KR20100017869A - 트래킹 방식 홀로그래픽 재구성 시스템 - Google Patents

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Abstract

공간 광 변조기(SLM), 아이 파인더 및 위치 제어 수단을 구비한 홀로그래픽 재구성 시스템은 공간적으로 변조된 전파 광 파동장(LW)을 관찰자 눈의 하나 이상의 눈 위치(EP3)로 향하게 함으로써 장면을 3차원으로 재구성하고, 눈 위치의 변동시 눈 위치를 트래킹한다. 본 발명은 기계적 및 광학적 복잡성이 낮으면서도, 트래킹 영역 내에서 임의의 눈 위치로 관찰자 머리의 측 방향 및 축 방향 이동을 허용한다. 관찰자 눈의 위치 변동시 광학 수차를 야기하는, 추가의 평면 광학 소자의 사용이 방지된다. 본 발명에 따른 재구성 시스템은, 홀로그램 프로세서 수단이 홀로그래픽 장면 정보 및 관련 오브젝트 엘리먼트들(OP1, OP2, OP3)의 오브젝트 위치에 관련한 데이터와 더불어, 현재 눈 위치의 데이터를 고려함으로써, 한편으로는 홀로그램 영역(H1, H2, H3)의 크기 및 위치를 현재 눈 위치(EP3)로 조정하고, 다른 한편으로는 홀로그램 영역에 대한 코딩 데이터에 다이내믹하게 영향을 주어서, 시스템이 현재 눈 위치와 관계없이, 트래킹 영역 내에서 변조된 부분 광파를 개방된 광파 코운으로 현재 눈 위치로 향하게 함으로써, 목적을 달성한다.
공간 광 변조기, 아이 파인더, 위치 제어 수단, 광 파동 장, 눈 위치, 트래킹, 홀로그램 프로세서 수단, 코딩 데이터.

Description

트래킹 방식 홀로그래픽 재구성 시스템{HOLOGRAPHIC RECONSTRUCTION SYSTEM WITH TRACKING OF THE RECONSTRUCTION}
본 발명은, 변조된 전파 광 파동 장을 관찰자의 하나 이상의 눈으로 향하게 함으로써 장면을 3차원으로 재구성하여 눈에 대해 가시되게 하는, 홀로그래픽 재구성 시스템에 관한 것이다. 시스템은, 변조된 광 파동 장을 홀로그래픽 재구성 방식으로 하나 이상의 관찰자의 눈 위치로 향하게 하고 위치 변동시 눈 위치를 트래킹하기 위해, 공간 광 변조 수단, 아이 파인더 및 위치 제어 수단을 포함한다. 본 발명은 특히 눈 위치와 재구성 시스템 사이의 축 방향 거리를 조정하기 위한 수단에 관한 것이다.
본 발명은 홀로그래픽 정보를 제공하는 방식과는 관계없이 적용될 수 있고, 동시에 다수의 관찰자에게 홀로그래픽으로 재구성된 비디오 장면을 제공하는 재구성 시스템에도 사용될 수 있다.
출원인은 관찰자의 하나 이상의 눈을 트래킹하는 변조된 전파 광 파동 장으로 하나의 장면을 3차원으로 재구성하는, 여러 홀로그래픽 재구성 시스템을 이미 공개하였다.
상기 간행물은 하나의 장면을 관찰자의 하나의 눈에 가시되게 재구성하는 광 파동장의 실시예로 이러한 재구성 시스템의 동작 원리를 설명한다. 상기 시스템은 다른 눈에 대해, 시차 차이를 갖는 홀로그램 정보를 가진 제 2 파동 장을 시간 또는 공간 다중 방식으로 생성할 수 있다. 그러나, 기본적으로 시스템은 충분히 큰 가시성 범위를 가진 파동 장을 제공할 수 있다. 시스템들은 또한 다수의 관찰자에 대해 시간 또는 공간 다중 방식으로 별도의 파동 장을 생성하여 관찰자로 향하게 할 수 있다.
본 발명에 있어서는 공간 광 변조 수단이 비디오 홀로그램을 형성하는 재구성 시스템용 기본 원리가 적용된다. 도 1은 이산 변조기 셀을 가진 광 변조 수단을 이용하는 재구성 시스템의 기본적인 기술적 문제를 나타낸다. 광 변조 수단은 실시예에서 개별 광 변조기(SLM)이며, 상기 광 변조기는 간섭성 광 파동 장(LW)을 광의 통과시, 즉 투과성 격자 모드에서, 또는 공간적으로 배치된 제어 가능한 마이크로 리플렉터로서 홀로그래픽 정보로 변조한다. 광 변조기(SLM)는 장면의 홀로그래픽 정보로 다이내믹하게 코딩된다. 2가지 경우에 변조된 파동 장이 생기고, 상기 파동 장은 푸리에 변환 후에 수렴 렌즈(L)에 의해 장면의 오브젝트 광점을 초점 평면(FL) 앞의 공간에 재구성한다. 수렴 렌즈(L)는 비디오 홀로그램의 모든 부분으로부터 나온 광이 가시성 범위를 규정된 방식으로 통과하게 한다.
포토 플레이트 또는 포토 필름을 가진 종래의 홀로그래피에서와 같이, 도 1에 도시된 종래의 비디오 홀로그램용 광 변조기(SLM)는 각각의 변조기 셀에 장면에 대한 전체 홀로그래픽 정보를 포함한다. 비디오 홀로그램의 분할 후, 각각의 홀로그램 부분은 관찰자 각에 따라 전체 장면을 홀로그래픽으로 재구성하고, 오브젝트 가 관찰될 수 있는 각도 범위만이 감소한다.
그러나, 공지된 시스템이 각각의 오브젝트 광점에 대한 홀로그래픽 정보를 래스터화된 변조기 셀 구조를 가진 2차원 공간 광 변조기의 전체 변조기 면, 예컨대 액정 디스플레이 상에 코딩하면 문제가 생긴다. 즉, 재구성된 각각의 소정 오브젝트 광점과 더불어, 공간 주파수 스펙트럼 내에 놓인 다른 회절 차수에서 추가의 기생 광점이 불가피하게 생긴다. 도 1은 시스템에 의해 사용된 회절 차수에서 선택된 오브젝트 광점(OP0)에 추가해서, 회절 차수 +1 및 -1에서 기생 광점 OP+1 및 OP-1을 개략적으로 도시한다. 더 떨어진 회절 차수에서도 추가의 기생 광점이 생기지만, 이는 본 발명에 있어 별로 중요하지 않다. 재구성의 장소에서, 오브젝트 광점은 하나의 회절 인터벌로 모든 기생 광점을 가진 선에 놓인다. 재구성 후에, 모든 광점으로부터 초점 평면을 향해 주기적 간격으로 광파 코운이 형성되며, 상기 코운의 개방 각은 변조기 셀을 조명하는 광의 파장, 및 셀 구조 내의 변조기 셀 간격을 규정한다.
