KR100822783B1 - 자동 입체화면 투사 장치 및 홀로그래픽 스크린 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 투사기(4), 열과 행으로 정렬되어 있는 다수의 이미지 표현요소들을 갖는 투사 스크린, 열과 행으로 정렬되어 있는 다수의 필터 요소들을 갖는 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂)를 포함하는 자동 입체 투사장치에 관한 것이며, 장면 또는 물체의 영상에 관한 정보 비트가 투사기/투사기들(4)에 의해 투사 스크린(3)상에 투사되며, 상기 부분정보 비트는 이미지 표현요소상에 표현되며, 하나 또는 몇개의 필터 어레이(F₁, F₂)를 통과하여 적어도 한명의 관람자(5)에 보여지며, 상기 이미지 표현요소는, 관람자(5)가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상의 정보 비트를 주로 보며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상의 정보 비트를 주로 봄으로써 공간적 느낌을 갖도록 하는 방식으로 관련 필터 요소에 대응한다.

투사기, 투사 스크린, 필터요소, 필터 어레이, 이미지 표현요소, 정보비트

Description

자동 입체화면 투사 장치 및 홀로그래픽 스크린 제작방법{Autostereoscopic projection system and method of manufacturing a holographic screen}

본 발명은 적어도 하나의 투사기, 열과 행으로 정렬되어 있는 다수의 이미지 표현요소들을 갖는 투사 스크린, 및 열과 행으로 정렬되어 있는 다수의 필터 요소들을 갖는 적어도 하나의 필터 어레이를 포함하며, 상기 투사기 또는 투사기들은 이미지 표현 요소(image rendering element)상에서 부분 정보 비트들을 볼 수 있도록 하나 또는 그 이상의 필터 어레이(filter array)를 통해 장면이나 물체의 영상으로부터의 부분 정보 비트를 투사 스크린(projection screen)에 투사하도록 되어 있는 자동 입체화면 투사 장치에 관한 것이다.

본 타입의 장치는 예를 들면, DE 206 474에 기재되어 있다. 상기 특허 명세서는 그라운드 글래스 스크린(ground glass screen)의 앞과 뒤(관람방향에서)에 각각 라인 그리드를 갖는 투사 스크린을 개시하고 있다. 상기 그리드는 불투명과 투명이 교번되는 좁은 수직의 라인을 포함하며, 입체쌍의 이미지가 후방에서 투사된다. 전방에서 그리드를 통하여 보게 되는 관람자 또는 관람자들은 공간적인 이미지를 보게 되며, 관람자의 눈의 각각에는 다른 시각이 제공된다. 이 장치의 단점은 라인 그리드 또는 그라운드 글래스 스크린의 미세한 정렬 오차가 모아레 패턴(Moire patterns)과 같은 원하지 않은 효과를 발생시킬 수 있다는 것이다.

US 5,146,246은 2-영상 투사에 대하여 설명하고 있다. 이 장치에서, 본질적으로 관람자의 눈의 각각에는, 예를들어 오른쪽이던지 왼쪽이던지 단지 하나의 영상만이 제공된다. 여기서 또다시, 라인 그리드 각각은, 예를들어 배리어 스크린(barrier screen)은, 투사 스크린의 앞과 뒤(관람방향에서)에 정렬된다. 상기 배리어 스크린은 불투명과 투명의 수직의 띠(stripes)의 패턴으로서 포괄적으로 설명된다. 동일한 발명자에 의해서 고안된 유사한 장치가 US 5,225,861에 설명되어 있다. 이것은 후방 투사 시스템으로, 불투명과 투명 요소의 그리드를 통하여 좌측 및 우측 이미지 각각을 투사하며, 불투명과 투명 요소의 다른 그리드로 인해 관람자의 눈에는 기본적으로 흩뜨러진 영상이 제공된다. 이 특허 명세서는 그리드 요소로서 수직의 불투명 및 투명 띠에 대하여도 설명하고 있다.

나중에 언급된 두개의 특허 명세서에 대해서도, 상기 장치는 큰 범위의 정렬 작업을 필요로 하는 것 또한 사실이다. 더우기, 부가적으로 설명된 이미지 분리 수단은 단지 두개의 영상을 보여주는 시스템에만 적합하므로, 입체화면 이미지의 관람자(들)에게는 어떠한 이동 동작의 자유가 주어지지를 않는다.

특허 출원 JP 9179090 은 렌티큘러 렌즈를 갖는 후방 투사 시스템에 대하여 설명하고 있으며, 적어도 2개 장면의 영상이 타임-멀티플렉스 모드(time-multiplex mode)로 제공된다. 상기 렌티큘러 렌즈의 이미지 방향에 대응하는, 투사 스크린상에서 후방 투사된 영상을 띠 세그먼트에 할당하는 것은 제어가능한 액정 세그먼트들(liquid crystal segments)을 통하여 실행된다. 상기 세그먼트들은 투과시키거나 산란시키도록 절환되며, 그들의 각각의 상태에 따라, 특정한 영상이 항상 하나 또 는 그 이상의 한정된 방향으로 렌티큘러 렌즈 수단에 의해 이미지화된다. 첫번째 단점으로서, 상기 장치는 큰 설비 비용을 필요로 한다. 특히, 종합적인 제어 전자장비를 필요로 한다. 또한, 풀 해상도의 타임-멀티플렉스 모드로 제공된 영상임에도 불구하고, 관람자는 감소된 수평적인 해상도로 한번에 하나의 눈에 단지 하나의 이미지만을 보게 된다. 플리커 없는 연출(flicker-free rendition)을 위하여, 상기 장치는 빠른 투사 이미지 디스플레이 장치들을 더 필요로 한다. 더많은 영상들이 제공될 수록 상기 이미지 디스플레이 장치들의 프레임 반복율(frame repetition rate)이 더 높아지게 되며, 이것은 장치의 비용을 증가시킨다.

US 4,101,210 및 US 4,132,468은 하나의 장면의 여러 영상에 대한 입체 투사에 대하여 설명하고 있으며, 스크린상에 제공된 이미지화 수단(예를 들면 감광액)으로 인하여, 라인 구조를 갖는 연속적이고, 오버래핑되지 않는 모자이크 이미지들(mosaic images)이 몇개의 영상들로 형성된다. 상기 모자이크 이미지는 상호간에 갭(gap)이 없으며, 다시 말하면 영상 부분은 서로 아주 근접하여 이미지화된다. 상기 이미지화 수단은, 특히 렌티큘러 렌즈와 조합된 렌즈 어레이들이 사용된다.

DE 35 29 819 C2는 렌티큘러 렌즈를 통한 몇개의 영상들의 투사에 대하여 설명하고 있다. 이 장치에서는, 각 개별적인 원통형 렌즈로 영상들의 띠들의 투사가 각각의 이웃하는 원통형 렌즈에 의해서 실행된다. 이것의 장점은, 투사 스크린상의 영상들의 조합을 수정하기 위하여, 투사기 하우징이 특별히 좁아질 필요가 없다는 것이다. 단점은, 특별히 큰 스크린 직경과 함께, 큰 사이즈의 렌티큘러 렌즈를 필요로 한다는 점이다.

DE 196 08 305 A1은 수직의 배리어 띠(barrier stripes)를 통하여 하나의 스크린상에 2개의 영상이 투사되는 후방 투사 시스템에 대하여 설명하고 있다. 상기 2개의 영상으로부터 기인한 모자이크 이미지는, 관람자의 눈들이 서로 다른 영상을 보는 것과 같은 방법으로 3차원의 느낌을 생성하는 배리어 스크린에 의해서 관람자가 관람가능하게 된다. 상기 장치는 슬라이딩 메커니즘(sliding mechanism)을 특징으로 하는데, 관람자의 눈의 위치에 따라 배리어 스크린을 관람자측으로 이동시킨다. 이 장치의 하나의 단점은, 단지 장면의 2개의 영상만이 사용된다는 점이다. 다른 단점은, 눈의 위치를 확인하고 이에 따라 배리어 스크린을 관람자측으로 이동시키는 제어 루프는 어느정도 히스테리시스(hysteresis)를 가지고 있어서, 관람자가 가끔 허상(pseudoscopic image)을 볼 수 있도록 한다. 통상적인 실시예에서, 상기 장비는 단지 한명의 관람자에게 적합할 뿐이다.

DE 37 00 525 A1은 렌티큘러 렌즈를 갖는 투사 장치에 대하여 설명하고 있다. 상기 장비의 투사 영역은 곡선이다. 다른 단점으로서는, 상기 장비는 큰 크기의 스크린이 사용되는 넓은 공간을 필요로 한다는 점을 들 수 있다.

WO 98/43441 A1은 셔터를 구비한 다이내믹 멀티플-영상 투사 시스템에 대하여 설명하고 있다. 가장 큰 단점은, 상기 장비를 제작하는데 관련된 작업이 매우 많다는 점이다.

US 2,313,947은 수직의 배리어 띠로 구성되는 2개의 배리어 스크린을 갖는 멀티플-영상 투사에 대하여 설명하고 있다. 또한 US 2,307,276은 특징적으로 스크린상에 생성된 영상 띠들의 사이에서 어떤 띠의 폭이 검게 나타나는 수직의 배리어 띠를 사용하는 배리어 스크린을 갖는 멀티플-영상 투사에 대하여 설명하고 있다. 이것은 허상 및 이중-이미지 위치를 상당히 방지한다.

US 4,872,750은 독립된 RGB 투사들 사이의 오버랩(overlap)에 의해서 칼라 이미지들이 생성되는, 후방에 배리어 스크린을 갖는 후방 투사 시스템에 대하여 설명하고 있다. 공간적인 재현 실시예로서 여기에서 사용된 바람직한 수단은 렌티큘러 렌즈들이다. 많은 관련 설비를 필요로 하는 점이 단점이다.

특허출원 DE 195 06 648은, 3차원 이미지화에 관한 종래기술과 내용에서, 관람자가 움직일때 일어나는, 제공된 영상의 개별적인 수로 인한, 시각적으로 급격한 변화에 대하여 정밀하게 검토하고 있다. 위 문헌은 이러한 문제점을 해결하는 자동 입체화면 장치에 대하여 설명하고 있으며, 오버랩핑 범위가 관람 지역들의 사이에 생성되도록 하기 위하여, 다양한 관람 지역의 조도가 가장자리에서 감소되도록 하기 위하여, 몇개의 영상이 관람할 수 있는 지역에 제공된다. 위에서 설명된 상기 광학적 이미지화 장치들은, 특별히 천이 지역에서 2개의 영상의 오버랩핑 관람 지역을 각각 발생시키는 애퍼쳐 다이어프램(aperture diaphragms)을 포함한다. 만약 보다 큰 크기의 3차원 이미지가 필요하다면, 상기 특허출원이 기초하고 있는 원리는 상당한 기술적 비용을 요구하게 된다.

DE 100 03 326 C2에서, 본 출원인은 자동 입체화면 방법 및 그에 대응하는 장치를 설명하고 있으며, 개인적인 광학적 지원이 없이 몇몇 관람자를 위한 공간적인 느낌이 파장 필터 어레이에 의하여 생성된다. 상기 필터 어레이는, 이미지 디스플레이 장치의 앞 또는 뒤에 위치하고 있으며, 열과 행으로 정렬되어 있는 수많은 파장 필터들로 구성되며, 특정한 파장 또는 파장 범위의 빛을 투과시킴으로써 이미지 디스플레이 장치에 의해 방출되는 빛에 대하여 각 파장에 따른 빛의 전파 방향을 한정한다. 상기 이미지 디스플레이 장치상에서, 열과 행으로 정렬되어 있는 이미지 표현요소를 가지면서, 상기 필터 어레이에 의해, 관람자의 2개의 눈이 서로 다른 선택 영상들을 주로 볼 수 있도록, 장면 또는 물체의 몇개의 영상들로 구성된 이미지가 제공된다. 이 것의 단점은, 큰 이미지 투사기는 이러한 방법으로 쉽사리 구현될 수 없다는 점이다.

위에서 설명한 바와 같은 종래의 기술로부터, 본 발명의 목적은 보다 큰 크기의 이미지에 대한 인식을 향상시키는 방식으로 위에서 설명한 타입의 장비를 개선시키기 위한 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 이러한 목적은 간단하거나 또는 용이하게 제작이 가능한 소자들에 의해서 달성되어야만 한다. 본 발명의 다른 목적은 한번에 여러 관람자에게 공간적인 느낌을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위한 자동 입체화면 투사 장치의 구성은,

적어도 하나의 투사기와,

열과 행으로 정렬되어 있는 다수의 필터 요소들을 갖는 적어도 하나의 필터 어레이를 포함하며,

상기 투사기 또는 투사기들에 의하여, 장면이나 물체의 영상으로부터의 부분 정보 비트가 투사 스크린에 투사되며, 상기 부분 정보 비트는 이미지 표현요소상에 표현되며, 하나 또는 그 이상의 필터 어레이를 통과한 후에, 적어도 한명의 관람자에게 보여질 수 있도록 만들어지며,

관람자가 공간적인 느낌을 얻을 수 있도록, 한 쪽 눈의 제1 선택 장면으로부터의 부분 정보 비트와 다른 쪽 눈의 제2 선택 장면으로부터의 부분 정보 비트를 주로 보는 것과 같은 방법으로, 부분 정보 비트의 전파 방향에 대해서, 상기 이미지 표현요소가 서로 관련된 필터 요소에 대응된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 자동 입체화면 투사장치는 적어도 2개의 투사기와, 1개의 투사 스크린과, 적어도 2개의 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)를 포함하며, 투사 스크린과 적어도 2개의 투사기의 사이에 즉 투사 스크린의 뒤에(관람 방향으로) 설치된 적어도 1개의 필터 어레이(F₁)와, 투사 스크린의 앞에 (관람 방향으로) 정렬된 적어도 1개의 필터 어레이(F₂)를 가지며, 모든 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)는 파장(λ) 또는 다른 파장영역(Δλ)의 빛은 투과시키는, 행과 열로 정렬된 파장 필터 요소를 가지는, 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분정보 비트가 투사기에 의해 투사 스크린상에 적어도 하나의 필터 어레이(F₁)를 통하여 투사됨으로써 영상(A_k)으로부터의 부분정보 비트가 장치의 기하학에 의해 결정된 조합 또는 혼합으로 투사 스크린상에 관람가능하게 만들어 질 수 있도록 하며, 상기 투사 스크린은 필터 어레이(F₁, F₂, ... F_A,...) 및 투사기의 구성에 따라 특정한 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 전달하는, i행과 j열로 정 렬된 충분한 해상도의 이미지 표현 요소(α_ij)의 그리드로 분할되며, 각 이미지 표현 요소(α_ij)는 적어도 하나의 영상(A_k)으로부터의 부분 정보 비트 또는 비트들을 표현하며, 전파 방향은 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬된 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)를 통하여 투사 스크린에 의해 관람자를 향해 방사되는 빛을 제한함으로써 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 각 단일의 이미지 표현요소(α_ij)가 몇개의 필터 어레이(F₂)의 관련 파장 필터와 대응되도록 하거나 또는 필터 어레이(F₂)의 각 단일 파장 필터가 몇개의 관련 이미지 표현요소(α_ij)에 대응되도록 하여, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 한다.

바람직하게는, 2개, 4개, 8개, 16개, 32개 또는 40개의 투사기가 사용될 수 있다. 제공된 약 8개 또는 그 이상의 영상들로, 바람직하게는 영상을 투사하는데 사용되는 8개 또는 그 이상의 투사기들로, 선명한 밝기와 몇명의 관람자의 편리한 이동의 자유를 갖는 훌륭한 공간적 느낌이 얻어진다.

바람직하게는, 위에서 설명한 장치는 정확히 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)를 사용한다. 2개 이상의 필터 어레이가 유용한 특별한 구성이 아래에 설명된다. 파장 필터 어레이에 포함되어 있는 파장 필터 요소는 예를 들면, 레드(red), 그린(green), 블루(blue), 옐로우(yellow), 사이안(cyan) 또는 마젠타(magenta)를 투과시킬 수 있으며, 그리고/또는 전체 가시 파장범위에 대해서 투과 또는 불투과시킬수 있다.

또한, 필터 어레이(F₁, F₂, ... F_A,...)의 필터 요소는 어떠한 형태의 모양이라도 가질수 있으며, 바람직하게는 다각형, 특히 바람직하게는 사각형 형태를 갖는다. 일반적으로, 필터 요소는 약 수 10,000㎛² 에서 수 ㎟에 이르는 표면 영역을 갖는다. 특정한 경우에 상기 범위에서 편차가 가능하다. 상기 필터 요소의 모양 및/또는 크기는 필터 어레이의 안에서 또는 필터 어레이의 행 또는 열안에서 가변된다. 투사 스크린상의 이미지 표현요소의 모양은 본질적으로 투사기측상의 필터 어레이에 의존하게 됨으로써 상기 필터 요소의 모양 및/또는 크기의 변화가 이미지 표현 요소에 중요한 영향을 미칠 수 있게 된다.

투사 스크린상에 생성된 이미지는, 영상(A_k)의 서로 다른 부분 정보 비트들로 구성되는데, i행과 j열의 이미지 표현 요소(α_ij)의 그리드를 보여주며, 필터 어레이의 구조 및 투사기의 기하학적 배열에 따라 변화된다. 상기 그리드 구조는 필수적으로 보이지는 않는다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 투사 스크린의 각각의 위치에서 투사기로부터 입사되는 빛의 종류에 따라, 서로 다른 파장 범위의 빛을 방사한다. 본 발명의 실시예에 따라, 투사 스크린의 이미지 표현요소중에서, 예를 들면 어떠한 투사기로부터도 부분영역으로 빛이 도달하지 않게 됨에 따라, 어떠한 영상(A_k)으로부터 어떠한 부분정보도 없이 남게 되는, 작은 부분 영역이 있을수 있다. 이러한 영역은 그리드(i, j)에서 이미지 표현요소(α_ij)로서 고려될 필요가 없다. 비록 본 발명의 장치가 만족할만한 결과를 얻었다고 하더라도, 이러한 영역은 불필요하다.

하나의 이미지 표현요소(α_ij)가, 서로 다른 파장/파장범위로부터의 부분정보비트의 광학적 혼합로부터 기인되는, 풀칼라 부분 이미지 정보 비트를 표현하는 것이 또한 가능하다. 그리고, 본 장치의 구조에 따라, 만약 예를 들면 2개 또는 그 이상의 투사기로부터 오는 광선이 투사 스크린상에서 중첩된다면, 이러한 이미지 표현요소는, 영상 또는 서로 다른 영상들안에서의 서로 다른 이미지 표현요소 위치로부터 부분 정보 비트를 동시에 표현한다.

만약 각 필터 어레이(F₁, F₂, ... F_A,...)가 각 필터 어레이에 할당된 p _A 행과 q_A 열의 독립된 매트릭스에서의 파장 필터 요소(β_Apq)를 포함한다면, 매우 유용하며, 전송 파장 또는 전송 파장 범위에 따라 상기 필터 어레이상에 정렬된 상기 그리드는 다음의 함수를 따른다.

여기서,

A는 각 필터 어레이(F_A)의 인덱스이고,

(p_A)는 각 필터 어레이(F_A)의 행에서의 하나의 파장 필터(β_Apq)의 인덱스이고,

(q_A)는 각 필터 어레이(F_A)의 열에서의 하나의 파장 필터(β_Apq)의 인덱스이고,

(b)는, p_A, q_A 위치에서 필터 어레이(F_A)의 파장 필터(β_Apq)를 위한, 특정한 전송 파장/전송 파장 범위(λ_Ab)중의 하나를 한정하는 정수로서, 1과 b_Amax의 사이의 값을 가질 수 있고,

(n_Am)은 영(zero)보다 큰 정수로서, 바람직하게는 투사기에 의해 투사된 영상(A_k)의 전체 수(n)에 대응하며,

(d_Apq)는, 각 필터 어레이(F_A)의 파장 필터의 정렬을 변화시키는 선택가능한 마스크 계수 매트릭스이고,

정수부는 꺽쇠 안에 있는 독립 변수를 초과하지 않는 가장 큰 정수를 생성하는 함수이다.

매트릭스(d_Apq)의 안의 엔트리는, 매트릭스(d_Apq)를 위한 또는 필터 요소(β_Apq)를 위한, 상기 수식에서 인덱스 (p)에 대응하는 (p_A) 및 인덱스 (q)에 대응하는 (q_A)를 갖는 실수가 될 수 있다.

서로 다른 (b)의 값에 대하여, 동일한 내용의 전송 파장/전송파장범위(λ_Ab)를 특정하는 것이 또한 가능하다. 만약 예를 들면 b_Amax=8, λ_A1에서 λ_A3가 순차적으로 R, G, B를 나타내고 λ_A4에서 λ_A8가 가시광선 영역에서 벗어난 파장이라면, λ _A1에서 λ_A3는 색상 R, G, B를 전송하고 λ_A4에서 λ_A8는 관람가능한 스펙트럼을 차단한다. 인덱스(A)를 갖는 필터(F_A)와 패러미터 d_Apq=-1=상수 및 n_Am=8의 조합 규칙은 불투명한 배경의 위에 RGB 색상으로 비스듬한 띠를 주기적으로 생성하는 필터 구조를 제공한다. 2개의 색상 띠의 사이마다, 매 행마다 5개의 필터 요소가 불투명하게 된다. 색상 띠의 경사 각은 필터 요소(β_Apq)의 크기에 따른다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, b_Amax와 n_Am은 같은 크기를 갖는다.

다른 실시예에서, 몇개의 전송 파장/파장범위(λ_Ab)는 동일한 필터 동작을 가질 수 있다. 만약 λ_A1...λ_A6가 전체 관람가능한 스펙트럼을 차단하는 파장범위이고, λ_A7 및 λ_A8가 관람가능한 스펙트럼을 투사시키는 필터 범위이라면, 그리고 만약 n_Am=8이고, d_Apq=-1=상수이라면, 필터 구조를 생성하는 법칙으로부터, 전 영역에 걸쳐 동등하게 분포되어 있으며 약 1/4을 차지하고 있는, 경사를 가지며 단계적으로 투명한 띠를 포함하는 본질적으로 불투명한 필터 어레이(F_A)가 생성된다.

이와 관련하여, 만약 적어도 2개의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)가 수평적 및/또는 수직적으로 구조의 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화될 수 없다면 매우 유용할 수 있다. 다른 말로 말하면, 각각의 필터 어레이의 구조가, 1차원 또는 2차원 확대 또는 축소에 의해 서로 전환되지 않는다. 공간적 느낌에 관해서는, 이러한 부조화는, 관람자의 눈이 실제로 모든 관람지점에서 몇개의 영상들(A_k)로부터 항상 부분 정보 비트의 혼합을 보는 효과를 갖게 된다. 이것은, 관람자의 눈이 관람 공간의 어떤 위치에서 영상들(A_k)중 단지 하나로부터 부분정보 비트를 보는 경우는 완전히 제외한다.

