KR20240043746A - 투영 장치 및 투영 방법 - Google Patents

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다니엘 토마에
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칼 짜이스 예나 게엠베하
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Abstract

본 발명은 투영 장치에 관한 것으로서, 투영 장치는 제1 파장을 갖는 제1 컬러 서브 이미지 및 제2 파장을 갖는 제2 컬러 서브 이미지가 생성되도록 다중 컬러 이미지를 생성하는 이미지 모듈(2); 다중 컬러 이미지가 공급되는 투영 유닛(3)으로서, 투영 유닛은, 관찰자의 눈(A)을 사출동(6) 내에 위치시키고 관찰자가 특정 시야각에서 상기 투영 유닛(3)을 볼 경우, 관찰자가 이미지를 가상 이미지로서 인식할 수 있도록, 상기 이미지를 사출동(6) 내로 이미지화하는, 투영 유닛(3)을 포함하고, 투영 유닛(3)은, 이미징을 위해서 다중 컬러 이미지를 사출동(6) 내로 편향시키는 체적 홀로그램을 가지고, 체적 홀로그램은 컬러 서브 이미지의 각 파장에 대한 체적 격자를 가지며, 상기 체적 격자는 제1 파장의 제1 편향 효율 곡선 대 제2 파장의 편향 효율 곡선의 제1 효율비가 생성되도록, 상기 시야각에 기반하고 특정 시야각에서 최대가 되는 각각의 편향 효율 곡선을 갖는다. 특정 시야각을 중심으로 특정 각도 범위에 대한 편향 효율 곡선은, 특정 각도 범위에 대한 제1 효율비가 일정하도록 설정된다. 이미지 모듈(2)은, 상기 다중 컬러 이미지가 생성될 때, 상기 제1 컬러 서브 이미지의 휘도 대 상기 제2 컬러 서브 이미지의 휘도의 제1 휘도비가 상기 제1 효율비에 반비례하도록 작동되고, 그에 따라 상이한 편향 효율 곡선들이 보상되고, 관찰자는 다중 컬러 이미지를 특정 각도 범위로부터의 시야각에 대해 트루-컬러 가상 이미지로서 인식할 수 있다.

Description

투영 장치 및 투영 방법
본 발명은 홀로그래픽 투영 장치 및 홀로그래픽 투영 방법에 관한 것이다.
이러한 홀로그래픽 투영 장치의 경우, 체적 홀로그램(volume hologram)을 사용하여, 이미지화되는 이미지를 편향시킬 수 있다. 이러한 체적 홀로그램의 편향 효율은 사용자의 시야각에 따라 서로 다른 파장에 대해 달라지기 때문에, 이는, 투영된 이미지가 연부를 향해서 바람직하지 못한 컬러 캐스트(color cast)를 가지는 단점을 가질 수 있고, 이러한 컬러 캐스트는 관찰자의 눈에 매우 잘 띄어 상당한 방해를 준다. 투영 유닛에는 일반적으로 3개의 파장이 사용되며, 일반적으로 청색, 녹색, 및 적색의 각각의 파장이 제공된다. 그러나, 2개의 파장만이 사용될 수도 있다.
이를 출발점으로 하여, 본 발명의 목적은 이러한 어려움을 가능한 한 해소할 수 있는 투영 장치를 제공하는 것이다. 또한, 이에 대응하는 투영 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 독립 청구항에 정의되어 있다. 유리한 개선예는 종속항에 명시되어 있다.