재구성된 모든 광점 OP+1, OP0 및 OP-1의 광파 코운은 초점 평면(FL) 내에서 재구성을 위해 사용되는 회절 차수에 의해 규정되는 가시성 범위(VR) 내에, 기생 광점 OP+1 및 OP-1의 인접한 광파 코운으로부터 나온 광이 나타남으로써 상기 광점들이 가시될 정도로 넓은 각도로 퍼진다. 상기 간섭은 필터에 의해 더 이상 제거될 수 없다.
출원인은 명칭 "Videohologramm und Einrichtung zur Rekonstruktion von Videohologrammen(비디오 홀로그램 및 비디오 홀로그램의 재구성 장치)"을 가진 국 제 공개 WO 2004/044659에 그러한 재구성 시스템을 최초로 설명했다. 도 2는 상기 공개 공보에 공지된, 상기 단점을 제거하기 위한 가능성을 도시한다.
가시성 범위에서 더 높은 회절 차수로부터 나온 광파를 방지하기 위해, 장면의 작은 오브젝트 엘리먼트들, 바람직하게는 재구성 시스템이 별도로 재구성하는 이산 오브젝트 광점들이 광 변조 수단의 코딩에 사용된다. 실시예에서, 각각의 오브젝트 광점에 대해, 도시되지 않은 컴퓨터 지원 방식 홀로그램 프로세서 수단은 광 변조기(SLM)의 코딩된 면을 가시성 범위(VR) 앞의 그 공간적 위치 및 홀로그램 영역(HO) 상의 가시성 범위(VR)의 크기에 따라 감소시킨다. 따라서, 사용된 회절 차수로부터 나온 오브젝트 광점의 광만이 가시성 범위(VR)에 이른다. 가시성 범위는 하나의 회절 차수에만 놓인다. 하나 이상의 눈으로 비디오 홀로그램을 향한 방향을 바라보며 장면을 관찰하는 관찰자는 이 실시예에서 기생 광점 OP+1로부터 나오는 광파를 볼 수 없다.
시스템 제어 수단의 도시되지 않은 홀로그램 프로세서는 공간에서 오브젝트 광점(OP0)의 축 방향 위치에 따라 각각의 홀로그램 영역의 면 크기를 계산한다. 즉, 오브젝트 광점(OP0)과 광 변조기(SLM) 사이의 축 방향 간격(d1), 및 초점 평면과 광 변조기(SLM) 사이의 간격(d2)은 홀로그램 영역(H0)의 면적을 규정한다. 재구성된 오브젝트 광점(OP0)과 광 변조기(SLM)의 광축 간의 측 방향(lateral) 편차는 광 변조기(SLM)의 표면 상의 홀로그램 영역(H0)의 위치를 제공한다. 달리 표현하면, 각각의 홀로그램 영역(H0)은 그 위치 및 크기에 있어서 가시성 범위(VR)로부터 관련 점을 통해 광 변조기의 변조기 면까지의 가상 연결 면에 의해 규정된다.
출원인은 상기 코딩을 특히 명칭: "Device for holographic reconstruction of three-dimensional scenes"을 가진 국제 공개 WO 2006/119920에 공개했다.
도 3은 하나의 3차원 장면(3DS)에 대해, 사용된 회절 차수에서 재구성된 오브젝트 광점으로부터 나온 광파만을 개략적으로 도시한다. 실시예는 장면 부분의 선택된 적은 오브젝트 광점들(OP1...OP4) 만을 도시한다. 홀로그램 프로세서(HP)는 각각의 개별 오브젝트 광점(OP1...OP4)에 대해 광 변조기(SLM)의 소수의 인접한 변조기 셀에서 홀로그램 영역(H1...H4)을 코딩한다. 각각의 홀로그램 영역은 수렴 렌즈(L)와 협동해서 조정 가능한 렌즈를 형성하고, 상기 렌즈는 SLM과 초점 평면(FL) 사이의 공간에서 그 오브젝트 광점(OP)을, 그 광파가 가시성 범위(VR) 내로 연장하고 초점 평면(FL)에서 사용된 회절 차수를 벗어나지 않도록, 재구성한다. 이는 가시성 범위(VR)에서 다른 회절 차수로부터 나온 기생 광점의 인지를 방지한다. 홀로그램 프로세서(HP)는 개별 오브젝트 광점의 홀로그래픽 정보를 항상 변조기 면의 제한된 홀로그램 영역(H)에만 할당한다. 시스템 제어 수단이 아이 파인더에 의해 제공하는 현재 눈 위치에 대한 데이터를 고려해서, 홀로그램 프로세서는 각각의 홀로그램 영역에 대한 위치 및 크기를 계산한다.
2개의 공지된 재구성 시스템은 재구성이 초점 평면(FL)에 놓인 가시성 범위(VR)로부터만 에러 없이 가시된다는 단점을 갖는다. 거기서만, 재구성된 오브젝트 광점의 모든 광파가 장면의 재구성을 완전히 재생하는 광 파동 장과 일치한다. 가시성 범위는 도움없이 가상 특성에 의해, 따라서 사용자에 의해 발견되기 어렵다. 재구성 시스템이 인접한 회절 차수를 억압하기 위한 공간 주파수 필터를 갖지 않기 때문에, 초점 평면(FL)으로부터 떨어져, 기생 광점들의 광이 눈의 동공에 이른다. 도 5a는 재구성된 오브젝트 광점(OP0)의 실시예에서 그것을 도시한다. 도시된 가시성 범위(VR2)에 관찰자 눈이 놓이면, 기생 광점들(OP+1)의 광이 눈의 동공에 이르고 광점 OP+1은 간섭으로 가시될 것이다.
또한, 눈 위치와 초점 평면(FL) 사이의 간격은 두 방향으로 특정 크기로부터, 특정 홀로그램 영역의 광파들, 특히 광 변조기(SLM)의 에지 영역에 놓인 홀로그램 영역의 광파들이 관찰자 눈의 동공에 이르지 않아서, 상기 오브젝트 광점들이 상기 눈 위치에서 가시되지 않게 한다. 상기 단점은 도 6에 도시되어 있다. 도시된 가시성 범위(VR2)에 놓인 관찰자 눈은 재구성된 장면의 오브젝트 광점(OP3)을 인지할 수 없는데, 그 이유는 그 광파가 눈의 동공에 도달하지 않기 때문이다. 이로 인해, 재구성되는 전파 파동 장이 가시성 범위(VR)로 현재 눈 위치로 향해야 하고 관찰자의 머리 이동시 트래킹을 해야 한다.