또한, 필터 어레이의 이러한 특성은 특별한 효과를 갖는다. 적절한 기하학적 배열이 제공된다면, 한 쪽 눈에 주로 보여지는 2차원 영상의 구조는, 관람자가 이동하는 동안에 변화될 수 있다. 예를 들면 관람공간의 특정 위치에서 관람자의 눈에 보여지는 이미지의 90%가 k=1인 영상(A₁)의 부분정보비트로 이루어지며, 나머지 10%는 k>1인 영상(A_k)의 부분정보비트의 혼합으로 이루어지는, 예를 들면 600×400 화소의 해상도를 갖는 영상(A₁, k=1)으로부터 보여지는 부분정보 비트를 갖는 것이 가능하다. 위에서 언급한 조건하에서, 주로 보여지는 영상(A₁, k=1)의 구조는, 예를 들면 400×600의 관람가능한 해상도를 갖도록 하기 위하여, 다른 관람 위치에서 변화될 수 있다.

때때로 상기 필터 배열은, 영상당 관람가능한 해상도가 단일 투사기로부터의 해상도와 다르도록 하기 위하여 선택될 수 있다.

몇몇 응용예들에 있어서는, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)의 필터 요소의 적어도 일부분은, 파장과 무관한 빛 강도 감쇠도를 갖는 중간 필터로 구성될 수도 있다. 예를 들면, 중간 필터는 파장에 관계없이 가시광선의 0%(불투명), 25%, 50%, 75%, 100%(완전 투명)를 전송한다. 이러한 중간 필터 요소 또는 단계적인 중간 밀도 필터 요소는 색상 파장 필터 요소를 만드는 것보다 더 쉽고 저렴하게 만들수가 있다. 또한, 중간 필터 요소를 갖는 필터 어레이에 의하여, 예를 들면 관람자가 움직이게 됨에 따라 몇개의 영상의 인지된 빛 강도의 변화와 같은 특별한 효과를 생성하는 것이 가능하다.

필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)는 투사 스크린의 앞 또는 뒤(관람 방향에서)의 거리(z_A)에서 정렬된다. (z_A)는 -60mm≤z_A≤+60mm의 범위의 값을 가지며, (z_A)의 음수값은 투사 스크린의 앞(관람 방향에서)에서 (z_A)의 절대값의 거리에 배열되어 있음을 의미하고, (z_A)의 양수값은 투사 스크린의 뒤(관람 방향에서)에서 (z_A)의 절대값의 거리에 배열되어 있음을 의미한다. 예외적인 경우에, 예를 들면 투사스크린의 대각선이 매우 크다면, (z_A)의 절대값은 60mm 이상이 될 수 있다.

다른 특별한 실시예에서, 바람직하게는 관람자의 옆에 있는 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)의 필터 요소의 일부분은, 상기 필터 요소가 단지 선택된 입사 방향의 빛을 전송하도록 설계된다. 이것은 예를 들면 어떤 크리스탈이나 폴리머 코팅의 사용에 의해 달성될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)의 적어도 하나의 필터 요소는 렌즈, 바람직하게는 원통형 렌즈로서, 또는 프리즘으로서 설계된다. 상기 원통형 렌즈 또는 프리즘은 행 또는 열로 만 정렬된다. 이 경우에, 매우 높은 빛 전송이 이루어진다. 이러한 실시예는 8개 이상의 영상을 제공하는 시스템에 있어서 특히 중요하다.

본 발명의 간단한 실시예에서, 각 투사기는 예를 들면 이미지화되어야할 장면의 2차원 시각영상인 단일 영상(A_k)의 부분정보비트만을 투사하는데 반하여, 만약 적어도 2개 이상의 투사기중의 하나가 적어도 2개의 영상(A_k)의 부분정보비트로 이루어진 조합 이미지를 투사한다면, 본 발명의 목적에 유용할 것이다. 이러한 특성의 연장으로서, 만약 (적어도) 2개의 투사기가 각각 적어도 2개의 영상(A_k)의 부분정보비트로 이루어진 조합 이미지를 투사한다면, 그리고 만약 상기 2개의 투사기에 의한 영상(A_k)이 서로 다른 이미지 조합 구조를 갖는다면, 어떤 경우에는 유용하게 사용될 수 있다.

몇개의 영상의 부분정보비트의 조합에 관련해서는, 필터 어레이 구조를 위하여 여기에서 사용된 규칙과 유사한 일반적인 이미지 조합에 관한 규칙이 주어지는, 위에서 언급한 본 출원인의 특허명세서 DE 100 03 326 C2를 참조할 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 예를 들면 적어도 하나의 투사기가 어떠한 각도를 가지고 투사 스크린을 향한다면, 영상의 부분정보비트가 적당한 이미지 선 정류 기능, 예를 들면 사다리꼴 보정(trapezoidal correction)을 사용하여 투사될 수 있다. 이와 관련하여, 현대의 투사기는 이미 투사된 이미지에 기하학 보정을 적용하는 연속적인 샤임플러그(scheimpflug) 및/또는 시걸(seagull) 보정 기능을 제공하고 있다. 만약 투명성이 투사 데이터로서 사용된다면, 이것들은 또한 대응하는 예비보정과 함께 만들어질 수 있다.

만약 필터 어레이의 구조 및 투사기와 투사 스크린 사이의 배열이, 투사 스크린상의 각 영역 요소가 적어도 하나의 투사기로부터 빛을 수신하는 방법으로 선택된다면, 본 발명에 따른 장치는 빛과 영역 이용에 관하여 매우 효율적이다. 이 경우에, 스크린 상에 "영구히 검은 영역"은 발생되지 않으며, 투사 스크린의 각 영역 요소는 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 제공한다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, 상기한 유용한 실시예는 본 발명에 따른 장치의 동작 모드를 유지하기 위한 필수 조건이다.

상기 투사 스크린은 바람직하게는 반투명하다. 또한, 상기 투사 스크린은 예를 들면 정의 이득을 갖는 빛 집중 효과를 가질 수 있다. 반투명하며 빛을 집중시키는 투사 스크린은 잘 알려져 있으므로, 당업자에게는 설명할 필요가 없다. 만약 투사 스크린이 매우 얇은, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께를 갖는 웨이퍼로 디자인된다면, 투사 스크린상의 이미지 표현요소는 우수한 선명도를 가질 수가 있다.

본 발명의 많은 실시예에서, 상기 투사 스크린은 평편한 웨이퍼로 이루어진 다. 특별한 조건하에서는, 투사 스크린이 곡면화 되는 것이 유용하다. 이 경우에 필터 어레이도 이와 대응되는 곡률을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

일반적으로 모든 투사기에 있어서, 투사 스크린과 관련된 독립된 투사 위치 및 독립된 투사 방향이 특정된다. 바람직하게는, 투사 방향 및 투사 거리는 투사기에 따라 다르다. 곡면화된 투사 스크린과 관련하여, 예를 들면 다양한 투사기로부터의 빛이 본질적으로 동일한 입사각하에서 투사 스크린에 부딪히게 되는 결과를 낳게 된다. 여기서 "입사각"이라는 용어는 투사된 이미지의 빛이 전파되는 기본 방향이 투사 스크린에 입사되는 각을 의미한다.

만약 모든 투사 렌즈가 투사 스크린의 뒤에서 동일한 높이에 위치하고 있다면, 이 높이는 바람직하게는 대략 투사 스크린 표면의 중심점의 높이가 되어야 한다. 이러한 위치설정을 위하여, 예를 들면 적당한 치수의 기구적인 스탠드를 사용할 수 있다.

하나 또는 몇개의 투사기의 밝기는 특정 한계치내에서 어느정도 가변될 수 있다. 현대의 일부 투사기들의 특징인 이러한 특성은 투사 스크린의 동등한 휘도를 위하여 사용될 수 있다. 만약 예를 들면 장면에 대한 영상중의 하나가 조건상 다른 것보다 다소 밝아야 한다면, 각 투사기의 밝기를 제어함으로써 충분하게 보상할 수 있다.

바람직한 투사기로서는 예를 들면 액정 투사기, DLP/DMD 투사기, CRT 투사기 또는 슬라이드 투사기 등이 있다. 또한 예를 들면 독립적인 RGB 이미지 디스플레이 장치로서 3개의 레이저를 갖는 레이저 투사기 또한 가능하다. 물론, 3개 이상의 레 이저도 또한 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이 열거된 바람직한 투사기 타입은 추가될 수 있으며, 본 발명에 따라 다른 타입의 투사기를 사용하는 장치를 배제하지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 서로 다른 타입의 투사기를 한꺼번에 구성할 수 있다. 상기 투사기는 예를 들면 광속(light flux) 또는 이미지 해상도와 같은 개별적인 패러미터 및/또는 광변조 원리에 있어서 서로 다를 수 있다.

일반적으로, 상기 투사기들은 전자제어 시스템으로부터 이미지 데이터를 수신하며, 하나 또는 그 이상의 독립적인 유니트로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 전자 제어 시스템은, 예를 들면 투사기당 하나의 비디오 녹화기로 이루어지는 이미지 데이터 소오스를 사용하는 것이 또한 가능해진다.

각 비디오 녹화기는 하나의 영상(A_k)의 이미지 열을 관련 투사기로 공급한다. 상기 비디오 녹화기는 트리거를 통하여 서로 결합되어 있으며, 모든 n개의 영상(A_k)이 동기화되어 디스플레이될 수 있도록 한다.

각 투사기는 독립적인 컴퓨터를 통하여 제어하는 것이 또한 가능하며, 모든 컴퓨터는 예를 들면 네트워킹을 통하여 동기화된다. 컴퓨터의 사용은 특히 적어도 하나의 투사기가 적어도 2개의 서로 다른 영상(A_k)으로부터의 부분정보비트를 투사하는 실시예를 가능하게 한다. 2개의 서로 다른 영상(A_k)으로부터의 부분정보비트의 가능한 조합에 관하여, 특허 명세서 DE 100 03 326 C2를 참조할 수 있다. 또한, 상업적인 이미지 신호-분리 컴퓨터가 몇개의 투사기를 동시에 트리거시키는데 사용될 수 있다.

이미지 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 관람자에게 가장 근접하게 위치하고 있는 필터 어레이는 항반사(antireflection) 코팅이 제공된다. 이것은 필요없는 빛의 반사를 감소시키고 공간 이미지의 시각성을 향상시킨다.

각 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)는 예를 들면 노광된 필름, 프린트된 이미지, 또는 광학 격자로서 설계된다. 다른 방식의 준비 또한 가능하다. 바람직하게는, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)는 예를 들면 유리 기판과 같은 기판의 위에 적층된다. 이것은 좋은 기계적 안정성을 제공한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)는, 특정한 굴절지수와 같은 어떤 광학적 특성을 선택적으로 가지고 있는 기판과 함께, 몇개의 기판으로 구성된 샌드위치 구조안에 설치된다. 상기 샌드위치 구조는 우수한 기계적 안정성을 제공할 뿐만 아니라 상기 필터 어레이에 내구성을 부여한다.

본 발명의 매우 특별한 실시예에서, 적어도 하나의 필터 어레이의 일부분은, 투사기를 마주하고 있는 필터 어레이의 측면에, 바람직하게는 단지 불투과 필터 요소상에만 배열되어 있는 반사 표면이 제공됨으로써 투사된 빛의 일부가 투사기로 반사되도록 한다. 만약 각각의 투사기가 그러한 빛을 재사용할 수 있다면("트랜스플렉티브 투사"), 광의 이용도를 매우 높일 수가 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)의 적어도 몇개의 필터 요소는 편광 필터이며, 적어도 하나의 투사기는 편광을 방사한다. 상기 편광 필터는 예를 들면 수평적 또는 수직적 선형 편광를 투과시킬 수 있 으며, 동시에 선택적으로 특정 파장/파장범위의 빛만을 투과시킬 수 있다.

이와 관련하여 파장-의존적인 중간 필터 및 편광 필터 특성의 조합을 갖는 것이 가능하다. 상기 편광-의존적인 전송 필터는 단지 매칭 편광 특성을 가지고 있는 투사기의 빛을 통과시킨다.

다른 실시예에서, 편광을 방사하는 적어도 하나의 투사기는, 바람직하게는 수평적 및 수직적 선형 편광의 사이를 반복하는, 일시적으로 변하는 편광 형태로 빛을 방출한다. 이것은 투사 스크린상에 형성된 조합 이미지의 구조의 일시적인 변화를 발생시킨다.

또한, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)의 필터 요소의 적어도 일부분은 일반적으로 광색변성(photochromic) 또는 전색변성(electrochromic) 광학 요소로 구성된다. 이 경우에, 만약 광색변성 또는 전색변성 광학 요소가 공간적 느낌(3차원 모드)을 생성할 수 있도록 첫번째 상태에서 특정 파장/파장범위 전송을 허용한다면, 두번째 상태에서 실제적으로 전체 가시 파장 스펙트럼을 위하여 크게 투사된다면, 2차원 및 3차원 투사의 절환이 그 효과로서 얻어진다. 뒤의 상태에서, 투사 스크린상의 투사는 상기 필터 요소에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 만약 모든 필터 어레이의 모든 필터 요소가 그 상태가 된다면, 관람자가 실질적으로 완전히 해상된 2차원 인지를 갖는 것이 가능하다. 3차원 모드에서 투사기가 적어도 2개의 영상의 부분정보 비트를 투사하는 데 반하여, 2차원 모드는 정확히 하나의 영상을 투사한다. 가장 간단한 경우에, 단지 하나의 투사기가, 통상적인 방법으로 또한 가능하면 이미지 정류 보정과 함께, 하나의 영상을 투사한다. 2차원 모드에서 밝기를 향상시키기 위하여, 몇개의 투사기가 동일한 이미지를 스크린상에 투사한다. 이 경우에, 동일한 영상이 스크린상에 완전한 기입되어 중첩되는 방법으로 투사기가 이미지를 투사하도록 조정이 이루어져야 한다.

광색변성(photochromic) 또는 전색변성(electrochromic) 광학요소와 다른 광학 소자를 사용하는 것도 또한 가능하다. 본 발명의 실시예에서의 2차원 및 3차원 모드의 절환을 위하여, 상기 광학 소자는 첫번째 상태에서 제한된 파장/파장범위를 전송하거나 또는 빛 강도의 파장-독립적인 감쇠를 위한 제한된 전송율을 가지며, 두번째 상태에서 필수적으로 전체 가시 파장 스펙트럼을 크게 전송할 수 있는 것이 필수적이다.

어떠한 광전변성 필터 어레이 요소도 필요로 하지 않는, 특별히 간단한 경우에, 상기 필터 어레이는 본 발명에 따라 2차원 투사를 이루기 위하여 장치로부터 간단하게 제거가능하도록 설계된다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 적어도 하나의 투사기에는 칼라 필터가 제공됨으로써 상기 투사기에 의해 투사된 빛이 각 전송 파장 또는 각 전송 파장범위의 파장 필터를 관통할 수 있도록 한다. 이 경우에, 투사 스크린상의 부분정보비트의 특정한 조합 구조를 얻는 것이 가능하다. 특별한 적용의 경우에, 움직이는 관람자가 보여지는 영상의 칼라 변화를 인식하는 것이 또한 가능할 것이다.

칼라 필터를 구비한 하나 또는 몇개의 투사기들을 제공하는 대신에, 예를 들어 전체 칼라 이미지중에 레드, 그린, 블루의 부분 이미지를 교호적으로 투사하는 DMD 투사기들을 사용하는 것도 역시 가능하다. 이와 같은 교호작용은 투사기에서 고유의 기능이기 때문에 어떠한 칼라 필터도 필요없다.

또한, 본 발명의 다른 특별한 실시예에서, 상기 투사기들은 적어도 2개의 기본적으로 수평한 층들에 정렬될 수 있다. 이것은 2가지의 장점이 있다. 하나는 투사 스크린상에 형성된 조합 이미지의 구조가 영향받을 수 있다는 점이다. 다른 하나는, 만약 기본적으로 하나의 렌즈가 다른 것의 위에 정렬되어 있는 2개의 투사기가 동일한 이미지를 투사한다면, 투사 스크린상에 형성된 조합 이미지에서, 어떤 영상 또는 영상의 일부분의 밝기는 증가될 수 있다. 예를 들면 상기 투사기 하우징이 인간의 한쌍의 눈 사이의 거리보다도 명백하게 넓다고 하더라도 상기 투사 렌즈를 대략적으로 관람자의 동공 사이의 거리에서 수평적으로 정렬하기 위하여, 2개의 충사에 공간적 오프셋을 제공하는 것이 또한 가능하다.

다루기 쉽게 하기 위해서, 상기 장치는 예를 들면 전기기구적인 제어 소자와를 통하여 상기 투사기를 자동적으로 정렬하기 위한 수단을 선택적으로 가질 수가 있다. 그러면 상기 투사기는 동작중에 또는 동작후에 특정한 위치로 이동할 수가 있다.

투사기의 동기화는 필요한 대로 수동작으로 또한 실행될 수가 있다. 바람직하게는, 이것은 서로간에 정렬될 수 있는 투사된 테스트 이미지 특성 참조마크에 의해 이루어질 수가 있다.

또한, 적어도 하나의 투사기에 의해 투사된 빛의 빔통로는 적어도 하나의 거울을 설치함으로써 진로방향이 꺽여질 수가 있다. 이러한 진로방향 변경은 광학 조 립체에서 특히 공간을 줄이기 위한 목적으로 종래에 자주 사용되어 왔다. 현재의 경우에, 이러한 진로방향 변경은 부가적인 바람직한 효과를 가지고 있다. 진로변경된 빔통로는, 빛의 주전파 방향에 대하여 수직이 아닌 각으로 투사 스크린에 부딪히게 된다. 만약, 투사 스크린이, 전송에 있어서 특히 수직으로 입사하지 않는 빛을 집중시키는 홀로그래픽 디스크로서(예를 들면 Sax3D GmbH, Chemnitz/Germany의 생산품인 "HOPS"와 같은) 설계되어 있다면, 일광속에서도 밝고 높은 대비를 갖는 3차원 이미지를 얻을 수가 있다.

처음에 언급한 바와 같이, 2개 이상의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)가 사용될 수 있다. 2개의 필터 어레이는 투사 스크린과 투사기의 사이에 설치되어 있고, 1개의 필터 에레이는 투사스크린과 관람자의 사이에 설치되어 있는, 3개의 필터 어레이를 사용하는 것은 유용하다. 이 경우에, 투사기에 의해 투사된 빛은, 투사 스크린에 부딪히기 전에 특별히 잘 구성될 수 있도록 하기 위하여 2개의 필터 어레이를 통과한다. 다른 실시예에서는, 3개 이상의 필터 어레이가 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 목적은, 3차원 전방 투사 장치와 같은 자동 입체화면 투사 장치의 실시예에 의해 달성될 수 있다. 이것의 구성은,

적어도 2개의 투사기와,

전방 투사에 적당한 하나의 투사 스크린과,

상기 투사 스크린과 상기 적어도 2개의 투사기의 사이에 설치되어 있는 하나의 필터 어레이를 포함하며,

상기 필터 어레이는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키고, 전송되지 않은 빛을 적어도 어느정도 바람직하게는 높은 비율로 흡수하는, 행과 열로 정렬된 파장 필터를 가지며,

상기 투사기는, 필터 어레이와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 전달하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비한, i 행과 j 열로 정렬된 충분한 해상도의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드로 분할되는 투사 스크린을 구비한, 투사 스크린이 기하학적 배열에 의해 제한된 조합 또는 혼합으로 영상(A_k)의 부분정보 비트를 디스플레이할 수 있도록, 필터 어레이를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)의 부분정보 비트를 투사하며,

상기 필터 어레이는, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 그와 관련된 몇개의 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하는 필터 어레이의 각 파장필터와, 그와 관련된 몇개의 파장 필터에 대응하는 각각의 이미지 표현요소(α_ij)를 가지며, 투사기측에서 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 전송된 빛의 전파방향을 한정한다.

이러한 3차원 전방 투사에 있어서, 관람자/관람자들은 투사기측에 있으며, 일반적으로 어떠한 투사 빔 통로도 막지 않도록 위치하고 있어야만 한다.

또한, 이 실시예에서, 파장 필터 어레이에 포함된 파장 필터 요소는 예를 들면, 레드, 그린, 블루, 옐로우, 사이안 또는 마젠타를 투과시킬 수 있으며, 그리고/또는 전체 가시 파장범위에 대해서 투과 또는 불투과시킬수 있다.

상기 영상(A_k)의 서로 다른 부분 정보 비트들의 조합으로서 투사 스크린상에 생성된 이미지는, 필터 어레이의 구조 및 투사기의 기하학적 배열에 따라 변화되는, i행과 j열의 이미지 표현 요소의 그리드를 가진다. 상기 그리드 구조는 필수적으로 보이지는 않는다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 투사 스크린의 각각의 위치에서 투사기로부터 입사되는 빛의 종류에 따라, 서로 다른 파장 범위의 빛을 전송한다. 이미지 표현요소(α_ij)가, 서로 다른 파장/파장범위로부터의 부분정보비트의 광학적 혼합로부터 기인되는, 풀칼라 부분 정보 비트를 표현하는 것이 또한 가능하다. 그리고, 본 장치의 구조에 따라, 이러한 이미지 표현요소는, 영상(A_k) 또는 서로 다른 영상들(A_k)안에서의 서로 다른 이미지 표현요소 위치로부터 부분 정보 비트를 표현할 수 있다.

또한, 만약 필터 어레이가 (p)행과 (q)열의 그리드의 파장 필터 요소(β_pq) 를 포함한다면, 매우 유용하며, 전송파장/전송파장범위(λ_b)에 따라 상기 필터 어레이상에 정렬된 상기 그리드는 다음의 함수를 따른다.

여기서,

(p)는 필터 어레이의 행에서의 하나의 파장 필터(β_pq)의 인덱스이고,

(q)는 필터 어레이의 열에서의 하나의 파장 필터(β_pq)의 인덱스이고,

(b)는, p, q 위치에서 필터 어레이의 파장 필터(β_pq)를 위한, 목적한 전송 파장/전송 파장 범위(λ_b)중의 하나를 한정하는 정수로서, 1과 b_max의 사이의 값을 가질 수 있고,

(n_m)은 영(zero)보다 큰 정수로서, 바람직하게는 투사기에 의해 투사된 영상(A_k)의 전체 수(n)에 대응하며,

(d_pq)는, 필터 어레이의 파장 필터의 정렬을 변화시키는 선택가능한 마스크 계수 매트릭스이고,

정수부는 꺽쇠괄호 안에 있는 독립 변수를 초과하지 않는 가장 큰 정수를 생성하는 함수이다.

