KR102512479B1 - 홀로그램 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조를 변경하여 컬러 입체 표시 가능하며, 응답속도를 낮추어 플리커를 완화시킨 홀로그램 디스플레이에 관한 것으로, 본 발명의 홀로그램 디스플레이는 좌안 및 우안에 대해 동시에 다른 위치에 해당 영상을 전달함으로써, 홀로그램 영상 정보 공급에 필요한 주파수를 낮출 수 있어, 액정 패널 기반의 공간 광 변조기의 잔상이나 플리커 문제를 해결할 수 있다.

Description

홀로그램 디스플레이 {Hologram Display}
본 발명은 입체 표시 장치에 관한 것으로, 특히 구조를 변경하여 컬러 입체 표시 가능하며, 응답속도를 낮추어 플리커(flicker)를 완화시킨 홀로그램 디스플레이에 관한 것이다.
기존의 2차원 영상 시스템은 평면 영상을 제공하지만 3차원 영상 시스템은 물체가 가지고 있는 실제 이미지 정보를 관찰자에게 보여주는 관점에서 궁극적인 영상 구현 기술이라고 할 수 있다.
3차원 입체 영상을 재생하기 위한 방법으로는 크게, 스테레오스코피(stereoscopy), 홀로그래피(holography) 및 집적 영상 (integral imaging) 등의 방법들이 연구 개발되고 있다. 이 중에서 홀로그래피 방식은 광원으로서 레이저를 이용하여 제작한 홀로그래피를 관측시 특수 안경을 장착하지 않고도 실물과 동일한 입체 영상을 느낄 수 있는 방식이다. 따라서, 홀로그래피 방식은 입체감이 뛰어나며 관측자가 피로감 없이 입체 영상을 느낄 수 있는 가장 이상적인 방식으로 알려져 있다.
이러한 홀로그래피에는 공간 광 변조기가 요구되는데, 상기 공간 광 변조기는 빛의 투과도를 조절하거나 빛의 위상 정보를 출력하는 기능을 한다. 상술한 스테레오스코피 방식은 좌우안 영상을 분리하는 방식에서는 양 눈에 다른 정보를 제공하여 양안시차를 통해 삼차원 영상을 인식하도록 하지만, 이에 반해 홀로그래피 방식은 빛의 간섭 현상을 이용하여 거리와 깊이를 표현하는 것이며, 간섭성이 있는 레이저와 같은 광원으로부터 빛이 비춰졌을 때 상기 공간 광 변조기에 간섭 영상에 대한 정보를 전달하며, 상기 공간 광 변조기는 전달되는 간섭 영상 정보를 회절시켜 삼차원 영상으로 출력하는 것이다.
한편, 홀로그램 디스플레이는 광의 회절에 의한 가간섭 특성을 활용한 것으로, 공간 광 변조기(SLM: spatial Light Modulator)의 픽셀 크기에 따라 회절력이 결정되며, 상기 회절력에 의해 시청자가 시청할 수 있는 시야 창이 결정된다. 즉, 공간 광 변조기의 픽셀 크기가 작을수록 회절력이 크며, 회절력이 좋을수록 시야창은 크다. 그런데, 픽셀 크기는 해상도와 관련되는 것으로, 공정 상의 한계가 있기 때문에, 실제 구현되는 픽셀 크기로 얻어진 시야창은 시청자의 동공 크기에 불과하다.
