KR20130053347A - 이원 방식 홀로그래피 입체 영상 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는, 좌안 입체 영상을 제공하는 좌안 영상 패널; 그리고 상기 좌안 영상 패널의 일측변에 부착되어 우안 입체 영상을 제공하는 우안 영상 패널을 포함한다. 본 발명은, 좌안용 홀로그래피 입체 영상을 제공하는 표시패널과 우안용 홀로그래피 입체 영상을 제공하는 표시패널을 조합하여, 고속 처리 및 고속 반응을 위한 고가의 표시패널을 사용하지 않고도 고품질의 홀로그래피 방식의 입체 영상을 제공한다.

Description

이원 방식 홀로그래피 입체 영상 표시장치 {Dual Holography 3D Display Device}
본 발명은 이원 방식 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 홀로그래피 방식의 입체 영상을 좌안 영상용 패널과 우안 영상용 패널로 나누어 무안경 방식으로 구현한 양안식 입체 영상 표시장치에 관한 것이다.
최근 3차원 (3D: Three Dimension) 영상과 영상 재생 기술에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 3차원 영상 관련 미디어는 시각 정보의 수준을 한 차원 더 높여주는 새로운 개념의 실감 영상 미디어로서 차세대 영상장치를 주도할 것으로 예상된다. 기존의 2차원 영상 시스템은 평면 영상을 제공하지만 3차원 영상 시스템은 물체가 가지고 있는 실제 이미지 정보를 관찰자에게 보여주는 관점에서 궁극적인 영상 구현 기술이라고 할 수 있다.
3차원 입체 영상을 재생하기 위한 방법으로는 크게, 스테레오스코피 (stereoscopy), 홀로그래피 (holography) 및 집적영상 (integral imaging) 등의 방법들이 연구 개발되고 있다. 이 중에서 홀로그래피 방식은 레이저를 이용하여 제작한 홀로그래피를 관측시 특수 안경을 장착하지 않고도 실물과 동일한 입체 영상을 느낄 수 있는 방식이다. 따라서, 홀로그래피 방식은 입체감이 뛰어나며 관측자가 피로감 없이 입체 영상을 느낄 수 있는 가장 이상적인 방식으로 알려져 있다.
홀로그래피 방식은 물체에서 반사된 빛(물체파)과 간섭성이 있는 빛(기준파)을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용하는 것이다. 가간섭성이 높은 레이저 광을 사용하여 물체에 부딪혀 산란되는 물체파를 또 다른 방향에서 입사된 기준파와 만나게 하여 형성된 간섭 무늬를 산진 필름에 기록하는 것을 홀로그램이라고 한다. 물체파와 기준파가 만날 때, 간섭에 의한 간섭 무늬를 형성하는데, 이 간섭 무늬에 물체의 진폭과 위상 정보가 함께 기록된다. 이렇게 기록된 간섭 무늬에 참조광을 조사하여 홀로그램에 기록된 입체성을 3차원 영상으로 복원하는 것을 홀로그래피라고 한다.
홀로그램을 저장, 전송 및 영상처리를 위해 컴퓨터에 의해 생성하는 방법으로서, 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH: Computer Generated Hologram)이 개발되었다. 이 컴퓨터 생성 홀로그램은 지금까지 다양한 방법으로 개발되고 있는데, 근래에는 디지털 산업의 발달에 의해 정지 영상의 컴퓨터 생성 홀로그램에 머무르지 않고 동영상의 컴퓨터 생성 홀로그램을 표시하기 위한 시스템이 개발되고 있다.
