KR20200072623A - 3차원 영상을 표시하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

3차원 영상을 표시하는 장치 및 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치는 복수의 광학 원소들을 포함하는 광학 레이어, 광학 레이어에 빛을 주사하는 프로젝터, 및 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상을 제공하도록 광학 레이어에 빛이 주사되는 타이밍에 기초하여 광학 레이어 상에 생성되는 영상 정보를 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

3차원 영상을 표시하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING THREE DIMENSIONAL IMAGE}
아래 실시예들은 3차원 영상을 표시하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
HUD(head up display) 시스템은 운전자의 전방에 허상(virtual image)을 생성하고 허상 내에 정보를 표시하여 운전자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. 운전자에게 제공되는 정보는 차량 속도, 주유 잔량, 엔진 RPM(revolution per minute) 등의 계기판 정보 및 네비게이션 정보를 포함할 수 있다. 운전자는 운전 중에 시선의 이동 없이 전방에 표시된 정보를 쉽게 파악할 수 있으므로, 운전 안정성이 높아질 수 있다. HUD 시스템은 계기판 정보 및 네비게이션 정보 이외에도 전방 시야가 좋지 않은 경우에 도움을 주기 위한 차선 표시, 공사 표시, 교통사고 표시, 행인을 나타내는 경고 표시 등을 운전자에게 증강현실(AR: Augmented Reality) 기법으로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치는 복수의 광학 원소들을 포함하는 광학 레이어; 상기 광학 레이어에 빛을 주사(scan)하는 프로젝터; 및 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상을 제공하도록 상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 기초하여 상기 광학 레이어 상에 생성되는 영상 정보를 제어하는 프로세서를 포함한다.
상기 프로세서는 상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하여 상기 빛에 의해 가상으로 구현되는 스캔 픽셀들에 기초하여 상기 영상 정보를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 따라 상기 빛의 색상을 제어하여 상기 영상 정보를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하는 스캔 픽셀의 값에 기초하여 상기 빛을 생성하는 복수의 광원들을 제어함으로서 상기 영상 정보를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 복수의 광학 원소들과 상기 스캔 픽셀들 사이의 대응 위치 관계에 따른 상기 빛의 방향에 기초하여 상기 3차원 영상을 제공하도록 상기 영상 정보를 제어할 수 있다.
상기 광학 레이어는 미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 상기 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시킬 수 있다.
상기 광학 레이어의 광학 파라미터는 상기 프로젝터의 위치와 상기 시청공간의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 광학 레이어는 자동차의 앞유리에 삽입 또는 부착될 수 있다.
상기 광학 레이어는 HOE 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.
상기 HOE 렌즈 어레이는 상기 프로젝터의 위치와 상기 시청공간의 위치에 기초하여 상기 시청공간에 상기 3차원 영상을 제공할 수 있도록 기록(recording)될 수 있다.
상기 광학 레이어는 가시광의 파장에 따라 투과율이 다른 광학 코팅층으로 코팅된 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.
상기 프로젝터는 상기 광학 레이어에 레이저(laser) 광선을 주사하는 하나 이상의 레이저 스캐닝 모듈을 포함할 수 있다.
상기 레이저 스캐닝 모듈은 복수의 색상에 대응하는 레이저 광선들을 출사(output)하는 복수의 레이저 광원들; 상기 복수의 레이저 광원들의 출력을 하나의 통합 광선으로 합성하는 빔 컴바이너(beam combiner); 및 상기 통합 광선을 상기 광학 레이어에 주사하기 위하여 상기 통합 광선의 방향을 제어하는 스캐닝 미러(Scanning mirror)를 포함한다.
상기 3차원 영상은, 대상 물체의 3차원 정보가 포함된 기초 영상들을 집적하여 다수의 시점 영역을 형성하는 집적 영상(integral image)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치는 상기 광학 레이어 상에 형성되고, 상기 광학 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어(immersion layer)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치는 상기 프로젝터와 상기 광학 레이어 사이에 형성되고, 화상 왜곡 보정을 위한 보상 렌즈(compensating lens)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 방법은 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상(multiview image)을 제공하도록 광학 레이어에 빛을 주사하는 타이밍과 관련된 정보를 획득하는 단계; 및 상기 빛을 주사하는 타이밍과 관련된 정보에 기초하여 상기 광학 레이어 상에 생성되는 영상 정보를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 영상 정보를 제어하는 단계는 상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하여 상기 빛에 의해 가상으로 구현되는 스캔 픽셀들에 기초하여 상기 영상 정보를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 정보를 제어하는 단계는 상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 따라 상기 빛의 색상을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 정보를 제어하는 단계는 상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하는 스캔 픽셀의 값에 기초하여 상기 빛을 생성하는 복수의 광원들을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 정보를 제어하는 단계는 상기 복수의 광학 원소들과 상기 스캔 픽셀들 사이의 대응 위치 관계에 따른 상기 빛의 방향에 기초하여 상기 3차원 영상을 제공하도록 상기 영상 정보를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치를 나타낸 도면.