따라서, 공지된 홀로그래픽 재구성 시스템은 아이 파인더 및 상응하는 트래킹 수단을 포함한다. 관찰자가 움직이면, 트래킹 시스템은 예컨대 액티브 광원의 위치 변화에 의해, 상응하게 변조된 파동 장이 변화된 현재 눈 위치를 트래킹하게 한다. 이하에서, "현재 눈 위치"는 파동 장이 변조되어 현재 코딩된 비디오 홀로그램을 형성할 때, 하나 이상의 관찰자 눈으로 향하는 변조된 파동 장의 끝에 있는 눈 위치를 의미한다. 실시예: 홀로그래픽 재구성 시스템이 관찰자의 각각의 눈에 대해 시간 다중 방식으로 별도로 변조된 파동 장을 제공한다. 2명의 관찰자가 재구성을 관찰한다는 정보를 시스템 제어 수단이 얻으면, 상기 변조된 광 파동 장은 4개의 상이한 눈 위치에 대해 차례로 제공되고, 홀로그래픽 내용은 우측 및 좌측 눈에 대해 상이하다. 비디오 홀로그램 시퀀스가 우측 눈에 대한 개별 홀로그램을 제공하는 시점에서, 트래킹 시스템은 개별 홀로그램을 가진 변조된 파동 장을 제 1 관찰자의 우측 눈으로만 향하게 한 다음, 다른 관찰자의 우측 눈으로 향하게 한다. 그 후에야, 좌측 눈에 대해 개별 홀로그램이 코딩되면, 2개의 나머지 눈 위치가 처리된다.
이러한 트래킹 수단들은 비교적 복잡하고, 장면의 재구성 전에 전파 파동 장을 민감하게 변형시키는 광학 소자를 포함한다. 광학 트래킹 수단은 변조된 파동 장을 현재 눈 위치에 의존하는 경사진 입사 각으로 안내하며, 상기 입사 각은 컴포넌트의 광축과 큰 편차를 가질 수 있다. 따라서, 변하는 성분에 따라 수차 및 전파 시간 에러가 나타난다.
이들은 전파 파동 장을 위치에 따라 변형하고, 재구성 전에 보상되어야 한다. 눈 위치의 변동은 변하는 성분으로 인해 보상되기 어려운 수차, 예컨대 구면 수차, 코마, 이미지 필드 휨, 비점수차, 왜곡을 야기한다. 이러한 변형들은 가시성 범위에서 광파들의 일치를 방해하고, 장면의 개별적으로 재구성된 오브젝트 광점들이 잘못된 위치에 또는 예리하지 않게 재구성되게 함으로써, 장면이 가시성 범위에서 왜곡되어 표시되거나 또는 극단의 경우 가시성 범위에서 장면의 개별 오브젝트가 빠진다.
명칭: Computation time reduction for three-dimensional displays"을 가진 국제 공개 WO 01/95016 에는, 광 변조기(SLM)의 코딩을 위한 계산 용량을 현저히 줄일 과제를 가진 다른 홀로그래픽 재구성 시스템이 공지되어 있다.
전술한 시스템에 비해, 이 시스템은 매우 큰 해상도의 광 변조기(SLM)를 이용하며, 항상 눈 위치에 의존하는, 제한된 수의 변조기 셀을 가진 가변 광 변조기 영역에서만 현재 홀로그램을 코딩한다. 아이 파인더는 시스템의 제어 수단을 위해 눈 위치 및 관찰자가 현재 관찰하는 장면의 세부를 검출한다. 따라서, 제어 수단은 현재 비디오 홀로그램의 데이터에서, 상기 관찰된 세부의 재구성에 기여하는 변조기 셀을 규정하고, 디스플레이를 향한 관찰자 눈의 방향에 따라 광 변조기 영역용 코딩 값을 계산한다. 계산 용량을 줄이기 위해, 시스템 제어 수단은 가장 높은 우선 순위로 규정된 변조기 셀용 값들을 계산한다. 이로부터, 시스템은 상기 세부를 재구성하는 시스템 출구 동공을 형성한다. 시스템 제어 수단은 관찰자가 현재 관찰할 수 없거나 또는 눈 위치로부터 볼 수 없는, 재구성된 오브젝트의 나머지를 낮은 우선 순위 및/또는 낮은 빈도로 계산하고 업데이트한다. 시스템 제어 수단은 관찰자 눈의 동공 위치와 일치하게, 상응하는 출구 동공의 형상, 크기 및 위치를 동시에 변화시킨다. 시뮬레이트된 오브젝트는 광학 재생 장치의 초점 평면(FL) 주변에 놓인 비교적 작은, 3차원 다면체로 나타난다.
상기 공지된 재구성 시스템은 첫 번째 재구성 시스템에 비해 초점 평면(FL) 근처에서 재구성을 위한 비교적 작은 재구성 공간과 더불어, 광 변조기의 이용 가능한 모든 변조기 셀의 수가 현저히 제한된다는 단점을 갖는다. 상기 중복성(redundancy)은 재구성에서 가시성을 현저히 제한하고, 첫 번째 시스템에 비해 훨씬 더 큰 해상도를 가진 광 변조기를 필요로 하고, 간행물에 나타나는 바와 같 이, 광 변조기 보다 큰 횡단면을 가진 광학 재생 장치를 필요로 한다. 고정된 배경이 없기 때문에, 시스템은 상이한 공간 깊이의 오브젝트를 가진 비디오 장면을 표시하기에 부적합하다. 이 시스템에서도 변조된 파동 장이 광학 재생 장치를 경사지게 통과해야 한다. 이는 변하는 눈 위치에 따른 수차에 대한 에러 소스를 형성한다.
본 발명의 목적은 낮은 기계적 및 광학적 비용으로, 트래킹 영역 내의 임의의 눈 위치에 대한 관찰자 머리의 자유 이동성이 재구성 시스템의 광 출구의 광축에 대해 측 방향(lateral)으로뿐만 아니라 축 방향으로도 주어질 수 있게 하는 것이다. 시스템은 관찰자 눈의 위치 변동시 광학 수차에 대한 추가의 에러 소스를 형성하는 추가의, 특히 평면 광학 컴포넌트의 사용을 피해야 한다.
본 발명은 비디오 홀로그램의 시퀀스로 변조된 하나 이상의 간섭성 전파 광 파동 장으로 장면의 광학적 출현을 3차원으로 홀로그래픽으로 재구성하는 홀로그래픽 재구성 시스템을 기초로 한다. 재구성 시스템은 홀로그램 프로세서 수단을 포함하고, 상기 수단은 홀로그래픽으로 재구성되어야 하는 장면에 대한 홀로그래픽 정보로부터 비디오 홀로그램의 시퀀스를 계산한다. 홀로그램 프로세서 수단은 공간 광 변조 수단이 포함하는 변조기 셀의 셀 구조를 이산 코딩한다. 홀로그래픽 정보로는, 장면의 구조화되어 배치된 오브젝트 엘리먼트의 표시, 예컨대 엘리먼트 색 및 엘리먼트 휘도가 사용된다. 바람직하게는 오브젝트 엘리먼트들이 장면의 이산 오브젝트 광점이지만, 이미지 처리 기술로부터 공지된 이미지 세그먼트일 수도 있다.
