KR20180012831A - 디스플레이 시스템 - Google Patents

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제이미슨 크리스마스
네일 콜링스
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다크리 홀로그래픽스 리미티드
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Abstract

데이터 공급부와 공간 광 변조기와 제 2의 원통형 렌즈를 포함하는 표시 시스템이 제공된다. 데이터 공급부는 제 1 방향으로 광파워를 갖는 제 1 원통형 렌즈에 대응하는 제 1 데이터를 포함하는 홀로그램 데이터를 제공하도록 구성된다. 공간 광 변조기는 홀로그램 데이터를 수신하도록 구성되고, 홀로그램 데이터에 따라 수신 광을 공간적으로 변조하도록 구성된다. 제 2 원통형 렌즈는 공간 광 변조기로부터 공간 변조된 광을 받아 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 수신 광을 1 차원 푸리에 변환하도록 구성된다.

Description

디스플레이 시스템
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 영상의 홀로그램 복원체(reconstruction)를 형성하도록 구성된 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 본 실시예는 단 위상(phase-only) 홀로그램 디스플레이 시스템 및 0차광 (zero-order light)을 효과적으로 관리하는 방법에 관한 것이다. 본 실시예들은 홀로그램 영상 디스플레이 시스템 및 방법에 관련되고, 일부 실시예들은 헤드 업 디스플레이(head-up display) 시스템에 관한 것이다.
객체에서 산란된 빛은 진폭 정보와 위상 정보를 모두 포함한다. 진폭 및 위상 정보는 주지의 간섭 기술에 의해 예를 들어, 감광성 플레이트에서 포착되어 간섭 무늬(interference fringes)를 포함하는 홀로그램 기록 또는 "홀로그램"을 형성할 수 있다. "홀로그램"은 적절한 광의 조명을 받고 복원되어 원 객체를 나타내는 홀로그램 복원체 또는 재생 이미지를 형성하게 된다.
원 객체와 관련된 위상 정보만을 포함하는 "홀로그램"으로부터 수용 가능한 품질의 홀로그램 복원체를 형성할 수 있는 사실은 알려져 있다. 그러한 홀로그램 기록들은 단 위상 홀로그램이라고 부를 수 있다. 컴퓨터 생성 홀로그래피는 예를 들어, 푸리에 기술을 이용하여 간섭 과정을 수치적으로 시뮬레이션 하여 컴퓨터 생성의 단 위상 홀로그램을 생성할 수 있다. 컴퓨터 생성 단 위상 홀로그램은 객체를 나타내는 홀로그램 복원체를 생성하는 데 이용될 수 있다.
따라서, 용어 "홀로그램"은 대상물에 관한 정보를 포함하고 대상물을 나타내는 복원체를 형성하는 데 이용될 수 있는 기록에 관한 것이다. 홀로그램은 주파수 영역 또는 푸리에 영역의 객체에 관한 정보를 포함할 수 있다.
컴퓨터 생성의 단 위상 홀로그램은 "픽셀화(pixelated)"될 수 있다. 즉, 단 위상 홀로그램은 개별 위상 요소의 배열 위에 표현될 수 있다. 각 개 요소는 "픽셀"이라고 할 수 있다. 각 픽셀은 위상 변조 소자와 같은 광 변조 소자로서 작용할 수 있다. 따라서 컴퓨터 생성의 단 위상 홀로그램은 액정 공간 광 변조기(SLM: spatial light modulator) 등의 위상 변조 소자의 배열 상에 표현될 수 있다. SLM은 반사성이어서 변조광이 SLM로부터 반사형태로 출력될 수 있다.
각 위상 변조 소자 또는 픽셀은 그 위상 변조 소자에 입사하는 빛에 제어 가능한 위상 지연을 주도록 상태가 변할 수 있다. 따라서 실리콘상 액정(LCOS: Liquid Crystal On Silicon) SLM과 같은 위상 변조 소자 어레이는 계산으로 결정된 위상 지연 분포를 나타낼(또는 "디스플레이할") 수 있다. 위상 변조 소자 어레이에 입사하는 광이 간섭성(coherent)이면, 광은 홀로그램 정보 또는 홀로그램으로써 변조된다. 홀로그램 정보는 주파수 영역 또는 푸리에 영역에 존재할 수 있다.
또는 위상 지연 분포(phase-delay distribution)를 키노폼(kinoform) 상에 기록할 수 있다. 용어 "키노폼"은 단 위상 홀로그램 기록 또는 홀로그램을 가리키는 데 총칭으로 사용할 수 있다.
위상 지연은 양자화할 수 있다. 즉, 각 픽셀은 이산적인 수의 위상 레벨 중 하나를 갖도록 설정될 수 있다.
위상 지연 분포는 (예를 들어, LCOS SLM에 광을 조사함으로써) 입사 광파에 인가되고 복원될 수 있다. 복원체의 공간 내 위치는 광학 푸리에 변환 렌즈를 이용하여 제어되어, 홀로그램 복원체 즉 "이미지"를 공간 영역에 형성할 수 있다. 또는 복원이 파필드(far-field)에서 발생한다면, 푸리에 변환 렌즈는 필요 없을 것이다.
컴퓨터 생성 홀로그램은 거치버그-색스턴(Gerchberg-Saxton) 같은 알고리즘을 사용하는 것을 포함하여 많은 방법으로 계산할 수 있다. 거치버그-색스턴 알고리즘은 공간 영역 (2 차원 영상 등)의 진폭 정보로부터 푸리에 영역의 위상 정보를 도출하는 데 이용될 수 있다. 즉 객체에 관한 위상 정보는 공간 영역에서의 유일한 정보인 강도(intensity) 내지는 진폭으로부터 "얻어질(retrieved)" 수 있다. 따라서 객체의 단 위상 홀로그램 표현은 계산될 수 있다.
홀로그램 복원체 형성은 예컨대, 푸리에 변환 홀로그램을 조명 또는 조사(illuminating)하고, 푸리에 변환 렌즈를 이용하여 광학 푸리에 변환을 수행하여 스크린 등의 응답 필드(reply field)에 이미지(홀로그램 복원체)를 형성함으로써 이루어질 수 있다.