컴퓨터 생성 홀로그램은 컴퓨터를 이용하여 직접 홀로그램에 저장되는 간섭무늬를 만드는 것으로. 간섭 무늬 이미지를 컴퓨터로 계산하여 생성한 후, 액정 - 공간 광 변조기(LC-SLM: Liquid Crystal - Spatial Light Modulator)와 같은 공간 광 변조기에 전송하고, 이 SLM에 참조광을 조사하여 입체 영상을 복원/재생한다. 도 1은 종래 기술에 의한 컴퓨터 생성 홀로그램 방식을 구현한 디지털 홀로그램 영상 재생 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 컴퓨터(10)에서 구현하고자 하는 입체 영상에 해당하는 간섭 무늬 이미지를 생성한다. 생성된 간섭 무늬는 SLM(20)으로 전송된다. SLM(20)은 투과형 액정표시패널로 형성하여 간섭 무늬를 표시할 수 있다. SLM(20)의 일측면에는 참조광으로 사용할 레이저 광원(30)이 위치해 있다. 레이저 광원(30)에서 조사되는 참조광(90)을 SLM(20)의 전면에 고르게 투사하기 위해서 확장기(40)와 렌즈(50)가 순차적으로 배치된다. 레이저 광원(30)에서 출사된 참조광(90)은, 확장기(40)와 렌즈(50)를 거쳐 SLM(20)의 일측면에 조사된다. SLM(20)이 투과형 액정표시 패널인 경우, SLM(20)의 타측면에는 SLM(20)에 구현된 홀로그램의 간섭 무늬에 의해 3차원 입체 영상(80)이 표시된다.
도 1에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 참조광(90)을 발생하는 광원(30), 확장기(40) 그리고 렌즈(50)와 같이 상당한 부피를 차지하는 구성품으로 이루어진다. 이와 같은 시스템을 구축하는 경우, 부피가 상당히 크며, 무게도 많이 나가기 때문에, 최근 추세인 경박단소형의 표시장치에는 적합하지 않다. 따라서, 무안경 방식으로 궁극적인 입체 영상을 구현하는 홀로그래피 방식의 입체 영상 시스템을 박막 평판형으로 구현하는 것이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 홀로그래피를 이용한 입체 영상을 각각 좌안과 우안에 전송함으로써, 고품질의 입체 영상을 제공하는 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 좌안용 홀로그래피 방식의 표시패널과 우안용 홀로그래피 방식의 표시패널을 조합하여, 고속 처리 및 고속 반응을 구현하는 고비용의 패널을 사용하지 않고도 고품질의 입체 영상을 제공하는 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는, 좌안 입체 영상을 제공하는 좌안 영상 패널; 그리고 상기 좌안 영상 패널의 일측변에 부착되어 우안 입체 영상을 제공하는 우안 영상 패널을 포함한다.
상기 좌안 영상 패널에는 상기 좌안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 데이터를, 그리고 상기 우안 영상 패널에는 상기 우안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 데이터를 동기화하여 제공하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 좌안 영상 패널은, 상기 좌안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 패턴을 표시하는 좌안 공간 광 변조패널; 상기 좌안 공간 광 변조패널의 배면에 위치하는 평판형 좌안 백 라이트 유닛; 상기 좌안 공간 광 변조패널의 전면에 위치하는 좌안 평판 렌즈; 그리고 상기 좌안 평판 렌즈 전면에 위치하는 평판형 좌안 아이 트래커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 우안 영상 패널은, 상기 우안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 패턴을 표시하는 우안 공간 광 변조패널; 상기 우안 공간 광 변조 패널의 배면에 위치하는 평판형 우안 백 라이트 유닛; 상기 우안 공간 광 변조패널의 전면에 위치하는 우안 평판 렌즈; 그리고 상기 우안 평판 렌즈 전면에 위치하는 평판형 우안 아이 트래커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 좌안 영상 패널은 상기 좌안 입체 영상의 초점을 관람자의 좌안에 설정하고; 상기 우안 영상 패널은 상기 우안 입체 영상의 초점을 관람자의 우안에 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는, 박막 평판형으로 구현한 백 라이트 유닛, 공간 광 변조기, 평판형 집광 렌즈, 그리고 평판형 광 편향장치를 구비하여, 경박단소형 장치 구성으로 홀로그래피 방식의 입체 영상을 제공한다. 또한, 본 발명은 좌안용 홀로그래피 방식의 입체 영상을 관람자의 좌안으로 전송하고, 우안용 홀로그래피 방식의 입체 영상을 관람자의 우안으로 전송하여 고품질의 입체 영상을 제공한다. 그리고 본 발명은, 좌안용 홀로그래피 입체 영상을 제공하는 표시패널과 우안용 홀로그래피 입체 영상을 제공하는 표시패널을 조합하여, 고속 처리 및 고속 반응을 위한 고가의 표시패널을 사용하지 않고도 고품질의 홀로그래피 방식의 입체 영상을 제공한다.
