KR20040083476A - 방사선 조절 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR20040083476A KR10-2004-7009723A KR20047009723A KR20040083476A KR 20040083476 A KR20040083476 A KR 20040083476A KR 20047009723 A KR20047009723 A KR 20047009723A KR 20040083476 A KR20040083476 A KR 20040083476A
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그레그 이. 파바로라
조슈아 나폴리
데이비드-헨리 올리버
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액츄앨리티 시스템즈, 인크.
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Abstract

홀로그래픽 이미징 시스템 및 방법은 방사선을 발생시키는 방사선원(radiation source)을 포함한다. 데이터베이스는 기록된 화면내의 지점에서 방출되는 광선의 궤도를 각각 나타내는 요소들의 세트를 갖는다. 공간 광 변조기는 방사선원으로부터의 방사선 및 공간 광 변조기에 맵핑되는 데이터베이스의 요소들을 수신함으로써, 기록된 화면의 2차원 비트맵(bitmap) 특성의 광학 신호를 공간 광 변조기로부터 투사한다. 회절 광학 소자는 공간 광 변조기로부터 투사된 광학 신호를 수신하는 기본 프린지(basis fringe)세트를 포함하여, 광학 신호를 소정의 방향으로 회절시킨다. 다중화기는 데이터베이스의 요소들을 수신하여, 데이터베이스의 요소들을 공간 광 변조기에 다중화시킨다. 타이밍 장치는 데이터베이스를 공간 광 변조기에 다중화시키고 광학 신호를 소정의 방향으로 회절시키는 것을 동기화시킨다.

Description

방사선 조절 시스템 및 그 방법{Radiation conditioning system and method thereof}
3차원(3-D) 화면으로부터 방출되는 파면(wavefronts)을 근사화함으로써 3차원 이미지를 생성할 수 있다는 것이 공지되어 있다. 한 가지 이와 같은 부류의 디스플레이는 다시점으로부터 3-D 화면의 모양(appearance)을 투사하는 "시차 디스플레이"를 포함한다. 일반적으로, 시차 디스플레이는 시청자가 자신의 머리를 수직 및/또는 수평으로 움직여 서로 다른 시점으로부터 3-D 화면을 시청하도록 한다. 도1은 일반적인 시차 디스플레이(10)를 도시한 것이다.
도1에서, 3-D 이미지(20)는 위치(A 또는 B)에 있는 시청자의 눈으로 들어오는 이미지 평면(image plane)(또는, 홀로그램 평면)(40)으로부터 방출되는 광선으로 인해 시차 디스플레이(10)에 의해 투사된다. 일반적으로, 통상적으로 시준된 레이저 빔(collimated laser beam), 2D 비트맵된 이미지의 시퀀스, 또는 인터디지탈형 2D 뷰(interdigitated 2D views)로 이루어진 단일의 2D 이미지인 조명원(50)은광을 광 조종 및 정형화 소자(55)(light steering and shaping element)로 통과시킨다.
시차 디스플레이를 구성하는 특정한 여러 가지 방법이 있다. 한 가지 방법은 렌티큘라(lenticular) 렌즈 어레이 또는 이와 유사한 기능의 홀로그래픽 광학 소자와 같은 렌즈 시트를 사용하여, 인터디지털형 이미지를 자신들의 대응하는 최근접 시점(viewpoints)에 맵핑한다. 이 방식에서, 시차(paralllax) 디스플레이 주위를 걷는 사용자는 대응하는 시점으로부터 화면의 모양을 근사화시키는 일련의 이미지를 볼 것이다. 도2에서, 렌티큘라 렌즈 시트(52)는 자신의 표면중 적어도 한 표면상에서 렌티큘라 렌즈(54)의 어레이를 포함한다. 렌티큘라 렌즈 시트(52)는 시차 디스플레이(10)가 상이한 시야 각(viewing angles)에 대해 상이한 상(imagery)을 투사하도록 한다. 적절하게 정합된 상이 스크린상으로 투사되거나, 스크린이 액정 디스플레이(LCD)와 같은 이미지 소스(image source)상에 중첩되면, 이 시스템은 정확한 투시(perspective) 및 시차를 제공하고 또한 가변 투명성(transparency)을 갖는 상을 제공하여, 물체들이 서로 폐쇄(occlude)되도록 한다. 이는 각 투사된 프레임 마다 여러 시점으로부터 이미지 데이터를 계산하는 것을 필요로 한다. 렌티큘라 렌즈 및 렌즈 어레이가 본 기술 분야에 널리 공지되었지만, 이들이 어떻게 작동되는지에 대해 간략히 설명될 것이다.
렌티큘라 렌즈 어레이의 널리 공지된 실시예는 렌티큘라 렌즈 시트이다. 이는 다수의 인접하며, 평행하며, 신장되고 부분적으로 원통형의 렌즈를 지닌 시트 및 시트상의 다수의(예를 들어, 2개의) 인터리빙(interleaved)된 렌즈를 지닌 시트를 포함한다. 일반적으로, 다수의 렌즈는 다수의 인터리빙된 이미지를 밑에놓인 시트상에 디스플레이하지만, 이 이미지들중 단지 하나의 이미지만이 시트 위의 임의의 제공된 우세 지점(vantage point)으로부터 가시화(visible)될 수 있을 것이다.
이를 설명하는 주요 원리는 다수의 렌즈 소자(54(1-3))를 지닌 렌티큘라 렌즈 시트(52)의 개략적인 측면도를 제공하는 도2에 도시되어 있다. 밑에 놓인 시트상의 이미지는 픽셀(56-58)로 표현된다. 이 예에서, 각각의 첨자 "a", "b", 및 "c"로 식별되는 3개의 이미지 픽셀은 각 렌즈 소자(54)로 나타난다. 따라서, 예를 들어, 렌즈 소자(54(1))에는 3개의 관련된 픽셀(56a,56b,56c)가 존재한다.
어떤 사람이 위치 "A"에서 시트를 보면, 렌즈 소자(54(1))의 포커싱 성능 때문에, 렌즈 소자(54(1))는 이 사람이 픽셀(56a)로부터 광을 볼 수 있도록 한다. 즉, 렌즈 소자(54(1))가 수집한 광중, 픽셀 소자(56a)로부터 수집된 광만을 위치 "A"에 있는 사람에게 전송한다. 렌즈 소자(54(1))가 렌즈 아래에 있는 다른 위치들로부터 수집하는 나머지 광은 다른 방향으로 전송되어 위치"A"에 있는 사람이 볼 수 없게 될 것이다. 유사한 이유로, 위치"B"에 있는 사람은 픽셀(56b)로부터 방출되는 광만을 보지만, 렌즈 소자(54(1)) 아래에 있는 다른 위치들로부터 방출되는 광을 보지 못한다.