도 1은 본 개시에 따라 재생 필드 위치에서 홀로그램 복원체를 생성하기 위해 LCOS-SLM과 같은 반사 SLM을 사용하는 예를 도시한다.
예컨대 레이저나 레이저 다이오드 같은 광원(110)은 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)(111)를 통해 SLM(140)을 조사하기 위해 배치된다. 콜리메이팅 렌즈는 거의 평면인 광 파면을 SLM에 입사시킨다. 파면의 방향은 약간 오프노멀 하다(off-normal: 예컨대, 투명층의 평면 대비 완전 직각으로부터 2° 또는 3°정도 떨어짐). 이런 배치는 광원으로부터 광이 SLM의 후방면의 미러에 반사되고, 위상 변조층과 상호작용하게 하여 출사파면(exiting wavefront)(112)을 형성한다. 출사파면(112)은 스크린(125)에 초점이 맞춰진 푸리에 변환 렌즈(120)를 포함하는 광학계에 인가된다.
푸리에 변환 렌즈(120)는 SLM에서 출사하는 위상 변조된 광 빔을 수신하고, 주파수 영역 변환을 수행하여 공간 영역의 스크린(125)에 홀로그램 복원체를 생성한다.
이 과정에서, 광원으로부터의 광 -이미지 프로젝션 시스템의 경우에는 가시광- 은 SLM(140)과 위상변조층(즉, 위상 변조 소자의 어레이)에 걸쳐 분포된다. 위상 변조층에서 출사된 광은 재생필드에 걸쳐 분포될 수 있다. 홀로그램의 각 픽셀은 전반적으로 재생 이미지에 기여한다. 즉, 재생 이미지의 특정 지점과 특정 위상 변조 소자 사이에 일대일 상관관계는 없다.
거치버그-색스턴 알고리즘은 각각 면 A와 B 상의 광 빔의 강도 단면인 IA(x,y)와 IB(x,y) 값이 주어지고, IA(x,y)와 IB(x,y)가 단일 푸리에 변환에 의해 관련될 때, 위상복원문제(phase retrieval problem)를 고려한다. 강도 단면이 주어지면, 평면 A와 B에서의 각각의 위상분포인, ФA(x,y)와 ФB(x,y)의 근사치가 구해진다. 거치버그-색스턴 알고리즘은 반복(iterative) 과정을 수행함으로써 이 문제의 해결책을 찾아낸다.
거치버그-색스턴 알고리즘은 공간영역과 푸리에(스펙트럼) 영역 사이에서 IA(x,y)와 IB(x,y)를 나타내는 데이터 세트(진폭과 위상)를 반복적으로 전송하면서, 반복적으로 공간 제약 및 스펙트럼 제약(spatial and spectral constraints)을 적용한다. 공간 제약 및 스펙트럼 제약은 각각 IA(x,y)와 IB(x,y) 이다. 공간 또는 스펙트럼 영역에서의 제약은 데이터 세트의 진폭에 부과된다. 이에 해당하는 위상 정보는 일련의 반복을 통해 검색된다(retrieved).
이러한 기술을 이용하여 홀로그램 프로젝터를 제공할 수 있다. 이러한 프로젝터는 예를 들어, 차량용 헤드 업 디스플레이와 근안(near-eye) 장치에 응용되고 있다.
키노폼을 통과하는 빛을 이용하는 영상 투영(projection) 및 동적 키노폼을 시뮬레이트하는 공간 광 변조기를 통과하는 영상 투영은 몇 가지 이유에서 흥미로운 주제이다. 이러한 이미징의 장점 중 하나로서 키노폼을 조사하는 데 이용되는 빛의 대부분이 투영된 영상에 도달하기 때문에 이 기술이 매우 효율적이다.
공간 광 변조기(SLM)는, 원하는 영상의 단 위상 푸리에 변환을 종합적으로 표현하는 위상 변조 요소의 어레이를 픽셀들이 형성하도록 구성될 수 있고, 그 영상 표현은 SLM을 정확히 조사하는 방법으로 복구되어 프로젝터를 형성할 수 있다. 단 위상 분포는 홀로그램이라고 부를 수 있다. 투영된 영상은 홀로그램 복원체인 것으로 설명할 수 있다. SLM의 개별 변조 요소는 픽셀이라고 부를 수 있다.
그러나 단 위상 픽셀화 공간 광 변조기들은 0차 또는 DC차수 광(DC order light)의 잘 알려진 문제를 나타낸다는 점에서 어려움이 있다. 이러한 0차광은 "노이즈"로 간주될 수 있으며, 예를 들어 정반사된 광 및 공간 광 변조기의 패턴에 의해 회절되지 않은 다른 빛을 포함한다.
일반적으로 기지의 거리에서 홀로그램 복원체를 형성하기 위해, 푸리에 렌즈, 즉 기지의 경로 길이에 걸쳐 광학 푸리에 변환을 수행하는 렌즈가 (도 2와 같이) 공간 광 변조기 후단에 삽입된다.
푸리에 렌즈는 위상 변조된 광뿐만 아니라 모든 비 회절 광에도 작용하여 그 광이 영상의 중앙에 위치한 초점에 오도록 하는데, 그렇게 하여 생기는 밝은 광점은 0차 또는 DC차수로 알려져 있다. 이러한 작은 영역에 변조되지 않은 모든 광이 축적되는 것은 관찰자에게 위험이기 때문에 이 DC차수는 문제가 되며, 광로 속으로 광의 후방 산란이 들어감에 의해 영상의 명암을 저해한다.
도 2는 홀로그램을 "디스플레이"하도록 구성된 실리콘상 액정(LCOS: Liquid Crystal On Silicon) 공간 광 변조기(SLM, 201)를 나타낸다. 이 LCOS SLM로부터의 공간 변조된 광은 푸리에 렌즈(203)에 의해 수광되어, 푸리에 렌즈 (203)의 초점 거리에 집중된 DC지점(207)을 포함하는 홀로그램 복원 영역(205)을 형성한다.
국제 공개 제 2007/131649 호는 영상에서 DC차수를 필터링 해내어 고품질의 홀로그램 복원을 가능하게 하는 방법을 개시한다. 　 지금까지 공개된 방법은 효과적이지만, 필터 구경은 효과적이기 위하여 매우 작게 할 필요가 있으며, 이는 아주 정밀한 기계적 무결성을 필요로 하여 프로젝터의 설계 비용 및 복잡성을 가중한다.