그리고, 홀로그램 디스플레이를 이용하여 컬러 입체표시를 수행할 경우, 각 색상 파장별 광의 회절 각도가 상이하므로, 동시간대에 다른 색상의 광 전달이 불가하여, 색상별로 다른 시점에 영상을 공급하며, 또한, 각 색상별로도 좌안과 우안의 모두가 하나의 시야 창에 커버되지 않아, 좌안과 우안별로 나누어 영상을 공급한다. 따라서, 일반적인 홀로그램 디스플레이에서는 표시에 필요한 응답 속도에 구현하는 컬러에 필요한 색상을 곱한 값 이상의 고응답 속도가 요구되어, 컬러 입체 표시를 구현함에 있어 잔상이나 플리커가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구조를 변경하여 컬러 입체 표시 가능하며, 응답속도를 낮추어 플리커를 완화시킨 홀로그램 디스플레이를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 홀로그램 디스플레이는 좌안 및 우안에 대해 동시에 다른 위치에 해당 영상을 전달함으로써, 홀로그램 영상 정보 공급에 필요한 주파수를 낮출 수 있어, 액정 패널 기반의 공간 광 변조기의 잔상이나 플리커 문제를 해결할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 홀로그램 디스플레이는, 평행광을 전달하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛 상에 위치하며, 홀로그램 영상 정보를 공급하는 공간 광 변조기와, 상기 공간 광 변조기 상에 위치하며, 동시에 상기 홀로그램 영상 정보를 2개의 다른 위치로 전달하는 서로 교번된 복수개의 제 1 영역들과 제 2 영역들을 갖는 회절 간섭 필름 및 상기 회절 간섭 필름 상에 위치하며, 시청자의 위치에 따라, 상기 회절 간섭 필름으로부터 나온 홀로그램 영상 정보를 이동시키는 스티어링 유닛을 포함한다.
여기서, 상기 회절 간섭 필름은, 상기 제 1 영역들에서 상기 시청자의 좌안 방향으로 상기 홀로그램 영상 정보를 모아주는 제 1 간섭 패턴을 구비하며, 상기 제 2 영역들에서, 상기 시청자의 우안 방향으로 상기 홀로그램 영상 정보를 모아주는 제 2 간섭 패턴을 구비한다.
상기 회절 간섭 필름은 베이스 필름과 광반응성 매질층이 적층되어 이루어지며, 상기 광반응성 매질층이 상기 제 1, 제 2 영역들로 구분될 수 있다.
또한, 상기 제 1 영역들은 각각 서로 상이한 제 1 간섭 패턴을 갖고, 상기 제 2 영역들을 각각 서로 상이한 제 2 간섭 패턴을 가질 수 있다.
상기 회절 간섭 필름으로부터 나온 2개의 다른 위치의 홀로그램 영상 정보는 시청자의 좌우안 간격에 상당하여 이격된다.
또한, 상기 공간 광 변조기는, 한 프레임 내에 적색, 녹색, 청색의 홀로그램 영상 정보를 순차적으로 출사하며, 상기 적색, 녹색, 청색 홀로그램 영상 정보는, 각각 좌안용 홀로그램 영상 정보와 우안용 홀로그램 영상 정보를 갖는다.
상기 공간 광 변조기는, 외부로부터 들어오는 참조광을 받아 상기 백라이트 유닛에서 나오는 평행광의 진폭 및 위상을 변조하여 출사할 수 있다.
상기 스티어링 유닛은 상기 시청자의 위치를 쫓는 아이 트랙킹부를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 스티어링 유닛은, 상기 회절 간섭 필름으로부터 나온 홀로그램 영상 정보의 위상 및 진폭을 유지하여 이를 수평 이동시키는 제 2 액정 패널일 수 있다.
본 발명의 홀로그램 디스플레이는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 좌안과 우안에 대해 서로 다른 위치에 영상을 모아주는 회절 간섭 필름을 구비함에 의해, 동시에 좌안 홀로그램 영상과 우안 홀로그램 영상이 공급됨에 의해, 공간 광 변조기와 스티어링 유닛의 요구되는 주파수를 낮출 수 있다. 따라서, 종래 요구되는 구동 주파수의 반으로 구동이 가능하여, 고주파수 구동에 의해 유발되는 플리커를 방지할 수 있다.
