KR102093245B1 - 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치 - Google Patents

한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치 Download PDF

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한준구
임성진
허대락
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치가 개시된다. 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치는 회전하는 스캐닝 거울로부터 입사되는 홀로그램 이미지의 광을 상기 홀로그램 이미지의 결상면으로 반사하는 반사면이 형성된 상단 쌍곡면 거울 및 상기 상단 쌍곡면 거울로부터 입사되는 광이 사용자의 시야에 맺힐 수 있도록 반사하되, 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 방사 방향 확산 구조를 가져 상기 상단 쌍곡면 거울로부터 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 상기 결상면이 형성된 하단 쌍곡면 거울을 포함한다.

Description

한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치{APPARATUS OF TABLE-TOP HOLOGRAPHIC DISPLAY USING A PAIR OF HYPERBOLIC MIRRORS}
본 발명은 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용하여 광의 초점이 시청자의 눈에 맺히도록 함에 따라 홀로그래픽 영상을 구현하는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것이다.
테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이는 협소한 공간에서도 입체 영상을 쉽게 구현할 수 있는 디스플레이 장치로서, 한국등록특허 1644818호에 따르면 포물경을 이용한 홀로그래픽 디스플레이가 개시된다. 이는 한 쌍의 미러지 미러(mirage mirror)를 이용하여 광의 초점이 시청자의 눈에 맺히도록 함에 따라 홀로그래픽 영상을 구현할 수 있는 장치이다.
한 쌍의 포물경으로 구성되는 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치의 경우, 하단 포물경의 개구 위치와 상단 포물경의 개구 위치가 서로 켤레 평면으로서, 하단 포물경의 개구 위치에 대상 이미지를 형성하며, 상하 두 개의 포물경을 지나 상단 포물경의 개구 위치와 대응되는 위치에 홀로그램 이미지가 구현될 수 있다.
이때, 한 쌍의 포물경 하부에 위치하는 광학계를 회전시켜 수평 360도의 홀로그램 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다. 그러나 홀로그램 이미지의 수직 시야각은 광신호를 전달하는 한 쌍의 포물경의 개구수(numerical aperture)에 의해 제한되므로, 수직 시야각을 늘리기 위해서는 포물경의 개구수를 늘려야 하며 결과적으로는 홀로그램 이미지보다 훨씬 큰 직경을 갖는 포물경이 요구된다.
본 발명은 수직 방향 시야각 증대를 위해 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용하며, 홀로그램 이미지의 결상면을 방사 방향 확산 구조로 형성한 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치는 회전하는 스캐닝 거울로부터 입사되는 홀로그램 이미지의 광을 상기 홀로그램 이미지의 결상면으로 반사하는 반사면이 형성된 상단 쌍곡면 거울 및 상기 상단 쌍곡면 거울로부터 입사되는 광이 사용자의 시야에 맺힐 수 있도록 반사하되, 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 방사 방향 확산 구조를 가져 상기 상단 쌍곡면 거울로부터 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 상기 결상면이 형성된 하단 쌍곡면 거울을 포함한다.