필터 어레이의 필터 요소는 어떠한 형태의 모양이라도 가질수 있으며, 바람 직하게는 다각형, 특히 바람직하게는 사각형 형태를 갖는다. 이러한 전방 투사 형태의 특별한 실시예에서, 몇개의 필터 어레이(F_A)는 투사기와 투사 스크린의 사이에 사용될 수 있다. 다음의 설명은 단지 하나의 필터 어레이를 가정한다.

몇몇 응용예들에 있어서는, 적어도 필터 요소의 일부분은, 파장과 무관한 빛 강도 감쇠도를 갖는 중간 밀도 필터로서 설계되는 것이 유용하다. 이러한 중간 밀도 필터 요소 또는 단계적인 중간 밀도 필터 요소는 파장 필터 어레이 요소를 만드는 것보다 더 저렴하게 만들수가 있다. 또한, 중간 밀도 필터 요소를 갖는 필터 어레이에 의하여, 움직이는 관람자에 의해 인식되는 몇개의 영상의 빛 강도의 변화와 같은 특별한 효과를 생성하는 것이 가능하다.

필터 어레이는, 예를 들면 관람자와 투사기측상의 투사 스크린의 앞(관람방향에서)의 거리(z)에서 정렬된다. (z)는 0mm≤z≤60mm의 범위의 값을 가진다. 예외적인 경우에, 예를 들면 투사스크린의 대각선이 매우 길다면, (z)는 더 커질 수 있다.

이 실시예에서, 투사 스크린은 일반적으로 평판이 된다. 평편하지 않고 공간적 구조를 갖는 투사 스크린을 갖는 것도 가능하다. 예를 들면 주기적-원통형 반사 표면은, 투사 스크린의 그러한 구조가 반사된 빛의 방향에 대한 어떤 패턴을 발생시키기 때문에, 전방 투사와 관련하여 유용하게 사용될 수 있다.

다른 특별한 실시예에서, 상기 필터 요소의 일부분은 단지 선택된 입사 방향의 빛만을 전송하도록 설계된다. 이것은 예를 들면 어떤 크리스탈이나 폴리머 코팅 의 사용에 의해 달성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 필터 요소는 렌즈로서, 바람직하게는 원통형 렌즈로서, 또는 프리즘으로서 설계된다. 상기 원통형 렌즈 또는 프리즘은 행 또는 열로 만 정렬된다. 이 경우에, 매우 높은 빛 전송이 이루어진다. 이러한 실시예는 8개 이상의 영상을 제공하는 시스템에 있어서 특히 중요하다.

또한, 본 발명의 목적은 자동 입체화면 투사 장치에 의해 달성되며, 이것의 구성은,

투사기와,

전방 투사에 적당한 투사 스크린과,

상기 투사 스크린과 상기 투사기의 사이에 설치되어 있는 필터 어레이를 포함하며,

상기 필터 어레이는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키고, 전송되지 않은 빛을 적어도 어느정도 바람직하게는 높은 비율로 흡수하는 행과 열로 정렬된 파장 필터를 가지며,

상기 투사기는, 필터 어레이와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 전달하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비한, i 행과 j 열로 정렬된 충분한 해상도의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드로 분할되는 투사 스크린을 구비한, 투사 스크린이 기하학적 배열에 의해 제한된 조합 또는 혼합으로 영상(A_k)의 부분정보 비트를 디스플레이할 수 있도록, 필터 어레이를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상 (A_k, k=1...n, n≥2)의 부분정보 비트를 투사하며,

상기 필터 어레이는, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 그와 관련된 몇개의 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하는 필터 어레이의 각 파장필터와, 그와 관련된 몇개의 파장 필터에 대응하는 각각의 이미지 표현요소(α_ij)를 가지며, 투사기측에서 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 전송된 빛의 전파방향을 한정한다.

또한, 본 발명의 목적은 다음의 자동 입체화면 투사 장치에 의해 달성되며, 이것의 구성은,

투사기와,

반투명한 투사 스크린과,

상기 투사 스크린과 상기 투사기의 사이에 예를 들면 투사 스크린의 뒤(관람방향에서)에 설치되어 있는 적어도 하나의 필터 어레이(F₁)와, 상기 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 설치되어 있는 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)를 갖는 적어도 2 개의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)를 포함하며,

모든 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키는, 행과 열로 정렬된 파장 필터를 가지며,

상기 투사기는, 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 전달하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비한, i 행과 j 열로 정렬된 충분한 해상도의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드로 분할되는 투사 스크린을 구비한, 투사 스크린이 기하학적 배열에 의해 제한된 조합 또는 혼합으로 영상(A_k)의 부분정보 비트를 디스플레이할 수 있도록, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁)를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)의 부분정보 비트를 투사하며,

투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬된 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)는, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심 과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 그와 관련된 몇개의 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하는 필터 어레이(F₂)의 각 파장필터와, 상기 필터 어레이(F₂)의 몇개의 파장 필터에 대응하는 각각의 이미지 표현요소(α_ij)를 가지는, 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 전송된 빛의 전파방향을 한정한다.

단지 하나의 투사기를 갖는, 위에서 언급한 자동 입체화면 투사 장치의 2가지의 실시예에서, 상기 투사기는, 바람직하게는 순간적으로 연속되면서, 서로 다른 파장 또는 파장 범위의 빛을 전송한다. 또한, 각각의 n 영상(Ak, k=1...n)의 부분정보비트가 서로 다른 파장 또는 파장범위와 한쌍으로 투사된다.

이러한 방법은, 영상(A₁, k=1)을 단지 레드로 디스플레이하고, 영상(A₂, k=2)을 단지 그린으로 디스플레이하고, 영상(A₃, k=3)을 단지 블루로 디스플레이하도록 하기 위하여, 예를 들면 DMD/DLP 투사기로 n=3 영상(A_k)의 부분정보비트를 디스플레이함으로써 구현될 수 있다. 물론, 칼라 할당은 순환 교체될 수 있으며, 여기에 주어진 할당에 의해 제한되지 않는다. 그 결과, 서로 다른 칼라의 영상이 관람자에게 보여지게 된다.

또한, 본 발명의 목적은 다음의 자동 입체화면 투사 장치에 의해 달성되며, 이것의 구성은,

반투명한 투사 스크린과,

상기 투사 스크린의 뒤(관람방향에서)에 정렬되어 있는 투사기와,

상기 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 설치되어 있는 적어도 하나의 필터 어레이를 포함하며,

상기 필터 어레이는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키는, 행과 열로 정렬된 파장 필터 요소를 가지며,

상기 투사기는, 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 전달하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비한, i 행과 j 열로 정렬된 충분한 해상도의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드로 분할되는 투사 스크린을 구비하며, 투사 스크린이 영상(A_k)의 부분정보 비트를 디스플레이할 수 있도록, 부분정보비트의 제한된 조합안에서의 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)의 부분정보 비트를 투사 스크린상에 직접 투사하며,

적어도 하나의 필터 어레이는, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 그와 관련된 몇개의 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하는 필터 어레이의 각 파장필터와, 상기 필터 어레이의 몇개의 파장 필터에 대응하는 각각의 이미지 표현요소(α_ij)를 가지며, 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 전송된 빛의 전파방향을 한정한다.

투사기가 투사 스크린에 투사하는, 영상(A_k)의 부분정보비트의 조합은, 예를 들면 위에서 설명한 발명의 실시예중 마지막 실시예와 관련하여, 이미 예시적인 이미지 조합 규칙이 제시되어 있으며 적용될 수 있는 적당한 필터 어레이에 대하여 설명하고 있는, 바람직하게는 DE 10003326 C2에서 설명한 바와 같은 방식으로 실행될 수 있다. 그와는 별개로, 필터 요소의 구성과 장치의 기하학적 배열에 관하여 이전에 설명이 이루어진 본 발명의 실시예에서 언급했던 것은 마지막에 설명된 실시에에도 또한 적용된다.

마지막에 설명했던 실시예에서, 투사기 렌즈의 이미지 오차를 보상하기 위하여, 만약 필터 요소의 형태가 적어도 부분적으로 변한다면 매우 유용하게 사용될 수 있다. 또한 지금까지 설명한 모든 장치는, 특별히 긴 이미지 대각선을 얻기 위하여 모듈적인 실시예로 조립될 수 있다. 그리고, 특별한 목적을 위하여, 관람자가 자동 입체화면 투사 장치의 실제적인 또는 가상의 이미지를 볼 수 있도록, 본 발명에 따른 장치의 앞에 렌즈, 바람직하게는 프레즈넬 렌즈(Fresnel lens)를 제공하는 것이 가능하다.

설명된 모든 실시예에서, 본 발명의 목적은 훌륭하게 달성될 수 있다. 본 발명에 의해 기술된 바와 같이 자동 입체화면 투사 장치는 보다 큰 크기의 이미지에 대해서 향상된 인식률을 제공하며, 간단하고 손쉽게 제조된 유니트 또는 부분 조립체로 만들어진다. 장치의 기하학적인 배열에 따라, 공간적 느낌이 여러 관람자에게 제공된다.

이하에 기술된 본 발명의 개량은 보다 큰 크기의 이미지에 대하여 향상된 인식률을 제공한다,.

이 점에서, 본 발명은 적어도 하나의 투사기가 홀로그래픽 스크린의 뒷면에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)의 부분 이미지 정보 비트를 투사하는 자동 입체화면 투사를 위한 방법을 제공하며,

상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 적어도 하나의 다음의 광학적 이미지 타입 또는 이미지 타입의 조합으로, 적어도 하나의 투사기로부터 입사되는 빛을 디스플레이한다.

a) 렌즈에 의한, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 렌즈에 의한 이미지,

b) 렌즈에 의해, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 렌즈에 의해, 연속되는 이미지를 갖는, 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

c) 프리즘에 의한 이미지,

d) 프리즘에 의한 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

e) 특정 파장, 또는 하나 또는 몇개의 특정 파장 범위의 빛을 전송하는 파장 필터를 갖는, 다각형 편광 필터 및/또는 스텝화된 중간 밀도 필터 및/또는 파장 필터를 통한 이미지,

f) e)에 따른 이미지에 분산적 투사 또는 반투사 이미지를 더한 이미지,

g) f)에 따른 이미지, 그리고 이어서 e)에 따른 이미지,

h) 광학적 편평 수단에 의한 이미지,

i) 굴절에 의한 이미지,

그 결과, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 작용은, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 적어도 투사된 2개의 영상중 적어도 하나의 부분 이미지 정보 비트에 대응하는, 홀로그래픽 스크린상에 입사되는 빛의 하나 또는 몇개의 빛 전파 방향을 한정하는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)을 갖는, 홀로그래픽 스크린의 앞부분에 의해 관람자를 향하여 투사되는 다수의 빛의 전파 방향을 한정하도록 한다.

위의 내용중에서, "주로"가 의미하는 것은, 예를 들면, 관람자의 왼쪽 눈에 의해 보여지는 부분정보 비트의 약 90%가 장면 또는 물체의 제1 영상으로부터 기인되며, 약 10%가 장면 또는 물체의 제2 영상으로부터 기인됨으로써 제1 영상이 주가 되는 것을 의미한다. 이와 유사하게, 공간적인 느낌의 손상이 없이, 관람자의 오른쪽 눈에 의해 보여지는 부분정보 비트의 약 80%가 장면 또는 물체의 제2 영상으로부터 기인되며, 약 20%가 장면 또는 물체의 제3 및 제4 영상의 혼합이 될 수 있다.

본 발명의 내용중에서, "홀로그래픽 광학 요소(HOE)"는 홀로그래픽 스크린의 개별적인 표면 세그먼트를 의미한다.

본 발명에 따른 방법은, 입사되는 모든 광선의 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 제한된 빛 전파 방향이 광선의 입사방향과 일대일 함수를 형성하는 기본적인 관계의 특징을 갖는다. 상기 "빛 전파 방향"이라는 용어는, 어떤 고정된 각도안에서 투사된 빛의 최고 세기를 나타내는 (가능한 많은) 빛 방출 방향을 또한 포함한다.

어떤 환경하에서는, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의한 디스플레이를 위하여, 위의 a) 에서 h)까지 주어진 이미지 타입과는 다른 이미지 타입이 또한 가능하다.

모든 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가, 위의 a) 에서 h)까지 주어진 이미지로부터 동일한 타입 또는 타입의 조합을 구현하는 것은 유용하다. 그러나, 어떤 응용에 있어서는, 적어도 2개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가, 위의 a) 에서 h)까지 주어진 이미지로부터 한쌍의 다른 타입 또는 타입의 조합을 구현하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 위의 a) 에서 h)까지 주어진 이미지로부터 적어도 2개의 타입 또는 타입의 조합을 구현하는 것을 제공할 수 있다. 특히, 예를 들면 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 몇개의 필터 요소의 어레이 전체를 구현함으로써 e)에 따른 많은 (서로 다른) 이미지를 동시에 구현할 수가 있다.

또한, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 2개의 서로 다른 방향으로부터 입사되는 빛에 대한 서로 다른 이미지 타입을 구현하는 방법으로 설계될 수도 있다. 이러한 설계 디자인에 의해, 예를 들면 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 특성에 따른 산란 표면이 다른 투사기로부터 광량을 수신하는 것이 가능하며, 하나의 동일한 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 다른 방법으로, 특별히 다른 방향으로 이미지가 형성된다.

만약 가능하다면, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 분산 이미지 특성은 실시예에서 크게 변화될 수 있다. 바람직하게는, 광학적 이미지안에서의 분산 산란은, 빛이 수직 방향을 따라 또는 수직에 대하여 경사진 방향을 따라 산란되는 방식으로 구현된다. 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의한 분산 산란은 또한 굴절을 통하여 달성될 수 있다.

홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 크기 또는 프리즘, 렌즈, 필터와 같은 것들에 의해서 대표되는 광학 소자의 크기는 홀로그래픽 스크린상에 보여즌 이미지 화소의 크기에 대략적으로 대응된다. 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 각각의 높이는 화소 또는 부화소의 크기에 대응되며, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 폭은 대략적으로 영상의 하나의 화소의 폭과 대략적으로 몇개의 영성의 화소들의 한 주기동안의 폭의 사이에서 가변될 수 있다. 물론 이러한 크기와 폭의 편차가 존재가능하며, 특히, 상 기 투사기 또는 투사기들중의 하나에 의해 투사된 화소의 빛은 몇개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)상에 동시에 입사될 수 있다.

다른 실시예에서, 홀로그래픽 스크린상의 적어도 2개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 외부 크기 및/또는 외부 모양에 있어서 서로 편차를 갖는다. 이러한 설계는, 관란자의 눈이 많은 관람 위치로부터 주로 그러나 반드시 그렇지는 않지만 선택 영상의 부분 이미지 정보 비트를 볼 수 있는 환경을 조성한다. 이것은 또한, 만약 홀로그래픽 스크린상의 적어도 2개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 면적 중심의 상대적인 위치가, 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)중 하나의 폭 및/또는 높이의 비정수 배수와 같은 값을 갖는 오프셋에 의해 서로 편차를 갖는다. 예를 들면, 만약 모든 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 동일한 치수를 가졌다면, 이러한 특성은, 예를 들면 홀로그래픽 광학 요소(HOE) 폭 및/또는 높이의 1/3 또는 1/4 에 의한 그들사이의 상대적인 부분 옵셋에 대응한다.

다른 유용한 실시예에서, 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 흩어진 방향의 한쌍의 서로 다른 파장 범위의 빛을 디스플레이한다. 이에따라, 특히 풀칼라 화소를 갖는 투사 장치(예를 들면 DMD 또는 칼라 슬라이드)의 경우에, 예를 들면 수평 스크린 방향으로 3의 팩터에 의해 3차원 이미지의 인지 해상도를 크게 증가시키는 것이 가능하다.

또한, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 홀로그래픽 스크린상에 정렬되는 그리드는 바람직하게는 직각 그리드이다. 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 홀로그래픽 스크린상에 정렬되는 그리드가 직각이 아닌 것, 바람직하게는, 90도가 아닌 각도로 행의 방향이 열의 방향을 교차하는 것도 또한 가능하다. 이와 관련하여, 행과 열은 또한 물결 모양이 될 수 있다. 뒤에 언급된 특성은, 특히 만약 투사 렌즈의 이미지 편차가 홀로그래픽 스크린상의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 대응 선왜곡 배열에 의해 보상되어야 한다면, 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 또한, 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가, 적어도 하나의 입사 방향으로부터의 빛을 위하여, 적어도 2개의 빛 전파방향을 동시에 한정하는데 특징이 있다. 이것은, 예를 들면 사이클이 영상 1의 부분정보 비트로서 다시 시작하는, 관람자가 상기 라인을 따라 연속적으로, 영상 2 내지 영상 8에 의해 연속되어지는 영상 1의 부분정보비트를 주로 보게 되는 여러번 반복되는 사이클을 의미하는, 관람 공간에서의 어떠한 선(예를 들면 홀로그래픽 스크린과 평행한 선)을 따라 영상의 반복적인 사이클을 낳게 되는 만족할만한 효과를 가질 수 있다.

또한, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 작용은 또한, 영상들(예를 들면 영상 1 부터 영상 8)의 사이클이 위에서 설명한 바와 같이 라인을 따라 이동하는 제한된 관람자의 눈에 의해 얼마나 자주 기본적으로 인지되는지를 제한한다. 적용에 따라, 상기 사이클은, 예를 들면 홀로그래픽 스크린에 평행한 라인을 따라 한번, 두번 또는 자주 반복될 수 있다.

그리고, 상기 방법은, 장면 또는 물체의 단지 하나의 영상의 부분정보비트뿐만이 아니라, 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상의 부분정보비트를 투사하는 각각 투사기로 된, 적어도 2개의 투사기가 제공되는 방식으로 구현될 수 있다. 중요 한 점은 적어도 2개의 영상의 부분정보비트가 투사된다는 것이다.

허상(pseudoscopic) 효과를 피하기 위하여, 본 발명에 따른 방법은, 관람공간에서의 관람자의 눈을 위하여, 홀로그래픽 스크린이 기본적으로 투사기에 의해 투사되는 빛을 아무것도 디스플레이하지 않는 적어도 하나의 관람 위치를 제공할 수가 있다. 이것은, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현된 이미지 타입 또는 그들의 조합이, 관람 공간의 어느 지역이 빛으로부터 자유롭게 유지되도록 설계되는 것이 손쉽게 가능하다. 특히 만약 그러한 어두운 지역이 (예를 들면 8개의) 영상의 사이클의 끝과 시작의 사이에 위치한다면, 허상을 피하는 것이 가능하다.

또한, 홀로그래픽 스크린은, 각각의 투사기가 서로간에 그들의 공간적 치수보다도 큰 거리로 떨어져 있도록 작용에 관하여 설계될 수 있다. 이것은, 관람자의 동공의 거리로 투사 렌즈를 조정하기 위한 투사기의 수직 및 축면 장치 모두에 관련된 노력을 쓸모없도록 만든다. 적절하게 제한된 이미지 타입 또는 빛 전파 방향에 의해 목적하는 효과를 달성할 수가 있다.

그리고, 상기 투사는 또한 시간 순서에 따라 수행된다. 이러한 목적을 위하여, 적어도 하나의 바람직하게는 각각의 투사기가, 특정한 시간에만 바람직하게는 10Hz 및 60Hz의 사이의 특정한 주파수로, 장면 또는 물체의 적어도 하나의 영상의 부분정보비트를 투사한다. 이것은 여러개의 버전으로 수행될 수 있다. 첫째로, 투사기는 시간의 첫번째 포인트에서 단자 하나의 영상을 투사한다. 이어서, 서로 다른 방향으로부터 두번째 투사기에 의해 홀로그래픽 스크린상으로 두번째 영상이 투사된다. 최종 투사기의 동작 후에 첫번째 투사기가 이어서 동작된다.

또한, 적어도 하나의 투사기 상에서 서로 다른 영상의 부분 이미지 정보 비트를 조합하기 위한 조합구조는 때에 따라 변화될 수 있다. 물론, 각각의 투사기는 적어도 2개의 영상의 이미지 정보 비트를 동시에 투사한다. 그리고, 투사기에 의해 투사된 부분 정보의 각각의 비트가 발생되는 영상의 수는 시간적으로 또한 변화될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 순차적인 실시예들이 더 파생될 수 있다.

연속적인 조명이, 서로 다른 빛의 방출 방향에 대하여 예를 들면 투사된 몇개의 영상의 부분 이미지 정보 비트의 투사된 빛의 분리를 개선하기 위한 특히 사용된다. 적시에 연속되는 서로 다른 방향으로부터 서로 다른 투사기에 의한 투사로, 예를 들면 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 결함을 부분적으로 보상하는 것이 가능하다.

다른 특별 실시예에서, 적어도 2개의 투사기가 제공되며, 적어도 하나의 투사기로부터의 빛이, 적어도 0.3π*sr 의 고정된 각도 안에서 전방으로부터 인식될 수 있는 방식으로 디스플레이되며, 관람자의 양쪽 눈이 상기한 고정된 각도안에 위치하고 이에따라 본질적으로 다르지 않은 이미지 정보가 제공되기 때문에 상기 투사기로부터의 빛이 기본적으로 2차원 이미지로서 관람자에게 보여진다. 여기에서, 예를 들면 상기 투사기, 2차원 이미지로서 보여지는 빛이 단지 잠시동안, 예를 들면 정확히 2차원 디스플레이가 요구되는 시점에서 적시에 절환되는 것이 가능하다. 어떤 경우에는, 상기 고정각도는 디스플레이가 2차원인 동안에 0.3π*sr 보다 작을 수 있다.

사용된 각 투사기는 예를 들면 적어도 하나의 DMD 칩, 하나의 LCD 소자, 하 나의 CRT 이거나 하나의 레이저로 이루어진다. 물론, 다른 타입의 투사기도 또한 가능하다.

또한, 본 발명의 목적은 다음의 자동 입체화면 투사 장치에 의해 달성되며, 이것의 구성은,

홀로그래픽 스크린상에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분 이미지 정보 비트의 후방 투사를 위한 적어도 하나의 투사기를 포함하여 이루어지며,

상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 적어도 하나의 다음의 광학적 이미지 타입 또는 이미지 타입의 조합으로, 적어도 하나의 투사기로부터 입사되는 빛을 디스플레이한다.

a) 렌즈에 의한, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 렌즈에 의한 이미지,

b) 렌즈에 의해, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 렌즈에 의해, 연속되는 이미지를 갖는, 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

c) 프리즘에 의한 이미지,

d) 프리즘에 의한 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

e) 특정 파장, 또는 하나 또는 몇개의 특정 파장 범위의 빛을 전송하는 파장 필터를 갖는, 다각형 편광 필터 및/또는 스텝화된 중간 밀도 필터 및/또는 파장 필터를 통한 이미지,

f) e)에 따른 이미지에 분산적 투사 또는 반투사 이미지를 더한 이미지,

g) f)에 따른 이미지, 그리고 이어서 e)에 따른 이미지,

h) 광학적 편평 수단에 의한 이미지,

i) 굴절에 의한 이미지,

그 결과, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 작용은, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 적어도 투사된 2개의 영상중 적어도 하나의 부분 이미지 정보 비트에 대응하는, 홀로그래픽 스크린상에 입사되는 빛의 하나 또는 몇개의 빛 전파 방향을 한정하는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)을 갖는, 홀로그래픽 스크린의 앞부분에 의해 관람자를 향하여 투사되는 다수의 빛의 전파 방향을 한정하도록 한다.