Benton 및 Kollin에게 허여된 미국 특허 제5,172,251호는 3차원 디스플레이 시스템을 개시한다. 최근에, Eichenlaub 등(Proc.SPIE,3639, p.110-121, 1999)은 상이하거나 사전-저장된 이미지를 각각 지닌 최대 24개의 불연속 뷰잉 존(discrete viewing zones)을 생성시키는 불연속 광 필드 디스플레이를 발표하였다. 각 관찰자의 눈이 한 존에서 또 다른 존으로 전이(transition)할 때, 이미지는 다음 존으로 점프하는 것으로 나타난다.
실제로, 시차 디스플레이는 문제가 있다. 일반적으로, 부적절한 방향으로 방출되는 상당히 눈에 띄는 광이 존재하여, 잘못된 시점으로부터의 상이 가시화되도록 한다. 게다가, 실질적인 제약이 각 렌즈 소자에 의해 취급될 수 있는 뷰(view) 수를 제한하기 때문에, 이미지 사실성(image realism)은 떨어진다. 예를 들어, 픽셀 밀도 및 시점들의 수는 회절 효과 및 휘도(brightness) 조건에 의해 제한된다. 또한, 많은 공지된 렌티큘라 시트 시차 디스플레이는 시청자가 시점들 사이를 전이할 때 바람직하지 않는 암 밴드(dark bands)를 생성시킨다. 그러므로, 많은 수(즉, 100+)의 시점, 고 분해능(resolution), 고 휘도, 및 뷰 존들간의 완만한 전이를 지닌 시차 디스플레이가 바람직하다.
렌티큘라 시트를 사용하는 것 보다 3D 화면을 사용함으로써 발생된 광 필드를 보다 근접하게 근사화시킬 필요가 있다. 시차 디스플레이 세트의 서브셋은 홀로그래픽 디스플레이 및 홀로그래픽 스테레오그램을 포함한다. 홀로그래픽 비디오("홀로비디오(holovideo)") 시스템은 사실적인 3D 상을 생성하며, 뷰잉 존 또는 패널 내부 또는 외부에서 플로우트(float)하도록 나타내고, 모션 시차를 나타낸다. 홀로비디오는 셰이딩(shading), 모션 시차 및 시청자-위치-종속 반사(reflection) 및 감춰진-표면 제거의 단안용 및 쌍안용 깊이 큐(monocular and binocular depth cues)를 제공한다.
수직 확산기(vertical diffuser)에 걸쳐서 일반적으로 음향-광학스캐너(acousto-optic scanner)의 상을 스캔닝함으로써 홀로그래픽 비디오를 생성시키는 한 그룹의 시스템들이 Massachusetts Institute of Technology(MIT) Media Laboratory에서 창안되었다. 이것이 도3에 도시되어 있다.
이상적인 홀로그래픽 스테레오그램은 수평으로 이동중인 시청자가 연속적인 투시 범위를 보도록 하는 방식으로 각 홀로그래픽 픽셀(또는 "호겔(hogel)")로부터 광을 방출시킨다. 도 5A를 참조하면, 여기서, 홀로그램 평면(340)은 호겔(341)과 같은 호겔들로 분해된다. 연속 범위의 시청자 위치들이 나타난다.
기존의 합성 홀로그래픽 스테레오그램은 시차 뷰를 샘플링한다. 샘플링된 시차가 도5b에 도시되어 있다. 화면 시차는 한 세트의 한정된 방향으로부터 포착되고 나서, 이들과 동일한 포착 방향으로 다시 재투사된다. 뷰 존 내의 시차 뷰들간의 갭을 방지하기 위하여, 각 뷰는 작은 각도 범위에 걸쳐서 균일하게 수평으로 확산된다.
이 방식으로 홀로그래픽 스테레오그램을 생성시키는데 2가지, 즉 화면 시차를 묘사하는 N개의 이미지 세트 및 이들 이미지를 N개의 회전 방향으로 중계(relay)하는 회절 패턴이 필요로 된다. MIT Media Laboratory의 홀로그래픽 비디오 시스템의 경우에, 기본 프린지(basis fringe)라고 불리는 N개의 회절 소자의 세트가 계산된다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 조명될 때, 이들 프린지는 광을 뷰 존으로 다시 향하게 한다. 이들 회절 소자는 어떤 이미지 정보와 무관하지만, 한 소자가 이미지 픽셀 값과 결합될 때, 이는 상기 픽셀 정보를 뷰 존 내의 지정된 스팬(span)으로 향하게 한다. 도 6은 3개의 공간 주파수를 위한 3개의 기본프린지(355, 360, 365)를 도시한다. 각 기본 프린지의 우측에는 홀로그램 라인을 가로질러 기본 프린지를 반복하는 예가 도시되어 있다. 기본 프린지(355)는 홀로그램 라인(342)을 가로질러 반복되고 조명(350)에 의해 조명되어, 기본 프린지(355)에 의해 결정되는 궤도를 지닌 출력(356)을 발생시킨다. 마찬가지로, 고 주파수의 기본 프린지(360)는 홀로그램 라인(343)을 가로질러 반복되고 조명 장치(350)에 의해 조명되어, (365)에 대해 유사하지만 상이한 궤도를 지닌 출력(361)을 발생시킨다.
어떤 기본 프린지가 3D 화면을 생성시키는데 필요한 지를 추론하는 여러 가지 방법이 있다. 전형적인 방법은 컴퓨터-그래픽 방법을 사용하여 N개의 상이한 방향으로부터 화면을 포착하는 것이다. 이 방법이 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서, 화면 시차 정보를 포착 또는 표현하기 위하여, 카메라가 선형 트랙을 따라서 위치되는데, 이 뷰 또한 포착 평면과 수직이다. N개의 뷰가 기본 프린지의 중심 출력 방향과 대응하는 트랙을 따르는 위치로부터 생성된다. 이 유형의 수평 시차 전용(HPO)으로 계산된 스테레오그램에서, 정확한 포착 카메라는 수직 방향에서 하이브리드 투사-투시를 사용하고 수평 방향에서 오쏘그래픽(orthographic)을 사용한다. 바람직한 3D 화면(2)은 포착 평면(4) 근처에 위치된다. 일련의 시점으로부터 화면(2)의 스냅사진(snapshots)을 찍는 카메라(Co, C1, 및 CN-1) 세트가 도시되어 있다.
