KR20140074813A - 홀로그래픽 이미징 광학 장치 - Google Patents

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KR20140074813A
KR20140074813A KR1020130115491A KR20130115491A KR20140074813A KR 20140074813 A KR20140074813 A KR 20140074813A KR 1020130115491 A KR1020130115491 A KR 1020130115491A KR 20130115491 A KR20130115491 A KR 20130115491A KR 20140074813 A KR20140074813 A KR 20140074813A
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안드레이 니콜라데비치 푸틸린
블래디스라브 블래디미로피치 드루진
엘레나 제나디에브나 마리노브샤야
알렉산더 빅토로비크 모로조브
이반 브라디미로비크 보브수노브스키
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Abstract

디지털 이미지를 생성하고 처리하는 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동적 및 정적 홀로그램의 생성 및 관측하기 위한 소형 휴대용 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 디스플레이를 포함하는 시스템은 파동 진폭 및 위상을 보존하면서 공간 광 변조기로 부호화된 파면의 복원 및 전송을 기반할 수 있다. 홀로그래픽 처리의 이러한 특징들로 인해, 광학 장치는 실물로부터 비롯되는 파면과 유사한 파면을 복원할 수 있다.

Description

홀로그래픽 이미징 광학 장치{HOLOGRAPHIC IMAGING OPTICAL DEVICE}
아래의 설명은 디지털 이미지를 생성하고 처리하는 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 동적 및 정적 홀로그램의 생성 및 관측(observation)하기 위한 소형 휴대용 장치에 관한 것이다.
가간섭성 방사선(coherent radiation)의 기준 빔으로 조명하는 공간 광 변조기(the spatial temporal modulator)에 의해 형성되고 컴퓨터에 의해 합성되는 동적 및 정적 3차원 홀로그래픽 이미지를 생성하고 디스플레이할 수 있는 휴대용 장치의 다양한 설계가 있다. 이러한 경우 광파(light wave)는 공간 광 변조기의 주기적 구조에 의해 회절(diffraction)되고, 이로 인해 3차원 이미지에 대한 정보를 포함하는 파면(wave front)의 복원이 가능해진다. 이러한 장치는 공간 광 변조기에 홀로그램으로 제시되는 디지털 이미지의 생성 및 광학 시스템에 의해 복원된 홀로그래픽 이미지의 관측을 위해 사용되고, 이러한 광학 시스템은 반투명 소자의 홀로그래픽 및 회절성 소자를 포함하고, 이러한 이미지는 장치의 관측 시야(field of view) 내의 실물(real objects)과 결합된다. 이러한 장치의 중요한 특징은 장치의 광학 시스템의 소형성(compactness) 및 장치의 평판 배치의 적용력에 있다.
일 실시예에 따른 광학 장치는 객체 표면 내의 광의 공간 분포를 허용하는 마이크로-디스플레이 및 관측자의 눈으로 도광판을 통해 이미지를 전송하는 홀로그래픽 광학 소자에 장착되는 광학 도광판을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 디스플레이를 포함하는 시스템은 파동 진폭 및 위상을 보존하면서 공간 광 변조기로 부호화된 파면의 복원 및 전송을 기반할 수 있다. 홀로그래픽 처리의 이러한 특징들로 인해, 광학 장치는 실물로부터 비롯되는 파면과 유사한 파면을 복원할 수 있다. 이러한 점을 통해, 눈 조절(eye accommodation)과 집중면(convergence plane)을 병합하면서 영상면의 상이점에 대한 눈 조절의 특정 특징과 함께 3차원 장면을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 광학 장치는 소프트웨어 및 하드웨어의 도움으로 합성되는 물체의 3차원 이미지의 복원하는 방법을 포함할 수 있으며, 이러한 이미지는 눈에 의해 관측될 때 실제 3차원 물체의 관측과 동일해야 할 것이다.
