KR20010015016A - Method and system for preparing holographic full-color displays - Google Patents

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KR20010015016A
KR20010015016A KR1020000032635A KR20000032635A KR20010015016A KR 20010015016 A KR20010015016 A KR 20010015016A KR 1020000032635 A KR1020000032635 A KR 1020000032635A KR 20000032635 A KR20000032635 A KR 20000032635A KR 20010015016 A KR20010015016 A KR 20010015016A
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KR
South Korea
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display
image
color
plzt
holographic
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Application number
KR1020000032635A
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Korean (ko)
Inventor
케카스데니스제이
헬로커존에이
Original Assignee
포만 제프리 엘
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method and system are provided to improve ability to display a three-dimensional holographic image in real full colors, red, green and blue, by using a non-memory PLZT ceramic display material. CONSTITUTION: By using a non-memory PLZT display medium (100), a dynamic image is reproduced on a panel (101). Next, by designing a modulation electrode or raster-writing the image on the panel, the panel is divided to pixels (102). When a user wants to realize color reproduction, three-color frames are successively written and striven in order by using an appropriate color, and then the color separation frame of the next image is started (105). In such a case, each frame is a computer generated hologram generating the image rendered by the specified color (106). By performing appropriate correction, the image is formed with the actual reproducing wavelength of the frame (108). After performing various kinds of selection in terms of design such as consecutively scanning all the depth of the respective colors or mixing every color, all the colors are displayed with the given depth (109).

Description

홀로그래피 풀 칼라 디스플레이 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PREPARING HOLOGRAPHIC FULL-COLOR DISPLAYS}Holographic full color display method and system {METHOD AND SYSTEM FOR PREPARING HOLOGRAPHIC FULL-COLOR DISPLAYS}

다음 6건의 계류 중인 미국 특허 출원 모두는 동일의 양수인에게 양도되어 있다. 이 특허들은 대리인 관리 번호가 제AT-9-99-015호이고 발명의 명칭이 가역성 홀로그래피 기록 매체를 포함하는 시스템 및 방법, 대리인 관리 번호가 제RA-9-99-016호이고 발명의 명칭이 동적 홀로그래피 디스플레이 매체를 이용하는 시스템 및 방법, 대리인 관리 번호가 제RA-9-99017호이고 발명의 명칭이 홀로그래피 풀 칼라 디스플레이를 조성하는 방법 및 시스템, 대리인 관리 번호가 제RA-9-99-018호이고 발명의 명칭이 PLZT 홀로그래피 디스플레이를 기반으로 한 가상 현실 헤드셋의 이용 방법 및 시스템, 대리인 관리 번호가 제RA-9-99-019호이고 발명의 명칭이 PLZT의 배면 조명 및 확산 방법 및 시스템 및 대리인 관리 번호 제RA-9-99-014호이고 발명의 명칭이 PLZT 장치를 이용하는 광 도파 신호를 제어 및 감시하는 시스템 및 방법이다. 상기 6건의 특허 출원 모두는 대리인 관리 번호가 제IBM RA-9-97-094호이고 1998년10월29일자 출원된 미국 특허 출원 제09/182,075호인 건과 관련이 있다. 이 출원 계류 중인 특허는 발명의 명칭이 "공용 가능한 투영 장치에 이용하기 위한 35mm 슬라이드 투영 패널"이고 상기 6건의 발명에도 참고로 인용되고 있다.All six pending US patent applications are assigned to the same assignee. These patents are systems and methods in which the agent management number is AT-9-99-015 and the name of the invention includes a reversible holographic recording medium, and the agent management number is RA-9-99-016 and the name of the invention. Systems and methods using a dynamic holographic display medium, agent control number RA-9-99017 and invention titled method and system for forming a holographic full color display, agent control number RA-9-99-018 And a method and system for using a virtual reality headset based on a PLZT holographic display, an agent management number of RA-9-99-019, and a method and system and agent for a back lighting and diffusion of PLZT. Control number RA-9-99-014 and entitled "System and method for controlling and monitoring an optical waveguide signal using a PLZT apparatus. All six patent applications relate to an agent control number of IBM RA-9-97-094 and US patent application Ser. No. 09 / 182,075, filed Oct. 29, 1998. This pending patent is entitled “35mm Slide Projection Panel for Use in Common Projection Apparatus” and is also incorporated by reference in the six inventions above.

트루 풀 칼라인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력은 현재 백색광 기술을 이용하여 전통적으로 기록되는 홀로그램을 통해 정지 화상에 제한되어 있다. 본 발명은 동적 홀로그래피 풀 칼라 디스플레이를 조성하는 수단을 제공한다. 이 수단은 진보적인 PLZT 기록 물질에 기반을 둔다. 이 PLZT 홀로그래피 물질은 풀 칼라 홀로그래피 디스플레이를 지원하는 란탄 강화 납 지르코네이트 티타네이트 합성물이다. PLZT 물질은 트루 풀 칼라인 적색, 청색, 청색(RGB)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력을 구현하는 비메모리 세라믹 디스플레이 물질로서 이용된다.The ability to display three-dimensional holographic images of true full colors red, green and blue (R, G, B) is currently limited to still images via holograms traditionally recorded using white light technology. The present invention provides a means for constructing a dynamic holographic full color display. This means is based on the progressive PLZT recording material. This PLZT holographic material is a lanthanum reinforced lead zirconate titanate composite that supports full color holographic displays. PLZT materials are used as non-memory ceramic display materials that implement the ability to display true full color red, blue, and blue (RGB) three-dimensional holographic images.