한편, 상기 상단 쌍곡면 거울은, 상기 하단 쌍곡면 거울의 상기 결상면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 상단 개구가 형성되고, 상기 하단 쌍곡면 거울은, 상기 상단 개구의 평면에 대해 켤레가 되는 평면에 상기 스캐닝 거울로부터 상기 상단 쌍곡면 거울의 상기 반사면으로 입사되는 광을 통과시키는 하단 개구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 상단 개구 및 상기 하단 개구와 동일한 중심축 상에 배치되며, 상기 홀로그램 이미지의 광을 상기 하단 쌍곡면 거울의 외측으로부터 상기 하단 개구를 통해 상기 상단 쌍곡면 거울의 내측에 형성되는 상기 반사면 방향으로 반사하는 상기 스캐닝 거울을 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 광을 변조하여 출사하는 화상 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하단 쌍곡면 거울 및 상기 스캐닝 거울 사이에서 일측이 상기 상단 개구 및 상기 하단 개구의 켤레 평면으로부터 상기 스캐닝 거울 측으로 비스듬하게 기울어져 상기 화상 표시부로부터 출사되는 광의 출사로를 향하여 배치되며, 상기 화상 표시부로부터 출사되는 광을 상기 스캐닝 거울로 반사하는 폴딩 거울을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하단 쌍곡면 거울은, 하방으로 소정 각도로 만곡진 원판 형상으로 형성되되, 하방 중심에는 상기 스캐닝 거울로부터 상기 상단 쌍곡면 거울로 입사되는 광을 통과시키기 위한 하단 개구가 형성되고, 내면에 상기 하단 개구로부터 원주 방향으로 반복적으로 굴곡을 이루는 렌티큘러 구조의 상기 결상면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 하단 쌍곡면 거울은, 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 픽셀 크기 값 이하의 주기로 굴곡을 이루는 상기 결상면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 하단 쌍곡면 거울은, 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각에 따라 결정되는 높이의 굴곡이 기 설정된 주기로 반복되는 상기 결상면이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상단 쌍곡면 거울 및 상기 하단 쌍곡면 거울은 각각 내면에 형성되는 상기 반사면 및 상기 결상면이 마주보는 상태로 소정 거리 이격되어 배치되고, 상기 하단 쌍곡면 거울의 외측에 상기 스캐닝 거울이 배치될 수 있다.
또한, 상기 결상면으로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지는 수평 방향 시야각이 상기 스캐닝 거울의 회전에 의해 360도로 형성되고, 수직 방향 시야각이 상기 결상면의 방사 방향 확산 구조에 의해 결정되는 각도로 형성될 수 있다.
또한, 상기 결상면으로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지는 수평 방향으로만 시차가 존재하는 수평 시차(horizontal-parallax-only) 홀로그램 이미지일 수 있다.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용하여 홀로그램 이미지를 구현함으로써 광의 방사 방향 곡률을 줄여 수차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하단 쌍곡면 거울에 방사 방향 확산 구조의 결상면을 형성하여, 사용자의 시야로 반사되는 광의 각을 넓혀줄 수 있다. 따라서 넓은 수직 시야각 확보에 있어서 한 쌍의 쌍곡면 거울의 높은 개구수를 요구하지 않으면서도 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각 증대 효과를 가지며, 홀로그램 디스플레이 장치 크기의 소형화를 달성하여 사용자의 편의성 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치의 실제 사용 예를 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 결상면을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이에서의 광 경로를 보여주는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치의 실제 사용 예를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000, 이하, 장치)는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용하여 사용자 시야로 광 신호를 전달함으로써 사용자에게 360도의 홀로그램 결상 이미지를 제공할 수 있다.
종래의 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치의 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)와 같이 한 쌍의 포물경에 형성되는 한 쌍의 개구가 켤레 평면을 이루는데, 하단 개구의 위치에 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지가 결상되도록 하여, 사용자가 상단 개구의 위치에 형성되는 홀로그램 이미지를 제공 받도록 설계될 수 있다. 이러한 종래의 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치의 광학계에 따르면 홀로그램 이미지의 수직 시야각은 개구수(numerical aperture)에 의해 제한될 수 있으며, 넓은 수직 시야각을 확보하기 위해서는 개구수를 늘려야 하는데 이를 위해서는 홀로그램 이미지의 크기보다 훨씬 큰 직경을 갖는 포물경이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)는 하단 쌍곡면 거울에 방사 방향 확산 구조의 결상면을 형성하여, 사용자의 시야로 반사되는 광의 각을 넓혀줄 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)는 넓은 수직 시야각 확보에 있어서 한 쌍의 쌍곡면 거울의 높은 개구수를 요구하지 않으면서도 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각 증대 효과를 갖는다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)는 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)와 같이 장치(1000)를 바라보는 사용자의 수직 방향 시야각이 다르더라도 동일한 홀로그램 이미지를 제공할 수 있다.