도 2는 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에 의하여 출력되는 광선 분포를 설명하기 위한 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 패널의 RGB 서브 픽셀에 대응하는 스캔 픽셀의 구현 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 다시점 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 스캔 픽셀을 이용한 W(white) 픽셀 구현 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 레이저 스캐닝 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 7a는 일 실시예에 따른 HOE 렌즈 어레이를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7b는 일 실시예에 따른 HOE(Holographic Optical Element) 렌즈 어레이를 구현하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 일 실시예에 따른 보상 렌즈(compensating lens)를 포함하는 3차원 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면.
도 9는 일 실시예에 따른 이머전 레이어(immersion layer)를 포함하는 3차원 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면.
도 10은 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치(100)를 이용한 원형 디스플레이 장치가 도시한 도면.
도 11은 일 실시예에 따른 집적 영상 방식에 의한 3차원 영상을 구현하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 방법을 설명하기 위한 도면.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치(100)의 구성이 도시된다.
3차원 디스플레이 장치(100)는 3차원 영상(140)을 구현하는 장치로서, 예를 들어, 사용자의 좌측 눈 및 우측 눈에 서로 다른 영상을 보여줌으로써 3차원 영상(140)을 구현할 수 있다. 사용자는 양안 시차(binocular disparity)에 따른 입체감을 느낄 수 있다.
일반적으로 3차원 영상을 구현하기 위해서는 패널과 시차 분리 수단이 필요할 수 있다. 예를 들어, 3차원 디스플레이 장치는 시차분리수단인 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈를 패널의 앞면에 배치시키고, 적절한 시점영상을 패널의 픽셀들에 배치하여 3차원 영상을 제공할 수 한다. 렌티큘러 렌즈는 렌즈를 통과할 때 빛이 굴절되는 성질을 이용하여 3차원 공간으로 전파되는 광선의 방향을 제어하고, 패럴랙스 배리어는 슬릿을 이용하여 빛을 선택적으로 통과시킴으로써 3차원 공간으로 전파되는 광선의 방향을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치(100)는 패널을 사용하지 않고 광학 레이어(120)에 빛을 주사(scan)하는 방법을 이용하여 3차원 영상(140)을 생성할 수 있다. 도 1에는 3차원 디스플레이 장치(100)의 실시예로 3차원 디스플레이 장치(100)를 이용한 HUD(head up display) 시스템이 도시된다. 이하, 설명의 편의를 위하여 HUD 시스템에서의 실시예를 설명하나, 3차원 디스플레이 장치의 실시예들은 HUD 시스템에 한정되지 않고 TV, DID(Digital Information Display), 모니터, 모바일 장치 등 각종 디스플레이 장치에 다양하게 응용될 수 있다.
3차원 디스플레이 장치(100)는 프로젝터(110)와 광학 레이어(120)를 포함한다. 프로젝터(110)는 광학 레이어(120)에 빛을 주사할 수 있다. 광학 레이어(120)는 복수의 광학 원소들을 포함할 수 있다. 광학 원소는 다시점 영상을 생성하는 최소 단위일 수 있다. 각 광학 원소에서 출력되는 빛들이 시청공간에서 일정한 피치를 가지고 모일 수 있다. 각각의 광학 원소들은 3D 화소라고 지칭될 수 있다. 3D화소는 미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시킬 수 있다.
미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시키기 위해 광학 레이어(120)는 가시광의 파장에 따라 투과율이 다른 광학 코팅층으로 코팅된 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일반 광학 렌즈에 미리 정해진 파장에 대해서는 선택적으로 반사 특성을 높이고, 기타 파장에 대해서는 투과율을 높인 다이크로익 미러(dichroic mirror)코팅을 렌즈 어레이면에 적용할 수도 있다.
광학 레이어(120)의 파라미터, 예를 들어 광학 레이어(120)에 포함되는 광학 원소들 각각의 굴절률은 프로젝터의 위치와 미리 정해진 시청공간의 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 광학 레이어(120)의 파라미터를 결정하는 방법은 아래에서 도 7a을 참조하여 상세히 설명된다.
프로젝터(110)는 미리 정해진 파장을 가진 빛을 광학 레이어(120)에 주사할 수 있다. 프로젝터(110)로부터 미리 정해진 시간 동안 빛을 주사 받은 하나의 3D 화소는 설계된 방향으로 빛을 출력할 수 있다. 3D화소들에서 출력되는 빛은 시점 영상을 형성할 수 있다. 3차원 디스플레이 장치(100)는 복수의 3D 화소들을 이용하여 3차원 공간상의 점들을 표현할 수 있다.