홀로그램이란 홀로그래피에 의해 생성된 3차원의 화상 기록을 말한다. 즉, 감광 필름과 같은 매체 위에 빛 간섭 패턴을 재생하는 방법을 이용하여 홀로그램을 생성한다. 홀로그램은 감광 필름과 같은 매체에 보존된 빛 간섭 패턴으로 이루어진다. 조명을 적절히 비추면, 홀로그램은 보는 사람의 각도 변화에 따라서 외형이 변하는 화상을 만들어 낸다.Hologram refers to a three-dimensional image record generated by holography. That is, a hologram is generated by using a method of reproducing a light interference pattern on a medium such as a photosensitive film. The hologram consists of a light interference pattern preserved in a medium such as a photosensitive film. When properly illuminated, the hologram produces an image whose appearance changes as the viewer's angle changes.

전술한 바와 같이, 본 발명은, 본 출원의 기초로서의 역할을 하고 란탄 강화 납 지르코네이트 티타네이트(Lanthanum enhanced lead zirconate titanate) 합성물인 진보적인 PLZT 기록 물질에 기반을 두었다. 비메모리 세라믹 디스플레이 물질로서 이용되는 이 PLZT 물질은 트루 풀 칼라인 적색, 청색, 청색(RGB)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력을 구현한다.As mentioned above, the present invention is based on the progressive PLZT recording material, which serves as the basis of the present application and is a lanthanum enhanced lead zirconate titanate composite. Used as a non-memory ceramic display material, this PLZT material embodies the ability to display true full color three-dimensional holographic images of red, blue, and blue (RGB).

트루 풀 칼라인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력에 관해서는 현재 백색광 기술을 이용하여 전통적으로 기록되는 홀로그램을 통해 정지 화상에 제한되어 있다. 화상은 세 개의 상이한 레이저 파장을 이용하여 3중으로 기록되어, 상기 세 개의 상이한 파장 또는 다른 파장을 이용하여 녹화 재생될 수 있는 홀로그램을 만들어 낸다. 일반적으로, 기록용 레이저는 비용, 유지 보수, 크기 또는 시설의 이유로 녹화 재생 장치로는 실용적이지 않은 상당히 강한 파워로 이루어져야 한다. 따라서, 녹화 재생 장치는 흔히 기록용과는 다른 레이져 및 파장을 이용한다. 그러므로, 유제액이 굴곡지지 않은 이상적인 기록 매체를 가정한다면, 정지 화상 조차도 파장의 전이에 의해 발생된 수차 때문에 완벽한 표현이 아니다.The ability to display three-dimensional holographic images of true full colors red, green and blue (R, G, B) is currently limited to still images via holograms traditionally recorded using white light technology. An image is recorded in triplicate using three different laser wavelengths, creating a hologram that can be recorded and reproduced using the three different wavelengths or other wavelengths. In general, recording lasers should be made with fairly strong power that is not practical for recording and reproducing devices for reasons of cost, maintenance, size, or facility. Therefore, recording and reproducing apparatuses often use lasers and wavelengths different from those for recording. Therefore, assuming an ideal recording medium in which the emulsion does not bend, even a still picture is not a perfect representation because of the aberration caused by the transition of wavelength.

파장의 전이를 보상하기 위해, 회절 기록 시에는 기록의 기하 구조가 격자 파라미터를 재생용 파장에 최적하게 조절하도록 약간 전이될 때가 가끔 있다. 이 결과, 일부 수차들이 증가되어 다른 수차들이 개선될 수 있게 된다. 또한, 복수의 파장에 대한 국지적 노광은 그의 선형적 기록 체제를 벗어나서 물질을 드라이브하기 때문에, 세 가지 색으로부터의 회절 격자가 상호 간섭할 수도 있다. 이 결과로, 다양한 수차, 산란, 화상 중 일부의 색 번짐 또는 주요한 다른 문제들이 생길 수 있다.In order to compensate for the shift of the wavelength, in diffraction recording, sometimes the geometry of the recording is slightly shifted so as to optimally adjust the lattice parameters to the wavelength for reproduction. As a result, some aberrations are increased so that other aberrations can be improved. Also, since local exposure to multiple wavelengths drives the material outside its linear recording regime, diffraction gratings from three colors may interfere with each other. As a result, various aberrations, scattering, color bleeding of some of the images, or major other problems may occur.

따라서, 동화상의 경우에는 상업 시장, 즉 소비자 시장을 겨냥할 수 있는 풀 칼라를 제공할 수 있는 선택의 여지가 없다. 또, 고속 디스플레이 기술은 리프레쉬가 제공되어야 하는 만큼의 고속으로 연속 프레임들을 생성할 수 있어야 한다. 깊이에 상응하는 정보(depth due information)를 생성하는 데 사용되는 전통적인 광선 추적 기술은 매우 고도하다. 따라서, 화상은 급속히 생성되어야 하지만, 우수한 디스플레이 기술도 부족하고 화상을 디스플레이하기에 충분히 고속으로 화상 처리할 수 있는 능력도 한계가 있다. 본 발명은 PLZT 세라믹 디스플레이 물질에 의해 이 문제들을 해결한다.Thus, in the case of moving images, there is no choice to provide a full color that can target the commercial market, i. E. The consumer market. In addition, high-speed display technology must be able to generate successive frames at as high speed as refreshing should be provided. Traditional ray tracing techniques used to generate depth due information are very advanced. Therefore, the image must be generated rapidly, but there is also a lack of excellent display technology and the ability to process the image fast enough to display the image is limited. The present invention solves these problems by the PLZT ceramic display material.

