미터 거리에서 관찰하면, 인접한 방향으로 방출되는 광 빔들 사이의 다른 각도가 1도보다 크지 않다면, 즉, 1도와 동일하다면, 만족스러운 품질을 가진 공간(3차원) 영상의 임프레션(impression)이 성취될 것이다. 만약 화소들(P) 사이의 거리(dp)가 약 1mm 이하이면, 상세한 영상을 목적으로 하는 좋은 해상도와 콘트라스트가 성취될 것이다. 관찰각이 60도이고, 발광점들(S1 내지 Sm)의 출사각(β) 역시 60도인 단수한 경우를 가정하면, 하나의 발광점(S)은 1도의 각도 해상도를 얻기 위해서 60개의 화소들(P)을 조사해야만 하는 것이 명백하다. 만약 화소들(P) 사이의 거리(dp)가 1mm이면, 60개의 화소들(P)은 6cm의 긴 라인에 적용된다. 이 경우 제 1 발광 표면(40)과 제 2 발광 표면(50) 사이의 거리(x)는 약 5.2cm가 된다. 하지만, 각각의 화소들(P)에 대한 60개의 다른 방출 방향을 갖기 위해서는, 발광점들(S1 내지 Sm)의 수는 화소들(P)의 수와 동일해야 된다. 이 경우 거리(ds)도 거리(dp)와 동일하다. 즉, ds= 1mm이다. 이것은 실제로 발광점들(S1 내지 Sm)을 실현시키는데 장애가 될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 발광 표면(4)과 제2 발광 표면(50) 사이의 거리(x)를 증가시킴으로써(도 2에서 이것은 x에서 x'로 증가시킴으로써 설명된다), 거리(ds)는 증가하게 되고, 발광점들(S1' 내지 Sm')의 실질적인 실현에 상당한 이점을 제공한다. 이하에 설명되는 바와 같이, 이 경우 그에 응답하여 각각의 발광점들(S1' 내지 Sm')의 각도 해상도가 증가되어야 한다. 도한 도 2로부터 명백한 것은, 예를 들어, 거리(x')에 대한 경우, 2의 인자로 거리(x)를 증가시킴으로써, 발광점들(S) 사이의 거리(ds')도 역시 거리(dp)의 두 배와 동일하게 된다는 것이다. 동시에, 각도 해상도는 증가해야만 한다. 즉, 실제적으로, 발광점(S)의 인접한 발광 방향들 사이의 각도(γ)는 감소할 것이다. 동시에, 도 2로부터 알 수 있는 바와같이, x에서 x'로 거리를 증가시킴으로써, 제 2 발광 표면(50)이 후방으로 전치되는 동안, 화소(Pq)의 방향에서 발광점(Sm-2)으로부터 방출되는 광 빔은 이제 발광점(Sm-1')으로부터 생성된다. 동시에 발광점(Sm-1')은 화소(Pq+1)에 대한 광을 여전히 제공해야만 한다. 이에 따라, 거리(ds)를 증가시킴으로써, 각각의 발광점들(S)의 각도 해상도뿐만아니라, 발광점들(S)의 가능한 방출 방향들의 수도 증가해야 된다. 즉, 거리(x)를 5배 증가시킴으로써, 필요한 각도 해상도, 즉, γ의 가장 작은 값은 0.2도가 된다. 한편, 제공된 방향의 수는 5 ×60 =300이다. 환언하면, 발광점(S)의 총 폭은 5mm에 도달하며, 이 크기는 제시된 실제 해상도에 적합한 발광 점들(S)의 실현에 충분하다.

강조되야만 하는 발광점들의 배열에 대한 다음 설명은 1차원에서만 설명될 것이다. 그러나, 본 발명에 따르는 두 좌표, 즉, 수평과 수직에 따라 배열을 실현 하는 방법은 존재하지 않으므로, 완전 실현 공간 이미징을 가능하게 하는 표시를 제공한다.

도 3을 참조로, 발광점(S)의 실질적인 실현이 도시된다. 이것은 레이저(L)를 포함하며, 양호하게는 레이저 다이오드가 되지만, 가스, 고체 상태 또는 다이(dye)레이저들과 같은 다른 형태의 레이저들도 적합하다는 것을 알아야한다. 레이저(L)의 광은 편향기(AOy)에 의해 알맞은 각도로 (Y축을 따라) 수직 방향으로 편향된다. 수평 편향은 편향기(AOx)에 의해 유사한 방법으로 수행된다. 편향기들(AOx 및 AOy)은 공지된 방법에서, 음향-광 장치들로 구성된다. 그러나 다각형 거울들, 갈바닉 거울들, 홀로그램 디스크들, 전기-광학 장치들(케르셀(kerrcell)들), 가변 굴절 색인 LCD 장치 등과 같은 다른 적합한 광 편향기 수단이 이용될 수 있다.