0차/DC차수 광을 관리하는 다른 방법은 물리적 푸리에 렌즈를 이용하는 것이 아니라, 단 위상 렌즈를 공간 광 변조기상의 홀로그램 데이터 분포와 결합하는 것이다. 조사 광원의 시준성(collimated nature)은 DC차수가 매우 작은 지점으로 형성되는 것을 막아준다. 그러나 DC차수의 에너지 량은 변경되지 않고, 더 광범위하게 퍼져지기 때문에 문제는 없다. DC차수의 크기는 일반적으로 공간 광 변조기와 같은 크기이며, 이 불필요한 광을 차단함으로써 고품질의 영상을 얻을 수 있다 (도 3 참조).
도 3은 푸리에 변환을 수행하도록 구성된 단 위상 렌즈 데이터를 포함하는 홀로그램을 "디스플레이"하도록 구성된 LCOS SLM(301)을 나타낸다. 따라서 물리적 푸리에 렌즈는 필요 없다. 이 예에서 DC지점(307)은 홀로그램 복원 영역(305)에 나타나는LCOS SLM(301)의 반사이다.
공간 광 변조기의 면적이 매우 클 수 있기 때문에, 홀로그램 복원 영역의 상당한 비율이 이용할 수 없게 되는 점은 이해될 것이다.
홀로그램 복원체(I)의 크기는 다음 식으로 주어진다:
Figure pct00001
여기서
f는 단 위상 렌즈에 의해 규정되는 푸리에 경로의 길이.
l는 빛의 파장
p는 SLM 상 픽셀의 크기이다.
예를 들어, 홀로그램 프로젝터의 경우는 다음과 같다: -
f = 300 mm
녹색(λg) = 532 nm
p[x,y] = 8 um
홀로그램 복원체는 19.96 mm × 19.96 mm이다.
공간 광 변조기가 1920×1080 픽셀인 경우, 0차 크기는 다음과 같다:
《0차수》 _x = 1920˙p = 15.36 mm
《0차수》 _y = 1080˙P = 8.64 mm
이 예에서는 홀로그램 복원체의 이용 가능한 공간을 도 4에 나타낸다.
도 4는 이용 가능한 표시 영역(403)이 큰 DC/0차수(401)에 의해 제한되는 예들에 따른 홀로그램 복원 영역(400)을 나타낸다.
분명히 5.66 mm의 표시 영역을 2개 갖는 것은 표시 영역을 효율적으로 이용하는 것은 아니다. 푸리에 경로의 길이가 증가함에 따라 0차에 의해 점유된 홀로그램 복원 영역의 비율이 감소하는 것도 이해할 수 있다.
도 5는 녹색광 (532 nm)으로 조사된 1920x1080 및 8 um 픽셀의 공간 광 변조기의 경우에 0차수가 차지하는 비율 영역을 경로 길이의 함수로 보여준다.
보다 구체적으로는, 도 5는 0차(y 축)에 점유된 홀로그램 복원 영역의 백분율에 대한 푸리에 렌즈의 초점 거리(x 축)의 영향을 나타낸다.
이 0차 필터링 방법을 이용하는 홀로그램 프로젝터를 구축하는 것은 가능하지만, 충분히 큰 홀로그램 복원체를 이용할 수 있도록 하기 위해서는 긴 푸리에 경로 길이가 필요하며, 이것은 많은 프로젝션 시스템에 실용적이지 않다.
본 발명은 적어도 이러한 문제들을 해결한다.
발명의 양상들은 첨부된 독립 청구항에 의해 정의된다.
본 실시예의 홀로그램 디스플레이 시스템은 1 차원 광학 푸리에 변환을 수행하는 원통형 렌즈와 직교 구성의 단 위상 원통형 렌즈를 포함한다. 직교 구성의 단 위상 원통형 렌즈는 홀로그램 데이터와 결합되어 공간 광 변조기에 인가되면 연합하여 2D 홀로그램 복원체를 생성한다.
물리적 원통형 렌즈와 동축의 단 위상 원통형 렌즈 데이터는 물리적 렌즈에 직교하는 원통형 단 위상 렌즈 데이터와 함께, 홀로그램 복원체를 0차까지의 다른 거리에서 형성시킬 수 있다.
원통형 렌즈의 초점 거리에 0차 블록을 배치할 수 있다.
공간 광 변조기는 반사형 LCOS 공간 광 변조기일 수 있다.
공간 광 변조기는 물리적 원통형 렌즈의 수차를 보상할 수 있다.
단 위상 렌즈의 광파워(optical power)는 사용자가 제어할 수 있다.
디스플레이 시스템은 근안 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이는 HUD의 일부일 수 있다.
재생 필드는 시청자로부터 공간적으로 떨어져 있을 수 있다.
디스플레이 시스템은 2D 홀로그램 복원체의 적어도 하나의 회절 차수 및 옵션으로 0차를 선택적으로 차단하도록 구성된 공간 필터를 더 포함할 수 있다.
가상 영상은 2D 비디오의 연속한 프레임들일 수 있다.
픽셀화된 어레이는 직경이 15 μm 보다 작은 픽셀들로 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 개선된 장치는 다음과 같은 많은 중요한 이점이 있다:
˙ DC(또는 0)차수 레이저 광은 1 축 내 영역에서 최소화되어, 고강도 지점을 형성하지 않고 홀로그램 복원체의 가능한 최대 영역을 이용할 수 있도록 한다.
˙ WO2007/131649에 기재되어 있는 것 같은 0차 제거 시스템을 여전히 이용할 수 있고, 그 이용은 단 위상 렌즈를 이용하는 데 힘입어 하나의 축에서 기계적 정렬 공차를 아무리 완화했더라도 가능하다.
˙ 상이한 단 위상 렌즈 파워들을 이용하여 홀로그램 복원체가 DC차수 라인으로부터 거리가 다소 떨어진 위치에 형성시킬 수 있다. 특히 물리적 원통형 렌즈와 동일한 축의 음의(negative) 단 위상 렌즈 파워는 직교 축의 양의(positive) 단 위상 렌즈 파워와 결합될 수 있다.