이 점에서 본 발명에 관하여 관련 기술을 검토하는 것이 유익할 것이다. 본 발명의 기술에 관한 연구에는 다음의 특허 자료들에 주목했다. 아래의 특허들을 면밀하게 재검토해 보면 이 선행 기술의 어느 것으로부터도 본 발명을 용이하게 구별할 수 있다.In this regard, it would be beneficial to review the related art with respect to the present invention. In the research on the technology of the present invention, the following patent documents were noted. A careful review of the following patents can readily distinguish the present invention from any of these prior art.

미국 특허 번호 제5,198,920호. 이 특허는 SLM에 관한 것이고, 홀로그래피 디스플레이에 관한 것이 아니다. 이 특허에서는 풀 칼라 디스플레이에 사용할 수 있는 것이 전혀 없다(종래적이거나 다른 기술임).US Patent No. 5,198,920. This patent relates to SLM and not to holographic displays. There is nothing in this patent that can be used for full color displays (conventional or otherwise).

미국 특허 번호 제5,457,356호. 이 특허는 평판 디스플레이 및 처리 기술이다(2차원 전용). 이 특허는 전혀 홀로그래피 기술이 아니다. 이 특허의 발명자들은 종래의 물질을 이용하지만, 본 발명은 PLZT를 이용한다. 또한, 이용된 칼라 방법이 인(phosphorous)을 도핑한 것이며, 이는 본 발명과는 전혀 다르다.US Patent No. 5,457,356. This patent is a flat panel display and processing technology (two-dimensional only). This patent is not a holography technology at all. The inventors of this patent use conventional materials, but the present invention uses PLZT. In addition, the color method used is doped with phosphorous, which is completely different from the present invention.

미국 특허 번호 제5,424,605호. 이 특허는 평판형 음극선관 (CTR) 디스플레이에 관한 것이고 홀로그래피 기술이 아니다. PLZT 물질에 대한 인용이 전혀 없다. 칼라는 본 발명과는 전혀 다른 인(phosphors)에 의해 유도된다.US Patent No. 5,424,605. This patent relates to flat panel cathode ray tube (CTR) displays and is not holographic technology. There is no citation for PLZT materials. The collar is induced by phosphors that are completely different from the present invention.

미국 특허 번호 제5,225,821호. 이 특허는 활성 매트릭스형 평판 디스플레이에 관한 것이고 홀로그래피 기술이 아니다. 이 특허의 처리 방법은 LCD를 이용하며, 본 발명에서 사용되는 바와 같은 PLZT 물질을 이용하지는 않는다.US Patent No. 5,225,821. This patent relates to an active matrix flat panel display and is not a holographic technology. The method of treatment of this patent uses LCD and does not use the PLZT material as used in the present invention.

미국 특허 번호 제4,467,325호. 이 특허는 평판형 2차원 디스플레이에 관한 것이고 3차원 홀로그래피 디스플레이에 관한 것이 아니다. 물질은 PLZT를 포함하지 않는다. 더욱이, 풀 칼라에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않다.US Patent No. 4,467,325. This patent relates to flat two-dimensional displays and not to three-dimensional holographic displays. The substance does not contain PLZT. Moreover, no mention of full color is made.

미국 특허 번호 제5,660,738호. 이 특허는 본 출원과 전혀 무관하다. 이 특허는 2차원이나 3차원 디스플레이에 관한 것이 아니다. 이 특허는 IC 조립에 관한 것이고 디스플레이 기술이 아니다.US Patent No. 5,660,738. This patent is completely independent of this application. This patent does not relate to two-dimensional or three-dimensional displays. This patent relates to IC assembly and not display technology.

미국 특허 번호 제4,720,706호. 이 특허는 2차원 평판 기술과 관련이 있고 3차원 홀로그래피와는 무관하다. 이 특허의 풀 칼라 지원 방법은 매우 상이하다. 이 특허의 발명자들은 복수의 파장을 전송하고 혼합하기 위해 광 게이트를 이용한다. 본 출원은 풀 칼라를 순서대로 나타내기 위해 PLZT 기판 및 CGH 마스크를 이용한다.US Patent No. 4,720,706. This patent is related to two-dimensional plate technology and is not related to three-dimensional holography. The full color support method of this patent is very different. The inventors of this patent use optical gates to transmit and mix multiple wavelengths. The present application uses a PLZT substrate and a CGH mask to represent full colors in order.

앞서 인용하고 발명의 명칭이 "공용 가능한 투영 장치에 이용하기 위한 35mm 슬라이드 투영 패널"인 미국 특허 출원에서 언급한 바와 같이, 본 발명은, 본 출원의 기초로서의 역할을 하고 란탄 강화 납 지르코네이트 티타네이트(Lanthanum enhanced lead zirconate titanate) 합성물인 진보적인 PLZT 무기 기록 물질에 관한 것이다. 그 물질은 피에조-전기/광학 세라믹 물질이다. 이제, 이 PLZT 세라믹 물질의 화합물과 성질에 관한 설명은 본 발명의 이해에 도움이 될 것이다.As cited earlier and in the U.S. Patent Application, entitled 35mm Slide Projection Panel for Use in Commonly Applicable Projection Devices, the present invention serves as the basis of the present application and is a lanthanum reinforced lead zirconate tita A progressive PLZT inorganic recording material that is a composite of lanthanum enhanced lead zirconate titanate. The material is a piezo-electric / optical ceramic material. Now, a description of the compounds and properties of this PLZT ceramic material will be helpful in understanding the present invention.