N개의 시차 뷰가 생성되면, MIT 그룹은 이들을 N개의 사전-계산된 프린지와결합하여, 홀로그래픽 스테레오그램을 어셈블한다. 실제로, 이 화면 재구성은 도3에 도시된 장치를 사용하여 성취된다. 음향-광학 변조기(AOM)는 도7에 도시된 단계로부터 컴파일된 데이터의 함수에 따라서 기조 벡터의 가중된 선형 조합의 스트림을 발생시킨다.
상술된 바와 같이, 소수의 기존 시스템은 합성 홀로그램 평면을 호겔이라 칭하는 균질 스펙트럼 영역(spectrally-homogenous regions)으로 분해하는데, 이들 영역 각각은 공간 광 변조기(SLM) 또는 음향-광학 변조기에 의해 완전히 "투사"된다. 음향-광학 변조기는, 한 가지 동작 모드에서, 초음파가 자신을 통해서 전파될 때 광을 회절시킬 수 있는 장치이다. 홀로그램이 밀리미터당 1000개의 라인 쌍을 필요로 하기 때문에, 상은 통상적으로, 작거나 저 분해능으로 된다.
계산 기술이 합성 홀로그램을 생성하도록 한다는 것이 널리 공지되어 있다. 전형적인 홀로그램은 실제 가시광을 회절시키기 위하여 mm당 대략 300 내지 2000 라인(평방 밀리미터 당 10,000,000개의 샘플)을 필요로 한다. 이는 난감한 문제점이다.
소정의 광 필드를 발생시키는 AOM 입력을 발생시키는 것은 계산적으로 어렵다. 게다가, 시스템은 비용이 엄청나게 많이 드는 갈바노미트릭 스캐너(galvanometric scanners) 및 음향-광학 스캐너와 같은 부품을 사용한다. 이 유형의 시스템이 도3에 도시되어 있다. 레이저(150)는 AOMs(154)의 배면을 조명한다. AOMs은 레이저 광을 수평적으로 회절시키는 모드로 동작하여, 최종 홀로그래픽 이미지의 성분 "호겔"을 생성시킨다. 수직 및 수평 스캐너는 회절된 광을 수직 확산기(159)로 향하게 한다. 이미지 볼륨(image volume)(30)은 수직 확산기(159)를 스트래들(straddle)한다. 3D 광 필드는 시청에 의해 가시화될 수 있다.
홀로그래픽 비디오의 또 다른 방법은 홀로그래픽 프린지로서 SLM 픽셀을 사용한다. 이에 대한 한 가지 실시예는 C.Slinger, B.Bannister, C.Cameron, S.Coomber, I.Cresswell, P.Hallett, J.Hughes, V.Hui, C.Jones, R.Miller, V. Minter, D.Pain, D.Scattergood, D.Sheerin, M.Smith, and M.Stanley, "Progress and prospects for practical electro-holography systems," in Practical Holography XV and Holographic Materials VII, Stephen A.Benton, Sylvia H.Stevenson and T.John Trout, eds., Proceedings of SPIE v. 4296(2001)에 개시되어 있다. 이것이 도4에 도시되어 있다. 레이저(250)는 전기적으로-처리가능한 공간 광 변조기(EASLM)(251)를 조사한다. 광학적으로 처리가능한 공간 광 변조기(OASLM)(253)는 복제(replication)/중계 스테이지(252)에 의해 EASLM(251)로부터 일련의 시간별 이미지로 처리된다. 이 방식에서, EASLM의 속도는 OASLM의 표면상의 공간 분해능에 대해 균형을 이룬다. OASLM상으로 투사되는 상이 홀로그램이다. EASLM 및 OASLM의 각 픽셀은 근원적인 회절 패턴의 성분으로서 사용된다. 전기적으로-처리가능한 SLMs 및 복제 광학(replication optics)은 판독출력을 위하여 컴퓨터-생성된 홀로그램 이미지 세그먼트를 광학적으로-처리가능한 SLM(OASLM)상으로 투사한다. 이 시스템은 고-전력의 레이저를 필요로 하고 저 분해능 상을 생성시키는데, 그 이유는 각 SLM 픽셀이 홀로그래픽 프린지 내에서 사용되기 때문이다.
요약하면, 많은 기존의 홀로그래픽 비디오 시스템은 도10에 도시된 바와 같이 개략적으로 나타낼 수 있다. 기본 프린지(355, 360, 365) 세트는 "호겔 벡터"에 의한 화면 생성 후 공지된 기술들을 사용하여 가중되어, 호겔(370)의 스트림을 형성한다. "호겔 벡터"는 호겔의 회절 목적을 규정하는 샘플링된 호겔 스펙트럼이다. 스캔닝 또는 틸링 시스템(scanning or tiling system)(154)은 홀로그램 평면(340)에 걸쳐서 스캔닝하여, 이미지 볼륨(30)을 생성시킨다.
상술한 시스템은 분해능이 낮고, 계산 조건을 요구하고, 값비싼 광학 및 기계적 부품의 사용을 필요로 한다. 볼륨-재생가능한 부품 및 기존의 계산 기반구조로 이루어진 시스템은 고분해능의 상을 얻을 수 있어야 하고 3D 광 필드를 보다 양호하게 근사화시킬 수 있는 성능을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 일반적으로 전자 디스플레이 기술에 관한 것이며, 특히 다시점 3차원 시차 디스플레이(multi-view three-dimensional parallax displays)에 관한 것이다.
도1a는 일반적인 시차 디스플레이의 구성요소를 도시한 상면도.
도1b는 일반적인 시차 디스플레이의 구성요소를 도시한 측면도.
도2는 렌티큘라 스크린을 개략적으로 도시한 도면.
도3은 수직 확산기상으로 음향-광학 변조기의 스캔닝된 이미지를 사용하는 홀로그래픽 비디오 시스템을 도시한 도면.
도4는 광학 틸링을 사용하는 홀로그래픽 비디오 시스템을 도시한 도면.
도5a는 연속적인 시차 샘플링을 도시한 도면.
도5b는 불연속적인 시차 샘플링을 도시한 도면.
도6은 기본 프린지 및 이들의 회절 효과를 도시한 도면.
도7은 수평 트랙상의 카메라 세트에 의해 포착된 이미지를 도시한 도면.
도8a는 포인트 소스 이미지를 위한 홀로그램 평면을 도시한 단면도.
도8b는 포인트 소스 이미지를 위한 홀로그램 평면의 단면을 도시한 상면도.
도9a는 디스크-형상의 회절 광학 소자(DOE)를 도시한 도면.
도9b는 직사각형 형상의 회절 광학 소자(DOE)를 도시한 도면.
도9c는 도9a 및 도9b의 디스크-형상 및 직사각형 회절 광학 소자(DOE)를 도시한 상면도.
