TW200912888A

TW200912888A - Holographic display

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Publication number: TW200912888A
Application number: TW097118289A
Authority: TW
Inventors: Robert Missbach; Alexander Schwedtner; Bo Kroll
Original assignee: Seereal Technologies Sa
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-03-16
Also published as: WO2008138983A2; GB2482076B; TWI564876B; EP2168015A2; WO2008138983A3; GB201117175D0; GB2482076A; EP2168015B1

Description

200912888 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明與全像顯示器有關，尤其是與在一個“空間光調制器，，上進行 “電腦產生全像影像”⑽)編碼處理的全像顯有關。這種全像顯示器可以產生三維的立體全像影像重建。【先前技術】電腦產生全像影像（CGH)會在一個或多個空間光調制器（slm)中進行編碼處理；SLM可能包括許多可透過電學或光學方式控制的像素格。這些像素格錢獨械於—佩齡像娜的錄鱗健行編碼來調制光線的振幅及/或相位。（:GH可以透過計算得出，例如，可透過“一致光線追鞭”、_由景賴反射鎌與—個參考光波之間造成的干涉、或者透過傅立葉（FQuHer)或菲M (Fresnel)轉換來進行計算。一個理想的SLM將可以代表任意的複合值數值，亦即， ’可以分別控制一個輸入

調制器等。光_制可以是空間上連續的或者包括有多個以_維或二維方液晶SLM、光學編址式液晶SLM、磁光學式SLM、 ’例如，有電學編址式微反射鏡裝置、或聲光式排列、可個別編址（二進位’多階或連續）的像素格。

個空間光調制器的各個區域供 6 200912888 應各個控制值來編寫成-個全像影像使它可以透過漏來重建出一個邪景象的方法。和純粹的自動立體顯示器不同的是’透過視訊全像影像，—個觀察者可以看到-個三維景象的光波_光學重建。3D景象會重建在—個在觀察者的眼睛與空間辆 (SLM)之間展開的㈣之巾。slm也可以以視訊全像影像進行編碼使觀察者可以在SLM的前方看射建的三維景象的物件，而以及在SLM上或SLM背後的其他物件。空間光調制器的像素格最好是可讓光線通過的可透光像Μ，它的光線可以在至個疋義的位置上以及以_致的長度（幾毫米左右）產生干涉。這可讓全像影像重建至少在—個維度上具有—個適當的解析度。這樣的光線我們將它稱為“充分一致的光線”。為了在時間上確保具有足夠的一致性，由光源所發出的光的光譜必須在個適當狹窄的波長範圍内’也就是說，它必須接近單色光。高亮度發光極體（LED)戶斤發出的光的光譜帶寬足夠狹窄，可以確保全像影像重建在時間上的-致性。在SLM處的繞射角度會與波長成正比，這表示只有單色的光源會產生銳稿物件關重建。蚊的光譜將料致較粗大的物件點而會使重建的物件模糊不清。—個雷射光源的光譜可以被視為單色光。 LED的光線在空間上的線寬足夠狹窄，可以促進良好的重建。空間上的一致性與光源的侧向寬幅有關。傳統的光源，像是led或冷陰極螢光燈（CGFL)，如果紐過-個適當馳輯光孔來放射光線，則也能符合這些要求。一個雷射光源所發出的光可以將它視為從一個在繞射限 200912888 制範圍之_點狀光源所發出的光，並且，根射“職上的純淨度”， °產生制的物件重建，也就是說，每_錄件,轉會被重建為一個在繞射限制範圍之内的點。從-個在空間上不—致的光源所發出的光會有較大賴向寬幅而造成重建的物件模糊不清。這個模糊的程度是因為在—個歡的位置所重建的 -個物件點的大小加寬所致。為了可以制在空間上部—致的光源來進行全像影像的重建，必須透過—贿航在亮度與限制絲賴向寬幅之間找出-個妥難。光源越小，它社壯的—致性越佳。一個直線統，如果從—個與它的縱長直角相交的驗來看，也可以視為是-個雜絲。在這個方社，級相—致的賴，但是在另一個方向上則會不一致。整體而言，-個全像影像會透過光波在水平及垂直方向上的一致性重疊來以全像对线-個景象。這樣的—個視鮮像影像稱為“全視差全像影像’’。它所«的物件可峨水平及垂直方向看並且具有運動視差，就像是-個真實的物體—樣。不過，如果要具有寬大的視角，則必須在. 的水平及垂直方向上都具有極高的解析度。通常’對於SLM的要求會因為將它限制為一個“唯水平視差，，（腳）的全像影像r«少；以會在水平方向上進行全像影像重建，而在垂直方向上則不會進行全像影像鍵。這會導致難建_件只具#水平運動視差，而在《勒時它的透視魏财會變化。—個_全絲像在垂直 200912888 方向上對於SLM的解析度要求比一個全視差全像影像低。“唯垂直視差” (VP0)的全像錄也是可，但並不料；這種全像影像重建只會發生在垂直方向上，因錢所重朗物件只具有垂錢動視差，而在水平方向上則不會有獅視差。因此，左眼和右目峨_透視景觀也必須分別建立。全像影像的㈣計算《非常強大的運算性能，目前這可賤過昂貴轉別製造的硬體設實現，例如具備元件可編輯輯閘_ (騰卜兀王各衣化1C、或是針對應用指定的積體電路（ASIC)的設備，或者使用可以平行處理的多個中央處理單元⑽）來計算。七在薄膜電晶體（TFT)顯示器上，互相垂直的方向上的像素間距會決定每個像素的面積。這個面積被劃分為絲進行液晶⑽控制的透明電極、 TFT與電容器、以及縱列和橫列線路。對於縱列線路的線數頻率要求和顯不尺寸會決定所要求的外形’因此也會決定制和縱舰路的寬度。一理想的全像顯示器需要有比目前市面上所供應的m式監視器裝置更门的解析度。轉析度越高，也表示像素間距越小，同時翻和縱列線路轉數頻率也會因為更高的橫列數而增加。這會後續造成整個像素面積和縱列線路所覆蓋的面積比例相較於解析度的增高不成比例的大 =。結果是，透明電極可用的面積大幅減少，而使得顯示器的透光度顯著、言表理似的具有尚掃描頻率的高解析度全像顯示器只有在嚴格的限^下才可能生產得出來。由於對運算性能的要求極高，目前可以用來進灯王像讀即断算的硬體設備，不論使㈣是哪—種特定的硬體設備， 200912888 在價格上都非常昂貴。由牵_大量的數據資料，從運算裝置到顯示盗的衫像貧料傳輪同樣也非常困難。輸，丨考先㈣專利文獻資料(請參_ ig，取自美國啊服893 ’騎—軸_歧輪㈣綱造加秦解說，·本牛中引用_3，· _僅做為參相途。如圖1G中所示，這個主動矩陣式顯不裝置有一個平板式的構造，包括有-片主基板101、—片相對基板⑽，—彳隐編她板TO-糊駿間103, 而液晶她保持在挪基板之輪間。在繼基板的表面上構成一=部份.這個部份包括有像素電極iq4和用來驅動排列成矩陣的临極1〇4的開颇請、以及連接到顯示部請上的週邊驅動部份107。開/關裝置1〇5 g 由賴電曰曰體所構成；而薄膜電晶體同時也包含在週邊部份1G7中構成電路元件。由本申請人·_第㈣纖/G6_敎件（合餅本文件帽 =考）’其中說明有-個可用於計算電腦產生全像影像的方法。根據這個方法’具有-個三維景象的複振幅值的各個物件會被分配到各個平斤疋義的個別物件的資料集，而針對一個全像影像顯示器的空間光調制器所進仃的JL體全像編碼驗據這些影像㈣集來計算得出根據本申請人所提出的第W〇 2〇_25839號文二合併於本文件中做為參考）’下辭驟將透過電腦_助來執行： -針對-値財_絲處域各勤料㈣觀察者平面，根據每— 200912888 個斷層景㈣面的每—個物件熟集，計算出-個繞射f彡像，1中會針 / ^ _胃二維分布的形式 -r-__ 者二 >縮小；者視窗的φ積相麟視齡像影像⑴述的觀察 -加入電腦計算出來的所有剖面層的分布來針對與個資料集中的觀察者視窗定義出—個匯集波場；，、千面有關的- -將參考資.職為—她於—财限轉處μ 德馬德巫二 ^号平面平行的全 ^料面，以便針對—個景象的轉電職生全像影像敎-個全像，像貢料集，其中賴光調彻設於全像影像平面中，且和你太娃日资心、Τ厅、象將於編石馬後在觀察魏餐方的空㈣_前述㈣糊㈣的協助進行重建。上面提到的方法及顯示器都以不是重多個波前將由祕μ歸建⑦象物件本身、而是在-個或皮讀由物件本身所發出的虛擬觀察者視窗中進行重建的構想為基觀察者可赠過無贿者視絲觀看景象。虛擬贿者視窗合覆蓋觀察者眼睛的瞳孔並且可以透過已知的位置_及追縱纽的幫助紐縱實際的觀察者位置。-個虛擬的、截頭錐體形狀的重建空間會展開在全像影像顯示器的空間光調制器與觀察者視窗之間，其巾slm代表這個截頭錐體的底面，而觀察者視窗代表它_面。城觀察者視t非常小，則這個截獅體可能會接近-個金字塔雜。觀察者透過虛擬觀察者視窗朝向顯不器的方向觀看，並在觀察者視財接收代表景象的波前。由於必要的轉換的夏非常大，全像編碼的過程會造成龐大的運算貞荷。即時編碼也將會 200912888 需要飛常昂責的高性能運算裝置。本h人顿㈣帛_ 2嶋編^糊根據具有__响三维職麟㈣產生魏全像^讓人們得利用相物㈣帽細^法。這使本申請—㈣議8細39敎===广電私產生全像影像的方法。透過—健間光調繼⑽上的各鶴字產生來進行編碼。與上述先前的專利的解決方法類似，第w〇 2麵25839號谢所鍋橋㈣是重梅物件本身而a 個波Γ將由物件本身所發細虛擬觀察者視窗中進行重建= " 個經過调制的波場會透過—個空間光調制器SLM從充分一致的^中產生，這會由各個全像影像值來進行控制，而所需的實際或虛擬二、准不象職過在雜情發生的干涉來進行重建。虛_察者視窗合以 SLM做為-個基底在各個截頭錐體形狀的重建空間中產生。這些視窗會落在接近觀察者眼睛的位置，並且可以透過已知的位置烟及追縱系統的協助來追蹤實際的觀察者位置。帛w〇 2Q_25839號文件中所揭露的方法所根據的是：事實上-個觀察者看見—個景象的這個區域是由—個從⑽ -直伸展到觀察者視窗處的截頭錐體形狀的重建如所㈣的。這個截頭錐體大致上可齡是-做轉職，因她察者視窗雜⑽為小。除此之外，這個方法也以-個單-物件點的重建只需要—個次全像影像做為 SLM的-個子集的賴減礎。因此與每—個景象點有_資訊並不會分 12 200912888 布到整個全像影像t，而只會包含在特㈣限找域内，也就是所謂的“次王像〜像中。依照這個概念，景象中的一個個別物件點只會透過⑽上的個限疋的像素區域進行重建，即所謂的“次全像影像”。第恥 2〇〇8/〇2_號文件所揭露的觀點是以“各個次全像影像貢獻於整個景象的重建的每-個物件點可以從各個檢視表擷取、而這些次全像影像會累積以便針對整個景象的重建構成—個總體的全像影像，，的構想為基礎。根據第WG ㈣號文件中所揭露的方法中的—個特別較佳的範例’一個景象的呈現會根據每—個觀察者的位置和他們觀看的方向來決定。每一個嶋伽姆—_謝娜输觀察者眼睛的位置處的-她察者平面中。在—個麵處理步财，景象會進行三維分解而成為許許多多的可見物件點。這些資料也可能是來自—個介面。第 W〇 2008/025839號文件中所揭露的處理步驟包括： -步驟1 : 件闕次全像_位置：_次全像影像驗置和範圍 :根據—個物件點的位置導出，也就是根據它的橫向χ、y座衝區距離。 —步驟2 : 從檢視表擷取相應的次全像影像的配置。 —步驟3 : 針對所有的物件點重複進行上述這兩個步驟，並累加這些次全像影像以便針對整個景象的重建構成一個總體的全像影像。 13 200912888 根據第WO 2008/025839號文侔中所摁脅认现文件帽揭路的-個簡單_，指定^ 個物鄉-嶽細嫩小㈣⑽嫩㈣蓋瞳孔崎察者視窗或它的-着錄由物件赌制全像影像平面巾，也就是投射到Μ上。並據此來決定重建這個景象點所需的次全像影像的像素=。根據第WO 2008/025839號文件所揭露的一個進一步的觀點，將會對各個次全像影«總體全像影像施加額外的修正雜，例如，絲補償因它的位置或雜所造成的Μ的縣、或者时改善重建的品質。^來說’將修正值加人到次全像影像及/或職全像影像的資料值巾。另外，由於母一個次全像影像都是由觀察者視窗的實際位置所定義的，因此可以針對較不平常峨察者視窗（例如，如果齡者從旁邊驗置以—個極大的角度觀看顯示器）產生-些特殊的檢視表。如第WO 2_/G25839號文件所述，使驗視表的原則還可以根據喜好來擴大。例如’用於色彩和亮度f賴參數資概可以儲存在單獨的檢視表中。糾，次全像影像及/或碰全像影像的龍值也可以配合來自檢視表的亮度及/或色彩絲進行_。射的色彩表現是以各個原色可以從個別的檢視表擷取的構想為基礎。第W0 2008/025839號文件中所揭露的方法所根據的檢視表偏好依照第W0 2006/066906號或第W0 2〇〇6/〇6刪號專利文件（由本申請人所 &出CT併於本文件中做為參考）產生。之後並將檢視表儲存於合適的資料載體及儲存媒體中。圖26A說明第W0 2008/025839號文件所揭露的以只有-位觀察者為 14 200912888 例的-般構想。-個景象⑻的視域會根據—個觀察者⑼的位置和觀看的方向來狀。這個觀察者會被分配有至少—個虛擬觀察者視窗_，而這個視窗祕在靠近觀察魏_—個參考平面中…個經過調制的波場會透過-個空間光調制器⑽）由充分—致的光線產生，並透過各個全 ^影像值來控制。独方法和透财财法解出賴轉取並不重建景象的物件本身而是在—個或多個虛擬觀察者視窗（則中重建物件所發出的波前的構想為基礎。在圖26A中，物件以一個單一物件點⑽綠不。械察者（〇)可以透過虛擬觀察者視窗_而看到景象⑻。虛擬觀察者視窗⑽）會覆蓋觀察者⑼眼睛的瞳孔，並且可以在已知的位置_及追«統的協助下追縱實際的觀察者位置。藉由視訊全像影像的全像影像值來控制空間光調·⑽）並據此造成波場（這會在各個像素 —中=調制並從顯示器錄發射出來），透過在重建空間中產生干涉來重建二維景象。如同圖26A中所可見的，根據這個顯示設計的—般原則，景象 (S)的—個單一物件點（PP)只會由空間光調制器⑽）上的一個限定的像素區域重建，即所謂的次全像影像⑽。如同圖脱中所可見的，2 ^個㈣單的解決方案’―個次全像影像（SH)的大小會根據交又線定入來决疋’之後再藉此得出重建這個物件點（Qp)所需的像素的指標。次、道（SH)的位置她圍則根據-個物件·點（PP)的位置（也就是它的仏向x、y轴座標）和它的緩衝區距離（也就是z軸距離）導出。然後， ▲重建k個點（PP)所需的個全像影像值則可以從檢視表⑽）擷取。次全像影像⑽會以-個亮度及/或色彩值來進行調制，然後累加 15 200912888 到侧位置處的全像影像平面中以便構成—個所謂的“總體全像影像，，。包含在上述檢視表中的資料會事先產生。這些資料偏好採用第恥觸__號文件中所說明的方法產生（如前面所節錄的先前的專利中所朴並儲存在合適的資料载體及儲存媒體中。透過物件點的位置和性質的幫助’可以事先計算出各個相應的次全像影像以及次全像影像的檢視表’並可據此產生色彩和亮度值以及修正參數。圖則更洋、、，田的解次了這個原理，並顯示出分別被指定給各個物件點（H、⑵的次全像影像⑽、齡在圖_中可以看到這也次全像影像會被限制並構成總體全像錄，也就是整個空間光刪（叫的 -個小而連續的子集。除了根據交又線定理來定義次全像影像的位置和範圍之外’如圖26中所可見的，還可能會有其他的函數關係。 3.探討先前的專利由本申請人所提出㈣WQ簡/難59號⑽寒鳥聰）及第 _麵號專利（全部合併在本文細為蝴刻了-個透過充分一致的光峨嶋繼；W卿有-個點狀光源或直線光源、-個用來進时線聚㈣透鏡、和—個"光調制写 (SLM)。和傳統全像顯示器不—樣的是，這個《在傳輸模式中會在至; 一個“虛擬觀察者視窗” A個用s吾以及相關的技術的討論，請參閲 _ 1及⑴中重建—個3D景象。每一個虛擬觀察者視窗會落在靠近硯察者眼_健魅會_在—㈣大小使虛_察麵終在一個單 -繞射級中，__能在,Μ表面_虛_察者視窗的 16 200912888 截頭錐體形狀的重建空間中看到完整的三維景象重建。為了讓—個全像影像重建完全沒有擾動’虛擬觀察者視窗的大小必須不超過—個重建的繞射級的週期間隔。不過，它也必須至少大到足以讓一位觀看者可以透過這此視窗看到整個重建的3D景象。另-隻眼睛可以透過同—個虚峨察者視窗重建的景象’或者可以指定第二個虛擬觀察者視窗（由—個第二光源祀據相關計算產生）。在這裡個能見區域（這通常會相當大）它的位置會被限制在虛織察者視窗上。已知的解決方案會以小巧的方式重建從一個傳統的SLM表面的高解析度所產生的大面積，然後在將它縮小到虛擬觀察者視窗的大小。由於幾何上_素，這會有繞耗度極小的效果，使得現行世代的㈣的崎騎足赠過合理㈣轉級的運算設備而達到一個品質極高的即時全像影像重建。在第US2_/G22_號專利（全部合併在本露了一個可產生三維立體影像的杆麻# . 考）中揭維立體f彡像, D不過，在该專利中所揭露的三生的=^^ _爾生的，__式所產生維立體衫像的-個問題是：通常觀看者所看器的内側，而觀看者眼睛的〜像疋减在顯不這個觀看者眼睛的隹點* ’/、M U顯示器表面的傾向。在許多案例中都導致觀看者以顯著的減少。 k個問喊並不會發生、或者可【發明内容】器（SLM)的全像顯示器，SLM包本發月提丨個包括有—個空間光調制 17 200912888 並包括有電路組件，這個電路組件可以執含有許多像素，這些SLM像素位於—健板上，μ 這個電路赠設麵SLM像讀在關—健板上，行用來提供SLM編碼的計算。根據上述，核之全御綱可能具訂簡色·在位於⑽的像素之間的電路組件上執行針對用來提供Μ編碼所執行的計算。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：在這些像素所佔用的空間以外的地方計算全像影像編碼資料，然後再將這些全像影像編碼資料_已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到則基板上的電路組件上，這個電路組件接著再執行—個功能來將所接收到的資料進行解康上述構⑽纟案之全像顯不器可能具有下列特色：用於進行全像 I中的真貫空間影像資料是每—格連續的真實空間影像框格之間的差，而全像顯轉料讀關各個全御际叢集中做為次全像影縣異資料以及顯示記憶位置資料。根據上述構想’本案之全像顯示器可能具有下列特色：具備眼睛追縱功能。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：用來提供籼編碼所執行的計算可以決定SLM的—個全像編碼。 …根據上簡想’本案之全像顯㈣可能具有下嶋色：可以透過空間光·器的編瑪彻動態修正來減少透鏡的光學像差效應。根據上述構想’本案之全像顯示器可能具有下列特色：可以進行光斑 18 200912888 修正。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：像素編竭的計开會在SLM上分散的不同位置執行，以根據每個分散的不同位置來提供對應於分散的不同位置的像素編碼。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：所進行的全像计算並不涉及傅立葉職或菲朗轉換的計算。