일 실시예에 따른 광학 장치는 홀로그래픽 타입의 동적 및 정적 3D 이미지를 생성하고 디스플레이하는 광학 장치에 있어서, 가간섭성 방사선의 레이저 소스; 도광판; 상기 도광판의 표면에 고정되는 홀로그래픽 광학 소자; 디지털 홀로그램을 생성할 수 있는 공간 광 변조기; 및 인터페이스 유닛 및 상기 공간 광 변조기의 제어 회로를 포함하는 적어도 하나의 전자 유닛를 포함하고, 상기 홀로그래픽 광학 소자는, 상기 홀로그래픽 광학 소자가 상기 도광판 내로 방사선을 리다이렉팅 한 후 및 상기 홀로그래픽 광학 소자가 상기 도광판으로부터 벗어나는 방사선을 리다이렉팅 하기 전에 상기 도광판에 상기 공간 광 변조기가 위치하는 방식으로, 상기 레이저 소스로부터 상기 방사선 경로를 따라 배치될 수 있다.
상기 도광판은 상기 방사선이 내부 전반사의 법칙에 의해 분산(distribute)되는 임의의 곡선 표면(arbitrary curved surfaces)을 가질 수 있다.
상기 공간 광 변조기는 상기 광학 장치 출력에 3D 이미지를 복원하는 컴퓨터-생성 홀로그램의 출력과 함께 빔의 시공간 변환을 수행할 수 있다.
상기 홀로그래픽 광학 소자는 상기 레이저 소스로부터 상기 도광판으로 상기 방사선을 입력하고, 변환하며 상기 도광판 내로 상기 파면 전파(wave front propagation)를 리다이렉팅할 수 있다.
상기 공간 광 변조기는 상기 시스템 관측 시야 내의 실물과 상기 이미지를 순차적으로(subsequent) 결합하는 변조기 이산 구조에서의 회절 및 간섭 현상에 기초하고, 상기 파면의 시공간 변조에 의해(by means of) 홀로그래픽 이미지를 생성할 수 있다.
상기 도광판은 내부 전반사 현상에 의해 상기 방사선을 전송하고, 외부 매체(the external media) 보다 더 높은 굴절률을 가지는 광학 투명물질로 만들어질 수 있다.
상기 인터페이스 유닛 및 상기 공간 광 변조기의 제어 회로(control circuit)를 포함하는 상기 전자 유닛은 정보의 외부 소스를 상기 광학 장치의 인터페이스로 제공하고 컴퓨터-생성 홀로그램의 출력을 가능하게 할 수 있다.
상기 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 소자는 상기 도광판으로부터 방사선 출력을 가능하게 하고, 상기 광학 장치의 출력에 육안(naked eye)으로 가시적인 홀로그램을 생성할 수 있다.
상기 홀로그래픽 광학 소자는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 나타나는 투과형 홀로그래픽 광학 소자일 수 있다.
적어도 하나의 상기 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 도광판으로부터 방사선의 출력을 가능하게 하고 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 장착될 수 있다.
상기 홀로그래픽 광학 소자는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 나타나는 반사형 홀로그래픽 광학 소자일 수 있다.
적어도 하나의 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 도광판으로부터 방사선을 출력하고, 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 상기 제2 표면에 위치할 수 있다.
상기 공간 광 변조기는 유리판 표면에 수용되는 투과형 공간 광 변조기일 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면과 평행 평면판(plane-parallel plate) 및 상기 도광판 사이에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 공간 광 변조기를 통과한 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 공간 광 변조기를 통과한 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 투과형 공관 광 변조기를 통과하기 전 및 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 두 개의 투과형 홀로그래픽 광학 소자 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전 및 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 두 개의 상기 투과형 홀로그래픽 광학 소자 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자 및 상기 도광판 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다.
상기 투과형 공간 광 변조기는 상기 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자 및 상기 도광판 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
상기 공간 광 변조기는 반사형 공간 광 변조기일 수 있다.
상기 반사형 공간 광 변조기는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다.
상기 반사형 공간 광 변조기는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
상기 반사형 공간 광 변조기는 상기 반사형 공간 광 변조기에 의해 반사된 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다.
상기 반사형 공간 광 변조기는 상기 반사형 공간 광 변조기에 의해 반사된 후에 상기 파면의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
상기 반사형 공간 광 변조기는 상기 도광판의 말단에 위치할 수 있다.
눈 쪽에 근접한(near) 위치하는 상기 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이러한 파면 전파는 광파 전파(light wave propagation)일 수 있다.
관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 상기 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
눈 측면(eye side)에 위치하는 상기 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
외부 측면(external side)에 위치하는 상기 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
상기 광학 장치는 상기 방사선이 상기 도광판으로 진입(enter)하기 전에 상기 방사선을 변환하는 빔 익스팬더를 더 포함할 수 있다.