이하 도 2 이하를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이를 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)는 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200), 폴딩 거울(300), 스캐닝 거울(500) 및 화상 표시부(600)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)은 상단 쌍곡면 거울(100) 및 하단 쌍곡면 거울(200)로 나뉠 수 있다. 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)은 쌍곡면의 비구면 렌즈가 사용될 수 있다.
상단 쌍곡면 거울(100)은 상방으로 소정 각도로 만곡진 원판 형상으로 형성되되, 상방 중심에는 광 투과를 위한 상단 개구(130)가 형성될 수 있다.
여기서, 상단 개구(130)를 통과하는 광은 후술하는 하단 쌍곡면 거울(200)로부터 반사되는 광으로 사용자의 시야에 맺힐 수 있다.
상단 쌍곡면 거울(100)은 내면에 반사면(110)이 형성될 수 있다. 반사면(110)은 쌍곡면 형상의 거울면으로, 후술하는 스캐닝 거울(500)로부터 입사되는 홀로그램 이미지의 광을 하단 쌍곡면 거울(200)로 반사할 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200)은 하방으로 소정 각도로 만곡진 원판 형상으로 형성되되, 하방 중심에는 광 투과를 위한 하단 개구(230)가 형성될 수 있다.
하단 개구(230)는 상단 개구(130)의 평면에 대해 켤레가 되는 평면에 형성될 수 있다. 여기서, 하단 개구(230)를 통과하는 광은 스캐닝 거울(500)로부터 상단 쌍곡면 거울(100)의 반사면(110)으로 입사되는 광으로, 이는 반사면(110)에 의해 다시 하단 쌍곡면 거울(200)로 반사될 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200) 및 상단 쌍곡면 거울(100)은 각각 내면이 마주보는 상태로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있으며, 하단 쌍곡면 거울(200)은 내면에 결상면(210)이 형성될 수 있다. 이에 상단 쌍곡면 거울(100)의 반사면(110)에 의해 반사되는 광은 하단 쌍곡면 거울(200)의 내면으로 입사될 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200)은 내면에 결상면(210)이 형성될 수 있다. 결상면(210)은 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지가 결상되는 쌍곡면 형상의 거울면으로, 사용자의 시야에 맺히는 광의 마지막 반사면에 해당한다. 결상면(210)은 상단 쌍곡면 거울(100)의 반사면(110)으로부터 입사되는 광을 반사할 수 있는데 이는 상단 개구(130)를 통과하여 사용자의 시야에 맺힐 수 있을 것이다.
여기서, 결상면(210)은 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 방사 방향 확산 구조를 가져 상단 쌍곡면 거울(100)로부터 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사할 수 있다. 방사 방향 확산 구조는 일예로, 렌티큘러 구조일 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
폴딩 거울(300)은 비구면 렌즈 또는 평면 렌즈가 사용될 수 있으며, 화상 표시부(600)로부터 출사되는 광이 스캐닝 거울(500)을 통해 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)로 입사될 수 있도록 화상 표시부(600)로부터 출사되는 광을 스캐닝 거울(500)로 반사할 수 있다. 여기서, 화상 표시부(600)로부터 출사되는 광은 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 변조 광에 해당한다.
이를 위해 폴딩 거울(300)은 하단 쌍곡면 거울(200) 및 스캐닝 거울(500) 사이에서 화상 표시부(600)로부터 출사되는 광의 출사로를 향하여 배치될 수 있다. 구체적으로는 폴딩 거울(300)은 일측이 상단 개구(130) 및 하단 개구(230)의 켤레 평면으로부터 스캐닝 거울(500) 측으로 비스듬하게 기울어져, 하단 쌍곡면 거울(200) 및 스캐닝 거울(500) 사이에서 화상 표시부(600)로부터 출사되는 광의 출사로를 향하여 배치될 수 있다. 이때, 폴딩 거울(300)은 상단 개구(130) 및 하단 개구(230)와 동일한 중심축 상에 배치될 수 있다.