본 발명에 따른 투영 장치의 이미지 모듈은, 다중 컬러 이미지가 생성될 때, 제1 컬러 서브 이미지(sub-image)의 휘도 대 제2 컬러 서브 이미지의 휘도의 제1 휘도비가 제1 효율비에 반비례하도록 제어되기 때문에, 상이한 편향 효율 프로파일이 보상되고, 관찰자는 다중 컬러 이미지를 미리 결정된 각도 범위로부터의 시야각에 대해 트루-컬러 가상 이미지로서 인식할 수 있다. 따라서, 이미지 생성 중에 반대 컬러 캐스트가 생성되고, 이는 편향에 대한 체적 홀로그램의 체적 격자(volume grating)에 기반하여 제공된다. 이는, 미리 결정된 시야각을 중심으로 미리 결정된 각도 범위의 편향 효율 프로파일이, 미리 결정된 각도 범위에 대한 제1 효율비가 일정하도록, 설정되어 있기 때문에 가능하다.
따라서, 본 발명에 따라, 상이한 파장들에 대한 체적 홀로그램의 상이한 시야각에 따른 편향 효율 프로파일은, 미리 결정된 각도 범위에 대한 제1 효율비가 일정하도록, 설정된다고도 할 수 있다. 동시에, 제1 및 제2 컬러 서브 이미지에 대한 이미지 모듈에서의 휘도는, 제1 휘도비가 미리 결정된 각도 범위에 대한 제1 효율비에 반비례하도록 설정된다. 따라서, 미리 결정된 각도 범위 내의 시야각에서는 바람직하지 못한 컬러 캐스트가 발생되지 않는다.
체적 격자는 반사 또는 투과 격자일 수 있다. 마찬가지로, 이미지 도파관의 경우, 체적 격자는 엣지 라이트형 격자(edge-lit grating)일 수도 있다.
또한, 체적 격자들은 동일한 층에 형성되는 것이 유리할 수 있으며, 이를 다중화(multiplexing)라고도 지칭한다. 따라서, 체적 격자는 간단한 방식으로 용이하게 생산될 수 있다.
물론, 각 체적 격자를 위한 별도의 층을 제공할 수도 있다. 이어서, 이러한 층들은 서로 상하로 장착되는 것이 바람직하다.
체적 격자는 예를 들어 노광에 의해서 도입되는 체적 격자일 수 있다. 이는 여기에서, 체적 격자가 노광되고 나서, 노광에 의해서 도입된 안정적인 체적 격자가 제공되도록 선택적으로 현상 또는 표백되는 것을 의미한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
노광에 의해서 도입되는 체적 격자를 생산하기 위한 노광은, 예를 들어, 미리 결정된 파장(예를 들어, 532 nm, 460 nm 또는 640 nm)을 가지는 기준 파동이 제1 입사각(예를 들어, 0°)으로, 노광에 의해서 체적 격자를 도입하고자 하는 (감광성 체적 홀로그래픽 재료를 포함하거나 이러한 것으로 형성된) 층 상으로 지향되고, 동일한 파장을 가지는 신호 파동이 마찬가지로 제1 입사각과 상이한 제2 입사각(예를 들어, 60°)으로 상기 층 상으로 지향되도록 실행될 수 있고, 기준 파동 및 신호 파동은 동일한 레이저로부터 나오고, 그에 따라 원하는 수의 간섭 최대값을 갖는 간섭 필드 또는 간섭 체적이 상기 층의 감광성 체적 홀로그래픽 재료 상에 발생되고 그에 따라 원하는 굴절률 변조가 형성된다. 생성된 굴절률 변화는 간섭 최대값에서 최대가 되므로 간섭 최대값이 굴절률 변조를 정의한다.
예로서, 감광성 유리, 중크롬산염 젤라틴 또는 광중합체를 감광성 체적 홀로그래픽 재료로 사용할 수 있다. 이들은 예를 들어 PC 필름(폴리카보네이트 필름)에 도포될 수 있고, 그에 대응하여 노광될 수 있다.
여기에서 굴절률 변조는 특히 최대 굴절률 변화 또는 변경의 절대 값을 의미하는 것으로 이해된다.
체적 홀로그램은 투명 캐리어에 내장될 수 있다. 그러나, 체적 홀로그램은 투명 캐리어의 계면에 형성될 수도 있다.