상기 홀로그래픽 광학 소자는 상기 도광판 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자로 상기 도광판 내로 상기 방사선을 다이렉팅(directing)하고, 빔 형태를 변환하고, 상기 공간 광 변조기의 균일한 조명을 보장(ensuring)하는 파면을 발생(creating)시키고, 상기 공간 광 변조기에서 홀로그램을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 광학 장치는 홀로그래픽 이미지를 생성할 수 있는 공간 광 변조기 및 홀로그래픽 및 회절성 소자를 포함하는 향상된 광학 시스템의 사용에 기반할 수 있다.
이는 실제 파면을 복원할 수 있는 홀로그램에 의한 것이고, 관측은 실물의 자연 관찰에 모순되지 않을 수 있다.
도 1은 반사형 공간 광 변조기 기반의 홀로그래픽 및 회절성 홀로그래픽 광학 소자를 포함하는 홀로그래픽 이미징 광학 장치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 투과형 공간 광 변조기 기반의 홀로그래픽 및 회절성 홀로그래픽 광학 소자를 포함하는 홀로그래픽 이미징 광학 장치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템의 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도광판에서 반사형 공간 광 변조기 위치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 도광판에서 투과형 공간 광 변조기 위치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 8b는 도광판에서 홀로그래픽 광학 소자 위치에 따른 시야 부분의 일례를 나타낸 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 반사형 공간 광 변조기 기반의 홀로그래픽 및 회절성 홀로그래픽 광학 소자를 포함하는 홀로그래픽 이미징 광학 장치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 홀로그래픽 이미징 광학 장치는 조명 시스템 유닛(1)(illumination system unit), 공간 광 변조기 유닛(2)(spatial light modulator unit) 및 눈(22)를 통해 홀로그램의 관측(observation)을 위한 시야 부분 유닛(3)(viewing part unit)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 광학 장치는 홀로그래픽 이미지의 생성을 위한 홀로그래픽 및 회절성 광학 소자를 포함하는 장치일 수 있다. 일 실시예에 따른 광학 장치는 적어도 하나의 가간섭성 방사선의 레이저 소스(20), 적어도 하나의 반사형 공간 광 변조기(30) 및 회절 광학 소자(diffraction optical element)(40)와 홀로그래픽 광학 소자(46)를 수용할 수 있는 적어도 하나의 도광판(10)을 포함할 수 있다. 여기서, 홀로그래픽 광학 소자는 내부 전반사(total internal reflection)의 현상을 기반으로, 도광판을 통해서 방사선을 전송(transmitting)하는 주변 매질(surrounding medium)보다 더 높은 굴절률(refractive index)을 가지는 광학 투명물질(optically transparent material)을 실행할 수 있다. 조명 시스템 유닛(1)은 도광판(10)으로 레이저 소스(20)로부터 비롯되는 방사선의 입력을 제공하고, 홀로그램 복원 및 공간 광 변조기(30)의 조명을 위하고 최적 파면(optimal wave front) 및 균일한 조명(uniform illumination)을 위해 도광판 내의 파면을 변환하고 리다이렉팅(redirecting)하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자(reflection type holographic optical element)(40)와 함께 도광판(10)을 포함할 수 있다. 공간 광 변조기 유닛(2)은 유입되는 파면의 제어된 시공간 변조(spatial-temporal modulation) 및 변조기 이산 구조(modulator discrete structure)에 대한 회절 및 간섭(interference)을 통해 홀로그램을 형상(shaping)할 수 있는 공간 광 변조기(30) 및 도광판(10)을 포함할 수 있다. 이러한 제어는 공간 광 변조기를 제어할 수 있는 전자 장치 및 정보의 외부 소스(external sources of information)와 광학 장치를 결합시키는 인터페이스 유닛을 통해 제공될 수 있고, 광학 장치 출력에 3D 이미지를 복원하는 컴퓨터-생성 홀로그램(computer-generated hologram)의 출력을 제공할 수 있다. 