도10은 스캔닝되거나 틸링된 호겔 기술들의 데이터 및 광학적 플로우를 도시한 도면.
도11은 스펙트럼 다중화의 데이터 및 광학적 폴로우를 도시한 도면.
도12a는 포인트 소스 이미지를 위한 하나의 홀로그램 평면 라인을 도시한 도면.
도12b는 도12a의 포인트 소스 이미지를 위한 홀로그램 평면 라인의 순간적인 전개를 도시한 도면.
도13a는 스펙트럼적으로-다중화된 디스플레이 장치를 도시한 상면도.
도13b는 스펙트럼적으로-다중화된 디스플레이 장치를 도시한 측면도.
도14는 통신 네트워크에 접속된 도13의 데이터베이스를 도시한 도면.
본 발명의 시스템은 다른 공지된 시스템과 상이한 방식으로 인간의 비전 지속성(human persistence of vision)을 촉진시킨다. 본 발명에 있어, 사전에 기본 프린지의 세트를 회전 회절 광학 소자(DOE)로 엔코딩한다. 기본 프린지는 특정 스펙트럼 프로필을 포함하기 위하여 계산되는 기본적인 프린지 패턴이다. 기본 프린지의 선형 합산은 광을 회절시키는데 사용된다. 이 명칭은 수학적인 기조 함수와 유사하다. DOE는 적절한 시간에서 2D SLM에 의해 광학적으로 처리된다. 따라서, 약 0.05초의 시간 윈도우에 걸쳐, 홀로그래픽 평면은 시간에 걸친 합산에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 다시점 시차 디스플레이(multi-view parallax display)는 각 방향성 필드를 완전히 생성시켜 홀로그램 평면의 분해능을 이론적으로 SLM 분해능과 동일하게 되도록 하는 고분해능 2D 이미지 생성기(SLM)를 사용한다. 회전 홀로그래픽 광학 소자와 같은 주기적인 이미지 스캐너는 출사 각도(exit angles) 범위에 걸쳐서 지향성 필드를 연속적으로 스캔한다. 그러므로, 3D 광 필드는 소위 스펙트럼 다중화를 사용하여 고 공간 및 각도 분해능으로 합성되는데, 그 이유는 일련의 각도(또는, 스펙트럼) 성분이 일련의 시간별로 투사되기 때문이다. 인간의 비전 지속성은 일련의 스펙트럼 성분을 가시 이미지와 통합시킨다. 시스템 엔지니어는 공지된 기술들을 사용하여 보다 정확하게-계산된 일반적인 광 필드의 성분으로서 또는 한 세트의 별개 시점으로서 연속적인 지향성 필드를 사용하는데 유연성(flexibility)을 제공받는다.
일반적으로, 이 방법은 몇 단계들을 포함한다:
1. 화면의 스펙트럼 분해단계: 홀로그램 평면에서 출사되는 광선 궤도(예를 들어, 기점, 궤도 각도, 세기 및 칼러)의 데이터베이스가 생성된다. 한 가지 방법은 다시점으로부터, 가령 수평 트랙을 따라서 이동하는 카메라로부터 화면을 묘사하거나 기록하고 이와같은 스냅사진을 상이한 투사 시간에 할당한다. 또 다른 방법은 3-D 화면의 광 필드를 검사하여 홀로그램 평면에서 출사되는 성분 광선(constituent rays)의 궤도를 계산하여, 광 필드를 발생시킨다. 이는 도8A 및 도8b에 도시되어 있다. 포인트 소스 이미지(2)는 시청자 위치(A)로부터 시청자 위치(B)까지 가시화 되도록 하는 포착 평면(4) 근처에 위치된다. 홀로그램 라인(4a)의 상면도가 도8b에 도시되어 있다. 여기서, 포인트 소스 이미지(2)에서 출사되는 광선 궤도는 홀로그램 라인(4a)을 따른다. 호겔(i 내지 i+3)에 대한, 빔 출사 각도가 도시된다. 보다 복잡한 화면은 3D 화면의 각 소자의 기여도(contributions)를 합산함으로써 구성된다. 호겔(홀로그래픽 소자)은 프린지 패턴의 공간 샘플을 표현하고 균질의 스펙트럼을 보유하는 작은 기능의 홀로그램 회절 편(diffractive piece)이다.
2. 기본적인 이미지 투사단계: 고속 2D 투사기(projector)는 스펙트럼적으로-분류된(광선 각도에 의해 분류된다) 데이터를 초당 5,000-10,000의 고속 시퀀스(sequence)로 투사한다. 전형적으로, 홀로그래픽 비디오 재생율(refresh rate)은 광선 각도의 총수(또는, 등가적으로, 투시 시점의 수)로 나뉘어지는 상기 투사기 비율과 동일하다. 상은 스캔닝 소자, 바람직하게는 회전 회절 광학 소자(DOE)상에 또는 이 소자를 통해서 투사된다.
3. 뷰 존 스캔닝단계: 도 9에서, 회전 DOE(455)는 뷰잉 존을 가로지르는 뷰를 연속적으로 스캔한다. DOE는 가변 공간 주파수 또는 한 세트의 공간 주파수 및 포커싱 특성들에 의해 엔코딩된다. 공간 주파수는 DOE의 표면상의 각도의 사인 함수이다. DOE(455)는 2D 투사기로부터의 광을 홀로그램 평면을 통해서 서로 다른 각도로 지향시켜, 가시 3D 이미지를 생성시킨다. 대안적으로, DOE는 0, 1 또는 2차원 광을 스캔할 수 있고, 또한 기본 프린지의 물리적인 실시예이다.
본원에 서술된 시스템은 시청자의 비전 지속성을 사용하여, 기본 프린지를 합산한다. 이는 또한, 뷰 존을 스캔닝하는 방법면에서 시스템 엔지니어에게 유연성을 제공하며, 프린지 생성 복잡도 및 비용을 감소시키고, 개별적인 투사기 픽셀을 홀로그램 평면 영역에 고밀도로 맵핑시킴으로써 시스템 분해능을 크게 증가시키는"스펙트럼 다중화"의 개념을 사용한다. 이것이 도11에 도시되어 있다. 호겔 프린지 성분의 데이터베이스가 생성된다. 이미지 볼륨(30) 내의 이미지(20)는 공간 광 변조기(SLM), LED 어레이 또는 회전 DOE(455)를 통해서, 또는 0, 1, 2, 또는 3차원 방사선을 투사할 수 있는 다른 장치와 같은 방사선 투사기(451)에 의해 투사되는 일련의 2D 비트맵에 의해 홀로그램 평면(440)으로부터 투사된다. 이 방식에서, 2D SLM의 각 픽셀은 홀로그램 평면 내의 영역에 맵핑되고, 이의 궤도는 일반적으로 시간 함수(이는 DOE의 스캔 각도와 관계한다)에 따라서 결정된다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
홀로그래픽 비디오는 임의의 3차원(3D) 광 필드를 발생시키는데 필요하다. 3D 광 필드는 각종 궤도 및 프로필을 지닌 빔의 앙상블과 같은 성분으로 상기 필드를 계산적으로 분해하고 시변 특성을 지닌 다영역 광-정형화 소자에 의해 광을 변조시키는 투사기에 의해 이들 성분을 투사함으로써 발생될 수 있다.