투명 캐리어는 또한 체적 홀로그램으로부터 이격된 입력 커플링 영역을 가지는 이미지 도파관으로서 이용될 수 있고, 다중 컬러 이미지는 상기 입력 커플링 영역을 통해서 이미지 도파관에 커플링된다. 이미지 도파관에서, 다중 컬러 이미지는 반사에 의해서 체적 홀로그램까지 안내될 수 있다. 이어서, 체적 홀로그램은 안내된 광을 관찰자에게 전달한다.
투명 캐리어는 예를 들어 자동차의 윈드실드 또는 일부 다른 창일 수 있다. 그러나, 평면-평행 판이 포함될 수도 있다. 또한, 투명 캐리어는 곡선형 계면을 가질 수 있다. 또한, 체적 홀로그램의 투명 캐리어는, 예를 들어 자동차의 대시보드에 배치되어 윈드실드의 반사를 통해서 광을 관찰자에게 지향시키는, 광학 시스템의 일부일 수 있다.
투명 캐리어는 유리 또는 플라스틱으로 생산될 수 있다.
특히, 투영 장치는, 생성된 가상 이미지가 주변 환경과 중첩되는 방식으로 인식되도록 구성될 수 있다. 이를 위해서, 체적 홀로그램은 제1 및 제2 파장에 대해서도 투과적인 것이 바람직하다.
미리 결정된 각도 범위는 2°, 3°, 4°, 5°, 6°, 7°, 8°, 9°, 10°, 11°, 12°, 13°, 14°, 15°, 16°, 17°, 18°, 19° 또는 20°의 각도 범위일 수 있다. 미리 결정된 각도 범위는 수평 방향 및 수직 방향으로 상이할 수 있다. 이와 관련하여, 수평 각도는 14° 내지 20°일 수 있고, 수직 각도는 5° 내지 7.5°일 수 있다. 미리 결정된 시야각은 미리 결정된 각도 범위의 중심에 위치될 수 있다. 그러나, 미리 결정된 시야각은 미리 결정된 각도 범위의 중심의 외측에 위치될 수도 있다.
여기에서, 미리 결정된 각도 범위에 대한 일정한 효율비는, 특히 미리 결정된 각도 범위에 대한 효율비가 파장들 사이에서(바람직하게는 미리 결정된 각도 범위 내의 효율비의 최대값에 대해서) 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16% 또는 17% 이하로 변화하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
전술한 특징 및 이하에서 또한 설명되는 특징들은, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 특정 조합뿐만 아니라, 다른 조합 또는 단독으로 사용될 수 있음은 말할 필요도 없다.
이하에서는, 첨부 도면을 참조하여, 예시적인 실시형태에 기반하여 본 발명을 보다 더 구체적으로 설명할 것이며, 도면에는 본 발명의 본질적인 특징들이 마찬가지로 개시되어 있다. 이러한 예시적인 실시형태는 단지 설명을 위해서 제공된 것이며, 이를 제한하기 위한 것으로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어, 다수의 요소 또는 구성요소를 가지는 예시적인 실시형태에 관한 설명은, 이러한 요소 또는 구성요소 모두가 구현을 위해서 필요하다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신에, 다른 예시적인 실시형태는 다른 요소 및 구성요소, 더 적은 요소 또는 구성요소, 또는 부가적인 요소 또는 구성요소를 포함할 수도 있다. 달리 명시되지 않는 한, 서로 다른 예시적인 실시형태들의 요소들 또는 구성요소들은 서로 조합될 수 있다. 예시적인 실시형태 중 하나에 대해서 설명된 수정 및 변경이 다른 예시적인 실시형태에도 적용될 수 있다. 반복을 피하기 위해서, 서로 다른 도면들에서 서로 동일하거나 대응되는 요소들은 동일한 참조 부호로 표시되고, 반복 설명하지 않는다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 홀로그래픽 투영 장치(1)의 제1 실시형태의 개략도를 도시한다.
도 2는 도 1의 투영 장치(1)의 확대 상세도를 도시한다.