시야 부분 유닛(3)은 도광판(10)에 수용되는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자(transmission type holographic optical element)(60)를 포함할 수 있고, 이러한 투과형 홀로그래픽 광학 소자(60)는 광파를 리다이렉팅하고 빔 형상(beam shape)을 변환(transforming)하고 도광판의 인터페이스에서 내부 전반사를 위반(violating)하며 도광판으로부터 방사선을 출력하고 관찰자 눈(observer eye)을 향하여 방사선을 다이렉팅(directing)할 수 있다. 이러한 광학 시스템은 이미지 시야각(23)을 가진 3차원 이미지와 시스템의 관측 시야 내의 실물의 홀로그래픽 이미지의 차후 오버레이를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 광학 장치는 홀로그래픽 타입의 동적 및 정적 3D 이미지를 생성하고 디스플레이하는 광학 장치에 있어서, 가간섭성 방사선의 레이저 소스; 도광판; 도광판의 표면에 고정되는 홀로그래픽 광학 소자; 디지털 홀로그램을 생성할 수 있는 공간 광 변조기; 및 인터페이스 유닛 및 공간 광 변조기의 제어 회로를 포함하는 적어도 하나의 전자 유닛를 포함하고, 홀로그래픽 광학 소자는, 홀로그래픽 광학 소자가 도광판 내로 방사선을 리다이렉팅 한 후 및 홀로그래픽 광학 소자가 도광판으로부터 벗어나는 방사선을 리다이렉팅 하기 전에 도광판에 공간 광 변조기가 위치하는 방식으로, 레이저 소스로부터 방사선 경로를 따라 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도광판은 방사선이 내부 전반사의 법칙에 의해 분산되는 임의의 곡선 표면을 가지는 판일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 도광판은 평행 또는 곡선 표면 형태의 판을 가진 광학 매질일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기는 광학 장치 출력에 3D 이미지를 복원하는 컴퓨터-생성 홀로그램의 출력과 함께 빔의 시공간 변환을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 광학 소자는 레이저 소스로부터 도광판으로 방사선을 입력하고, 변환하며 도광판 내로 파면 전파를 리다이렉팅할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 광학 소자는 레이저 소스로부터 도광판으로 방사선을 입력하고, 균일한 조명 및 파면 타입 최적을 위한 도광판 내의 파면 변환 및 전파를 위해 사용되고, 레이저 소스로부터 도광판으로 방사선을 입력하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기는 시스템 관측 시야 내의 실물과 이미지를 순차적으로 결합하는 변조기 이산 구조에서의 회절 및 간섭 현상에 기초하고, 파면의 시공간 변조에 의해 홀로그래픽 이미지를 생성할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 이미지는 파면의 시공간 변조기(spatial temporal modulation)에 의하고(공간 광 변조기에 의해 수행됨), 시스템 관측 시야 내의 실물과 이미지를 순차적으로 겹치는 변조기 이산 구조에서의 회절 및 간섭 현장에 기초하여 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도광판은 내부 전반사 현상에 의해 방사선을 전송하고, 외부 매체 또는 환경 보다 더 높은 굴절률을 가지는 광학 투명물질로 만들어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인터페이스 유닛 및 공간 광 변조기의 제어 회로를 포함하는 전자 유닛은 정보의 외부 소스를 광학 장치의 인터페이스로 제공하고 컴퓨터-생성 홀로그램의 출력을 가능하게 할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기 및 인터페이스 유닛의 전자 유닛은 정보의 외부 소스와 광학 장치를 결합하고 시공간 도메인 내의 수학적 변환(mathematical transformation)에 의한 결과 3D 이미지를 기초로 산출된 컴퓨터-생성 홀로그램을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 광학 소자는 눈과 가장 가까운 도광판 표면(이를테면, 제1 표면)에 장착된 공간 반사형 빔 홀로그램으로 실행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 광학 소자는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 장착된 공간 반사형 빔 홀로그램으로 실행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 홀로그래픽 광학 소자는 도광판으로부터 방사선 출력을 가능하게 하고, 광학 장치의 출력에 육안으로 가시적인 홀로그램을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치하는 반사형 공간 광 변조기일 수 있다.