둘째, 특히, 공간 광 변조기나 스티어링 유닛과 같이, 액정 패널을 기반으로 하는 구성에 대해, 구동 주파수를 반으로 줄이게 되어, 잔상 문제를 해결할 수 있다. 따라서, 좌우안 구분 구동이 필요하지 않아, 상용화된 액정 재료가 갖는 고속 응답에 따른 한계를 해결하여, 적색, 녹색, 청색의 순차 구동에 필요한 시분할 구동만으로 컬러 표시가 가능하여, 종래 문제가 되던 잔상이나 플리커 현상이 없어, 컬러 입체 표시의 시감을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 홀로그램 디스플레이를 나타낸 개략도
도 2는 도 1의 홀로그램 디스플레이를 통해 좌우 시야 창에 제공되는 시간별 영상을 나타낸 도면
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 공간 광 변조기를 나타낸 측면도 및 단면도
도 4a 및 도 4b는 공간 광 변조기 상의 스티어링 유닛을 나타낸 측면도 및 단면도
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름의 제 1 영역과 제 2 영역 및 이들의 시야 창 형성을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름의 단면도
도 7a는 하나의 위치로 영상을 모아주는 회절 간섭 필름을 구비한 홀로그램 디스플레이를 나타낸 개략도
도 7b는 도 7a의 홀로그램 디스플레이의 시간별 제공 영상을 나타낸 도면
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 홀로그램 디스플레이를 나타낸 개략도이며, 도 2는 도 1의 홀로그램 디스플레이를 통해 좌우 시야 창에 제공되는 시간별 영상을 나타낸 도면이다.
도 1과 같이, 본 발명의 홀로그램 디스플레이는, 평행광을 전달하는 백라이트 유닛(100)과, 상기 백라이트 유닛(100) 상에 위치하며, 홀로그램 영상 정보를 공급하는 공간 광 변조기(200)와, 상기 공간 광 변조기(200) 상에 위치하며, 동시에 상기 홀로그램 영상 정보를 2개의 다른 위치로 전달하는 서로 교번된 복수개의 제 1 영역들(310)과 제 2 영역들(320)을 갖는 회절 간섭 필름(300) 및 상기 회절 간섭 필름 상에 위치하며, 시청자의 위치에 따라, 상기 회절 간섭 필름으로부터 나온 홀로그램 영상 정보를 이동시키는 스티어링 유닛(400)을 포함한다.
여기서, 상기 백라이트 유닛(100)은 공간 광 변조기(200)측으로 평행광을 전달하는 것으로, 특정 파장의 광원과, 공간 광 변조기(200)측으로 광을 가이딩하는 광학 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 광원은 표시하고자 하는 컬러에 따라 복수개 구비될 수 있으며, 예를 들어 적색, 녹색, 청색의 다른 파장의 광원을 복수개 구비할 수 있다. 그리고, 상기 적색, 녹색, 청색의 광은 각각 파장의 상이로, 회절 각도가 상이하므로, 홀로그램 디스플레이에 있어서는, 순차적으로 구동시킨다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 광원 순으로 구동한다.
또한, 상기 광원의 형태는 홀로그램 디스플레이에서는 간섭성이 좋은 레이저를 이용하는 것이 바람직하지만, 도광판 등의 평행광을 유도할 수 있는 광학 소자를 더 구비하여, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 형태로도 구비할 수 있다. 주목할 것은, 상기 백라이트 유닛(100)으로부터 나오는 광을 평행광 형태로 하는 것이고, 이를 구현하는 형태는 여러가지로 변경될 수 있다.
또한, 상기 공간 광 변조기(200)는, 도 2와 같이, 한 프레임 내에 적색, 녹색, 청색의 홀로그램 영상 정보를 제 1 시간(T1), 제 2 시간(T2), 제 3 시간(T3)으로 순차적으로 출사한다. 여기서, 상기 적색, 녹색, 청색 홀로그램 영상 정보는, 각각 좌안용 홀로그램 영상 정보와 우안용 홀로그램 영상 정보를 갖는 것으로, 동시에, 좌안용과 우안용의 홀로그램 영상이 상기 공간 변조기(200)로부터 출사되는 것이다.
상기 공간 광 변조기(200)는, 외부로부터 들어오는 참조광을 받아 상기 백라이트 유닛(100)에서 나오는 평행광의 진폭 및 위상을 변조하여 출사할 수 있다. 그리고, 이러한 진폭 및 위상의 변조로 홀로그램 영상 정보를 표현하는 것이다. 상기 홀로그램 영상 정보의 조절은 상기 공간 광 변조기(200)와 연결된 외부의 호스트 혹은 신호 처리부에서 가능하며, 프레임별 및 프레임 내의 각 컬러별 변경될 수 있다.