기존의 음향-광 편향기들로는 단지 비교적 작은(약 2동) 편향 각도들이 얻어질 것이라는 것을 고려하면, 발광점들(S)의 출사각(β)은 확대되어야 한다. 이러한 확대는, 도 4에 도시된 가능한 실시예인 각도 확대기(D)에 의해 수행된다. 여기의 각도 확대기(D)는 전통적인 수집(collecting) 및 분산(dispersing) 렌즈들(52 및54)을 포함하는 광 배열로서 도시된다. 일반적으로, D는 적절한 구멍틈을 가진 공지된 망원 렌즈 배열을 포함한다. 각도 확대기(D)는 구멍들과 다이어프램(diaphragm; 도시 안됨)들을 이용하여, 편향기들(AO)의 0차(zero order) 편향되지 않은 빔을 필터 아웃(filter out)하는데 유용하게 이용된다는 것을 주목해야 한다. 특정한 실시예로, 각도 확대기(D)로부터 방출된 광이 약 5배로 확대된다. 즉, 출사각(β)은 약 10도가 된다.

서로 측면에 배치된 발광점들(S) 및 관련된 각도 확대기들(D)의 배열로 각각의 발광점들(S)로부터의 광 빔들은 서로 다른 방향에서 다른 세기들을 가지고 제 1 발광 표면(40)의 다른 화소들(P)에 도달하게 된다는 것이 도 5에 도시된다. 그러나 각도 확대기(D)에 의해 실제적으로 얻어지는 각도 확대는 원하는 관찰각을 제공하기엔 아직 충분하지 않다. 그러므로, 다른 각도 확대는 화소들(P) 내에서 필요하게될 것이며, 이것은 도 7에 도시한 바와 같이 마이크로 렌즈 시스템(46)에 의해 양호한 실시예에서 수행될 것이다.

도 6a를 참조하면, 인접한 방향들(ik 및 ik+1)의 화소들(P)로부터 방출된 광 빔들은 γ의 각도를 가진다. 언급된 바와 같이, 각도(γ)의 값은 1도보다 작다. 그러나, 연속하는 영상의 임프레션(impression)을 가지기 위해서, 인접한 방향들(ik 및 ik+1)에서 방출된 빔들은 적어도 인접해야 하는 것이 요구된다. 그러므로 화소들(P)로부터 방출된 빔들의 발산(divergence:δ)은 적어도 각도(γ), 즉, 화소들(P)의 관찰각(α)내의 각도 해상도보다 커야하지만, 각도(γ)보다 약간 큰 것이 바람직하다. 이것을 얻기 위해서, 광 소자는 화소들(P)로부터 방출된 빔들의 적절한 발산(δ)을 보호하기 위해 제 1 발광 표면(40)에 제공되어야 하는데, 실질적으로 후자의 발산은 약 1도가 된다. 이러한 광 소자는 홀로그래픽 소자(42)로서 구성될 수 있으며, 도 6a에 도시되는 바와 같이, 하나 이상의 화소들(P)과 관련된 몇 개의 이산 서브 소자들(discrete sub-elements)을 포함하고 있지만, 전체 화면을 덮는 단일 광 소자로서 구성될 수도 있다.

이하에 더 상세히 기술되는 바와 같이, Y방향을 따르는 공간 이미징을 가지도록 요구하는 것을 포기하고, 단지 하나의 열에 발광점들을 배열하면, Y방향을 따르는 필요한 분산 또는 발산은 도 6b에 도시한 바와 같이, 홀로그래픽 소자(42)에 의해 제공된다.

상술한 바와 같이, 도 7a 및 도 7b는 편평한 화면에서 다른 각도 확대를 수행하는 가능한 실시예를 도시한다. 제 1 발광 표면(40) 상에 마이크로 렌즈 시스템(46)이 제공되며, 입사하는 광 빔들의 각도를 더 증가시킨다. 마이크로 렌즈 시스템(46)은 유사한 특성을 가진 실례로, 다른 플라스틱 또는 광 그레이드(optical grade) 폴리카보네이트를 이용하는 공지된 기술로 생성될 것이다. 두 개의 판(sheets) 및 그들 사이에 다른 분산층(dispersion layer:48)을 포함하는 마이크로 렌즈 시스템(46)을 만드는 것도 가능하다. 만약 공간 이미징이 장치(10) 내의 x방향을 따라서만 실현된다면, 분산층(48)은 y방향에서 광 빔들을 분산시킨다. 분산층 (48)은 종래의 광 원통형 렌즈 시스템 또는 홀로그래픽 소자와 같이, 또는 다른 기존의 방법으로 구성될 것이다. 분산층(48)은 또한 빔들의 필요한 수평(또는 수직) 분산(δ)도 제공할 것이며, 또는 후자는 다른 광 소자들을 가지고 얻어질 수 있다. 수직 발산 또는 분산의 역할이 이하에 설명될 것이다.