도 2는 투과형 공간 광 변조기(transmission type spatial light modulator) 기반의 홀로그래픽 및 회절성 홀로그래픽 광학 소자를 포함하는 홀로그래픽 이미징 광학 장치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 도광판(10) 및 유리판(glass plate)(11) 사이에 위치하는 투과형 공간 광 변조기(31)인 공간 광 변조기가 제공될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 유리판(11)은 도광판(10) 및 공간 광 변조기(31) 내로의 방사선 입력을 위해 투과형 홀로그래픽 광학 소자(41)를 수용(accommodate)할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치하는 반사형 공간 광 변조기일 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 공간 광 변조기를 조명(illuminating)하는 광학 시스템은 다수의 변형이 있을 수 있다. 도 3a에 나타난 일 실시예에 따르면, 반사형 홀로그래픽 광학 소자(40)는 관찰자 눈에 있어서(regarding the observer eye) 도광판(10)의 제1 표면에 위치하고, 가간섭성 방사선의 레이저 소스(20)는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(40)의 반대편에 위치하고 도광판(10)를 통하여 홀로그래픽 광학 소자(40)를 조명할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 여기서 도광판(10)은 광섬유(optical fiber)일 수 있다. 도 3b는 관찰자 눈에 있어서 도광판(10)의 제2 표면에 장착(mount)되는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(40)의 변형을 나타낸다. 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 투과형 홀로그래픽 광학 소자(41)는 관찰자 눈에 있어서 도광판(10)의 제1 표면 및 제2 표면에 위치하는 변형으로 사용될 수 있다.
도 3a에 나타난 일 실시예에 따르면, 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치하는 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 도광판 내로 방사선을 입력하고 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
도 3b에 나타난 일 실시예에 따르면, 눈 쪽에 근접한 위치(이를테면, 도광판의 제1 표면)하는 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 도광판 내로 방사선을 입력하고 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
도 3c에 나타난 일 실시예에 따르면, 눈 측면에 위치하는 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치하는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 도광판 내로 방사선을 입력하고 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
도 3d에 나타난 일 실시예에 따르면, 외부 측면에 위치하는 레이저 소스는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치하는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 도광판 내로 방사선을 입력하고 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템의 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4d에 나타난 다른 일 실시예에 따르면, 도광판(10)의 입구부분에서의 빔의 지름을 증가시키기 위해서 빔 익스팬더(beam expander)가 아포컬 광학 시스템(afocal optical system)에 사용될 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 도광판(10)의 일면에 레이저 소스(21) 및 빔 익스팬더(expander)(25)가 위치하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(44)를 나타낼 수 있다. 도 4c 및 도 4d는 도광판(10)의 일면에 레이저 소스(21) 및 빔 익스팬더(25)가 위치하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자(45)의 구조를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광학 장치는 방사선이 도광판으로 진입하기 전에 방사선을 변환하는 빔 익스팬더를 더 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 5a에 나타난 또 다른 일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템은 빔의 크기를 확장시키고 도광판(10)의 일면에 위치하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(42, 46)와 함께 도광판(10)을 포함할 수 있다. 도 5b에 나타난 이러한 시스템의 제2 변형에 따르면, 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템은 빔의 크기를 확장시키고 도광판(10)의 일면에 위치하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자(43) 및 반사형 홀로그래픽 광학 소자(46)와 함께 도광판(10)을 포함할 수 있다. 도 5c에 나타난 제3 변형에 따르면, 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템은 빔의 크기를 확장시키고 도광판(10)의 반대편에 위치하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(42, 46)와 함께 도광판(10)을 포함할 수 있다. 도 5d에 나타난 제4 변형에 따르면, 공간 광 변조기의 조명을 위한 광학 시스템은 빔의 크기를 확장시키고 도광판(10)의 반대편에 위치하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(46) 및 투과형 홀로그래픽 광학 소자(43)와 함께 도광판(10)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공간 광 변조기는 유리판 표면에 수용되는 투과형 공간 광 변조기일 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 도광판에서 반사형 공간 광 변조기 위치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6a에 나타난 또 다른 일 실시예에 따르면, 도광판(10)의 일면에 위치하는 하나의 반사형 공간 광 변조기(30)가 사용될 수 있다. 또한, 도 6b 및 도 6c를 참고하면, 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면 또는 제2 표면에 홀로그래픽 광학 소자(50, 51)에 따라 공간 광 변조기를 장착할 수 있다. 도 6d에 나타난 다른 변형에 따르면, 공간 광 변조기(30)는 도광판의 말단(end side)에 장착될 수 있다.
도 6b에 나타난 일 실시예에 따르면, 반사형 공간 광 변조기는 반사형 공간 광 변조기에 의해 반사된 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다.