한편, 상기 회절 간섭 필름(300)은, 상기 제 1 영역들(310)에서 상기 시청자의 좌안 방향으로 상기 홀로그램 영상 정보를 모아주는 제 1 간섭 패턴을 구비하며, 상기 제 2 영역들(320)에서, 상기 시청자의 우안 방향으로 상기 홀로그램 영상 정보를 모아주는 제 2 간섭 패턴을 구비한다. 이러한 회절 간섭 필름(300)은 상기 제 1 영역들(310)과 제 2 영역들(320)이 2개의 다른 방향으로 홀로그램 영상 정보를 모아주는 것으로, 상기 회절 간섭 필름(300)을 통해 각각의 2개의 영상이 모인 점들의 거리는 시청자의 양안 간격에 상당하다. 양안간격은 약 60mm에서 75mm에 해당하며, 평균값 65mm으로 정하여 상기 회절 간섭 필름(300)을 통해 2개의 다른 지점들로 홀로그램 영상 정보를 모을 수 있다.
또한, 상기 스티어링 유닛(400)은, 상기 회절 간섭 필름(300)으로부터 나온 홀로그램 영상 정보의 위상 및 진폭을 유지하여 이를 수평 이동시킨다. 상기 스티어링 유닛(400)은 시청 거리에서, 회절 간섭 필름(300)으로 출사된 영상의 수평적 이동을 담당하는 것으로, 이는 상기 회절 간섭 필름(300)을 통하여 모아진 영상의 시야 창(viewing window)이 동공 크기로 작기 때문에, 시청자가 조금만 이동하여도 단안의 동공 크기에서 벗어나기 때문에, 홀로그램의 영상의 위치를 변경하여 시청자의 양안에 대응시키는 것이다.
여기서, 이미 상기 회절 간섭 필름(300)을 통해 양안 간격에 차를 갖고, 서로 다른 위치에 홀로그램 영상 정보가 특정의 시야창 내로 좌안과 우안에 해당하는 홀로그램 영상이 2개의 다른 방향으로 출사되기 때문에, 상기 스티어링 유닛(400)은 시청거리의 가상의 수평면상에서, 시야창의 위치를 쉬프팅시키는 기능을 담당한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 공간 광 변조기를 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도 3b와 같이, 본 발명의 공간 광 변조기(200)는, 서로 대향하여, 복수개의 픽셀을 갖는 제 1 기재(210) 및 제 2 기재(220)와, 상기 제 1 기재(210) 상에 각 픽셀 상에 구비된 제 1 전극(211)과, 상기 제 1 전극(211)과 마주보도록, 상기 제 2 기재(220)의 내면에 위치한 제 2 전극(221)과, 상기 제 1 기재(210)와 제 2 기재(220) 사이에 위치한 액정층(215)과, 상기 제 1, 제 2 기재(210, 220) 사이에, 각 제 1, 제 2 기재(210, 220)에 가장자리에 위치한 씰 패턴(217)을 포함하여 이루어진다. 도시된 공간 광 변조기의 형태는 일종의 액정 패널로, 하나의 단위 액정 패널로 진폭(A0->A1)의 변조와, 위상(Φ0->Φ1)의 변조를 동시에 수행하는 것을 나타내었다. 이러한 구성도 가능하나, 상기 공간 광 변조기(200)의 위상과 진폭의 변조를 에러없이 수행하기 위해, 2개의 액정 패널을 구비하는 예도 가능할 것이다.
한편, 본 발명의 공간 광 변조기(200)는 도 3a와 같이, 표현하고자 하는 특정 물체의 홀로그램 영상이 있을 때, 실체 물체가 상기 공간 광 변조기(200) 상에 있을 때와 동일한 파면을 형성하여 그 물체가 해당 위치에 있는 것과 같은 효과를 느끼도록 하는 것이다.
도 3a에 도시된 공간 광 변조기(200)는 참조광(reference light)을 받아 백라이트 유닛으로부터 전달되는 평행광의 진폭 및 위상을 바꾸어 출사하는 것을 개략적으로 도시한 것으로, 상기 공간 광 변조기(200)는 신호 처리부(500)와 연결되어, 매 프레임별, 프레임 내에서도 매 컬러 표시별로 홀로그램 영상 정보를 인가받는다.
