KR20110084299A - 홀로그래픽 컬러 디스플레이 - Google Patents
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Abstract
통상의 픽셀 배치를 가진 공지된 디스플레이는 공간 다중화를 이용하는 재구성 방법에 기초한 3D-객체의 컬러 홀로그래픽 재구성을 랜더링하는데 있어서 몇 가지 단점을 갖는다. 본 발명에 따른 해결책은 홀로그래픽 디스플레이 내에서 컬러 필터를 광학 이미지 분리 수단에 직접 장착하고, 공지된 단점들이 피해지도록 디스플레이의 광학 부품과 코딩된 홀로그램을 서로 결합하는 것이다. 본 발명에 따라 기본 색 RGB의 평행한, 수직 컬러 스트립들을 가진 컬러 필터가 상기 이미지 분리 수단에 할당되고, 상기 컬러 스트립은 컬러 필터 내에서 수평으로 주기적으로 반복된다. 광 변조기는 좌측 관찰자 눈 및 우측 관찰자 눈에 대해 6개의 픽셀 컬럼으로 인터레이스된 상태로 각각의 기본 색에 대해 기입된 2개의 홀로그램의 시퀀스를 포함하며, 상기 시퀀스는 수평으로 주기적으로 반복된다. 컬러 필터 및 홀로그램의 주기는 서로 동일한 길이로 배치되고, 컬러 스트립, 및 상기 컬러 스트립의 기본 색의 홀로그램을 가진 2개 이상의 픽셀 컬럼이 하나의 분리 소자에 할당된다.
Description
본 발명은 공간 컬러 다중화에 의해 3차원 객체의 컬러 재구성이 생성되고 상기 재구성이 가시 범위로부터 보여져야 하는 홀로그래픽 디스플레이에 관한 것이다.
출원인의 DE 10 2004 044 111에는 3차원 객체(3D-객체)의 단색 홀로그래픽 재구성을 생성하기 위한 홀로그래픽 디스플레이가 개시된다. 이 디스플레이는 본 발명에 기초가 된다. 디스플레이는 중요한 부품으로서 광원 수단, 광학 포커싱 수단, 제어 가능한 공간적 광 변조기(SLM), 및 예컨대 렌티큘러로 구현되는 이미지 분리 수단을 포함한다.
도 1a에는 제어 가능한 광 변조기(SLM)를 명확히 나타내기 위해 매트릭스 형태의 픽셀 장치의 단 2개의 단색 픽셀 및 이미지 분리 수단(L) 중 단 하나의 분리 소자가 평면도로 도시된다. 분리 소자는 여기서 렌티큘러의 실린더 렌즈이다. SLM은 상기 객체의 좌측 또는 우측 뷰를 재구성하는 3D-객체의, 각각 컬럼 마다 인터레이스된, 2개의 별도의 일차원 홀로그램으로 나타내진다. SLM의 2개의 픽셀들은 실린더 렌즈에 의해 커버되고, 실린더 렌즈들은 픽셀 컬럼에 대해 평행하게 배치된다. l 및 r로 표시되는 픽셀 컬럼의 배치는 도 1b에 정면도로 개략적으로 도시된다. 코딩에 적용되는 픽셀의 평균 간격(피치)은 SP로 표시된다.
실린더 렌즈들은 픽셀 컬럼들 l 및 r을 관찰자 평면 내에 이미지화한다. 이와 동기로, 광학 포커싱 수단들은 수직 방향으로 가간섭성 광을 SLM에서 변조 후 마찬가지로 관찰자 평면 내로 이미지화한다. 상기 관찰자 평면들은 중첩되어 좌측 및 우측 관찰자 눈에 대한 가시 범위 VWL 및 VWR 를 형성한다. 가시 범위들 VWR 및 VWL은 마름모꼴 3차원 영역들을 형성하고, 상기 영역들은 관찰자 평면과 함께 각각 하나의 단면을 형성한다. 거기서, 3D-객체의 홀로그래픽 표시를 볼 수 있기 위해서는, 사용된 광의 2개의 회절 차수 사이에 관찰자 눈이 놓여야 한다. 화살표 방향으로 픽셀에 부딪히는 광, 즉 수직으로 공간 가간섭성이며 수평으로 공간 비간섭성인 광이 예컨대 선형 광원 수단에 의해 방출된다.