根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：-個圖形子系統的3D著色管線(Rendering pipeUne)合併有額外的處理單元來二像轉換和編碼。王示益可此具有下列特色：三維空間中的 —個具全像計算管線(Pipeline)之顯示根據上述構想，本案之全像顯各個點的循序全像轉換會透過擴充卡之3D管線的方法來執行。根據上述構想’本案之全像 I員不益可此具有下列特色：可以確保距離虛擬觀察者視窗較近的物件點合窗較遠物件點 _會魏沿著相_視線上雜麵觀察者視根據上述構想，本案之全。 ❻打麟& : _卡的功能彳用位於和SLM的各個像素所在相同基板上的電路組件來實施。根據上述構想’本案之全 3D影像M不益可此具有下列特色：可以進行2D □ 根據上述構想，本案之。。進行编士 ‘”、不益可能具有下列特色：可以在SLM上進灯編碼牯或在編碼之前像衫像_提供麵，以㈣-個影像更容 19 200912888 易觀賞。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：一和全像與像計算會位於SLM的各個像素所在的基板上的電路組件來執行。〜根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：在電糾包括有薄膜電晶體。根據上糊，核辦__具有下纖：至少有―部份電路組件的有效區位採用有多晶矽。 77 根據上述構想，本案之全傻顯节心王像顯不态可能具有下列特色：至少有一部份電路組件的有效區位採用有連續晶粒矽。口巧根據上述構想，本案之全傻_ 王像顯不益可能具有下列特色：至少有—部份電路組件的有效區位採用有多晶矽鍺。根據上述構想，本案之全傻顧；r丄王像員不态可能具有下列特色：至少有一部份電路組件的有效區位採用有單晶矽。根據上述構想，本案之全傻海& i 王像顯不15可能具有下列特色：至少有-部份電路組件的有效區位採用有單體晶粒矽。根據上述構想，本案之全像顯千可能具有下列特色：至少有-部份電路組件的有效區位採用有有機半導體。根據上述構想，本案之全傻口王像”、、員不斋可旎具有下列特色：採用單晶矽基板0 顯示器在製造根據上述構想，核之全軸㈣可能財下列特色：上將採用石夕晶液晶技術。 20 200912888 根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色上將採用MEMS技術。根據上述構想’本案之全像顯示器可能具有下列特色上將採用場發射顯示器（FED)技術。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色影像資料會被傳輸給顯示器。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色率至少約為25 Hz。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色中包含光強度及緩衝區對應資料。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色為全像計算。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色 s十算為即時或近即時運算。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色叶算將採用檢視表方法執行。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色影像來進行運算。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色像影像的資料會在-個次全像影像尺度的距離上進行交換 :顯示器在製造 :顯示器在製造採用破璃基板。 ••只有真實空間 :視訊的影格速 :全像影像資料 :所進行的計算 •所進行的全像 :所進行的全像 •將採用次全像 :用於加入次全 21 200912888 根據上述構想，本案之全像顯示^可能具有下簡色：全像計算會均質的分散在整個SLM基板上的電路組件上。根據上述構想，本案之全賴㈣可能具有下顺色：全像計算會分割為許多全等的微小部份（稱城集）拼貼在SLM基板上。根據上述構想’轉之全賴轉.具有下顺色1於加入次全像影像的資料會在—個叢欽度的距離上進行交換。根據上述構想，本案之全像顯示器可能具有下列特色：全像顯示器可以透過將許多全等的叢集拼貼在—起而構成。根據上述構想’本案之全像本幸有列特色：根據上述構想，本案之王像顯示器是一個高解析度顯示器。根據上述構想，本案之全像本牵之入德# 盗U有下列特色··根據上述構想，本案之全像顯不器是一個極高解析度顯示器。根據上述構想，本案之全像顯示器可能 M-iS , L 夕符色.一個虛擬觀察者細細物雜㈤酬t 根據上述構想，本案之全像顯示器可能者視窗的直徑大約是1 cm或更大的直徑。，、 '色.這個虛擬觀察根據上述構想，本案之全像顯示眼睛（亦即針對每_個虛擬觀察者視色：會針對每—個強度對應資料。 *爲’雜區對應及光根據上述構想，本案之全像色影像。杰可月b具有下列特色：將可以顯示單 22 200912888 根據上述構心本案之全像齡器可能具有下列特色：將可以顯示彩色影像。根據上述構想’本案之令德還自

象頦不可此具有下列特色··將可以顯示RGB 格式的彩色影像。根據上述構想，本案之全雜抑可能具有下嶋色··在計算—個全像汾像的们像素的糾，只會考慮—個原始影像的—個次區段的值。根據上述構想，本孝之令德瑟-如、像顯不益可旎具有下列特色：用於進行全像影像重建的光並非在整個顯示器八一 ° "^王一致，而是在顯示器的各個次區段範圍内完全一致。根據上述構想，本案之全像 t 态可3b具有下列特色：只需比傳輸全像影像資料所需更少的線路即屈疋乂用來傳輸原始影像資料。 <述構〜本案之全像顯示器可能具有下列特色：減低資料傳輸頻率具有可減少橫列和縱列驅域置中的功率消耗的好處。根據上述構想，本宰之全德 _ 像.、、、員不器可能具有下列特色：在先前的專利的解決方案中因縱列和橫列線吟所兩的一大部分像素面積可以運用於发他目的。、’、根據上述構想，本案之全像_如冢具不益可能具有下列特色··透明電極積玎以增加，並可因此而改善g 〇顯不器的透光度。根據上述構想，本案之全後。 __ —不器可能具有下列特色：顯示面板可以利用傳統顯示技術來控制。根據上述構想，本案之全傻 ·..具不Is可能具有下列特色：所進行的全像 23 200912888 轉換為一維轉換。根據上賴想’本案之全侧示器可麟有下簡色：輯轉換為二維轉換。王像 =據上述構想’本案之全像顯示器可能具有下列特色：有—個額外的域°用於區域轉送現有計算所得的資料，而這個額外的邏輯也同時用於 t送—個卿⑽_，_何餐跑軸列和縱列線路。 _上遠構想，本案之全像顯示时能具有下雜色：_電路組件 )衣化在像鱗的空間巾使某些備用電馳件在發麵於裝置啟動的電馳件有鱗賴況下，可㈣來取代某些在裝置啟動時會用到的電路組件。點所5!的宣2】说:|口;2全像顯示器來產生由多個分散的光源和:個峨^以;個 \ 進仃全像影像編碼透過空間光_器呈現出來。本發明可藉ΦΤ狀較佳實_加以說明： ^ 疋用來顯不王像W像的資料傳輸速率遠高於原始真實空間資料的 h料傳輸速率的說明圖；圖2是先前專利中的SLM的—部份與一個可以在像素矩陣的空間中執仃全像計算的Μ的-部份在構造和絲韻方_比較圖；圓3是-個可以在像素矩陣的空財執行全料算的⑽的一部份的構造圖；圏4是一個可以在像素矩_㈣巾執行解_計算關於全像資料 24 200912888 顯示的SLM的一部份的構造圖；圖5是-個可以在像素矩陣的空間中執行解壓縮計算以用於傳統如顯示資料顯示的SLM的一部份的構造圖；圖6是顯示TFT的1½過程中的各個情況的說明圖；圖7是顯示TFT的製造過程中的各個情況的說明圖；圖8是顯示根據本發明的一個顯示設計來重建全像影像的方法的說明圖；圖9是顯示根據本發明的—個顯示設計來重建全像影像的方法的說明圖；圖10是以先前的專利為根據的一個傳統主動矩陣式液晶顯示裝置的一般構造的透視圖；圖11包括顯示以本發明的—個顯示設計為根據的全像顯示器的一個主動矩陣式基板的各個製造步驟的說明圖；圖12包括顯示圖11中的主動矩陣式基板的各個進-步製造步驟的說明圖；圖13包括顯示圖12中的主動矩陣式基板的各舞一步製造步驟的說明圖；圖14是-個在各個分散且任意的位置上表現各個物件點的全像顯示器的說明圖；圖15是可能提供在以本發明的—個顯示設計為根據的全像顯示器中的圖形計算中的功能單元的說明圖；，° 25 200912888 器中的次全圖16是用於以本發明的一個顯示設計為根據的全像顯示像影像SH的檢視表的說明圖；圖17是用於以本發明的-個顯示設計為根據的全像顯示器中進行全像轉換與編碼的額外處理單元的說圖；圖18是顯示在以本發明的-個顯示設計為根據的全像顯示器中，如果知用次全像影像，運算負荷將會更小（因為像素格的數量更少）的說明圖. 圖19是顯示-個在時間t時顯示的景象、另—個在時間讯時顯示的景象、以及兩者之間的景象差別的說明圖；圖20是顯示具備有可編址資料傳輸能力的以本發__個顯示設計為根據的全像顯示裝置的說明圖；一日-六T盯异Μ不赞叨的—個顯示設計為根據的全顯示器中的電晶體數量的試算表的一部份；圖22是圖21中所示的試算表的其餘部份； ‘:：用於一—個顯示設計的全像晴置為根據的叢糊蝴吻獅嶋阖25是用於一項顯示的運曾執行的、可以顯示傳統2D顯亍:Γ，工員計算可能在像素矩陣的空間' 份的構造圖； …貝抖、或全像顯示資料的1 SLM的圖26是以先前的專利為扣據、用恤_，妓的說明圖 26 200912888 圖27是顯示根據本發明的—個顯示設計來重建全像影像的方法的說明圖；圖28是以本發明的-個顯示設計為根據的面板拼貼的構造圖；圖29是關於“吸收”的幾何上的考量的的說明圖；圖30疋關於吸收的幾何上的考量的的說明圖；圖31疋根據本發明的—個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖疋根據本4明的-個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖·，圖33疋以用於本發明的_個顯示設計的全像顯示裝置為根據的顯示資料所採取的路徑的說明圖；疋根據本發明的一個顯不設計，利用可控制的稜鏡透過移動虛擬觀不者視窗來追蹤—個或多個使用者的方法的說明圖。【實施方式】 A.可在和像細顧同—基板上進行計算的全像祕顯示器次本發明的-個顯示設計，包括有—個顯示器，可以接收真實空間影像 l、u對應於—個三維立體影像的—個光強度對應資料和—個緩衝區對 -貝料）工間光侧器的全像編碼接著會根據三維立體影像資料 =時Γ方辆算料。透縣合兩個魏單元，也就是“全像影像計算和U都Γ影像顯轉元”（這些單元航料利中的裝置在功能上的計算中至少π ’錢在—健板上構成—個制解元），全像影像主^有一部份可能在像素矩陣所在的物理空間中執行。這表示至 27 200912888 2份梅爾购晰在_繼控制的各個 =卿_勢軸她_讀“全像影和“全像影像顯示單尤，（這些單㈣切專射的裝置在 ^上和概«物，咐—佩板地細單元），所有的全像影像計算也可能在像素轉所在的物理空間中執行。或者，—部、錢财進行全像影像計細電晶觀可以設在像素_之外， Γ㈣於進行像素控制的電晶體所在的同—基板上。對熟悉這類技術駄來應該™清楚所謂的“铜_基板上，，並不表示電晶體只會在 '、子層、、及上與基板發生接觸，而應表示基板在整體上提供了物理支持的媒 t，並在這個媒介上佈置相關的電路組件。關於“基板，，的意義的進-步貝崎在題名為“基板，，的一節中加以閑述。象素矩陣中（或者疋在所稱的同—基板上）所進行的全像影像著計异兀不限於先則的專利中所述的分析式全像影像計算方法 …計㈣，像是“檢視表，，（城~)方法，也可以進Γ 個分析式的計算方法可以用來做為一個範例來示範這些計算方法。在像 =陣中的全像影像計算方面，整個_上所杨全像運算方法可能都凡全相同，並且用於加入次全像影像的資料偏好在一個次全像影像尺度的 f離上物錢。次全像影像將會制來進行運算。運算將可以均質的分贴整顯示器表面上。但為了讓硬體的設計、雛、和驗證更方便，則; 蝴算分編物而賴目_雜，稱為“鍵，，拼貼在顯示為表面上。·拼貼_點並不—定要是矩與構造，也可以是其他的構 28 200912888 造’像是六角形（‘‘蜂巢狀”）的構造。這個所謂的“叢集”會用來做為一個運算單位，它涵蓋一部份或者整個全像影像運算的資料路徑。所以一個叢集可能就是可以用來根據一部份的原始真實空間資料來計算出顯示器上的一個圖點的全像影像資料的最小單位。這些叢集偏好在互相础鄰的單位之間交換資料，使來自互相毗鄰的單位的次全像影像相互重疊的地方也可以在SLM上正確的進行編碼。我們在圖24即以簡圖方式對此加以說明。採用叢集方法的-個優點是’在將叢集設計好之後，就可以輕易的透過將所有完全相同的叢集拼貼在一起來來建構成一個全像顯示器。理論上，要顯示具有極高影像品質的全像影像需要有極高的解析度（例如，16, 000 X 12, 000像素）’或採用一到幾cm寬而不是只有幾_寬的虛擬觀察者視窗’或者兩者同時賤。要顯示的影像内容，包含有一個光強度影像資訊和三維緩衝區資訊（這可稽為—個“2軸緩衝區”），典型上這只有-個最多2, GGG xl，500像素的解析度。如圖i中所示，用來顯不全像影像所需的資料傳輸速率遠高於用來顯示原始資料所需的資料傳輸速率’例如，如範例中所示的值兩者相差約48倍。如圖i中所示，三維立體影像雜I個錢度賴倾和—個三維_㈣應㈣的形式供應。我們偏好針對每-個眼睛（也就是針對每—個虛擬觀察者視窗）構成 —組成對職衝區職龍和総度對鱗料。這麟應資料每—個都包含有-個2，咖X i，關像素的資料陣列。每—侧應中的每—個像素的資料以三個顏色值和-個z值（即四個值，各為8位元）來表示。一個位元就是-個二進位數元。所以每個像素需要有32位元。視訊資料以沾 29 200912888