3차원 디스플레이 장치(100)는 광학 레이어(120) 상에 생성되는 영상을 렌더링할 수 있다. 여기서, '렌더링'은 사용자에게 3차원 영상(140)을 제공하기 위하여 광학 레이어(120)에 표시될 2차원의 영상을 생성 또는 결정하는 동작일 수 있다. 예를 들어, '렌더링'은 사용자의 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상(140)을 제공하도록 자동차 전면 유리창인 윈드쉴드(130) 안쪽 표면에 부착 또는 윈드쉴드(130) 내부에 삽입되는 광학 레이어(120)에 표시될 2차원의 영상을 생성하는 동작일 수 있다. 영상 정보는 광학 레이어(120) 상에 생성되는 영상에 대한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 영상 정보는 광학 레이어(120) 상에 생성되는 영상의 크기, 색상에 관한 데이터를 포함할 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, '렌더링' 동작은 3차원 디스플레이 장치(100)에 포함된 프로세서에 의하여 구동될 수 있다. 여기서, 프로세서는 하드웨어 모듈, 소프트웨어 모듈, 또는 이들의 다양한 조합으로 구현될 수 있다. 프로세서는 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상을 제공하도록 광학 레이어에 빛이 주사되는 타이밍에 기초하여 영상 정보를 제어할 수 있다. 미리 정해진 시청공간은 사용자의 눈 및 눈 주변 위치로 사용자가 좌우로 이동하여도 지속적으로 3차원 영상을 관찰할 수 있는 정도의 공간을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 영상(140)은 다시점 영상(multiview image) 및 집적 영상(integral image)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다시점 영상 방식은 복수의 시점들 중에서 서로 다른 두 개의 시점에 해당하는 영상을 사용자의 양안으로 제공함으로써, 3차원 영상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 왼쪽 눈으로 제1 시점에 대응하는 영상을 시청하고 오른쪽 눈으로 제2 시점에 대응하는 영상을 시청함으로써, 3차원 영상으로부터 입체감을 느낄 수 있다. 또한, 집적 영상 방식은 복수의 기초 렌즈들(elemental lens)로 구성된 렌즈 어레이(lens array)를 이용하여 대상 물체의 3차원 정보를 기초 영상(elemental image)의 형태로 저장하고, 렌즈 어레이를 통해 저장된 기초 영상들을 집적하여 3차원 영상을 구현할 수 있다. 집적 영상 방식은 아래에서 도 11을 참조하여 상세히 설명된다.
도 2는 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치에 의하여 출력되는 광선 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 프로젝터는 광학 레이어(220)에 빛을 주사할 수 있다. 프로젝터는 광학 레이어에 레이저(laser)를 주사하는 하나 이상의 레이저 스캐닝 모듈(210)을 포함할 수 있다. 프로젝터에서 주사하는 빛은 스캐닝 모듈(210)에서 주사하는 레이저 광선을 포함할 수 있다. 하나의 레이저 스캐닝 모듈이 하나의 프로젝터로서 동작할 수도 있고, 두 개 이상의 레이저 스캐닝 모듈들이 하나의 프로젝터로서 동작할 수도 있다.
레이저 스캐닝 모듈(210)은 복수의 색상에 대응하는 레이저 광선들을 출사(output)하는 복수의 레이저 광원들 각각에서 출사되는 광선들이 반투과 광학소자를 통하여 합쳐진 후에, 반사거울을 이용하여 방향 제어가 가능한 스캐닝 미러(Scanning mirror)(211)를 통하여 광선을 출사하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 복수의 레이저 광원들은 적색 레이저 광원, 녹색 레이저 광원, 청색 레이저 광원일 수 있다. 레이저 스캐닝 모듈(210)은 아래에서 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.
레이저 스캐닝 모듈(210)은 스캐닝 미러(211)를 회전시킴으로써 광학 레이어(220)에 레이저 광선을 제1 방향으로 이동하면서(예를 들어, 위에서부터 아래로 내려가면서) 제2 방향의 라인을(예를 들어, 옆으로 한 줄씩) 주사할 수 있다. 레이저 스캐닝 모듈(210)은 레이저 광선 주사를 통해 광학 레이어(220)에 2차원의 영상을 생성할 수 있다. 레이저 스캐닝 모듈(210)의 스캐닝 미러(Scanning mirror)는 광학 레이어(220)에 레이저 광선을 주사하기 위하여 미리 정해진 주기로 회전할 수 있다.
광학 레이어(220)에 표시되는 2차원 영상에 기초하여 3차원 공간으로 복수의 광선들(230)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 광학 레이어(220)에 표시되는 2차원 영상의 영상 정보에 따라 3차원 공간상에 생성되는 복수의 광선들이 변경될 수 있다. 스캐닝 미러의 회전에 따라 다른 정보(예를 들어, 다른 색상)의 광선을 광학 레이어(220)의 다른 위치에 출사하기 위해 스캐닝 미러(Scanning mirror)의 스캔 주기와 영상 정보가 동기화될 수 있다. 예를 들어, 레이저 광선의 정보는 영상 정보에 기초하여 스캔 주기에 따라 순차적으로 변경될 수 있다.