광원 수단, 및 광로에서 SLM 전방에 배치된 광학 포커싱 수단, 예컨대 동시에 푸리에 변환(FT)을 위한 파동 광학 수단인 렌티큘러는 명확성을 위해 도 1a 내지 도 1c에 도시되지 있지 않다.
기본 색 RGB를 포함하는 컬러 재구성을 생성하기 위해, 각각의 개별 색에 대해 홀로그램을 계산하고 총 3개의 홀로그램을 순차적으로 또는 동시에 SLM 상에 표시하는 것이 공지되어 있다. 공간 다중화를 이용해서 홀로그램을 동시 표시하기 위해, 이 홀로그램들이 공간적으로 인터레이스된다. 3개의 색 및 2개의 관찰자 윈도우에 의해 6배 다중화가 주어진다. SLM은 동시에 RGB 광원의 광에 의해 조명되고, SLM에서 픽셀에 할당된 표준 컬러 필터는 이 픽셀에 대한 광을 필터링한다.
도 1c는 컬러 3D-표시를 위한 도 1b의 픽셀 컬럼들 l 및 r의 표준 배치를 정면도로 도시한다. 이 배치에서 기본 색 R, G 및 B 내의 3개의 직사각형 서브픽셀은 각각 하나의 정사각형 픽셀을 형성한다. l로 표시된 컬럼은 좌측 가시 범위 VWL 내로 이미지화되고, r로 표시된 컬럼은 우측 가시 범위 VWR 내로 이미지화된다. 통합된 컬러 필터 R, G 및 B 들을 가진 3개의 서브 픽셀은 1D-코딩에 적용되는 피치, 3SP라고 하는 피치를 가진 정사각형 픽셀을 형성한다. 1D-코딩은 여기서 수직 이동 시차를 가진 홀로그램이 주어지는 것을 의미한다. 동일한 파장의 광만이 간섭할 수 있기 때문에, 코딩에 적용되는 피치 3SP는 단색 3D-표시에서보다 3배 더 크다. 따라서, 가시 범위의 수직 길이는 단색 디스플레이에서의 1/3 크기이다.
도 2a는 통합된 RGB 컬러 필터를 가진 SLM을 사용해서 컬러 홀로그래픽 3D-표시를 생성할 수 있는 다른 가능성을 나타낸다. 상기 컬러 필터들은 RRGGBB 순서로(도 2b 참고) 각각 하나의 색의 2개의 서브 픽셀 컬럼들 및 이미지 분리 수단(L)의 3개의 실린더 렌즈에 할당된다. 또한, 하나의 색의 2개의 서브 픽셀 컬럼들은 각각 상기 색에 대한 하나의 좌측 홀로그램 및 하나의 우측 홀로그램을 포함한다. 이로 인해, 도 2a에 따라 이전 실시예에서 보다 큰 가시 범위들 VWL 및 VWR로의 서브 픽셀 이미지들의 완전한 중첩이 이루어진다. 코딩에 적용되는 피치 SP는 여기서 도 1b에 따른 단색 디스플레이에서와 동일한 수직 크기를 가진 가시 범위가 얻어지는 크기이다. 그러나, 컬러 서브 픽셀의 이러한 시퀀스를 가진 SLM들은 통상적이지 않으며 홀로그래픽 재구성 방법에 이용되지 않는다.
편의상, 도 2b의 각각의 픽셀 내에 색들 R, G, B이 표시되지 않았다.