도 8a 내지 도 8c는 레이저와 변조기 장치(20)의 내부 구조를 도시한다. 레이저와 변조기 장치(20) 내에는 변조기 제어기(24) 및 편향기들(AOx 및 AOy)을 포함하는 변조기 블록(22)이 있다. 도 8a에 도시된 양호한 실시예로, 각 레이저(L)에 대한 하나의 분리된 편향기(AOx 및 AOy)가 있다. 각 편향기는 공통 변조기 제어기(24)에 연결된다. 근본적으로, 3차원 정보를 포함하는 신호(IN)에 따라 개개의 편향기들을 제어하고, 다른 방향에서 화소들(P)을 관찰할 때에 원하는 영상이 나타나는 것과 같은 방법으로 적절한 발광 방향들의 함수로서 방출된 광의 세기를 계획하는 것은 변조기 제어기(24)이다. 도 8b는 더욱 큰 공통 편향기들(AOx 및 AOy)에 의해, 양호하게는 커다란 음향-광 단일 수정으로 구성된 모든 레이저들(L)의 광들이 각각 편향되고 변조되는 경우의 솔루션을 도시한다. 이러한 솔루션은 변조기 제어기의 구조가 더욱 단순하다는 이점을 제공한다. 단점은 두 레이저를 변조하는 사이에는 적어도 충분한 시간이 흘러야하기 때문에 장치가 늦어지게 되어, 생성된 초음파가 전체 음향-광 수정을 통과할 만큼의 시간이 든다. 너무 큰 수정들의 이용은 시스템을 수용 불가능하게 느리게 할 것이다. 중간 해결책으로서, 몇 개의 매우 긴 수정들이 편향기들(AOx 및 AOy)로서 이용되지만, 하나의 편향기는 몇 개의 레이저들(L)의 광을 변조하는, 도 8c에 도시된 시스템을 이용하는 것도 가능하다. 도시한 바와 같이, 하나의 공통 x 또는 y 방향 편향기(AO)를 가진 더 많은 분리된 x 또는 y 방향 편향기들을 이용하는 것도 가능하다. x 또는 y 방향 편향기들은 동일한 원리에 의해 동작될 필요가 없는 것은 말할 것도 없다. 변조기 블록(22) 내에서, 다각형 거울, 갈바닉 거울 또는 다른 원리에 기초하는 하나 이상의 편향기들과 하나 이상의 음향-광 편향기들을 조합시키는 것은 간단하다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 발광 표면(40)의 가장 자리에 위치된 화소들(P)은 충분한 수의 발광점(S)의 광 빔들에 의해 도달될 수 없음이 분명하다. 이것은 외부 화소들(P)을 넘어서 더욱 먼 측면에도 발광점(S)를 배치시킴으로써 극복할 수 있다. 그러나 이것은 장치(10)의 폭이 바람직하지 않은 방식으로 증가하고, 이러한 외부 발광점들(S)의 용량은 충분한 양이 이용되지 않을 것이라는 것을 의미한다. 이러한 문제를 극복하는 제안된 솔루션을 갖는 본 발명의 개선된 실시예가 도 9a 및 도 9b에 도시된다. 제 1 발광 표면(40)과 제 2 발광 표면(50) 사이의 공간은 거울들(M)에 의해서 두 측면상에서 폐쇄된다. 이러한 방법에서, 이용되지 않는 각도 구간에 그들이 비춰지기 때문에, 손실될 수도 있는 외부 발광점들(S), 실례로, 점들(S1 및 S2)의 광 빔들은 거울들(M)로부터 가장 자리에 가까운 화소들(P)로, 예를 들면 화소(P1)로 반사될 것이다. 도 9a로부터 명백한 바와 같이, 반사된 빔들은 수직 발광점들(S1', S2')로부터 화소(P1)로 도착하는 것으로 보인다. 발광점들(S)로부터 방출된 빔들은 거울들(M) 중 하나뿐만 아니라 두 개의 거울들(M)로부터도 반사될 것이며, 필요하다면 다중 반사하는, 이러한 빔 궤도들이 실제 실시예에서 가능하다. 다중 반사하는 소수의 이러한 빔들이 도 11a에 잘 도시된다.