광학 레이어(220)는 복수의 광학 원소들(221, 222)을 포함할 수 있다. 레이저가 주사되는 타이밍에 대응하여 복수의 광학 원소들에 주사되는 광선들을 변경함으로써 스캔 픽셀이 구현될 수 있다. 스캔 픽셀은 실제 픽셀이 아닌, 레이저에 의해 구현되는 픽셀 역할을 하는 가상의 픽셀일 수 있다. 레이저 광선은 주사되어 광학 레이어(220) 내에서 라인 형태를 유지하므로, 레이저 광선을 영상 정보에 맞추어 일정 시간 간격으로 on-off 제어하면 광학 레이어(220)에 포함되는 복수의 광학 원소들(221, 222)에 주사되는 분리된 광선들을 생성할 수 있고, 광선들 각각에 의하여 스캔 픽셀이 구현될 수 있다. 예를 들어, 레이저 광선(215)에 의하여 광학 원소(221)에 대응하는 제1 스캔 픽셀이 구현되고, 레이저 광선(215)에 의하여 광학 원소(222)에 대응하는 제2 스캔 픽셀이 구현될 수 있다.
광학 원소들과 스캔 픽셀들 사이의 대응 위치 관계에 따른 광선의 방향에 기초하여 광학 원소들에서 출력되는 광선의 전파 방향이 결정되므로, 3차원 공간상의 점들이 표현될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 패널의 RGB 서브 픽셀에 대응하는 스캔 픽셀의 구현 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치는 광학 레이어에 빛이 주사되는 타이밍에 따라 빛의 색상을 제어하여 영상 정보를 제어할 수 있다.
전술한 것과 같이, 3차원 디스플레이 장치는 공간적 3차원 영상을 분리하기 위하여, 시차분리수단인 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈를 패널의 앞면에 배치시키고, 적절한 시점영상을 패널의 픽셀들에 배치함으로써 3차원 영상을 제공할 수 한다.
일반적인 RGB 패널(310)은 하나의 픽셀에 R(red) 서브 픽셀, G(green) 서브 픽셀, 및 B(blue) 서브 픽셀이 포함되는 픽셀 구조를 가진다. 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치는 실제 패널의 픽셀 대신 스캔 픽셀을 이용하여 3차원 영상을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, RGB 서브 픽셀의 위치에 대응되는 주사 타이밍에 RGB 레이저 광원을 영상 정보에 맞추어 제어하여 스캔 픽셀이 구현될 수 있다.
예를 들어, RGB 패널(310)의 R(red) 서브 픽셀 위치에 대응되는 주사 타이밍에는 R(red) 레이저 광선(320)만 출사하고, G(green) 레이저 광선(330) 및 B(blue) 레이저 광선(340)은 출사하지 않고 차단하여 R(red) 스캔 픽셀을 형성할 수 있다. G(green) 서브 픽셀 및 B(blue) 서브 픽셀의 위치에 대응해서도 동일한 원리로 G(green) 스캔 픽셀 및 B(blue) 스캔 픽셀을 형성할 수 있다.
또한, RGB 레이저 광원을 영상 정보에 맞추어 일정 시간 간격으로 on-off 제어함과 동시에 영상 정보에 따라 각 레이저 광원의 출력 레이저 광선을 변조(modulation)하여 광선의 밝기를 조절함으로써, 스캔 픽셀의 색상을 제어할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 다시점 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4(b)를 참조하여 일 실시예에 따른 다시점 영상 생성 방법을 설명하기에 앞서, 도 4(a)를 참조하여 패널을 이용한 일반적인 다시점 디스플레이 방식을 간략하게 설명한다.
도 4(a)는 무안경식 3차원 디스플레이 방식을 구현하기 위하여 일반적인 다시점 디스플레이 방식이 이용되는 경우, 패널에 포함된 복수의 픽셀들로부터 출력된 광선들이 3차원 공간으로 전파되는 방향을 나타낸다. 패널의 픽셀들로부터 발생된 광선들은 패널 전면에 부착된 렌티큘러 렌즈에 의하여 일정한 방향을 가지고 사용자 방향으로 균일하게 퍼질 수 있다. 사용자의 좌, 우 눈의 위치로 입사되는 광선을 발생시키는 픽셀에 대하여 각각 시점이 다른 좌, 우 영상을 인가하면 사용자는 3차원 영상을 인지할 수 있다. 각 픽셀은 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 픽셀은 RGB 서브 픽셀을 포함할 수 있다.
도 4(b)는 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치를 이용하는 경우, 패널을 사용하지 않고, 프로젝터를 이용하여 패널의 RGB 서브 픽셀에 대응하는 스캔 픽셀들로부터 출력된 광선들이 3차원 공간으로 전파되는 방향을 나타낸다.