PLZT는 다음의 두 가지 방법으로 조성될 수 있다. 한 가지 경우는 혼합 산화물(MO)이고 다른 경우는 화학적 조성(CP)이다. 본 출원인은 혼합 산화물 처리 방법을 이용하여 PLZT를 조성했다. 혼합 산화물(MO)은 산화 납(PbO)을 습식 혼합하여 조성된다. 이어서, 그 혼합물을 건식하고 하소(고온의 고체 상태 화학 반응)한 다음, 제분하여 입자의 크기를 원하는 수준으로 줄인다. 이어서, 냉압하여 슬러그를 생성한 다음, 온압하여 그 슬러그로부터 웨이퍼를 형성할 수 있다. 이렇게 만들어진 웨이퍼를 액상 디스플레이용 패널로서 이용하기 위해 슬라이스화하여 연마한다. 웨이퍼는 연마 후 직경이 15cm, 두께가 0.5mm에서 수 밀리미터까지 될 수 있다. 웨이퍼는 억제된 입자 크기가 약 2 내지 5um의 균일한 미세 구조로 구성된다. 입자의 크기는 제어 전계가 얼마나 밀(密)하게 될 수 있는가에 따라서 보다 낮은 제한을 결정하고 따라서 픽셀의 크기를 제한하기 때문에, 입자의 크기는 중요하다.PLZT can be formulated in two ways: One is mixed oxides (MO) and the other is chemical composition (CP). Applicants formulated PLZT using a mixed oxide treatment method. The mixed oxide (MO) is formed by wet mixing lead oxide (PbO). The mixture is then dried and calcined (hot solid state chemical reaction) and then milled to reduce the size of the particles to the desired level. The slug can then be cold pressed to form a slug and then warmed to form a wafer from the slug. The wafer thus produced is sliced and polished for use as a panel for liquid display. Wafers may be 15 cm in diameter and 0.5 mm to several millimeters thick after polishing. The wafer consists of a uniform microstructure with a suppressed particle size of about 2-5 um. The particle size is important because the size of the particle determines a lower limit depending on how dense the control field can be and thus limits the size of the pixel.

산화 란탄이 양호하기는 하지만, 본 발명이 산화 란탄에 한정될 필요는 없음을 주목해야 한다. 오히려, 산화 란탄을 주기율표에서 "란탄계" 안의 다른 산화물로 대체해도 된다. 이것은 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm) 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb), 루테튬(Lu)을 포함한다.Although lanthanum oxide is good, it should be noted that the present invention need not be limited to lanthanum oxide. Rather, lanthanum oxide may be replaced with other oxides in the "lanthanum series" in the periodic table. This includes cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm) samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), Thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu).

트루 풀 칼라인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력은 현재 백색광 기술을 이용하여 전통적으로 기록되는 홀로그램을 통해 정지 화상에 제한되어 있다. 화상은 세 개의 상이한 레이저 파장을 이용하여 3중으로 기록되어, 상기 세 개의 상이한 파장 또는 다른 파장을 이용하여 녹화 재생될 수 있는 홀로그램을 만들어 낸다. 일반적으로, 기록용 레이저는 비용, 유지 보수, 크기 또는 시설의 이유로 녹화 재생 장치로는 실용적이지 않은 상당히 강한 파워로 이루어져야 한다. 따라서, 녹화 재생 장치는 흔히 기록용과는 다른 레이져 및 파장을 이용한다. 그러므로, 유제액이 굴곡지지 않은 이상적인 기록 매체를 가정한다면, 정지 화상 조차도 파장의 전이에 의해 발생된 수차 때문에 완벽한 표현이 아니다.The ability to display three-dimensional holographic images of true full colors red, green and blue (R, G, B) is currently limited to still images via holograms traditionally recorded using white light technology. An image is recorded in triplicate using three different laser wavelengths, creating a hologram that can be recorded and reproduced using the three different wavelengths or other wavelengths. In general, recording lasers should be made with fairly strong power that is not practical for recording and reproducing devices for reasons of cost, maintenance, size, or facility. Therefore, recording and reproducing apparatuses often use lasers and wavelengths different from those for recording. Therefore, assuming an ideal recording medium in which the emulsion does not bend, even a still picture is not a perfect representation because of the aberration caused by the transition of wavelength.

본 발명은, 본 출원의 기초로서의 역할을 하고 란탄 강화 납 지르코네이트 티타네이트 합성물인 진보적인 PLZT 기록 물질에 기반을 두었다. 본 발명에서, 비메모리 세라믹 디스플레이 물질로서 이용되는 이 PLZT 물질은 트루 풀 칼라인 적색, 청색, 청색(RGB)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력을 구현한다.The present invention is based on the advanced PLZT recording material, which serves as the basis of the present application and is a lanthanum reinforced lead zirconate titanate composite. In the present invention, this PLZT material, which is used as a non-memory ceramic display material, realizes the ability to display three-dimensional holographic images of red, blue, and blue (RGB), which are true full colors.