Hz的頻率供應’即每秒沾格眼和左眼），物_物_ =輪，細繼域（右影像，在簡單的情況下會—格—1 S。延個紐會用來計算全像行某些牵涉到連續祕物處理鳥不^更細情況下可能會執痕跡，或者像是減少所需的資料评速輕像疋柔化雜訊或減少人工處理於一個16, _ x 12 _傻去率荨等。全像影像運算會產生對應卿位元表示(其中每—個像素都個視域和三種色彩）。因此，如圖=入=’採用25 &的視訊頻率和兩咖。圖1的内容代表同時顯示出三物構輸速率是每秒測範例是用於只針對—位使用者的配置，作若a =對Γ監）的處理。這個有相應較高的—讀對讀使用者的配置（具於全細。_悉職技觸人來說，關王—的《傳輸速率方面，财以舉必須要強調的是，—個大约πΗ 的補一個可接n争玄、ζ的祕辭對於雜的影像來說是 2接為蝴。4了_ w w

格速率。影格速率越高，觀看者所看到的播放將會越流暢。此I 是物出，這也正疋而要針對母-個物件點進行三次計算色（即紅、綠、藍三原色）/、也就疋針對每一個組成顏纽虚夾吝、 H人。其他的色彩可以利用這三種色彩組成來產生，喊樣___序方 ·心如果全像影像蝴—基請如，錄細丁。產生的，則只有原始影_編傳輸到 “、，且件中盎基板上。如果全像影像是 30 200912888 ::Γ:中:電路組件產生的度和緩衝_會傳送到面板 :“些魏來進行全像影像計算驗置。在以本發明的—個它Ι^Γ據Γ好顯示器中’在計算全像影像中的一個像素的值時，思原始影像巾的—個次區段職。這麼做的—倾由是，在發明的—個顯示設計為根據的偏好顯示器中，用來進行重建所使用的光並 ===__雜嫩全—朗，岐細蝴各個次區口。日 1存在有不—致，這些次區段可能是顯示器的各個小分區區段器的一個次區段盥顯干 ”、’不 =或者只有非常有限的不—致的程度。偏好的顯示器中的每—二 ^ 了“來產生整個全像影像中的，應的次全細象。因此，—個次全像影像的尺寸會蚊—個像制__ (需要從這裡取得原始 ^強度和緩衝區值來進行次全像影像的計算）的最大延伸範圍。、=也曰決定必要的内部線路(也。，餘繼生蝴像的全部或至少-部份會直接在顯示面板上將用來進行顯示的部== 算，因此並不《 U者可齡這涵需要）透過極長⑽路2 顯示資料或進行資料的中間儲存。這可減少傳送到顯示面板時所需的資= 的解析度，並可因此減少傳送到顯示面板時所需的資料傳輸的貝科這個範例套用在圖1中所示的情況，則可以達到減低約5⑽的次❹將率的效果。因此，遍佈在整個面板上_和縱^ 互連線路”，請參_ 3)的量也會临鈔。它只謝傳輪全瓣 31 200912888 資净4*更少的即足以進行原始影像資料的傳輸，而且傳輸頻率也可以因 -而故同時也具有可減少橫列和縱列驅動裝置的電功率消耗的好處。 …-貝料傳輪頻率具有可減少橫列和縱列義裝置的功率消耗的好、,、言：將個—進位數元從零切換為一（或者從一切換為零）需要肩耗说電功率’㈣換解升高時，電功率的需求也會升高。這些功率最灸曰、…的开>式排散，而這會為高資料傳輸頻率的顯示器帶來高溫的問題Γ7/皿的問題可能包括零組件會升高到危險的高溫、因在高溫下降低應力而導致的電子元件破裂及損壞、造成不必要的化學反應如電子元件氧化、液晶材料由於暴露於極端溫度下而導致的品質劣化、以及由於溫度升高而導致的半導體材料行為的改變如“熱載子生成”。如綠置使用電池來操作’如果_更多的功率，則電池的電量會更快耗盡，這會減少每次電池充電後可供裝置持續使用的時間。在先前的專利的解決方案中因縱列和橫列線路所需的每個像素的面積中的一大部分現在可關在其他的目的上。圖2比較了這兩個解決方案的作用原理。在以紐的專利為根據的解決方案中，以—個具有％麵X 12, 000像素的高解析度全像顯示器為例來說明。為縮短橫列和縱列線路，顯示器分成4象限進行拼貼，如圖28中的範例所示。每__個_ _ 條縱列線路和6,咖條橫列線路；總計需要有32，麵條縱列線路和 24,麵條橫列線路。針對一位使用者而言，兩個視域（右眼和左眼）各有三種組成色彩（即R、G、B)各以25 fps的視訊頻率（輸入資料—光 32 200912888 強2 z概麵—_纟速_) _，會魅每秒⑽個影像的顯不格速率。乘以橫列數並加上每個框格之間的⑽空白傳輪時間，需要有i MHz的縱列驅動頻率。❿在以本發日月的一個顯示設計為根據的解决方案的個耗例中，影像資料會根據一個2，刪X I刪像素的實際影像像素陣列來供應。如果顯示器也分成4象限進行拼貼’每-個象限有75〇條心列線路。將這個數字乘以每秒15〇個影像並加上每個框格之間的娜空白傳輸時間’則只需要135 kHz的縱列驅動頻率，如圖中所示。這個範例是將只崎-位❹者的配置，但若是針❹位㈣者的配置（具有相應較高的顯示影格速率）也是可行的。根據所使用的面板和相_計算參數，在以本發明的—個顯示設計為才據的解决方案（如圖2)中，雖然在橫列和縱列線路方面所節省的空間可疋微不足k 1_在和以先相專利為根據的解決方案（如圖2)相較時，部可此大於進仃全像影像計算的電路組件所需的空間，所以，僅只節省下來的空間中的-部份即足以應付用於進行全像影像計算的電晶體所需空間在k種隋况下’可以增加透明電極的面積並因此可以改善⑽的透光度。因為是在所節省下來的像素面積中進行計算的，因此，它已經不再需要-個和顯示器不在同-基板上、並且在任何已知的傳統裝置中都造成相當可觀的_度和成本花費的額外計算單元。另外的—個優點是，事實上它可以大幅減少面板控制的複雜度，因為用於進行碰控制的資料傳輪速率大致上和傳統的LCD 目同。—個2，_ χ ^像素的典型解析度、視訊影格速率25 fPS和兩個視域、每個像素為32咐的資料傳輸速率 33 200912888 為 4. 8 Gbit/s，；含 & I； &大約與—個具備60 Hz影格速率和三種8 bit色彩的，X ι’_像素的TFT面板相當。這個範例是用於只針對—位使用者 =置仁右疋針對多位使用者的配置（具有相應較高的顯示影格速率）疋可仃的：^表不這樣的—個面板使用傳制齡技織可以輕易的進仃控制反觀以如圖i中所示的23嶋_的典型資料傳輪速率傳送整 /象以象包括在計算單元與顯示器電子系統之間、以及在顯示器電子㈣㈣板之_#㈣只有細樹製辑上有其困難、也將所費不貝的特殊處理手段時才有可能實現；這對熟悉這類技術的人來說將會大大的讚賞。如果我們假设在空間光調制器上進行一個全像影像的二維編碼，其中原始真貝工間影像有2肩〇 X丨，5⑼像素，並以25 fps的視訊影格速率〜則大致上&要有场丨油電⑽來進行全料算，也就是每個真 =空間像素需要有大約34個電晶體。這是就開/關頻率為聊.的單曰曰夕電路組件而s。由於_個以多晶妙製成的tft的開/關頻率可能只有大勺25 MHz ’因此大約需要有6億9千萬個電晶體（而不是前面所說的 •。電㈤體）才此彌補它較低的開/關速率。假設一個全像影像的解析 Y ’嶋X 12，咖像素，這就表示每個全像影像像素大約需要使用4 /、曰曰體但由於4算值只有在—個新的影像被顯示時才能被寫入到像素 4巾0此每個像素還需要額外的1到2個電晶體。如果維持相 5、解析度貝！個顯不器的尺寸越大，像素間距也越大，因此在一個像 …圍可以額外排列的i晶體數目也會越大。更詳細的電晶體總數的估算 34 200912888 將在電Ba體總數估算”—節中加以說明。尺寸2面缺軸制和_觀來妨_，這些線路鱗著顯示器用固^大而域。㈣输她軸㈣，❸如果採以、線稿轉，___蝴咐恤正比增於線路材料的電阻係數是目定a 去對於傳統的控制技術來說是有利的， ......... 在像素轉憎算域影像的方全像顯示器方面尤其是在大型以及高解析度的 2 TFT電晶體整合在—起，也就是將祕計算的電 —起佈置在同—個基板上，具有極大的好處。體這轴_犧，戰目__谓來的較 =鮮。不過這可以透過__種容錯_方法來彌補，在這種 v 、、/別元件上的_只會對計算結果造成極小的偏差，而與完全，又有任何讀缺失的情況下顺得結果相差無幾。計算將會在物_麵置（_為”）巾餅，如圖2及所示。通f’運算裝置咖的大小必須進行最佳化設計，因為它 1的大!越大彳面在倾傳輸速率上所能產生的節触果越小，但另一方面卻也更容易進行計算。在本發明之顯示設計的一個進一步的範例卜一個顯示器會用來顯示根據真實空職顺計算出麵全像影像簡，如錢度對應賴和緩衝區對應請。先前_的_所麵—個先天_就是它們需要使 35 200912888 Z有與顯示用電路组件佈置麵_基板上的電路組件。組_佈_示器基板之外的—個單獨的基板上。這會導致二= 的性二，較大的裝置體積和重量。但消費者永恒追求的卻是更輕，或者可_示_素二::: 關於石夕液晶（LCoS)顯示器令的整合問題的說明·· «情況和佈置在—個單㈣晶片上的小型⑹ 採用本發明的顯示技術Ί i不同。個電《也足•行全像：是每個像素少於- 式計算Γ 枝行騎算切分都和分散所需的s. 〜因雜素像素格耐斷。因為料進行計算、&轉健—樣，因_啦的節触果輸或健存更少_«所造成的。這钱會傳積廿古一 ^ ^怖用於検列和縱列線路所需的面 =利Γ娜跡獨，祕—她魏組件所解争方轉Γ 馳倾秘麵轉路崎之+)，耻這個 ==比咖一和顯示電路組件所在的不决方案更為精巧緊湊且更為經濟。 36 200912888 區域轉送由於已經存在有-個用於計算^ ^ 也可轉送卿像給個別_，=__存在，它同時隹:例如’原物_過—轉移暫存嶋轉送聯他叢术由於k列控制是在本區進行的，因和左側也心躲以魏。使補㈣的右側容錯運算裝置目前-般的TFT顯示器大概都有（例如）以⑽χ i，像素的解析度’這可齡有製造上的錯誤存在，最明_就是所像素錯誤。用於全像顯示的高解析度齡n會有更高的像素數，@此也會有更麵tft數目，這會大幅提咼出現像素錯誤的可能性。如果整合有額外的TFT來進行計算，則錯誤的機率還會進一步升高。這使得它必須將計算程序設計為可使一個故障的TFT的錯誤不會蔓延到整個顯示器上，而只會造成與理想性能之間極小的局部偏差。某些製造上的錯誤很可能會造成觀看者肉眼無法察覺、或者人類視覺系統只會勉強感覺得到的後果。在這種情況下人們可能可以任受這樣的缺失。但是’如果是一個（例如）完全損壞的叢集則是人們完全無法忍受的，因在這種情況下會有一些SLM的像素格會受到波及。 37 200912888 備用電路組件（像是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中，使這些電路組件在魏某錢域置啟_電馳件歧料，可㈣來取代某些在裝置啟動時會用到的電路組件。一個裝置可能會隨時進行自我測 2，像是測試某-件電路組件關/關特性是否顯示出這個電路纽件故障。故障的電路組件可能會在記憶體中（像是非揮發性記憶體）被記錄無法使用，而其他的電路組件則被記錄為正在使用中且發揮正常功能。在“物 (Phys.csandthelnW.onRevolution) (, Blrnbaum A R.S_ Will聰，Physics T〇day 期刊，2_ 年一月 u—处）— 止’在本文件中做為茶考）中’已經針對容錯的傳統電腦電路組件報告了方法。另外’電馳件也可能設計成會使將造成—個像素义久變暗的故p早的可能性大於將造成—個像素永久變亮的故障的可能性，因為後者騎觀看者財造歧大_激效果。針對最佳化的容錯設計方面，可能會採用在電路組件中居於較重要的地位的較大元件尺寸的電晶體（尤其是具有較大的橫向尺寸者）以減少電路組件t較為重要的部㈣轉齡。—個進—步的手段是混合計算管線使—個有_的單搞獲得的結果會被分布在—個較大的表面積上。如果人們知道可能會在計算值中加入-個值大約為·或以上的全像影像像素’那麼就可以可以瞭解這—點。如果這些值全都來自相同的管線，—曰铷管線發生錯誤，則所有全像影像的像素值都妓完全錯誤的值。如果個叢木包3有亚彳了的管線’職# _部結構可以以用來加人的值將來自所有並行的管線的方式鶴。舉例來說，如果這些值來自4個管線，如 38 200912888 果其中的-個管線發生錯誤，則只有25%的輸入值會是不正確的。在這個情況下，所計算的全像影像像素值將會比1〇〇%的輸入值全都不正確的情況更為精確。在某些情況下可能會採用一個“後續修補，，的策略。在這樣的情況下，人們可以在顯示器的測試階段辨認出有問題的單元，接著並以物理方式切斷相_傳導線路來修改電馳件；這樣的—個方法可以用來解決短路的問題。_連接線路可以確保最“不受歡迎，，的像素故障（例如持續以極高光度閃耀的像素）只需要簡單的將它們切斷（關閉）讓它變暗就可以獲得適當的改善。在以本發明的顯示設計為根據的裝置方面，裝置可以根據後面所述的衣4序概述、或某絲序的組合、或根據熟悉這馳術的人所知道的其他製造程序來製造。有機半導體也可能絲製造以本發_顯示設計為根據的裝置中的電路組件。 •可在同基板上進行計算、可進行有效率的空間光調制器編碼計算的全像影像顯示器用於進行二軸容轉細表現可即時或近即時更新的大型電腦產生全像办像（CGH)重建的已知方法都只有在運算資源方面花費極大的心力才有〇在先蚋的專利申請中所述的“透過Lut的協助即時產生電腦產生全像影像的方法，，（第W〇 2008/025839號文件）的改良方法中，有酬 39 200912888 X _健建的物件_互動切時全像影像可以透過市售的個人電腦 (pc)系制概物:姆議錢縣则_助下以互^ 的方式即時顯示。先前的專利中的方法的特徵是各個物件點只能在特 —政位置上重建如圖14中以空心關所示。而這裡所將說明的本發明的 —個顯示設計的方法則可迴避這樣的限制，各個物件點可以在重建的截頭錐體空間内的任何位置產生，如圖14中以只心圓圈所示。圖Η顯示出利用先則的專利的LUT方法所產生的各個物件點（空心圓圈）如何固定的分配到特定的物件平社。而物件平__距_在全像影像平面上。相反的，«本發明的—個顯示設計的分析式方法，各個物件點心圓圈）則可以在任何位置上。前面A切的專方法實絲進行空調制器的編碼計算。此夕卜，Λ =, … 此外則面八項的顯示設計也可以利用-個可提供更有效率的峨刪編輯_恤。繼q嶋議號申請文件_有，_的_法。下__方法（杨並不須要進行傅立葉轉換或菲_轉換的計算，因此可以有效率的實施）就是树請人對本_〜__。也可以說下_效率的方法並不須要進行傅立葉轉換或菲朗轉換的計算。 —一射以提供更有效率的雜光調繼編碼計算的方法的範例如以下所不ϋ來供-個全像顯示裝置⑽）產生“電腦產生視訊全像影像的分析式方法（配合參考圖8及圖9來說明），包括有一個财光手長（SLM1)且其愤由物件所發出的波前將會在—個或多個虛擬觀 200912888 察者視窗（vow)中重建，且其中—個三維景象（3D_S)的每個單—物件點 (0P)的重建只需要一個次全像影像（SH)做為要在SLM上進行編碼的整個全像影像（ΗΣμ)的子集，特徵是在一個3D景象（3D_S)離散化 (Discretization)成為多個物件點之後，這個方法包括下列步驟：針對3D景象的每個可見的物件點步驟A :針對每一個物件點（0P)決定次全像影像（SH)的位置。例如’利用“交又線定理”，其中一個虛擬能見區域從全像影像平面經由物件點投射到SLM本身。只要具有足夠的精確度，次全像影像可以大致形塑成-個矩形。然後對次全像影像指定一個輯座標系、'先，以匕的中心點為原點；χ座標是橫座標而y座標是縱座標。次全像影像的尺寸是：“a”為寬度的一半而“b”為高度的一半。步驟B .針對全像影像平面（HE)範圍内的每—個次全像影像（紐）決定虛擬透鏡（L)的次全像影像： B1 .決定虛擬透鏡的焦距（亡）透鏡的焦距（f)是全像影像平面（HE)中要進行重建的物件點（〇p) 與SLM的垂直距離。 B2 :透鏡的次全像影像（SH〇的複雜值：次全像影像複雜值利用下列方程式來決定 41 200912888 ZL = exp{- i木〔（π/λί )*( χ2 +y2 川其中人是光的參考波長，而f是焦距。等式中如果的當於，面魏，_a巾麻。 -個虛擬發散透鏡在SLM相對於觀看者的 ⑽’如㈣中所示，則f需要一個負的值。们物件點 w由於a在x和y方面的正負值是對稱的，因此只需要 -個象限中的a的值再利用適當的正負號將結果代也：個象限中即可。八他一步驟 C.決定全像影像平面㈣中的稜鏡的次全像影像（SHp): 由於所選擇的區域座標系統，加人_個稜鏡將會導致她偏移，所以相位偏移是X和y座標的_個線型函數。 α:決定具有水平效果的稜鏡（P)的線型因數Cx，以間隔為χ£ 〔0，a〕以内表示為