일 실시예에 다른 3차원 디스플레이 장치는 프로젝터와 광학 레이어를 포함할 수 있다. 광학 레이어는 프로젝터로부터 주사 받은 빛을 여러 방향으로 다른 정보를 포함하는 광선으로 출력한다는 점에서, 일반적인 다시점 디스플레이 방식의 3차원 디스플레이 장치의 렌티큘러 렌즈에 대응될 수 있다. 일 실시예에 다른 3차원 디스플레이 장치는 패널을 포함하고 있지 않지만, 프로젝터를 통해 빛을 광학 레이어에 주사하여 RGB 서브 픽셀에 대응하는 스캔 픽셀들을 생성할 수 있다.
예를 들어, RGB 서브 픽셀의 위치에 대응되는 주사 타이밍에 RGB 레이저 광원을 영상 정보에 맞추어 일정 시간 간격으로 on-off 제어하여 스캔 픽셀을 생성할 수 있다. 프로젝터로부터 주사되는 빛을 도 4(a)의 패널의 서브 픽셀의 위치에 대응되도록 맞추어 주면, 일반적인 다시점 디스플레이 방식의 3차원 디스플레이 장치와 동일하게 3차원 영상을 구현할 수 있다.
도 5는 스캔 픽셀을 이용한 W(white) 픽셀 구현 방법을 설명하기 위한 도면이다. 제1 실시예(510)에 따른 3차원 디스플레이 장치는 스캔 픽셀 단위의 타이밍에 맞추어 RGB 레이저 광원의 on-off를 함께 제어하여 W(white) 스캔 픽셀을 구현하고, 동시에 변조를 통하여 광선의 계조를 표현할 수 있다. 제2 실시예(520)에 따른 3차원 디스플레이 장치는 스캔 픽셀 내 서브 픽셀 단위의 타이밍에 맞추어 RGB 레이저 광원의 on-off를 함께 제어하여 W 스캔 픽셀을 구현할 수 있다.
또는, 도 3과 같이 스캔 픽셀 내 서브 픽셀들을 동시에 on-off하지는 않으면서, 각 서브 픽셀의 밝기를 동일하게 제어함으로써 W 스캔 픽셀이 구현될 수도 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 레이저 스캐닝 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 스캐닝 모듈(600)은 적색 레이저 광선을 출사하는 R(red) 레이저 광원(612), 녹색 레이저 광선을 출사하는 G(green) 레이저 광원(611), 청색 레이저 광선을 출사하는 B(blue) 레이저 광원(613), 각 R, G, B 레이저 광원에서 출사하는 광들을 집광하는 집광렌즈들(C1,C2,C3), 복수의 레이저 광원들의 출력을 하나의 통합 광선으로 합성하는 빔 컴바이너(beam combiner)(621, 622), 광선의 경로를 제어하기 위한 하나 이상의 반사 미러(630) 및 통합 광선을 광학 레이어에 주사하기 위하여 통합 광선의 방향을 제어하는 스캐닝 미러(Scanning mirror)(640)를 포함할 수 있다.
빔 컴바이너는 각 R, G, B 레이저 다이오드로부터 발생되어 집광렌즈를 통하여 집광된 특정파장의 광만 반사시키고 그 외의 빛은 투과시키는 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)들(621, 622)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다이크로익 미러(621)는 적색 레이저 광선만 반사하고, 다이크로익 미러(622)는 청색 레이저 광선만 반사되는 특성을 가질 수 있다. 녹색 광선은 다이크로익 미러들(621, 622)을 투과하고, 적색 광선은 다이크로익 미러(622)를 투과할 수 있기 때문에, 다이크로익 미러들(621, 622)을 이용하여 RGB 레이저 광원들의 출력을 하나의 통합 광선으로 합성할 수 있다.
스캐닝 미러(640)는 MEMS (Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하여 제작될 수 있고, 한 점으로 집속된 레이저 광선을 2개의 구동축을 이용하여 광학 레이어에 주사하여 2차원 영상을 만들어 줄 수 있다. 2차원 영상은 수직 방향으로 위치가 각각 다른 수평 라인들의 집합으로 구현된다.
레이저 스캐닝 모듈(600)은 구조가 간단하여 소형화에 유리하여 초소형 프로젝터로 활용될 수 있다. 또한, 스캐닝 미러(640)의 주사 각도를 증가시켜 줌으로써 시야각(field of view)을 손쉽게 증가 시킬 수도 있다. 예를 들어, HUD 시스템의 경우, 자동차 대쉬보드 (dashboard) 내부의 한정된 공간으로 인하여 HUD(head up display) 시스템의 크기가 클 경우 실제적인 장착을 매우 어렵게 하고 있다. 레이저 스캐닝 모듈(600)을 사용하여 HUD 시스템을 구성할 경우, 운전자에게 큰 시야각의 3차원의 HUD 영상을 제공할 수 있다.