도 1은 트루 풀 칼라인 적색, 녹색, 청색(RGB)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 능력을 구현하는 비메모리의 세라믹 디스플레이 물질로서, PLZT 기록 매체를 이용하는 데 사용되는 방법의 개요를 표현하는 흐름도.1 is an overview of the method used to use a PLZT recording medium as a non-memory ceramic display material that implements the ability to display true full color red, green and blue (RGB) three-dimensional holographic images. Flow chart.

도 2는 세라믹 PLZT의 슬래브의 전면도.2 is a front view of a slab of ceramic PLZT.

도 3은 세라믹 PLZT의 슬래브의 배면도.3 is a rear view of the slab of the ceramic PLZT.

도 4는 인가된 폴링 전계에 응답하는 각 물질 입자의 굴절율 축의 정렬을 표시하는 확대도.4 is an enlarged view showing the alignment of the refractive index axis of each material particle in response to an applied polling electric field.

도 5는 복수의 적색, 녹색, 청색(R, G, B) 간섭원을 이용하여 삼색 칼라 재생을 묘사하는, 세라믹 PLZT의 슬래브의 전면도.5 is a front view of a slab of ceramic PLZT depicting tricolor color reproduction using a plurality of red, green and blue (R, G, B) interference sources.

* 도면의 부호에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols with reference to drawings

200, 300 : 슬래브200, 300: slab

201 : 인듐-주석-옥사이드201: indium-tin-oxide

203 : 광도전층203: photoconductive layer

204, 302 : 전극204, 302: electrode

301 : ITO 전극301: ITO electrode

400 : 슬래브 세라믹 물질400: Slab Ceramic Material

비메모리 PLZT 세라믹 디스프레이 물질을 이용하면, 동화상을 패널에 재생할 수 있다. 패널은 변조 전극의 설계 또는 화상을 패널에 라스터 라이팅(raster writing)하여 여러 개의 픽셀로 분할될 수 있다. 어떤 소정의 시간에, 컴퓨터를 이용하여 만든 홀로그램 (CGH) 프레임 또는 두 인접 프레임의 혼색(a blend)이 존재한다. 후속 프레임들이 화상 재구성 면에서 매우 유사하지 않다면 프레임들이 혼색을 피하도록 완료되는 기간에 녹화 재생 비임이 스트로브되어야 한다. 일부 장치로 프레임들 간에 유사성의 존재를 이용할 수 있을 것이다.Using non-memory PLZT ceramic display materials allows moving pictures to be reproduced on a panel. The panel may be divided into several pixels by raster writing the design or image of the modulating electrode to the panel. At any given time, a computer-generated hologram (CGH) frame or a blend of two adjacent frames is present. If subsequent frames are not very similar in terms of image reconstruction, the recording reproduction beam should be strobe in the period in which the frames are completed to avoid color mixing. Some devices may exploit the presence of similarities between frames.

이 점에서, 본 발명의 세부를 설명함에 있어서 유용하게 사용될 몇 가지 용어를 먼저 정의함이 유익할 것이다.In this regard, it will be beneficial to first define some terms that will be useful in describing the details of the invention.

용어 정의Term Definition

PLZT는 란탄 강화 납 지르코네이트 티타네이트 물질이다. PLZT는 피에조-전기/광학 세라믹 물질이다. 이 PLZT 세라믹 물질의 합성과 성질에 관한 설명은 본 발명을 이해하는 데 도움이 될 것이다.PLZT is a lanthanum reinforced lead zirconate titanate material. PLZT is a piezo-electric / optical ceramic material. A description of the synthesis and properties of this PLZT ceramic material will help to understand the present invention.

보정이란 광 화상을 투영하거나 구성할 때 수차 또는 흠을 제거하는 처리를 말한다.Correction refers to a process of removing aberrations or flaws when projecting or constructing an optical image.

스트로브란 전형적으로는 키보드나 프린터와 같은 입출력(I/O) 장치 인터페이스를 통해서 데이터의 통과를 개시 및 조정하는 타이밍 신호를 말한다.Strobes are typically timing signals that initiate and regulate the passage of data through an input / output (I / O) device interface, such as a keyboard or printer.

부분적(Partial) CGH는 3차원 화상의 연속 깊이 층들을 한 번에 한 개씩 디스플레이하여 3차원 화상을 디스플레이한다는 의미로 사용된다.Partial CGH is used to mean displaying three-dimensional images by displaying successive depth layers of the three-dimensional image one at a time.

푸리에 도메인 디스플레이란 이미징 장치가 실제로 소망의 화상 필드의 광학적 푸리에 변환을 포함하고 이것을 보조 광학 장치에 의해 소망의 공간 화상으로 변환하는 디스플레이 기술을 말한다.Fourier domain display refers to a display technology in which an imaging device actually includes an optical Fourier transform of a desired image field and converts it into a desired spatial image by an auxiliary optical device.

파이버 격자 회절이란 파이버에 자외선을 조명해서 발생된, 파이버의 길이를 따라 생기는 회절율의 주기적인 변화를 말한다.Fiber grating diffraction refers to a periodic change in the diffraction rate along the length of the fiber, caused by the illumination of ultraviolet light to the fiber.