도 1은 종래 기술에 의한 컴퓨터 생성 홀로그램 방식을 구현한 디지털 홀로그램 영상 재생 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 투과형 액정표시장치를 이용한 디지털 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에서 입체 영상의 초점이 SLM과 관람자 사이의 공간상에 설정된 경우의 입체 영상을 제공하는 상태를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상을 좌안으로 우안 영상을 우안으로 전송하여 입체 영상을 제공하는 방식을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 좌안용 표시패널과 우안용 표시패널을 조합한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치를 구동하는 알고리즘을 나타낸 블록도.
이하, 첨부한 도면들, 도 2 내지 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 의한, 투과형 액정표시장치를 공간 광 변조기로 사용한 박막 평판형 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 투과형 액정표시장치를 이용한 디지털 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 SLM(200)을 투과형 액정표시패널로 구성한다. 즉, SLM(200)은 투명한 유리 기판으로 형성한 상판(SU)과 하판(SD)이 대면하며, 그 사이에 액정층(LC)을 개재하여 결합된 투과형 액정표시패널로 형성한다. SLM(200)은 컴퓨터 혹은 비디오 처리 장치(도시하지 않음)로부터 간섭 무늬 패턴 데이터를 입력받아 간섭 무늬를 표시한다. 상판(SU)과 하판(SD) 각각에는 액정표시패널을 구성하는 박막 트랜지스터 및 칼라필터 등이 형성될 수 있다.
그리고 SLM(200)의 하면에는 광원(300) 및 광섬유(OF)를 포함하는 백 라이트 유닛(BLU)이 배치된다. 광원(300)은 적색 레이저 다이오드(R), 녹색 레이저 다이오드(G) 및 청색 레이저 다이오드(B)들을 포함하는 레이저 다이오드나 적색, 녹색 및 청색 콜리메이티드 LED들로 광원(300)으로 구성할 수 있다. 한편, 광원(300)은 적색, 녹색 및 청색을 구분하는 R, G, B 혹은 그외의 다른 색상들을 조합한 광원(300)일 수도 있고, 백색 레이저 다이오드나 백색 콜리메이티드 LED와 같은 단일 광원(300)일 수도 있다. 이와 같이 광원(300)은 다양할 수 있으나, 여기에서는 편의상 적색, 녹색 및 청색 레이저 다이오드들(R, G, B)의 경우로 설명한다.
광원(300)에서 출사된 참조광이 SLM(200) 기판의 하부 전면으로 고르게 유도하기 위해 광 섬유(OF)를 이용한다. 예를 들어, 레이저 다이오드들(R, G, B)이 백 라이트 유닛(BLU)의 일측면에 배치될 수 있다. 그리고 광 섬유(OF)를 이용하여 레이저 다이오드(R, G, B)들에서 출사된 레이저 광을 SLM(200)의 하면에서 확대 출사되도록 유도할 수 있다. 광 섬유(OF)는 액정패널인 SLM(200)의 전면에 대응하도록 배치될 수 있다. 특히, 광 섬유(OF)의 코어를 둘러싼 클래드의 일부를 제거하여 광 섬유(OF) 외부로 레이저 광을 출사시키는 광 출사부(OUT)를 다수 형성하여 레이저 광이 액정패널 전면에 조사되도록 구성할 수 있다. 또한, 광 섬유(OF)에 의해 확장된 참조광이 SLM(200)의 면적에 대응하는 크기를 유지하여, 평행 직진하도록 조절하는 광학시트(500)를 SLM(200)과 광 섬유(OF) 사이에 더 포함할 수 있다.
제1 실시 예에서 백 라이트 유닛(BLU)은 광 섬유(OF)를 이용한 개략적인 구조만을 개시한 것이다. SLM(200)을 구성하는 칼라 화소들이 한 열을 기준으로 동일한 색상 화소들이 나열되는 경우, 각 색상에 대응하는 광 섬유(OF)를 한 열에 대응하도록 배열할 수 있다. 다른 방법으로는, 각 화소에 대응하는 면 발광 레이저 다이오드를 각 칼라 화소에 대응하는 위치에 형성한 백 라이트 유닛(BLU)도 이용할 수 있다. 본 발명의 핵심 내용이 백 라이트 유닛(BLU)에 있는 것이 아니므로 상세한 예들에 대해서는 생략한다.