도 7a는 일 실시예에 따른 HOE(Holographic Optical Element) 렌즈 어레이를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학 레이어는 HOE 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. HOE는 좁은 파장 대역 폭을 가져 특정 파장 영역에서만 광학소자로 사용될 수 있다. HOE 렌즈 어레이는 일반 광학 렌즈 어레이(710)와 포토 폴리머(photopolymer)(720)를 이용하여 제작할 수 있다. 프로젝터의 위치와 미리 정해진 시청공간의 위치를 고려하여 HOE 렌즈 어레이(예를 들어, 포토 폴리머 층에)를 기록(recording)할 수 있다. HOE 렌즈 어레이를 기록하는 것은 광학 레이어 역할을 하는 HOE 렌즈 어레이에 포함되는 복수의 광학 원소들의 광학 파라미터를 결정하는 것일 수 있다. 예를 들어, 광학 레이어(120 또는 220)에 포함되는 광학 원소들 각각의 굴절률은 프로젝터의 위치와 미리 정해진 시청공간의 위치를 고려하여 결정될 수 있다.
일반 광학 렌즈 어레이(710)와 포토 폴리머(photopolymer)(720)를 겹쳐 놓은 상태에서 미리 정해진 시청공간 방향으로 수평으로 진행하는 시그널 광선(signal beam)과 프로젝터의 위치에서 일정한 발산각(a)으로 일반 광학 렌즈 어레이(710)와 포토 폴리머(photopolymer)(720)를 향하여 입사되는 기준 광선(reference beam)을 이용하여 HOE 렌즈 어레이를 기록할 수 있다. 도 7a에서 일반 광학 렌즈 어레이(710)를 수직 방향으로 표현하였으나, 수평 방향 또는 수평, 수직 양방향으로 제작할 수도 있다.
도 7b는 일 실시예에 따른 HOE(Holographic Optical Element) 렌즈 어레이를 구현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b를 참조하면, HOE 렌즈 어레이(730)는 미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시킬 수 있도록 제작되어, 시차분리수단인 패럴랙스 배리어 또는 렌티큘러 렌즈 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 7a에 설명된 방법으로 제작된 HOE 렌즈 어레이(730)는 RGB 레이저 광선에만 반응하고, 그 이외의 파장을 가진 빛은 투과시킬 수 있다.
프로젝터(740)를 기록할 때와 동일한 위치로 배치하고 빛을 HOE 렌즈 어레이(730)에 일정한 발산각(a)으로 주사하면, 사용자는 미리 정해진 시청공간(750) 위치에서 3차원 영상을 관찰할 수 있게 된다.
도 8은 일 실시예에 따른 보상 렌즈(compensating lens)를 포함하는 3차원 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치(100)를 이용한 HUD시스템이 도시된다. 3차원 디스플레이 장치(100)는 보상 렌즈(850)를 더 포함할 수 있다.
보상 렌즈(850)는 화상 왜곡(distortion) 보정 수단일 수 있다. 프로젝터(110)와 광학 레이어(820) 사이에 화상 왜곡 보정을 위한 보상 렌즈(850)를 추가로 마련하여 광학 레이어(120)에서 감당하는 부담을 줄여 줄 수 있다.
다른 실시예에 따르면, HOE 렌즈 어레이 제작 시, HOE 레이어를 복수로 마련하여, 한 층은 렌즈 어레이의 역할을 수행하고, 다른 한 층은 화상 왜곡을 보정하는 기능을 담당하게 할 수도 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 이머전 레이어(immersion layer)를 포함하는 3차원 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 광학 레이어(910)는 미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 광학 레이어(910)는 파장 선택성을 이용하여 외부 광의 투과율에는 영향을 주지 않고 프로젝터에서 주사하는 레이저 광선에만 반응하여 외부광에 의한 시인성을 제거할 수 있다.
도 9를 참조하면, 외부광에 의한 시인성 제거를 위하여 프로젝터에서 주사되는 빛의 파장에 대해서는 선택적으로 반사 특성을 높이고, 기타 파장에 대해서는 투과율을 높인 광학 코팅을 광학 레이어(910)와의 계면에 적용한 이머전 레이어(920)를 광학 레이어(910)상에 적용할 수도 있다. 이머전 레이어(920)는 광학 레이어(910)와 굴절률이 동일할 수 있다. 예를 들어, 광학 레이어(910)의 굴절률(n1) 및 이머전 레이어(920)의 굴절률(n2)은 동일할 수 있다. 광학 레이어(910)와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어(920)를 이용하여, 광학 레이어(910)를 통해 관측되는 대상에 왜곡이 발생하는 것을 막을 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치를 이용한 원형 디스플레이 장치를 도시한 도면이다. 도 1 내지 9의 설명은 도 10에도 적용 가능하므로, 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치를 이용한 원기둥형 디스플레이 장치(1000)는 프로젝터(1010) 및 광학 레이어(1020)를 포함할 수 있다. 광학 레이어(1020)는 원기둥의 옆면의 모양일 가질 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 원기둥 형태의 디스플레이 장치를 설명하나, 3차원 디스플레이 장치의 실시예들은 원기둥 형태의 디스플레이 장치에 한정되지 않고 다양한 모양으로 응용될 수 있다.