RGB는 적색, 녹색, 청색의 두(頭)문자어이다. 이 말은 종이 위의 잉크와 같은 흡수에 의해서라기 보다는 비디오 모니터 위에서와 같은 발광에 의해서 발생되는 칼라를 설명하는 모델이다. 눈 속의 3종의 원추 세포는 각각 적색광, 녹색광 및 청색광에 반응한다. 따라서, 이들 삼원색의 첨가 비율을 혼합하면 소망하는 모든 색채를 얻을 수 있다.RGB is an acronym for red, green, and blue. This is a model that describes the color generated by light emission on a video monitor rather than by absorption like ink on paper. The three cone cells in the eye respond to red light, green light and blue light, respectively. Therefore, by mixing these three primary color addition ratios, all desired colors can be obtained.

"디스플레이를 리프레쉬(refresh)한다"는 말은 데이터의 디스플레이와 저장을 반복해서 그 데이터가 서서히 사라지거나 손실되지 않게 하는 것을 의미한다."Refreshing the display" means repeating the display and storage of the data so that the data does not slowly disappear or are lost.

광선 추적이란 컴퓨터 그래픽에 있어서 피사체에 해당하는 특정 광선에 의해 발생되는 칼라와 농담의 편차를 유도함으로써 3차원 피사체를 렌더링하는 종래의 고도한 기술이다. 광선 추적된 그래픽을 생성하기 위해서, 설계자는 광원과 광원의 강도를 지정하는 것부터 시작한다.Ray tracing is a conventional technique in computer graphics that renders a three-dimensional subject by inducing a deviation of color and shade caused by a particular ray corresponding to the subject. To create ray traced graphics, the designer starts by specifying the light source and its intensity.

렌더링이란 그래픽에 있어서 윤곽선을 충분하게 형성된 3차원 화상으로 변환하는 것을 말한다.Rendering means converting the outline into a three-dimensional image sufficiently formed in the graphic.

칼라를 재생하기 위한 본 발명의 처리는 다음과 같다. 3색(또는 그 이상)의 프레임들은 순차로 라이트(write)되어 차례로 적당한 색으로 스트로브된 후, 다음 화상의 색 분리 프레임들이 시작된다. 각 프레임은 특정 색으로 렌더링되는 화상을 만들어 내기 위한, 컴퓨터를 이용하여 만든 홀로그램(CGH)이며, 적절한 "보정"이 행해져서, 그 프레임에 대한 실제 재상 파장으로 화상이 만들어 진다. 소정의 깊이에 상응하는 부분적 CGH(Computer Generated Holographic)를 연속 스캔하여 깊이가 얻어진다.The process of the present invention for reproducing a color is as follows. Frames of three (or more) colors are sequentially written and strobe to the appropriate color in turn, and then the color separation frames of the next image begin. Each frame is a computer-generated hologram (CGH) for producing an image that is rendered in a particular color, and appropriate "correction" is performed to produce an image at the actual image wavelength for that frame. Depth is obtained by continuously scanning partial CGH (Computer Generated Holographic) corresponding to a predetermined depth.

이어서, 다양한 설계 방법을 행함으로써, 각 칼라마다의 모든 깊이를 연속해서 주사하거나 칼라가 섞여서 모든 칼라를 소정의 깊이로 디스플레이할 수 있다. 신속한 동화상 생성을 가능하도록 하기 위해, 보조적인 광학 기술을 이용해서 푸리에 도메인 디스플레이로부터의 화상을 만들어 푸리에 공간에서 모든 화상의 조작이 행해질 수 있다. 칼라 디스플레이의 경우, 하나의 화상은 적어도 세 개의 프레임을 필요로 하므로, 각 화상을 신속하게 생성할 수 있게 하는 것이 결정적이고, 비쥬얼 문제를 회피하기 위해서 60+ Hz 체제 또는 그 이상의 리프레쉬 속도 이내에 행해져야 한다.Subsequently, by performing various design methods, it is possible to continuously scan all the depths for each color or to mix the colors so that all the colors can be displayed at a predetermined depth. In order to enable rapid moving picture generation, an assistive optical technique can be used to create an image from a Fourier domain display and to manipulate all the images in the Fourier space. In the case of color displays, one picture requires at least three frames, so it is crucial to be able to produce each picture quickly, and must be done within a 60+ Hz regime or higher refresh rate to avoid visual problems. do.

3차원 피사체를 화상으로 만들기 위해, 컴퓨터가 적격인 3차원의 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 프레임을 조작할 수 있다. 신속하게 깊이 정보를 생성할 수 있는 능력은 이 기술에 의해서 강화된다. 또한, 이것은 깊이에 의해서가 아닌 공간 주파수에 의해 스캐닝을 행하는 다른 스캐닝 설계 방법도 가능함을 나타낸다.In order to make a three-dimensional subject into an image, a computer can manipulate the frame using a three-dimensional fast Fourier transform (FFT) that is qualified. The ability to generate depth information quickly is enhanced by this technology. This also indicates that other scanning design methods are possible that scan by spatial frequency rather than by depth.

도 1은 풀 칼라 디스플레이를 위한 PLZT 세라믹 디스플레이 매체를 이용하기 위한 방법의 일반적인 윤곽을 나타내는 흐름도이다.1 is a flow diagram illustrating a general outline of a method for using a PLZT ceramic display medium for full color display.