그리고 SLM(200)의 전면에는 SLM(200)과 관람자 사이의 공간 내의 적절한 위치에 입체 영상의 초점을 맞추어 주는 평판 렌즈(FL)를 더 포함할 수 있다. 평판 렌즈(FL)의 초점은 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어, SLM(200)과 관람자 사이의 최적의 위치에 초점을 설정할 수도 있다. 다른 방법으로는 관람자의 눈에 직접 초점을 맞출 수도 있다. 이 경우에는 좌안과 우안에 교대로 좌안 영상과 우안 영상이 전송하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 핵심이 평판 렌즈(FL)에 국한된 것이 아니므로 상세한 설명은 생략한다.
그리고 평판 렌즈(FL)의 전면에는 관람자가 이동하는 경우에 관람자의 이동 위치를 검출하고, 관람자의 위치에 따른 관람 각도를 계산한 후에, 입체 영상을 관람자가 위치한 각도에 맞추어 편향시켜주는 아이-트래커(ET)를 더 포함할 수 있다. 아이 트래커(ET)는 관람자의 위치에 따라 입체 영상의 초점을 수평 방향으로 편향 시켜주는 편향장치이다. 따라서, 도면으로 도시하지 않았지만, 아이 트래커(ET)에는 관람자의 위치를 인식하기 위한 관람자 위치 검출기를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 핵심이 아이 트래커(ET)에 국한된 것이 아니므로 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에서 입체 영상의 초점이 SLM과 관람자 사이의 공간상에 설정된 경우의 입체 영상을 제공하는 상태를 나타낸 개략도이다. 도 3을 참조하면, SLM(200)에서 홀로그래피 방식의 입체 영상을 위한 간섭 패턴을 표현하면, 백 라이트 유닛(BLU)에서 출사한 참조광이 SLM(200)의 간섭 패턴을 통과하면서, 입체 영상이 구현된다. 입체 영상을 구현하는 출사광은 평판 렌즈(FL)에 의해서 SLM(200)과 관람자 사이의 공간상에 입체 영상을 표시한다. 또한, 관람자가 정면의 위치에서 좌측 혹은 우측으로 이동할 경우, 아이 트래커(ET)에서 이를 감지하고, 이동한 관람자의 위치로 입체 영상을 편향시켜 관람자 정면에서 입체 영상의 초점이 형성되도록 조절한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치에서 좌안 영상을 좌안으로 우안 영상을 우안으로 전송하여 입체 영상을 제공하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 4에 의한 입체 영상 구현 방법은 기본적으로 도 3에 의한 구현 방법과 동일하다. 다만, 차이가 있다면, 도 4에서는 좌안 입체 영상을 관람자의 좌안에 그리고 우안 입체 영상을 관람자의 우안으로 전송하는 것에 차이가 있다.
예를 들어, 첫 번째 프레임에서는 좌안용 홀로그래피 방식의 좌안 영상을 표시한다. 이때, 평판 렌즈(FL)의 초점은 관람자의 좌안과 우안 사이로 설정한다. 그리고 아이 트래커(ET)에서 초점을 좌안 쪽으로 편향시켜준다. 보통 사람의 좌안과 우안의 간격이 평균적으로 65mm이므로, 좌안용 입체 영상을 구현할 때는, 아이 트래커(ET)에서는 초점이 좌측으로 32mm정도 이동하는 각도가 되도록 편향 각도를 설정한다. 한편, 두 번째 프레임에서는 우안용 홀로그래피 방식의 우안 영상을 표시한다. 마찬가지로, 평판 렌즈(FL)의 초점은 관람자의 좌안과 우안 사이로 설정한다. 그리고 아이 트래커(ET)에서 초점을 우안 쪽으로 편향시켜준다. 즉, 우안용 입체 영상을 구현할 때는, 아이 트래커(ET)에서는 초점이 우측으로 32mm정도 이동하는 각도가 되도록 편향 각도를 설정한다.