위의 내용중에서, "주로"가 의미하는 것은, 예를 들면, 관람자의 왼쪽 눈에 의해 보여지는 부분정보 비트의 약 90%가 장면 또는 물체의 제1 영상으로부터 기인되며, 약 10%가 장면 또는 물체의 제2 영상으로부터 기인됨으로써 제1 영상이 주가 되는 것을 의미한다. 이와 유사하게, 공간적인 느낌의 손상이 없이, 관람자의 오른 쪽 눈에 의해 보여지는 부분정보 비트의 약 80%가 장면 또는 물체의 제2 영상으로부터 기인되며, 약 20%가 장면 또는 물체의 제3 및 제4 영상의 혼합이 될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은, 입사되는 모든 광선의 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 제한된 빛 전파 방향이 광선의 입사방향과 일대일 함수를 형성하는 기본적인 관계의 특징을 갖는다. 어떤 환경하에서는, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의한 디스플레이를 위하여, 위의 a) 에서 i)까지 주어진 이미지 타입과는 다른 이미지 타입이 또한 가능하다.

또한, 본 발명의 목적은, 적어도 하나의 투사기가 홀로그래픽 스크린의 전방에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분 이미지 정보 비트를 투사하는 자동 입체화면 투사 방법에 의해 달성되며,

상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 적어도 하나의 다음의 광학적 이미지 타입 또는 이미지 타입의 조합으로, 적어도 하나의 투사기로부터 입사되는 빛을 디스플레이한다.

a) 볼록 또는 오목 거울에 의한, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 거울에 의한 이미지,

b) 볼록 또는 오목 거울에 의해, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 거울에 의해, 연속되는 이미지를 갖는, 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

c) 2중 또는 3중의 거울에 의한 이미지,

d) 2중 또는 3중의 거울에 의한 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

e) 특정 파장, 또는 하나 또는 몇개의 특정 파장 범위의 빛을 전송하는 파장 필터를 갖는 다각형 편광 필터 및/또는 스텝화된 중간 밀도 필터 및/또는 파장 필터를 통한 이미지,

f) e)에 따른 이미지에 분산적 투사 또는 반투사 이미지를 더한 이미지,

g) 광학적 편평수단에 의한 분산 반사 및 연속적인 이미지,

h) 프리즘에 의한 분산 반사 및 연속적인 이미지,

i) 굴절에 의한 이미지,

그 결과, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 작용은, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 적어도 투사된 2개의 영상중 적어도 하나의 부분 이미지 정보 비트에 대응하는, 홀로그래픽 스크린상에 입사되는 빛의 하나 또는 몇개의 빛 전파 방향을 한정하는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)을 갖는, 홀로그래픽 스크린의 앞부분에 의해 관람자를 향하여 투사되는 다수의 빛의 전파 방향을 한정하도록 한다.

위의 내용중에서, "주로"가 의미하는 것은, 예를 들면, 관람자의 왼쪽 눈에 의해 보여지는 부분정보 비트의 약 90%가 장면 또는 물체의 제1 영상으로부터 기인되며, 약 10%가 장면 또는 물체의 제2 영상으로부터 기인됨으로써 제1 영상이 주가 되는 것을 의미한다. 이와 유사하게, 공간적인 느낌의 손상이 없이, 관람자의 오른쪽 눈에 의해 보여지는 부분정보 비트의 약 80%가 장면 또는 물체의 제2 영상으로부터 기인되며, 약 20%가 장면 또는 물체의 제3 및 제4 영상의 혼합이 될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은, 입사되는 모든 광선의 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 한정된 빛 전파 방향이 광선의 입사방향과 일대일 함수를 형성하는 기본적인 관계의 특징을 갖는다. 어떤 환경하에서는, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의한 디스플레이를 위하여, 위의 a) 에서 i)까지 주어진 이미지 타입과는 다른 이미지 타입이 또한 가능하다.

본 발명의 이러한 버전의 유용한 실시예가 종속항에 더 기술되어 있다.

또한 본 발명의 목적은 자동 입체화면 투사 장치에 의해 달성되며, 이것의 구성은,

홀로그래픽 스크린의 전방에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분 이미지 정보 비트의 투사를 위한 적어도 하나의 투사기를 포함하며,

상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 적어도 하나의 다음의 광학적 이미지 타입 또는 이미지 타입의 조합으로, 적어도 하나의 투사기로부터 입사되는 빛을 디스플레이한다.

a) 볼록 또는 오목 거울에 의한, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 거울에 의한 이미지,

b) 볼록 또는 오목 거울에 의해, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 거울에 의해, 연속되는 이미지를 갖는, 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

c) 2중 또는 3중의 거울에 의한 이미지,

d) 2중 또는 3중의 거울에 의한 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

e) 특정 파장, 또는 하나 또는 몇개의 특정 파장 범위의 빛을 전송하는 파장 필터를 갖는, 다각형 편광 필터 및/또는 스텝화된 중간 밀도 필터 및/또는 파장 필터를 통한 이미지,

f) e)에 따른 이미지에 분산적 투사 또는 반투사 이미지를 더한 이미지,

g) 광학적 편평수단에 의한 분산 반사 및 연속적인 이미지,

h) 프리즘에 의한 분산 반사 및 연속적인 이미지,

i) 굴절에 의한 이미지,

그 결과, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 작용은, 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하기 위하여, 적어도 투사된 2개의 영상중 적어도 하나의 부분 이미지 정보 비트에 대응하는, 홀로그래픽 스크린상에 입사되는 빛의 하나 또는 몇개의 빛 전파 방향을 한정하는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)을 갖는, 홀로그래픽 스크린의 앞부분에 의해 관람자를 향하여 투사되는 다수의 빛의 전파 방향을 한정하도록 한다.

본 발명의 이러한 버전의 유용한 실시예가 종속항에 더 기술되어 있다.

원리적으로, 투사기의 수의 증가는 해상도 및/또는 홀로그래픽 스크린상에서 인지된 영상의 수가 증가되도록 하며, 이것은 본 발명에 따른 장치에 각각 적용된다. 또한, 투사된 화소가 적어도 2개의 서로 다른 영상으로부터 이미지 정보 비트의 혼합을 표현하는 것이 가능하다.

본 발명은 또한, 위에서 설명한 방법 또는 장치중 하나에서의 사용을 위한 홀로그래픽 스크린의 제작방법에 관한 것이다. 상기 제조방법은 다음의 동작으로 이루어진다.

a) 독립 청구항 1 또는 31에서 특정된, 광학적 이미지 타입 또는 타입 조합 또는 그것의 조합을 제공하는 다수의 광학 소자를 포함하는 광학 장치의 제작단계,

b) 상기 광학 장치의 부근에 (미전개된) 홀로그래픽 스크린을 위치시키는 단계,

c) 홀로그래픽 스크린이, 광원으로부터 직접 오는 기준 빔과 또한 광원으로부터 오며 상기 광학 장치를 지는 목적빔에 의해 부딪히며, 동작 c)가 실행될 때마다 광원이 상기 광학 장치와 관련된 다른 위치로 주어지며, 선택적으로 다른 광학 장치가 사용되는 방식으로 동작 c)가 여러번 반복되는, 하나 또는 몇개의 응집 광원에 홀로그래픽 스크린을 노출시키는 단계,

d) 홀로그래픽 스크린을 전개하는 단계

모든 경우에 있어서, 필요로 하게 되는 광학 장치를 실제적으로 제작하는 것은 가능하지 않을 것이다. 이러한 경우에 다음에 설명되는 방법은 위에서 언급한 방법을 대체하여 사용될 수 있다. 이 대체적 방법은 다음 단계들을 포함한다.

a) 독립 청구항 1 또는 31에서 특정된, 광학적 이미지 타입 또는 타입 조합 또는 그것의 조합을 제공하는 다수의 광학 소자들을 선택하며, 또한 행 및/또는 열의 그리드에서 이러한 소자들의 정렬하는 단계,

b) 이미지 타입 또는 그 조합을 위한 각각의 홀로그래픽 간섭 패턴의 계산하는 단계,

c) 계산된 홀로그래픽 간섭 패턴이 홀로그래픽 스크린상에 기록되도록 하나 또는 몇개의 응집 광원에 홀로그래픽 스크린을 노출시키는 단계,

d) 홀로그래픽 스크린을 전개하는 단계

특별한 경우에, 홀로그래픽 스크린을 다음 단계를 포함하는 방법으로 제작하는 것이 가능하다.

- 위에서 설명한 2개의 방법의 어느 하나에 따라 적어도 2개의 홀로그래픽 스크린을 제작하는 단계

- 이와 같이 제작된 적어도 2개의 홀로그래픽 스크린을 하나의 홀로그래픽 스크린으로 조립하는 단계

따라서 홀로그래픽 스크린을 몇개의 레이어들의 더미로 만드는 것이 가능하다. 상기 레이어는 예를 들면 적층에 의해 서로 연결될 수 있다.

아래에 설명된 본 발명의 추가 개량을 가지고서, 관람자 또는 관람자들이 인식된 3차원 디스플레이의 질적 저하없이 최대 가능 관람 범위내에서 이동할 수 있으며, 특히 수 제곱미터까지의 크기를 가진 큰 이미지의 3차원 투사를 위하여 장치가 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 3차원적으로 인식된 이미지 투사를 위한 장치의 구성은,

장면 또는 물체의 다수의 n 영상(n≥ 2)으로부터 이미지 정보 비트를 담은 적어도 하나의 이미지의 투사에 적합한 적어도 하나의 투사 유니트와,

어레이 타입 배열을 갖는 다수의 반사기로 구성되는 투사 스크린을 포함하며,

상기 반사기는, 조명이 비추어진 각 반사기가, 만약 수직 연장이 평행 평면상에 평행하게 투사된다면, 투사 스크린의 평면에 평행한 평면에 존재하며 원추형의 반사광에서 최대 강도의 공간 코오스에 접하는 적어도 하나의 선이, 상기 투사 스크린의 모서리의 수직 연장에 관하여 0°〈α〈90°의 입사각을 갖는 원추형의 반사광을 방출하는 방식으로, 각각의 광 입사의 방향에 크게 관계없이 투사 유니트로부터 기원된 빛을 반사한다.

바람직하게는, 각각의 최대 강도의 공간적 코오스가 기본적으로 동일한 것과 같이, 몇개의 상기한 원추형 반사광이 중첩된다. 이 경우에 몇개의 (단색의) 관람 위치로부터 (부분 이미지 요소 또는 부분 이미지 영역으로서 역할을 하는) 다른 반 사가 거의 같은 밝기로 인식되는 것이 이루어진다.

또한, 본 발명의 목적은 3차원적으로 인식된 이미지 투사를 위한 장치의 실시예에 의해 이루어지며, 그의 구성은,

장면 또는 물체의 다수의 n 영상(n≥ 2)으로부터 이미지 정보 비트를 담은 적어도 하나의 이미지의 투사에 적합한 적어도 한개의 투사 유니트와,

수평 오프셋의 경우에 투사기중 하나의 폭과, 또는 수직 오프셋의 경우에 반사기의 높이의 정수배가 아닌 거리에 의해, 적어도 2개의 반사기가 서로에 관하여 수평적 및/또는 수직적 오프셋이라는 점에서 특징되는, 상기 반사기가 1π*sr 보다 작은 고정각도안에서 투사 유니트로부터 발생되는 빛을 반사하는, 기본적으로 동일한 크기와 모양의 어레이 타입 배열을 갖는 다수의 반사기로 구성되는 투사 스크린을 포함한다.

또한, 본 발명의 목적은 3차원적으로 인식된 이미지 투사를 위한 장치의 실시예에 의해 이루어지며, 그의 구성은,

장면 또는 물체의 다수의 n 영상(n≥ 2)으로부터 이미지 정보 비트를 담은 적어도 하나의 이미지의 투사에 적합한 적어도 하나의 투사 유니트와,

적어도 2개의 반사기가 적어도 하나의 패러미터 즉 모양, 크기 또는 방향 의존적인 반사율이 서로 다르다는 점에서 특징되는, 어레이 타입 배열을 갖는 다수의 성형 반사기로 구성되는 투사 스크린을 포함한다.

본 발명에 따른 장치의 모든 실시예에서, 투사 유니트는 DMD 칩, 또는 하나 또는 몇개의 LCD 광 모듈레이터를 포함할 수 있다. 상기 투사 유니트는 레이저 투 사기를 더 포함할 수 있다.

또한, 하나 또는 몇개의 필터 어레이가 투사 스크린의 앞에 (관람 방향으로) 제공될 수 있으며, 각 필터 어레이는, 행과 열로 배열되어 있으며 특정한 파장/파장범위의 빛을 (제한된 투사율로) 투사하거나 비투과시키는 다수의 필터 요소를 포함한다. 이것은, 투사된 또는 반사된 부분 이미지 정보 비트의 방향 선택성을 부가하여 제공한다.

예를 들면, 3개의 실시예 모두에서, 투사 스크린상의 각 개별적인 반사기 또는 유사한 몇개의 반사기들은 서로 어떠한 각도, 바람직하게는 90°로 정렬된 2개의 평면 거울 및 렌즈에 의해 형성될 수 있다. 이 경우에, 각각의 2개의 평면 거울의 교차 모서리는 예를 들면 수직에 대하여 7°의 각도로 경사되어진다.

이 대신에, 투사 스크린상의 각 개별적인 반사기 또는 유사한 몇개의 반사기들은 플라스틱 기판상의 금속 코팅으로 구성될 수 있다. 또한 투사 스크린의 기저 표면은 평면 또는 곡면이 될 수도 있다.

지금까지 설명된 3개의 기본 실시예의 각각의 특별한 실시예에서, 투사 스크린의 하나 또는 몇개의 반사기는, 반사기가 서로 다른 시간에 서로 다른 방향에서의 서로 다른 영상의 이미지 정보 비트를 반사할 수 있도록, 투사 유니트 또는 투사 유니트들중 하나로부터 발생되어 회전가능한 반사기들중 하나에 투사된 빛이 바람직하게는 시간에 따라 절환되는 서로 다른 영상의 이미지 정보 비트로부터 발생되도록, 바람직하게는 장면 또는 물체의 n 영상(n≥2)의 투사된 이미지 정보 비트의 조합구조가 적어도 하나의 투사 유니트를 위하여 시간에 따라 가변되는, 회전가 능한 방식으로 지지될 수 있다.

또한, 투사 스크린의 하나 또는 몇개의 반사기는 파장에 따른 반사 특성을 가질 수 있다. 바람직하게는 이 실시예에서 일부 반사기들이 특히 서로 다른 방향의 서로 다른 파장의 빛을 반사한다.

또한, 실시예에서, 투사 유니트와 투사 스크린 사이의 빔의 방향을 바꾸는 수단이 본 발명에 따른 장치의 공간적 확장을 감소시키기 위하여 부가적으로 제공된다. 이미지 투사에서 빔의 방향을 바꾸는 것은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.

유용한 실시예에서, 다른 방향으로부터 투사 스크린상에 이미지 또는 부분 이미지 정보 비트를 투사하는 적어도 4개의 투사 유니트가 사용된다. 이것은, 예를 들면 하나 또는 2개의 투사 유니트로 가능한 것보다 상당히 많은 장면 또는 물체의 다른 영상이 투사되도록 허용하며, 관람자의 이동의 자유를 크게 제공한다는 점에서 매우 유용하다.

상기 투사 유니트, 또는 투사 유니트들의 각각은, 투사 스크린으로부터 예를 들면 0.5m~20m의 거리의 간격을 가지고 설치된다.

또한, 본 발명의 목적은 3차원적으로 인식된 이미지 투사를 위한 장치의 실시예에 의해 이루어지며, 그의 구성은,

장면 또는 물체의 다수의 n 영상(n≥ 2)으로부터 이미지 정보 비트를 담은 적어도 하나의 이미지의 투사에 적합한 적어도 두개의 투사 유니트와,

서로 다른 투사 유니트로부터 발생되는 빛이 기본적으로 서로 다른 공간 방 향에서 크게 반사되는, 적어도 하나의 반사기가 적어도 2개의 투사 유니트로부터의 빛을 동시에 수신하는 점에서 특징되는, 어레이 타입 배열을 갖는 다수의 반사기로 구성되는 투사 스크린을 포함한다.,

본 발명의 제4 실시예에서, 각 투사 유니트는 바람직하게는 DMD 칩, 또는 하나 또는 몇개의 LCD 광 모듈레이터, 또는 레이저 투사기를 포함한다. 레이저 투사기의 경우에, 광선 빔이 적게 발산되는 것은 매우 유용하며, 매우 높게 제한된 이미지가 별 문제없이 생산될 수 있다. 바람직하게는 각 투사 유니트는 어떠한 이미지 수렴 광학기술이 없이도 이것을 완벽하게 수행할 수가 있다.

특별한 실시예에서, 상기 장치는 투사 스크린의 앞에 (관람 방향으로) 정렬된 하나 또는 몇개의 필터 어레이가 부가적으로 제공될 수 있으며, 각 필터 어레이는, 행과 열로 배열되어 있으며 특정한 파장/파장범위의 빛을 (제한된 투사율로) 투사하거나 비투과시키는 다수의 필터 요소를 포함한다.

투사 스크린상의 각 개별적인 반사기 또는 유사한 몇개의 반사기들은, 예를 들면 서로 어떠한 각도, 바람직하게는 90°로 정렬된 2개의 평면 거울 및 렌즈에 의해 형성될 수 있다.

이 대신에, 투사 스크린상의 각 개별적인 반사기 또는 유사한 몇개의 반사기들은 플라스틱 기판상의 금속 코팅으로 구성될 수 있다. 또한 투사 스크린의 기저 표면은 평면 또는 곡면이 될 수도 있다.

지금까지 설명된 제4 실시예의 특별한 실시예에서, 투사 스크린의 하나 또는 몇개의 반사기는, 반사기가 서로 다른 시간에 서로 다른 방향에서의 서로 다른 영 상의 이미지 정보 비트를 반사할 수 있도록, 투사 유니트 또는 투사 유니트들중 하나로부터 발생되어 회전가능한 반사기들중 하나에 투사된 빛이 바람직하게는 시간에 따라 절환되는 서로 다른 영상의 이미지 정보 비트로부터 발생되도록, 바람직하게는 장면 또는 물체의 n 영상(n≥2)의 투사된 이미지 정보 비트의 조합구조가 적어도 하나의 투사 유니트를 위하여 시간에 따라 가변되는, 회전가능한 방식으로 지지될 수 있다.

또한, 투사 스크린의 하나 또는 몇개의 반사기는 파장에 따른 반사 특성을 가질 수 있다. 바람직하게는 이 실시예에서 일부 반사기들이 특히 서로 다른 방향의 서로 다른 파장의 빛을 반사한다.

또한, 실시예에서, 투사 유니트와 투사 스크린 사이의 빔의 방향을 바꾸는 수단이 본 발명에 따른 장치의 공간적 확장을 감소시키기 위하여 부가적으로 제공된다. 이미지 투사에서 빔의 방향을 바꾸는 것은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.

유용한 실시예에서, 다른 방향으로부터 투사 스크린상에 이미지 또는 부분 이미지 정보 비트를 투사하는 적어도 4개의 투사 유니트가 사용된다. 이것은, 예를 들면 하나 또는 2개의 투사 유니트로 가능한 것보다 상당히 많은 장면 또는 물체의 다른 영상이 투사되도록 허용하며, 관람자의 이동의 자유를 크게 제공한다는 점에서 매우 유용하다.

상기 투사 유니트, 또는 투사 유니트들의 각각은, 투사 스크린으로부터 예를 들면 0.5m~20m의 거리의 간격을 가지고 설치된다.

본 발명에 따른 자동 입체화면 투사 장치의 특별히 바람직한 실시예에서, 칼라 마스크의 형태의 필터 어레이가 투사기/투사기들과 투사 스크린의 사이의 빔 통로에 제공되며, 상기 칼라는 서로 다른 칼라 바람직하게는 레드, 그린, 블루를 투사 스크린의 화소에 속하는 부화소를 가리키며, 상기 부화소가 순수한 칼라 레드, 그린, 블루 뿐 아니라, 혼합 칼라를 디스플레이하도록 하여, 부화소당 매우 많은 수의 색조가 디스플레이될 수 있도록 하여 투사 스크린의 해상도 용량이 증가되도록 한다.

화소당 디스플레이될 수 있는 칼라의 폭(l_new)은 예를 들면 다음의 수식으로부터 얻을 수 있다.

여기서, l 은 하나의 부화소의 크기이고, n은 화소당 부화소의 수이다.

또한, 화소당 디스플레이가능한 영상의 수(p_new)는 다음의 함수에 따라 증가된다.

여기서, n은 화소당 부화소의 수이고, p는 디스플레이될 수 있는 장면 또는 물체의 서로 다른 영상의 수로서, 바람직하게는 n=3 이고, p=8 이다.

칼라의 폭(l_new)은 칼라에 따라 변할 수 있다. 이 경우에 폭 뿐만 아니라 이미지 표현 요소의 모양 또는 기하학적인 외형에 영향을 주고 특정시키는 것이 가능 하다. 필터 요소는 몇개의 좀더 작은 부분 필터 요소로 구성될 수 있다.

상기 칼라 마스크는, 입사광의 스펙트럼적인 분리 효과를 얻을 수 있는 렌즈, 홀로그래픽 광학 요소(HOE), 다른 광학 요소로 구성될 수 있다.

설명된 각각의 실시예에서, 어떠한 투사 유니트의 물리적으로 가장 작은 크기의 이미지 표현 요소가, 장면 또는 물체의 영상의 개별적인 이미지 표현 요소의 정보에 의해, 또는 예를 들면 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상의 이미지 표현 요소의 이미지 정보 비트의 가중치 수단에 의한 혼합된 이미지 정보에 의해 제어될 수 있다. 예시적인 이미지 조합 구조가 예를 들면 이전에 언급한 특허명세서 DE 100 03 326 C2 와 DE 101 45 133 C1에 개시되어 있다.