본 발명에 사용되는 재구성 원리의 코딩의 특수성은 홀로그램 프로세서 수단이 각각의 오브젝트 엘리먼트에 셀 구조 내의 이산 홀로그램 영역을 할당하고, 홀로그램 영역에 대한 크기 및 위치가 장면 내의 오브젝트 엘리먼트의 오브젝트 위치에 대한 데이터에 따라 규정된다는 것이다.
후속해서, 홀로그램 프로세서 수단은 각각의 홀로그램 영역에 대해 홀로그래픽 정보 및 관련 오브젝트 엘리먼트의 오브젝트 위치에 대한 데이터로부터 코딩 데이터를 계산하여 셀 구조를 코딩한다.
셀 구조에 할당된 홀로그램 영역에 따라, 각각의 홀로그램 영역은 간섭성 광 파동 장의 부분 광파를 변조함으로써, 모든 변조된 부분 광파들이 그것에 할당된 오브젝트 엘리먼트를 별도로 재구성한 다음, 광파 코운으로서 가시성 범위를 향해 퍼진다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 재구성 시스템은 또한 제어 수단을 포함하고, 상기 제어 수단은 아이 파인더 수단이 하나 이상의 관찰자의 눈 위치로부터 제공하는 눈 위치 데이터에 의해, 변조된 모든 부분 광파를 현재 눈 위치로 향하게 한다. 따라서, 모든 광파 코운이 가시성 영역에서 완전히 재구성된 장면을 나타내고 머리의 이동시 눈 위치를 트래킹한다.
홀로그래픽 재구성 시스템은 상기 목적을 본 발명에 따른 수단에 의해, 홀로그램 프로세서 수단이 홀로그래픽 정보 및 관련 오브젝트 엘리먼트의 오브젝트 위치에 대한 데이터와 더불어 현재 눈 위치의 눈 위치 데이터를 고려함으로써,
- 한편으로는 홀로그램 영역의 크기 및 위치를 현재 눈 위치로 조정하고,
- 다른 한편으로는 홀로그램 영역에 대한 코딩 데이터에 다이내믹하게 영향을 주어서, 재구성 시스템이 현재 눈 위치와 관계없이 트래킹 영역 내에서 모든 변조된 부분 광파를 개방된 광파 코운으로 현재 눈 위치로 향하게 함으로써 달성한다.
이로써, 광파 코운의 개방이 현재 눈 위치에서의 일치에 의해, 모든 재구성된 오브젝트 엘리먼트가 장면의 홀로그래픽 재구성을 나타내는 가시성 범위를 형성하고, 기생 회절 차수로부터 나온 광은 사용된 회절 차수 내로 들어오지 않는다.
홀로그램 프로세스 수단이 셀 구조의 코딩을 위해 추가로 현재 눈 위치의 눈 위치 데이터를 고려하기 때문에, 본 발명에 따른 홀로그래픽 재구성 시스템에서는 트래킹 영역 내에 재구성된 장면을 가진 파동 장에 대한 가시성 범위를 가진 관찰자의 눈 위치가 임의의 관찰자 평면에 놓인다. 즉, 관찰자의 눈 위치가 재구성 시스템의 초점 평면 내에 놓일 필요가 없는데, 그 이유는 현재 비디오 홀로그램의 코딩에 대한 다이내믹한 조정이 이루어지기 때문이다.
한편으로는 기생 회절 차수로부터의 광 영향을 피하기 위해, 그리고 다른 한편으로는 재구성된 모든 오브젝트 엘리먼트의 완전한 가시성을 보장하기 위해, 홀로그램 프로세서 수단은 모든 홀로그램 영역의 크기, 위치 및 홀로그래픽 내용을 눈 위치 앞의 오브젝트 엘리먼트의 위치에 따라 현재 눈 위치로 다이내믹하게 조정한다. 상기 조정 후에, 각각의 홀로그램 영역은 변조된 부분 광파를 형성하고, 상기 부분 광파는 가시성 범위의 장소에서 그 오브젝트 엘리먼트의 재구성 후에, 사용된 회절 차수 내에 놓이며 가시성 범위의 게오메트리와 거의 일치하는, 개구를 가진 광파 코운을 형성한다. 따라서, 회절 인터벌의 다른 회절 차수에서 기생적으로 생기는 광점들의 광이 상응하는 회절 차수로 유지되고 기생 광점들은 가시성 범위 내에 나타나지 않는다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 재구성 시스템의 중요한 장점은 가시성 범위에 대해 관찰자 눈의 크기 근처에 미리 정해진 크기가 결정될 수 있고 홀로그램 프로세서 수단은 셀 구조를, 관찰자가 공간 광 변조 수단 앞에서 차지하는 거리와 관계없이 가시성 범위의 크기가 일정하게 유지되도록 다이내믹하게 코딩한다는 것이다. 이는 홀로그램 프로세서 수단이 홀로그램 영역의 크기를 셀 구조로 조정함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 해결책이 하기에서 실시예를 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 비디오 홀로그램이 조명된 공간 광변조기에서 코딩되는, 홀로그래픽 재구성 시스템용 기본 원리를 나타내고,
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 기초가 되는 국제 공개 WO 2004/044659 에 따른 재구성 시스템을 도시하며 장면의 재구성된 단일 오브젝트 광점에 대한 인접한 회절 차수의 실시예에서 기생 광점의 작용을 설명하고,
도 3은 3차원 장면의 선택된 오브젝트 광점 및 공간 광 변조기 상에 상응하게 코딩된 홀로그램 영역을 가진 도 2에 따른 홀로그래픽 재구성 시스템을 도시하고,
도 4는 선택된 오브젝트 광점의 상이한 실시예에 있어 광변조기의 면 상에 코딩된 홀로그램 영역의 할당을 가진 도 2에 따른 재구성 시스템의 다른 도면을 도시하고,
도 5a 및 도 5b는 상이한 눈 위치에 대한 인접한 회절 차수의 상응하는 기생 광점을 가진 부분 광파 및 선택된, 재구성된 오브젝트 광점을 가진 변조된 부분 광파의 광로를 도시하고, 홀로그램 프로세서는 본 발명에 따른 변조된 부분 광파에 대한 홀로그램 영역의 크기 및 코딩을 소정 눈 위치로 조정하며,
도 6a 내지 도 6c는 상이한 눈 위치에 대한 하나의 회절 차수에서 장면의 상이한, 선택된, 재구성된 오브젝트 광점을 가진 변조된 부분 광파의 광로를 도시하고, 홀로그램 프로세서는 본 발명에 따른 변조된 부분 광파에 대한 홀로그램 영역의 크기, 위치 및 코딩을 소정 눈 위치로 조정하고,
도 7a 및 도 7b는 상이한 눈 위치에 대한 하나의 회절 차수에서 장면의 상이한, 선택된, 재구성된 오브젝트 광점을 가진 변조된 부분 광파의 광로를 도시하고, 도 6a 내지 도 6c에 따른 실시예와는 달리, 홀로그램 프로세서는 비디오 홀로그램의 계산시, 상이한 눈 위치로부터의 상이한 원근으로부터 주어지는 가시 오브젝트 광점들의 구조에서의 변화를 고려한다.