스캐닝 거울(500)은 비구면 렌즈 또는 평면 렌즈가 사용될 수 있으며, 폴딩 거울(300)로부터 입사되는 광을 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)로 반사할 수 있다. 이때 스캐닝 거울(500)은 폴딩 거울(300)로부터 입사되는 광을 하단 개구(230)를 통해 상단 쌍곡면 거울(100)의 반사면(110)으로 반사할 수 있다.
이를 위해 스캐닝 거울(500)은 하단 쌍곡면 거울(200)의 외측에서 폴딩 거울(300) 및 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)을 향하여 배치될 수 있으며, 상단 개구(130) 및 하단 개구(230)와 동일한 중심축 상에 배치될 수 있다. 이에 스캐닝 거울(500)은 폴딩 거울(300)로부터 입사되는 광을 하단 쌍곡면 거울(200)의 외측으로부터 하단 개구(230)를 통해 상단 쌍곡면 거울(100)의 반사면(110) 방향으로 반사할 수 있다.
스캐닝 거울(500)은 360도 회전 가능하게 구비되어 상단 쌍곡면 거울(100)로 반사하는 광의 방향을 변경할 수 있다. 예를 들면, 스캐닝 거울(500)은 구동모터의 일측에 결합되는 회전축에 연결되어, 구동모터가 회전하는 경우, 회전축을 통해 구동모터의 회전력을 전달 받아 수평 방향으로 360도 회전할 수 있다.
이러한 스캐닝 거울(500)의 회전에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지의 수평 성분이 결정될 수 있다. 예를 들면, 스캐닝 거울(500)의 360도 회전에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지는 360도의 수평 방향 시야각을 형성할 수 있을 것이다.
화상 표시부(600)는 DMD(Digital Micro mirror Device) 유닛(610), 프리즘(630), 푸리에 변환 광학계(650) 및 프로젝션 광학계(670)를 포함하여 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 광을 변조하여 출사할 수 있다.
예를 들면, DMD 유닛(610)은 공간광변조기로, 프리즘(630)을 통해 광파를 입력 받을 수 있다. DMD 유닛(610)은 프리즘(630)을 통해 입력 받은 광파를 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 변조 패턴으로 바꿀 수 있다. 즉, DMD 유닛(610)은 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 변조 광을 출사할 수 있으며, 이는 푸리에 변환 광학계(650) 및 프로젝션 광학계(670)를 거쳐 폴딩 거울(300)로 입사될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 결상면을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 결상면(210)은 하단 쌍곡면 거울(200)의 내면에 형성되는 반사면으로, 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 방사 방향 확산 구조로 형성될 수 있다.
방사 방향 확산 구조는 하단 개구(230)로부터 하단 쌍곡면 거울(200)의 원주 방향으로 반복적으로 굴곡(215)을 이루는 렌티큘러 구조일 수 있다.
여기서, 굴곡(215)의 주기(T)는 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 픽셀 크기 보다 작은 값으로 설정될 수 있다.
굴곡(215)의 높이(H)는 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각(θ)에 따라 결정될 수 있다. 다시 말하면, 굴곡(215)의 높이에 따라 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각(θ)이 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112018130294237-pat00001
수학식 1에서 H는 굴곡(215)의 높이, T는 굴곡(215)의 주기, θ는 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각을 의미한다.
예를 들면, 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 픽셀 크기가 0.2mm이고, 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각(θ)을 20도로 설정한 경우, 결상면(210)은 높이(H)가 0.0027mm인 굴곡(215)이 0.2mm의 주기(T)로 반복되는 구조로 형성될 수 있다.