기본적으로 컬러 필터는 외부에서 SLM의 커버 유리 상에 장착될 수 있다. 그러나, 외부에서 SLM의 커버 유리에 장착시, 약 1 ㎜의 커버 유리의 두께로 인해 픽셀 장치와 컬러 필터 사이에 간격이 생긴다는 단점이 있다. 이로 인해 그리고 컬러 서브 픽셀의 훨씬 더 작은 픽셀 피치(< 100 ㎛)에 의해 회절 효과가 나타나고, 상기 회절 효과는 특정 조건 하에서 인접한 서브 픽셀들 사이에 간섭 크로스토크를 야기한다.
광로가 SLM 및 컬러 필터를 통해 경사지게 연장하면, 추가의 크로스토크가 나타난다. 이는 가시 범위들이 광원의 이동에 의해 관찰자를 트래킹하는 경우이다. 디스플레이의 중심으로부터 멀리 떨어져 있고 경사지게 조명되는 관찰자에 대해, 하나의 색에 대해 계산된 홀로그램의 광이 더 이상 관련 컬러 필터를 통해 도달하지 않는다. 따라서, 관찰자는 에러를 가진 재구성을 볼 것이다. 1 ㎜ 커버 유리 및 100 ㎛ 피치를 가진 상기 실시예에서, 이는 약 6°의 각이고, 각이 더 작아지면 점차적인 문제가 나타난다. 따라서, 디스플레이의 관찰자 각이 훨씬 제한되고 다수의 관찰자에게 이용될 수 없다,
이러한 단점들은 홀로그래픽 디스플레이의 원형(prototype) 제작 또는 소형화에 특히 문제가 되는데, 그 이유는 이 경우 통상의 SLM 또는 외부 컬러 필터가 사용되어야 하기 때문이다.
이러한 이유로, 컬러 표시가 SLM에 의해 구현되지 않고 디스플레이 내의 광학 수단에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
선행 기술에는 디스플레이에서 컬러 표시가 광학 이미징 수단들, 예컨대 마이크로 렌즈와 관련한 컬러 필터에 의해 이루어지는 것이 공지되어 있다.
WO 99/50914에서는 컬러 마이크로 렌즈들이 큰 광원의 광을 센서 또는 픽셀일 수 있는 작은 감지 영역 내로 포커싱할 수 있다. 마이크로 렌즈의 기능은 여기서 컬러 필터와 통합되어 하나의 단색 마이크로 렌즈를 형성한다. 처리 과정에서, 마이크로 렌즈는 단색 광의 방사에 대해 특정한 경사각을 이루는 휘어진 표면 가진 형상을 갖게 된다.
하나의 색의 광이 작은 영역에서 부딪히는, 후속 접속된 LC-층의 LC-분자들은 스위치로서 작용하고, 상기 영역에서 광을 필터의 색에 따라 필터링한다. 프로세서는 각각 3개의 단색 광 번들을 하나의 컬러 픽셀로 결합함으로써 그 색과 강도를 결정한다. 따라서, 3개로 하나의 컬러 픽셀을 구현하는 단색 마이크로 렌즈들을 가진 컬러 디스플레이가 형성될 수 있다.
상기 구성은 통상의 컬러 디스플레이에서 색 표시에 적합하다. 광이 픽셀에 포커싱되기 때문에, 상기 컬러 디스플레이는 상기 홀로그래픽 재구성 원리에 적합하지 않다. 광을 관찰자 눈에 포커싱하기 위해 추가의 이미징 수단이 광로에 배치되어야 한다. 이는 평면 디스플레이의 길이 및 중량을 확대시키지만, 이러한 확대는 방지되어야 한다.
US 5 682 215는 각각의 마이크로 렌즈가 색들 RGB 중 하나로 착색되는 마이크로 렌즈 어레이를 가진 컬러 디스플레이에 관한 것이다. 컬러 마이크로 렌즈는 컬러 필터링에 의해 통과 광에 대한 2중 기능을 한다. 디스플레이의 휘도 및 개방 상태를 개선하기 위해, 광은 의도적으로 하나의 픽셀로 포커싱된다. 마이크로 렌즈들은 여기서 예컨대 컬러 안료에 의해 착색된다.