Cx - Μ * (2π/λ);其中μ為絕對稜鏡斜率（圖9B) C2 :決定具有垂直效果的棱鏡（P)的線型因數Cy，以間隔為y e 〔〇，b〕以内表示為

Cy - N * (2π/λ);其中n為絕對稜鏡斜率（圖9C) C3 :稜鏡的次全像影像（SHp)的複雜值：這個次全像影像（SHP)的複雜值會根據稜鏡的重疊來決定，即 42 200912888 zp = exp { i*〔 α* (x-a) + cy* (y一b)〕} C4 :如果光源是透過全像顯示裝置投射到VOW上，則稜鏡修正可以忽略。步驟D:調制透鏡及稜鏡的次全像影像：所結合的次全像影像的複雜值會透過一個虚擬透鏡（L)和虛擬稜鏡（p) 的效果的複乘法得出，如圖9A所示，如下 zsh = ZL * ZP，這也可以用SH二shl * SHp來表示步驟E:相位偏移每一個次全像影像（SH)會以一個（統一分布的）相位偏移進行調制（這裡的相位偏移每個次全像影像都不儘相同），以便能夠在能見區域中達到均質的光度。這可以減少可能因光源在光學上的_致性所造成的光斑。相位偏移的巾§度即心域少光斑，並且可能小於π孤度（亦即，並不— 定要是-π < φκ π ’而可以是（例如）_π/4〈 φ〇<兀/4)。這個過程可以由下列等式表示： .zsh exp (ίφβ) ’這也可以用紐紐exp (ίφ。）來表示步驟F:光強度調制 =们人王像轉個觸複雜值會以—個根據影格緩衝區内容（單色，或办色如R、G、B)所獲得的光強度因數來進行調制，使各個物件點可以 43 200912888 呈現各自所獨有的亮度和色彩（如果合適） ZSH = C * ZSH，這也可以用SH := c * SH來表示；步驟G:加入次全像影像來構成整個全像影像ηςμ。各個次全像影像可以_複加法來進行重疊。整個全像影像就是各個次全像影像的複雜總和，以下列等式表示： ΗΣΜ = Σ SHi ’這也可以根據整個全像影像的—個座標系統用^ SZSHi來表示。上述的步驟C、D、和E在以本發明的顯示設計為根據的某些範例中可以個別或合併省略（在允許降低運算的能力或全像影像的品質的情況下），而這也會帶來-些好處，例如可以減低為進行上述的計算方法所需的硬體製造成本。但必須注意的是，如果重建的物件點被#作是—個光學魏的焦點，這表示在全像影像平面中有—個透鏡，而前述的這個透鏡有—個傾斜角度而且它的焦距為f。-個傾斜的透鏡由—個沒有傾斜的透鏡和—個棱鏡所組成。根據這裡職㈣方法。—傭伽細可在—嫩全像影像的編碼中加入-個透鏡縫和（轉時）—個魏函_方式進行重建（請參 Μ 由無數她所構成的景象可以透過疊加多生。透過運輸w梅纖她物Γ= 利用市售的標準硬體零轉在重建的截頭錐體空財的任何位置產生。這 44 200912888 只要提高處個解决方案同時在物件點的數量方面也可以㈣的進行調整，理單元的性能，就可以增加物件點的數量。 3十舁的程序可以歸納如下： 1.透鏡的計算 a. 找出焦距f b. 使用透鏡等式：)*( χ2 +y2 )〕} 2_進行稜鏡方面的計算（不—定須要，依處理過程而定） a. 決定 Cx、Cy、a、及 b b. 等式：e]i*〔 Cx*(x_a) + Cy*(y_b)〕}

Cx = ( 2ττ/Λ )*m Cy = ( 2π/χ )5«η 3. 進行舰和透鏡方面的調制（不一定須要，依處理過程而定） 4. 套用任意的相位（不一定須要，依處理過程而定） 5·光強度調制 6.進行全像影像的SLM指定編碼 .可在同-基板上進行纖縮計算的全像影像顯示器資料（如對應本發明的-個顯示設計包括—個可以接收真實空間影像 45 200912888 於-個三維觸_—觀峨應細罐衝嶋資料）的顯示器。《，綱^鳩㈣柿卩咖蝴算出空間光調制器的全像影像編碼。透過社人笪I ” ρ ^、、σ °兩個功料几（也就是“全像影像顯不计异^矛口全像影像顯示單元”），所有的全像影像顯示器計算或至少其中的—部份可以在像素矩陣所在的物理空㈣進行，這 —早與先則 ^上都有所分別，讀在—織板上構成-個，、同的單元。這表示胁財全像影像顯示計算或至少其中—部份的電晶體可以整合在用於進行像素控制的各個電晶體之間或相傍並排。此外，全像影像顯爾她她_綱物嫩_-絲上的電路組件來進行，但這歧用於全像 _ -用於王像⑹像顯不杯的電路組件不包含在像素電路組件中。在本發明的一個顯示設計的這個進一步的範例中，全像影料算會在 ^素矩陣所佔用的空間以外的—個位置進行。這樣的計算可以具有可區域存取的檢視表⑽）的優點（如第WQ ·8/卿洲號文件所述），這可增進各項計算的運算效率。如圖1所清楚顯示的，在顯示器像素空間以外 T執打全崎糊_ — _般謝糊瓣料傳輸 —、’、來傳送資訊給顯示器的各個像素。但如果採用—個類似於如圖4中所不的方法的手段’則可以戦這種情況。地在顯示器中’全像影像的編瑪資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的計算。執行這些計算輕間可能是射鮮是麵齡器基板所、同基板上。全像影像編碼資料會利用已知的資料壓縮技術進行壓 46 200912888 縮’之後再傳輪到顯示器的各個叢集（這些叢集是整個顯示器的一部份）。在圖4令’用於進行全像影像計算的各個吓了會對經由横列和縱列線路所接收到的貞料執行解壓輯魏。科，紐資料也可能經域他手段接收到’例如經由—個並職龜流排、或-瓣列諸連接線路。以一個叢集-個叢集為麵的全像影像齡料以減少對各個全像，縣器像素之間的互連線路的需求，顧此可減少對影像光強賴應資料和影像緩衝區對應貝料的麵的需求。全像影料算和資傾縮也可以麵示器基板以外的位置上執行’其中資料縮會利用位於顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件執行，但顧縮則在像素矩陣的空間以外的位置執行。對热悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加資述。 D.可在同-基板進行賴料算的高解析度顯示器 =—示設計的—個進一步，，一個高解析度顯示 ^用來如祕析度影像資料，這可能是—般顯柯料或者也可能是根 =對應倾和_區對應資騎計料麵全像影像顯先剛的專利為根據的高解析度顯示器所固有的問贼、度的電路組件，而這會更容紐生製造上的錯誤^要極高密開/關頻率，而這也可能會導致過度發熱的問題日^們也_高的所示的手段的-個方法，則可以減少或避免這些問題。木用個類似於圖5 在高解析度顯示器中，影像資料會在.器⑽或外部_已知的資 200912888 料壓縮技術進行壓縮’之後再傳輪紛到顯示器的各個叢集（這些叢集是整個顯示器的-部份）。進行麵計料所在的同-基板上。在圖5中，用心疋或可犯不疋在與顯示器基板 ^ ~行解壓斷算的各個ΤΠ會對經由㈣和縱舰職刪彳顺賴魏。科，砂資料也可 P由其他手段接收到，例如經由—個並H相㈣連接線路。㈣少對記憶體的需求，M 25 Hz的影格速率為例，' 於進行解壓縮計算的各個TFT將會被要求在約4^或以下的時間内狀個貢料進行賴峨纖_嶋進輸。以—爾為基礎的影像顯示11可以減少對各個影像顯示器像素之_互連線路的I 求，並因此可齡聰像光強鱗鱗料的的人來說，其他的範例自不必多加贅述。 …★類技術在—個較佳職财，觸縮後的真實空間影像龍會傳送給顯示器的^個叢木。在帛-個步财，叢集會執行難過_實$間影像資料的解屋縮。在第二個步驟中，全像顯示龍會由顯示器的各個叢集利用個步驟所產生的資料計算得出。對熟悉這類技術的人來說，其他的自不必多加贅述。 .可透過讀用於進行全像轉換和編碼龍外處理單元以拟工么从，踢充的圖乂 ..... 3D著色管線(Rendering Pipeline)在同一基板上進行

全像影像顯示H 48 200912888 調制第細繼_彻施來進行空間光率的空間光_ =，_ A項_示設計也可以_—個可提供更有效 * 一 ^編碼的方法來實施。以下將提供-個可提供更有效率的工間先爛器編喝的方法的範例’但對於許多熟悉這類技術的人來說，立他的範例自不必多加贅述。八 U固方法（如圖15中所示的—個範例），透過合併用於進行全像轉換 p ^的領外處理單元，擴充了圖形子系統的3D著色管線(Rendering P_me)。這個方法就是本帽人對本發_—個顯示設計。這裡所謂的用於進行全像轉換和編碼的麟處理單元”町將以“完全管線，，這個名稱來取代。這個完全管線直接安排在3D圖形管線的下游。每個叢集所而的3D f線(Pipeline)資料會傳送給顯示器上相應的叢集；從現在起以下的敘述將著重在—個單—叢集層級的顯示設計上。—個Z軸對應緩衝區和-個色彩對鱗衝區（色彩對應R、色彩對應G、色彩對應b)構成兩個官線之間的銜接介面。請參照圖15中的簡圖所示。在像素座標中的每一個個別的點方面’ z軸對應包含有—個z值，這個值有尺度並且可以以各種清晰度水準表示。2侧典型尺度是在介於G.G到1.G之間的範圍内’但也可缺其㈣範圍1的清晰度轉會根據位元數來決定，即，通常是8、16、或24 bit。在現代的圖形子系統中，色彩對應的清晰度為24 bit，也就是每個分色（R、G、B ’即紅、綠、藍）各8 bit。色彩對應構成影格緩衝區的一部份，緩衝區的内容正常會顯示在畫面上。這兩個緩衝區（包含有z軸對應 49 200912888 =料和色彩對應資料）會加以定義來構成3D著色管雜金观和完全管狀_銜接介面。z婦應轉會針對—侧示波長一 R G β則/又有特定的波長。Z軸對應資料的拷貝1501和1502 則會分別騎另相兩_讀絲提供。一個全像影像只鱗對—轉定的齡級絲進行計算。這也正是 •.麵必_每—個物件點進行三次計算_因，也就細每個原色 ,各進灯一人.紅⑽、綠⑽、和藍⑽。其他的色彩可以利用這三個分色創造出來’崎個⑽_配可赠過娜朗步方錢彳卜為了提高處理的速度，它會採用至少兩個額外的完全管線，使全像影像計算可以並行執行，讓它可關時得到所有三個分㈣結果。為此，它必須將z軸對應資料複製到額外的記憶體區段和15〇2 (請參閱圖⑸，這些區段可以獨立存取。因此，這可以防止涉及到記憶體區段的操作（如z輛對應資料）可能會彼此造成妨礙的情況。所以，各個記憶體區段在理論上應 :實際分隔。色彩對應資料RGB中關於色彩G和B的内容也會分別複製到 ^ 色彩對應G、和色彩對應B的單獨記憶體區段，以確保三個分色可以獨立 •存取（請參閱圖15)。同樣的，各個記憶體區段也可能實際分隔以防止在記 -賴存軸間發«突賴少或甚至、;肖__顯示設計巾帶有號諸 (semaphore)、互斥運算（也就是“mutexes”）等的同步存取問題，這些問題可能難統性能有不獅影響。然而’軸記紐區段可能彼此實際分隔，但它們最好仍應位在顯示器的同一個叢集範圍中。請注意，一個號諸是一個文保濩的變數（或抽象的資料類型）並構成在一個多元程式操作 200912888 環境中用來限制存取共享獅（例如，儲存空間）的典型方法；互斥運算會使用在綺處理触式設財絲透敎服μ _區段的方式避免同時使用-個共享的資源，例如_個整體變數。以下將假設-個全像影像由多個次全像影像所構成。其中的第m個次全像影像以-個透鏡代表，這個透鏡可由—個透鏡錄說明：e'㈠以 (x’+y’））。其中的常數Ct包括透鏡的焦距f;f的值會在套用透鏡函數之前先行計算得出，使之後f的值可以用在所有的三瓣線中。f的值因此與色彩㈣：由於它是-個虛擬親，目此並不表現色差。這可以擁有透鏡函數_的優點，因為—個透鏡在它的χ轴和y轴上是_ 的。為了詳細說明一個透鏡，這個函數只需要套用在一個象限上。之後可以將在-個象限中所計算的透鏡函數的值_正負號的對稱制套用到其他三個象限上。