도11에서, 3D 이미지(20)는 적절한 광선 세트가 홀로그램 평면(440)에서 출사될 때 이미지 볼륨(30)에서 생성된다. 주파수가 사인 각도 함수인 회절 패턴으로 물리적으로 엔코딩되는 회절 광학 소자(DOE)(455)는 공간 광 변조기(SLM), LED 어레이 또는 0, 1, 2, 또는 3차원 방사선을 투사할 수 있는 다른 장치와 같은 방사선 투사기(451)에서 출사되는 2D 비트맵을 시간별로 스캔한다. SLM은 3D 데이터 스트림 또는 제어 신호(435)에 의해 제어된다. 데이터 스트림(435)은 시분할 다중화된 호겔 벡터 세트를 포함한다.
우선, 광선 기점 및 궤도의 데이터베이스가 생성된다. 즉, 각 호겔의 출력은 라인 상에 배치된 카메라 세트에 의해 촬영된 이미지에 대응하거나 3D 화면의 각 소자로부터 역방향 광선-추적함으로써 예측될 수 있다.
도 12를 참조하면, 이미지 데이터베이스가 생성되면, 데이터 스트림(435)은 강유전성 액정 디스플레이(FELCO) 또는 Texas Instruments Digital Micromirror DeviceTM과 같은 마이크로전기기계 시스템(microelectromechanical system: MEMS) 장치와 같은 2D SLM(451)을 활성화시킨다. 디지털(또는, "변형가능한(deformable)") 미러 장치는 Texas Instruments 사에 의해 제조된 MEMS-기반으로 한 마이크로디스플레이의 상표명이다. 전형적인 DMD는 전자적으로 처리가능한 1024 ×768 ×13.7㎛ 미러의 어레이 이다.
각 미러는 10-12도 기울어져 "온" 또는 "오프" 상태에 있다. 이미지 평면 앞에 위치되는 포인트 소스 이미지(2)에 대해서, 2D SLM의 단일 라인(C)에 대한 시간별 활성화를 나타내었다. 제1 시간 슬롯(t0)에서, SLM 픽셀(i)이 활성화되어, 빔 조종(beam steering)이 발생된 후(후술됨), 광선을 픽셀(i)로부터 포인트 소스(2)를 통과시킨다. 다음 시간 슬롯(t1)에서, SLM 픽셀(i+2)이 활성화되어, 광을 홀로그램 평면에 수직한 방향으로 통과시킨다. 시간 슬롯(t2)에서, SLM 픽셀(i+4)이 활성화되어, 이 픽셀에서 출사되는 광을 조종 성분에 의해 포인트 소스(2)를 또 다시 교차(intersect)하는 방향으로 조종한다.
빔 조종은 선형(직사각형) 또는 원형일 수 있는 회절 광학 소자(DOE)에 의해 수행된다. 이 목적을 위한 전형적인 DOE는 도9에 도시된 스핀닝-디스크 회절 광학 소자이다. DOE(455)는 기본 프린지를 포함하고 수학식 1에 따라서 변화하는 회절 격자에 의해 에칭된다.
f = A sin(θ) + B
여기서, f는 회절 격자의 공간 주파수 이며, A는 최대 대 최소 회절 격자 주파수(465 및 454)의 비를 결정하는 스케일링 팩터이며, θ는 각도 차원(dimension)이며, B는 각도 캐리어 주파수로 간주될 수 있는 옵셋(offset)이다. 디스크-형상의 DOE(455)의 목적은, DOE의 평면에 수직하고 DOE의 중심을 교차하는 축에 대해서 DOE가 회전하면, 레이저 빔(450)과 같은 입사광이 각종 출사 각도를 통해서 전,후로 스위프(sweep)되도록 하는 것이다. 따라서, DOE의 회전은 DOE의 시변 특성을 위하여 제공된다. 계수 A 및 B는, 가시광이 입사각으로부터 최대 30°편위될 수 있도록 선택된다. 여기서, θ는 DOE 평면에서 기준 각도로부터 측정된 회전 각도이다.
도 9a는 회절 격자 주파수를 각도별로 증가 및 감소시킨 DOE(455)를 개략적으로 도시한 것이다. 상면도(도9c)는 입사 조명(450)의 제1차 회절이 DOE 영역(454)에 의해 궤도(456)로 어떻게 조종되는지를 나타낸다. 이는 또한, DOE 영역(460)이 조명(450)을 (461)방향으로 어떻게 조종하는지를 나타내고, 마찬가지로, DOE 영역(465)이 조명(450)을 (466)방향으로 어떻게 조종하는지를 나타낸다. 그러므로, DOE의 평면에 수직한 방향에 대해서 DOE(455)가 스핀되거나 회전될 때, 입사광은 전,후 방식으로 스캔닝될 것이다. 도9b는 회절 격자 주파수를 직선으로 증가 및 감소시킨 DOE(455)를 개략적으로 나타낸 것이다. 그러므로, DOE(455)의 평면에서 "y" 방향으로 DOE(455)가 전,후로 이동될 때, 입사광은 시변 방식으로 전, 후로 스캔닝될 것이다.
DOE(455)는 스펙트럼 다중화를 발생시킨다. DOE(455)는 룩업 테이블과 등가인 광학 장치, 즉 계산 속도를 증가시키기 위하여 컴퓨터 프로그램 또는 전자 장치에 통상적으로 사용되는 장치로서 작용한다. 여기서, 광학 장치(DOE)는 필요한 경우, 광학적으로 처리될 수 있는 프린지 세트로 엔코딩된다. 이는 조명원이 회절 패턴을 생성하도록 변조되어 분해능을 낭비시키는 다른 기술들(서두에 서술됨) 보다 우수하다. 본 발명의 경우에서는, 조명원을 변조하여 회절 패턴을 처리한다. 회절 패턴(광학 룩업 테이블)은 수개의 형태중 임의의 형태를 취할 수 있다. 이는 사전에 DOE상에서 엔코딩되거나, 예측가능한 한세트의 AOM으로의 입력일 수 있거나,전,후로 스위프하는 갈바노미트릭 미러일 수 있다.