본 발명에 따른 재구성 시스템의 기능은 홀로그램 프로세서가 비디오 홀로그램의 계산을 위해 공간 광변조기의 셀 구조 내의 수렴 렌즈 기능 및 광학 프리즘 기능의 구조물로서 고려하는 렌즈 및 프리즘을 기초로 설명될 수 있다.
도 4는 전형적인 실시예로서 3차원 장면으로부터 선택된 오브젝트 광점들(OP1 내지 OP3)의 실시예에서 공간 광변조기(SLM)의 셀 구조의 코딩을 사시도로 도시한다.
본 발명의 공지된 기본 원리에 따라, 홀로그램 프로세서(HP)는 각각의 오브젝트 광점(OP1 내지 OP3)에 대해 셀 구조용 홀로그램 영역(H1 내지 H3)을 규정하고, 오브젝트 광점에 대한 홀로그래픽 정보를 기초로 각각의 홀로그램 영역에 대해 렌즈 항(term) 및 필요에 따라 프리즘 항(term)을 계산한다. 즉, 셀 구조 내의 각각의 홀로그램 영역은 별도의 수렴 렌즈의 광학 기능을 가진 제 1 광학 컴포넌트 및 경우에 따라 추가로 별도의 편향 프리즘의 광학 기능을 가진 제 2 광학 컴포넌트가 상기 홀로그램 영역에 대해 실시하는 코딩을 얻는다.
모든 홀로그램 영역들이 간섭성 광 파면(LW) 내에 놓이기 때문에, 그 코딩은 공간적으로 별도의 부분 광파를 구현하고, 상기 부분 광파는 수렴 렌즈 기능에 따라 각각 하나의 오브젝트 광점(OP1, OP2 또는 OP3)을 별도로 재구성한다. 정확한 재구성을 위해, 변조된 광의 광로는, 관찰자 공간에서 현재 눈 위치 앞에 모든 재구성된 오브젝트 광점들이 장면에 따라 하나의 오브젝트 위치에 놓인 다음, 눈 위치를 향해 가시성 범위 내로 연장하도록, 연장하여야 한다. 이를 위해, 홀로그램 프로세서는 계산시 렌즈 항에 오브젝트 광점의 오브젝트 위치에 상응하는 프리즘 항을 중첩한다. 즉, 각각의 코딩된 홀로그램 영역은 광 변조기(SLM)로부터 축방향으로 떨어져 오브젝트 광점을 재구성하는, 렌즈 기능을 제공한다. 홀로그램 프로세서는 계산시 코딩된 홀로그램 영역의 대다수에, 재구성된 오브젝트 광점의 측 방 향 위치를 변화시키는 프리즘 기능을 추가로 중첩한다.
홀로그램 프로세서(HP)는 변조된 광파의 광로를 바람직하게는 지오메트릭 광학 및 컴퓨터 그래픽에서 "레이 트레이싱(ray tracing)" 이라고 공지된 광선 추적법에 따라 계산할 수 있다. 이 계산은 광로들이 반전될 수 있기 때문에 모든 광파가 눈으로부터 그 원점까지 역추적(retrace)될 수 있다는 광의 특성을 이용한다. 본 경우, 홀로그램 프로세서는 전체 변조기 면을 코딩하므로, 장면의 관찰시 에러 없는 재구성을 위해 현재 눈 위치에서 가시성 범위로부터 이론적으로 가시되어야 하는 모든 광점들이 실제로 재구성으로서 가시성 범위(VR) 내로 도달한다. 각각의 홀로그램 영역은 가시성 범위(VR)의 프로젝션으로서 장면의 하나의 오브젝트 광점을 통해 광변조기(SLM)의 표면에 생성되므로, 상기 광변조기는 각각의 오브젝트 광점에 대해 하나의 홀로그램 영역을 얻는다. 하나의 장면은 기본적으로 밀접하게 배치된 다수의 오브젝트 광점으로 이루어진다. 따라서, 도 4에 나타나는 바와 같이, 홀로그램 영역들이 중첩된다. 홀로그램 프로세서는 현재 눈 위치로부터 관찰시 장면의 이전 오브젝트들을 은폐하는 오브젝트 광점들을 계산하고 코딩하지 않는다. 이는 현재 비디오 홀로그램의 계산을 위한 계산 비용을 현저히 줄인다.
도 5a 및 도 5b는 각각 사용된 회절 차수에서 선택된, 재구성된 오브젝트 광점을 가진 변조된 부분 광파의 광로, 및 각각 하나의 눈 위치에 대한 인접한 회절 차수에서 상응하는 기생 광점을 가진 부분 광파의 광로를 도시한다. 부분 광파의 전파 작용은 선택된 오브젝트 광점(OP0)의 실시예에서 재구성 후 코운으로 가시된다. 광 변조기(SLM)의 구조화된 셀 구조는 불가피하게 다른 회절 차수에서 기생 광점이 생기게 한다. 실시예는 상기 기생 광점들 중 하나, 다음으로 높은 회절 차수에서의 광점(OP+1)을 나타낸다.
홀로그램 영역(H01)은 도 5a에서 렌즈 항으로 코딩되므로, 부분 광파는 오브젝트 광점(OP0)을 재구성하고 이것을 눈 위치(EP1)에서 가시성 범위(VR1)의 모든 점에 가시화한다. 광파 코운은 재구성된 오브젝트 광점(OP0)으로부터 눈 위치(EP1)로 연장하고, 사용된 회절 차수에서 최대로 가능한 면을 완전히 이용하는 가시성 범위(VR1)를 완전히 채운다. 다음으로 높은 회절 차수에서 바람직하지 않은 광점(OP+1)을 생성하는 기생 광파는 가시성 범위(VR1)로부터 떨어져 연장되므로, 광점(OP+1)이 가시성 범위(VR1) 내에 나타나지 않는다. 이러한 사실은 다른 기생 광파가 다른 회절 차수에서, 예컨대 다음으로 낮은 회절 차수에서 발생시키는 모든 다른 광점에도 동일하게 적용된다. 그러나, 편의상 도면에는 다른 회절 차수가 도시되지 않는다.