Ct也會因波長又而異，二個原色（r、g、b)的波長本質上就各不相同。；I的值並不需要計算，因為，由於事實上使用的是一個定義的雷射或光源來產生每一個波長，因此波長是已知的；不過，應在計算中代入又的值以便計算顯示器的每個原色的Ct (請參閱圖15)。根據所採用的程序’可能除了透鏡函數函數之外也會需要套兩一個棱鏡函數（請參閱圖15)以便改變光傳播的方向。在稜鏡函數中，一個常數也包括有波長；I。這個常數的值因此也會有所不同，因為三個原色各有不同的波長，所以這個常數的值在三個完全管線上每個管線各有一個指定的值0 51 200912888 現在’透鏡函數和稜鏡函數在如圖15進行複乘法1503、15〇4、和 1505。接著，在套用隨機的相位1506、1507、和1508，加入到透鏡和稜鏡函數的複乘法的結果中。這個方法的目標是避免在觀察者平面產生亮度峰值’或所謂的“光斑”。接著使用個別的色彩對應資料的光強度調制出個別的全像影像1509 ' 1510、和1511。在下一個步驟中，這個次全像影像會進行一項複加法來針對叢集構成總體全像影像（請參閱圖15)。現在，所獲得個結果可以利用在全像顯示叢木中進行的加法運异來進行後續的處理（如果合適），例如，套用修正對應或灰階影像（灰階修正），由於這只會取決於SLM的系統性質，所以最好在每個階段進行修正。接著是編碼處理程序。全像影像可以依色彩來進行重建。編碼運算法則（請參閱圖15)會因為所使用的SLM而有極大的差別，這可旎疋依相位編碼、依振幅編碼、或者依另一種方式進行編碼。熟悉廷類技術的人將會看得出來本節中所述的顯示設計中的某些方面在本申請文件中的其他地方有更詳細的揭載。 F.可以以—個全像計算管線透過擴充顯示卡的3D管線(pipeline)對三維空間中的各編進行循序全像轉換並仙—基板上進行計算的全像影像顯示器 / Θ面A項的顯示設計可以利用先前的專利的方法實施來進行空間光調制器的編碼計算。此外，前面A項的顯示設計可以個可在執行全 52 200912888 像計算時減㈣峡遲㈣法來料。這個可錢行全像計科減少時間 =遲的綠的-錄例如《下所示，但對於許多熟悉這賴術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。對個了在像素近方進行計算的全像影像顯示器來說，這個顯的-個目標是，減少時間延遲（相角於其他的全像計算來說）。這將用於即時全像轉換和編碼_外·模_致（例如）現行使用的奸卡（3D管線(Pipeline))在架構上的擴大。，般而言，在執行一個全像轉換計算之前，整個三維景象已經透過數人的3D轉換和光度a十异來構成。構成景象中的物件的各個基元（例如，點、線、三角）會在3D處理的瞢蝻古尸主 S線末尾時進行像素化。整個結果接著會放在兩個記紐區段供伽。這_區段是包含麵察麵相的景象的色彩值（色賴綱）的祕_、和—嶋有繼者的會以-個尺度比例來表現景象的緩衝區對歸料的z軸緩衝區。在先專利的方法中，全㈣換和編碼程序只有在有全㈣結果（兩個記憶體區段）可供使用時才會開始，因為這兩個記憶體區段的存取必須如此。而這會導致-舰訊祕產生-個時間延遲。這樣的時間延遲在某些互的應用（例如遊缝置）何轉來重大的_。如果《時間太長^可供操作者操倾㈣反辦間可能會變得太短，而使得操作麵無法财某些原本彻W物t。—嶋祕糊（㈣&的顯示I 置中不會小於約17 fflS)，對於高速的補來說可能會縣重大的影绝^ 全像顯示H也只有«這方面的朗可行性之下村被市場接受 53 200912888 (像是電子視訊雜的玩家職的目標_是絕對不能忽略的）。三維立體全像成像技術在軍事應用上也有它的優點，像是可以透過三維的視野來觀綠軍、或者其他資訊（如_倾），這可以改善遂行戰鬥的有雖碰—維貞料顯不!1為佳。而如果將這個顯示器細在戰鬥任務中的軍事用途上，上述的時間延遲可能會導致執行任務的人員傷亡、或導致昂貴軍事設職壞顿義織後果。引此，減少上述鱗間延遲將可以改善二維立體全像成像技術在軍事上的應_有效性。為了減少這個延遲時間，我們並不須要等候全部的色彩及z轴緩衝區 U料都可以使用才處開始處理。相反的，全像計算將會在經過如管線(Pipeline)處理之後、只要空間中已經有—個點可用的情況下立即進仃因此’我們可以說這個3D管線(pipeli⑹可以透過一個全像管線來擴充。用於進行全像轉換和編碼的計算時間最好應不超過3D管線 (Pipeline)中進行一個3D點的計算所需的時間，因為若非這樣，將會造成進步的時間延遲。這個概念在次全像影像層面上已經可以輕易實現，因為在這種情況下只有必制魏片段需要進行處理。為了綱這—點，我們假叹如果將全像轉換從空間中的一個單一的邪點套用到一個全像影像或SLM的整體規模，可能會產生大約丨，咖倍以上的額外運算負荷量。如此一來，使用現行可用的運算硬體來進行即時計算將可能會無法實現。圖8顯不出—個次全像影像的概念和它的相關說明。圖π則以圖解方式解說了在本發明的一個顯示設計的這個範例中所偏好採用的次全像影像。 54 200912888 “像比SLM更小’因此每—個次全像影像的計算都會比一個橫的綠全像影像的計算更為快速。除此之外，各個次全像影像料异’相較於計算—個橫跨整個slm的完整全像影像的情況 b、、在接個完整的影像資料框格後才能執行），這可以大幅減少在比較兩個附圖（18A和18B)時，可以清楚的看出如果採用次全像影像’計算每—條件闕負荷量將會大幅降低，因為相較於整個SLM來說’—條全像影像巾的像素·量要少得多。在本發明的-個顯示設計的某些範例中，位置最靠近觀察者的點的次王像影像（® 16)會儲存在—個次全像影像麟區巾。用於每個叢集的邪管線(Pipeline)龍會傳送給顯的上相應的健（圖17);從現在起以下的敘述將著重在—個單—叢制級的顯示設計上。_的大小以及 vow的方向和與SLM之間的距離的資料會供應給叢集做為輸入來進行計异（圖Π)。顯示器的每-個叢集都有它自己的檢視表用來儲存它所顯示的次全像影像的編碼，這可能是一個或多個次全像影像。每當有一個更靠近觀察者的新的點產生時，就會進行對應於這個點的次全像影像（s^)的叶算（請參閱圖17)，也就是說，全像轉換在次全像影像的尺寸已經確定後才會執行。然後，SLM的叢集的内容並不能只是簡單的以次全像影像來覆寫，因為一個SLM像素格可能包含有來自多個次全像影像的資訊。這也正它會針對一個在位置xy輸入的次全像影像（SHw)(這個次全像影像在當時也會顯示在SLM的叢集上）搜尋一個檢視表的原因。在讀取來自LUT的紐的内容之後，它會計算出目前顯示的SH (SU與新的SH (SHn)之間的 55 200912888 差（請參閲圖17)。在工間令有-個3D點的情況下，如果這個點比先前的一個點更靠近觀察者’則會在稍後根據位置xy進行計算，這個肌會被寫入到服令取代舊的SL (清參閱圓⑺。現在，兩者之間的差孤會被加到s〇i中的值上並且儲存到一個影格缓衝區中。這個過程之後緊接著就是進行編碼以及可能的修正（請參閱圖17)。〜事實上讀置（SLM)會提供它的配置資訊（例如類別解析度）給、i (M m 17) ’ G表不它將可以連接任何麵的全像顯示裝置 (M)。這钱置可能林同社小、像餘數量、或甚至是編碼類別。因此’這個解決方案並不會限定止能使用-個特定類別的SLMq G. 可在同-餘上執行計算的全像影像顯示器，全像顯轉並可隨機編址 _ A 顯示設計可以·先前的專利的方法實絲進行空間光 =碼計算。麟，_ A侧綠物峨—個可提供更序來^ 町料對-個可提供更佳的程 .這類技術白來，全像計算的方法的-個範例加以說明，但對於許多熟悉、人來°兒，其他的範例自不必多加贅述。這個顯示設計的一個目標是，透過在庫的優料@ i U顧㈣財錄爾的特性上 4憂點W少必須從-_容產生模組（例如，_卡）傳送到、、且（也就是全像顯示器）的資料量。、見果 56 200912888 在先前的專财，湖容產生單元（例如，卡）麻覺化模組（例如LCD丨陰極射線管⑽τ)監視器）所進行的影像資料傳輸，會傳送一個影像的整個内容（從上到下、一條掃描線接一條掃描線），就像傳統的射線g皿視器樣。在南清晰度電視（贿）方面，解析度可高達麵像素（IBM(RTM)Berta顯示器—現在的ΠΙΑΜΑ等，請參閱網站說明，例如：httP://www· pcmag· com/article2/〇, 1895,誦肌〇〇. &⑹，這並不會有問題，因為所需的資料量可以透過各種標準化的介面，像是數位視覺介面⑽）或高清晰度多媒體介面⑽D，以足夠的高速傳送。不過’理想的全像顯示裝置則會需要有遠比此更高的像素數目才能在觀察者平面中產生-個大小為—職寬的虛擬觀察者視窗（爾）（相反的’若是較原始的裳置’則大約只有5咖寬）。較大的簡有非常多的好處，因為就前制中的可#性來說，如果這個視窗越大，這個全像顯示裝置也越可靠。這是因為餐具有触魏的全像顯轉（像是追縱系統或位置猫準裝置，用來追蹤觀看者的眼睛相對於顯示器的位置）中的其他零組件的要求，錢種情況下將會比概。糾，如果健不且有追蹤功能，絲將醫的大小增大一些，也可以改善觀看者頭部微幅移動的容忍度。這個顯示設計的-個目標是，透過全部或至少_部份的全像計算會在像素矩陣進行來齡必彡貞_容產錢轉送到全_轉巾的視覺化模組的資料量。在前面所述的先前專利的資料傳輸過程中，它會傳輪所有的資訊，包 57 200912888 括那些從一個框格到下一個框格都沒有改變的資訊片段。因為一個全像影像會在一個三維空間中重建影像的各個點’因此只要知道哪些點相較於先前的框格來說有所改變就已經足夠，在後續的處理中也只會考慮這些點（請參閱圖19)。 -個單-的物件點由-個次全像影像SH產生，它的大小則取決於觀察者的位置。由於-個SLM像素格可能不只包含—個次全像影像的資訊，還可此包含多個次全像影像的資訊，因此可以計算在位置挪上的舊的點的SH和在同樣的位置xyz上的新的點的sh之間的差別。在本發明的一個頁不的-個㈣中’這個差異次全像影像接著可以在⑽上重新進行編碼。在‘、、、員不益内#或外部的電路組件會接收3D影像資料，這個資料包括有每一個框格的—個色彩或光強度對«料和-個Z軸緩衝區對岸資料。它會計算物祕之議，如圖20中咖解。之後，更新了的顯示_會崎像轉熱_式_給_㈣全雜鮮元。如圖個王像轉換單π都會傳送祕於重建點或絲在⑽上進行編碼的點的3D差里〜.、'^>像為料。如果一個特定叢集的連續框格的顯不資料之間沒有差異、或傳送資料給全像轉鱗元，麵可4略縣異，舰不須要統中用來赶SHI) ^咖纽M概率。系功能和-输卡t _ “啦偷”，它可能包括運算執行的第-敏作是^再將這些次全像影像傳送給每—個叢集。叢集所疋处理所接收到的資訊，將全像影像資料與有關SHD的 58 200912888 大小和位置的資料分開。叢集的工作還包括將SHD寫入到適當的RAM像素格中，使SH可以正確的顯示在適當的SLM位置上並且具有正確的大小0 除了次全像影像SHd (或者是一個新的框格的SH)之外，次全像影像以像素數表賴大似及它在顯示II叢集巾的位置也可以指定。在全像顯示叢集中（如目20中的範例所示）有一個分解器，它會將計算出來的全像影像顯不貧料分解為次全像影像資料以及大小和位置資訊。後面這兩個值的目的是用來計算次全像影像在RAM中的位址範圍，使次全像影像sh或 shd的資料可以被寫入到叢集中的正確SLM像素格上。常見的SLM是主動矩陣式顯示器，它的像素格必須持續更新才不會讓資訊流失。如果只有新的内容會被寫入到SLM上，則其他區域中的資訊將會流失（例如，請參閱圖19 :其中的四個黑色圓點將不會再出現基於這個理由’在這種情況下可以使用一個特殊的隨機存取記憶體（剛來使輸入側只會寫入新的SH或SH。，而在輸出側則會完整的讀取整個記憶體並將完整的資訊寫入到SLM上。雙埠麵或其他允許同時讀取和寫入的記憶體系統所能夠發揮的作用（如以上所述），即可以應用在這樣的目的上。輯3D景象中的變化情況’將會傳送哪些點的資訊，這會在内容產生早π中決定。因此’減少資料流嶋作會在㈣被傳制全像顯示裝置之前就會執行。這些資訊可㈣任何轉傳輸，因為次全像影像會有額外的資訊加㈣充，如以上所述。這纽上是掃機之_差異，就像先前的專利的視覺化系統中的資料傳輸一樣。 59 200912888 在用戶側，也就是在内容已經產生後，資料是否要傳送的—個決定會在=貝料開始傳送之前先行決定，如本發明的顯示設計中所述。如果内容已經完全改變，像是在一個場景轉換之後或者要顯示一個完全不—樣的景象的情況下，將會有非常多的對應於各個犯物件點的次全像影像必須傳达。典型上來說’我們可續言：—個SLM的麻度越高，崎送次全像影像來取代傳送整個全像影像的優點也越明顯。 H.在像素空間中具備有運算功能的顯示器在本發明的-個顯示設計的一個進一步的範例中，有一個顯示器會用來顯示影«料，這可能是—般的顯示或者也.是已經根據光強度對應貝料和緩衝區對應:諸計算出來的全像影像顯示資料。先前的專利中的顯不◎在先天上齡]題是，它們需要不是與齡電路組件佈置在同一基板上的電路組件。這麵外的電路組件必須佈置在顯示器基板之外的一個單獨的基板上。這會導致—些不利的性f，像練大的裝置體積和重量。 U費者錄追求的攸更輕、薄、短、小的顯示裝置。如果採用一個手 Z是圖25中所示的手段，這些像是裝置體積較大和重量較重之類的問迎刀Γ解。如果將運算單元佈置在靠—的各個像素的地示計算時的時間延遲（這已經由運算單元針對顯會帶來極大:術賴峨將度也可能帶來軍事上的優勢。；軍事__置中’紐的裝置性能和速在圖25所示的顯示器中，器的各個顯示像素之間、或者在運鼻功能會在齡H的各個叢集處，在顯示顯不器的各伽歸像料的㈣執行^ 用 200912888 來執行運算魏的魄在編糧板所蝴—基板上。在圖25 :，用於運算魏請會執行各種運算號。對__的人來說，其他的範例自不必多加贅述。吸收在電腦圖形中，“吸收咖lusiGn)”這铜語絲說明—個較靠近視平面的物件遮蔽（或吸收）_個較遠離視平面的物件的方式。在卻頻不器的圖形管財’人們會_—觀_除_式在進行郎和試映之前先行移_藏的細。而在全像的環境中，“吸收，，的齡設計會牵涉到必須確保轉虛擬觀察者贿較近的物件點會遮蔽沿著相_視線上距離虛擬觀察者視窗較遠物件點。我們對一個全像顯示器所希望的吸收行為的-個範例如圖29所示。在圖29中，從所示的眼睛位置，應該不可能看得到立方體的厚度側，因為這一面被立方體最靠近觀看者的-面吸收了。如果爾的大小有眼睛瞳孔大小的數倍之大，舰看者將可轉不_方向看這個立方體，以便能夠看到独立方體的厚度侧。但如妓—個簡單的魏齡設計，這個立方體的厚度側將不會在SLM上進行編碼’所以即使觀看者改變觀看方向，觀看者還是看不到立方體的厚度側，_它並沒有在slm上進行編碼。在圖30中，觀看者從-個不同於圖29中所示的方向來看這個立方體 61 200912888 •力有針對ΓΓ方體的厚度侧。但如果是—個簡單的吸收顯示設計，如果柯敎妨魏處理，独立__地不會在 ^馬’所以圖30中的觀看者還是無法看見立方體的厚度側，因為匕並〉又有在SLM上進行编保.m上所屬的物件點進行重建，因此軸4沒有_ 29中的立棚厚度側的物件M 〇圖3G也沒有這個立方體的厚度側經過重建圖3〇中所示關題的—個解財法是將分柄然後針對每-個而區段來重建各個物件點。每一個簡區段的大小最好大致和人類眼睛的瞳孔大小相當。在圖31中從眼目月位置卜觀看者將可以看到物件點1但不能看到被遮蔽的物件點2。而從眼睛位置2，觀看者將會看到物件點2，但看不到從這個位置和觀看方向所無法看到的物件點1。因此，從眼睛位置2, 觀看者可Λ看到在從眼y位置i觀看時會被物件點1遮蔽的物件點2。物件點1和物件點2在次全傻旦彡後〗i ^ 了。不過，在圖32中，從眼睛位置1和眼睛位置2都可以看見重合的物件點1和物件點2 ’因為它們在次全像影们和次全像影像2中也都分別重合。另外，吸收也可以在構成緩衝區對應資料和光強度對應資料的階段中進行。在這種情況下，最好針對每—個眼睛（也就是針對每一個虛擬觀察者視窗）各組織-個成對的緩衝區對應資料和光強度對應資料。 62 200912888 在本文件所包括的本發明的顯示置在像素矩_嫩瞻种，魏會利用由佈 .上、但丁的s十算來實施。這些電路组件可 ^括TFT。吸收也可以利用由佈置於和像素矩陣所在的同-基板在像素矩_外的空間中的電路組件所執行的計算來實施。- j.顯示卡的功能 -侧形處理單元’或稱GPU (有時也稱為視覺處理單元或_，是一個個人電腦、，、_主_—_ _罐置。現代的GPU在操縱及顯糊嶋面非常有效率，崎職並行化的架構讓它們在-系列複雜的運算上比典型的咖更為有效。

現代的圖形處理單元_會將它們大部分的電晶趙用在與3D電腦圖形有關輯算上。它們最早是时加速f要密歸取記髓的工作，如紋理映射和呈現多邊形，後來有加上一些單元來加速幾何計算，例如將頂點轉譯成不同的座標系統。近年來GPU方面的發展包括支援可程式著色引擎，它可以透過_斤支援的許多相同的操作、超取樣、和内插技術來操縱頂點和紋理’以減少疊影，並具有極高精密度的色彩空間。除了 3D的硬體之外，現今的GPU也包括有基本的沙加速和影格緩衝區的能力（通常採用—個視訊圖形陣列（VGA)相容模式另外，大部刀從1995年以後所生產的GPU也都支援γυν色彩空間和硬體重疊（對於數位影像播放非常重要），而許多在薦年以後製造的Gpu也支援有 63 200912888 專豕n (MPEG)基元’像是動作補償和反離散餘弦函數轉換 ^)。最近的顯示卡甚至可以在卡上直接進行高清晰度視訊的解碼，為中央處理單元分攤了-部份的工作負荷。情色彩空間的版本以一個光度和兩個色彩分量的觀點來定義—個色彩空間。.色彩版本適用胤、 NTSC、和SECAM複合色彩視訊標準。在本員申。《所主張的全像顯示的環境下，顯示卡功能的料牵涉到確保以上所述峨咖蝴___物継，而這裡所稱的顯示器可以在像素矩陣所在的空間中執行所有的全像計算，或至少有一 =全像物W翻輪物㈣彳^，獅將著色引擎设計成可以透過CPU所支援的許多相同的操作、超取樣、和内插技術麵縱頂點和紋理以減少疊影，並採用極高精密度的謝間，來加速需要检集存取記憶體的工作，如紋理映射和呈現多邊形，以便加速幾何計算，像是將頂點轉譯為不同的座標系統，並執行牽涉到矩陣和向量摔作的運算。在計梅㈣，GPU純細喻議·,複雜的運算上比典型的™更為有效。此外，根據上述構想，本案之全像顯示器也可以疋不會在像素矩陣所在的空間中執行全像計算的一個顯示器。、在本射騎錄的全_補環境下，顯示卡舰的設計也可能牵涉到採用-個由佈置在像素矩陣所在的空間中、或在像素矩陣所在的*門之外但在與像素矩陣所在的同一基板上的TFT所執行的3β著色管線 (RenderingPipellne)〇„_#^^„_^ 3〇 ^ 如㈣的功能’像是執行著色引擎的各種功能，將從先前的專利所採用 64 200912888 、’卡轉移到設置在液晶面板内的τρτ上執行。此外根據上麟想H全賴㈣切以在的空間中執行入##* 疋不曰在像素矩陣所本宰之全像θ t D异…個顯不器。或者’同樣的，根據上述構想， ==也可以是—個不會在像素矩陣所在的空間中執行全像計雜輪—㈣一來執行全 Κ. 2D □ 3D 轉換在—個2D □ 3D轉換的謝，來自—對觸彡像的—個第一影像和-個第二影像會傳送給顯示裝置，其中全部或至少—部份的全像計算會在像素所在的空間中執行，或者是在像素所在的基板上執行。沙□肋轉換計算可以術蝴麵謝、槪_嫩上的電路組件上進行，或者可以袖來產生緩衝區對„料和色織輯應資料以傳送給顯示器的電路組件上進行，或者也可以在位於熟悉這類技術的人都清楚的其他位置上㈣馳件上進行。第二_輸的影像可能是這兩個立體影像之間縣聰像，因為—健卿像通常將只會要求比—個完整的影像更少的資料。如果是進行三維立體視訊顯示，第—影像本身可計算能以現行影像絲自-侧早的_刻度的雜之朗絲表示。同樣的，第二影像也可能以現行影像與來自一個稍早的時間刻度的影像之間的差來表示。顯示裝置接著可能利用這個技術領域中用來在2D與三維立體（汕） 65 200912888 1進仃轉換的已知計算程序，根據所接收_資料計算出—個具有相應的_對應資料的二維⑽影像。如κ轉它會需要有以三屌辛