도13을 참조하면, 레이저는 2D SLM(451)을 조명하는 빔-확장 옵틱(beam-expansion optics)에 조명(450)을 제공한다. 상기한 바와 같이, SLM(451)은 빔 기점 및 궤도의 바람직한 데이터베이스에 대응하는 픽셀을 시간별로 활성화시키도록 처리된다. SLM은 DOE(455)를 회전시킴으로써 조종되는 조명(450)을 변조시킨다. 도시된 바와 같이, 수평 시차 전용(HPO) 홀로그래픽 비디오 이미지에 대해서, DOE는 단지, 수평면에서 광을 조종한다. 수평 시차는 단지 수평 모션 시차만을 제공하는 3D 디스플레이 시스템만을 나타낸다. 조종된 빔은 확대 옵틱(438)에 의해 선택적으로 확대되어, SLM이 홀로그램 평면(440)에 통상적으로 위치되는 수직 확산기(439)상으로 촬상되도록 한다. 수직 확산기는 관찰자가 자신의 머리를 수직으로 이동시키도록 하여 계속해서 3D 이미지(20)를 볼 수 있도록 한다.
3D 광 필드를 발생시키는 시스템은 영상 디스플레이 이외의 목적들을 서비스하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 이동 타겟을 조명하는 것이 바람직할 수 있다. 컴퓨터 비전 분야에서 기존의 알고리즘은 3차원 타겟 위치를 검출할 수 있다. 타겟을 조명하는 한 가지 방식은 컴퓨터 비전 알고리즘을 따라 기계적 제어 하에서 집중광선(spotlight)을 사용하도록 된다. 그러나, 2개의 갈바노미트릭 스캔닝 미러 세트와 같은 많은 기계적 부품을 갖도록 하는 것은 바람직하지 않다. 본 발명의 시스템은 집중광선의 기계적 미러를 대체할 수 있도록 사용될 수 있다. 타겟의 위치가 제공되면, SLM은 타겟을 조명하기 위하여 출력 빔을 조종하는 DOE의 영역으로 광을 통과시킨다. 타겟이 이동될 때, SLM은 또 다시 입력 조명을 DOE의 적절한 영역에 결합시켜 타겟을 조명한다. 예를 들어, 도12a 및 도12b는 (2)지점을 조명하는 것으로 해석될 수 있다. 상술된 바와 같이, 빔-정형화 소자는 포커싱도 할 수 있다. 또한, 그 밖에 설명된 바와 같이, 방사선-정형화 소자(455)의 영역은 (빔 조종, 포커싱, 파장-분할, 등을 위하여)회절될 수 있거나, (매크로스코픽 미러, 렌즈, 확산기 등과 같은) 기하학적 옵틱하에서 주로 동작할 수 있다. 소자(455)상에 회절 격자의 세트를 배치하는 것 보다 오히려, 이 소자는 촛점면을 가변시키는 일련의 렌즈렛(lenslets)을 포함할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 시스템은 다초점 투사기(varifocal projector)로도 사용될 수 있다. 방사선-정형화 소자(455)가 서로 다른 촛점 길이를 지닌 일련의 렌즈렛을 포함한다라고 가정하자. 예를 들어, 2D 상을 시간에 따라서 거리가 변화하는 표면상으로 포커스할 수 있다. 이는 자체-포커싱인 사무용 투사기(office projector)로서 유용할 수 있다. 널리 공지된 회로가 투사 스크린의 거리를 검출한 후, 2D SLM은 적절한 렌즈렛이 SLM으로부터 투사 스크린까지의 빔 경로에 있는 이들 시간에서만 방사선-정형화 소자를 통해서 2D 이미지를 투사한다.
도14에 도시된 바와 같이, 개인용 컴퓨터(PC) 또는 서버에 상주하는 도13의 데이터베이스는 구내 통신망(LAN) 또는 광역 통신망(WAN), 글로벌 네트워크(예를 들어, 인터넷) 또는 인트라넷과 같은 분산형 컴퓨터 또는 통신 네트워크와 같은 네트워크(500)와 통신할 수 있다. 컴퓨터 네트워크(500)는 유선 또는 무선 접속, 무선 기반으로 한 통신, 전화 기반으로 한 통신 또는 그 이외에 다른 네트워크 기반으로 한 통신에 의해 원격 지리적 위치들로부터 서버에 접속된 디스플레이 장치 또는 하나 이상의 개인용 컴퓨터(412)를 포함한다. 컴퓨터(412) 또는 디스플레이 장치는 컴퓨터 또는 디스플레이 장치와 유사한 다른 장치에 직접적으로 접속될 수도 있다. 컴퓨터(412)는 유사하게 인터넷(502)을 통해서 다른 컴퓨터(412), 디스플레이 장치 또는 네트워크에 교대로 접속될 수 있다. 컴퓨터(412), 디스플레이 장치 및 네트워크의 다른 전자 매체 장치는 컴퓨터 프로그램 소프트웨어를 실행하도록 구성될 수 있는데, 이 소프트웨어는 이들이 네크워크 및 인터넷(502)을 통해서 그들 자신들 간에 명령 또는 알고리즘을 전송, 수신, 기록, 저장 및 처리하도록 하여, 데이터베이스(435)에 저장된 데이터를 판독 및 처리한다. 명령 또는 알고리즘의 이와 같은 처리는 예를 들어, 각종 유형의 암호화, 복호화, 이미징 압축 및 분해 알고리즘 뿐만 아니라 다른 유형의 필터링, 컨트래스트 향상, 이미지 선명화(image sharpening), 잡음 제거 및 이미지 분류를 위한 상관을 포함한다.
다른 DOE 패턴은 예를 들어, 특정 존 또는 시야각 범위에서 분해능을 최적화할 수 있다. 디스크 형상의 DOE의 회절 주파수는 자신의 회전 각도에 직접적으로 맵핑된다. DOE는 대안적으로, sinθ이외의 회절 스캔닝 함수를 포함할 수 있으며; 포커싱 또는 확산 캐퍼빌러티를 포함할 수 있으며; 또는, 이미지 플리커(image flicker)를 감소시킬 수 있는 반경 및 각도의 함수인 스캔 각도를 사용할 수 있다. DOE 또는 스캔닝 소자는 수직 또는 수평 확산 기능을 포함할 수 있다. DOE로의 어떤 수평 확산을 포함하여, 시청자가 뷰 존들(빔 궤도들)간의 연속적인 전이를 알수 있도록 하는 것이 바람직하다. 광학-룩업 테이블은 스캔닝 미러, 주기적인 입력을 지닌 AOM, 또는 이외 다른 소자에 의해 구현될 수 있다. 칼러 상은 표준 투사기 엔진으로부터의 적색, 녹색 및 청색 성분들과 같은 칼러 조명을 사용하여 생성될 수 있다. 분산 보상은 계산적으로 수행될 수 있다. 게다가, 생동감있는 상(animated imagery)은 소프트웨어에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 목적들을 위하여, "방사선-정형화" 또는 "방사선 조절" 및 "광-정형화" 또는 "광 조절"은 방사선-(및, 광-) 정형화, 조종, 프로필-정형화, 포커싱, 확산 및 이외 다른 모든 유형의 방사선 변조를 포함하는 것으로 규정되어야 한다.