도 3은 3개의 상이한 파장들에 대한 체적 격자의 편향 효율에 관한 도표를 도시한다.
도 4는 도 3의 파장에 대한 이미지 생성기의 휘도 스케일링(brightness scaling)을 고려한 효율적인 편향 효율에 관한 도표를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 홀로그래픽 투영 장치(1)의 추가적인 실시형태를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 홀로그래픽 투영 장치(1)의 추가적인 실시형태를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 홀로그래픽 투영 장치(1)의 추가적인 실시형태를 도시한다.
도 8은 도 7의 투영 장치(1)의 부분 단면도를 도시한다.
도 1에 도시된 실시형태에서, 본 발명에 따른 홀로그래픽 투영 장치(1)는 다중 컬러 이미지를 생성하기 위한 이미지 모듈(2) 및 투영 유닛(3)을 포함하고, 투영 유닛은, 이러한 경우, 자동차의 윈드실드(4)에 통합된 홀로그래픽 빔 분할기(5)를 포함하고, 상기 윈드실드에서 다중 컬러 이미지(광 빔(L)의 빔 경로가 대표적으로 표시됨)가 투영 유닛(3)의 사출동(exit pupil)(6)의 방향으로 지향되고, 그에 따라 눈(A)을 사출동(6) 내에 위치시킨 사용자는, 미리 결정된 시야 방향(7)을 따라 투영 유닛(3)(또는 이러한 경우, 홀로그래픽 빔 분할기(5))을 볼 경우, 다중 컬러 이미지를 가상 이미지로서 인식할 수 있다.
이미지 모듈(2)은 이미지 생성기(8), 및 프로세서(10)를 갖는 제어 유닛(9)을 포함할 수 있고, 제어 유닛(9)은 이미지 생성기(8)를 제어하여 다중 컬러 이미지를 생성한다. 이미지 생성기(8)는 LCD 모듈, OLED 모듈, LCoS 모듈, 또는 틸트 거울 매트릭스일 수 있다. 또한, 이미지 생성기는 확산 판(여기서는 미도시)을 포함할 수 있다. 시스템은 마찬가지로, 이미지 생성기에 직접 할당되지 않고 이미지 생성기를 조명하는 역할을 하는 예를 들어 레이저와 같은 광원(미도시)을 가질 수 있다.
다중 컬러 이미지는 이미지 생성기(8)에 의해서 생성되고, 여기에서, 예를 들어, 서로 다른 파장을 갖는 3개 컬러의 서브 이미지들이 생성된다. 예를 들어, 이들은 파장이 460 nm인 청색 컬러 서브 이미지, 파장이 532 nm인 녹색 컬러 서브 이미지, 및 파장이 640 nm인 적색 컬러 서브 이미지일 수 있다. 컬러 서브 이미지는 동시에 또는 대안적으로 빠르게 시간적 연속성을 가지고 생성될 수 있으므로 중첩되는 부분만이 사용자에게 다중 컬러 이미지로서 인식된다.
특히 도 2의 확대 부분도에서 알 수 있는 바와 같이, 홀로그래픽 빔 분할기(5)는, 3개의 파장 각각에 대해서 체적 홀로그래픽 격자가 기록된(written) 광중합체 층(11)을 포함한다. 따라서, 3개의 격자는 동일 체적 내에서(구체적으로 광중합체 층(11) 내에서) 중첩되며, 그에 따라 소위 다중화가 제공된다. 3개의 체적 홀로그래픽 격자의 각각은, (예를 들어, 중앙 파장의 ± 3%의 대역폭을 갖는) 언급된 3개의 파장 중 하나에 대해서 반사적이고 나머지 파장에 대해서는 투과적이 되도록 구성된다. 이러한 경우, 반사는 체적 홀로그램의 격자 구조물에서의 회절로서 이해되어야 한다. 이러한 경우, 회절 효율에 대응하는 개별적인 체적 홀로그래픽 격자의 반사율은, 이하에서도 구체적으로 설명되는 바와 같이, 약 45%의 유효 반사율이 제공되도록 설정된다. 이는 주로, 자동차의 윈드실드(4)에서의 사용 목적 상, 100%의 반사율은 안전상의 이유로 허용되지 않는다는 사실에 기인한다. 이러한 안전 측면이 중요하지 않은 다른 적용예의 경우, 체적 홀로그래픽 격자는 확실히 45% 초과의 반사율을 갖도록 설계될 수 있다.