프로젝터(1010)는 360도 회전을 통해 광학 레이어(1020)에 빛을 주사할 수 있다. 3차원 디스플레이 장치(1000)는 복수의 광학 원소들(1021, 1022)을 이용하여 3차원 공간상의 점들을 표현할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 집적 영상 방식에 의한 3차원 영상을 구현하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일반적인 집적 영상 방식의 입체 영상 표시 장치는 픽업부(1100)와 표시부(1150)로 구성된다. 픽업부(1100)는 제1 렌즈 어레이(1130) 및 카메라 등과 같은 촬영 장치(1140)를 이용하여 3차원 물체(1120)의 3차원 정보를 전체 요소영상으로 바꾸어 촬영 장치(1140)에 저장한다.
표시부(1150)는 미리 정해진 시청공간(1190)에 표시 패널(1160)과 제2 렌즈 어레이(1170)를 구비하여 표시 패널(1160)에 표시된 전체 요소 영상을 다시 입체 영상(1180)의 형태로 보여준다.
일반적인 집적 영상 방식에 따를 경우, 시점이 각각 다른 다수의 시점 영역(viewing zone)을 형성할 수 있다. 집적 영상 방식에 따른 3차원 영상 디스플레이 장치는 광학 어레이로 마이크로 렌즈 어레이를 사용할 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이를 이용하면 시청공간 내에서 좌우 영상으로 분리되는 형태로 광학 어레이로부터 출광되는 광선을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 장치가 집적 영상 방식에 따라 3차원 영상을 생성하기 위해서는 HOE 렌즈 어레이를 마이크로 렌즈 어레이 역할을 할 수 있도록 프로젝터의 위치와 미리 정해진 시청공간의 위치를 고려하여 기록할 수 있다.
집적 영상 방식에 따라 3차원 영상을 구현할 때, 스캔 픽셀들은 해당 픽셀에 할당된 방향각에 해당하는 영상을 출력할 수 있다. 방향각은 스캔 픽셀에서 광선이 조사되는 각도로서, 해당 스캔 픽셀에 출력된 영상을 미리 결정된 방향각으로 조사함으로써 3차원 영상이 구현될 수 있다.
도 1 내지 10의 설명은 도 11에도 적용 가능하므로, 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
도 12는 일 실시예에 따른 3차원 디스플레이 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단계들(1210 내지 1220)은 도 1을 참조하여 3차원 디스플레이 장치(100)에 의해 수행된다. 3차원 디스플레이 장치(100)는 하나 또는 그 이상의 하드웨어 모듈, 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 모듈, 또는 이들의 다양한 조합에 의하여 구현될 수 있다.
단계(1210)에서, 3차원 디스플레이 장치(100)는 3차원 디스플레이 장치(100)는 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상을 제공하도록 광학 레이어에 빛을 주사하는 타이밍과 관련된 정보를 획득할 수 있다.
단계(1220)에서, 3차원 디스플레이 장치(100)는 빛을 주사하는 타이밍과 관련된 정보에 기초하여 광학 레이어 상에 생성되는 영상 정보를 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate 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 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.