이 컬러 디스플레이는 가시 범위를 생성하기 위한 추가의 광학 부품과 함께만 상기 홀로그래픽 디스플레이 및 재구성 방법에 사용될 수 있다.
본 발명의 과제는 통상의 픽셀 배치를 가진 디스플레이에서, 재구성이 가시 범위로부터 보여져야 하는 공간 다중화를 이용하는 재구성 방법에 기초한 3D-객체의 홀로그래픽 재구성의 컬러 표시를 구현하는 것이다. 가시 범위들은 가급적 커야하고, 홀로그래픽 디스플레이 장치 전방에서 큰 각 범위로 하나 이상의 관찰자를 그 위치 변동시 트래킹할 수 있어야 한다. 크로스토크가 최소화되어야 한다.
또한, 디스플레이의 평면성이 얻어져야 한다.
본 발명에 따른 해결책은 광로에 광원 수단, 광학 포커싱 수단, 제어 가능한 광 변조기, 및 수직으로 배치된 분리 소자들을 가진 광학 이미지 분리 수단을 포함하는 홀로그래픽 디스플레이를 기초로 하며, 수직 방향으로 광학 포커싱 수단들이 충분히 가간섭성인 광을 광 변조기의 매트릭스 형태로 배치된 제어 가능한 픽셀을 통해 하나의 관찰자 평면 내로 이미지화하고 관찰자 눈에 대한 가시 범위 내에서 중첩하며, 이와 동기로 광학 이미지 분리 수단의 분리 소자들이 각각의 관찰자 눈에 대해 홀로그램으로 코딩된 픽셀 컬럼을 상응하는 가시 범위 내로 이미지화한다.
상기 해결책에서는 외부 컬러 필터가 광학 이미지 분리 수단 상에 장착되고, 광학 부품 및 코팅된 홀로그램은 선행 기술의 단점이 피해지도록 서로 할당된다.
본 발명에 따라,
- 이미지 분리 수단에 직접 외부 컬러 필터가 할당되고, 상기 컬러 필터의 재료는 기본 색 RGB로 이루어진 평행하게 연장하는 수직 컬러 스트립들을 포함하고, 상기 컬러 스트립들은 수평으로 주기적으로 컬러 필터 내에서 반복되고,
- 광 변조기는 좌측 및 우측 관찰자 눈에 대해 6개의 픽셀 컬럼 내로 인터레이스된 상태로 각각의 기본 색에 대한 2개의 기입된 홀로그램의 시퀀스를 포함하고, 상기 홀로그램의 시퀀스가 광 변조기 내에서 수평으로 주기적으로 반복되고,
- 실질적으로 동일한 길이를 가진 컬러 필터의 주기와 홀로그램의 주기가 마주보게 배치되고, 다색 가시 범위를 생성하기 위해, 분리 소자에는 컬러 필터의 컬러 스트립 및 상기 컬러 스트립의 기본 색의 홀로그램을 가진 2개 이상의 픽셀 컬럼이 할당된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 기본 색의 컬러 스트립에 할당된 픽셀 컬럼들이 상기 기본 색에 대해 계산된 홀로그램을 갖는다.
주기적 할당에 의해, 관찰자 눈에 대해 다색 3차원 객체를 홀로그래픽으로 생성하기 위해, 하나의 가시 범위는 좌측 관찰자 눈에 대한 모든 픽셀 컬럼들의 중첩된 컬러 이미징을 가지며, 다른 가시 범위는 우측 관찰자 눈에 대한 모든 픽셀 컬럼들의 중첩된 컬러 이미징을 갖는다.