홀로그래픽 빔 분할기(5)는 (법선(12)이 윈드실드(4)과 교차되는 지점에서의 법선(12)에 대해서) 62.5°의 미리 결정된 시야각(α1)를 갖는 미리 결정된 시야 방향(7)에 맞게 설계된다. 그러나, 이로부터 벗어나는 시야 방향(13 및 14)이 또한 발생될 수 있고, 여기에서, 시야각에 따른 반사 효율 프로파일이 각각의 체적 홀로그래픽 격자에 대해서 제공되고, 개별적인 체적 홀로그래픽 격자마다 상이하기 때문에, 개별적인 체적 홀로그래픽 격자는 상이한 반사율을 갖는다. 이는, 예를 들어, 미리 결정된 시야각으로부터의 각도 편차가 증가함에 따라 인식 가능한 가상 이미지에서 적색 캐스트가 증가되는 효과를 가질 것이다. 큰 사출동(6)의 경우, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자에 대한 이러한 서로 다른 시야각들은 가상 이미지 내의 상이한 위치들에 이미 제공된다. 이와 관련하여, 미리 결정된 시야각은 이미지 중심을 볼 때만 충족된다. 시야 방향(13 또는 14)은 이미지 연부에 이미 제공될 수 있으며, 그에 따라 개별적으로 인식된 가상 이미지는 이미지 중심으로부터 멀리 떨어진 적색 캐스트를 이미 가질 수 있다.
따라서, 시야 방향(13 및 14)은 미리 결정된 시야 방향(7)을 중심으로 각도 범위를 정의하고, 이러한 각도 범위에서 가상 이미지 중 적어도 하나의 트루 컬러 투영이 사출동(6) 내에 제공될 수 있다. 이는 예를 들어 미리 결정된 시야각(α1)에 대해 ± 2°의 범위를 포함할 수 있다.
개별적인 체적 홀로그래픽 격자가 이러한 목적을 위해서 구성되고, 그에 따라 이들은 도 3에 도시된 바와 같이 시야각(α)에 따라 달라지는 회절 효율을 가지며, 시야각은 가로 좌표를 따라서 도 단위로 표시되어 있고, 회절 효율 그리고 그에 따라 반사율은 세로 좌표를 따라서 백분율로 표시되어 있다. 곡선(K1)은 460 nm에 대한 격자의 회절 효율을 나타내고, 곡선(K2)은 532 nm 파장에 대한 회절 효율을 나타내며, 곡선(K3)은 640 nm 파장에 대한 회절 효율을 나타낸다. 곡선(K1 내지 K3)의 각각은 62.5°의 미리 결정된 시야각(α1)에서 그 최대값을 가지며, 이어서 시야각의 증가 또는 감소에 따라 회절 효율이 감소되고, 그에 따라 도 3에 도시된 회절 효율 프로파일이 제공된다. 이어서, 각 시야각에 대해서 회절 효율의 비율이 미리 결정된 시야각(α1)에서의 회절 효율의 비율과 동일하도록 감소가 선택된다. 여기에서 예시적으로 설명된 예의 경우에, 미리 결정된 시야각(α1)에 대한 회절 효율은 460 nm의 파장에서 66.4%이고, 523 nm의 파장에서 45.7%이며, 640 nm의 파장에서 18.8%이다. 회절 효율 적용은, 460 nm에서 0.015, 532 nm에서 0.0125, 640 nm에서 0.0085의 굴절률 변조를 갖는, 굴절률이 1.5이고 층 두께가 10 ㎛인 공통 재료 층 내로 기록되는 3개의 파장에 대한 체적 홀로그래픽 격자에 의해서 달성된다. 따라서, 곡선(K1, K2 및 K3)의 회절 효율 프로파일은 2.4:1:0.7의 비율을 갖는다.