도 3a에서 광이 투과되는 영역은, 도 3b의 제 1 전극(211)이 위치한 영역에 해당하며, 일종의 픽셀에 해당하며, 픽셀들 사이의 영역을 제 1 전극(211)이 구비되지 않는 영역으로 전압이 인가되지 않아, 액정 배향 제어가 불가능하여, 비픽셀(non-pixel)로 도시되어 있다.
도 4a 및 도 4b는 공간 광 변조기 상의 스티어링 유닛을 나타낸 측면도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b와 같이, 본 발명의 스티어링 유닛은, 하측에서 들어오는 광의 출사 파면을 바꾸어 출력하는 것으로, 출사광이 갖는 홀로그램 영상 정보의 진폭 및 위상 정보는 유지한 채 출사광의 대응 위치만을 조절하는 것이다.
도시된 도면에서는 아이 트랙킹부(600)를 구비하여, 시청자의 위치를 추적하며, 시청자의 좌안 및 우안의 위치로, 출사광을 대응시키는 것을 나타낸다.
도 4b와 같이, 스티어링 유닛(400) 역시 일종의 액정 패널일 수 있으며, 도 3b와 동일한 형상이거나 혹은 진폭 혹은 위상의 조절이 불필요하므로, 픽셀별 구분없이 제 3, 제 4 기재(410, 420) 상에 통 전극 형태의 공통의 제 3, 제 4 전극(411, 421)를 형성할 수 있다.
한편, 도 4a에 도시된 도면은, 스티어링 유닛(400)과 공간 광 변조기(200)의 픽셀 위치에 비픽셀 위치를 일치시킨 것으로, 이 경우, 비픽셀 위치에는 액정이 위치하지 않는 폴리머 격벽을 더 구비할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름의 제 1 영역과 제 2 영역 및 이들의 시야 창 형성을 나타낸 도면이다.
도 5a와 같이, 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름(300)은 제 1 영역들(310)을 통해 시청 거리 위치로 제 1 시야 창(w1)으로 좌안용 홀로그램 영상이 모아지고, 도 5b와 같이, 제 2 영역들(320)을 통해 시청 거리 위치로 제 2 시야 창(w2)으로 우안용 홀로그램 영상이 모아진다.
도 5a와 도 5b로 각각 회절 간섭 필름(300)의 영역들을 구분하여 도시하였지만, 동시에, 제 1 시야 창(w1)과 제 2 시야창(w2)이 생성되는 것으로, 이들 시야 창들간의 거리는 시청 거리 위치에서 양안 간격에 해당할 것이다.
도 6은 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름의 단면도이다.
도 6과 같이, 본 발명의 홀로그램 디스플레이에서, 회절 간섭 필름(300)은, 베이스 필름(3000)과 광반응성 매질층(3010)이 적층되어 이루어지며, 상기 광반응성 매질층(3010)이 평면적으로 도 5a 및 도 5b와 같이, 상기 제 1, 제 2 영역들(310, 320)로 구분될 수 있다.
여기서, 상기 광 반응성 매질층(3010)은 미리 참조광(reference light)과 물체 광(object light)을 조사(도 8a 및 도 8b 참조)하여 2개의 특정 방향으로 입사된 광을 회절할 수 있도록 패턴 등이 기록되어 있는데, 각각 제 1 영역들(310)끼리 모여 좌안측으로 광을 모아주고, 제 2 영역들(320)끼리 모아 우안측으로 광을 모아주는 것으로, 회절 효과는 영역별로 상이하나, 같은 영역들이 동일한 패턴을 갖는 것은 아니다. 따라서, 상기 제 1 영역들(310)은 각각 서로 상이한 제 1 간섭 패턴을 갖고, 상기 제 2 영역들(320)을 각각 서로 상이한 제 2 간섭 패턴을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 홀로그램 디스플레이와 같이, 좌안과 우안으로 구분하여 2개의 다른 위치로 광을 모아주는 회절 간섭 필름을 갖는 경우와, 한 위치로만 광을 모아주는 회절 간섭 필름을 갖는 경우, 컬러 입체 표시 구동의 비교해본다.
도 7a는 하나의 위치로 영상을 모아주는 회절 간섭 필름을 구비한 홀로그램 디스플레이를 나타낸 개략도이며, 도 7b는 도 7a의 홀로그램 디스플레이의 시간별 제공 영상을 나타낸 도면이다.