또한, 다색 가시 범위의 수평 트래킹이 광 변조기 내에서 홀로그램의 코딩의 수평 이동에 의해 이루어짐으로써, 관찰자는 위치 변동시 항상 홀로그래픽 재구성을 볼 수 있다.
가시 범위의 확대를 위해, 픽셀 컬럼의 이미지화가 이미지 분리 수단의 분리 소자들에 의해 관찰자 평면에 대해 디포커싱되어 이루어지는 것이 바람직하다.
스테레오 콘트라스트를 높이기 위한 소수의, 추가의, 활성화되지 않은 픽셀 컬럼이 이미지 분리 수단의 각각의 분리 소자에 추가로 할당될 수 있다.
분리 소자들에 의해 구조화된 이미지 분리 수단의 측면이 컬러 필터와 연결되고 어셈블리로서 형성되면, 홀로그래픽 디스플레이의 제조가 간단해진다.
본 발명은 선행 기술에 비해 하기의 장점을 갖는다:
컬러 표시의 디자인이 컬러 픽셀의 더 작은 유효 피치를 허용하고, 따라서 관찰자 눈에 대한 더 큰 가시 범위를 허용한다. 인접한 픽셀들 사이의 크로스토크는 의도된 광 안내에 의해 최소화된다. 광원의 트래킹시, 관찰자에 도달을 위한 더 큰 각이 구현될 수 있다.
모든 부품들은 통상적으로 구매되므로, 결함시 항상 대체될 수 있다. 이들은 간단히 조절될 수 있으며, 이는 디스플레이의 제조시 특히 원형 제작 및 소형화를 위해 중요하다.
이하에서, 본 발명이 실시예를 참고로 상세히 설명된다.
도 1a는 선행 기술에 따른, 우측 및 좌측 가시 영역을 생성하기 위한 단색 홀로그래픽 디스플레이의 개별 부품.
도 1b는 픽셀 피치를 가진 단색 광 변조기의 2개의 픽셀 컬럼의 정면도.
도 1c는 통합된 컬러 필터 및 픽셀 피치를 가진 SLM의 2개의 픽셀 컬럼의 정면도.
도 2a는 통합된 컬러 필터를 가진 SLM의 픽셀 및 이미지 분리 수단의 분리 소자를 가진 홀로그래픽 컬러 디스플레이의 일부를 도시한 개략도.
도 2b는 통합된 컬러 필터를 가진 SLM의 2개의 픽셀 컬럼의 정면도.
도 3a는 단색의 통상의 SLM, 이미지 분리 수단 및 관련 컬러 필터를 포함한 본 발명에 따른 홀로그래픽 컬러 디스플레이의 일부를 도시한 개략도.
도 3b는 본 발명에 따른 분리 소자를 커버하는, 컬러 스트립의 색에 대한 픽셀 컬럼의 할당을 화살표로 표시한, 도 3a의 SLM의 일부를 도시한 개략도.
도 1b는 픽셀 피치를 가진 단색 광 변조기의 2개의 픽셀 컬럼의 정면도.
도 1c는 통합된 컬러 필터 및 픽셀 피치를 가진 SLM의 2개의 픽셀 컬럼의 정면도.
도 2a는 통합된 컬러 필터를 가진 SLM의 픽셀 및 이미지 분리 수단의 분리 소자를 가진 홀로그래픽 컬러 디스플레이의 일부를 도시한 개략도.
도 2b는 통합된 컬러 필터를 가진 SLM의 2개의 픽셀 컬럼의 정면도.
도 3a는 단색의 통상의 SLM, 이미지 분리 수단 및 관련 컬러 필터를 포함한 본 발명에 따른 홀로그래픽 컬러 디스플레이의 일부를 도시한 개략도.
도 3b는 본 발명에 따른 분리 소자를 커버하는, 컬러 스트립의 색에 대한 픽셀 컬럼의 할당을 화살표로 표시한, 도 3a의 SLM의 일부를 도시한 개략도.
도 1 및 도 2는 선행 기술에서 설명되었다.