도 3에 의한, 단안 방식으로도 무안경 방식의 입체 영상을 구현할 수 있다. 그러나 도 4에 의한, 양안 방식으로 구현한 홀로그래피 방식의 입체 영상은, 도 3에 의한 단안 방식보다도 더욱 선명하고 명확한 입체 영상을 무안경 방식으로 제공하는 효과가 있다. 하지만, 도 4에 의한 양안 방식으로 구현할 때에는, 동일 프레임 영상을 좌안 영상과 우안 영상으로 나누어서 생성하고 표현하여야 하므로, 고속 구동을 필요로 한다. 고속 구동을 원활하게 수행하기 위해서는, SLM(200)을 구성하는 액정층(LC)이 고속 구동이 가능한 액정이어야 한다. 이는 사용할 수 있는 액정 물질 혹은 구동 모드가 극히 제한적일 수밖에 없어 비용이 증가하는 문제가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시 예에서는 고속 구동 및 고속 반응을 요구하지 않는 양안 방식으로 구현한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 좌안용 표시패널과 우안용 표시패널을 조합한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5를 참조하면, 도 3에 의한 단안 방식으로 구현한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치에서 사용하는 패널 두 개를 포함한다. 즉, 좌안 홀로그래피 영상을 위한 좌안 입체 영상 패널(HL)과 우안 홀로그래피 영상을 위한 우안 입체 영상 패널(HR)을 포함한다.
좌안 입체 영상 패널(HL)은 좌안 SLM(201)을 포함하고, 우안 입체 영상 패널(HR)은 우안 SLM(203)을 포함한다. 백 라이트 유닛(BLU)은 좌안 SLM(201)의 배면에 위치한 좌안 백 라이트 유닛(BLUL)과 우안 SLM(203)의 배면에 위치한 우안 백 라이트 유닛(BLUR)을 포함한다. 평판 렌즈(FL)도 좌안 SLM(201)의 전면에 위치한 좌안 평판 렌즈(FLL)와 우안 SLM(203)의 전면에 위치한 우안 평판 렌즈(FLR)를 포함한다. 그리고 아이 트래커(ET) 역시, 좌안 평판 렌즈(FLL)의 전면에 위치한 좌안 아이 트래커(ETL)와 우안 평판 렌즈(FLR)의 전면에 위치한 우안 아이 트래커(ETR)를 포함한다.
좌안 입체 영상 패널(HL)의 좌안 평판 렌즈(FLL)는 관람자의 좌안에, 우안 입체 영상 패널(HR)의 우안 평판 렌즈(FLR)는 관람자의 우안에 각 입체 영상의 초점을 설정한다. 따라서, 좌안 평판 렌즈(FLL)의 초점과 우안 평판 렌즈(FLR)의 초점은 약 65mm 이격되어 있다.
또한, 관람자의 위치가 좌측 혹은 우측으로 이동할 경우, 아이 트래커(ET)에서 이를 검출하고, 이동한 위치에 상응하는 각도로 좌안 아이 트래커(ETL)는 좌안 평판 렌즈(FLL)의 초점을, 우안 아이 트래커(ETR)는 우안 평판 렌즈(FLR)의 초점을 편향시킨다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 양안 방식의 홀로그래피 입체 영상 표시장치의 구동 알고리즘을 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시 장치를 구동하는 알고리즘을 나타낸 블록도이다.
입체 영상을 형성하는 컨트롤러(CONT)에서는 크게 세 가지로 구분된 작업을 수행한다. 첫째, 좌안용 입체 영상과 우안용 입체 영상을 생성한다. 그리고 좌안용 입체 영상을 좌안 홀로그램 데이터로, 우안용 입체 영상을 우안 홀로그램 데이터로 전환한다. 좌안 홀로그램 데이터와 우안 홀로그램 데이터를 서로 분리하여, 표시 패널에서 입체 영상을 구현하기 위한 구동 드라이버(DR)로 전송한다. 그러면, 구동 드라이버(DR)는 좌우 영상의 동기 신호에 맞추어 좌안 홀로그램 데이터를 좌안 SLM(201)에 우안 홀로그램 데이터를 우안 SLM(203)에 전송하여 입체 영상을 구현한다.