프로세스는 비메모리 PLZT 디스플레이 매체를 이용함으로써 단계(100)에서 개시되고, 이어서 단계(101)에서는 동화상을 패널에 나타냄을 알 수 있다. 프로세스는 단계(102)에서 계속되어, 패널이 변조 전극의 설계에 의해, 또는 화상을 패널로 라스터 라이팅(writing)함으로써 복수의 픽셀로 분할된다. 이어서, 프로세스는 컴퓨터를 이용하여 만든 홀로그래피 프레임 또는 두 인접 프레임의 혼색의 생성을 필요로 한다. 단계(103)에서 사용자가 칼라 재생을 발생하고 싶은지에 관한 질문이 제기된다. 대답이 "아니오"이면, 프로세스가 도 1의 단계(110)에서 완료된다.It can be seen that the process is initiated in step 100 by using a non-memory PLZT display medium, and then in step 101 a moving picture is displayed on the panel. The process continues at step 102 where the panel is divided into a plurality of pixels by the design of the modulation electrodes or by raster writing an image into the panel. The process then requires the creation of a computer generated holographic frame or a mixture of two adjacent frames. In step 103 a question is raised as to whether the user wishes to generate color reproduction. If the answer is no, then the process is completed at step 110 of FIG.

단계(104)에 대한 대답이 "예"이면, 프로세스는 도 1의 단계(105)로 이동한다. 3색에 관한 프레임들이 순차로 기록되고, 적당한 칼라로 차례로 스트로브된 후, 다음 화상에 관한 칼라 분리 프레임들이 시작된다. 이어서, 각 화상은, 단계(107)에서 특정의 칼라로 렌더링되는 화상을 만들어 내기 위한, 컴퓨터를 이용하여 만든 홀로그램이다. 적당한 보정이 행해진 후, 단계(108)에서 그 프레임에 대해 실제의 재생 파장으로 화상이 만들어 진다. 다양한 설계 방법을 행함으로써, 예컨대, 만일 각 칼라마다의 모든 깊이를 연속해서 주사하거나 칼라가 섞이면, 단계(109)에서 모든 칼라를 소정의 깊이로 디스플레이할 수 있다. 이어서, 프로세스는 단계(110)에서 종료한다.If the answer to step 104 is "yes", the process moves to step 105 of FIG. Frames relating to the three colors are recorded in sequence, and strobe to the appropriate color one after another, and color separation frames for the next image are started. Each image is then a hologram made using a computer for producing an image rendered in a particular color in step 107. After proper correction is made, an image is created at step 108 with the actual reproduction wavelength for that frame. By performing various design methods, for example, if all the depths for each color are continuously scanned or the colors are mixed, then in step 109 all colors can be displayed at a predetermined depth. The process then ends at 110.

전술한 바와 같이, 도 1은 홀로그래피 풀 칼라 디스플레이를 위한 PLZT 세라믹 디스플레이 매체를 이용하기 위한 방법의 흐름도와 일반적인 윤곽을 나타낸다.As noted above, FIG. 1 shows a flow diagram and general outline of a method for using a PLZT ceramic display medium for holographic full color display.

도 2는 광도전층(203) 상에 투명 인듐-주석-옥사이드(ITO) 전극(201)을 갖는 세라믹 PLZT의 슬래브(200)의 "전면도"를 도시한다. 다른 전극(204)도 도시되고 있다. 도 3은 투명 ITO 전극(301)과 다른 전극(302)을 갖는 슬래브(303)의 "배면도"를 도시한다.FIG. 2 shows a “front view” of slab 200 of ceramic PLZT with transparent indium-tin-oxide (ITO) electrode 201 on photoconductive layer 203. Another electrode 204 is also shown. 3 shows a "back view" of a slab 303 having a transparent ITO electrode 301 and another electrode 302.

도 4는 슬래브 세라믹 물질(400)을 도시하는 것으로서, 401을 확대도(402)로 표현하고 있고, 인가된 폴링 전계에 응답하여 각 물질 입자 안에서 굴절율 축의 정렬(403)을 묘사하고 있다.4 illustrates slab ceramic material 400, depicting 401 as an enlarged view 402, and depicts an alignment 403 of the index of refraction axis within each material particle in response to an applied polling field.

도 5는 복수의 적색(505), 녹색(506), 청색(507)의 R, G, B의 간섭성 광원을 이용하여 3색의 재생을 묘사하는 세라믹 PLZT 디스플레이의 전면도를 도시한다. 도 5는 광도전층(503) 상에 투명 인듐-주석-옥사이드(ITO) 전극(501)을 갖는 세라믹 PLZT의 슬래브(500)의 "전면도"를 도시한다. 다른 전극(504)도 도시되어 있다.5 shows a front view of a ceramic PLZT display depicting the reproduction of three colors using coherent light sources of R, G, B of a plurality of red 505, green 506, blue 507. FIG. 5 shows a “front view” of a slab 500 of ceramic PLZT with a transparent indium-tin-oxide (ITO) electrode 501 on the photoconductive layer 503. Another electrode 504 is also shown.

본 발명은 란탄 강화 납 지르코네이트 티타네이트 합성물인 진보적인 PLZT 기록 물질에 기반을 두고 있으며, 비메모리 세라믹 디스플레이 물질로서 이용되는 이 PLZT 물질에 의해, 본 발명은 트루 풀 칼라인 적색, 청색, 청색(RGB)의 3차원 홀로그래피 화상을 디스플레이할 수 있는 효과를 실현한다.The present invention is based on the advanced PLZT recording material, a lanthanum-enhanced lead zirconate titanate composite, and by this PLZT material used as a non-memory ceramic display material, the present invention is a true full color red, blue, blue An effect that can display a three-dimensional holographic image of (RGB) is realized.