본 발명은 홀로그래픽 컬러 디스플레이의 일부의 평면도를 도시하는 도 3a를 참고로 상세히 설명된다. 광원(LQ)의 가간섭성 광이 광학 포커싱 수단(FM)을 통해 단색의 통상 SLM의 6개의 픽셀 컬럼을 조명한다. 광로에서 SLM 다음에 광학 이미지 분리 수단(L) 및 컬러 필터(F)가 배치되고, 상기 광학 필터의 투명한 재료는 기본 색 RGB를 가진 평행하게 연장된 수직 컬러 스트립들을 포함하며, 상기 스트립들은 컬러 필터(F) 내에서 주기적으로 반복된다. SLM의 픽셀 컬럼들 내에 6개의 홀로그램이 수평 방향으로 인터레이스되어 기입된다. 컬러 필터(F)의 각각의 기본 색 R, G 및 B에 대해 2개의 홀로그램(HG)이 좌측 및 우측 관찰자 눈에 대해 2개의 픽셀 컬럼 내로 인터레이스된 상태로 기입된다. 이들은 각각 분리 소자에 할당되며, 전체 SLM에 걸쳐 주기적으로 다음의 방식으로 반복된다: HGRL(좌측)-HGRR(우측)-HGGL-HGGR-HGBL-HGBR. 여기서, "좌측" 및 "우측"은 각각 좌측 및 우측 가시 범위(VWL) 및 (VWR)에 있어서 하나의 색에 대해 코딩된 홀로그램을 의미한다. 이미지 분리 수단(L) 및 그에 따라 컬러 필터(F), 및 SLM에 기입된 홀로그램(HG)이 갖는 2개의 주기들은 대략 동일한 길이를 갖는다. 2개의 주기 길이의 차이는 이미지 분리 수단(L)과 SLM의 작은 간격으로부터 생긴 원근 축약에 의해 야기된다. 그러나, 이 차이는 < 1% 이다. 주기들은 수평으로 반복된다.
도 3b에는 픽셀 피치(SP)를 가진 단색 SLM의 픽셀 컬럼 l 및 r의 정면도가 개략적으로 도시된다. 이 도면에는 각각 하나의 분리 소자를 커버하는, 컬러 필터 F의 각각 하나의 컬러 스트립 RGB에 대한 픽셀 컬럼 l 및 r의 할당이 나타난다. 이 할당은 픽셀 컬럼 하부에 기본 색 R, G, B의 표시 및 화살표로 나타내진다. SLM 내에서 3D-객체의 코딩에 적용되는 피치(SP)는 도 1a/1b의 단색 디스플레이의 피치와 같은 크기이다. 이로 인해, 도 1a/1b의 단색 디스플레이에서와 동일한 크기를 가진 2개의 가시 범위 VWL 및 VWR이 얻어진다. 상응하게 코딩된 홀로그램을 가진 SLM의 연속하는 픽셀 컬럼 l 및 r이 교대로 상기 가시 범위 내로 이미지화된다. 모든 컬럼들 HGRL-HGGL-HGBL은 좌측 가시 범위 VWL 내로 이미지화되고, 모든 컬럼 HGRR-HGGR-HGBR은 우측 가시 범위 VWR 내로 이미지화된다. 따라서, 각각의 가시 범위는 모든 기본 색 RGB의 혼합을 포함하고, 관찰자 눈들은 3D-객체의 컬러 재구성을 본다.
홀로그램들 HGRL-HGRR-HGGL-HGGR-HGBL-HGBR의 내용은, 가시 범위 VWL 및 VWR이 수평으로 관찰자의 위치 변동시 관찰자를 트래킹하기 위해, SLM 상에서 수평으로 이동될 수 있다. 이 이동은 컬럼 마다 가능하기 때문에, 가시 범위들이 이산적으로만 이동될 수 있다. 따라서, 가시 범위는 새로 위치 설정된 가시 범위가 이전 위치에 갭 없이 연결되기 위해 충분히 넓어야 한다.