도 7a와 같이, 상술한 도 1의 본 발명의 홀로그램 디스플레이와 백라이트 유닛(10), 공간 광 변조기(20), 회절 간섭 필름(30) 및 스티어링 유닛(40)의 동일 배치를 갖되, 상기 회절 간섭 필름(30)이 하나의 위치로만 영상을 모아주는 필름일 경우, 컬러 입체 표시의 방법을 살펴본다.
이 경우에는, 도 7a와 같이, 상기 회절 간섭 필름(30)에 한 점으로만 광이 모이도록 하는 회절 간섭 패턴을 갖는데, 이러한 회절 간섭 필름(30)과 최종 스티어링 유닛(40)을 통해 모아진 한 지점의 시야 창(viewing window)이 매우 작기 때문에, 도 7b와 같이, 컬러 표시를 위해서는, 상기 공간 광 변조기(20)는 적색, 녹색, 청색의 컬러 표시를 각각 좌안과 우안용으로 다른 시간대에 홀로그램 영상 정보를 출사한다. 즉, 홀로그램 디스플레이의 최종 표시가 한 프레임당 60Hz의 구동 주파수가 요구된다고 할 때, 공간 광 변조기(20)는 컬러 표시와, 좌우안 구분 구동을 위해, 60Hz x 3 (R, G, B 컬러 표시) x 2 (좌안, 우안 구분)=360Hz의 구동 주파수가 요구된다.
그런데, 상기 공간 광 변조기는, 출사광의 진폭과 위상 조절을 위해 액정 패널과 같은 표시 패널을 주로 이용하는데, 액정의 재료적 특성상 360Hz와 같은 고주파수 구동시 액정의 빠른 배향 전환이 불가하여 잔상이 발생하거나 이로 인한 플리커가 발생할 수 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 홀로그램 디스플레이는 회절 간섭 필름(300)의 형태를 변경하여, 2개의 지점으로 나누어 홀로그램 영상 정보를 모아주도록 영역 분할 패턴화한다. 이를 통해 동일한 컬러 입체 표시를 위해 도 7a 및 도 7b에서 요구되는 360Hz를 반분한 180Hz가 주파수가 요구되어, 상용화된 액정 재료가 구동 가능한 조건이 되어, 별도 재료 개발이나 변경없이, 상용화된 액정 재료로도 컬러 입체 표시가 가능한 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 8a와 같이, 본 발명의 홀로그램 디스플레이의 회절 간섭 필름은, 먼저, 얇은 플라스틱 필름(3000)의 기재를 준비한 후, 그 상부에 광반응성 매질(3010)을 도포한 후, 제 2 영역(320)에 대응하여 차광부를 갖는 마스크(700)를 상기 광반응성 매질(3010) 상에 위치시킨다.
이어, 참조광과 물체광을 상기 광반응성 매질(3010) 상에 조사하여, 오픈된 광반응성 매질(3010)의 제 1 영역들(310)을 반응시켜 제 1 위치로 광을 출사할 수 있는 제 1 간섭 패턴을 형성한다.
이어, 도 8b와 같이, 상기 마스크(700)의 차광부가 제 1 영역(310)에 대응되도록 쉬프트시키거나 혹은 별도로 제 1 영역(310)만을 가리고, 제 2 영역(320)을 오픈시키는 마스크를 광반응성 매질(3010) 상에 대응시켜, 참조광과 물체광을 상기 오픈된 광반응성 매질(3010)의 제 2 영역들(320)을 반응시켜 상기 제 1 위치와는 다른 위치의 제 2 위치로, 광을 출사할 수 있는 제 2 간섭 패턴을 형성한다.
본 발명의 홀로그램 디스플레이는, 액정 패널 기반의 공간 광 변조기(200)와 스티어링 유닛(400)을 사용하기에, 고속의 컬러 입체 표시 구동에서 발생할 수 있는 잔상 혹은 플리커를 해결하는 것으로, 2개의 위치로 나누어 광을 모아주는 회절 간섭 필름의 구비로, 필요 주파수 구동을 반으로 줄일 수 있는 이점이 있다.