관찰자 눈이 축 방향으로 눈 위치(EP1)으로부터 눈 위치(EP2)로 이동되면, 상황은 달라진다. 재구성 시스템이 인접한 회절 차수를 억압하는 공간 주파수 필터링 없이 동작하기 때문에, 눈 위치(EP1)로부터 떨어져, 예컨대 눈 위치(EP2)에서 기생 광점의 광이 눈에 도달할 것이다.
본 발명에 따른 상기 문제점의 해결책은 도 5b에 도시된다. 가시성 범위를 축 방향으로 눈 위치(EP2)로 이동하기 위해, 홀로그램 프로세서는 오브젝트 광점(OP0)에 대해 렌즈 기능을 가진 작은 홀로그램 영역(HO2)을 코딩한다.
도 5b에 도시된, 홀로그램 영역(H02)에 대한 코딩시에도, 광점(OP+1)에 대한 변조된 기생 부분 광파가 2개의 가시성 범위(VR1 및 VR2)로부터 떨어져 연장되므로, 상기 코딩은 기본적으로 바람직하게 나타난다.
본 발명에 따른 재구성 시스템은 한편으로는 눈 위치 평면을 가진 모든 광파 코운의 단면에 상응하는 가시성 범위를 갖는다. 다른 한편으로는 바람직하게 실시 가능한 광 변조기에 의해, 사용된 광 색에 따라 항상 단 하나의 비교적 좁은 회절 인터벌이 구현될 수 있다. 따라서, 재구성의 쾌적한 관찰의 관점에서 가시성 범위가 회절 인터벌에서 최대로 가능한 단면을 이용한다.
도 6a 내지 도 6c는 재구성을 위해 사용되는 회절 차수에서 선택된 오브젝트 광점(OP1 내지 OP3)에 대한 부분 광파의 광로만을 도시한다. 다른 회절 차수에서의 기생 광점들은 편의상 나타내지 않는다.
공간 광 변조기(SLM)의 셀 구조는 각각의 홀로그램 영역(H1, H2 및 H3)에 대해 렌즈 항 및 프리즘 항을 포함하는 코딩을 일으킨다. 따라서, 각각의 홀로그램 영역(H1, H2 및 H3)은 광 파동 장(LW)의 부분 광파를 공간적으로 분리하여 변조시킨다. 구조적 간섭의 결과로, 각각의 부분 광파는 그 관련 오브젝트 광점(OP1, OP2 또는 OP3)을 분리하여 재구성한다. 재구성 후, 부분 광파들은 현재 눈 위치(EP1)를 향해 광파 코운으로서 퍼짐으로써, 거기서 광파 코운들의 개방들의 일치에 의해 가시성 범위(VR)을 형성한다. 도 6a 내지 도 6c에서, 모든 홀로그램 영역들(H1, H2 및 H3)은 광변조기(SLM)에 대해 고정 점에 있는 하나의 장면의 재구성에 속하는 오브젝트 광점들(OP1 내지 OP3)의 동일한 패턴에 대해 계산된다.
도 6a는 가시성 범위(VR1)를 형성하기 위해 모든 부분 광파가 눈 위치(EP1) 를 향해 연장하도록 규정되고 눈 위치(EP1)에 따른 프리즘 항으로 코딩되는, 크기 및 위치를 가진 홀로그램 영역(H11, H21 및 H31)을 도시한다. 도 6a에 나타나는 바와 같이, 눈 위치(EP1) 근처에서 재구성된 오브젝트 광점(OP1 내지 OP3)의 광파 코운은 모든 오브젝트 광점들이 장면의 3차원 재구성으로서 가시되는 가시성 범위(VR1)에 일치한다. 눈 위치(EP1) 후방에서 변조된 부분 광파가 발산함으로써, 눈 위치(EP2)로의 축방향 눈 이동 후에 오브젝트 광점들(OP1) 및 (OP3)이 눈의 측 방향 위치에 따라 더 이상 가시되지 않거나 또는 다른 회절 차수로부터 기생 광점을 야기하는 광학 간섭에 의해서만 가시된다.
도 6b는 홀로그램 프로세서(HP)가 축 방향 눈 이동 후에, 셀 구조에 홀로그램 영역(H12, H22 및 H32)의 크기 및 위치를 새로이 규정하고 코딩된 프리즘 항의 값을 눈 위치(EP2)로 조정함으로써, 새로운 기능성 가시성 범위(VR2)를 생성한 것을 도시한다. 또한, 도 6b는 이전의 가시성 범위(VR1)의 장소에서 재구성된 오브젝트 광점들(OP1 및 OP3)이 더 이상 가시되지 않는 것을 나타낸다. 그러나, 그 대신 상기 장소에서 도시되지 않은 광점들이 다른 회절 차수로부터 오브젝트 광점들(OP1 및 OP3)에 대해 가시되는 것이 기대된다.
도 6c는 눈 위치(EP1)으로부터 다수의 차원으로, 재구성 시스템의 광축(OA)으로부터 떨어진 눈 위치(EP3)로의 눈 이동을 도시한다. 눈 위치(EP3)가 눈 위치(EP2)로부터 측 방향으로 떨어져 있기 때문에, 홀로그램 프로세서(HP)는 셀 구조 내의 홀로그램 영역들(H13, H23 및 H33)의 위치를 변화시켜야 하고 각각의 홀로그램 영역에 대해 변화된 프리즘 항을 계산해야 한다. 각각의 측 방향 머리 이동시 현재 눈 위치 앞의 공간에 재구성된 장면의 고정을 보장하기 위해, 셀 구조 내의 모든 홀로그램 영역들(H13, H23 및 H33)이 하나의 측면으로 이동된다. 그 결과, 이동 방향으로 에지에 놓인 홀로그램 영역들이 더 이상 코딩될 수 없다. 그들의 재구성된 오브젝트 광점들은 재구성에서 빠지고 장면에 대한 시야가 상응하게 절단될 것이다. 이것을 피하기 위해, 홀로그램 프로세서(HP)는 눈 위치들 간의 측 방향 변동시 셀 구조 내의 홀로그램 영역의 위치에 대한 그러한 정보을 계산하고 코딩할 수 있고, 장면의 재구성의 위치는 광변조기(SLM)에 대해, 모든 눈 위치의 가시성 범위에서 장면이 동일한 크기의 시야를 갖도록 변화된다. 그러나, 장면의 재구성의 변화된 위치를 가진 비디오 홀로그램의 이러한 계산은 홀로그램 프로세서(HP)가 상이한 관찰자에 대해 시간 다중 방식으로 동일한 비디오 홀로그램을 제공하는 경우에만 바람직하다.