이어서, 트루-컬러 투영을 달성하기 위해서, 제어 유닛(9)은, 청색, 녹색 및 적색 컬라 서브 이미지에 대한 휘도가, 설명된 곡선(K1 내지 K3)의 비율에 정확히 반비례하도록 이미지 생성기(8)를 제어한다. 따라서, 광중합체 층(11) 내의 홀로그래픽 격자에서 편향된 후에 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같은 (즉, 휘도 교정된) 유효 반사율이 제공되도록, 청색, 녹색 및 적색 서브 이미지의 휘도 비율은 0.4:1:1.4가 된다. 도 4에서, 시야각은 세로 좌표를 따라서 도 단위로 표시되어 있고, 휘도 교정을 고려한 회절 효율은 가로 좌표를 따라 백분율로 표시되어 있다. 3개의 곡선(K1', K2' 및 K3')은 원하는 시야각 범위에서 서로의 위에 가상으로 위치하고, 그에 따라 가상 이미지의 트루-컬러 투영이 제공된다. 사용자는 중심에서 거리가 멀어질수록 휘도가 약간 떨어지는 것을 볼 수 있지만, 이는 설명된 컬러 캐스트 효과보다 훨씬 덜 방해가 된다.
또한, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 미리 결정된 시야각(α1)에 대한 최대 반사율은 약 46%이고, 그에 따라 투과율은 적어도 54%이다.
물론, 본 발명에 따른 투영 장치(1)는 예를 들어 수차를 최소화하기 위해서 더 추가적인 광학 요소를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 거울 및 렌즈가 사용될 수 있다. 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 예를 들어, 광학적 효과를 갖는 복수의 표면을 포함하는 광학 유닛(15)이 이미지 생성기(8)와 홀로그래픽 빔 분할기(5) 사이에 배치될 수 있고, 이러한 광학 유닛(15)은 여기에서 렌즈로서 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 광학 유닛(15)은, 이미지 생성기(8)가 유일한 유효 표면으로서 체적 홀로그램(5) 위에 이미징하는 동안 도 1에 도시된 시스템에 불가피하게 발생되는, 동적 왜곡과 같은, 광학 수차를 교정하는 데 필요하다. 이러한 경우, 체적 홀로그램(5)이 광학 시스템(15)에 또한 배치될 수 있고, 그에 따라 윈드실드(4)에서 통상적인 프레넬 반사(Fresnel reflection)가 운전자의 시야에 이미지를 정반사하는 데 사용될 수 있다. 체적 홀로그램이 광학 시스템(15)에 배치되는 경우, 체적 홀로그램의 회절 효율은 46% 초과일 수 있다.
또한, 도 6은 변형예를 도시하고, 여기에서 이미지 생성기(8)로부터의 광은 커플링 요소(16)(예를 들어, 편향 거울)를 통해서 윈드실드(4)에 커플링되고 적어도 하나의 반사를 통해서 광중합체 층(11)까지 안내되며, 이러한 광중합체 층에서, 설명된 출력 커플링이 실행된다.