˙ 광학 설계 분야의 전문가라면, 원통형 렌즈는 기존 렌즈에 비해 더 간단한 디자인이며, 따라서 더 나쁜 수차 성능을 제공하는 경향이 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 수차들은 홀로그램 데이터에 가해지는 단 위상 렌징 데이터(lensing data)로써 보상할 수 있다.
개략적으로 설명하면, 본 개시는 0차를 더 잘 관리하는 공간 광 변조기에 나타낸 홀로그램의 2D 푸리에 변환을 수행하기 위한 개선된 방법에 관한 것이다. 본 명세서에서는 물리 광학을 이용하여, 공간 광 변조기상의 홀로그램 데이터를 이용한 제 1 1D 푸리에 변환과, 직교 방향으로 하는 제 2의 1D 푸리에 변환을 수행함으로써 2D 푸리에 변환을 수행하도록 구성된 장치에 대해 설명한다. 이와 관련, 홀로그램 투영을 위해 필요한 2D 푸리에 변환을 수행하기 위해 소프트웨어와 물리 광학의 조합을 이용하는 하이브리드 시스템을 설명한다.
개시된 하이브리드 시스템과 2개의 물리적 광학 소자(즉, 원통형 렌즈들)를 이용하여 2차원에서 0차광을 확장하는 것 간에는 구별이 있다. 특히 2개의 물리적 원통형 광학계가 이용되는 경우, 공간 광 변조기로부터의 회절광은 2개의 직교하는 방향으로 퍼진다. 이러한 접근 방식은 홀로그램 재생 필드에서 회절광은 더욱 침입 성향을 보이기 때문에 이미지 투영 목적에 적절하지 않다. 그러나, 0차광은 본 실시예들의 제1의 1D 푸리에 변환의 영향을 받지 않는다. 그 이유는 그 변환은 공간 광 변조기의 픽셀들에 의해 행해지고 0차광은 픽셀들 의한 변조를 당하지 않은 빛에 대응하기 때문이다. 구체적으로는, 0차는 픽셀들 간의 구조물에서의 광 반사에서 유래한다. 따라서 개시된 하이브리드 장치를 이용하면 물리적 원통형 렌즈 만이 0차에 영향을 미치고, 따라서 관리가 훨씬 쉬운 라인을 형성한다. 따라서, 본 개시는 0차광을 더욱 잘 관리하는 홀로그램 복원체에 필요한 2D 푸리에 변환을 수행하는 방법을 제공한다.
일부 실시예들에서, 홀로그램은 영국 특허 제 2,498,170 호 또는 제 2,501,112 호에 기재되어 있는 것 같은 거치버그-색스턴 알고리즘을 기반으로 알고리즘을 이용하여 계산되며 그 기재는 참조에 의해 그 전체로서 본 명세서에 참조로 통합된다. 그러나 일부 실시예들은 푸리에 홀로그램 및 거치버그-색스턴 유형의 알고리즘에 관련하며, 이는 단지 예를 들기 위한 것이다. 본 개시는 프레넬 홀로그램 및 포인트 클라우드 방법(point cloud methods)에 근거하는 것 등의 다른 기술에 의해 계산된 홀로그램에 동일하게 적용 가능하다.
용어 "홀로그램"은 객체에 대한 진폭 및/또는 위상 정보를 포함한 기록을 가리키는 데 사용한다. "홀로그램 복원체"라는 용어는 홀로그램을 조명함으로써 형성되는 객체의 광학적 복원체를 가리키는 데 사용한다. "재생 필드"라는 용어는 홀로그램 복원체가 형성되는 공간의 평면을 가리키는 데 사용한다. 용어 "이미지"와 "이미지 영역"은 홀로그램 복원체를 형성하는 광이 조사되는 재생 필드의 영역을 가리킨다. 실시예들에서 "이미지"는 "이미지 픽셀"이라고 부를 수 있는 개별 지점들을 포함할 수 있다.
용어 "부호화", "쓰기" 또는 "주소 지정"은 SLM의 복수의 픽셀들에 각 픽셀의 변조 레벨을 각각 결정하는 여러 제어 값을 제공하는 프로세스를 설명하는 데 사용한다. SLM의 픽셀은 복수의 제어 값의 수신에 따라 광 변조 분포를 "디스플레이"하도록 구성된다고 할 수 있다.
일부 실시예에서, 공간 광 변조기는 단 위상 공간 광 변조기이다. 이들 실시예는 진폭을 변조하면서 빛 에너지가 손실되지 않기 때문에 장점이 있다. 따라서 효율적인 홀로그램 프로젝션 시스템이 제공된다. 그러나 본 개시는 단 진폭(amplitude-only) 공간 광 변조기 또는 진폭 및 위상 변조기에 동일하게 구현될 수 있다. 홀로그램도 상응하게 단 위상, 단 진폭 또는 완전 복잡 상태가 됨을 이해할 것이다.
"광"이라는 용어는 본 명세서에서는 가장 넓은 의미로 사용된다. 일부 실시예는 가시 광선, 적외선 및 자외선 및 그 조합에 동일하게 적용 가능하다.
수신 광에 렌징 효과(lensing effect)를 종합적으로 제공하는 제1홀로그램 데이터와 이미지에 대응하는 제2홀로그램 데이터의 결합(벡터 가법 등)으로 홀로그램 데이터가 형성되는 점을 반영하기 위해 제 1 데이터 및 제 2 데이터 이미지를 포함하는 홀로그램 데이터를 참조한다. 본 명세서에 기재된 일부 실시예에서 각 데이터는 데이터 값들의 2D 배열이다. 제1 데이터는 받은 광에 렌징 효과를 종합적으로 제공한다고 말할 수 있는데, 이는 받은 광에 제1 데이터가 주는 효과가 실제 렌즈(physical lens)의 효과와 같기 때문이다. 이를 달성하는 방법을 상세히 설명할 때 예를 제시한다. 제 1 데이터는 예를 들어, 양의 광파워, 음의 광파워 또는 수차의 보정과 같은 가능한 렌징 효과 또는 기능을 제공하기 위해 계산에 의해 결정 (또는 "소프트웨어로 정의")될 수 있다. 본 명세서에 개시된 몇몇 실시예에서, 제 1 데이터는 1D 푸리에 변환 렌즈로서 기능한다. 즉, 물리적 원통형 렌즈와 같은 적절히 배치된 1D 푸리에 변환 광학계와 같은 방법으로 제 1 데이터는 수광된 빛을 조작한다. 일부 그러한 실시예들에서 제 1 데이터는 제 2 데이터의 광학 푸리에 변환을 수행한다. 제 2 데이터는 이미지를 재생하거나 복구하는 등의 형성 작업에 충분한 정보를 포함하고 있어 이미지에 해당한다고 말할 수 있다. 본 명세서에 기재된 일부 실시예에서, 제 2의 데이터는 이미지의 주파수 (또는 푸리에) 영역 표현(representation)이기 때문에 이미지에 해당한다고 할 수 있다. 이와 관련, 홀로그램 데이터는 제 1 광학 기능(즉, 푸리에 변환)을 제공하는 임무를 담당하는 제 1 구성 요소와 제 2의 광학 기능(즉, 이미지에 대응하는 데이터로써 광을 변조하기)을 제공하는 임무를 담당하는 제 2 구성 요소로 구성됨을 알 수 있다.