그러나, 하나의 장면의 실제 홀로그래픽 재구성을 위해, 장면의 재구성이 관찰자의 머리 이동시마다 하나의 장소에 고정적으로 유지되고 홀로그램 프로세서가 장면의 코딩된 세부 구조를 변화된 원근으로 조정하는 것이 바람직하다.
도 7a 및 도 7b는 트래킹 영역에서 임의의 눈 위치에 대해 가시 홀로그래픽 재구성을 눈 원근으로 쾌적하게 조정할 수 있게 하는 본 발명의 특히 바람직한 실시예를 도시한다. 본 발명에 따라, 홀로그램 프로세서(HP)는 눈 위치의 변동시 광선 추적(ray tracing)에 의해 오브젝트 광점들의 가시성을 체크하고 재구성된 오브젝트 광점의 구조를 현재 눈 위치에 따라 변화시키기 위해, 현재 눈 위치의 눈 위치 데이터를 이용한다.
상기 도면에서와 같이, 도 7a 및 도 7b에서도 모든 홀로그램 영역들이, 광변조기(SLM)에 대해 고정 공간 위치에 있는, 오브젝트 광점들(OP1 내지 OP4)의 동일한 패턴에 대해 계산된다.
그러나, 도 7a는 오브젝트 광점들(OP1 내지 OP3)의 홀로그램 영역들(H11 내지H31) 및 눈 위치(EP1)를 향한 그들의 광로 상에 사용된 회절 차수에서 그들의 변조된 부분 광파를 도시한다. 본 발명의 다른 특징에 따라, 홀로그램 프로세서(HP)는 현재 비디오 홀로그램의 계산 전에 가시성 체크에서 광선 추적에 의해, 눈 위치(EP1)의 원근으로부터 오브젝트 광점(OP3)이 깊게 놓인 오브젝트 광점(OP4)을 은폐하는 것을 검출한다. 이로 인해, 상기 홀로그램 프로세서는 오브젝트 광점(OP4)에 대해 홀로그램 영역을 규정하지 않고, 그에 대해 코딩 데이터를 계산하지 않는다. 따라서, 홀로그램 프로세서(HP)의 계산 용량이 절감된다.
도 7b에 나타나는 바와 같이, 현재 비디오 홀로그램을 관찰하기 위한 관찰자 눈이 눈 위치(EP2)에 있으면, 상황이 달라진다. 이 경우, 홀로그램 프로세서(HP)는 현재 비디오 홀로그램의 계산 전에 그 가시성 체크에서, 오브젝트 광점(OP3) 및 오브젝트 광점(OP4)이 가시되는 것을 검출한다. 광선 추적에 의해서도 홀로그램 프로세서는 홀로그래픽 재구성 시스템이 비디오 홀로그램의 에지에 놓인 오브젝트 광점(OP1)에 대한 셀 구조의 이용 가능한 면의 초과에 의해 홀로그램 영역을 제공할 수 없다는 것을 검출한다. 따라서, 오브젝트 광점(OP1)은 현재 비디오 홀로그램의 계산시 고려되지 않는다. 이것도 계산 용량을 절감한다.
광 변조 수단으로서, 예컨대 복소 조정 값을 가진 공간 변조 또는 순수한 공간 위상 변조를 가능하게 하는, 셀 구조를 가진 공간 광변조기가 사용될 수 있다.
본 발명의 특별한 장점은 재구성 시스템이 수차를 야기하는 광학 컴포넌트 없이 구현될 수 있다는 것이다. 그 대신, 큰 위상 편차를 가진 움직이는 비디오 시퀀스의 각각의 비디오 홀로그램에 대해 상이한 눈 위치에 대한 다수의 변조된 부분 광파를 제공하는, 신속한 공간 위상 광변조 수단이 사용되어야 한다.
부분 광파의 트래킹의 상기 기본 원리 및 홀로그램 프로세서에 의한 셀 구조의 코딩의 조정과는 관계없이, 재구성 시스템의 구성에서의 세부 사항은 변할 수 있다.
프리즘 항의 코딩이 셀 구조에서 조정 가능한 위상 범위에 대한 높은 요구를 하기 때문에, 재구성 시스템은 다수의 광변조기를 가진 공간 광변조 수단 및/또는 프리즘 기능의 일부를 실행하는 추가의 광학 수단을 사용할 수 있다. 프리즘 항을 코딩하기 위해, 변조기 셀의 작은 애퍼처가 필요하다. 이는 광변조 수단의 높은 해상도 및 비디오 홀로그램용 코딩 값을 계산하기 위한 큰 계산 능력을 필요로 한다.
공간 광 변조 수단의 큰 위상 변조 편차로 인해 홀로그램 영역의 부분 광파에 대해 충분히 큰 프리즘 항들이 조정될 수 있으면, 본 발명에 따른 재구성 시스템은 기본적으로 광학 포커싱 수단을 필요로 하지 않는다.
충분히 큰 각이 구현될 수 없으면, 변조기 셀 구조의 모든 홀로그램 영역으로부터 나온 변조된 부분 광파들이 일치되게 가시성 범위 내로 도달되도록 프리즘 항의 코딩을 지원하기 위한 여러 가지 가능성이 주어진다. 한편으로는 공간 광 변조 수단이 수렴 파로 조명될 수 있다.
본 발명에 따른 재구성 시스템의 다른 바람직한 실시예에서, 조명 파(illumination wave)의 광로에 포커싱 수단이 배치될 수 있고, 상기 포커싱 수단은 변조기 셀 구조의 홀로그램 영역에서 프리즘 항의 코딩 및 조정 영역에 대한 요구를 현저히 낮출 것이다. 포커싱 수단은 예컨대 필드 렌즈, 렌즈 어레이 또는 회절 광학 소자들을 가진 에레이로서 구현될 수 있다.
본 발명의 대상은 광 변조 수단의 조명을 위한 조명 수단을 눈 위치가 있는 초점면 내로 이미징하기 위해 광학 포커싱 수단을 가진, 전술한, 공지된 재구성 시스템에 바람직하게 적용될 수 있다. 이러한 시스템은 조명 수단과 포커싱 수단 사이의 간격 및 포커싱 수단의 초점 거리, 초점 면과 광 변조 수단 사이의 거리를 규정한다. 이러한 시스템에 있어, 초점 면으로부터 축방향으로 떨어진 눈 위치를 이용하기 위해, 본 발명에 따른 대상에 의해 포커싱 수단의 유효 초점 거리를 조정하는 것이 바람직하다. 이는, 홀로그램 프로세서가 각각의 홀로그램 영역에 대해 또는 전체 셀 구조에 대해 보정 렌즈 함수를 계산하고 이것이 공간 광 변조 수단의 셀 구조의 코딩시 현재 비디오 홀로그램용 코딩 데이터에 보정된 초점 거리 f2= f1±fcor 를 중첩함으로써, 코딩에 의해 조명 수단을 변화된 초점 면에 이미징하는 시스템의 전체 초점 거리 f3 를 제공함으로써, 이루어진다. 광 포커싱 수단이 초점 거리 f1 를 가지면, 초점 거리 f2 는 조명 수단과 렌즈 사이의 간격이 무시될 때 1/f3 = 1/f1 + 1/f2 이어야 한다.