본 발명의 제2 실시 예에 의한 양안 방식으로 구현한 홀로그래피 방식의 입체 영상 표시장치는 좌안 영상을 전담하여 표시하는 좌안 입체 영상 패널과 우안 영상을 전담하여 표시하는 우안 입체 영상 패널을 구비한다. 따라서, 고속 구동 조건을 만족하지 않더라도 고품질의 홀로그래피 방식의 무안경 입체 영상을 제공할 수 있다. 예를 들어, 좌안 입체 영상 패널의 공간 광 변조기를 구성하는 투과형 액정표시패널은 8ms 정도의 반응 속도를 갖는 정도로서, 60Hz 구동을 만족하는 정도의 품질이면 충분히 고품질의 입체 영상을 제공할 수 있다. 이와 같이 입체 영상을 처리하는 데 고속 처리를 수행하지 않아도 되므로 홀로그램 데이터를 처리할 때에도 부하가 감소하는 효과를 얻을 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10: 컴퓨터 20, 200: SLM(공간 광 변조기)
30, 300: 레이저 광원 40: 확장기
50: 렌즈 80: 출력 영상
90: 참조광 500: 광학 시트
SU: 상판 SD: 하판
LC: 액정층 R: 적색 레이저 다이오드
G: 녹색 레이저 다이오드 B: 청색 레이저 다이오드
OF: 광섬유 BLU: 백 라이트 유닛
OUT: 광 출사부 IN: 광 입사부
500: 광학 필름
FL: 평판 렌즈 ET: 아이 트래커
BLUL: 좌안 백 라이트 유닛 BLUR: 우안 백 라이트 유닛
201: 좌안 SLM 203: 우안 SLM
FLL: 좌안 평판 렌즈 FLR: 우안 평판 렌즈
ETL: 좌안 아이 트래커 ETR: 우안 아이 트래커
HL: 좌안 입체 영상 패널 HR: 우안 입체 영상 패널
CONT: 컨트롤러 DR: 구동 드라이버

Claims (5)

  1. 좌안 입체 영상을 제공하는 좌안 영상 패널; 그리고
    상기 좌안 영상 패널의 일측변에 부착되어 우안 입체 영상을 제공하는 우안 영상 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 평판형 홀로그래피 입체 영상 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌안 영상 패널에는 상기 좌안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 데이터를, 그리고 상기 우안 영상 패널에는 상기 우안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 데이터를 동기화하여 제공하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 평판형 홀로그래피 입체 영상 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 좌안 영상 패널은,
    상기 좌안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 패턴을 표시하는 평판형 좌안 공간 광 변조;
    상기 좌안 공간 광 변조 패널의 배면에 위치하는 평판형 좌안 백 라이트 유닛;
    상기 좌안 공간 광 변조패널의 전면에 위치하는 좌안 평판 렌즈; 그리고
    상기 좌안 평판 렌즈 전면에 위치하는 평판형 좌안 아이 트래커를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 평판형 홀로그래피 입체 영상 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 우안 영상 패널은,
    상기 우안 입체 영상에 대응하는 홀로그램 패턴을 표시하는 평판형 우안 공간 광 변조;
    상기 우안 공간 광 변조 패널의 배면에 위치하는 평판형 우안 백 라이트 유닛;
    상기 우안 공간 광 변조패널의 전면에 위치하는 우안 평판 렌즈; 그리고
    상기 우안 평판 렌즈 전면에 위치하는 평판형 우안 아이 트래커를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 평판형 홀로그래피 입체 영상 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌안 영상 패널은 상기 좌안 입체 영상의 초점을 관람자의 좌안에 설정하고;
    상기 우안 영상 패널은 상기 우안 입체 영상의 초점을 관람자의 우안에 설정하는 것을 특징으로 하는 박막 평판형 홀로그래피 입체 영상 표시장치.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150066902A (ko) * 2013-12-09 2015-06-17 엘지디스플레이 주식회사 공간 광 변조 패널 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치
KR20160038130A (ko) * 2014-09-29 2016-04-07 엘지디스플레이 주식회사 박막 평판형 시야 범위 조절 표시장치
KR20160057044A (ko) * 2014-11-12 2016-05-23 엘지디스플레이 주식회사 박막 평판형 시야 범위 조절 표시장치
KR20170009255A (ko) * 2015-07-16 2017-01-25 엘지디스플레이 주식회사 공간 광 변조기 및 이를 이용한 디지털 홀로그래피
KR20190105458A (ko) * 2018-03-05 2019-09-17 한국전자통신연구원 홀로그램 생성 방법
KR20200142736A (ko) * 2019-06-13 2020-12-23 한국전자통신연구원 홀로그램 콘텐츠 생성 장치, 그것을 갖는 홀로그램 데이터 디스플레이 시스템 및 그것의 동작 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104407440A (zh) * 2014-11-19 2015-03-11 东南大学 具有视线跟踪功能的全息显示装置