도 6c에 나타난 일 실시예에 따르면, 반사형 공간 광 변조기는 반사형 공간 광 변조기에 의해 반사된 후에 파면의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 도광판에서 투과형 공간 광 변조기 위치의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7a에 나타난 또 다른 일 실시예에 따르면, 하나의 투과형 공간 광 변조기(31)는 도광판의 일면에서 도광판(10) 및 유리판(11) 사이에 배치될 수 있다. 이를테면, 투과형 공간 광 변조기는 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면 또는 제1 표면과 평행 평면판 및 도광판 사이에 위치할 수 있다.
도 7b 및 도 7c를 참고하면, 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면 또는 제1 표면에서 투과형 홀로그래픽 광학 소자(52, 53)와 함께 투과형 공간 광 변조기(31)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투과형 공간 광 변조기는 투과형 공관 광 변조기를 통과하기 전 및 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 두 개의 투과형 홀로그래픽 광학 소자 사이와 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 투과형 공간 광 변조기는 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전 및 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 두 개의 투과형 홀로그래픽 광학 소자 사이와 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 투과형 공간 광 변조기는 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자 및 도광판 사이와 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 위치할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 투과형 공간 광 변조기는 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자 및 도광판 사이와 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
도 8a 내지 8b는 도광판에서 홀로그래픽 광학 소자 위치에 따른 시야 부분의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8a에 나타난 또 다른 일 실시예에 따르면, 도광판의 시각 채널(visual channel)의 홀로그래픽 광학 소자는 투과형 홀로그래픽 광학 소자(60)의 도움을 통해 관찰자 눈에 있어서 도광판(10)의 제1 표면에 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 도광판으로부터 방사선의 출력을 가능하게 하고 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제1 표면에 장착될 수 있다.
또는, 도 8b를 참고하면, 도광판의 시각 채널의 홀로그래픽 광학 소자는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(61)의 도움을 통해 관찰자 눈에 있어서 도광판(10)의 제2 표면에 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 도광판으로부터 방사선을 출력하고, 관찰자 눈에 있어서 도광판의 제2 표면에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 광학 장치는 가상현실 디스플레이, HMD(helmet-mounted displays) 및 고글에 적용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광학 장치는 모바일 장치의 디스플레이, 3D 안경, 홀로그래픽 데이터 디스플레이 장치 및 다른 홀로그래픽 장치에 적용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 홀로그래픽 광학 소자로의 교체를 통해 광학 소자의 개수를 상당히 줄일 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 평판 집적 광학 소자(planar integrated optical elements)를 이용할 수 있다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 장치의 강인한 설계(rigid design)가 가능하다. 또한 일 실시예에 따르면, 장치의 평면 설계(planar design)가 가능하다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다.　 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.　 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: 조명 시스템 유닛
2: 공간 광 변조기 유닛
3: 시야 부분 유닛
10: 도광판
20: 가간섭성 방사선의 레이저 소스
22: 눈
23: 이미지 시야각
30: 반사형 공간 광 변조기
40: 방사선을 변환하고 도광판으로 입력하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자
60: 도광판으로부터 방사선을 출력하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자

Claims (33)

  1. 홀로그래픽 타입의 동적 및 정적 3D 이미지를 생성하고 디스플레이하는 광학 장치에 있어서,
    가간섭성 방사선의 레이저 소스;
    도광판;
    상기 도광판의 표면에 고정되는 홀로그래픽 광학 소자;
    디지털 홀로그램을 생성할 수 있는 공간 광 변조기; 및
    인터페이스 유닛 및 상기 공간 광 변조기의 제어 회로를 포함하는 적어도 하나의 전자 유닛
    를 포함하고,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는, 상기 홀로그래픽 광학 소자가 상기 도광판 내로 방사선을 리다이렉팅 한 후 및 상기 홀로그래픽 광학 소자가 상기 도광판으로부터 벗어나는 방사선을 리다이렉팅 하기 전에 상기 도광판에 상기 공간 광 변조기가 위치하는 방식으로, 상기 레이저 소스로부터 상기 방사선 경로를 따라 배치되는 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도광판은
    상기 방사선이 내부 전반사의 법칙에 의해 분산되는 임의의 곡선 표면을 가지는 판인 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는
    상기 광학 장치 출력에 3D 이미지를 복원하는 컴퓨터-생성 홀로그램의 출력과 함께 빔의 시공간 변환을 수행하는 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는
    상기 레이저 소스로부터 상기 도광판으로 상기 방사선을 입력하고, 변환하며 상기 도광판 내로 상기 파면 전파를 리다이렉팅하는 광학 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는
    상기 시스템 관측 시야 내의 실물과 상기 이미지를 순차적으로 결합하는 변조기 이산 구조에서의 회절 및 간섭 현상에 기초하고, 상기 파면의 시공간 변조에 의해 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도광판은