Claims (12)

컴퓨터 기반의 홀로그래피 풀 칼라 화상 디스플레이 시스템으로서,A computer based holographic full color image display system, 비메모리 세라믹 디스플레이로서 사용되는 영구의 홀로그래피 기록 매체 수단과,Permanent holographic recording medium means used as a non-memory ceramic display; 상기 화상을 동적으로 행하게 하는 수단과,Means for performing the image dynamically; 상기 홀로그래피 기록 매체가 풀 칼라인 적색, 녹색, 청색(RGB) 표현 디스플레이를 제공하는 수단Means for providing a red, green, blue (RGB) representation display in which the holographic recording medium is full color 을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 기반의 디스플레이 시스템.Computer-based display system comprising a. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래피 기록 매체는 PLZT를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 시스템.The system of claim 1, wherein the holographic recording medium is based on PLZT. 제2항에 있어서, 상기 PLZT 홀로그래피 기록 매체는 상기 풀 칼라로 된 (RGB) 표현 디스플레이를 동적이며, 신속하고, 리프레쉬되게 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.3. The system of claim 2, wherein the PLZT holographic recording medium provides the full color (RGB) representation display dynamically, quickly, and refreshed. 제2항에 있어서, 상기 PLZT 디스플레이 매체의 이용은 동화상을 상기 매체에 표시되기에 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.3. The system of claim 2, wherein the use of the PLZT display medium facilitates displaying a moving picture on the medium. 제3항에 있어서, 3 이상의 칼라에 관한 프레임들이 순차로 기록되고 적당한 칼라로 순서대로 스트로브된 후, 다음 프레임에 관한 칼라 분리 프레임들이 시작되고, 각 프레임은 특정 칼라로 렌더링되는 화상을 만들어 내고 그 프레임에 관해 실제 재생 파장으로 화상을 만들어 내는, 컴퓨터를 이용하여 만든 홀로그램인 것을 특징으로 하는 시스템.4. The apparatus according to claim 3, wherein frames relating to three or more colors are sequentially recorded and strobe in an appropriate color order, followed by color separation frames for the next frame, each frame producing an image that is rendered in a particular color and the A computer-generated hologram that produces an image at an actual reproduction wavelength for a frame. 제5항에 있어서, 상기 깊이는 소정의 깊이에 상응하는, 컴퓨터를 이용하여 만든 홀로그래피를 연속해서 스캔함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 시스템.6. The system of claim 5, wherein the depth is obtained by successive scanning of computer-generated holography that corresponds to a predetermined depth. 제6항에 있어서, 설계의 방법은 칼라가 섞이도록 각 칼라마다의 모든 깊이를 연속해서 스캔하고 모든 칼라를 소정의 깊이로 디스플레이함으로써 행해질 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.7. The system of claim 6, wherein the method of design can be done by continuously scanning all the depths for each color to display the colors and displaying all the colors to a predetermined depth. 제6항에 있어서, 신속한 동화상의 생성은 푸리에 도메인 디스플레이로부터 화상을 만들도록 이용되는 보조적인 광학 기술을 이용하여 달성되고, 모든 화상 조작은 푸리에 공간에서 행해지는 것을 특징으로 하는 시스템.7. The system of claim 6, wherein the rapid generation of moving images is achieved using assistive optical techniques used to make an image from a Fourier domain display, and all image manipulations are performed in Fourier space. 제2항에 있어서, 상기 PLZT 홀로그래피 매체는 납, 란탄, 지르코늄 및 티타늄으로 이루어지는 금속 산화물의 혼합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 시스템.3. The system of claim 2, wherein the PLZT holographic medium is derived from a mixture of metal oxides consisting of lead, lanthanum, zirconium and titanium. 제9항에 있어서, 상기 산화 금속들은 산화 납(PbO), 산화 란탄(La2O3), 산화 티탄(TiO2) 및 산화 지르코늄(ZrO2)인 것을 특징으로 하는 시스템.10. The system of claim 9, wherein the metal oxides are lead oxide (PbO), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ) and zirconium oxide (ZrO 2 ). 제10항에 있어서, 상기 산화 란탄은 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm) 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb), 루테튬(Lu)을 포함하는 "란탄계"의 원소들 중 주기율표 안의 다른 산화물로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.The method of claim 10, wherein the lanthanum oxide is cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm) samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), thulium (Tm), ytterbium (Yb), ruthetium (Lu) of the elements of the "lanthanum" element, characterized in that it can be replaced with other oxides in the periodic table. 동적인 홀로그래피 풀 칼라 화상 디스플레이를 이용하는 방법으로서,As a method of using a dynamic holographic full color image display, 비메모리 세라믹 디스플레이로서 사용되는 영구의 홀로그래피 기록 매체 수단을 제공하는 단계와,Providing a permanent holographic recording medium means used as a non-memory ceramic display; 상기 화상을 동적으로 행하게 하는 수단을 제공하는 단계와,Providing means for performing the image dynamically; 풀 칼라인 적색, 녹색, 청색(RGB) 표현의 디스플레이를 생성하도록 상기 홀로그래피 기록 매체를 이용하는 단계Using the holographic recording medium to produce a display in full color red, green, blue (RGB) representation 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Method comprising a.
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