따라서, 픽셀 컬럼의 이미징이 도 3a에 따른 실린더 렌즈에 의해 디포커싱되므로, 가시 범위의 폭이 커진다. 1D-코딩의 사용시 이미징의 방향이 비-코딩된 방향이기 때문에, 가시 범위의 길이는 디포커싱에 의해 확장된다.
각각의 분리 소자 또는 각각의 실린더 렌즈에 추가의 픽셀 컬럼들이 할당될 수 있지만, 추가의 픽셀 컬럼들은 활성화되지 않고, 활성화된 픽셀 컬럼들 사이에 놓인다. 이들은 스테레오 콘트라스트를 높인다.
가시 범위들 VWL 및 VWR이 부분적으로 중첩되면, 스테레오 콘트라스트가 감소한다. 상기 활성화되지 않은 픽셀 컬럼들의 삽입은 픽셀 컬럼의 이미징이 갭 없이 이루어지지 않거나 또는 이들이 중첩되는 경우 바람직할 수 있다. 갭 없는 연결은 가시 범위의 트래킹을 위해 필요하고 높은 스테레오 콘트라스트를 위해 중첩을 방지하기 위해 필요하다. 활성화되지 않은 픽셀 컬럼의 삽입에 의해, 2개의 가시 범위들 VWL 및 VWR 사이에 조명되지 않는 갭이 생기기는 하지만, 상기 갭은 가시 범위의 수평 트래킹시 하나의 픽셀 컬럼 만큼 홀로그램의 이동에 의해 조명된다.
분리 소자들은 좌측 홀로그램을 가진 모든 픽셀 컬럼들을 관찰자 평면 내로 이미지화하고, 그들을 상기 홀로그램의 가시 범위 VWL를 형성하는 동일한 장소에서 중첩한다. 이는 단색 디스플레이에서와 유사하게 이루어진다. 이에 상응하게, 우측 홀로그램을 가진 모든 픽셀 컬럼들은 동일한 가시 범위 VWR에 이미지화되며 중첩된다.
컬러 필터들(F)은 개별 부품으로서 렌티큘러와 직접 접속되고, 관련 픽셀 컬럼에 대한 광을 필터링한다. 컬러 필터들은 예컨대 렌티큘러의 구조화된 측면 상에 장착될 수 있다. 전형적인 구조 깊이는 10 ㎛의 크기이므로, 약 1 ㎜의 LCD의 전형적인 커버 유리 두께보다 훨씬 더 작다. 간섭 효과는 렌즈-컬러 필터 간격으로 인해 선행 기술에서의 픽셀-컬러 필터 간격에 비해 훨씬 더 작은 크기로 나타난다. 이로 인해, 예컨대 회절에 의한 크로스토크가 더 작아지고, 가시 범위의 트래킹을 위한 각이 더 커진다. 컬러 필터에서의 회절 효과가 최소화되는데, 그 이유는 컬러 스트립의 피치가 실린더 렌즈의 피치와 동일하고, 실린더 렌즈의 피치가 픽셀의 피치보다 더 크기 때문이다.
광학 이미지 분리 수단은 프리즘 마스크 또는 배리어 마스크에 의해서도 구현될 수 있다. 배리어 마스크에서, 컬러 필터의 컬러 스트립들은 투명한 영역과 연결된다.
컬러 필터는 예컨대 필름의 컬러 노출에 의해 저렴하게 제조될 수 있고, 상기 필름은 후속해서 예컨대 렌티큘러 상에 조절되어 제공된다. 대안으로서, 컬러 필터는 렌티큘러 기판과 실린더 렌즈 구조 사이에서 렌티큘러 내로 삽입될 수 있다. 이는 SLM 내로 필터 층의 삽입보다 훨씬 더 간단하다.