^ '、至現'並伴隨有各自對應的緩衝區對應資料的三個2D 疋色v像冑應於2D影像和緩衝區對應的資料接著可能由用來顯示全像 4的物嫩。$峨恤謂地爾_編碼。為有放的利⑽輪败，在這辦、統中傳輸的資料可能接受已知的壓縮程序進行壓縮’並在顯轉置上進行相應的解壓縮程序。在其中執行2D □ 3D轉換的電路組件可能有權存取一個包含有一組已知的3D形狀的資料庫，在這個資料庫中它可能會嘗試匹配它所計算出來的3D貝料’或者它可能有權存取一個包含有一组已知的沈外形的資料庫’在這個資料庫中它可能會嘗試匹配輸入的2D影像資料。如果與已知的形狀之間發現有良奸的匹配吻合，將可以加速計算過程，因為沈或汕影像之後可能以一個相對的已知形狀來表示。3D形狀的資料庫可能會儲存有一組（例如）運動明星（像是頂尖網球明星或足球明星）的諸如臉部或身體的形狀，以及頂尖運動場地（像是知名網球場或知名足球場）的完整或局部的形狀。例如，一個人的臉部的一個3D影像可能會以顯示裝置所存取的一個影像、加上面部表情的變化（例如’可能是微笑或皺眉）、再加上諸如頭髮長度的某些變化（因為頭髮的長度在取得儲存的資料後可能會增長或剪短）來表示。顯示裝置有權存取的資料如果出現有非常明顯的差異使得它清楚顯示出顯示裝置所有權存取的資料已經過時，例如，一 66 200912888 個人的頭髮長度已經顯著改變以及儲存的資料已經有—段报手的時門可以由顯示裝置進行更新。如果用於計算的電路組件碰到nH 2 像而在它所有權存取的資料庫中找不到可以良好匹配吻合的形狀，則= 將這些新的形狀加入到記錄中。、β、肋□ 3D影像轉換也可能根據一個單獨的、非自動立體照相的肋影像，利用這個技術領域中6知_於執行這類轉換的程序來執行。接著= 以將3D影像資料（緩衝區對應資料和色彩對應資料）傳送給顯示器來^ 行全像計算並顯示出來。 —上述的2D □ 3D轉換可能適用於將用來在一個全像顯示器上顯示的貢料，在這個顯示ϋ上全像計算會在佈置於像素矩陣所麵空間中的電路組件上進行’或者至少有一部份的全像計算會在佈置於像素矩陣所在的空間中、或在像素所在的基板上的其他位置的電驗件上進行。 L·視訊會談（3D Skype™) 根據第E3660065號歐盟社群商標⑽c〇m_ity Τγ_ 申請案我們知道Skype可以透過—個全球化的網路提供網際網路語音點對點（V0IP)通訊、以及樓案分享、和即時訊息服務；也就是透過一個電腦網路提供通訊服務、髓分享、以及即時訊息服務。根據第Ε45·84號歐盟社群商標⑽c〇_nii：y Trade Mark)申請案’我們知道Skype™ T以為他人提供電腦服務和軟體開發，也就是用於 67 200912888 電信及網際網路語音協定（VOIP)應用、資料傳輸、及即時訊息服務的電腦軟體及硬體設計；為他人建立及維護網站；在一個用於全球化電腦網路的黾腦伺服器上控制他人的網站；安裝及維護電腦軟體；提供可供線上暫時使用、不可下載的電腦軟體以允許用戶使用V0IP通訊服務；提供線上軟體供他人下載以允許用戶使用V0IP通訊服務。根據第2358090號英國商標（UK Trade Mark)，我們知道Skype™可以提供網際網路存取、人π及快取服務；電信及電信服務；網際網路協定 (IP )服務；網際網路語音協（“VoIP”）服務；電子郵件及網際網路通訊服務；經由第三方的電信服務；網際網路協定（“ιρ”）對數值電話號瑪以及數值電話號碼對“ιρ”對應映對系統及㈣庫；網域及網域資料庫系統，&㈣腦資料庫存取時間（由網_魏務提供者提供）。上述的任何服務都可以結合一個可以利用佈置在像素矩陣所在的空間中的電路組絲執行所有全像計算、或至少可以佈置在像素矩陣所在的工間中的電路組件來執行—部份全像計算的全像顯示时提供，除了

Skype提供# VOIP服務之外’還可以提供一個，網際網路語音及全像影像協疋（刪IP)服務^在這種情況下，以上所述的程序可以由位於液晶面板中的TFT來執行。此外，上述的任何服務也可以結合一個不會在像素矩勺二門中執行全像計算的全像顯示器來提供，除了提供的矛乃之外還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定（VHI0IP) 服務。此外，同;1¾ & (^丄、 7的，上述的任何服務也可以結合一個不會在像素矩陣所在的工間巾執仃全料算、但會利雜於與像素轉所在的同—基板上的 68 200912888 電路組件來執仃全像計算的全像顯示器來提供，除了淡卿™提供的ν〇ιρ 服務之外，射以提供—個崎轉語音及全像影雜定（刪⑻服務。此外，/樣的，上述的任何服務也可以結合任何全像顯示器來提供，除了 ype提（、的V0IP服務之外，還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定（VHI0IP)服務。 .此外，上述的任何服務也可以結合—個不會在像素矩陣所在的空間中執行全像計算的全像顯示器來提供，除了提供的聰服務之和射讀供路語音及全像影像就⑽贈）服務。在以上所述的服務中，刪IP可以以網際網路語音及視訊全像影像協定（VVHI0IP)的形式來提供。刪ιρ或精黯可以以即時或近即時的方式提供，且&些網際網職定可以允許在全都使財全像顯示器的兩個人之間進行即時或近即時的全像視訊通訊。 - M·編碼補償在傳統攝影術中，曝光補償是一個用來針對可能會導致呈現—個不良衫像的其他因素’來對-個計算出來的或計晝使用的曝光值提供補償的技術。這些會造成影響的因素可能包括一個攝影系統的内部變異、據鏡'非標準處理、或刻意的曝光^足或曝光過度。電影攝影師也可能會針對快門角度或軟片速度的改變、或者其他的因素來施加曝光補償。在攝影術中，許多攝影機都會包括有這樣的功能以便讓使用者可以自動調整所計算的曝 69 200912888 光值。補償可以是分成乡賴正郷（增㈣光）或者是_償（減少曝光）’通常每一段會增減1/3或1/2格光圈⑴設定，通常最多可以朝增減（正負）方向作二或三段的調整。就光學上來說’從鏡片的有效焦距的觀點來看，—個光學祕的f數絲示曈孔（細）開孔的直徑。在攝影機上，f數值通f會以多個分散的格位來調整，稱為f設定。每—格“設定，’都標示有相應的【數值，且每-格都表示相當贿-格的—半的光強度。這相當独―個2的平方根的倍率來減少曈孔及光圈開孔的直徑，因此會使曈孔（光⑴的面積減半。曝光補償會在當使用者知道攝影機所自動計算曝光值將會造成一個不理想的曝光時採用…個以明亮的調子為主的景象經常會造成曝光不足，而一個以陰暗_子為主的景象舰f會造祕光過度。—個經驗豐富的 «師會知道什麼狀況下會有這種情況發生，並且知道要施加多少的^償才能獲得有完美曝光的相片。 /上述的任何魏都可以結合—個可以在像素鱗所麵同—基板上執仃所技像計算、敍少可在與像素矩陣所在的同—基板上執行—部份全十算的王像顯不益來提供。上述的任何功能也可以結合一個可以在像素 = 纖[㈣'和梅矩陣所在的 ^中，分全像計算的全像顯示器來提供。此外，上述的任何功能也τι 口任何全像顯示器來提供。補償可以在編碼步驟中或編碼步驟之 200912888 N.眼睛追蹤々王^置可能具備有針對—個或多個觀看者的眼睛追縱功能。這對於 =個7峨看_的尺寸極顿纽尤財利（例如躺寬幅只有幾毫 1月况）1們偏好_—條獅料置透過多個追蹤步驟來使用者的 1) 透過制使用者的臉部來限定搜尋範圍 2) 透過偵測眼睛來限定追縱範圍 3) 追縱眼睛的位置 ==目立賴職_魏純雜置_麵的計 ==模組運算後’模組會回傳每個眼睛相對於-個_ ^ 的X、7、及Z軸座標。雜座標可以（例如）这 =ΓΓΓ输獅树崎⑽辑顯禱為了追蹤一位觀看者的眼睛，SLM y轴方向上（也就是在面板的平面上）面板上的全像編碼可以在X及/或移位。根據所_的全像編碼方法 71 200912888 的朋（例如ID編碼）’最好應透過將整個全像編碼内容在聊上朝X 或y軸方向移位來執行-個側向方向的眼睛追蹤。在進行㈣的全像編碼之前，計算模組會計算出全像影像資料相對於腳在χ或y抽方向上的偏移罝。觀看者的眼睛的孕由座標會作為一個輸入提供。為了追縱-位觀看者的眼睛，SLM面板上的全像編碼可以在χ及/或 y轴方向上（也就是在面板醉面上）移位。聽也可以透過使持續昭亮的光職额看纽置的轉_步鶴錄行。獨發光的光較 =直：致的光線是在有極窄的開孔而由非-致_射的點線。饱，㈣场㈣麵觸一致的光 xg二：一個液晶顯示器的像素所構成，則可以進行編址並且可以配合觀看者的位置即時調整。〇.像差修正牡示s禋頸的全像轉換的-個凹凸透鏡陣列中、疋用來修正則責執行傅立葉像差。像差效應會喝播到觀看::陣列她^ ™過空間光_的編碼來進行動態修度而異’並且計算之外奸執行，—朗麵總 / ^㈣立於全像後，總和_像和像絲正魏可為止。錢個步驟之像差修正物崎過分 ^° 概視表⑽）來執行。最終的 72 200912888 全像影像計算值最好只在有總和全像影像可供使用以後透過複乘法來調制。關於像差修正的一個顯示設計的範例如圖33中所示。在圖犯中，像差修正會利用位於像素矩陣所在的空間中的電路組件來執行。不過，在其他的f月况下’像差修正則可能利用位於像素矩陣所在的空間以外的位置、但在與像素矩陣同一基板上的電路組件來實施。 P·光斑修正在某些種_全像顯示H巾，光_正是絲減少韻除隨示器的不同區域之_光學-致雜度過切造成的光斑。光斑效應可以透過空間光_器的編碼來進行動態修正。修正運算可以獨立於全像計算之外並行執行，-朗產生總和全像影像的步驟為止。在這個步驟之後，總和全像影像和光斑修正對應可以一起進行調制。光斑修正運异可以透過分析方式或利用檢視表_來執行。最終的全像影料算錄好只《總和全像影像可供使㈣錢過複乘法來調制。關於光斑修正的-個顯示設計的範例如圖33中所示。在㈣中，光斑修正_位於像素矩陣所在__路組件來執行。猶，光斑敎也可能侧議_她_卜_、自一基板上的電路組件來實施。 Q.全像顯示器的數位版權管理技術（_)解碼 73 200912888 /、應、.’α個全像顯示器的内容眘祖叮处士 < 會接收到有編竭加密的内 &麵保& ’也就疋顯不器個針對在2D顯示1見數位内容保護協定（耐）是一清晰度多嬋體Ύ 的共同鮮。具備有卿解碼功能的高某^面⑽J)接收器通常位於電路板（PCB)上。值^ u ，打』電子系統的印刷的影輸細_儀到面較輸電路_她==〜細6靖料傳在本發明的一個題干4 & 位於像素矩陣中的電路組ΓΓγ個範例中，解碼和全像影像計算是利用一步的範例令，解碼和在本發明的一個顯示設計的一個進件以一個分散的概念來執Γ是利用錢在像素矩陣中的電路組取所有經鱗咖⑽細—錄置可以截板的電路圖並且=解石馬的資料，那些想要規避麵的人必須必須知道面 ^、’义顧接叙分餘整侧㈣的貢獻。馬的貝料。這對於改善麵的_確實有非常卓著 U的軸7^相_個進—步的細是會利用位於像素轉所在_ 4 %王像'讀什异位置上的·細墙馳㈣細恤陣以外的執仃。本發明的一個顯示設計的—個進—步的範例 74 200912888 是，解碼和全像影像計算會利用分散在整個像素矩陣所在的基板上的電路組件（包括位於像素矩陣以外的位置上的電路組件）來執行。 R. 2D顯示器的數位版權管理技術（DRM)解碼供應給-個2D顯示器的内容資料可能有受順保護，也就是顯示器會接收到有編碼加㈣内容龍。高頻寬触内容倾財（証p)是一個針對在2D顯示器上實施臓的共同標準。具備有就p解碼功能的高清晰度多舰介面咖）接_常位於⑼__減的印刷電路板⑽）上。紙德上❸―個細嫩從_職子系統到面板的繼嶋犧她術彳。树抑細__傳輸電路組件的電路接通來截取解碼過的資料。毛月的個顯不5又5十的—個範例中，解碼是利用分散在整個⑽ 破上的電馳L細概_彳㈣。目崎上並不會有任何一個位置可以截取所有經過解碼的貝抖。如果在面板上的不同區位採用不同的解碼密鑰’則解碼密錄的破解將貧戈奸更加困難。因為面板上並沒有任何連接器可以用來從面域取、, 鮮馬的資料，那些想要規避DRM的人必須必須知道面板的電關並且 ,,A 、連接廣泛分散在整個顯示器上各的部立、夕個TFT電晶體才能存取經過確實有非常卓著的貢獻。 &的資料。這對於改善醒的保護在本發明的一個顯示設計的— 運一步的範例中，有一個2D顯示裝 75 200912888 基㈣—個崎（爾在像素_中或者在 =:電路組件來執行解碼計算。這樣的電路組件比位於顯示的電馳件更胸存取。這也有助於改善醜的保護。 s·在與財觀路連接的硬財執行鲍應用程式原則上，輸體的物份也可糊電腦硬體來獨立執行。在本發明的-個顯示設計的—個範例中，—個可以糊軟體來執已經改為分—μ面板的整健板上的組件在硬體執的電路組件可能是位於像素矩陣中，或者可能位於像素矩陣所在的反上但在像素矩陣以外的位置。Μ面板可以是用於全像顯示器、或者用於2D顯示器的SLM面板。 T.採用多個微稜鏡的可變光束轉向針對-個可喊雜看麵觀看麵睛的位㈣全軸㈣，投看者或觀看者眼雜置的“可變光束轉向，，會_—射⑽光束進