제1, 제2 및 기타, 또는 앞 또는 뒤, 우 또는 좌, 최상부 또는 최하부, 상부 또는 하부, 수평 또는 수직, 또는 한 물체의 상대 위치를 나타내는 이외의 또 다른 설명, 또 다른 것에 대한 량 또는 변수에 대한 어떤 참조는 달리 언급하지 않는 한 설명을 간편하게 하고자 하는 것이지, 본 발명 또는 어떤 한 위치, 공간 또는 일시적 방향성에 대한 성분을 제한하고자 하는 것은 아니다. 첨부된 도면내의 구성요소들에 대한 모든 크기는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 실시예의 의도된 사용 및 잠재적인 설계로 인해 변화될 수 있다.
달리 규정하지 않는 한, 본 발명에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 같은 의미를 갖는다. 본원에 서술된 방법들 및 재료들과 유사하거나 등가인 방법들 및 재료들이 본 개시 내용을 실시 또는 테스트하는데 사용될 수 있지만, 적절한 방법들 및 재료들이 후술된다. 모든 공개들, 특허 출원들, 특허들 및 본 발명에서 언급된 이외의 다른 참조문헌들이 본 명세서상에 참조되었다. 충돌이 있는 경우에, 정의를 포함하여 본 명세서는 조절될 것이다. 게다가, 재료들, 방법들 및 예들은 단지 예시하기 위한 것이지 제한하고자하는 것은 아니다.
본 발명이 여러 실시예들과 관련하여 서술되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 각종 변경을 행할 수 있고 등가물로 대체할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 본 발명의 범위를 근본적으로 벗어남이 없이 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 개시 내용에 부합되도록 다양하게 수정할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실행하는데 최적의 방식으로 간주된 서술된 특정 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 모든 실시예들을 포함한다.

Claims (51)

  1. 홀로그래픽 이미징 시스템에 있어서,
    방사선을 발생시키는 방사선 원;
    기록된 화면내의 지점에서 출사되는 광선의 궤도를 각각 나타내는 요소들의 세트를 포함하는 데이터베이스;
    상기 방사선 원으로부터의 방사선 및 공간 광 변조기에 맵핑되는 데이터베이스의 요소들을 수신함으로써, 상기 공간 광 변조기로부터 상기 기록된 화면의 2차원 비트맵 특성의 광학 신호를 투사하는 공간 광 변조기; 및,
    상기 광학 신호를 소정의 방향으로 지향하는 상기 공간 광 변조기로부터 투사된 광학 신호를 수신하는 빔 조종 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사선을 확장시키기 위하여 상기 방사선 원으로부터의 방사선을 수신하는 빔 확장 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방사선을 조준하기 위하여 상기 방사선 원으로부터의 방사선을 수신하는 시준 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔 조종 장치는 회절 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회절 광학 소자는 회절 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 회절 격자는 수학식, f = A sin(x) + B로 규정된 공간 주파수를 갖는 격자 패턴을 포함하는데, 여기서 f는 격자 패턴의 공간 주파수 이며, A는 최대 대 최소 회절 격자 주파수의 비를 결정하는 스케일링 팩터이며, x는 공간 차원이며, B는 캐리어 주파수 옵셋 팩터인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  7. 제6항에 있어서, x는 선형 차원인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  8. 제6항에 있어서, x는 각도 차원인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 빔 조종 장치로부터 광을 수신하는 빔 확대기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 광을 확산시키기 위하여 상기 빔 조종 장치로부터 광을 수신하는 확산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스는 하나 이상의 시점으로부터의 화면 기록으로부터 도출된 요소들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스는 화면내의 지점에서 평면으로 출사되는 광선의 광 추적으로부터 도출된 요소들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스의 요소들을 상기 공간 광 변조기에 다중화시키기 위하여 상기 데이터베이스의 요소들을 수신하는 다중화기; 및,
    상기 데이터베이스의 요소들을 상기 공간 광 변조기에 다중화시키는 것과 상기 광학 신호를 소정의 방향으로 지향시키는 것을 동기화시키는 타이밍 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 회절 격자는 기본 프린지세트에 의해 규정된 격자 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 데이터베이스는 컴퓨터 또는 통신 네트워크에 의해 원격 공간 광 변조기에 접속되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  16. 홀로그래픽 이미징 시스템에 있어서,
    방사선을 발생시키는 방사선 원;
    기록된 화면내의 지점에서 출사되는 광선의 궤도를 각각 나타내는 요소들의 세트를 포함하는 데이터베이스;
    상기 방사선 원으로부터의 방사선 및 공간 광 변조기에 맵핑되는 데이터베이스의 요소들을 수신함으로써, 상기 공간 광 변조기로부터 상기 기록된 화면의 2차원 비트맵 특성의 광학 신호를 투사하는 공간 광 변조기; 및,
    소정의 방향으로 상기 광학 신호를 회절시키기 위하여 상기 공간 광 변조기로부터 투사된 광학 신호를 수신하는 기본 프린지세트를 포함하는 회절 광학 소자;
    상기 데이터베이스의 요소들을 상기 공간 광 변조기에 다중화시키기 위하여 상기 데이터베이스의 요소들을 수신하는 다중화기; 및,
    상기 데이터베이스의 요소들을 상기 공간 광 변조기에 다중화시키는 것과 상기 광학 신호를 소정의 방향으로 회절시키는 것을 동기화시키는 타이밍 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 시스템.