US9838675B2 (en) 2015-02-03 2017-12-05 Barco, Inc. Remote 6P laser projection of 3D cinema content
KR101686634B1 (ko) * 2015-03-02 2016-12-15 주식회사 쓰리디팩토리 무안경 3d 영상을 이용한 적층형 홀로그램 구현 시스템
CN105072434B (zh) * 2015-08-24 2017-08-25 广州市乐拓电子科技有限公司 一种全息影像的远程传输系统和方法
KR102512479B1 (ko) 2015-11-27 2023-03-21 엘지디스플레이 주식회사 홀로그램 디스플레이
CN106851252A (zh) * 2017-03-29 2017-06-13 武汉嫦娥医学抗衰机器人股份有限公司 自适应变基线双目立体相机系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3720685B2 (ja) * 2000-08-09 2005-11-30 キヤノン株式会社 画像表示装置
JP2002250895A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Mixed Reality Systems Laboratory Inc 立体画像表示方法及びそれを用いた立体画像表示装置
US6961159B2 (en) * 2002-08-02 2005-11-01 Dai Nippon Printing Co, Ltd. Holographic viewing device, and computer-generated hologram for the same
GB0304728D0 (en) * 2003-03-01 2003-04-02 Lo Anthony T S Simplified and improved holmes-style stereographic (3D) viewer
DE112006003377B4 (de) 2005-12-22 2014-11-27 Seereal Technologies S.A. Verfahren zur multimodalen Darstellung von Bildinhalten auf einer Anzeigeeinrichtung für Videohologramme und multimodale Anzeigeeinrichtung
WO2007085682A1 (en) * 2006-01-26 2007-08-02 Nokia Corporation Eye tracker device
JP5006587B2 (ja) * 2006-07-05 2012-08-22 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 画像提示装置および画像提示方法
DE102007013431B4 (de) * 2007-03-15 2018-07-05 Seereal Technologies S.A. Verfahren und Einrichtung zum Rekonstruieren einer dreidimensionalen Szene mit korrigierter Sichtbarkeit
KR20090018528A (ko) * 2007-08-17 2009-02-20 삼성전자주식회사 2차원/3차원 영상 호환용 디스플레이 장치 및 그 구동방법
WO2010099495A2 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Laurence James Claydon Systems, apparatus and methods for subtitling for stereoscopic content
TWI398669B (zh) * 2009-06-01 2013-06-11 Univ Nat Chiao Tung 立體顯示器
US20110025821A1 (en) * 2009-07-30 2011-02-03 Dell Products L.P. Multicast stereoscopic video synchronization
EP2498505A1 (en) * 2009-11-02 2012-09-12 Panasonic Corporation Three-dimensional display apparatus and three-dimensional display system
KR101288124B1 (ko) * 2009-12-30 2013-07-19 엘지디스플레이 주식회사 입체영상 표시장치 및 입체영상 표시방법
CN102231020B (zh) * 2011-07-06 2013-04-17 上海理工大学 一种立体显示器系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150066902A (ko) * 2013-12-09 2015-06-17 엘지디스플레이 주식회사 공간 광 변조 패널 및 이를 이용한 입체 영상 표시장치
KR20160038130A (ko) * 2014-09-29 2016-04-07 엘지디스플레이 주식회사 박막 평판형 시야 범위 조절 표시장치
KR20160057044A (ko) * 2014-11-12 2016-05-23 엘지디스플레이 주식회사 박막 평판형 시야 범위 조절 표시장치
KR20170009255A (ko) * 2015-07-16 2017-01-25 엘지디스플레이 주식회사 공간 광 변조기 및 이를 이용한 디지털 홀로그래피
KR20190105458A (ko) * 2018-03-05 2019-09-17 한국전자통신연구원 홀로그램 생성 방법
KR20200142736A (ko) * 2019-06-13 2020-12-23 한국전자통신연구원 홀로그램 콘텐츠 생성 장치, 그것을 갖는 홀로그램 데이터 디스플레이 시스템 및 그것의 동작 방법

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