加以控制的轉向的微稜鏡陣列來執行。而這個“可加以控制的轉向，，L 連續可變的。追蹤會透過-個位置偵測和追„統來執行。稜鏡的性質= 以可將域在—個或兩個較上進行轉向的方絲進行㈣。兩個维度二光線轉向可以利舰列的兩個微稜鏡陣列來進行，例如 & 、^、干一個陣列 76 200912888 中的棱鏡的縱軸設定在與另一個陣列中的稜鏡的縱軸呈一個有效角度的方向’例如大約90°。針對不同的應用，這樣的幾何配置考參見第 US4, 542,449號專利中的敘述（合併在本文件中做為參考）。圖34顯示出光線會根據稜鏡的性質來以一個較小或以一個較大的角度進行偏導。這此稜鏡可能是可以根據所施加的電荷來改變偏導角度的液態微稜鏡〔例如 “採用電濕潤微稜鏡進行靈活的廣角光束轉向”文中所述，Heikenfeld等著，Optics Express 14，pp. 6557-6563 (2006)，（合併在本文件中做為參考）〕’或者是可以控制光束轉向的其他已知的稜鏡陣列。如圖34中所可見的，平行的光線在通過SLM和稜鏡遮罩時會根據稜鏡的性質而被偏導。這個程序的一個優點是，可以在光線通過稜鏡之前先行減乂各種光學效應（例如透鏡的像差）。這種方法適合用於將置於觀看者或歸者輔處的應肚。在另外的—纖射，在稜鏡陣列之前或之後加設-個聚焦的手段（例如—個傅立葉透鏡_)將可以協助將光線匯集到vow上。當一她察者改變他的位置時，稜鏡的偏導角度可以隨之進行調整（例如透過調魏加在液祕舰陣壯的賴）。這個偏導肖度是可以連續改變的。而這些稜鏡並不-定都有相同的偏導角度。另外，它也可以針對每 -姻稜鏡個別進行控制，使每一個稜鏡可以有不同的偏導角度（例如用來進行Z軸追縱），也就是使離開稜鏡陣列的光線可以大致匯集到爾處，因為贿與顯示器之間的距離將會因為觀看者移動到更靠近顯示器或更 77 200912888 遠離顯示器的位置而改變。稜鏡角度的計算在進行時可能會將使用者的位置納入考慮。稜鏡角度的計算可能會由位於SLM的基板上的運算電路組件來執行（轉物件點的重建樣）’或者利用設置在稜鏡陣列基板上的運算電路組件來執行。而如果SLM的基板也可以用來做為稜鏡陣列的基板，則並不須要有—個獨立的稜鏡陣列基板。位置瞒準裝置與SLM之間需要有一個通訊介面：例如，這個介面可以是一個序列介面。如果用於計算魏_偏導角度的運算電路組料是在魏陣列的基板上’而是在SLM的基板上，則兩個基板之間需要有—個資料連接線路，使稜鏡陣列的電極可以利用計算的結果來進行控制。除了用於控制稜鏡的計算之外，我們還必須施加一個“相位修正，，針對因稜刺造她‘‘《，’（或稱“她不賴，，）的現象提供補償。否職鏡陣列所呈現出來的效果會像是—個閃耀光栅—般，也就是通過不同棱鏡的波前的各個部份會有不同的光程距離到達處，因此呈現出來的效果會像是，格柵—樣，而改變稜鏡角度會影_不同的繞: 級上所分布的能量。這個相位修正可以由⑽在它的全像影像編碼功能外執行。通過這兩她件（也就是魏_和M)的光雜據每—個彳件的功i會進仃-項複乘法。經過修正的相位對應龍巾包括有微棱鏡丨列所而的她修JL.全像影像會㈣來鍵物件關代表⑽像素格狀丨的值’包括相⑽正的值’來進行編碼。 78 200912888 以上所述的功能也可以套用在全像影像是在一個投影式設備中產生的情況’這裡所稱的投影牵涉到在稜鏡陣列上構成一個SLM影像，而所需的 3D景象的重建則發生在的前方，據以形成—個相#於在這個技術領域中已知陳影設備的設備。所f輯算和設儲似於社騎，對熟悉這類技術的人自然熟知而不必贅言。必須針對稜鏡陣财的各個棱鏡的偏導角度、以及用來修正因此所造成的相位不連續的相位補償進行計算。棱鏡陣列的相位補償可以在於稜鏡陣列上形成Μ時提供、或者以—個置於稜鏡陣列附近的額外SLM來分開提供。為了可以進行投影，則可能是可以透光的而稜鏡陣列則可以反射、或者SLM可能是可以反射的而棱鏡陣列則可以透光’對熟悉這類技術的人自然熟知而不必費言。液態微棱鏡如輸職稜鏡進行靈㈣廣聽束轉向”文中所述〔Heiken脇等著，0ptics Εχρ_ 14，卯.挪―綱（_)，（合併在本文件恤為參考）〕。這個技術被稱為“電濕潤”（el_wetting 或e—咖观）。在這項技射，由—種翻導驗體和另-種流體（例如空幻之間的雛面與—個包財不親水絕緣的電極所構成的接觸角是施加在電極上的電壓差之於透明導電液體的—個函數。個別控制施加在兩個各包覆有不親水絕緣的電極（每—個電極分麟成—個電测像素格的側壁，每個側壁與由另—個電極所構成的另一個側壁兩兩相對）上的電壓，可以用來㈣這個接則’並由此鋪#縣在穿鱗雜時的轉向。利用電濕调稜鏡來達到光束轉向目的的其他配置對熟悉這類技術的人自然熟决而不錢α縣轉向角度會顧施加到位於每—個魏潤像素格陣列 79 200912888 的不同側的不同電極上的可變賴差來進行控制第一製造程序概述在本發明的—個顯示設物膜半導體顯示裝崎本結構中，提供有個顯不部件，其中的電路組件佈置在頻n 員不精的各個像素之間的空 ?基板上的其他位置，用來執行與將資料顯示在裝置的顯示部件上有關的各斷算。·部件、叹麵示部絲_或者麵板上的其他位置上料執行計算的電輪件，整合佈踩基板上。轉侧來驅動上顯不部件的電路組制可_置細示部件的週邊，但健合在同—基板〇用來操作空間光調制器的TFT電路組件，以及諸如用來執行邏輯運算的其他電路組件，則可能以—個如以下所述的方法佈置在—個基板上，這個方法類似於第（JS6，153,893號專利中所述用來製做一個不同的裝置構造的方法；US6,153, 893號專利整體合併在本文件中作為參考。其他的方法對熟悉這峨術的人自鋪知而不必贅言。這個基板可能是—個大面積的基板’且基板可能是—種合適的玻璃材f觀。玻璃基板，其經常採用的處理程序傾向於偏好低溫處理，至少就Si裝置製造技術的標準而 η。而諸如在大約l〇〇〇cC進行用來產生裝置的閘絕緣層的矽的高溫氧化處理程序則傾向於與低溫處理程序不相容，這個處理程序的典型溫度大約侍從350°C到700°C的範圍。 200912888 像素電極和用來進行開/關的薄膜電晶體排列在顯示部件t的一個矩陣内。用來構成電路元件的薄膜電晶體則佈置在顯示部件的各個像素之間或者在基板上的其他位置，或者可以佈置在整合在同—基板上的顯示器驅動部件中。薄膜電晶體可能是下閘極式，包括有—個閘極、—個形成在閑極上的-個絕緣層上的多晶半導體層、以及—個包括有在多晶半導體層上形成的-個源極和—個沒極的高漠度雜f薄膜。用來進行開/關的FT可此有-個輪度摻義汲極（LDD)構造，其巾會在多晶轉體層和高濃度雜質薄膜之間插入一個低濃度雜質薄膜。在一個典型_示設計中，顯示部件有—個包括有像素電極的上側部份、-個包括有用來進行開/關的TFT的下側部份、以及可能有一個渡色層、-個黑色遮罩層、和一個插入在上側和下侧之間的平坦化層。若是這種情況’黑色遮罩層會包含有—個金屬線層以便與源極和汲極的高濃度雜質層構成電氣連接。同時’像素電極也會透過金屬線層與汲極的高濃度雜質薄膜構成電氣連接。此外，如果使财—個包含有三原色並以—個時序夕工模式點亮的背光燈，則濾色層可以省略。個具有以上所述的構造的顯示裝置可以利用下列低溫製程來製造。百先，在賴基板上軸閘極。接下來，在閘極上的—舰緣薄膜上形成一個半導體薄膜’然後透過雷射退火將半導體薄膜轉變成—個多晶層。然後k擇ϋ的，、在包括於像素開〆關中的多晶層上形成—個低濃度雜質層，例如透物用—個遮罩層。除此之外，也在低濃度雜質_上形成一個用於源極和雜的南濃度雜質層，並據此構成—個擁有層疊㈣構造、用來 81 200912888 進行開/_ TFT。在此w，胁·元件的tft财透過直接在包括在電路轉雜Η像是胁雜‘計算、或祕觸轉部份）的多晶層上職-侧於源極㈣極的高濃度轉層來構成。最好，可以在包括在電路組件部射的高濃度雜f層上卿㈣執行退切便降低多晶半導體層的電阻。 *當在-個玻璃基板上形觸極後，會低溫下在閘極上的—侧極絕緣薄膜上形成-辦導_膜。這個半導體_接料透過雷射退火轉變成一個多晶層。因此’可以利用低溫處理程序來形成—個多晶τρτ。所使用的雷射典型上擁有-錄短驗長使雷射的輻射可財si巾被強力吸收：-個例子《神分子雷射，但其他也毅已知的。由於它是一個下閘極式TFT，逆樣的結構並不利於耐受來自雜質（像是玻璃基板中的納）所造成的不良影響。謂置區財使料晶半導體層可赠我們製造更小的TFT。在用於像素開/關的TFT中’LDD的構造可以使线漏電流保持在極低的水準。如果賴電流太高，則可能會在__個顯示裝置中產生致命的缺失。相反的，在構成電路元件的TFT中，N通道型TFT和p通道型 TFT可以利用低溫處理程序透過在多晶半導體層上重疊—個高濃度雜質層來同時形成。可以對構成電路元件的TFT執行額外的雷射退火來提高這些 TFT的速度。也可以採用另外的一個構造，這個構造包括有一個濾色層、個黑色遮罩層、和一個平坦化層，以幫助達到更高的像素密度和更高的開口率。可以利用這個製造方法製成的構造並不限於TFT的構造，它同時也可 82 200912888 以適用於於任何已知的構造。第二製造程序概述顯示裝置的基本結構中，提供在本發明的—侧示設計的薄膜半導體有-個顯示部件，其中的電路組件佈置在顯示部件的間，或在同-基板上的其他位置象素之間的空 ,^ __㈣制示在裝置的顯示部 {上關的各種計算。顯示部件、以及用來執行計算的電馳件，整人佈置在基板上。而其侧來鷄_件的電路_可_在顯示部件的週邊，但仍整合在同一基板上。用來操作空間光調制器的TFT電路組件，以及諸如用來執行邏輯運蓄的其他電路組件，則可能以—個如町所述的方法佈置在—個基板上: 個方法類似於第US6，14M67號專利中所述用來製做—個不同的裝置構造的方法，· US6，14G，667號專利整體合併在本文件中作為參考。其他的方法對熟悉這類技躺人自然熟知而不必贅言。可以利輯個製造程序製成的石夕的種_為“賴晶财” ’而它的電學雜在某些方面（或者說在許多方面）可能類似於單晶矽的電學特性。圖11、12、和13顯示出一個可以用來形成適合用於顯示器的（包括使用於像素開/關、顯示器驅動、和邏輯電路組件中的）連續晶粒（⑺）石夕的流程的簡述。基板1101可能是一個大面積的基板，且基板可能是一種合適的玻璃、或石英材質種類。如果顯示器將只用在一個反射的幾何配 83 200912888 置中（像基板並不須要可以透光的一個反射式幾何配置），則可以使用不透明基板，例如原生多晶矽或陶瓷基板。基板有一個絕緣表面。薄膜1102是一個非結晶石夕薄膜，其中石夕的厚度在10 nm到75 nm之間，包括所形成的任何氧化物。這個薄膜可以透過低壓化學蒸氣沈積（cVD)、或透過電漿 CVD處理程序來生成。以下’我們將說明結晶賴餘，但許从他的製程在這個技術領域中都是已知的。先形成一層遮罩絕緣薄膜1103 ,其中的開口對應於基板上所需的CG石夕的位置。以一種包含有Ni的溶液作為用來使利用一個旋轉塗佈製程（在這個製程中會形成促進劑薄膜1104層）所塗佈的非結晶Si 晶化的促進劑。其他的促進劑像是c〇、Fe、Sn、pb、pd、pt、a、或如或類似的物質也都可以使用。在遮罩絕緣薄膜聰中的開口處，促進劑薄膜1104會與非結晶Si薄膜麗接觸。非結晶Si薄膜11〇2接著可以透過在500X到700。(：之間的溫度下進行4小時到12小時的退火，在-個惰性的環境t，或較在—個包含有氫氣或氧氣的環境中生成結晶。如圖11B中所示，在區域11〇5和11〇6中的非結晶& 11〇2會因為 Ni促進劑的催化而結晶。接著形成水平生長區域11〇7和·，這個生長大致上會遍及整個基板々有這些水平生長區域，如·和譲，會用來做為在基板上形成的TFT裝置的作用層4退火完成之後，會將遮罩層1103 «基板上移除。接著進行成形’如nc中所示圖。這會在整個基板上形成島狀的半導體層1109、111〇、和U11(這些是作用層）。_是構成-個互補金屬氧化半導體（CMC)S)電路的一個N通道型抓的—個 84 200912888 =:是構成-個— _ ^構成—個像素矩陣電路的-個N通道型TFT的_ 用層。卜當作用層 1109、inn、4 ini a _ 含有石夕的絕料膜的4 成後，接著會形成包括有—個可，、麵的—個間極絕緣薄膜⑽。間極絕緣薄膜1112的厚度氧:步驟我們應成。 4膜1112可以利用已知的氣相生長方法來生素：==:一。一 —_⑽( =，在3有3容積百分比 „、 *者更通吊的是介於〇. 5 vol%到1〇 ν〇ι%之 ΓΓ.5小時的熱處理。可κ在所使用的嫩混合高濃度的氮氣 ΗΓ:薄膜中的石夕的氧化。除了κι之外，其他含《屬物質像是個/12 F;、Βη、肌' 咖、βα或類似的«也都可《使用。這 ==序爛㈣峨娜促_。獅w是綱所刚物質揮發到環境空氣中而由環境空氣吸收來發生的。閘極 =缚膜1112的厚度在這個氧化過程中會有增大的趨勢。區域· 、和ΠΠ會相應的變薄，這會減低TFT的關閉_電流，並且、進场效移動率以及其他明顯的好處。在經過上述處理之後，接著會在一個含有氮氣的環境中、在贏的 85 200912888 溫度下進行1小時的熱處理’以改善閘極絕緣薄寻暝1112的品質以及閘極絕緣薄膜⑽與區域_、、和仙之___品質。接著會形成-個含有0,2重量百分比（wt%)的&的Μ薄膜，並且會形成-個用來構成-個閘極的原型的電極型樣（後面將會說明）。這在圖U並沒有顯示出來。適合用於這個目的的其他材料，如仏、W、、或 Si也都可以使用。透過對職型樣的表面進行陽極氧化，會形成間極 1113、1114、和1115’以及陽極化薄膜1116、1117、和1118如仙中所示圖。在下-個步驟中，如圖11E中所示，以飯洗方式去除薄膜㈣ (例如使用CHF3氣體），使薄膜1112只會留存在各個電極的正下方 1119、1120、和1121的位置。這時會以一個耐_罩1122來遮覆預定用於-個P通道型TFT的區域。接著透過（例如）植入或電漿沈積方法來加入用於η型材料的雜質離子，如圖11E中的箭頭所示。接著形成n型區域1123、1124、1125、和1126。在這個過程之後，可以將耐敍遮罩1122 移除’並在η型區域上加上-個耐敍遮罩1127來遮覆（圖12Α)。接著可以透過（例如）植入或電漿沈積方法來對ρ型區域1128和ιΐ29進行摻雜。Ρ摻腿域也就是LDD (I域。織可以將遮覆η寵域的耐姓遮軍 1127去除。接著透過一個回蝕處理程序在側壁113〇、1131、和1132上形成氧化矽薄膜。以一個遮罩1133來遮覆ρ型區域，並加入η型摻雜劑來提高沒有被氧化物側壁遮覆的區域中的η型摻雜劑的濃度。將源極/汲極區域的薄膜電阻調整到小於500 Ω的水準，最好是小於3〇〇 Ω。接著在閘極 86 200912888 下方形成-辦'生的或本質上是射㈣道成形區域113卜接著形成構成像素矩陣電路的-個源極區域、一個汲極區域⑽、低漠度雜質區域1140、和一個n通道型TFT的通道成形區域1141 (圖12C)。在圖ΐ2β 甲，雜遮罩1133已經移除並在N通道型TFT上形成—例钱遮罩 1142。進一步加入p型雜質來提高p型摻雜劑的濃度。接著將耐蝕遮罩 1142移除並透過熱處理（例如徐冷爐敎、雷射退火、或_處理）來使雜質離子活化。這可以減少或耻因減理所造成的植入損壞。接著形成-層厚度在20 nm至50 nm之間的Ti薄膜1147並執行採用燈照退火方法的熱處理與^薄膜接觸會發生化學反應而形成石夕化鈦，而形成石夕化物區域1148、1149、和1150,如圖13A中所示。圖13B 顯不出島狀的型樣115卜1152、和1153，這些型樣的形成可以避免石夕化物薄膜區域1148、1149、和_在後續的步驟中由於形成用來連接源極 /汲極區域和配線的接觸孔而被去除。接著形成-層厚度在0.3 μιη到1 μιη之間的氧化石夕薄膜作為第一中介層絕緣薄膜1154。接著形成接觸孔，並形成源極配線U55、1156、和 1157以及汲極配線U58和· ’如圖13β中所示。可以使用有機樹脂來做為第-中介層絕緣薄膜1154。在圖13c中，會在基板上形成一個厚度在0.5 μιη到3 μιη範圍内的第二絕緣層116〇。可以使用聚亞醯胺、丙烯酸樹脂、聚《、聚魏麵胺、或驗㈣來做騎触㈣膜。接著在薄膜絕緣層116G上形成一個黑色遮罩服。然後形成一個厚度在〇 ι μιη到0·3 μιη範圍内的第三絕緣中介層薄膜1162，像是氧化矽、氮化矽、 87 200912888 鼠氧化石夕、或-個有機樹脂薄膜、或是這些材料的層積薄膜。在薄膜謂和薄膜1162上形成各個接觸孔，並形成一個厚度為12〇⑽的像素電極 1163。在-個黑色遮罩⑽與像素電極聰重疊的區域形成—個輔助電容1164，如圖13C中所示。將整個基板在含氫氣的環境中在35()τ的溫度下加熱丨到2小時，這可以對懸浮鍵提供補償，尤其是在各個薄膜的作用層中。在這些步驟之後’可以在同-基板上（例如在相鄰的位置上）形成圖既左側所示的CMOS電路以及圖13C右側所示的像素矩陣電路。可以透過_製造方賴成的觀並碰於任何已知的構造，包括下閘極式TFT。狀而TU套用於第三製造程序概述在本發«麟軸w結構中，提供有個顯不部件，其中的電路組件 ’、間，—基板上的其_，用來執行==素之_ :::各_。顯—，用來執行計算的㈣件㈣師魏㈣顯示部件用來操作空間光調制器的TFT電路财法類似於第哪，759,677號專利中所述―個基板上，這一方法；®，759,677號專利整 Μ—個不同的裝置構併在本謝作為參考。其他的方 88 200912888 法對熟悉這類技術的人自然熟知而不必贅言。可以採用這種製造程序製成的半導體種類是^残，而它的t學雜在某些方面（或者在許多方面都）了此類似於（或甚至超過）單晶石夕的電學特性。這個製造程序可以使電路組件在同—個基板上形成。可以使用多晶石夕做為作用層來產生許多可以用來控制顯示器的各個像素的抓。所產生的其他TFT則可以具有像是閘極驅動電路、源極驅動電路、和訊號處理電路的力月匕在這些TFT中用來做為作用層的是石夕錯，以便提升高速運算的能會加入到品要具有尚速運算能力的電路組件的部份，而多晶&則會用在需要具有低關閉（0FF)電流特性的電路部份。在這個程序中會製造一個包含有一個像素矩陣電路、以及一個驅動電路（在這條财奴-個⑽S轉）駐動_式顯示裝置，而這些王4都在1¾個基板上的一個絕緣表面上形成。這個處理程序如圖6中所示0 如圖6A中所不，準備-個玻璃基板6〇1，然後在其上形成一層氧化砍 602。利用電渡CVD方法形成-個厚度為3〇 nm的非結晶石夕薄膜6〇3。利用成形法在非結晶Si薄膜603上形成一個•遮罩6Q4。形成這個耐敍遮罩是為了遮覆那些將用來形成用於像素矩陣電路的TFT組群的區域。而將用來形成南速電路的區域則不加以遮覆。如圖6B中所示，Ge會利用諸如離子植人、“電漿掺雜”、或“雷射接雜，，的技術來加入。Ge的加入是為了改辦結晶Si細的組成成份以便產生—個均自的sub薄膜（其中0<χ<1)的組成成份。如果採用離子植人技術，則要加入以的 89 200912888 薄膜605將會有植入損壞的風險。因為SiixGex薄膜咖是處於一個非結晶的狀態下。由於在Ge巾的晶格擴散所需的活化能量比在Si中為低，且Ge和 Si在二元合金相位辭在低於舰以τ齡度下會成為彼此的—個固溶體，因此Ge的存在可以用來加速SiixGex舰的結晶薄膜的叫姆*，Ge4Sl的獻（輪峨引=)1 可以被視為是一種觸媒半導體。在圖6C巾’耐餘層603已經被移除並在整個表面上加上—層含Ni 層606 ’如第US5, 643, 826號專利中所述；卿，643, 826號專利整體合併在本文件巾作為參考°Ni是用來做為一種觸騎料以便加速Si或乩也薄臈的結晶。但除⑽以外的元素，像是Co、Fe、Cu、Pd、Pt、Au、或In也可以用於這個目的上。如圖6D中所示，Si和仏也薄膜的結晶可以透鱗冷舰火紐成，在·G的溫度下敎約8小時。這會形成-個多晶Sil_xGex區域6G7和一個多晶域6⑽。這個熱處理也可以姻其他方法來執行，例如像是雷射退火或燈照退火。士圖6E中所示，多晶Sii xGex區域6〇7會在作用層6〇9中形成。多區域608會在作用層61〇中形成。其中作用層609是用來做為將會在後面構成-個驅動電路和訊號處理電路的TFT的作用層；而作用層貝J疋用來做為將會在後面構成一個像素矩陣電路的TFT的作用層。接著利用第US5, 648, 277號專利中所述的一個處理程序來形成一個原極區域、—個汲極區域、和一個輕度摻雜的汲極（LDd)區域；第 200912888 =⑽號翻翅合併在本文針做為參考。町 Γ里程序H個含有2㈣的“ A1树形成一個稍成—侧極的島狀«。接下來，對這個驗«執行陽減 =便在級錄_壁上職—個纽性陽極氡化物薄膜。接著改變溶液來進一錢行陽極氧化以形成—崎致的陽極氧化_膜環繞這些島狀 i樣在〜個方式形成多孔性陽極氧化物薄膜和緊致陽極氧化物薄膜之後，利用-個乾齡法來_閘極介膜。在完成難介電薄膜的侧之後’將多孔性陽極氧化物薄臈去除，藉此來獲得圖7a中所示的狀態。 "中所不m、712、* 713是纟氧化㈣騎構成的閘極絕緣薄膜，714、Π5、和7〗fi 9山七人。 ^16疋由包含&白勺A1薄膜所構成的閉極，而 m、718、* 719咖來糊爾嶋麻蝴。如圖7B中所示’顧來形成-個P通道型TFT的部位以—個遮請遮覆。直餘的部位則將進行n型離子植入以便提供n型導性。如第脇，⑽，抓號專利中所述，將會使用_不同的加速電壓來使所植人的離子在整個深度上的濃度有更均勻的分布。在圖7B中’廷個處理程序會形成絲構成—個驅動電路的—個打通道型TFT的-個汲極區域721、—娜極區域似、一個咖區域卿、