윈드실드(4) 대신, 임의의 다른 투명체가 본 발명에 따른 투영 장치(1)에 사용될 수도 있다. 이러한 투명체는 평면-평행 판으로서 구성될 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 계면(예를 들어, 전방 및/또는 후방 측면)이 곡선형 방식으로 구성되는 것도 가능하다
광중합체 층(11)은, 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 윈드실드로 도시된 바와 같이, 투명체에 내장될 수 있다. 그러나, 광중합체 층은 투명체의 전방 측면 또는 후방 측면에 형성될 수도 있다. 또한, 캡핑 층(capping layer)이 광중합체 층(11) 상에 제공될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 투영 장치(1)는 사용자의 머리에 장착 가능하게 구성될 수 있고, 이를 위해서, 유지 장치(32)를 포함할 수 있으며, 이러한 유지 장치는 사용자의 머리에 장착될 수 있고, 예를 들어, 통상적인 안경 프레임의 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 투영 장치(1)는, 유지 장치(32)에 부착되는, 제1 및 제2 안경 렌즈(33, 34)를 포함할 수 있다. 안경 렌즈(33, 34)를 갖는 유지 장치(32)는 예를 들어, 스포츠 고글 또는 안경, 선글라스 및/또는 결함 시력 교정용 안경으로 구성될 수 있으며, 가상 이미지를 제 1 안경 렌즈(33)를 통해 사용자의 시야에 중첩되게 할 수 있다.
이미지 모듈(2)은, 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 유지 장치(32)의 우측 안경 템플(temple) 영역 내에 배치될 수 있다.
도 8의 확대된 개략적 부분 단면도에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 제1 안경 렌즈(33)는 후방 측면(37) 및 전방 측면(38)을 포함한다. 후방 측면(37) 및 전방 측면(38)은 여기에서 곡선형이다. 그러나, 이들은 평면형일 수도 있다. 곡률은 구면 곡률 또는 비구면 곡률일 수 있다.
가상 이미지가 주변 환경과 중첩되는 방식으로 보일 수 있게 하고자 하는 경우, 예를 들어 50% 범위의 유효 편향 효율이 다시 제공될 수 있다. 주변 환경이 보이지 않게 하고자 하는 경우, 편향 효율이 더 크게 선택될 수 있다.

Claims (8)

  1. 투영 장치로서,
    제1 파장을 갖는 제1 컬러 서브 이미지 및 제2 파장을 갖는 제2 컬러 서브 이미지를 생성함으로써 다중 컬러 이미지를 생성하는 이미지 모듈(2);
    상기 다중 컬러 이미지가 공급되는 투영 유닛(3)으로서, 상기 투영 유닛(3)은, 관찰자의 눈(A)을 사출동(6) 내에 위치시키고 관찰자가 미리 결정된 시야각(α1)에서 상기 투영 유닛(3)을 볼 경우, 관찰자가 상기 이미지를 가상 이미지로서 인식할 수 있도록, 상기 이미지를 사출동(6) 내로 이미지화하는, 투영 유닛(3)
    을 포함하고,
    상기 투영 유닛(3)은, 이미징을 위해서 상기 다중 컬러 이미지를 상기 사출동(6) 내로 편향시키는 체적 홀로그램을 가지고,
    상기 체적 홀로그램은 상기 컬러 서브 이미지의 각 파장에 대한 체적 격자를 가지며, 상기 체적 격자는, 제1 파장의 제1 편향 효율 프로파일 대 제2 파장의 편향 효율 프로파일의 제1 효율비가 제공되도록, 상기 시야각에 따라 달라지고 상기 미리 결정된 시야각(α1)에 대해 최대가 되는 각각의 편향 효율 프로파일을 가지며,
    미리 결정된 각도 범위에 대한 상기 제1 효율비가 일정하도록, 상기 미리 결정된 시야각(α1)을 중심으로 미리 결정된 각도 범위에 대한 편향 효율 프로파일이 설정되고,