도 9b는 발광점들(S)의 수가 화소들(P)의 수보다 훨씬 적을 수 있다는 것을 도시한다. 극단적인 경우, 단 하나의 발광점(S)이 모든 화소들(P)을 조사하는데 충분하다. 하지만 단일 발광점(S)과 관련된 화소들(P)의 수의 증가로, 발광점(S)에 의해 제공된 방향들(방향 각도들)의 수도 증가해야 한다는 것을 상기한 바로부터 생각할 수 있다. 만약 각도 해상도가 일정하게 유지된다면, 발광점(S)의 출사각(β)이 증가해야만 하며, 또는 일정한 출사각(β)으로 각도 해상도가 증가되어야만 한다. 물론, 각도 해상도 및 출사각은 동시에 증가될 수 있다.

도10a 및 도 10b를 참조하여, 장치(10)의 발광점들의 다른 가능한 실시예가 제시된다. 이 실시예에서, 소위 공간 광변조기들(SLM)이 편향기들로서 이용된다. 이러한 편향기들(SLM)은 알맞은 광 소스, 양호하게는 레이저(도시 안됨)로 조사된다. 편향기들(SLM)의 확장 표면으로부터 다른 방향들로 반사된 광 빔들은 포커싱 수단(60)을 갖는 제시된 실시예에서, 공지된 광 시스템으로 화소들(P) 상에 이미징 된다. 포커싱 수단(60)은 실제적으로 투사 렌즈 시스템으로 구성된다. 편향기들(SLM)로서 적용할 수 있는 장치들은 통상의 규격(off-the shelf) 제품들이다. 이러한 장치들의 유용한 제어가능한 표면이 장치의 물리적인 최대 폭보다 일반적으로 작다는 것을 고려하면, 주어진 경우에서 한 라인의 서로 나란한 충분한 수의 편향기들(SLM)을 배열하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 이것은 도 10b에 도시한 바와 같이, 두(또는 그 이상의) 라인의 편향기들(SLM)을 배열시킴으로써, 그리고 알맞은 광 시스템으로 각 라인으로부터 나오는 광 빔들을 공통 평면으로 유도함으로써 극복할 수 있다.

일반적으로, 편향기(SLM)는 작은 표시 장치로 간주될 수 있으며, 2차원 영상을 제공한다. 하지만, 개개의 편향기들에 의해 제공된 "영상"은 어떤 실제 영상과 일치하지 않지만, 대신에 그것은 영상 세그먼트들이 다른 영상들, 즉 물체의 상이한 점들의 영상 신호들을 나타내며, 이러한 상이한 영상들은 3차원 영상 신호의 생성동안에 상이한 관찰각들을 나타내는, 영상 세그먼트(segments)들의 합이 된다. 주어진 각도에서 화면을 관찰할 때와 같은 방식으로, 투영된 2차원 영상들, 즉 영상 세그먼트들은 시스테멩 의해 혼합되어 통합된 3차원 영상으로 되며, 관찰각에서 보이는 영상 세그먼트들은 다시 서로 나란하게 배치될 것이다.

상기한 바와 같이, 장치(10)는 단 하나의 단일 발광점(S)를 이용하여 실현될 수 있으며, 모든 화소(P), 즉 n개의 화소들(P)에 대한 알맞은 수의 방향들로부터의 광 빔들을 제공할 것이다. 도 11a는 이러한 시스템을 도시한다. 상기 시스템에 따르면, 만약 광 빔들이 다른 세기들을 가지고, 화소(P)로부터 k개의 다른 방향들로 방출되어야 한다면, 이러한 단일 발광점(S)은 k x n 개의 방향들로 광을 조사할 수 있어야 한다. 이러한 각도 해상도 또는 출사각은 음향-광 원리에 기초하는 편향기 수단으로 얻어질 수는 없다. 그러므로, 도 11b는 x방향으로 편향을 수행하는 다각형 거울(62) 및 y방향으로 편향을 수행하는 다각형 거울(64)을 포함하는 발광점(S)의 개략도를 도시한다. 다각형 거울들로부터 반사된 빔들은 공지된 광 시스템(66)을 가지고 원하는 특성들로 이미징되고 형성된다.