특히, 단순 수동 소자인 회절 간섭 필름(300)의 패턴 조절로, 구동 주파수를 줄일 수 있어, 스위칭 소자로서 공간 광 변조기(200)나 스티어링 유닛(400)의 변경을 요하지 않아, 낮은 비용으로 컬러 입체 표시가 가능하다.
또한, 영역 분할 회절 간섭 필름을 이용하여 홀로그램 디스플레이에서 생성된 물체 이미지를 양안으로 분리시켜 입사시키고, 이에 따라 두 공간으로 영역이 분리되어 시청자에게 양안에 입사되므로, 스티어링 유닛에서는, 좌안과 우안별로 나누어 스티어링을 하지 않아도 되기 때문에, 스티어링 유닛의 응답속도의 한계를 개선할 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 백라이트 유닛 200: 공간 광 변조기
300: 회절 간섭 필름 400: 스티어링 유닛
500: 신호 처리부 600: 아이 트랙킹부
700: 마스크

Claims (10)

  1. 평행광을 전달하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상에 위치하며, 홀로그램 영상 정보를 공급하는 공간 광 변조기;
    상기 공간 광 변조기 상에 위치하며, 동시에 상기 홀로그램 영상 정보를 양안 간격으로 이격된 2개의 다른 위치로 전달하는, 측상으로 서로 교번된 복수개의 제 1 영역들과 제 2 영역들을 갖는 회절 간섭 필름; 및
    상기 회절 간섭 필름 상에 위치하며, 시청자의 위치에 따라, 상기 회절 간섭 필름으로부터 나온 홀로그램 영상 정보를 수평 이동시키는 스티어링 유닛을 포함하고,
    상기 회절 간섭 필름은, 상기 제 1 영역들에서 상기 시청자의 좌안으로 상기 홀로그램 영상 정보를 모아주는 제 1 간섭 패턴을 구비하며, 상기 제 2 영역들에서 상기 시청자의 우안으로 상기 홀로그램 영상 정보를 모아주는 제 2 간섭 패턴을 구비하며,
    상기 공간 광 변조기는, 한 프레임 내에 적색, 녹색, 청색의 홀로그램 영상 정보를 순차적으로 출사하며,
    상기 적색, 녹색, 청색 홀로그램 영상 정보는, 각각 좌안용 홀로그램 영상 정보와 우안용 홀로그램 영상 정보를 갖고,
    상기 공간 광 변조기 및 상기 스티어링 유닛은,
    제 1 시간에 동시에 발생된 좌안용 적색 홀로그램 영상 정보와 우안용 적색 홀로그램 영상 정보에 의해 구동하고,
    제 2시간에 동시에 발생된 좌안용 녹색 홀로그램 영상 정보와 우안용 녹색 홀로그램 영상 정보에 의해 구동하고, 및
    제 3 시간에 동시에 발생된 좌안용 청색 홀로그램 영상 정보와 우안용 청색 홀로그램 영상 정보에 의해 구동하며,
    상기 제 1 시간, 상기 제 2 시간 및 상기 제 3 시간은 순차적인 홀로그램 디스플레이.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회절 간섭 필름은 베이스 필름과 광반응성 매질층이 적층되어 이루어지며,
    상기 광반응성 매질층이 상기 제 1, 제 2 영역들로 구분된 홀로그램 디스플레이.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 영역들은 각각 서로 상이한 제 1 간섭 패턴을 갖고,
    상기 제 2 영역들을 각각 서로 상이한 제 2 간섭 패턴을 갖는 홀로그램 디스플레이.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는, 외부로부터 들어오는 참조광을 받아 상기 백라이트 유닛에서 나오는 평행광의 진폭 및 위상을 변조하여 출사하는 제 1 액정 패널인 홀로그램 디스플레이.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 스티어링 유닛은 상기 시청자의 위치를 쫓는 아이 트랙킹부를 더 구비한 홀로그램 디스플레이.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 스티어링 유닛은, 상기 회절 간섭 필름으로부터 나온 홀로그램 영상 정보의 위상 및 진폭을 유지하여 이를 수평 이동시키는 제 2 액정 패널인 홀로그램 디스플레이.
  10. 삭제
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