"소프트웨어 정의된"(또는 "소프트웨어 제어 가능한")이라는 용어의 사용은 데이터가 변경 또는 수정, 가령 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어를 이용하여 실시간으로 변경 또는 수정될 수 있는 컴퓨터의 데이터 또는 소프트웨어 데이터라는 점을 반영하는 것이다. 이 점에서 데이터는 동적으로 가변되는 것으로 또는 단순히 "동적인" 것으로 간주될 수 있다.
일부 실시예들은 단지 예시 목적으로 1D 및 2D 홀로그램 복원체들을 설명한다. 다른 실시예들에서 홀로그램 복원체는 3D 홀로그램 복원영상이다. 즉, 일부 실시예들에서 각 컴퓨터 생성 홀로그램 3D 홀로그램은 복원체를 형성한다.
위의 기술을 기반으로 특정 실시예들은 단순한 예시로서 후술한다. 본 개시에서 제공되는 구체적인 내용을 변경하는 일상적 다양화는 보통 알 수 있는 바와 같이 이루어질 수 있다. 첨부된 도면을 참조하여 일부 예들을 설명한다.
도 1은 재생 필드 위치에서 홀로그램 복원체를 생성하도록 구성된, LCOS 같은 반사 SLM을 나타내는 개략도이다.
도 2는 푸리에 변환 렌즈를 이용하여 본 발명에 따라 홀로그램 복원체를 제공하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 푸리에 변환 렌즈가 SLM에 의해 제공되는 단 위상 렌즈인 시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 시스템의 문제를 나타내는 도면이다.
도 5는 푸리에 렌즈의 초점 거리(x 축)가 0차(y 축)가 점유한 홀로그램 복원 영역의 백분율에 주는 영향을 나타내는 도면이다.
도 6은 물리적 원통형 푸리에 렌즈의 이용을 보여주는 도면이다.
도 7은 제 1 실시예를 나타낸다.
도 8은 제 2 실시예를 나타낸다.
도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 부분을 나타낸다.
본 발명은 다음에 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허 청구 범위 전체로 이어진다. 즉, 본 발명은 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 설명의 목적으로 기재된 실시예에 한정한 것으로 해석하지 않아야 한다.
단수 용어는 달리 지정하지 않는 한 복수형을 포함할 수 있다.
한 구조물이 다른 구조물의 상단이나 하단에 형성된다거나 다른 구조물 위 또는 아래에 형성된다고 하면, 그것은 구조물들끼리 접촉하는 경우를 포함하며, 그 둘 사이에 제 3의 구조물이 배치되어 있는 경우도 포함한 것이다.
시간 관계 기재에서, 예를 들어, 사건의 시간적 순서가 "후", "후속", "다음", "전" 등으로 관계를 기술하는 경우, 본 개시는 달리 특정하지 않는 한 연속적이고 비 연속적인 사건을 포함하여 설명하는 것으로 간주하여야 한다. 예를 들어, "방금", "즉시", "바로" 등의 문구를 사용하지 않는 한 기재는 연속하지 않은 경우도 포함한다.
용어 "제 1", "제 2" 등은 본 명세서에서는 다양한 요소를 설명하는 데 사용할 수 있지만, 이러한 요소들은 이러한 용어에 의해 한정되지 않는다. 이 용어는 한 요소를 다른 요소와 구별하기 위한 목적으로 만 사용된다. 예를 들어, 제 1 요소를 제 2 요소라고 칭할 수 있고, 그와 같이, 제 2 요소를 제 1 요소라고 부르는 경우가 있으며, 이렇게 하여도 첨부된 특허 청구 범위에서 벗어나지 않는 것으로 한다.
여러 실시예들의 특징들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합되어 있거나 서로 조합될 수 있고, 서로 다양하게 연동될 수 있다. 일부 실시예들은 서로 독립적으로 실행될 수 있고, 아니면 상호 의존 관계로 함께 실행될 수도 있다.
광은 SLM의 위상 변조 층(즉, 위상 변조 소자들의 어레이)를 가로 질러 입사한다. 위상 변조 층을 나오는 변조광은 재생 필드에 분산된다. 주목해야 할 것은 개시된 유형의 홀로그래피에서 홀로그램의 각 픽셀은 전체의 복원체에 기여하는 점이다. 즉, 재생 필드의 특정 점들과 특정 위상 변조 요소 사이에 1 대 1의 상관 관계는 존재하지 않는다.