이와 같은 방사 방향 확산 구조의 결상면(210)으로 입사되는 광은 굴곡(215)으로부터 방사형으로 확산되면서 반사될 수 있으므로, 결과적으로는 반사되는 광의 각을 넓혀줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)는 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)을 사용하며, 결상면(210)이 형성된 하단 쌍곡면 거울(200)은 방사 방향 확산 구조를 채택하여, 광의 방사 방향 곡률을 줄여 수차를 줄이는 장점을 가지며, 수직 방향 시야각을 넓혀주는 데에 있어서 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)의 높은 개구수가 요구되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치(1000)는 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)에 의해 구현되는 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각 증대 효과를 갖는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이에서의 광 경로를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상단 쌍곡면 거울(100) 및 하단 쌍곡면 거울(200)은 소정 거리, 일예로, 305mm 이격되어 배치될 수 있다.
상단 쌍곡면 거울(100) 및 하단 쌍곡면 거울(200)의 지름은 약 760mm일 수 있으며, 하단 쌍곡면 거울(200) 내면의 폭 길이(하단 개구로부터 원주까지의 거리)는 204mm일 수 있다.
화상 표시부(600)는 사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 광을 변조하여 출사할 수 있다.
폴딩 거울(300)은 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)이 배치되는 켤레 평면과 비스듬하게 배치되어 화상 표시부(600)로부터 출력되는 광의 출사로를 향하여 배치될 수 있다.
폴딩 거울(300)은 화상 표시부(600)로부터 출사되는 홀로그램 이미지의 광을 스캐닝 거울(500)로 반사할 수 있다.
스캐닝 거울(500)은 360도 회전하면서 폴딩 거울(300)로부터 입사되는 광을 상단 쌍곡면 거울(100)로 반사할 수 있다. 스캐닝 거울(500)은 하단 쌍곡면 거울(200)의 개구를 통해 상단 쌍곡면 거울(100)의 내면으로 폴딩 거울(300)로부터 입사되는 광을 반사할 수 있다.
상단 쌍곡면 거울(100)은 스캐닝 거울(500)로부터 입사되는 광을 하단 쌍곡면 거울(200)의 내면으로 반사할 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200)은 상단 쌍곡면 거울(100)로부터 입사되는 광을 방사 방향으로 확산시키면서 반사할 수 있다. 하단 쌍곡면 거울(200)은 내면에 방사 방향 확산 구조의 결상면이 형성되어 상단 쌍곡면 거울(100)로부터 입사되는 광을 방사 방향으로 확산시키면서 반사할 수 있다. 하단 쌍곡면 거울(200)은 상단 쌍곡면 거울(100)에 형성되는 개구를 통해 상단 쌍곡면 거울(100)로부터 입사되는 광을 반사할 수 있으며, 이러한 반사 광에 의해 홀로그램 이미지가 구현될 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200)로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지의 수평 방향(y 축 방향) 시야각은 스캐닝 거울(500)의 360도 회전에 따라 360도로 형성될 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200)로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지의 수직 방향(z 축 방향) 시야각은 하단 쌍곡면 거울(200)의 방사 방향 확산 구조에 의해 결정될 수 있다.
하단 쌍곡면 거울(200)로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지는 수직 방향 시야각 내에서 바라보았을 때에는 시차가 없고, 수평 방향 시야각 내에서 바라보았을 때에는 시차가 존재하는 수평 시차(horizontal-parallax-only) 홀로그램 이미지에 해당한다.