상기 4개의 일반적인 실시예에서, 공간적으로 인식가능한 이미지를 디스플레이하는 원리는 기본적으로 동일하다. 장면 또는 물체의 서로 다른 영상의 부분 이미지 정보 비트가 기본적으로 다른 관람 방향으로 반사되고, 각 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상을 주로 보도록 하며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상을 주로 보도록 하여, 공간적인 느낌이 충분한 입체적인 대비(stereo contrast)가 얻어지도록 한다.

예를 들면 시간의 함수로서 빔을 편향시키는 반사기에 의해, 광학축의 방향이 적당한 주파수로 가변되는 동안에, 만약 투사기가 서로 다른 영상의 정보 비트를 연속적으로 투사한다면, 투사기의 수를 줄일 수가 있다.

또한, 관람자에게 근접하게 위치한 필터 어레이는, 본 발명에서 투사 스크린으로 사용되는 상기 필터 어레이상에 2차원 디스플레이를 생성하기 위하여 부분적 으로 반사될 수 있다. 다음에, 첨부된 도면을 참조로 하여 좀더 상세하게 본 발명이 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치들의 원리를 설명하기 위한 스케치이다.

도 2는 예를 들면 8개의 투사기에 적당한, 본 발명의 제1 실시예의 투사기측 필터 어레이를 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 관람자측 필터 어레이를 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에서 투사 스크린상에 형성된 이미지 구조를 설명하며, 상기 이미지 구조는 서로 다른 영상의 부분 정보 비트로 구성된다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에서 관람 위치에서 관람자의 눈에 관람가능한 영상들의 가능한 혼합을 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예의 8개의 투사기에 적당한 투사기측 필터 어레이를 설명한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예의 관람자측 필터 어레이를 설명한다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 투사 스크린상에 형성된 이미지 구조를 설명하며, 상기 이미지 구조는 서로 다른 영상의 부분 정보 비트로 구성된다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시예에서 관람 위치에서 관람자의 눈에 관람가능한 영상들의 가능한 혼합을 설명한다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예의 8개의 투사기에 적당한 제1 투사기측 필터 어레이를 설명한다.

도 13은 본 발명의 제3 실시예의 제2 투사기측 필터 어레이를 설명한다.

도 14는 본 발명의 제3 실시예의 관람자측 필터 어레이를 설명한다.

도 15는 본 발명의 제3 실시예에서 투사 스크린상에 형성된 이미지 구조를 설명하며, 상기 이미지 구조는 서로 다른 영상의 부분 정보 비트로 구성된다.

도 16은 본 발명의 제4 실시예의 8개의 투사기에 적당한 투사기측 필터 어레이를 설명한다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예의 관람자측 필터 어레이를 설명한다.

도 18은 본 발명의 제4 실시예에서 투사 스크린상에 형성된 이미지 구조를 설명하며, 상기 이미지 구조는 서로 다른 영상의 부분 정보 비트로 구성된다.

도 19 및 도 20은 본 발명의 제4 실시예에서 관람 위치에서 관람자의 눈에 관람가능한 영상들의 가능한 혼합을 설명한다.

도 21은 본 발명의 제5 실시예의 하나의 DMD 투사기에 적당한 투사기측 필터 어레이를 설명한다.

도 22는 본 발명의 제5 실시예의 관람자측 필터 어레이를 설명한다.

도 23은 본 발명의 제5 실시예에서 투사 스크린상에 형성된 이미지 구조를 설명하며, 상기 이미지 구조는 서로 다른 영상의 부분 정보 비트로 구성되며, 상기 서로 다른 영상의 부분 정보 비트는 영상에 영상으로 변하는 칼라(파장 범위)로 표현된다.

도 24는 본 발명에 따른 장치에서 필터 요소의 다양하게 가능한 외형을 설명한다.

도 25는 후방 투사를 구비한 본 발명에 따른 장치를 구성하는 원리를 설명하는 스케치이다.

도 26은 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소 또는 유사하게 몇개의 홀로그래픽 광학 요소들에 의해 구현된 제1 필터 구조의 예를 설명한다.

도 27은 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소 또는 유사하게 몇개의 홀로그래픽 광학 요소들에 의해 구현된 제2 필터 구조의 예를 설명한다.

도 28은 몇개의 영상의 부분 이미지 정보 비트로부터 이미지 구성을 위한 이미지 조합 구조의 예를 설명한다.

도 29 및 도 30은 각각의 한 쪽 눈에 관람가능한 영상 혼합 예를 설명한다.

도 31은 홀로그래픽 광학 요소의 효과를 위한 다른 예를 설명한다.

도 32는 본 발명에 따른 장치의 홀로그래픽 스크린상의 홀로그래픽 광학 요소의 효과를 설명하는 예시 모델이다.

도 33은 4개의 영상을 사용하는 이미지 조합 구조의 예를 설명한다.

도 34는 본 발명에 따른 장치의 홀로그래픽 스크린상의 홀로그래픽 광학 요소의 효과를 설명하는 다른 예시 모델이다.

도 35는 홀로그래픽 3차원 후방 투사 스크린을 갖는 실시예를 설명한다.

도 36은 수직으로 정렬된 눈 위치의 예를 설명한다.

도 37은 경사적으로 정렬된 눈 위치의 예를 설명한다.

도 38은 적어도 2개 영상의 이미지 정보 비트를 각각 보여주는 투사기를 가진 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치들의 원리를 설명하기 위한 스케치 도면이다. 상기 스케치는 정확한 비율에 따른 것은 아니다. 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른, 도 1에 도시되어 있는 장치의 구성은,

적어도 2개의 투사기(4) (간결함을 위해, 도 1은 단지 4개의 투사기만을 보여 주고 있으나, 예를들어 8개 또는 그 이상이 될 수도 있다),

투사 스크린(3),

투사 스크린(3)과 투사기(4)의 사이에 설치된, 즉 투사 스크린(3)의 뒤(관람자(5)가 보는 방향으로)에 설치된 필터 어레이(F₁) 및 투사 스크린(3)의 앞(관람자(5)가 보는 방향으로)에 설치된 필터 어레이(F₂)를 갖는, 적어도 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)를 포함한다.

다양한 실시예가 아래에 구체적으로 설명된 바와 같이, 모든 필터 어레이(F₁, F₂)는 열과 행으로 정렬된 파장 필터 요소를 가지며, 다른 파장(λ) 또는 다른 파장 영역(Δλ)의 빛을 투과시킨다. 상기 투사기(4)는, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁)를 통하여 투사 스크린(3)상에 장면 또는 물체의 n개의 영상(A_k) (여기서, k=1..n; n≥2 )으로부터의 부분 정보 비트를 투사함으로써, 장치의 기하학에 의해 정의된 조합 또는 혼합으로 투사 스크린(3)이 영상(A_k)의 부분 정보 비트가 광학적으로 보일수 있도록 하며, 필터 어레이(F1) 및 투사기(4)의 실시예에 따라 i열과 j 행의 이미지 표현 요소(α_ij)로 구성되는 충분한 해상도의 그리드로 분할되는 투사 스크린(3)은 특정한 파장(λ) 또는 파장 영역(Δλ)의 빛을 전달하며, 각 이미지 표현요소(α_ij)는 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분 정보 비트 또는 비트들을 제공한다.

전파 방향은, 투사 스크린(3)의 앞(관람자가 보는 방향으로)에 설치되어 있는 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)를 통하여, 투사 스크린(3)에 의해 관람자(5)를 향하여 방사되는 빛으로 제한되며, 하나의 전파 방향에 대응하는 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중앙을 연결하는 직선이 하나의 전파방향에 대응하는 방식으로, 단일의 이미지 표현요소(α_ij)는 필터 어레이(F₂)의 몇개의 관련 파장 필터에 대응될 수 있도록 하며, 또는 필터 어레이(F₂)의 각 단일의 파장 필터는 몇개의 관련 이미지 표현요소(α_ij)에 대응될 수 있도록 하여, 관람자(5)에게 많은 관람 위치로부터 공간적 느낌을 느끼도록, 모든 관람위치에서 관람자(5)가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 한다.

유용하게는, 2, 4, 8, 16, 32 또는 40개의 투사기가 사용될 수 있다. 바람직하게는 영상을 투사하기 위하여 사용되는 약 8개 또는 그 이상의 투사기로, 그리고 정확하게 하나의 영상(A_k) 또는 부분정보 비트를 투사하기 위한 각 투사기로, 약 8 개 또는 그 이상의 영상 제공과 함께 훌륭한 공간적인 느낌 및 몇몇 관람자의 편리한 이동의 자유를 동시에 얻을 수가 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 위에서 설명한 장치는 바람직하게는 정확히 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)를 사용한다. 2개 이상의 필터 어레이가 장점인 특별한 구성이 아래에 설명된다.

제1 실시예에서, 도 1에서 도시된 장치가 사용되며, 도 1에서 도시된 바와 같이 4개의 투사기 대신에 8개의 투사기가 사용된다. 8개의 투사기들의 각각은 디스플레이되어야 할 장면 또는 물체의 완전한 2차원 영상을 투사하며, 따라서 8개의 영상이 제공된다. 상기한 2차원 영상은, 예를 들면 미세한 수평 오프셋을 갖는 방향으로부터 취한 장면 또는 물체의 2차원 촬영이 될 수도 있다. 기술적인 이유로 인하여, 상기 2차원 영상은 몇개의 래스터와 함께 제공되며, 따라서 2차원 영상은 예를 들면 1024×768 화소의 풀칼라 해상도를 갖는 부분정보비트로서 투사기에 의해 투사된다.

상기 투사기들의 광학축들은, 약 3.5도의 각도를 포함하는 2개의 인접 광학축과 함께 투사 스크린(3)의 면 중심에서 교차한다. 따라서 상기 투사기들은 배열이 되며, 그 렌즈들은 투사 스크린(3)의 면 중심으로부터 예를 들면 2900mm의 거리로 간격을 갖게 된다. 유용하게는, 상기 투사기들은 원형 아크 형태로 정렬될 수 있으며, 원 중심이 상기 면중심이 된다. 바람직하게는, 모든 투사기 렌즈들은 투사 스크린의 뒤에서 동일한 높이, 즉 투사 스크린의 면중심의 높이를 갖게 된다. 이러 한 위치를 얻기 위하여, 유사한 수치를 갖는 예를 들면 기구적인 삼발이(tripod)가 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예의 투사기측 필터 어레이(F₁)를 구체적으로 설명하고 있다. 상기 필터 어레이(F₁)는, p₁열과 q₁행의 그리드를 형성하는 파장 필터 요소(β_1pq)를 포함하며, 다음의 함수에 따른 전송 파장 또는 전송 파장 범위(λ_1b)에 의존하는 필터 어레이 형태로 정렬된다.

여기서,

인덱스 A=1, 상기 F₁은 관련되어 있다.

p₁은 필터 어레이(F₁)의 행에서의 어레이 파장 필터(β_1pq)의 인덱스이고,

q₁은 필터 어레이(F₁)의 열에서의 어레이 파장 필터(β_1pq)의 인덱스이고,

b는, p₁, q₁ 위치에서 필터 어레이(F₁)의 파장 필터(β_1pq)를 위한, 특정한 전송 파장 또는 전송 파장 범위(λ_1b)중의 하나를 한정하며, 1과 b_1max의 사이의 값을 갖는 정수이고,

n_1m은 영(zero)보다 큰 정수로서, 바람직하게는 투사기에 의해 투사된 영상(A_k)의 전체 수(n)에 대응하며,

d_1pq는, 필터 어레이(F₁)의 파장 필터의 정렬을 변화시키는 선택가능한 마스크 계수 매트릭스이고,

정수부는 꺽쇠 안에 있는 독립 변수를 초과하지 않는 가장 큰 정수를 취하는 함수이다.

위의 수식에서, 매트릭스 d_Apq=d_1pq 또는 필터 요소(β_1pq)를 위하여 p _A=p₁ 은 인덱스 p에 대응하며, q_A=q₁은 인덱스 q에 대응한다.

이 실시예에서, 몇개의 전송 파장 또는 파장 범위(λ_1b)는 동일한 필터 효과를 갖는다. 만약, λ_1,1 및 λ_1,3...λ_1,8이 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위라면, λ_1,2는 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, 만약 n_1m=8 이고 d_1pq = -1 = 상수라면, 필터 구조를 생성하는 법칙에 따라 결과 필터 어레이(F₁)는, 기본적으로 불투명하고, 영역에 걸쳐 균등하게 분포되고 전체 영역의 약 1/8을 차지하는 비스듬한 계단형태의 투명 띠를 포함한다. 이러한 구조가 도 2에 도시되어 있다. 여기서, 투명한 또는 불투명한 필터 요소는 예를 들면 약 0.285mm 폭과 0.804mm 높이를 갖는다. 물론, 다른 실시예도 또한 가능하다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 A=2의 관람자측 필터 어레이(F₂)를 구체적으로 설명하고 있다. 사용된 파라미터는 필터(F₁)의 것과 유사하지만 완전히 동일하지는 않다. 즉, λ_2,1 및 λ_2,4...λ_2,8이 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_2,2 및 λ_2,3은 시청가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, 만약 n_2m=8 이고 d_2pq = -1 = 상수이다. 여기서 또한 투명한 또는 불투명한 필터 요소는 예를 들면 약 0.285mm 폭과 0.804mm 높이를 가지며, 다른 크기도 또한 가능하다.

필터 어레이(F₁)는 투사 스크린의 뒤(관람 방향에서)의 z₁=2mm의 거리에서 정렬된다. 필터 어레이(F₂)의 경우에 거리 z₂ = (-)45mm 이지만, 이 어레이는 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬되어 있으며, 마이너스 부호에 의해 표시된다. 이미지 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 관람자에게 가장 근접하게 위치하고 있는 필터 어레이(F₂)는 바람직하게는 항반사(antireflection) 코팅이 되어 제공된다. 이것은 필요없는 빛의 반사를 감소시키고 공간 이미지의 시각성을 향상시킨다.

만약 투사기가 위에서 설명한 바와 같이 배열되어 있다면, 투사에 의한 이미지 구조는 도 4에 구체적으로 도시된 바와 같다. i열과 j행을 갖는 그리드는 단지 참조를 위하여 도시되어 있는 것으로서, 물론 투사 스크린(3)상에 보여질 필요는 없다. 도 4에서, 박스안의 숫자는, 투사 스크린상에서 상기 그리드가 투사되는, 부분정보가 생성되는 영상(A_k)을 나타낸다. 투사 스크린(3)상에 형성된 이미지는, 영상(A_k)으로부터 서로 다른 부분정보비트들로 구성되며, i열과 j행의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드를 보여준다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 빛이 투사기로부터 투사 스크린(3)의 각각의 점에 도달하는 것에 따라, 다른 파장 범위의 빛을 함께 디스플레이할 수도 있다. 만약, 이러한 실시예에서, DMD/DLP 투사기가 사용된다면, 이미지 표현요소는 풀칼라 화소(α_ij)가 된다.

정확한 배열에 의해, 본 발명에 따른 장치는, 투사 스크린 영역의 모든 요소가 적어도 하나의 투사기로부터 빛을 수신할 수 있기 때문에, 빛과 영역의 이용도에 있어서 아주 효율적이다. 이 방법에서, 스크린상에 "영구 흑점"은 존재하지 않으며, 투사 스크린의 모든 요소가 적어도 하나의 영상(A_k)의 몇몇 부분 정보 비트를 디스플레이하도록 한다.

필터(F₂)로 인하여 제한된 빛의 전파 방향 때문에, 관람자(5)는 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 되며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 됨으로써, 많은 관람 위치에서 관람자(5)가 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다. 도 5 및 도 6은, 본 발명의 제1 실시예가 사용된다면, 관람 위치에서의 관람자의 눈에 의해 보여질 수 있는 영상의 가능한 혼합을 각각 세부적으로 보여주고 있다. 도 5에 따르면, 제1 위치에서 관람자의 눈은 예를 들면 영상 2와 영상 3을 주로 보게 될 것이며, 도 6에 따르면 제2 위치에서 관람자의 눈은 영상 6과 영상 7을 주로 보게 될 것이다. 만약 관람자의 눈들이 각각 혼합 영상들중 하나를 본다면, 관람자는 공간적인 느낌을 가지게 될 것이다.

여기에서, 제1 실시예에서 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)가 수평적 및/또는 수직적으로 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화되지 못한다는 점에 주목하자. 다시 말하면, 각각의 필터 어레이의 구조가, 1차원 또는 2차원 확대 또는 축소에 의해 서로 전환되지 않는다. 공간적인 느낌에 있어서, 이러한 부조화는, 관람자의 눈이 실제로 모든 관람지점에서 몇개의 영상들로부터 항상 부분 정보 비트의 혼합을 보는 효과를 갖게 된다(도 5 및 도 6의 예시적인 영상 혼합을 참조). 이것은, 관람자의 눈이 관람 공간의 어떤 위치에서 영상들중 단지 하나로부터 부분정보 비트를 보는 경우는 완전히 제외한다.

투사 스크린(3)은 반투명하며, 또한 바람직하게는 예를 들면 유리판과 같은 캐리어 기판으로 이루어진다. 그리고, 투사 스크린(3)은 예를 들면 정(+) 이득과 같은 빛을 집중시키는 효과를 가질 수 있다. 만약 투사 스크린이 매우 얇은, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께를 갖는 웨이퍼로 디자인된다면, 투사 스크린상의 이미지 표현요소는 우수한 선명도를 가질 수가 있다. 제1 실시예에서, 투사 스크린(3)은 측비가 16:9이고 약 50인치의 면대각선을 갖는 평판이다.

투사기(4)는 전자 제어 시스템으로부터 이미지 데이터를 수신하며, 하나 또는 그 이상의 독립적인 유니트로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 전자 제어 시스템은, 예를 들면 투사기당 하나의 PC를 포함하는 이미지 데이터 소오스로 이루어진다. 다른 말로 하면, 이전에 언급한 바와 같이, 하나의 특정 영상(A_k)의 이미지 열을 하나의 투사기에 각각 공급하는 PC로 이루어진 8개의 PC가 있다. 상기 PC들은 트리거를 통하여 서로 링크되어 있으며, 모든 8개의 영상(A_k)이 동기화되어 디스플레이된다. 적은 PC들을 갖는 실시예도 또한 가능하다.

각 필터 어레이(F₁, F₂)는 노광된 필름으로서 설계된다. 각 필터 어레이(F₁, F₂)는 예를 들면 유리 기판과 같은 기판의 위에 적층된다. 이것은 좋은 기계적 안정성을 제공한다. 도 1에 따른 장치에서, 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)는 투사기를 바라보는 유리 기판측에 항상 설치된다. 이것은, 반대로 기판상에 필터 어레이측의 장치와 비교하여, 기판으로 인한 빔 오프셋이 최소화되기 때문에 최상의 결과를 제공한다.

제2 실시예에서, 상기 장치는 또한, 도 1에서 도시된 4개의 투사기 대신에 8개의 투사기(4)가 사용되는 것을 제외하면, 도 1에서 도시된 구조와 대응된다. 여기에서, 8개의 투사기(4)의 각각은 디스플레이되어야 할 장면 또는 물체의 완전한 2차원 영상을 투사하며, 8개의 영상이 제공되도록 한다. 투사기(4)의 광학축은, 약 3.5도의 각도를 포함하는 2개의 인접 광학축과 함께 투사 스크린(3)의 면 중심을 교차한다. 따라서 상기 투사기들(4)은 배열이 되며, 그 렌즈들은 투사 스크린(3)의 면 중심으로부터 예를 들면 2900mm의 거리로 간격을 갖게 된다. 유용하게는, 상기 투사기들(4)은 원형 아크 형태로 정렬될 수 있으며, 원 중심이 상기 면중심이 된다. 모든 투사기 렌즈들은 투사 스크린(3)의 뒤에서 동일한 높이, 즉 투사 스크린(3)의 면중심의 높이를 갖게 된다. 이러한 위치를 얻기 위하여, 유사한 수치를 갖는 예를 들면 기구적인 삼발이(tripod)가 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예의 A=1의 투사기측 필터 어레이(F₁)에 대하여 상세하게 설명하고 있다. p₁열과 q₁행의 그리드의 파장 필터 요소(β_1pq)는 이전에 반복적으로 설명한 규칙에 따라 정렬된다. 여기에 적용된 패러미터들은 다음과 같다. λ_1,2...λ_1,8는 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_1,1 은 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, 또한 b_1max=8 , n_1m = 8 이고,

여기서, 함수 "mod"는 제수로 나눈 나머지를 나타낸다. 여기서, 투명 또는 불투명 필터 요소는 예를 들면 약 0.285mm 폭과 약 0.804mm 높이를 갖는다. 물론 다른 실시예도 또한 가능하다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예의 관람자측 필터 어레이(F₂)에 대하여 세부적으로 보여주고 있다. 각각의 필터 구조를 생성하기 위한 패러미터들은 다음과 같다. λ_2,3...λ_2,16는 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_2,1 및 λ_2,2은 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, 또한 b_2max=16, n_2m =16이고 d_2pq=-1=상수이다. 여기서, 투명 또는 불투명 필터 요소는 예를 들면 약 0.14236mm 폭과 약 0.804mm 높이이며, 물론 다른 치수도 가능하다.

상기 필터 어레이(F₁)는 투사 스크린의 뒤의 z₁=2mm의 거리에서 정렬된다. 필터 어레이(F₂)의 경우에 거리 z₂ = (-)45mm 이지만, 이 어레이는 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬되어 있으며, 마이너스 부호에 의해 표시된다. 이미지 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 관람자에게 가장 근접하게 위치하고 있는 필터 어레이(F₂)는 바람직하게는 항반사(antireflection) 코팅이 되어 제공된다. 이것은 필요없는 빛의 반사를 감소시키고 공간 이미지의 시각성을 향상시킨다.

만약 투사기가 위에서 설명한 바와 같이 배열되어 있다면, 투사에 의한 이미지 구조는 도 9에 구체적으로 도시된 바와 같다. i열과 j행을 갖는 그리드는 단지 참조를 위하여 도시되어 있는 것으로서, 물론 투사 스크린(3)상에 보여질 필요는 없다. 투사 스크린상에 형성된 이미지는, 영상(A_k)으로부터 서로 다른 부분정보비트들로 구성되며, i열과 j행의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드를 보여준다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 빛이 투사기로부터 투사 스크린의 각각의 점에 수신됨에 따라, 다른 파장 범위의 빛을 함께 디스플레이할 수도 있다. 만약, 이러한 실시예에서, DMD/DLP 투사기가 사용된다면, 이미지 표현요소는 풀칼라 화소(α_ij)가 된다.