    상기 이미지 모듈(2)은, 상기 다중 컬러 이미지가 생성될 때, 상기 제1 컬러 서브 이미지의 휘도 대 상기 제2 컬러 서브 이미지의 휘도의 제1 휘도비가 상기 제1 효율비에 반비례하도록 제어되고, 그에 따라 상기 상이한 편향 효율 프로파일들이 보상되고, 상기 관찰자는 상기 다중 컬러 이미지를 상기 미리 결정된 각도 범위로부터의 시야각에 대해 트루-컬러 가상 이미지로서 인식할 수 있는, 투영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모든 체적 격자는 동일한 층(11)에 형성되는, 투영 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 체적 격자는 반사 체적 격자로서 구성되는, 투영 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체적 홀로그램은 투명 캐리어에 내장되는, 투영 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 유닛은 이미지 도파관을 가지며, 상기 이미지 도파관에서 상기 다중 컬러 이미지는 커플링되고 반사에 의해서 상기 체적 홀로그램까지 안내되며, 이는 상기 다중 컬러 이미지를 편향시키고 그에 따라 상기 이미지 도파관으로부터의 출력 커플링을 유발하는, 투영 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 모듈은 제3 파장을 갖는 제3 컬러 서브 이미지를 추가로 생성하고, 상기 제3 파장에 대한 체적 격자의 편향 효율 프로파일에 기반하여, 상기 제1 파장에 대한 제1 편향 효율 프로파일 대 상기 제3 파장의 편향 효율 프로파일의 제2 효율비가 제공되고, 상기 미리 결정된 시야각(α1)을 중심으로 미리 결정된 각도 범위에 대한 편향 효율 프로파일은, 상기 미리 결정된 각도 범위에 대한 제2 효율비가 일정하도록 설정되고,
    상기 이미지 모듈(2)은, 상기 다중 컬러 이미지가 생성될 때, 상기 제1 컬러 서브 이미지의 휘도 대 상기 제3 컬러 서브 이미지의 휘도의 제2 휘도비가 상기 제2 효율비에 반비례하도록 제어되는, 투영 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 파장은 청색 파장 범위 내에 있고, 상기 제2 파장은 녹색 파장 범위 내에 있고, 상기 제3 파장은 적색 파장 범위 내에 있는, 투영 장치.
  8. 투영 방법으로서,
    제1 파장을 갖는 제1 컬러 서브 이미지 및 제2 파장을 갖는 제2 컬러 서브 이미지를 생성함으로써 다중 컬러 이미지가 생성되고,
    상기 다중 컬러 이미지는 투영 유닛(3)에 공급되고, 상기 투영 유닛은, 관찰자의 눈(A)을 사출동(6) 내에 위치시키고, 관찰자가 미리 결정된 시야각(α1)에서 상기 투영 유닛(3)을 볼 경우, 관찰자가 상기 이미지를 가상 이미지로서 인식할 수 있도록, 상기 이미지를 사출동(6) 내로 이미지화하며,
    상기 투영 유닛(3)은, 이미징을 위해서 상기 다중 컬러 이미지를 상기 사출동(6) 내로 편향시키는 체적 홀로그램을 가지고,
    상기 체적 홀로그램은 상기 컬러 서브 이미지의 각 파장에 대한 체적 격자를 가지며, 상기 체적 격자는, 제1 파장의 제1 편향 효율 프로파일 대 제2 파장의 편향 효율 프로파일의 제1 효율비가 제공되도록, 상기 시야각에 따라 달라지고 상기 미리 결정된 시야각(α1)에 대해 최대가 되는 각각의 편향 효율 프로파일을 가지며,
    미리 결정된 각도 범위에 대한 상기 제1 효율비가 일정하도록, 상기 미리 결정된 시야각(α1)을 중심으로 미리 결정된 각도 범위에 대한 편향 효율 프로파일이 설정되고,
    상기 다중 컬러 이미지가 생성될 때, 상기 제1 컬러 서브 이미지의 휘도 대 상기 제2 컬러 서브 이미지의 휘도의 제1 휘도비는 상기 제1 효율비에 반비례하고, 그에 따라 상기 상이한 편향 효율 프로파일들이 보상되고, 상기 관찰자는 상기 다중 컬러 이미지를 상기 미리 결정된 각도 범위로부터의 시야각에 대해 트루-컬러 가상 이미지로서 인식할 수 있는, 방법.
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