홀로그램 복원체의 공간 내 위치는 푸리에 변환 렌즈 또는 렌즈들의 굴절(초점) 파워(dioptric/focusing power)에 의해 결정된다. 실시예들에서 1D 푸리에 변환은 물리적 렌즈에 의해 실행된다. 즉, 광학적으로 1 차원 푸리에 변환을 수행하도록 구성된 광학 1D 푸리에 변환 렌즈인 렌즈이다. 어떤 렌즈도 푸리에 변환 렌즈로서 기능할 수 있지만, 렌즈의 성능으로 푸리에 변환의 정밀도가 제한된다. 당업자이면 렌즈를 선택하고 해당 렌즈를 이용하여 1D 또는 2D에서 광학 푸리에 변환을 수행하는 방법을 안다. 실시예들에서, 1D 푸리에 변환은 1D 렌징 데이터를 홀로그램 데이터에 포함시켜 계산적으로 실행되기도 한다. 즉, 홀로그램은 렌즈를 나타내는 데이터 및 객체를 나타내는 데이터를 포함한다. 컴퓨터 생성 홀로그램 분야에서 렌즈를 나타내는 홀로그램 데이터를 계산하는 방법은 알려져 있다. 렌즈를 나타내는 홀로그램 데이터는 소프트웨어 정의의 렌즈 또는 소프트웨어 렌즈라고 부를 수 있다. 예를 들어, 단 위상 홀로그램 렌즈의 형성은 렌즈의 각 점이 그 굴절률 및 공간적으로 변화하는 광로 길이에 기인하여 일으키는 위상 지연을 계산함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어, 볼록 렌즈 중심에서의 광로 길이는 렌즈 가장자리에서의 광로 길이보다 길다. 단 진폭 홀로그램 렌즈는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)에 의해 형성될 수 있다. 컴퓨터 생성 홀로그램 분야에서는 렌즈를 나타내는 홀로그램 데이터와 객체를 나타내는 홀로그램 데이터를 결합하여 실제 푸리에 렌즈를 필요로 하지 않고 푸리에 변환을 할 수 있는 방법도 알려져 있다. 일부 실시예들에서 렌징 데이터는 간단한 벡터 가법에 의해 홀로그램 데이터와 결합된다. 실시예들에서 푸리에 변환을 실행하기 위해 소프트웨어 렌즈와 함께 물리적 렌즈가 이용된다. 추가 실시예들에서 홀로그램은 격자 데이터(grating data), 즉 빔 각도 조절(beam steering) 같은 격자 기능을 수행하도록 구성된 데이터를 포함할 수 있다. 다시, 컴퓨터 생성 홀로그램 분야에서는 이러한 홀로그램 데이터를 어떻게 계산하고 그것을 객체를 나타내는 홀로그램 데이터와 통합하는지 알려져 있다. 예를 들어, 단 위상 홀로그램 격자는 블레이즈 격자(blazed grating) 표면의 각 점에 기인한 위상 지연을 모델링함으로써 형성될 수 있다. 단 진폭 홀로그램 격자는 단 진폭 홀로그램의 각도 조절 기능을 제공하도록 객체를 나타내는 단 진폭 홀로그램에 간단하게 중첩될 수 있다.
본 발명자들은 하이브리드 원통형 푸리에 물리 렌즈 및 단 위상 렌즈 시스템을 이용하여 DC차수를 관리하는 것이 유익하다는 것을 인식했다. 구체적으로는 물리적 인 원통형 렌즈, 말하자면 단일 축으로 만 광파워를 갖는 렌즈를 이용함으로써, 0차광을 선으로서 초점에 도달시킬 수 있다. 이 DC차수 라인은 하나의 축에서 매우 작은 크기를 가지며, 다른 축의 공간 광 변조기와 같은 크기가 된다. 광 에너지가 이렇게 확산되면서 문제와 잠재적인 콘트라스트의 문제가 감소한다. 본 개시는 위상 변조, 진폭 변조 및 완전 복잡 변조(fully-complex modulation)에도 동일하게 적용 가능하다.
물리적인 광 파워가 있는 축은 1 차원 홀로그램 복원체를 형성한다. 그러나 이는 도 6과 같은 전체 영상을 형성하기에 충분하다.
도 6은 원통형 푸리에 물리 렌즈만을 포함하는 예를 나타낸다. 원통형의 푸리에 렌즈(650)를 이용하여 홀로그램 복원 영역(605) 위에만 한 방향으로 확산되는 DC지점(867)을 형성하도록 조사된 LCOS SLM(601)가 도시되어 있다. DC차수(607)는 1 차원이라고 할 수 있다. 홀로그램 복원 영역은 1 차원에서만 회절되는 셈이다. 즉, 완전한 2 차원 홀로그램 복원체는 형성되지 않는다. DC지점(607)은 푸리에 렌즈의 폭이다.
그러나, 본 발명자들은 물리적 렌즈에 대해 직교하는 단 위상 원통형 렌즈 파워를 홀로그램 데이터에 추가하여 도 7과 같이 전체 이미지를 정확하게 형성할 수 있는 것을 인식했다. 이와 관련, 발명자들은 0차 제거를 개선하기 위해 하이브리드 시스템을 제공하게 된 것이다.
도 7은 원통형 및 단 위상 푸리에 물리 렌즈를 포함한 실시예를 나타낸다. 원통형의 푸리에 렌즈(750)를 이용하여 홀로그램 복원 영역(705)위에 한 방향으로만 확산되는 DC지점(707)을 형성하도록 조사된 LCOS SLM(701)가 도시되어 있다. DC지점(707)은 1 차원이라고 할 수 있다. DC지점(707)은 푸리에 렌즈의 폭이다. 방향(760)으로 작용하는 물리 렌즈(750) 및 방향(770)으로 작용하는 단 위상 렌즈의 복합 효과는 2차원 푸리에 변환을 일으킨다. 일부 실시예에서, 홀로그램 복원 영역(705)은 예를 들어, 스크린 또는 디퓨저(diffuser) 같은 수광면에 형성된다.
따라서 다음을 포함하는 디스플레이 시스템이 제공된다: 제 1 방향으로 광파워를 갖는 제 1 원통형 렌즈에 대응하는 제 1 데이터를 포함하는 홀로그램 데이터를 제공하도록 구성된 데이터 공급부와; 상기 홀로그램 데이터를 수신하도록 구성되며, 상기 홀로그램 데이터에 따라 수신 광을 공간적으로 변조하도록 구성된 공간 광 변조기와; 상기 공간 광 변조기에서 나온 공간 변조된 광을 받아, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 상기 수신 광을 1 차원 푸리에 변환하는 제 2의 원통형 렌즈가 포함된다.