정확한 배열에 의해, 본 발명에 따른 장치는, 투사 스크린 영역의 모든 요소가 적어도 하나의 투사기로부터 빛을 수신할 수 있기 때문에, 빛과 영역의 이용도에 있어서 아주 효율적이다. 이 방법에서, 스크린상에 "영구 흑점"은 존재하지 않으며, 투사 스크린의 모든 요소가 적어도 하나의 영상(A_k)의 몇몇 부분 정보 비트를 디스플레이하도록 한다.

필터(F₂)로 인하여 한정된 빛의 전파 방향 때문에, 관람자(5)는 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 되며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 됨으로써, 많은 관람 위치에서 관람자(5)가 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다. 도 10 및 도 11은, 본 발명의 제1 실시예가 사용된다면, 관람 위치에서의 관람자의 눈에 의해 보여질 수 있는 영상의 가능한 혼합을 각각 세부적으로 보여주고 있다. 도 10에 따르면, 제1 위치에서 관람자의 눈은 예를 들면 영상 5와 영상 6을 주로 보게 될 것이며, 도 11에 따르면 제2 위치에서 관람자의 눈은 영상 2과 영상 3을 주로 보게 될 것이다. 만약 관람자의 눈들이 각각 혼합 영상들중 하나를 본다면, 관람자는 공간적인 느낌을 가지게 될 것이다.

여기에서, 제2 실시예에서 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)가 수평적 및/또는 수직적으로 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화되지 못한다는 점에 주목하자. 다시 말하면, 각각의 필터 어레이의 구조가, 1차원 또는 2차원 확대 또는 축소에 의해 서로 전환되지 않는다.

투사 스크린은 반투명하며, 또한 바람직하게는 예를 들면 유리판과 같은 캐리어 기판으로 이루어진다. 그리고, 투사 스크린(3)은 예를 들면 정(+) 이득과 같은 빛을 집중시키는 효과를 가질 수 있다. 제2 실시예에서, 투사 스크린은 평판이다. 여기에서, 사용된 투사기는 전자 제어 시스템에 의해 이미지 데이터가 제공되며, 하나 또는 그 이상의 독립적인 유니트로 구성될 수 있다.

각 필터 어레이(F₁, F₂)는 노광된 필름으로서 설계된다. 각 필터 어레이(F₁, F₂)는 예를 들면 유리 기판과 같은 기판의 위에 적층된다. 이것은 좋은 기계적 안정성을 제공한다. 도 1에 따른 장치에서, 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)는 투사기(4)를 바라보는 유리 기판측에 항상 설치된다. 상기 유리 기판은 도 1에 도시되어 있지 않다.

제3 실시예 또한 도 1에 따른 장치를 사용한다. 즉, 도 1에서 도시된 4개의 투사기 대신에 8개의 투사기가 사용된다. 그리고, 제3 필터(F₃)가 필터(F₁)와 투사 스크린(3)의 사이에 제공된다. 제3 필터(F₃)는 도 1에 도시되어 있지 않다. 8개의 투사기의 각각은 장면 또는 물체의 완전한 2차원 영상을 투사하며, 8개의 영상이 제공되도록 한다.

투사기들의 광학축은, 약 3.5도의 각도를 포함하는 2개의 인접 광학축과 함께 투사 스크린(3)의 면 중심을 교차한다. 따라서 상기 투사기들(4)은 배열이 되며, 그 렌즈들은 투사 스크린(3)의 면 중심으로부터 예를 들면 2900mm의 거리를 갖는다. 유용하게는, 상기 투사기들은 원형 아크 형태로 정렬될 수 있으며, 원 중심이 상기 면중심이 된다. 바람직하게는, 모든 투사기 렌즈들은 투사 스크린의 뒤에서 동일한 높이, 즉 거의 투사 스크린의 면중심의 높이를 갖게 된다. 이러한 위치를 얻기 위하여, 유사한 수치를 갖는 예를 들면 기구적인 삼발이(tripod)가 사용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예의 투사기측 필터 어레이(F₁)에 대하여 상세하게 설명하고 있다. p₁열과 q₁행의 그리드의 파장 필터 요소(β_1pq)는 이전에 반복적으로 설명한 규칙에 따라 정렬된다. 여기에서 선택된 패러미터들은 다음과 같다. 이 실시예에서, 몇개의 전송 파장 또는 파장 범위(λ_1,b)는 동일한 필터 효과를 갖는다. λ_1,1및 λ_1,3...λ_1,8는 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_1,2은 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, n_1m = 8 이고, d_1pq =-1=상수이다. 여기서, 투명 또는 불투명 필터 요소는 예를 들면 약 0.2847mm 폭과 약 0.8044mm 높이를 갖는다. 물론 다른 실시예도 또한 가능하다.

도 13은 본 발명의 제3 실시예의 A=3의 제2 투사기측 필터 어레이(F₃)에 대하여 세부적으로 보여주고 있다. p₃열과 q₃행의 그리드의 파장 필터 요소(β_3pq )는 이전에 반복적으로 설명한 규칙에 따라 정렬된다. 여기에서 선택된 패러미터들은 다음과 같다. λ_3,1...λ_3,3는 칼라 R, G, B(순서대로)를 위한 파장 범위이며, n_3m =3이고,

여기서, 필터 요소는 예를 들면 약 0.281mm 폭과 약 0.796mm 높이이다. 물론 다른 실시예도 가능하다. 도 13에서, 칼라(즉, 파장) 필터 요소는 RGB 화소와 구분 짓기 위하여 R', G', B'로 표현된다.

도 14는 본 발명의 제3 실시예의 관람자측 필터 어레이(F₂)에 대하여 세부적으로 보여주고 있다. 여기에서, b_2max=4 이고, 전송 파장 범위 R, G, B (순서대로)에 3개의 전송 파장 또는 파장범위 λ_2,1,λ_2,2,λ_2,3가 할당되며, 제4 전송 파장 범위 λ_2,4가 관람 가능한 빛을 완전히 차단한다. 계수 매트릭스 d_2pq는 다음의 규칙에 의해 생성된다.

여기서, n_2m=8이고, 함수 "mod"는 제수로 나눈 나머지를 나타낸다. 함수 δ는 영(zero)과 동일하지 않은 모든 변수에 영(zero)값을 설정한다. δ(0)=1이고, δ(x≠0)=0 이기 때문에, 변수 "영(zero)"에 대한 함수의 값은 1이다. 인덱스 p₂, q₂는 생성되어야할 필터 매트릭스안에 있는 모든 가능한 값을 갖기 위하여 가변된다. 이것은 예를 들면 p₂로서 1부터 3840의 값, q₂로서 1부터 768의 값이다. 여기서, 필터 요소는 예를 들면 약 0.285mm 폭과 약 0.804mm 높이를 갖는다. 물론 다른 치수도 또한 가능하다.

투사 스크린의 뒤에서 필터 어레이(F₁)는 z₁=2mm의 거리에서 정렬되고, 필터 어레이(F₃)는 z₃=1mm의 거리에서 정렬된다. 필터 어레이(F₂)의 경우에 거리 z₂ = (-)45mm 이다. 이 어레이는 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬되어 있으며, 마이너스 부호에 의해 표시된다.

만약 투사기가 위에서 설명한 바와 같이 배열되어 있다면, 생성된 이미지 구조는 도 15에 구체적으로 도시된 바와 유사하다. i열과 j행을 갖는 그리드는 단지 참조를 위하여 도시되어 있는 것으로서, 물론 투사 스크린(3)상에 보여질 필요는 없다. 투사 스크린상에 형성된 이미지는, 영상(A_k)의 서로 다른 부분정보비트들로 구성되며, i열과 j행의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드를 보여준다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 빛이 투사기로부터 투사 스크린의 각각의 점에 수신됨에 따라, 다른 파장 범위의 빛을 함께 디스플레이할 수도 있다. 만약, 이러한 실시예에서, DMD/DLP 투사기가 사용된다면, 이미지 표현요소는 제2 투사기측 필터 어레이(F₃) 때문에, 풀칼라 화소(α_ij)가 아니고, 통상적으로 R, G, B를 위한 파장의 빛을 디스플레이하는 화소이다. 도 15에서 이것은 R, G, B로 나타낸 열에 의해 표시된다.

필터 어레이(F₂)에 의해 한정된 빛의 전파 방향 때문에, 관람자(5)는 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 되며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 됨으로써, 많은 관람 위치에서 관람자(5)가 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다.

여기에서, 제3 실시예에서 3개의 필터 어레이(F₁, F₂)가 수평적 및/또는 수직적으로 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화되지 못한다는 점에 주목하자. 다시 말하면, 각각의 필터 어레이의 구조가, 1차원 또는 2차원 확대 또는 축소에 의해 서로 전환되지 않는다. 공간적인 느낌에 관하여, 이러한 부조화는, 관람자의 눈이 실제로 모든 관람지점에서 몇개의 영상들로부터 항상 부분 정보 비트의 혼합을 보는 효과를 갖게 된다.

투사 스크린은 반투명하며, 또한 바람직하게는 예를 들면 유리판과 같은 캐리어 기판으로 이루어진다. 그리고, 투사 스크린은 예를 들면 정(+) 이득과 같은 빛을 집중시키는 효과를 가질 수 있다. 만약 투사 스크린이 매우 얇은, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께를 갖는 웨이퍼로 디자인된다면, 투사 스크린상의 이미지 표현요소는 우수한 선명도를 가질 수가 있다. 제3 실시예에서, 투사 스크린은 평판이다.

여기에서, 사용된 투사기는 전자 제어 시스템에 의해 이미지 데이터가 제공되며, 하나 또는 그 이상의 독립적인 유니트로 구성될 수 있다. 각 필터 어레이(F₁, F₂, F₃)는 노광된 필름으로서 설계된다. 각 필터 어레이(F₁, F₂, F₃)는 예를 들면 유리 기판과 같은 기판의 위에 적층된다.

제4 실시예 또한 도 1에 따른 장치를 사용한다. 즉, 도 1에서 도시된 4개의 투사기 대신에 8개의 투사기가 사용된다. 8개의 투사기의 각각은 장면 또는 물체의 완전한 2차원 영상을 투사하며, 8개의 영상이 제공되도록 한다. 또한 투사기들(4) 의 광학축은, 예를 들면 약 3.5도의 각도를 포함하는 2개의 인접 광학축과 함께 투사 스크린(3)의 면 중심을 교차한다. 따라서 상기 투사기들(4)은 배열이 되며, 그 렌즈들은 투사 스크린(3)의 면 중심으로부터 예를 들면 2900mm의 거리를 갖는다. 유용하게는, 상기 투사기들은 원형 아크 형태로 정렬될 수 있으며, 원 중심이 상기 면중심이 된다. 바람직하게는, 모든 투사기 렌즈들은 투사 스크린의 뒤에서 동일한 높이, 즉 거의 투사 스크린의 면중심의 높이를 갖게 된다. 이러한 위치를 얻기 위하여, 유사한 수치를 갖는 예를 들면 기구적인 삼발이(tripod)가 사용될 수 있다.

도 16은 본 발명의 제4 실시예의 투사기측 필터 어레이(F₁)에 대하여 상세하게 설명하고 있다. p₁열과 q₁행의 래스터(raster)의 파장 필터 요소(β_1pq)는 이전에 반복적으로 설명한 규칙에 따라 정렬된다. 여기에서 선택된 패러미터들은 다음과 같다. λ_1,1...λ_1,4 및 λ_1,6...λ_1,8는 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_1,5은 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, b_1max=8, n _1m = 8 이고,

여기서, 투명 또는 불투명 필터 요소는 예를 들면 약 0.2847mm 폭과 약 0.8044mm 높이를 갖는다. 물론 다른 실시예도 또한 가능하다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예의 관람자측 필터 어레이(F₂)에 대하여 세부적으로 보여주고 있다. λ_2,4...λ_2,24 는 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_2,1...λ_2,3 은 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, b_2max=24, n_2m =24 이고,

여기서, 투명 또는 불투명 필터 요소는 예를 들면 약 0.095mm 폭과 약 0.804mm 높이를 가지며, 물론 다른 치수도 또한 실현가능하다.

투사 스크린의 뒤에서 필터 어레이(F₁)는 z₁=2mm의 거리에서 정렬된다. 필터 어레이(F₂)는 z₂=(-)45mm의 거리이다. 필터 어레이(F₂)는 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬되어 있으며, 마이너스 부호에 의해 표시된다.

이미지 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 관람자에게 가장 근접하게 위치하고 있는 필터 어레이(F₂)는 바람직하게는 항반사(antireflection) 코팅이 되어 제공된다. 이것은 필요없는 빛의 반사를 감소시키고 공간 이미지의 시각성을 향상시킨다.

만약 투사기가 위에서 설명한 바와 같이 배열되어 있다면, 생성된 이미지 구조는 도 18에 구체적으로 도시된 바와 유사하다. i열과 j행을 갖는 그리드는 단지 참조를 위하여 도시되어 있는 것으로서, 물론 투사 스크린(3)상에 보여질 필요는 없다. 투사 스크린상에 형성된 이미지는, 영상(A_k)의 서로 다른 부분정보비트들로 구성되며, i열과 j행의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드를 보여준다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 빛이 투사기로부터 투사 스크린의 각각의 점에 수신됨에 따라, 다른 파장 범위의 빛을 함께 디스플레이할 수도 있다. 만약, 이러한 실시예에서, DMD/DLP 투사기가 사용된다면, 이미지 표현요소는 풀칼라 화소(α_ij)이다.

정확한 배열에 의해, 본 발명에 따른 장치는, 투사 스크린 영역의 모든 요소가 적어도 하나의 투사기로부터 빛을 수신할 수 있기 때문에, 빛과 영역의 이용도에 있어서 아주 효율적이다. 이 방법에서, 스크린상에 "영구 흑점"은 존재하지 않으며, 투사 스크린의 모든 요소가 적어도 하나의 영상(A_k)의 몇몇 부분 정보 비트를 디스플레이하도록 한다.

필터 어레이(F₂)에 의해 한정된 빛의 전파 방향 때문에, 관람자(5)는 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 되며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 됨으로써, 많은 관람 위치에서 관람자(5)가 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다.

도 19 및 도 20은, 본 발명의 제4 실시예가 사용된다면, 관람 위치에서의 관람자의 눈에 의해 보여질 수 있는 영상의 가능한 혼합을 각각 세부적으로 보여주고 있다. 도 19에 따르면, 제1 위치에서 관람자의 눈은 예를 들면 영상 1과 영상 2를 주로 보게 될 것이며, 도 20에 따르면 제2 위치에서 관람자의 눈은 영상 4와 영상 5를 주로 보게 될 것이다. 만약 관람자의 눈들이 각각 혼합 영상들중 하나를 본다면, 관람자는 공간적인 느낌을 가지게 될 것이다.

여기에서, 제4 실시예에서 3개의 필터 어레이(F₁, F₂)가 수평적 및/또는 수직적으로 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화되지 못한다는 점에 주목하자. 다시 말하면, 각각의 필터 어레이의 구조가, 1차원 또는 2차원 확대 또는 축소에 의해 서로 전환되지 않는다. 공간적인 느낌에 관하여, 이러한 부조화는, 관람자의 눈이 실제로 모든 관람지점에서 몇개의 영상들로부터 항상 부분 정보 비트의 혼합을 보는 효과를 갖게 된다(도 19 및 도 20의 예시적인 영상 혼합을 참조). 이것은, 관람자의 눈이 관람 공간의 어떤 위치에서 영상들중 단지 하나로부터 부분정보 비트를 보는 경우는 완전히 제외한다.

투사 스크린은 반투명하며, 또한 바람직하게는 예를 들면 유리판과 같은 캐리어 기판으로 이루어진다. 그리고, 투사 스크린은 예를 들면 정(+) 이득과 같은 빛을 집중시키는 효과를 가질 수 있다. 만약 투사 스크린이 매우 얇은, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께를 갖는 웨이퍼로 디자인된다면, 투사 스크린상의 이미지 표현요소는 우수한 선명도를 가질 수가 있다. 제4 실시예에서, 투사 스크린은 평판이다.

여기에서, 사용된 투사기는 전자 제어 시스템에 의해 이미지 데이터가 제공되며, 하나 또는 그 이상의 독립적인 유니트로 구성될 수 있다. 각 필터 어레이(F₁, F₂)는 노광된 필름으로서 설계된다. 각 필터 어레이(F₁, F₂)는 예를 들면 유리 기판과 같은 기판의 위에 적층된다. 이것은 좋은 기계적 안정성을 제공한다. 도 1에 따른 장치에서, 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)는 투사기(4)를 바라보는 유리 기판측에 항상 설치된다.

제5 실시예 또한 도 1에 따른 장치를 사용한다. 그러나, 도 1에서 도시된 4개의 투사기 대신에 단지 1개의 투사기가 사용된다. 상기 투사기는 예를 들면 DMD/DLP 투사기로서, 주기적인 연속성을 가지고, 영상 A₁ (k=1)에 대응하는 레드(R) 이미지와, 영상 A₂ (k=2)에 대응하는 그린(G) 이미지와, 영상 A₃ (k=3)에 대응하는 블루(B) 이미지를 갖는 R, G, B 이미지를 보여준다. 모두 n=3 영상이 제공된다.

투사기의 광학축은 바람직하게는 투사 스크린(3)의 면 중심을 향한다. 상기 투사기 렌즈는 투사 스크린(3)의 면 중심으로부터 예를 들면 2000mm의 거리를 갖는다. 상기 투사기 렌즈는 거의 투사 스크린의 면중심의 높이 또는 그 이하의 높이를 갖는다.

도 21은 본 발명의 제5 실시예의 투사기측 필터 어레이(F₁)에 대하여 상세하게 설명하고 있다. p₁열과 q₁행의 래스터(raster)의 파장 필터 요소(β_1pq)는 이전에 반복적으로 설명한 규칙에 따라 정렬된다. 여기에서 선택된 패러미터들은 다음과 같다. λ_1,1는 청색전송 파장 범위이며, λ_1,2는 적색전송 파장 범위이며, λ_1,3 는 녹색전송 파장 범위이며, b_1max=3, n_1m = 3 , d_1q=-1=상수이다. 여기서, 필터 요소는 예 를 들면 약 0.285mm 폭과 약 0.804mm 높이를 갖는다. 물론 다른 실시예도 가능하다.

도 22는 본 발명의 제5 실시예의 관람자측 필터 어레이(F₂)에 대하여 세부적으로 보여주고 있다. 각각의 패러미터들로서, λ_2,1 및 λ_2,3 는 모든 관람가능한 스텍트럼을 가로 막는 파장 범위이며, λ_2,2 는 관람가능한 스펙트럼을 투과시키는 필터 범위이며, b_2max=3, n_2m =3, d_2pq= -1=상수이다. 여기서, 투명 또는 불투명 필터 요소는 예를 들면 약 0.285mm 폭과 약 0.804mm 높이를 가지며, 또한 다른 치수도 실현가능하다.

투사 스크린의 뒤에서 필터 어레이(F₁)는 z₁=2mm의 거리에서 정렬된다. 필터 어레이(F₂)는 z₂=(-)45mm의 거리이다. 필터 어레이(F₂)는 투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬되어 있으며, 마이너스 부호에 의해 표시된다. 이미지 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 관람자에게 가장 근접하게 위치하고 있는 필터 어레이(F₂)는 바람직하게는 항반사(antireflection) 코팅이 되어 제공된다. 이것은 필요없는 빛의 반사를 감소시키고 공간 이미지의 시각성을 향상시킨다.

만약 투사기가 위에서 설명한 바와 같이 배열되어 있다면, 생성된 이미지 구조는 도 23에 구체적으로 도시된 바와 유사하다. i열과 j행을 갖는 그리드는 단지 참조를 위하여 도시되어 있는 것으로서, 물론 투사 스크린(3)상에 보여질 필요는 없다. 투사 스크린상에 형성된 이미지는, 영상(A_k)의 서로 다른 부분정보비트들로 구성되며, i열과 j행의 이미지 표현요소(α_ij)의 그리드를 보여준다. 상기 이미지 표현요소(α_ij)는, 다른 파장 범위의 빛을 함께 디스플레이하며, 기하학적인 배열에 따라, 관람가능한 영상 A₁ (k=1)의 부분정보비트는 R이고, 관람가능한 영상 A₂ (k=2)의 부분정보비트는 G이고, 관람가능한 영상 A₃ (k=3)의 부분정보비트는 B이다.

필터 어레이(F₂)에 의해 한정된 빛의 전파 방향 때문에, 관람자(5)는 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 되며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 됨으로써, 많은 관람 위치에서 관람자(5)가 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다.

또한, 제5 실시예에서 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)가 그들 구조의 수평적 및/또는 수직적으로 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화되지 못한다는 점에 주목하자. 특히 이것은 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)의 특정의 다른 전송 파장 범위에 의해 방해된다.

투사 스크린은 반투명하며, 또한 바람직하게는 예를 들면 유리판과 같은 캐리어 기판으로 이루어진다. 그리고, 투사 스크린은 예를 들면 정(+) 이득과 같은 빛을 집중시키는 효과를 가질 수 있다. 만약 투사 스크린이 매우 얇은, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께를 갖는 웨이퍼로 디자인된다면, 투사 스크린상의 이미지 표현요소는 우수한 선명도를 가질 수가 있다. 제5 실시예에서, 투사 스크린은 평판이 다.

여기에서, 사용된 투사기는 전자 제어 시스템에 의해 이미지 데이터가 제공된다. 영상의 스펙트럼 분리때문에, 제어 시스템으로서는 적당한 소프트웨어에 의해 제어되는 PC를 사용하는 것이 바람직하다. 각 필터 어레이(F₁, F₂)는 노광된 필름으로서 설계된다. 각 필터 어레이(F₁, F₂)는 예를 들면 유리 기판과 같은 기판의 위에 적층된다. 이것은 좋은 기계적 안정성을 제공한다. 도 1에 따른 장치에서, 2개의 필터 어레이(F₁, F₂)는 투사기(4)를 바라보는 유리 기판측에 항상 설치된다.

이전에 언급한 바와 같이, 지금까지 설명된 본 발명의 모든 실시예에서, 필터 요소는 바람직하게는 사각형의 형태 뿐만이 아니라 다른 형태를 사용하는 것도 가능하다. 도 24는 본 발명에 따른 장치에서 사용될 수 있는 필터 요소의 다향한 형태를 보여준다. 어떤 환경하에서는, 필터 어레이는 적어도 2개의 서로 다른 형태의 필터 요소를 동시에 포함할 수도 있다. 그러한 형태는 모아레 효과를 피하는데 사용될 수가 있다. 또한, 그러한 형태는, 만약에 오목하고 볼록한 필터 요소 형태가 서로 맞물려 연결된 것같은 방법으로 정렬된다면, 유용하게 될 수도 있다. 본 내용에서, 필터 요소의 "치수"라는 용어는, 수평 및 수직 방향으로 최외각의 점들 사이의 거리를 나타낸다.