공지된 솔루션으로 본 발명의 배열을 조합함으로써, 시스템에서 이용되는 소자들의 수 도는 필요한 데이터의 양을 감소시키는 것은 간단하다. 하나의 가능한 솔루션은 하나의 공통 세로 좌표(co-ordinate)에 따른 공간적인 영향을 포기하는 것이다. 이것은 공간 영상의 인지가 주로 수평 방향들의 영상들의 차이에 의해서 일어나기 때문에 수행될 수 있다. 이것은 우리의 우측 및 좌측 눈에 의해 한정된 평면이 통상적으로 수평이고, 이에 대해 우리는 수평 방향으로 상이한 물체들만 본다는 사실에 기인한다. 이것은 수직 패럴랙스(parallax)가 제거될 수 있어서, 전달된 정보의 양은 실질적으로 감소될 수 있다는 것을 의미한다. 한 번 더, 본 발명은 수평과 수직 방향 양쪽 모두에서 공간 영상을 생성하는 것이 가능하다는 것이 강조되어야만 한다.

전달되고 처리된 정보의 양은 관찰각 및 관찰각 내의 현저한 방향들의 수를 실질적으로 처리가능하고 실현가능한 값으로 감소시킴으로써 더욱 감소될 수 있다. 30 내지 40도의 관찰각을 이용하고 관찰 방향들 사이의 각도 차이들을 1 내지 2도로 선택하여, 수용가능한 품질을 갖는 공간(3차원) 영상들이 생성될 수 있다는 것을 알 수 있다.

Y축에 따른 3D효과가 제거된다면, 발광점(S)의 한 열을 이용하기에 충분하다. 만약 발광점들(S)이 더 이상 중요하지 않다면 수직 크기이므로, 이들은 서로 가깝게 배치될 수 있는 비교적 좁지만 기다란 광 모듈로서 실현될 것이며, 이와 함께 발광점(S)의 열을 생성한다. 이러한 광 모듈(O)의 특정하고 양호한 실시예는 도 12에 도시된다. 광 모듈(O)은 편평하고 긴 금속 블록내에 내장되고, 광 및 전자 소자들은 하나의 평면에서 그 이상 또는 적게 배열되며, 광 모듈(O)을 가능한한 좁게 만들어, 비교적 많은 수의 모듈들을 서로 나란히 배치시키게 할 수 있다. 도시된 양호한 실시예에서, 60개의 모듈들이 대략 1㎝씩 떨어져서 이용된다. 광 모듈들(O)은 모두 동일한 구조를 가진다. 광 모듈(O)은 광 소스(L) 및 편향기들(AOx,AOy)과, 각도 확대 렌즈들을 포함한다. 광 소스(L)는 다이오드 레이저이며, 반면 편향기들(AOx,AOy)은 음향-광 장치들이다. 레이저 다이오드와 편향기들(AOx,AOy)은 구동 회로(DRC)에 의해 제어된다. 편향기(AOy)에서 방출되는 광 빔은 하나 이상의 구멍들(A) 및 망원 렌즈 시스템(T)을 포함하는 각도 확대기를 통과한다. 각도 확대기는 또한, 음향-광 변조기 장치들의 비대칭 편향 특성들을 교정하기 위한, 원통형 렌즈들도 포함한다. 망원 렌즈 시스템(T)의 구멍들은 음향-광 편향기들의 변조되지 않는 O차 빔을 필터링하고, 망원 렌즈 시스템(T)의 해상도를 개선한다. 모듈(O)의 상부 끝에서, 방출된 광 빔은 편향 거울(DM)에 의해 제 1 방출 표면 즉, 화면을 향하여 편향된다. 광 모듈(O)은 커넥터들(C)을 통해 제어 전자 장치들(CE)를 수반하는 메인보드(MB)에 전자적으로 연결되며, 광 모듈(O1,...,Om)의 하부 끝에 배치된다. 광 모듈(O1,...,Om)의 바디는 광 소자들에 대한 견고한 기초를 제공하지만, 음향-광 변조기들은 효과적인 냉각을 요구하기 때문에, 좋은 열소비를 가지기 위하여, 높은 순도의 알루미늄과 같은 강한 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.

수직 패럴랙스가 제거되면 수평 방향에서 입사 광 빔들을 적절하게 편향시키고 또는 그들을 변하지 않게 전달하지만, 수직 방향에서 광 빔의 이동 방향을 포함하고 있는 수직 평면에서 광을 분산시키는, 화소들에 이러한 광 소자들을 배치시키기에 유리하다. 그 결과 방출된 광 빔들은 가시적이 되고, 실제적으로 화면을 쳐다보는 사람의 눈들의 높이와 상관없이, 영상의 가시 범위는 좁은 수평 스트립으로 제한되지 않는다. 이러한 특성들을 갖는 분산은 수평축을 가진 원통형 광 소자들 또는 홀로그래픽 광 소자들로 생성될 수 있다. 이러한 문제에 대한 공지된 해결방법이 WO 94/23541에 기술된다.