제 1의 1 차원 렌즈는 공간 광 변조기에 홀로그램으로서 계산으로 제공되며, 제 2의 1 차원 렌즈는 광학 렌즈로 제공되며, 이들 렌즈는 각각 직교 푸리에 변환들을 수행하도록 구성된다. 당업자라면 2 개의 원통형 렌즈를 어떻게 배향시켜, 설명한 2 개의 직교하는 1D 변환을 수행하는지 그 방법을 이해할 것이다. 실시예들에서 2 개의 원통형 렌즈는 직교하고 있다. 실시예들에서 제 1의 1D 렌즈는 제 1 방향으로만 광파워를 갖고, 제 2의 1D 렌즈는 제 2 방향으로만 광파워를 갖되, 제 1 방향과 제 2 방향은 사로 직교한다. 이 디스플레이 시스템은 공간 광 변조기 상에 제공되는 홀로그램의 복원체를 형성하는 데 이용할 수 있다. 복원을 위한 이미지에 대응하는 홀로그램 정보는 제 1의 1D 렌즈를 제공하는 홀로그램과 결합된다. 따라서, 실시예들에서 홀로그램 데이터는 홀로그램 복원을 위한 이미지에 대응하는 제 2 데이터를 더 포함 함을 이해할 수 있을 것이다.
홀로그램 데이터는 2 개의 요소, 즉 홀로그램 복원을 위한 이미지를 나타내는 제 1의 구성 요소와 1D 렌징을 제공하도록 구성된 제 2의 구성 요소를 포함한다고 할 수 있다. 두 요소는 가산(addition) 등의 벡터 가법(vector addition)에 의해 결합될 수 있다. 따라서 홀로그램 데이터가 두 개의 구성 요소에서 형성된 것은 바로 분명히 알 수는 없지만, 렌징 데이터를 이미지 내용 데이터와 결합하여 렌징 작용을 제공한 것은 이해될 것이다. 홀로그램 데이터의 제 1 데이터는 제 1의 원통형 렌징을 제공한다고 할 수 있다. 실시예들에서 홀로그램 데이터는 제 1 데이터와 제 2 데이터의 벡터 합(vector addition)을 포함한다.
실시예들에서, 제 2의 원통형 렌즈는 재생면에서 이미지의 2 차원 홀로그램 복원체를 형성하도록 구성된다.
실시예들에서, SLM은 반사형 LCOS SLM과 같은 실리콘상 액정 공간 광 변조기이다. 다른 실시예들에서, SLM은 투과형 또는 MEM 기반의 SLM이다. 실시예들에서, SLM은 위상 변조 한정이다(즉, 진폭 변조가 아니다). 실시예들에서, 공간 광 변조기는 복수의 픽셀을 포함한다. 각 픽셀은 픽셀에 입사하는 광에 위상 지연을 제공하도록 개별적으로 어드레싱될 수 있다. 각 픽셀은 위상 지연 소자로 설명할 수 있다. 공간 광 변조기는 개별적으로 어드레싱 가능한 위상 지연 요소들의 배열을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 각 픽셀은 직경이 15 μm 보다 작다.
바람직한 실시예들에서, 제 2의 원통형 렌즈는 물리적 광학계이다.
데이터 공급부는 홀로그램 데이터를 계산하도록 구성된 계산 수단 또는 홀로그램 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 일 수 있다.
실시예들에서 데이터 공급부는 제 1 원통형 렌즈의 광파워를 결정하는 사용자 입력을 수신하도록 더 구성된다. 즉, 제 1의 원통형 렌즈의 광파워는 사용자 제어나 소프트웨어 제어에 따를 수 있다.
실시예들에서 홀로그램 데이터는 제 2의 방향으로 광파워를 갖는 제 3의 원통형 렌즈에 대응하는 제 3의 데이터 요소를 더 포함한다. 이것은 0차까지의 다른 거리에서 홀로그램 복원체가 형성되도록 하기 때문에 유리하다. 이것은 도 8에 나타나 있다.
도 8은 물리적 원통형 렌즈 및 단 위상 푸리에 렌즈를 포함하는 다른 바람직한 실시예를 나타내고 있다. 원통형의 푸리에 렌즈(850)를 이용하여 홀로그램 복원 영역(805) 위에 한 방향으로만 확산되는 DC지점(807)을 형성하도록 조사된 LCOS SLM(801)이 도시되어 있다. DC지점(807)은 1차원이라고 할 수 있다. DC지점(807)은 푸리에 렌즈의 폭이다. 제 1 방향(860)의 1차원 푸리에 변환은 물리적 렌즈 및 단 위상 렌즈에 의해 제공된다. 제 1 방향에 수직인 제 2 방향(870)의 1 차원 푸리에 변환은 단 위상 렌즈에 의해 제공된다. DC지점(807)은 홀로그램 복원 영역(805)에서 떨어져 형성되어 있는 것을 알 수 있다. DC지점(또는 0차)은 복원체 평면에서 공간으로 분리되어 있기 때문에 시스템으로부터 보다 쉽게 제거할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이것은 0차 빛을 변위시키지 않고 변조광을 변위시키도록 홀로그램 소프트웨어 렌즈에 광파워를 추가함으로써 달성되고, 이에 따라 복원체 평면으로부터 0차의 공간적 변위가 발생한다. 일부 실시예들에서, 홀로그램 복원 영역(805)은 스크린 또는 디퓨저 같은 수광면에 형성된다.
데이터 공급부는 제 3의 원통형 렌즈의 광파워를 결정하는 사용자 입력을 수신하도록 더 배치될 수 있다. 즉, 제 3의 원통형 렌즈의 광파워는 사용자 제어나 소프트웨어 제어에 따를 수 있다.
실시예들에서 홀로그램 데이터는 제 2의 원통형 렌즈의 수차를 보상하도록 구성된 제 4의 데이터 구성 요소를 더 포함한다.
따라서, 공간 광 변조기로부터 0차광을 쉽게 제거할 수 있도록 하는 향상된 디스플레이 시스템이 제공된다. 따라서 실시예들은 공간 광 변조기로부터 0차광을 차단(block)하도록 구성된 공간 필터를 포함한다. 공간 필터는 0차 블록이라고 설명할 수 있다. 당업자라면 0차 블록은 다양하고 상이한 물리적 형태를 취할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 0차 블록은 가장자리 또는 반사 구경(reflective aperture)또는 광 덤프(light dump)일 수 있다.
실시예들에서, 공간 필터는 시스템으로부터 0차광을 편리하게 제거할 수 있도록 제 2의 원통형 렌즈의 초점 거리에 배치된다.