만약, 개별적인 필터 요소가, 등급-파장 대역필터의 형태로 전송 파장 범위를 갖는다면, 또는 연속적인 중간밀도 분리의 형태로 중간밀도 전송 특성을 갖는다면, 이미지 조합 구조에 관하여 또는 특정한 빛의 전파방향에 관하여, 어떠한 환경 하에서는 매우 특별한 필요가 요구될 수 있다.

본 발명은 오락(3차원 영화) 및 생산물 프리젠테이션의 현장에서 아주 유용하게 사용될 수 있다. 실시예에 따라, 몇몇 관람자들은 큰 크기의, 화려한 3차원 이미지를 매우 자유롭게 이동하면서 볼 수 있다는 사실은 중요한 장점이다. 본 발명은, 언제든지 얻을 수 있는 소자로 구현될 수 있고, 또한 손쉽게 제작될 수 있다.

도 25는 후방 투사 방식의 본 발명에 따른 장치의 설계 원리를 설명하고 있는 스케치 도면이다. 도면에는 단지 4개의 투사기를 보여주고 있지만, 몇개(예를 들면 8개)의 투사기(2)가 홀로그래픽 스크린(1)의 뒤에 정렬된다. 4개의 이미지 표현요소(3)는 최대로 확장되어 보여진다. 이미지 표현요소들은 예를 들면 서로 다른 투사기(2)로부터와 같은 서로 다른 방향으로부터 오는 빛에 의해 겹쳐진다. 홀로그래픽 스크린(3)의 이미지 표현요소는 서로 다른 빛 전파 방향(4)의 광선들을 디스플레이한다. 모든 방향들이 도면에 도시되어 있다. 실제 구현에서는, 이미지 표현요소(3)는 전체 홀로그래픽 스크린(1)의 크기보다도 매우 작으며, 통상적으로 서로 직접적으로 근접해있다. 도 25에서, 이웃하는 이미지 표현요소(3)는 명확성을 위하여 단순히 분리된 채 도시되어 있다.

여기에서, 각 투사기(2)는 예를 들면 장면이나 물체의 2차원 영상을 투사하며, 모두 8개의 영상이 투사되도록 한다. 홀로그래픽 스크린(1) 또는 그의 이미지 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해서 제한된, 후방에서 입사되는 모든 광선들에 대한 전방 빛 전파 방향때문에, 관람자(5)는 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 되며 또한 다른 쪽 눈으로 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보게 됨으로써, 많은 관람 위치에서 관람자(5)가 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다. 관람 공간은 예를 들면 홀로그래픽 스크린(1)의 우측이 된다.

예로서, 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 본 발명에 따른 후방 투사 장치의 광학 이미지 효과(아이템 g 에 따른)를 준다. 하나 또는 여러개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 부여된, 상기 목적을 위한 제1 필터 구조는, 예를 들면 도 26에 도시된 구조 또는 그것의 세그먼트가 될 수 있다. 어떤 거리, 예를 들면 4mm의 거리에서, 하나 또는 여러개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 투명한 분산 광학 스크린을 더 구비할 수 있다. 최종적으로, 다른 관람자측 필터 어레이 구조가 제공될 수 있으며(예를 들면 4mm의 거리에서), 각각의 개별적인 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지화 효과에 포함되어진다. 도 27은 최종 지정된 필터 어레이 구조의 예를 보여준다.

이해를 돕기 위해서, 모든 장치의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 구현되어야 할 물체보다 상당히 작다고 하더라도, 구현되어야 할 전체 공간 물체(여기서, 예를 들면 필터 어레이 또는 그의 일부분)에 관한 정보를 저장하거나 복원할 수 있다는 점에 주목하자.

만약 현재 8개의 투사기(8)가 홀로그래픽 스크린상에 8개의 서로 다른 영상을 투사한다면, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현된 각각의 분산 스 크린은 이미지 정보 비트의 이미지 조합 구조를 생산하기 위하여 이미지화될 수 있으며, 이에 대한 상세한 사항은 도 28에 도시되어 있다.

또한, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현된 관람자측 필터 어레이의 필터 요소는 전방 빛 전파 방향을 한정하며, 특정한 관람 위치에서 관람자의 눈이 예를 들면 주로 영상 1을 보며, 도 29에 도시된 바와 같이, 영상 2의 부분 이미지 정보 비트의 양보다 적다.

대응되는 관람 위치로부터, 홀로그래픽 스크린(1)을 보고 있는 관람자의 다른 쪽 눈은 영상 4의 부분 이미지정보 비트를 주로 보고, 도 30에 도시된 바와 같이, 영상 4의 부분 이미지 정보 비트보다 적다. 양 눈이 서로 다른 영상의 혼합을 주로 보기 때문에, 관람자는 3차원의 느낌을 갖는다.

홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 효과의 다른 예가 도 31에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 장치에서 홀로그래픽 스크린의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 크게 확대되어 도시되어 있다. 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 후방은, 서로 다른 방향으로부터 입사되는 그리고 예를 들면 서로 다른 영상을 투사하는 서로 다른 투사기로부터 오는 광선에 의해 빛나게 된다. 각각의 입사광선(도면에는 단지 2개의 선만이 도시되어 있는데, 하나는 실선으로 표시되어 있고 다른 하나는 점선으로 표시되어 있다)을 위하여, 도 31에 나타난 바와 같이, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 몇개의 빛 전파 방향을 한정한다. 만약, 예를 들면, 실선이 영상 1의 부분 이미지 정보 비트를 나타내는 광선이고, 점선이 영상 2의 부분 이미지 정보 비트를 나타내는 광선이라면, 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는, 도시된 입사광선에 대하여, 관람자측( 우측)상에 그려진 빛 전파방향을 거의 한정한다. 만약 관람자가 시각 왜곡이 되어 있는 한편 홀로그래픽 스크린의 앞의 수평면에 놓여진 라인(5)을 따라서 이동했다면, 관람자는 한 쪽 눈으로 처음에 영상 1의 부분 이미지 정보를 주로 보고, 다음에 영상 2의 부분 이미지 정보를 주로 보며, 다음에 만약 추가적인 광선(도시되어 있지 않음)이 제공되어 예를 들면 영상 3 부터 영상 8과 같은 추가적인 영상의 부분 이미지 정보 비트를 나타내면, 관람자는 사이클이 영상 1에서 다시 시작될 때까지 영상 3부터 영상 8의 부분 이미지 정보 비트를 주로 보게 된다.

본 발명에서, "주로"가 의미하는 것은, 본 발명에 따르면, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)들이 관람자의 눈이 통상적으로 정확히 하나의 영상의 부분 이미지 정보비트들 뿐만아니라 관람자의 눈이 보는 전파 방향을 한정하는 것을 의미한다. 이것을 나타내기 위해, 많은 그러한 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 도 31에 도시되어 있으며, 이것은 설명을 혼란스럽게 한다.

또한, 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 제한되는 빛 전파 방향이, 비수렴 광선 단독보다는, 필수적으로 각각의 빛 강도 최대치에 대응된다. 이러한 점에서, 예를 들면 또한 도 31에서 점선으로 나타낸 빛 전파 방향의 빛의 어느 부분이, 실선에 의해 표현된 빛 전파 방향에 실제적으로 놓여 잇는 하나(또는 몇개)의 관람 포인트에 도달한다. 본원에서, 빛 전파 방향은 산란 라인보다는 산란 로브(lobes)로서 상호 해석된다. 바람직하게는, 상기 산란 로브는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)와 같은 방법으로 형성되며, 만약 어떤 위치에서도 바람직하게 분산 산란 광학 소자를 갖춘다면, 수직적으로 연장되는 또는 수직에 상대적으로 기울어진 빛 강도 최 대치를 갖는다.

도 32는 본 발명에 따른 장치의 홀로그래픽 스크린상의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 효과를 설명하는 모델을 보여준다. 도 32는 다수의 원통형 렌즈를 보여주고 있으며, 각 원통형 렌즈는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현된다. 이것은 홀로그래픽 광학 요소(HOE) 특성 a)에 따라서 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지화 효과에 상응한다.

이 예에서는 특징적으로, 원통형 렌즈의 주기가, 예를 들면 렌즈폭의, 즉 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 약 1/3의 거리에 의해 열에서 열로 서로 관계되어 시프트된다. 1/3은 또한, 이전에 언급한 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 폭에 관련된 비-정수 오프셋에 대응된다. 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이러한 이미지화 효과에 의해, 관람자(5)가 모든 관람 위치로부터 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 보는 방식으로 빛의 전파 방향이 입사광으로서 제한되는 것이 가능함으로써, 많은 관람 위치에서 관람자는 공간적인 느낌을 가질 수 있도록 한다. 물론, 이것은 다른 영상으로부터의 빛이 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 후방에 투사되는 것을 필요로 한다.

홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지화 효과는, 원통형 렌즈로 이루어진 그리드의 평면상에 또는 그 옆에 설치된 분산 산란 그라운드 글래스 스크린의 것을 더 포함한다.

도 33은, 위에서 설명한 방식(도 32의 설명 참조)으로 관람자에게 공간적인 느낌을 생성하기 위하여, 예를 하나의 투사기에 의해 홀로그래픽 스크린상에 후방 투사된 이미지를 위하여 사용될 수 있거나, 4개의 영상을 사용하는, 이미지 조합 구조를 예로서 보여주고 있다. 여기에서, 모든 박스는 투사된 포인트에 대응하며, 박스안의 숫자는 각각의이미지 포인트가 그의 이미지 정보를 얻는 영상을 나타낸다. 상기 이미지 포인트는 i 열과 j행로 정렬된다.

모든 원통형 렌즈의 평면(그리고, 평면상의 볼록한 표면의 투사)은, 한 쪽 방향으로는, 투사된 이미지(설치된 그라운드 글래스 스크린상의)의 이미지 포인트의 행의 높이와 비슷한 길이(예를 들면 0.8mm)를 가지며, 그리고 다른 쪽 방향으로는, 투사된 이미지(설치된 그라운드 글래스 스크린상의)의 이미지 포인트의 4개의 열의 폭과 비슷한 폭(예를 들면 3.2mm)를 갖는다.

이와는 다르게, 도 33에 따른 이미지 조합 구조는, 또한 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현될 수 있는 예를 들면 적당한 필터 어레이를 통한 4개의 투사기에 의해 4개의 영사의 투사에 의해 생성될 수 있다.

도 34는 본 발명에 따른 장치의 홀로그래픽 스크린상에서의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 효과를 설명하는 예시 모델을 보여준다. 명확한 설명을 위해서, 단지 몇개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)만이 도시되어 있으며, 같은 이유로 그리드의 행이 약간 엇갈려서 도시되는데 실제상으로는 요구되지 않는다. 도 34는 많은 원통형 렌즈 및 필터 세그먼트를 보여주며, 각 원통형 렌즈 및 각 필터 세그먼트(특히 만약 이것이 2개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 사이에 위치하고 있다면)는 1개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현된다. 이것은 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 특성 a) 및 e)에 따른 이미지화 효과에 대응된다. 특성 e)에 대해서는, 어느 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 몇개의 필터 요소(여기서는 예를 들면 2개의 불투명한 필터 요소 및 1개의 투명한 필터 요소)를 구현하거나 또는 다른 필터 요소가 다른 인접한 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 구현된다고 하는, 다른 해석이 가능하다. 상기 광학 효과는 본질적으로 동일하다.

또한, 각 필터 세그먼트는, 1개의 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 부가적으로 구현되기 위하여 투사측 분산 산란 영역이 제공될 수도 있다. 또한 이 경우에, 부분 이미지 정보 비트는 몇개의(예를 들면 4개 또는 8개의) 영상으로부터 후방 투사된다. 홀로그래픽 스크린상에 입사되는, 다른 영상의 부분 이미지 정보 비트에 대해서는, 빛의 전파 방향이 홀로그래픽 광학 요소(HOE)에 의해 시뮬레이트된 렌즈 또는 필터 요소에 의해 제한되며, 3차원의 느낌이 생성될 수 있도록 한다.

본 발명은 종래 기술에 비하여 중요한 장점이 있다. 본 발명은, 몇명의 관람자가 상당히 자유롭게 이동하면서 투사 시스템상의 향상된 3차원 이미지를 볼 수 있도록 해준다. 또한, 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)들은 종래의 광학장치에 의해서라면 불완전하거나 고도의 기술비용에 의해서 밖에 구현될 수 없는 광학 이미지를 구현할 수 있다. 더우기, 예를 들면 수 미터나 되는 크기를 갖는 큰 이미지의 3차원 투사를 생성하는것이 가능하다.

본 발명에 따른 장치와 연결되어 사용되는 홀로그래픽 3차원 후방 투사 디스크를 위한 안내 파라미터가 아래에 주어진다. 상기 파라미터는 적용처에 따라 가변 될 수 있다. 특히, 각(α, β)의 크기는, 관람 거리를 최적화시키기 위하여 필요에 따라 가변될 수 있다. 또한, 빛 전송의 정도는 가능한 높게 할수도 있다.

도 35는 홀로그래픽 후방 투사 3차원 스크린이 사용되는 바람직한 실시예의 평면도이다. 투사 스크린으로부터 약 2m의 평균거리를 가지고 몇개의 투사기가 원형 아크를 그리면서 배열되어 있음을 볼 수가 있다. 각도(α, β)는 각각 대략적으로 8.6˚및 0.83˚이다.

각 β의 크기는 관람자의 눈과 투사 스크린 사이의 4.5m의 관람 거리를 위하여 선택된다. 각 β가 커짐에 따라, 관람 위치와 투사 스크린 사이의 거리는 감소한다. 4.5m의 거리부터, 관람자의 눈은 이미지 정보를 강조하는 래스터를 더이상 분석하지 못하며, 3차원 인지에 적합하다. 투사 스크린상의 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 래스터 크기는 약 0.1mm×0.1mm가 되어야 한다.

본 장치에서, 예를 들면 관람 위치들(각각 한명의 관람자의 눈위치에 대응하는)를 도 36에서와 같이 수지적으로 또는 도 37에서와 같이 사선적으로 정렬하는 것이 가능하다.

동일한 관람 위치는 항상 동일한 영상 혼합을 제공한다. 보여진 커브의 모든 점에서 영상의 합성 몫은 1의 값을 갖는다. 후방 투사 디스크를 만들기 위하여 허용오차를 발생시키는 곡선 또는 직선을 평탄화함에 있어서 약간의 편차는 허용된다. 따라서 합성 몫은 1로부터 몇 퍼센트 정도만 변화된다.

도 36에 따른 관람 위치의 수직 정렬은 바람직하게는, 관람이 좌석 높이와 무관하게 독립적인, 고정 배열된 좌석을 가진 3차원 영화 극장에 적합하다. 대조적 으로, 도 37에 따른 관람 위치의 불투명 장치는 이동하는 관람자의 3차원 인식에 편리하다. 이것은, 경사때문에 방안에 블라인드 장소가 전혀 없다는 사실에 본질적으로 기초한다.

도 38은, 도 35의 실시예와 비교하여 볼 때, 반수의 투사기를 필요로 하지만 훌륭한 3차원 느낌을 얻을 수 있는, 홀로그래픽 3차원 후방 투사 스크린을 구비한 본 발명에 따른 장치의 실시예를 보여주고 있다. 각각의 투사기는 2개의 각 8개의 이미지를 행을 교차해가면서 동시에 투사한다. 각의 크기뿐만이 아니라, 투사기 스크린으로부터의 투사기와 관람위치 사이의 거리는, 도 35에 따른 실시예의 것과 동일하다. 여기서, 관람위치는 도 36 또는 도 37에 보여준 바와 같이 수직적으로 또는 경사적으로 정렬될 수 있다.

일반적으로, 약간의 영상 혼합은 영상에서 영상으로의 이동을 부드럽게 해주는 점에서 유리하다는 점은 매우 중요하다.

이전에 제안한 바와 같이, 본 발명은 2차원과 3차원 투사의 사이에서의 선택을 할 수 있는 실시예를 포함한다. 2차원과 3차원 모드 사이의 절환은 많은 실시예를 가능하게 해준다.

만약, 예를 들면 필터 어레이가 그랜드 글래스 스크린의 앞에 제공되고, 만약 유니트로부터 이 2개의 소자가 제공된다면, 이것은 2차원에서 3차원 디스플레이로 절환을 하기 위하여 간단하게 180°반전될 수 있다. 다른 예에서, 이러한 절환은, 투사기의 위치를 변화시키거나, 또는 투사기로부터 오는 빛을 반사기를 이용하 여 변향시킴으로써 달성될 수 있다.

만약 본 장치가 2개의 필터 어레이로 이루어진다면, 이것은 그라운드 글래스 스크린의 앞 및 뒤에 정렬될 수 잇으며, 슬라이딩 기구가 제공된다. 원하는 디스플레이 모드에 따라, 필터 어레이는 이미지화 빔 통로로 미끄러져 들어가거나 또는 그것으로부터 제거된다. 어레이에서의 필터 요소의 구조를, 예를 들면 광변성층 또는 전기변성층 또는 그와 유사한 것들에 의해서 변화시키는 것이 또한 가능하다.

Claims (43)

1. 적어도 하나의 투사기, 및

   열과 행으로 정렬되어 있는 다수의 필터 요소들을 갖는 적어도 하나의 필터 어레이를 포함하며,

   상기 투사기 또는 투사기들에 의하여, 장면이나 물체의 영상으로부터의 부분 정보 비트가 투사 스크린에 투사되며, 상기 부분 정보 비트는 이미지 표현요소상에 표현되며, 하나 또는 그 이상의 필터 어레이를 통과한 후에, 적어도 한명의 관람자에게 보여질 수 있도록 만들어지며,

   한 쪽 눈으로는 제1 선택 장면으로부터의 부분 정보 비트를 보며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 장면으로부터의 부분 정보 비트를 주로 보아 관람자가 공간적인 느낌을 얻게 되는 방식으로, 부분 정보 비트의 전파 방향에 대해서, 상기 이미지 표현요소가 서로 관련된 필터 요소에 대응되며,

   상기 필터 어레이는 p 행과 q 열의 그리드로 정렬된 파장 필터 요소(β_pq)를 포함하며, 다음의 함수에 따라 전송 파장 또는 전송 파장 범위에 따르는 필터 어레이상에 정렬되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.

   

   [여기서,

   (p)는 각 필터 어레이(F_A)의 행에서의 하나의 파장 필터(β_pq)의 인덱스이고,

   (q)는 각 필터 어레이(F_A)의 열에서의 하나의 파장 필터(β_pq)의 인덱스이고,

   (b)는, p, q 위치에서 필터 어레이의 파장 필터(β_pq)를 위한, 특정한 전송 파장/전송 파장 범위(λ_b)중의 하나를 한정하는 정수로서, 1과 b_max의 사이의 값을 가질 수 있고,

   (n_m)은 영(zero)보다 큰 정수로서, 바람직하게는 투사기에 의해 투사된 영상(A_k)의 전체 수(n)에 대응하며,

   (d_pq)는, 필터 어레이의 파장 필터의 정렬을 변화시키는 선택가능한 마스크 계수 매트릭스이고,

   정수부는 꺽쇠 안에 있는 독립 변수를 초과하지 않는 가장 큰 정수를 생성하는 함수이다.]
2. 제1항에 있어서,

   적어도 2개의 투사기,

   투사 스크린, 및

   적어도 하나의 필터 어레이(F₁)가 투사 스크린과 투사기의 사이에, 즉 투사 스크린의 뒤(관람 방향으로)에 설치되어 있고, 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)가 투사 스크린의 앞(관람 방향으로)에 설치되어 있는 적어도 2개의 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)를 포함하며,

   모든 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)는 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키는 행과 열로 정렬된 파장 필터를 가지며,

   상기 투사기에 의해, 적어도 하나의 필터 어레이를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)의 부분정보 비트가 투사되며, 장치의 기하학적 배열에 의해 결정된 조합 또는 혼합으로 투사 스크린상에 영상(A_k)의 부분정보 비트가 보여질 수 있도록 하고, 투사 스크린이 i 행과 j 열로 정렬된 이미지 표현요소(α_ij)로 구성되며 충분한 해상도의 그리드로 분할되도록 하며, 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 전달하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비하고,

   투사 스크린의 앞(관람 방향으로)에 정렬된 적어도 하나의 상기 필터 어레이(F₂)는, 투사기측에서 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 방사된 빛의 전파방향을 제한하며, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 하나의 이미지 표현요소(α_ij)가 필터 어레이(F₂)의 몇개의 할당된 파장 필터에 대응하거나, 필터 어레이(F₂)의 하나의 파장 필터가 몇개의 할당된 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,

   적어도 2개의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)가 수평적 및/또는 수직적으로 구조의 선형적인 축적에 의해 완전하게 조화될 수 없으며,

   상기 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)는 투사 스크린의 앞 또는 뒤(관람 방향에서)의 거리(z_A)에서 각각 정렬되며, 상기 (z_A)는 -60mm≤z_A≤+60mm의 범위의 값을 가지며, (z_A)의 음수값은 투사 스크린의 앞(관람 방향에서)에서 (z_A)의 절대값의 거리에 배열되어 있음을 의미하고, (z_A)의 양수값은 투사 스크린의 뒤(관람 방향에서)에서 (z_A)의 절대값의 거리에 배열되어 있음을 의미하고,

   적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂...F_A,...)의 적어도 하나의 필터 요소는 렌즈, 바람직하게는 원통형 렌즈, 또는 프리즘으로서 설계되며, 상기 원통형 렌즈 또는 프리즘은 행 또는 열로 만 정렬되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 투사스크린은 반투명하며,

   적어도 하나의 투사기가 적어도 2개의 영상(A_k)의 부분정보비트로 이루어진 조합 이미지를 투사하며, 바람직하게는 2개의 투사기가 각각 2개의 영상(A_k)의 부분정보비트로 이루어진 조합 이미지를 투사하며, 선택된 영상(A_k)의 상기 이미지 조합 구조는 상기 2개의 투사기에서 서로 다른 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
6. 제1항에 있어서,

   적어도 2개의 투사기,

   전방 투사에 적당한 하나의 투사 스크린, 및

   상기 투사 스크린과 상기 적어도 2개의 투사기의 사이에 설치되어 있는 하나의 필터 어레이를 포함하며,

   상기 필터 어레이는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키고, 전송되지 않은 빛을 적어도 부분적으로 바람직하게는 높은 비율로 흡수하는 행과 열로 정렬된 파장 필터 요소를 가지며,

   상기 투사기에 의해, 상기 필터 어레이를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)의 부분정보 비트가 투사되며, 장치의 기하학적 배열에 의해 결정된 조합 또는 혼합으로 투사 스크린상에 영상(A_k)의 부분정보 비트가 보여질 수 있도록 하고, 투사 스크린이 i 행과 j 열로 정렬된 이미지 표현요소(α_ij)로 구성되며 충분한 해상도의 그리드로 분할되도록 하며, 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 방사하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비하고,