화면에서 방출된 광 빔들의 수직 분산에 관해서는, 수정되어야 할 다른 문제도 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, 화면에 입사되고 시야에서 반사된 광 빔들의 분산은 균일하지 않다. 먼저, 중앙 빔은 항상 측면으로 분산된 광 빔보다 세다.두 번째로, 이러한 밝은 중앙 빔은 화면상의 화소이 위치에 따라, 다른 방향들에서 포인팅(pointing)할 것이다. 그러므로, 관찰자들은 화면 뒤의 비교적 밝은 라인으로 광 발광점들(즉, 편향 거울들(M)에서 반사된 망원 렌즈들의 출사 퓨필들(pupils))의 열을 인지하고 알아낼 수 있을 것이다. 이러한 혼란 현상을 교정하기 위해서, 다른 각도 교정 소자들이 화면상에 필요하게 된다. 이러한 각도 교정 소자들의 기능은 광 모듈들(O)의 수직으로 편향된 광 빔들을 평행한 방향들로부터 화면상(제 1 발광 표면(40))의 분산 수단에 입력하게 한다.

이러한 효과를 얻기 위해서, 몇 개의 실시예들이 예견된다. 소수의 이들 예들이 도14a 내지 도 14c에 개략적으로 도시된다.

도 14a의 실시예로, 수직 분산은 홀로그램(H1)이 제 1 발광 표면(40)의 표면상에 직접 인가되는 홀로그래픽 화면에 의해 얻어진다. 분산 수직 빔들의 평행한 빔들로의 변형은 수평 지향의 원통형 프레스넬(Fresnel) 렌즈 화면(FL)에 의해 이루어진다. 후자는 제 1 발광 표면(40)의 뒤에 배치된다. 도 14b에 도시된 다른 가능한 실시예는 홀로그래픽과 프레스넬 렌즈가 조합된 화면을 포함한다. 이 경우 동일한 제 1 발광 표면(40)의 두 측면 즉, 외부(관찰자쪽을 향해)상에 홀로그래픽 표면 구조(H2), 내부(광 모듈쪽을 향해) 상에 수평 지향의 원통형 프레스넬 렌즈 표면(FLS)이 장치의 화면에 제공된다. 구성된 표면들은 엠보싱, 모울딩(moulding) 또는 에칭(etching)과 같은 공지된 방법들을 이용하여 생성될 것이다.

조합된 홀로그래픽 화면(H3)을 포함하는 제 3 실시예는 도 14c에 도시된다.이러한 후자의 경우에서, 조합된 홀로그래픽 화면(H3)은 광 빔들의 수직 분산과 필요한 발산-평행 빔 교정 양쪽 다 수행한다.

도 15는 본 발명에 따르는 3D 표시 장치의 양호한 실시예의 광 시스템의 소자들의 공간 구조를 도시한다. 발광점들로서 작용하는 광 모듈들(O1 내지 Om)은 서로 평행하고 가깝게 적층되고, 상부를 보는 망원 렌즈 시스템(T)의 출사 구멍으로, 장치의 뒷면의 열에 배열되어, 편향 거울들(DM)은 장치의 앞면상에 위치된 화면을 향해 광 빔들을 투영할 것이다. 두 삼각형 거울들(M)은 투영공간의 두 측면들을 폐쇄한다. 제어 전자 장치(CE) 및 전원 공급 장치(PS)는 광 시스템의 아래에 배치된다. 전원 공급 장치(PS)는 광 모듈들(O1 내지 Om)의 제어전자장치(CE), 광소스들(L) 및 음향-광 변조기들(AOx, Aoy)에 전원을 공급한다. 광 모듈들(O1 내지 Om)은 제어 전자 장치(CE; 도 15에 도시 안됨)의 공통 메인보드(MB) 상에 배치되며, 커넷터들(C)을 가지고 전자적으로 연결되낟. 제어 회로와 커넥터들(C)의 메인보드(MB)를 갖는 광 모듈들(O)의 물리적인 구조가 도 16에 도시된다.

표시 장치의 색 버전은 공지된 솔루션들을 이용하여 제공될 수 있다. 하나의 가능한 방법은 편향기들(AO)의 이전 또는 이후, 또는 각도 확대기들(D)의 이후에, 공지된 광학 방법들을 이용하여 3개의 기본 색들(적색, 청색, 녹색)을 갖는 발광점(S)들을 구성하고, 상이한 색의 광 빔들을 혼합하는 것이다.