실시예들은 단 위상 홀로그래피 및 단 위상 공간 광 변조에 관한 것이다. 실시예들에서 홀로그램 데이터는 단 위상 정보를 포함한다. 홀로그램 데이터는 위상 지연 분포를 표현한다고 할 수 있고 달리 말해서 홀로그램 데이터는 주파수 영역에 있다고 할 수 있다. 그러나 본 개시는 단 위상 홀로그래피에 한정되지 않으며 다른 실시예들에서, 공간 광 변조기는 대체하여 또는 부가하여로 진폭 변조를 수행한다.
실시예들에서, 제 1 데이터 요소는 이미지의 프레넬 변환의 단 위상 표현이다. 일부 실시예들에서 제 1 데이터 성분은 주파수 영역의 이미지를 나타낸다. 그러나, 본 개시는 이 점에 한정되지 않는다. 실시예들에서, 제 1 데이터 성분은 이미지의 푸리에 변환의 단 위상 표현이다.
본 발명은 스틸 영상 또는 실시간 비디오 영상 등의 비디오 영상을 형성하는 데 이용될 수 있다. 실시예들에서, 각 홀로그램 복원체는 2D 비디오 프레임 시퀀스 중 하나의 프레임이다.
바람직하게는, 재생 평면은 홀로그램 복원체 관찰자에서 공간적으로 떨어져 배치될 수 있다. 따라서 예를 들어, 본 개시에 따른 디스플레이 시스템을 포함하는 근안 장치 또는 헤드 업 디스플레이가 제공될 수 있다. 본 발명은 단색 또는 컬러 디스플레이를 형성하는 데 이용될 수 있다.
실시예들에서, 디스플레이 시스템은 공간 광 변조기의 픽셀들을 조명하도록 구성된 광원을 더 포함한다. 실시예들에서, 광원은 레이저처럼 (공간적으로) 일관된 광원이다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템은 복합 컬러 홀로그램 복원체를 제공하도록 구성된 복수의 광원을 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 발명의 홀로그램 프로젝션 시스템은 개선된 헤드 업 디스플레이(HUD) 또는 헤드 마운트 디스플레이 또는 근안 장치를 제공하는 데 이용된다. 일부 실시예들에서, HUD를 제공하기 위해 차내에 장착된 홀로그램 프로젝션 시스템을 갖춘 차량이 제공된다. 차량은 자동차, 트럭, 밴, 트럭, 오토바이, 기차, 비행기, 보트 또는 선박 등의 자동차일 수 있다.
본 명세서에 기재된 방법 및 과정은 컴퓨터 판독 가능 매체에 구체화할 수 있다. 용어 "컴퓨터 판독 가능 매체"는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 버퍼 메모리, 플래시 메모리 및 캐시 메모리 등의 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하도록 구성된 매체를 포함한다. "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행된 때 명령이 본 명세서에 기재된 하나 이상의 방법론 전체 또는 일부를 기계로 하여금 그대로 실행토록 하는 그런 명령을 저장할 수 있는 매체 또는 복수 매체의 조합을 포함하는 것으로 한다.
"컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 클라우드 기반 스토리지 시스템도 포함하고 있다. "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 예시적인 형태로서 고체 메모리 칩, 광 디스크, 자기 디스크, 또는 이들의 임의의 적절한 조합물에 들어가는 하나 이상의 유형 및 비 임시 데이터 저장소(예를 들어, 데이터 볼륨)를 포함하되, 그에 한정되지는 않는다. 일부 예시적인 실시예들에서 실행을 위한 명령은 캐리어 매체를 통하여 통신할 수 있다. 그런 캐리어 매체의 예로는 일시적인 매체(transient medium) (예를 들어, 명령을 전달하는 전파 신호)가 포함된다.
본 발명은 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허 청구 범위의 전체 범위에 이른다.

Claims (22)

  1. 제 1 방향으로 광파워를 갖는 제 1 원통형 렌즈에 대응하는 제 1 데이터를 포함하는 홀로그램 데이터를 제공하도록 구성된 데이터 공급부;
    상기 홀로그램 데이터를 수신하도록 구성되고, 상기 홀로그램 데이터에 따라 수신 광을 공간적으로 변조하도록 구성된 공간 광 변조기; 및
    상기 공간 광 변조기로부터 공간 변조된 광을 수신하여, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 수신한 광을 1 차원 푸리에 변환하도록 구성된 제 2 원통형 렌즈
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 홀로그램 복원을 위한 이미지에 대응하는 제 2 데이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 상기 제 1 데이터와 상기 제 2 데이터의 벡터 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제 1 원통형 렌즈 및 상기 제 2 원통형 렌즈는 재생 평면에서 상기 이미지의 2 차원 홀로그램 복원체를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 복수의 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 원통형 렌즈는 물리적 광학계인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 공급부는 상기 홀로그램 데이터를 계산하도록 구성된 계산 수단인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 공급부는 상기 홀로그램 데이터를 저장하도록 구성된 메모리인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 공급부는 상기 제 1 원통형 렌즈의 광파워를 결정하는 사용자 입력을 수신하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 상기 제 2 방향으로 광파워를 갖는 제 3 원통형 렌즈에 대응하는 제 3 데이터 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  11. 제10에 있어서,
    상기 데이터 공급부는 상기 제 3 원통형 렌즈의 광파워를 결정하는 사용자 입력을 수신하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 상기 제 2 원통형 렌즈의 수차들을 보상하도록 구성된 제 4 데이터 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기로부터 0차광을 차단하도록 구성된 공간 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 공간 필터는 상기 제 2 원통형 렌즈의 초점 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 단 위상 정보(phase-only information)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 요소는 상기 이미지의 프레넬 변환의 단 위상 표현(phase-only representation)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 요소는 상기 이미지의 푸리에 변환의 단 위상 표현인 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 실리콘상 액정 공간 광변조기(LCOS SLM; liquid crystal on silicon spatial light modulator)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 홀로그램 복원체는 2D 비디오 프레임들의 시퀀스 중 한 프레임인 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 픽셀은 직경이 15 μm 보다 작은 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재생 평면은 상기 홀로그램 복원체의 관찰자에서 공간적으로 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 디스플레이 시스템을 포함하는 근안(near-eye) 장치 또는 헤드 업 디스플레이.
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