   상기 필터 어레이는, 투사기측에서 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 방 사된 빛의 전파방향을 한정하며, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 하나의 이미지 표현요소(α_ij)가 필터 어레이의 몇개의 할당된 파장 필터에 대응하거나, 필터 어레이의 하나의 파장 필터가 몇개의 할당된 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,

   상기 필터 어레이는 투사 스크린의 앞의 거리(z)에서 투사 스크린의 투사기측상에 정렬되며, 상기 (z)는 0mm≤z≤60mm의 범위의 값을 가지며,

   상기 필터 어레이의 적어도 몇개의 필터 요소는 오로지 선택된 입사방향으로부터 빛을 전송하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
9. 제1항에 있어서,

   하나의 투사기,

   전방 투사에 적당한 투사 스크린, 및

   상기 투사 스크린과 투사기의 사이에 설치되어 있는 필터 어레이를 포함하며,

   상기 필터 어레이는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키고, 전송되지 않은 빛을 적어도 부분적으로 바람직하게는 높은 비율로 흡수하는 행과 열로 정렬된 파장 필터 요소를 가지며,

   상기 투사기에 의해, 상기 필터 어레이를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분정보 비트가 투사되며, 장치의 기하학적 배열에 의해 결정된 조합 또는 혼합으로 투사 스크린상에 영상(A_k)의 부분정보 비트가 보여질 수 있도록 하고, 투사 스크린이 i 행과 j 열로 정렬된 이미지 표현요소(α_ij)로 구성되며 충분한 해상도의 그리드로 분할되도록 하며, 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 방사하며 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비하고,

   상기 필터 어레이는, 투사기측에서 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 방사된 빛의 전파방향을 한정하며, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향에 대응되는 방식으로, 하나의 이미지 표현요소(α_ij)가 필터 어레이의 몇개의 할당된 파장 필터에 대응하거나, 필터 어레이의 하나의 파장 필터가 몇개의 할당된 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
10. 제1항에 있어서,

    하나의 투사기,

    반투명한 투사 스크린, 및

    적어도 하나의 필터 어레이(F₁)가 투사 스크린과 투사기의 사이에, 즉 투사 스크린의 뒤(관람 방향으로)에 설치되어 있고, 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)가 투사 스크린의 앞(관람 방향으로)에 설치되어 있는, 적어도 2개의 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)를 포함하며,

    모든 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키는, 행과 열로 정렬된 파장 필터 요소를 가지며,

    상기 투사기에 의해, 적어도 하나의 필터 어레이(F₁)를 통하여 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분정보 비트가 투사되며, 장치의 기하학적 배열에 의해 결정된 조합 또는 혼합으로 투사 스크린상에 영상(A_k)의 부분정보 비트가 보여질 수 있도록 하고, 투사 스크린이 i 행과 j 열로 정렬된 이미지 표현요소(α_ij)로 구성되며 충분한 해상도의 그리드로 분할되도록 하며, 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 방사하며, 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비하고,

    투사 스크린의 앞(관람 방향으로)에 정렬된 적어도 하나의 필터 어레이(F₂)는, 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 방사된 빛의 전파방향을 한정하며, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향을 나타내는 방식으로, 하나의 이미지 표현요소(α_ij)가 필터 어레이(F₂)의 몇개의 할당된 파장 필터에 대응하거나, 필터 어레이(F₂)의 하나의 파장 필터가 몇개의 할당된 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제 1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 공간적인 느낌을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 투사기는 서로 다른 파장 또는 파장 범위의 빛을 연속으로 방사하고, 각 n 영상(A_k)의 부분정보 비트가 한쌍의 파장 또는 파장 범위로 방사되고,

    바람직하게는 n=3 영상(A_k, k=1..n)의 부분정보비트가 디스플레이되고, 상기 투사기는 DMD/DLP 투사기이며, 영상(A₁, k=1)이 단지 레드로 디스플레이되고, 영상(A₂, k=2)이 단지 그린으로 디스플레이되고, 영상(A₃, k=3)이 단지 블루로 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
12. 제1항에 있어서,

    반투명한 투사 스크린,

    투사 스크린의 뒤(관람방향에서)에 정렬된 하나의 투사기, 및

    투사 스크린의 앞(관람방향에서)에 정렬되어 있는, 적어도 하나의 필터 어레이를 포함하며,

    상기 필터 어레이는, 서로 다른 파장(λ) 또는 서로 다른 파장영역(Δλ)의 빛을 투과시키는, 행과 열로 정렬된 파장 필터 요소를 가지며,

    상기 투사기에 의해, 투사 스크린상에 장면 또는 물체의 n 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분정보 비트가, 부분정보 비트의 제한된 조합으로 투사 스크린상에 직접 투사되며, 투사 스크린상에 영상(A_k)의 부분정보 비트가 보여질 수 있도록 하고, 투사 스크린이 i 행과 j 열로 정렬된 이미지 표현요소(α_ij)로 구성되며 충분한 해상도의 그리드로 분할되도록 하며, 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A ,...)와 투사기의 실시예에 따라 특정 파장(λ) 또는 파장범위(Δλ)의 빛을 방사하며, 적어도 하나의 영상(A_k)의 부분정보의 비트를 표현하는 이미지 표현요소(α_ij)를 구비하고,

    적어도 하나의 필터 어레이는, 관람자를 향하여 투사 스크린에 의해 방사된 빛의 전파방향을 한정하며, 이미지 표현 요소(α_ij)의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심과 파장 필터의 관람가능한 부분의 단면 영역의 중심을 연결하는 직선이 하나의 전파 방향을 나타내는 방식으로, 하나의 이미지 표현요소(α_ij)가 필터 어레이의 몇개의 할당된 파장 필터에 대응하거나, 필터 어레이의 하나의 파장 필터가 몇개의 할당된 이미지 표현요소(α_ij)에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 공간적인 느낌을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
13. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    투사된 영상(A_k)의 부분정보비트가 이미지 선 정류 기능을 사용하면서 투사되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
14. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    투사기와 투사 스크린의 사이의 필터 어레이/필터 어레이들의 정렬 및 구조는 투사 스크린상의 각 이미지 표현요소가 적어도 하나의 투사기로부터 빛을 수신하는 방식으로 선택되며,

    상기 투사 스크린은 곡면화되며, 그 결과 다양한 투사기로부터 수신된 빛에 대해 본질적으로 동일한 입사각이 얻어지도록 하며,

    각 투사기에 있어서, 독립된 투사 위치 및 투사방향이 투사스크린과 관련하여 특정되며, 바람직하게는 투사 방향 및 투사거리는 투사기에 따라 다른 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
15. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 투사기의 밝기는 특정 한계치안에서 가변되며,

    슬라이드 투사기, DLP/DMD 투사기, CRT 투사기, 및 액정 투사기 중에서 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
16. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    관람자에게 가장 가까이 위치한 필터 어레이는 항반사 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
17. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)는 노출된 필름, 인쇄 패턴, 또는 광학 격자로서 설계되며,

    적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)는 기판, 바람직하게는 유리 기판상에 적층되며,

    적어도 하나의 필터 어레이(F₁, F₂,...F_A,...)는 여러개의 기판의 샌드위치 스택안에 정렬되며, 각 기판은 굴절율과 같은 특정한 광학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
18. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 투사 스크린은 매우 얇은, 바람직하게는 1mm보다 작은 두께의 웨이퍼로서 설계되며, 투사 스크린상의 이미지 표현요소는 양호한 선명도를 가지며,

    상기 투사 스크린은 정의 이득과 같이 빛을 집중시키는 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
19. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 필터 어레이의 일부분이, 바람직하게는 비투과 필터 요소상에만 제공된, 투사기를 마주하는 필터 어레이의 측면에 정렬된 반사표면이 제공되며, 투사된 빛의 일부분이 투사기로 다시 반사되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
20. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 필터 어레이의 적어도 몇개의 필터 요소는 편광 필터로 설계되며, 적어도 하나의 투사기는 편광을 방사하며,

    적어도 하나의 투사기에 의해 방사된 편광은 바람직하게는 수평 선형 편광화 및 수직 선형 편광화의 사이를 시간에 따라 교번되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
21. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 필터 어레이의 적어도 몇개의 필터 요소는 광색변성 또는 전색변성 광학요소로 설계되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
22. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 투사기에 칼라 필터가 제공되고, 상기 투사기에 의해 방사된 빛이 각 전송 파장 또는 각 전송 파장범위의 파장 필터를 통과할 수 있으며,

    상기 투사기는 적어도 2개의 수평 층으로 정렬되며,

    예를 들면 전기-기구 제어 소자와 같은 투사기의 자동 정렬을 위한 수단이 제공되며,

    적어도 하나의 투사기에 의해 방사된 빛의 통로가 적어도 하나의 거울에 의해 진로변경되며, 진로변경된 광통로는 주된 광전파 방향에 관하여 수직하지 않은 입사광을 투사 스크린상에 발생시키며, 상기 투사 스크린은 수직으로 입사하지 않는 입사광을 전송하고 집중시키는 홀로그래픽 디스크로 설계되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
23. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 몇개의 필터 요소는, 빛 강도를 파장과 무관하게 감쇠시키기 위한 중간 밀도 필터로 설계되며,

    상기 필터 요소는 어떠한 외형, 바람직하게는 다각형, 더욱 바람직하게는 사각형 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
24. 홀로그래픽 스크린상에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분 이미지 정보 비트의 후방 투사를 위한 적어도 하나의 투사기를 포함하며,

    상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

    다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 많은 전파 방향을 한정하는 방식으로, 투사기로부터 입사되는 빛은 광학 이미지 시스템에 의해 홀로그래픽 스크린으로 향하며, 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 하며,

    홀로그래픽 스크린상의 적어도 2개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 외형 치수 및/또는 외형 모양에서 서로 편차가 있으며,

    홀로그래픽 스크린상의 적어도 2개의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 면적 중심의 상대적인 위치는,하나의 상기 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 폭 및/또는 높이의 비정수배와 같은 오프셋에 의해 서로 편차가 있는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
25. 제24항에 있어서,

    홀로그래픽 스크린상에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분 이미지 정보 비트의 후방 투사를 위한 적어도 하나의 투사기를 포함하며,

    상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

    각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 적어도 하나의 다음의 광학적 이미지 타입 또는 이미지타입의 조합에 의해 적어도 하나의 투사기로부터 입사되는 빛을 디스플 레이하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.

    a) 렌즈에 의한, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 렌즈에 의한 이미지,

    b) 렌즈에 의해, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 렌즈에 의해, 연속되는 이미지를 갖는, 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

    c) 프리즘에 의한 이미지,

    d) 프리즘에 의한 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

    e) 특정 파장, 또는 하나 또는 몇개의 특정 파장 범위의 빛을 전송하는 파장 필터를 갖는, 다각형 편광 필터 및/또는 스텝화된 중간 밀도 필터 및/또는 파장 필터를 통한 이미지,

    f) e)에 따른 이미지에 분산적 투사 또는 반투사 이미지를 더한 이미지,

    g) f)에 따른 이미지, 그리고 이어서 e)에 따른 이미지,

    h) 광학적 편평 수단에 의한 이미지,

    i) 굴절에 의한 이미지,

    그 결과, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 작용은 홀로그래픽 스크린의 앞부분에 의해 관람자를 향하여 투사되는 다수의 빛의 전파 방향을 한정하며, 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 홀로그래픽 스크린상에 입사되는 빛의 하나 또는 몇개의 빛 전파 방향을 한정하며, 투사된 적어도 하나의 영상의 부분 이미지 정보 비트에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제 1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 관람자가 공간적인 느낌을 갖도록 한다.
26. 제25항에 있어서,

    각각 장면 또는 물체의 하나의 영상을 표현하는 8개의 투사기가 원형 아크상에 정렬되어 있고, 투사기의 이미지 빔 통로는 홀로그래픽 스크린의 후방을 향하며, 상기 이미지 빔 통로의 광학축은 α≒8.6°의 각도를 포함하며,

    홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 2개의 좌표에서 약 0.1mm로 홀로그래픽스크린상에서 서로 간격이 형성되며,

    홀로그래픽 스크린에 의해 방사된 빛의 전파 방향 및 영상의 부분 정보 캐링 비트는 β≒0.83°의 각도를 포함하며,

    다수의 관람 위치가 홀로그래픽 스크린으로부터 약 4.5m의 거리에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
27. 제25항에 있어서,

    각각 장면 또는 물체의 2개의 영상을 표현하는 4개의 투사기가 원형 아크상에 정렬되어 있고, 투사기의 이미지 빔 통로는 홀로그래픽 스크린의 후방을 향하며, 상기 이미지 빔 통로의 광학축은 α≒17.2°의 각도를 포함하며,

    홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 2개의 좌표에서 약 0.1mm로 홀로그래픽스크린상에서 서로 간격이 형성되며,

    홀로그래픽 스크린에 의해 방사된 빛의 전파 방향 및 영상의 부분 정보 캐링 비트는 β≒17.2°의 각도를 포함하며,

    다수의 관람 위치가 홀로그래픽 스크린으로부터 약 4.5m의 거리에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
28. 제24항에 있어서,

    홀로그래픽 스크린상에 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상(A_k, k=1...n, n≥2)으로부터의 부분 이미지 정보 비트의 전방 투사를 위한 적어도 하나의 투사기를 포함하며,

    상기 홀로그래픽 스크린은 행 및/또는 열의 그리드로 정렬된 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)를 가지며,

    각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 적어도 하나의 다음의 광학적 이미지 타입 또는 이미지타입의 조합에 의해 적어도 하나의 투사기로부터 입사되는 빛을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.

    a) 볼록 또는 오목 거울에 의한, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 거울에 의한 이미지,

    b) 볼록 또는 오목 거울에 의해, 바람직하게는 수직으로 또는 수직에 대해 비스듬하게 경사로 정렬된 원통형 거울에 의해, 연속되는 이미지를 갖는, 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

    c) 2중 또는 3중의 거울(코너 반사기)에 의한 이미지,

    d) 2중 또는 3중의 거울에 의한 분산적 투사 또는 반투사 이미지,

    e) 특정 파장, 또는 하나 또는 몇개의 특정 파장 범위의 빛을 전송하는 파장 필터를 갖는, 다각형 편광 필터 및/또는 스텝화된 중간 밀도 필터 및/또는 파장 필터를 통한 이미지,

    f) e)에 따른 이미지에 분산적 투사 또는 반투사 이미지를 더한 이미지,

    g) 광학적 편평수단에 의한 분산 반사 및 연속적인 이미지,

    h) 프리즘에 의한 분산 반사 및 연속적인 이미지,

    i) 굴절에 의한 이미지,

    그 결과, 다수의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 이미지 작용은 홀로그래픽 스크린의 앞부분에 의해 관람자를 향하여 투사되는 다수의 빛의 전파 방향을 한정하며, 각 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 홀로그래픽 스크린상에 입사되는 빛의 하나 또는 몇개의 빛 전파 방향을 한정하며, 투사된 적어도 하나의 영상의 부분 이미지 정보 비트에 대응하며, 그 결과 모든 관람 위치로부터 관람자가 한 쪽 눈으로는 제1 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있으며 또한 다른 쪽 눈으로는 제2 선택 영상(A_k)의 부분 정보 비트를 주로 볼 수 있도록 하여, 많은 관람 위치에서 공간적인 느낌을 갖도록 한다.
29. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    모든 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 동일한 상기 a) 내지 i)의 광학적 이미지타입 또는 이미지타입의 조합을 구현하며,

    모든 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 한쌍의 서로 다른 상기 a) 내지 i)의 광학적 이미지타입 또는 이미지타입의 조합을 구현하며,

    적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 적어도 2개의 상기 a) 내지 i)의 광학적 이미지타입 또는 이미지타입의 조합을 구현하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
30. 삭제
31. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)는 한쌍의 흩뜨러진 방향으로 서로 다른 파장 범위의 빛을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
32. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    홀로그래픽 스크린상에 정렬되어 있는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 그리드는 직각 그리드이며,

    홀로그래픽 스크린상에 정렬되어 있는 홀로그래픽 광학 요소(HOE)의 그리드는 비직각 그리드이며, 바람직하게는 열의 방향과 행의 방향이 90도가 아닌 각도로 교차되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
33. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 하나의 홀로그래픽 광학 요소(HOE)가 적어도 하나의 입사방향으로부터의 빛에 대하여 적어도 2개의 빛 전파 방향을 동시에 한정하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
34. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 2개의 투사기가 포함되며, 각 투사기는 장면 또는 물체의 단지 하나의 영상의 부분 이미지 정보 비트를 투사하거나 또는 장면 또는 물체의 적어도 2개의 영상의 부분 이미지 정보 비트를 동시에 투사하며,

    적어도하나의 투사기는 어떤 시간 점, 바람직하게는 10Hz와 60Hz 사이의 특정 주파수에서만 장면 또는 물체의 적어도 하나의 영상의 부분 이미지 정보 비트를 투사하며,

    적어도 하나의 투사기의 빛이, 적어도 0.3π*sr 의 고정된 각도 안에서 전방으로부터 보여질 수 있는 방식으로 디스플레이되며, 상기 투사기로부터의 빛이 기본적으로 2차원 이미지로서 관람자에게 보여지며,

    사용된 각 투사기는 예를 들면 적어도 하나의 DMD 칩, 하나의 LCD 소자, 하나의 CRT 및 하나의 레이저중에서 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
35. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    관람공간에서, 홀로그래픽 스크린이 투사기에 의해 투사된 어떠한 빛도 방사하지 않는 관람자의 눈을 위한 적어도 하나의 관람 위치가 존재하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
36. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    칼라 마스크가 투사기/투사기들과 투사 스크린의 사이의 빔 통로에 제공되며, 상기 칼라 마스크는 서로 다른 칼라 바람직하게는 레드, 그린, 블루를 투사 스크린의 화소에 속하는 서로 다른 부화소를 가리키며, 상기 부화소는 순수한 칼라 레드, 그린, 블루 뿐 아니라, 혼합 칼라를 디스플레이하도록 하여, 부화소당 매우 많은 수의 색조가 디스플레이될 수 있도록 하여 투사 스크린의 해상도 용량이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.
37. 제36항에 있어서,

    화소당 표현될 수 있는 칼라의 폭(l_new)은 다음의 수식으로부터 얻을 수 있으며,

    

    화소당 디스플레이가능한 영상의 수(p_new)는 다음의 함수에 따라 증가되는 것을 특징으로 하는 자동 입체화면 투사 장치.

    

    전자의 수식에서, l 은 하나의 부화소의 크기이고, n은 화소당 부화소의 수이며,

    후자의수식에서, n은 화소당 부화소의 수이고, p는 디스플레이될 수 있는 장면 또는 물체의 서로 다른 영상의 수로서, 바람직하게는 n=3 이고, p=8 이다.
38. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 장치에 사용하기 위한 홀로그래픽 스크린 제작방법에 있어서,

    a) 제25항 또는 제28항에 열거된 광학적 이미지 타입, 타입 조합 또는 그것의 조합을 허용하는 다수의 광학 소자들을 포함한 광학 장치를 제작하는 단계,

    b) 상기 광학 장치의 부근에 (미전개된) 홀로그래픽 스크린을 위치시키는 단계,

    c) 홀로그래픽 스크린이, 광원으로부터 직접 오는 기준 빔과 또한 광원으로부터 오며 상기 광학 장치를 지는 목적빔에 의해 부딪히며, 동작 c)가 실행될 때마다 광원이 상기 광학 장치와 관련된 다른 위치로 주어지며, 선택적으로 다른 광학 장치가 사용되는 방식으로 동작 c)가 여러번 반복되는, 하나 또는 몇개의 응집 광원에 홀로그래픽 스크린을 노출시키는 단계, 및

    d) 홀로그래픽 스크린을 전개하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스크린 제작방법.
39. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 장치에 사용하기 위한 홀로그래픽 스크린 제작방법에 있어서,

    a) 제25항 또는 제28항에 특정된 광학적 이미지 타입 또는 타입 조합 또는 그것의 조합을 제공하는 다수의 광학 소자를 선택하며, 또한 행 및/또는 열의 그리드에서 이러한 소자들을 정렬시키는 단계,

    b) 이미지 타입 또는 그 조합을 위한 각각의 홀로그래픽 간섭 패턴을 계산하는 단계,

    c) 계산된 홀로그래픽 간섭 패턴이 홀로그래픽 스크린상에 기록되도록 하나 또는 몇개의 응집 광원에 홀로그래픽 스크린을 노출시키는 단계, 및

    d) 홀로그래픽 스크린을 전개하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스크린 제작방법.
40. 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 장치에 사용하기 위한 홀로그래픽 스크린 제작방법에 있어서,

    제38항 또는 제39항에서 청구된 하나 또는 두 개의 방법에 의해 적어도 2개의 홀로그래픽 스크린을 제작하는 단계, 및

    이와 같이 제작된 적어도 2개의 홀로그래픽 스크린을 하나의 홀로그래픽 스크린으로 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스크린 제작방법.
41. 장면 또는 물체의 다수의 n 영상(n≥2)으로부터 이미지 정보를 담은 적어도 하나의 이미지의 투사에 적합한 적어도 하나의 투사기, 및

    필드 모드(field mode)로 정렬된 다수의 반사기를 포함하고, 상기 투사기 또는 투사기들로부터 빛을 받는 투사 스크린을 구비하여 이루어지며,

    상기 반사기는 스크린을 보는 관람자가 하나의 눈으로 n(n≥2)영상의 첫번째 선택으로부터 현저하게 정보를 보고 다른 눈으로 영상의 두번째 선택으로부터 현저하게 정보를 볼 수 있도록 하기 위하여, 그리고 장면 또는 물체의 공간적인 느낌을 가지도록 하기 위하여 공간에서 다른 방향으로 상기 빛을 반사하는 것을 특징으로 하는 자동 입체 화면 투사 장치.
42. 제41항에 있어서,

    상기 자동 입체 화면 투사 장치는,

    적어도 하나의 반사기는 두개의 투사기로부터 빛을 동시에 받고, 상기 반사기는 공간에서 다른 방향으로 상기 다른 투사기로부터 받은 빛을 반사하는 것을 특징으로 하는 상기 자동 입체 화면 투사 장치.
43. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항, 제12항, 또는 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 수개의 투사 스크린은 투사 표면을 공동으로 형성하도록 모듈적인 디자인에 나란히 정렬되어 위치되고, 그것들의 대각선은 하나의 투사 스크린의 대각선보다 더 길며, 상기 하나 또는 몇개의 투사기는 장면 또는 물체의 영상으로부터 부분정보를 상기 투사 표면으로 투사하는 것을 특징으로 하는 상기 자동 입체 화면 투사 장치.

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