Claims

3차원 영상 정보를 포함하는 비디오 신호에 의해 광 빔 - 양호하게는 공간적으로 가간섭성(coherent)임 - 을 동시에 변조하는 단계와,

상기 변조된 광 빔을 제 1 발광 표면을 한정하는 화소들(영상점들)로 향하게 하는 단계를 포함하며,

상이한 관찰 방향들의 미리 결정된 관찰각(시야) 내에서, 상기 화소들로부터 상기 3차원 영상에 대응하는 세기로 상기 광 빔의 성분을 방출하고,

상기 관찰각 내의 방출각들에 따라, 상이한 입사각으로부터, 상기 변조된 광빔들을 상기 화소들로 향하게 하는, 3차원 영상 생성 방법에 있어서,

상기 상이한 방향들에 대응하는 상기 변조된 광 빔들을 제 2 발광 표면의 하나 이상의 발광점들로부터 상기 제 1 발광 표면의 상기 화소들로 향하게 하며, 상기 제 2 발광 표면은 상기 제 1 발광 표면으로부터 미리 결정된 거리만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 발광점들의 수와 그로부터 방출되는 광 빔들의 수(각도 해상도)의 곱이 화소들의 수와 광 빔들이 상기 화소들로부터 방출된 방향들의 수(각도 해상도)의 곱과 동일하게 되도록, 상기 발광점들의 수와 상기 광 빔들의 수를 선택하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 화소들로부터 동일한 방향으로 방출되고, 동일한 방향과 관련된 광 정보를 갖는 상이한 화소들과 관련되는 광 빔들을 동시에 변조하고,

동일한 화소의 상이한 관찰 방향들에 대응하는 광 정보를 갖는 동일한 화소의 상이한 방출 방향들에 대응하는 상기 발광점들의 상기 광 빔들을 변조하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제 1 발광 표면의 상기 화소들의 상기 관찰각(시야)와 동일한 상기 제 2 발광 표면의 상기 발광점들의 상기 발광각을 선택하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제 1 발광 표면의 화소들의 상기 관찰각(시야)보다 크거나 작은, 상기 제 2 발광 표면의 상기 발광점들의 상기 발광각을 선택하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 발광점들과 상기 화소들 사이의 상기 발광점들의 상기 발광각에 각도 교정을 적용하거나, 상기 화소들 내의 상기 화소들의 상기 관찰각(시야)에 각도 교정을 적용하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

거울들에 의해 상기 제 1 발광 표면의 화소들을 바이패스하는 방향들로 방출된 상기 발광점들의 상기 광 빔들을 대응하는 화소들로 편향시키는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 방법.
3차원 정보를 포함하는 비디오 신호로 변조된 광 소스(L)와, 시간에 따라 제어되고 제 1 발광 표면(40)의 화소들(P1,...,Pn)로 향하게 하는 편향 시스템을 포함하는 3차원 영상 생성 장치로서, 상기 제 1 발광 표면은 미리 결정된 시야(관찰 각(α)) 내에서 상이한 방향들(i1,...,in)의 광 빔들을 전달 및/또는 편향시키는 하나 이상의 광학 수단을 포함하고, 상기 편향 시스템은 상기 시야(관찰각(α))를 한정하는 상기 관찰 방향들에 대응하고 상기 화소들에 대응하는 편향 수단을 포함하는, 상기 3차원 영상 생성 장치에 있어서,

발광점들(S1,...,Sm)을 포함하는 제 2 발광 표면(50)으로서, 상기 화소들 (P1,...,Pn)을 포함하는 상기 제 1 발광 표면(40)으로부터 미리 결정된 거리로 떨어져 있는 상기 제 2 발광 표면을 포함하고,

제 1 발광 표면(40)의 상기 화소들(P1,...,Pn)의 각 방향(i1,...,in)에 대하여 상기 제 2 발광 표면(50)의 관련된 발광점(S1,...Sm)이 있고, 각각의 발광점(S1,...,Sm)에 대하여 몇 개의 관련된 화소들(P1,....Pn)이 있는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 8 항에 있어서,