    내부 전반사 현상에 의해 상기 방사선을 전송하고, 외부 매체 보다 더 높은 굴절률을 가지는 광학 투명물질로 만들어지는 광학 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스 유닛 및 상기 공간 광 변조기의 제어 회로를 포함하는 상기 전자 유닛은
    정보의 외부 소스를 상기 광학 장치의 인터페이스로 제공하고 컴퓨터-생성 홀로그램의 출력을 가능하게 하는 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는
    상기 도광판으로부터 방사선 출력을 가능하게 하고, 상기 광학 장치의 출력에 육안으로 가시적인 홀로그램을 생성하는 광학 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 나타나는 투과형 홀로그래픽 광학 소자인 광학 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 투과형 홀로그래픽 광학 소자는
    상기 도광판으로부터 방사선의 출력을 가능하게 하고 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 장착되는 광학 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 나타나는 반사형 홀로그래픽 광학 소자인 광학 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는
    상기 도광판으로부터 방사선을 출력하고, 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 상기 제2 표면에 위치하는 광학 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는
    유리판 표면에 수용되는 투과형 공간 광 변조기인 광학 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치하는 광학 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치하는 광학 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 공간 광 변조기를 통과한 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치하는 광학 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 공간 광 변조기를 통과한 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면과 평행 평면판 및 상기 도광판 사이에 위치하는 광학 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 투과형 공관 광 변조기를 통과하기 전 및 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 두 개의 투과형 홀로그래픽 광학 소자 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 광학 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전 및 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 두 개의 상기 투과형 홀로그래픽 광학 소자 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 광학 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자 및 상기 도광판 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 광학 장치.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 투과형 공간 광 변조기는
    상기 투과형 공간 광 변조기를 통과하기 전에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자 및 상기 도광판 사이와 상기 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 광학 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는
    반사형 공간 광 변조기인 광학 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 반사형 공간 광 변조기는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 광학 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 반사형 공간 광 변조기는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 광학 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 반사형 공간 광 변조기는
    상기 반사형 공간 광 변조기에 의해 반사된 후에 빔의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 광학 장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 반사형 공간 광 변조기는
    상기 반사형 공간 광 변조기에 의해 반사된 후에 상기 파면의 형태 및 방향을 변경하는 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 함께 관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 광학 장치.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 반사형 공간 광 변조기는
    상기 도광판의 말단에 위치하는 광학 장치.
  28. 제1항에 있어서,
    눈 쪽에 근접한 위치하는 상기 레이저 소스는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있는 광학 장치.
  29. 제1항에 있어서,
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 상기 레이저 소스는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있는 광학 장치.
  30. 제1항에 있어서,
    눈 측면에 위치하는 상기 레이저 소스는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제1 표면에 위치하는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있는 광학 장치.
  31. 제1항에 있어서,
    외부 측면에 위치하는 상기 레이저 소스는
    관찰자 눈에 있어서 상기 도광판의 제2 표면에 위치하는 적어도 하나의 투과형 홀로그래픽 광학 소자를 조명하고, 상기 도광판 내로 상기 방사선을 입력하고 상기 파면 전파를 리다이렉팅하며 빔 형태를 변환할 수 있는 광학 장치.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 방사선이 상기 도광판으로 진입하기 전에 상기 방사선을 변환하는 빔 익스팬더를 더 포함하는 광학 장치.
  33. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는
    상기 도광판 표면에 위치하는 적어도 하나의 반사형 홀로그래픽 광학 소자로 상기 도광판 내로 상기 방사선을 다이렉팅하고, 빔 형태를 변환하고, 상기 공간 광 변조기의 균일한 조명을 보장하는 파면을 발생시키고, 상기 공간 광 변조기에서 홀로그램을 복원하는 광학 장치.
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