시스템 초점 거리의 보정을 위해, 광 변조 수단들이 별도의 광 변조기를 포함할 수도 있다.

Claims (16)

  1. 장면의 오브젝트 엘리먼트들을 홀로그래픽으로 재구성하기 위한 홀로그래픽 재구성 시스템으로서, 상기 재구성 시스템은 공간 광 변조 수단(SLM) 내의 변조기 셀로 이루어진, 이산적으로 코딩 가능한 셀 구조로 하나 이상의 간섭성 광 파동 장(LW)을 비디오 홀로그램의 시퀀스로 변조하고, 상기 재구성 시스템은
    - 홀로그램 프로세서 수단들(HP)로서, 상기 홀로그램 프로세서 수단들은 상기 장면에서 상기 오브젝트 엘리먼트의 위치에 대한 데이터에 의존하는 크기와 위치를 가진 이산 홀로그램 영역(H1, H2, H3)을, 상기 셀 구조 내의 상기 장면의 각각의 오브젝트 엘리먼트(OP1, OP2, OP3)에 할당하고, 상기 홀로그램 영역에 대해 코딩 데이터를 계산함으로써, 상기 셀 구조의 각각의 홀로그램 영역이 상기 간섭성 광 파동 장의 부분 광파를 변조하고, 각각의 변조된 부분 광파가 별도로 그것에 할당된 오브젝트 엘리먼트를 재구성한 다음, 광파 코운으로서 가시성 범위(VR)로 퍼지게 하는, 홀로그램 프로세서 수단들(HP);
    - 위치 제어 수단들로서, 상기 위치 제어 수단들은 상기 변조된 부분 광파를 하나 이상의 현재 눈 위치로 향하게 하고, 관찰자의 이동시 상기 눈 위치를 트래킹 함으로써, 완전히 재구성된 장면이 가시성 범위에서 관찰자 눈에 대해 가시되게 하는, 위치 제어 수단들을 포함하는 홀로그래픽 재구성 시스템에 있어서,
    상기 홀로그램 프로세스서 수단들이 현재 눈 위치(EP1, EP2)의 위치 데이터를 추가로 고려함으로써,
    - 상기 홀로그램 영역(H1, H2, H3)의 크기 및 위치를 상기 현재 눈 위치(EP1, EP2)로 조정하고,
    - 기생 회절 차수로부터의 광은 사용된 회절 차수 내로 들어오지 않으면서, 모든 부분 광파가 상기 현재 눈 위치를 향해 연장하도록 코딩 데이터를 계산하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단이 상기 셀 구조를 다이내믹하게 코딩하기 위해 상기 현재 눈 위치의 눈 위치 데이터를 고려함으로써, 상기 재구성 시스템은 상기 변조된 부분 광파가 트래킹 영역 내에서 상기 현재 눈 위치를 트래킹하게 하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 상기 셀 구조를, 상기 광파 코운이 상기 현재 눈 위치에서의 일치에 의해 가시성 범위를 형성하며 눈의 이동시 상기 코딩 데이터의 재계산에 의해 상기 재구성된 오브젝트 엘리먼트를 트래킹하도록, 다이내믹하게 코딩하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 가시성 범위가 미리 정해진 크기를 가지며, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 상기 셀 구조를, 관찰자와 상기 공간 광 변조 수단 사이의 거리와 관계없이 상기 가시성 범위의 크기가 일정하게 유지되도록, 다이내믹하게 코딩하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 상기 홀로그램 영역에 대해 할당된 재구성된 오브젝트 엘리먼트의 위치에 따라 그리고 상기 눈 위치에 따라 렌즈 항(H01, H02)을 계산하고, 상기 재구성된 오브젝트 엘리먼트를 상기 눈 위치로 향하게 하기 위해 프리즘 항을 상기 렌즈 항에 중첩하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 공간 광 변조 수단은 상기 간섭성 파동 장(WF)의 공간 위상 변조를 실행하는 하나 이상의 공간 광 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 상기 장면의 오브젝트 광점의 고정적으로 규정된 구조에 대한 데이터를 이용하고, 각각의 오브젝트 광점에 대해, 상기 오브젝트 광점(OP0)과 각각의 홀로그램 영역에 대한 상기 광 변조기(SLM) 사이의 축 방향 간격(d1), 및 상기 눈 위치(EP)와 상기 광 변조기(SLM) 사이의 간격(d2)에 의존하는 위치와 크기를 가진 홀로그램 영역(H1, H2, H3)을 계산하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 변조기 셀 구조는 현재 비디오 홀로그램의 내용과 관계없 이 항상 일정한 양의 이산 홀로그램 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 이산 홀로그램 영역의 양은 상기 가시성 범위에서 홀로그래픽 재구성의 소정 해상도에 상응하는 래스터화에 의존하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 영역으로 재구성된 장면은 현재 관찰자 윈도우에 대해 고정된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단이 변조기 셀 구조 상의 상기 홀로그램 영역의 크기 및 위치를 규정하고, 코딩된 프리즘 항의 값을 상기 현재 눈 위치(EP2)로 조정함으로써, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 축 방향 눈 이동 후에 새로운 기능성 가시성 범위(VR2)를 생성하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 재구성된 장면의 뷰를 상기 현재 눈 위치(EP2)로 조정하기 위해, 상기 눈 위치의 위치 변동시 변조기 셀 구조의 코딩을 변화시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 눈 위치들 간의 측 방향 변동시 변조기 셀 구조 상의 상기 홀로그램 영역의 위치에 대한 정보를 계산하고 코딩하며, 상기 광 변조기에 관련한 상기 재구성된 장면의 장소는 각각의 눈 위치의 가시성 범위에서 상기 장면이 동일한 크기의 시야를 갖도록 변화되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 홀로그램 프로세서 수단은 눈 위치의 변동시 광선 추적에 의해 오브젝트 광점의 가시성을 체크하고 현재 눈 위치에 따라 재구성된 오브젝트 광점의 구조를 변화시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  15. 제 1항에 있어서, 수렴 전파되는 광 파동 장이 상기 공간 광 변조 수단을 조명하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
  16. 제 1항에 있어서, 광원을 상기 관찰자의 눈에 이미징하기 위해, 포커싱 재생 스크린(S)이 제공되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 재구성 시스템.
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