Claims (31)

  1. 복수의 광학 원소들을 포함하는 광학 레이어;
    상기 광학 레이어에 빛을 주사(scan)하는 프로젝터; 및
    미리 정해진 시청공간에 3차원 영상을 제공하도록 상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 기초하여 상기 광학 레이어 상에 생성되는 영상 정보를 제어하는 프로세서
    를 포함하는 3차원 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하여 상기 빛에 의해 가상으로 구현되는 스캔 픽셀들에 기초하여 상기 영상 정보를 제어하는, 3차원 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 따라 상기 빛의 색상을 제어하여 상기 영상 정보를 제어하는, 3차원 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하는 스캔 픽셀의 값에 기초하여 상기 빛을 생성하는 복수의 광원들을 제어함으로서 상기 영상 정보를 제어하는, 3차원 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 복수의 광학 원소들과 상기 스캔 픽셀들 사이의 대응 위치 관계에 따른 상기 빛의 방향에 기초하여 상기 3차원 영상을 제공하도록 상기 영상 정보를 제어하는, 3차원 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 상기 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시키는, 3차원 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학 레이어의 광학 파라미터는
    상기 프로젝터의 위치와 상기 시청공간의 위치에 기초하여 결정되는, 3차원 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    자동차의 앞유리에 삽입 또는 부착될 수 있는, 3차원 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    HOE 렌즈 어레이를 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 HOE 렌즈 어레이는 상기 프로젝터의 위치와 상기 시청공간의 위치에 기초하여 상기 시청공간에 상기 3차원 영상을 제공할 수 있도록 기록(recording)되는, 3차원 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    가시광의 파장에 따라 투과율이 다른 광학 코팅층으로 코팅된 렌즈 어레이를 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로젝터는
    상기 광학 레이어에 레이저(laser) 광선을 주사하는 하나 이상의 레이저 스캐닝 모듈을 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 레이저 스캐닝 모듈은
    복수의 색상에 대응하는 레이저 광선들을 출사(output)하는 복수의 레이저 광원들;
    상기 복수의 레이저 광원들의 출력을 하나의 통합 광선으로 합성하는 빔 컴바이너(beam combiner); 및
    상기 통합 광선을 상기 광학 레이어에 주사하기 위하여 상기 통합 광선의 방향을 제어하는 스캐닝 미러(Scanning mirror)
    를 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 영상은, 대상 물체의 3차원 정보가 포함된 기초 영상들을 집적하여 다수의 시점 영역을 형성하는 집적 영상(integral image)을 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광학 레이어 상에 형성되고, 상기 광학 레이어와 동일한 굴절률을 갖는 이머전 레이어(immersion layer)
    를 더 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 프로젝터와 상기 광학 레이어 사이에 형성되고, 화상 왜곡 보정을 위한 보상 렌즈(compensating lens)
    를 더 포함하는, 3차원 디스플레이 장치.
  17. 미리 정해진 시청공간에 3차원 영상(multiview image)을 제공하도록 프로젝터에서 광학 레이어에 빛을 주사하는 타이밍과 관련된 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 빛을 주사하는 타이밍과 관련된 정보에 기초하여 상기 광학 레이어 상에 생성되는 영상 정보를 제어하는 단계
    를 포함하는 3차원 디스플레이 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 영상 정보를 제어하는 단계는
    상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하여 상기 빛에 의해 가상으로 구현되는 스캔 픽셀들에 기초하여 상기 영상 정보를 제어하는 단계
    를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 영상 정보를 제어하는 단계는
    상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 따라 상기 빛의 색상을 제어하는 단계
    를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 영상 정보를 제어하는 단계는
    상기 광학 레이어에 상기 빛이 주사되는 타이밍에 대응하는 스캔 픽셀의 값에 기초하여 상기 빛을 생성하는 복수의 광원들을 제어하는 단계
    를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 영상 정보를 제어하는 단계는
    상기 광학 레이어에 포함된 복수의 광학 원소들과 상기 스캔 픽셀들 사이의 대응 위치 관계에 따른 상기 빛의 방향에 기초하여 상기 3차원 영상을 제공하도록 상기 영상 정보를 제어하는 단계
    를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    미리 정해진 파장을 가진 빛만 굴절시키고, 상기 미리 정해진 파장 이외의 파장을 가진 빛은 투과시키는, 3차원 디스플레이 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 광학 레이어의 광학 파라미터는
    상기 프로젝터의 위치와 상기 시청공간의 위치에 기초하여 결정되는, 3차원 디스플레이 방법.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    자동차의 앞유리에 삽입 또는 부착될 수 있는, 3차원 디스플레이 방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    HOE 렌즈 어레이를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 HOE 렌즈 어레이는 상기 프로젝터의 위치와 상기 시청공간의 위치에 기초하여 상기 시청공간에 상기 3차원 영상을 제공할 수 있도록 기록(recording)되는, 3차원 디스플레이 방법.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 광학 레이어는
    가시광의 파장에 따라 투과율이 다른 광학 코팅층으로 코팅된 렌즈 어레이를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  28. 제17항에 있어서,
    상기 프로젝터는
    상기 광학 레이어에 레이저(laser)광선을 주사하는 하나 이상의 레이저 스캐닝 모듈을 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 레이저 스캐닝 모듈은
    복수의 색상에 대응하는 레이저 광선들을 출사(output)하는 복수의 레이저 광원들;
    상기 복수의 레이저 광원들의 출력을 하나의 통합 광선으로 합성하는 빔 컴바이너(beam combiner); 및
    상기 통합 광선을 상기 광학 레이어에 주사하기 위하여 상기 통합 광선의 방향을 제어하는 스캐닝 미러(Scanning mirror)
    를 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  30. 제17항에 있어서,
    상기 3차원 영상은, 대상 물체의 3차원 정보가 포함된 기초 영상들을 집적하여 다수의 시점 영역을 형성하는 집적 영상(integral image)을 포함하는, 3차원 디스플레이 방법.
  31. 하드웨어와 결합되어 제17항 내지 제30항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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