컬러 필터에 의해 컬러 광을 생성시키는 대안은 착색된 분리 소자의 사용이며, 이 경우 3개의 기본 색 R, G 및 B의 주기가 3개의 분리 소자들에 할당된다.
F: 컬러 필터
FM: 포커싱 수단
L: 이미지 분리 수단
LQ: 광원
SLM: 광 변조기
VWL, VWR: 가시 범위
FM: 포커싱 수단
L: 이미지 분리 수단
LQ: 광원
SLM: 광 변조기
VWL, VWR: 가시 범위
Claims (7)
- 홀로그래픽 컬러 디스플레이로서, 상기 컬러 디스플레이는 광로에 광원 수단, 광학 포커싱 수단, 제어 가능한 광 변조기, 및 수직 분리 소자들을 가진 광학 이미지 분리 수단을 포함하고, 수직 방향으로 광학 포커싱 수단들이 충분히 가간섭성인 광을 상기 광 변조기의 매트릭스 형태로 배치된 제어 가능한 픽셀을 통해 하나의 관찰자 평면 내로 이미지화하고 관찰자 눈에 대한 가시 범위 내에서 중첩하며, 이와 동기로 상기 광학 이미지 분리 수단의 상기 분리 소자들이 각각의 관찰자 눈에 대해 홀로그램으로 코딩된 픽셀 컬럼을 상응하는 가시 범위 내로 이미지화하는, 홀로그래픽 컬러 디스플레이에 있어서,
- 상기 이미지 분리 수단에 외부 컬러 필터가 할당되고, 상기 컬러 필터의 재료는 기본 색 RGB을 가진 평행하게 연장하는 수직 컬러 스트립들을 포함하고, 상기 컬러 스트립들은 수평으로 주기적으로 컬러 필터 내에서 반복되고,
- 상기 광 변조기는 좌측 및 우측 관찰자 눈에 대해 6개의 픽셀 컬럼 내로 인터레이스된 상태로 각각의 기본 색에 대한 2개의 기입된 홀로그램의 시퀀스를 포함하고, 상기 홀로그램의 시퀀스가 상기 광 변조기 내에서 수평으로 주기적으로 반복되고,
- 동일한 길이를 가진 컬러 필터와 홀로그램의 주기들은 마주보게 배치되고, 다색 가시 범위를 생성하기 위해, 상기 컬러 필터의 하나의 컬러 스트립 및 상기 컬러 스트립의 기본 색의 홀로그램을 가진 2개 이상의 픽셀 컬럼들이 하나의 분리 소자에 할당되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이. - 제 1항에 있어서, 상기 기본 색의 하나의 컬러 스트립에 할당된 픽셀 컬럼들은 상기 기본 색에 대해 계산된 홀로그램을 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이.
- 제 2항에 있어서, 관찰자 눈에 대해 다색 3차원 객체를 홀로그래픽으로 생성하기 위해, 하나의 가시 범위는 좌측 관찰자 눈에 대한 모든 픽셀 컬럼들의 중첩된 컬러 이미징을 갖고, 다른 가시 범위는 우측 관찰자 눈에 대한 모든 픽셀 컬럼들의 중첩된 컬러 이미징을 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이.
- 제 1항에 있어서, 상기 다색 가시 범위의 수평 트래킹은 상기 광 변조기에서 홀로그램의 코딩의 수평 이동에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이.
- 제 1항에 있어서, 상기 픽셀 컬럼의 이미징이 상기 이미지 분리 수단의 상기 분리 소자들에 의해 관찰자 평면에 대해 디포커싱되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이.
- 제 1항에 있어서, 스테레오 콘트라스트를 높이기 위한 추가의, 활성화되지 않은 픽셀 컬럼들이 각각의 분리 소자에 추가로 할당되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이.
- 제 1항에 있어서, 상기 분리 소자들에 의해 구조화된 상기 이미지 분리 수단의 측면이 상기 컬러 필터와 연결되고 어셈블리로서 형성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 컬러 디스플레이.
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