  17. 홀로그래픽 이미징 방법에 있어서,
    기록된 화면내의 지점에서 출사되는 광선의 궤도 및 기점을 각각 나타내는 요소들의 세트를 포함하는 데이터베이스를 설정하는 단계;
    상기 데이터베이스의 각 요소를 공간 광 변조기상으로 맵핑하는 단계;
    방사선을 상기 공간 광 변조기상으로 지향시키는 단계;
    상기 공간 광 변조기로부터 상기 기록된 화면의 2차원 비트맵 특성의 광학 신호를 투사하는 단계;및,
    상기 공간 광 변조기로부터 투사된 상기 광학 신호를 기본 프린지세트로 회절시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 데이터베이스를 설정하는 단계는,
    하나 이상의 시점으로부터 상기 화면을 기록하는 단계; 그리고
    특정 시간 지정을 상기 기록된 화면의 시점들 각각에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 데이터베이스를 설정하는 단계는,
    상기 기록된 화면의 광 필드를 검사하는 단계; 그리고
    상기 화면내의 지점에서 평면으로 출사되는 광선의 궤도 및 기점을 광선-추적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 광학 신호를 회절시키는 단계는, 수학식, f = A sin(x) + B로 규정된 공간 주파수를 갖는 격자 패턴을 지닌 회절 격자로 상기 공간 광 변조기로부터의 광학 신호를 스캔닝하는 단계를 포함하는데, 여기서 f는 격자 패턴의 공간 주파수 이며, A는 최대 대 최소 회절 격자 주파수의 비를 결정하는 스케일링 팩터이며, x는 공간 차원이며, B는 옵셋 캐리어 주파수인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 스캔닝된 광학 신호를 확산시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 광학 신호를 회절시키는 단계는, 기본 프린지세트를 갖는 회절 격자로 상기 공간 광 변조기로부터 방출되는 상기 광학 신호를 스캔닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 공간 광 변조기로부터 상기 광학 신호를 스캔닝하는 단계는, 기본 프린지 당 일초에 1/12의 회전율로 상기 광학 신호를 스캔닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  24. 제17항에 있어서, 상기 기록된 화면의 2차원 비트맵 특성의 상기 공간 광 변조기로부터 광학 신호를 투사하는 단계는, 초 당 4,000 내지 10,000 프레임의 비율로 상기 비트맵을 투사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  25. 제17항에 있어서, 상기 데이터베이스의 각 요소를 상기 공간 광 변조기상으로 맵핑하는 단계는, 상기 데이터베이스의 요소들을 상기 공간 광 변조기에 다중화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  26. 제17항에 있어서, 상기 데이터베이스의 요소들을 상기 공간 광 변조기에 다중화시키는 것과 상기 공간 광 변조기로부터 투사된 상기 광학 신호를 회절시키는 것을 동기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 이미징 방법.
  27. 방사선 조절 시스템에 있어서,
    방사선을 발생시키는 방사선 원;
    상기 방사선 원으로부터의 방사선 및 공간 광 변조기를 처리하는 제어 신호를 수신함으로써, 상기 공간 광 변조기로부터 방사선 필드를 투사하는 공간 광 변조기; 및,
    상기 방사선 필드를 조절하기 위하여 상기 공간 광 변조기로부터 상기 방사선 필드를 수신하는 방사선 조절 장치를 포함하되,
    상기 방사선 조절 장치는 다수의 방사선 조절 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 상기 방사선 조절 장치는 회절 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 회절 광학 소자는 회절 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 상기 회절 격자는 기본 프린지세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  31. 제29항에 있어서, 상기 회절 격자는 수학식, f = A sin(θ) + B로 규정된 공간 주파수를 갖는 격자 패턴을 포함하는데, 여기서 f는 격자 패턴의 공간 주파수 이며, A는 최대 대 최소 회절 격자 주파수의 비를 결정하는 스케일링 팩터이며, θ는 공간 차원이며, B는 캐리어 주파수 옵셋 팩터인 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  32. 제30항에 있어서, 상기 회절 광학 소자는 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  33. 제28항에 있어서, 상기 회절 광학 소자는 음향-광학 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  34. 제27항에 있어서, 상기 방사선 조절 장치는 렌즈렛들의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  35. 제27항에 있어서, 상기 렌즈렛들의 세트는 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  36. 제27항에 있어서, 상기 렌즈렛들의 세트는 직사각형 호스트에 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  37. 제27항에 있어서, 상기 직사각형 호스트는 왕복 운동 하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  38. 제27항에 있어서, 상기 방사선 조절 장치는 공간 광 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  39. 제38항에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 광학적으로 처리가능한 공간 광 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  40. 제39항에 있어서, 상기 광학적으로 처리가능한 공간 광 변조기는 제1 조명 주파수에 따른 특성들을 갖고 제2 주파수에서 판독 출력되는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  41. 기본 프린지세트를 구비한 회절 격자를 포함한 회절 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 장치.
  42. 제41항에 있어서, 상기 회절 격자는 수학식 f = A sin(θ) + B로 규정된 공간 주파수를 갖는 격자 패턴을 포함하는데, 여기서 f는 격자 패턴의 공간 주파수 이며, A는 최대 대 최소 회절 격자 주파수의 비를 결정하는 스케일링 팩터이며, θ는 공간 차원이며, B는 캐리어 주파수 옵셋 팩터인 것을 특징으로 하는 방사선 조절 장치.
  43. 기본 프린지세트를 포함하는 방사선 조절 장치로 방사선 필드를 스캔닝함으로써 상기 방사선 필드를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 방사선 필드를 성분별로 분해하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  45. 제43항에 있어서, 상기 방사선 조절 장치는 회절 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  46. 제43항에 있어서, 상기 방사선 필드를 조절하는 단계는 수학식, f = A sin(θ) + B로 규정된 격자 패턴을 갖는 회절 격자로 상기 방사선 필드를 스캔닝하는 단계를 포함하는데, 여기서 f는 격자 패턴의 공간 주파수 이며, A는 최대 대 최소 회절 격자 주파수의 비를 결정하는 스케일링 팩터이며, θ는 공간 차원이며, B는 캐리어 주파수 옵셋 팩터인 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  47. 제45항에 있어서, 상기 방사선 필드를 스캔닝하는 단계는 규정된 각거리를 통해서 상기 방사선 조절 장치를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  48. 제45항에 있어서, 상기 방사선 필드를 스캔닝하는 단계는 규정된 각거리를 통해서 상기 회절 격자를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  49. 시변 특성들을 지닌 방사선 조절 장치로 방사선 필드를 스캔닝함으로써 상기 방사선 필드를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 필드 조절 방법.
  50. 방사선 조절 시스템에 있어서,
    방사선 필드를 투사하는 방사선 투사기; 및,
    상기 방사선 필드를 조절하기 위하여 상기 방사선 투사기로부터 상기 방사선 필드를 수신하는 방사선 조절 장치를 포함하되,
    상기 방사선 조절 장치는 다수의 방사선 조절 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
  51. 제50항에 있어서, 상기 방사선 조절 장치는 기본 프린지세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 조절 시스템.
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