즉 사용자가 수직 방향 시야각 내에서 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)을 내려다보는 경우 그 각도와 무관하게 홀로그램 이미지는 동일하게 보일 것이며, 사용자가 수평 방향 시야각 내에서 한 쌍의 쌍곡면 거울(100, 200)을 바라보는 경우 그 각도에 따라 홀로그램 이미지가 다르게 보일 것이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치
100: 상단 쌍곡면 거울
130: 상단 개구
200: 하단 쌍곡면 거울
210: 결상면
230: 하단 개구
300: 폴딩 거울
500: 스캐닝 거울
600: 화상 표시부

Claims (11)

  1. 회전하는 스캐닝 거울로부터 입사되는 홀로그램 이미지의 광을 상기 홀로그램 이미지의 결상면으로 반사하는 반사면이 형성된 상단 쌍곡면 거울; 및
    상기 상단 쌍곡면 거울로부터 입사되는 광이 사용자의 시야에 맺힐 수 있도록 반사하되, 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 방사 방향 확산 구조를 가져 상기 상단 쌍곡면 거울로부터 입사되는 광을 방사형으로 확산하면서 반사하는 상기 결상면이 형성된 하단 쌍곡면 거울을 포함하며,
    상기 결상면으로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지는 수평 방향으로만 시차가 존재하는 수평 시차(horizontal-parallax-only) 홀로그램 이미지인, 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상단 쌍곡면 거울은,
    상기 하단 쌍곡면 거울의 상기 결상면으로부터 반사되는 광을 통과시키는 상단 개구가 형성되고,
    상기 하단 쌍곡면 거울은,
    상기 상단 개구의 평면에 대해 켤레가 되는 평면에 상기 스캐닝 거울로부터 상기 상단 쌍곡면 거울의 상기 반사면으로 입사되는 광을 통과시키는 하단 개구가 형성되는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상단 개구 및 상기 하단 개구와 동일한 중심축 상에 배치되며, 상기 홀로그램 이미지의 광을 상기 하단 쌍곡면 거울의 외측으로부터 상기 하단 개구를 통해 상기 상단 쌍곡면 거울의 내측에 형성되는 상기 반사면 방향으로 반사하는 상기 스캐닝 거울을 더 포함하는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 광을 변조하여 출사하는 화상 표시부를 더 포함하는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하단 쌍곡면 거울 및 상기 스캐닝 거울 사이에서 일측이 상기 상단 개구 및 상기 하단 개구의 켤레 평면으로부터 상기 스캐닝 거울 측으로 비스듬하게 기울어져 상기 화상 표시부로부터 출사되는 광의 출사로를 향하여 배치되며, 상기 화상 표시부로부터 출사되는 광을 상기 스캐닝 거울로 반사하는 폴딩 거울을 더 포함하는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하단 쌍곡면 거울은,
    하방으로 소정 각도로 만곡진 원판 형상으로 형성되되, 하방 중심에는 상기 스캐닝 거울로부터 상기 상단 쌍곡면 거울로 입사되는 광을 통과시키기 위한 하단 개구가 형성되고, 내면에 상기 하단 개구로부터 원주 방향으로 반복적으로 굴곡을 이루는 렌티큘러 구조의 상기 결상면이 형성되는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하단 쌍곡면 거울은,
    사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 픽셀 크기 값 이하의 주기로 굴곡을 이루는 상기 결상면이 형성되는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 하단 쌍곡면 거울은,
    사용자에게 제공할 홀로그램 이미지의 수직 방향 시야각에 따라 결정되는 높이의 굴곡이 기 설정된 주기로 반복되는 상기 결상면이 형성되는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상단 쌍곡면 거울 및 상기 하단 쌍곡면 거울은 각각 내면에 형성되는 상기 반사면 및 상기 결상면이 마주보는 상태로 소정 거리 이격되어 배치되고, 상기 하단 쌍곡면 거울의 외측에 상기 스캐닝 거울이 배치되는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 결상면으로부터 반사되는 광에 의해 사용자에게 제공되는 홀로그램 이미지는 수평 방향 시야각이 상기 스캐닝 거울의 회전에 의해 360도로 형성되고, 수직 방향 시야각이 상기 결상면의 방사 방향 확산 구조에 의해 결정되는 각도로 형성되는 한 쌍의 쌍곡면 거울을 이용한 테이블 탑 홀로그래픽 디스플레이 장치.
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