발광점들(S1,..,Sm)로부터 방출된 상기 광 빔들의 상기 방향들의 수 (각도 해상도)는 상기 화소들(P1,...,Pn)로부터 방출된 상기 광 빔들의 방향들의 수의 t배이며, 상기 t값은 하나 내지 한 라인에 배열된 화소들(P1,...,Pn)의 수 사이에 있는 것이 바람직하며, 상기 발광점들(S1,..,Sm)의 수는 상기 화소들(P1,...,Pn)의 수의 1/t이고 상기 발광점들(S1,...,Sm) 사이의 상기 거리들은 상기 화소들(P1,...Pn) 사이의 상기 거리들의 t배인 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 발광점들(S1,...,Sm)은 음향-광학 수단, 다각형 거울들, 갈바닉 거울들, 홀로그램 디스크들, 전기-광학 수단 또는 가변 색인 LCD수단(variable index LCD means)을 포함하며, 상기 관찰각(α) 또는 시야를 한정하는 방향들에 따라 시간-해상 제어된 편향을 생성하며, 필요하다면 상기 시간-해상 제어된 편향수단과 상기 제 1 발광 표면(40) 사이의 하나 이상의 각도 교정 소자들(D)을 포함하는 것을 특징으로하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 시간-해상 제어된 편향 수단은 연속 배열된 X방향과 Y방향 편향 수단을 포함하고, 하나의 X방향 편향 수단(AOx)은 모든 광 빔들 또는 상기 광 빔들의 그룹 또는 상기 광 빔들 각각에 배열되고, 하나의 Y방향 편향 수단(AOy)은 모든 광 빔들 또는 상기 광 빔들의 그룹 또는 상기 광 빔들 각각에 배열되는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 11 항에 있어서,

시간-해상 제어된 편향 수단과 광 소스(L)는 실질적으로 동일한 구조를 갖는 광 모듈(O1,...,On)에 배열되며, 상기 모듈들은 하나의 열에 정렬되고, 메인보드(MB) 및/또는 제어 전자 장치들(CE)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 12 항에 있어서,

각각의 광 모듈들(O1,...On)은, 광 축을 한정하는 광 빔을 생성하는 광 소스(L)로서, 광 소스 구동기에 연결되어 있는 상기 광 소스와; 모두가 구동기에 연결되고, 상기 광 소스의 상기 광 축상에 배열된 X방향 편향기(AOx) 및 Y방향 편향기(AOy)와; 원통형 광 소자들, 양호하게는 망원 렌즈들(T)인 각도 교정 소자들 및 구멍 소자들(A)을 포함하는 편향기 교정 소자와; 상기 제 1 발광 표면(40)을 향해 상기 광 빔을 편향시키는 편향 거울(M)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 8 항 또는 제 9항에 있어서,

편향 시스템에서 상기 관찰각(시야)을 한정하는 상기 관찰 방향들과 관련된 시간-해상 제어된 편향 수단은, 공간 광 변조기(SLM) 수단 및 상기 SLM 수단과 상기 제 1 발광 표면 사이의 포커싱 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

측면(side) 거울들(M)을 포함하며, 상기 거울들은 상기 발광점들(S)로부터 방출된 상기 광 빔들을 대응 화소들(P)로 편향시키며, 편향되지 않은 상기 광 빔들은 제 1 발광 표면(40)의 상기 화소들을 바이패스(bypass)하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 15 항에 있어서,

상기 광 빔들을 편향시키는 상기 측면 거울들(M)은 실질적으로 삼각형 모양인 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 제 1 발광 표면은 하니 이상의 회절 또는 굴절 광소자들을 포함하며, 상기 화소들로부터 방출된 인접하는 광 빔들의 상기 방향들 사이의 각도의 적어도 반과, 상기 각도의 배보다 크지 않은 수평 방향의 상기 광 빔들의 확산(diffusion)을 생성하고, 수직 방향의 상기 확산은 상기 수평 방향에서보다 크고 180도보다 크지 않은 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 17 항에 있어서,

상기 제 1 발광 표면(40)은 상기 광 소스(L)에 의해 방출된 상기 광 빔을 수직 교정하고 상이한 각도들에서 상기 제 1 발광 표면(40)에 도달하는 발산 교정 수단을 포함하며, 상기 발산 교정 수단은 상기 제 1 발광 표면(40)을 통과하는 실질적으로 평행한 광 빔들을 생성하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.
제 18 항에 있어서,

상기 발산 교정 수단은,

a) 상기 제 1 발광 표면(40)의 뒤에 위치된 원통형 프레스넬 렌즈(FL),

b) 한 면은 수직 분산 홀로그래픽 구조(H2)이고 다른 면은 상기 원통형 프레스넬 렌즈(FL), 또는

c) 조합된 분산 및 발산 교정 홀로그래픽(H3) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 3차원 영상 생성 장치.