和一個通道區域724。同時也會形成用來構成-個像素矩陣電路的一個N 通道型TFT的-個及極區域7加、一個源極區域您、一個㈣區域 727、和一個通道區域？28。在圖7C +，已經將耐餘遮罩72〇雜並加上一個耐兹遮罩似來遮 91 200912888 覆η型區域。接著利用如第US5, 648, 277號專利所述的兩個加速電壓來植入雜質離子以提供ρ型導性，使所植入的離子在整個深度上的濃度有更均勻的分布。這會形成用來構成一個驅動電路的一個ρ通道型TFT的一個源極區域730、一個汲極區域73卜一個LDD區域732、和一個通道區域733。雜質離子會透過一個退火程序使它活化。伐有艰攻一個第一中介層絕，‘叮…____— /、，丨〜。入/㈣準 _ 形成源極735、736、737柄及極738、739。絕緣層734可以使用從氧化、各儿 Ά Jtr...... 矽、氮化石夕、氮氧化石夕、和樹脂薄膜令挑選的材料製成。用於驅動電路的Μ 現在已經完成。接下來必須完成用於像素矩陣的TFT。在形成源極和没極之後，接著形成-個第二中介層絕緣薄膜74G，然後在其上形成一個包括 h薄膜的黑色料74卜如果我們在形就色鮮741之前先在沒極 739上的位置部份移除第二中介層絕緣薄臈，則可以從黑色遮罩、第二中介層絕緣薄膜、和没極形成—個輔助電容。接著在黑色遮罩741上形成— =三絕緣層薄膜742並在其中形成—個接觸孔，以及在其上形成二個包透明導電薄膜（諸如氧化銦錫）的像素電極743。 ★圖7D中所不，這裡揭露的是__個包含抓的主動矩 6 包括有完整形成的像素和驅動電路，這些電路可能彼 ^二術的人將會清練_ 7D㈣嶋電 …錢類技處理電& 1 彳取代為其他電路，像是訊號極高咐猶⑽軸。鄉崎區域擁有门的以移動率，因此非常適合用於高速運算。雖秋多有多晶秒㈣輪細嫩 ^ 4相較於夕日日矽區域在應用於像素矩 92 200912888 陣TFT巾日夺卻也具有較佳的低關閉（〇FF)電流特性。可以透過這種製造方法製成的構造並不限於m構造，而可以套用於任何已知的構造，包括下閘極式TFT。雷射光源以（例如）GalnAs或GalnAsN材料為基礎的RGB固態雷射光源，由於它們的精巧性質以及它們所具有的高水準光定向能力，可能非常適合用來做為-個全像顯示H的光源。這—類的統包括發光二極體以及由美國加州的Novalux (疆）公司所製造的RGB垂直面射型雷射（VCSEL)。這種田射光源有單束射或陣列雷射的型式供應，雖然每—種光源都可以透過利用繞料光學το件絲產生乡道光束。光束可能會通過錢光纖，因為這可以減少-致性水準，如果—致性水準太高，在用於精巧型全像顯示器中時’這可以避免產生令人不悅的紅處理痕跡，像是雷射光斑。雷射光源的陣列可以是一維或二維的陣列。基板我們必須強調所謂的“基板，’也就是用來製造顯示器的一個材料板塊。這通常會是一個絕緣基板，像是玻璃板基板、或是一個藍寶石基板、或者是一個半導體基板（如Si或GaAs)，但其他的基板像是聚合物板材或金屬板材也是可行的。基板，如玻璃基板或半導體基板（像是Si或 GaAs)，經常會用在裝置的製造中，因為它們可以簡化處理步驟以及在執行 93 200912888 不同的製程步驟的各個設備（像是材料沈積、退火、以及材料蝕洗設備）之間的輸送。所謂的“基板”並不是指稱一個個別個電路板，如同

Shimobaba 等人在 Optics Express 期刊（13，4196，2005)中所揭露的：一個個別電路板並不允許在其上進行可以在一個個別的基板（像是玻螭奴基板）上執行的一系列製造程序。電晶體總數估算本節將說明在-個全像計算將在佈置在顯示器的各個像素之間的電略組件上執行的顯示器中所需的電晶體的數目的估算。在採用-個FPGA的顯示設計方面，全像影像計算包括有下列的各個步驟’其中所示的百分比是表示在FpGA上可以用於特定步驟的邏輯資源的百分比。 γ透鏡函數：加上隨機_位並根據z值來產生次全像影像（4· 5%) C0_計算：將取自相位和度量的各個複雜值轉換為實值和虛值，並執仃光強度的調制（62.5%) •疊加各個次全像影像來構成全像影像（15. 5%) 及=錄編碼：GQRDIG運算法也會时將各恤魏為餘和度如轉換回貫值和虛值，顧於資料剪裁和正常化⑴⑽）百分==憶位元的電晶體數目並不取決於管線的頻率― 在執行像素矩陣中的運算時可能會有所不同。用於疊加和編領 94 200912888 的運算需求將會隨著全像影像的像素數增加而升高。透鏡函數⑽可能會有—些較小的哪來定義取決於z值的次全 «像的大小和透鏡函數的起始倾。所以透鏡函财_個相對較高的固疋㈣體數目狀UJT u及-個取決騎—_鐘週触據透鏡函數所並行驅動的c_c單元數的可變電晶體數目。一般而言，運算裝置（叢集）的大小必須是最佳化的，因為它們的大小越大，在資料傳輸速率中所

能產生的節約效果越小。作另_ f隹处L 另方面，叢集越大，將可以讓計算更容易實現。圖23中嘯㈣㈣—峨了的叢_，因為—罐可能包含有一百萬個電晶體或甚至更多。現在，我們來估算-個全像計算將由佈置在顯示器的各個像素之間的電路組件執行的顯示器所需要的電晶體數目。因為在_顯示設計中 C0醜：運算法需要使用到超過75%以上的資源，因此這個估算將集中在用來執行麵C計算㈣晶體上。本文件中合併了參考文獻〔C_G-A1聊ithmen，Architekt_ _ 咖1池娜

ReaUsierungen mit Anwendungen in der Bildverarbeitung，Dirk

Ti_識，1990〕做參考，摘錄其中的第100頁到第HU頁的内容，來幫助估算C_C所需的電晶體數目。針對脱解決方案，已經開發域用有不同換算的-做㈣ω說單元，而據此所估算的用於一^ 管線的C0RDIC單元的電晶體數目大約是52，咖電晶體。圖2i和22中所示的試算表顯示出針對所規劃的全像影料算（有源自-個2，咖X 1，500個像素的真實空間影像的16，_ X 12,_個全 95 200912888 像影像像素）的估算。次全像影像中的每—個像素都需要進行―個運算’也就是每秒總計要進行挪個運算。卩25 的管線頻率來算，需要有_個並列的ω職單元。叢⑽設計會影響電晶體的數目和設計效能，因為叢集獻，表於分布全像影像轉的資：消耗越多。但是如果叢集太小，在叢射所進行的運算將會沒有效率，因為某些單兀將會大部分時間“無所事事，，而只是徒輯加電晶體數目而已。如果一個叢集包括有丨個透鏡函數單元和丨個ω_單元，將會需要有9800個叢集和6億6千萬個電晶體來進行次全像影像運算。如果一個叢集包括有丨個透鏡函數單元和8個⑶獄單元，則顯示器將會需要包括有_個叢集和5億3千萬個電晶體用來進行次全像影像運算。所以叢集的大小可能會有極大範圍的變化。針對我們的設計範例，我們選擇-個叢集包含有4㈤⑴眶單元和丨個透鏡函數單元。估算的結果，這會需要有·個叢集和5億5千萬個電晶體來進行次全= 影像運算。要找出最理想的叢集大小，必須進行非常精細的設計。試算表中的數子（圖21和22)只是一個大略的估算，但它們卻也顯示出各個參數的主要依存形態。 _)ic (位數對照方法，volder運算法）（c_c也就是“座標轉動數位電腦” _寫）是—種減單*鱗滅的運算法，可聽計算雙曲線和三角錢。由於這裡是將用紐來自相姊度量_複雜數值轉換為實麵虛值（以及反向轉換），也可以_其他的運算法。如 96 200912888 果沒有硬齢㈣（例如，_馳獅舰）賢通常就會採用瞧，因為它只需要小量的檢視表、位數移位、和加法計算。除此之外，若在鐘轉關魏上執行，⑺腿運算法非㈣合驗管線作 =現代的c_c運算法首先在1959年由滅ε. ν〇ι虹提出，儘 g匕牙Henry Briggs早在1624年所發表的技術非常類似。最初，⑺赋是以二進位觀行的，到了㈣年代，十進位制⑽肌已經廣泛應用在口袋型計算機上，它們大部分都不是以二驗制運算，而是以二進位編碼十進位制⑽）運算。C0咖c特別適用於手持計算器，在這個應用方面’它的成本（以及晶片上的閘極數目）遠較它的速度更為重要。在沒有硬體倍增11 (例如’難彻巾）可㈣、或者在f要減少絲執行所需的閘極數目（例如，FPGA中）時，⑽肌的速度通常會比其他方法更快。 C0RDIC是“移位與疊加，，類運算法的一部分，如同從他町如鄉的研究中導出的對數與指數運算法。另—種可以用來計算許多種基本函數的移位與疊加運算法是臟運算法，這是—種用於複數平面的廣義的對數與指數運算法。舉例來說，腦可以用來透過計算Q + ίχ的指數（也就是c〇Sx+ isinx)來計算一個實際角度χ (弧度）的正弦和餘弦。在⑽4 年最先由J.C· Bajard、S. Kla、和J.M. Muller在麵電腦會刊（43 (8) : 955-963，1994年8月）中提出的BKM運算法比C0RDIC稍微更複雜些，但它具有不須要使用一個比例因數的優點。Bkm運算法在本發明的顯示設計中可以用來代替C0RDIC運算法。 97 200912888 運算方法今天，中央處理單元（CPU)和數位訊號處理器（DSP)單元主要採用數位同步邏輯來進行運算。FPGA全像影像運算也可以採用這個方法來運算。由於每個全像影像像素所需的電晶體數目較低，根據運算的步驟，也可以採用其他的方法。以下我們列出一些其他的運算方法的主要屬性：數位同步邏輯（時鐘邏輯） •適用於高電晶體數目 •運算時間短 •時序計算簡單 •有良好的設計工具支援數位非同步邏輯（非時鐘邏輯） •有良好的功率效率 •適用於高電晶體數目 •運算時間短 •沒有良好的設計工具支援 •時序計算困難 P丽（脈衝寬度調變） •適用於低電晶體數目 98 200912888 •運算時間長類比 •主要是在1950到I960年代發展出來 •除用於簡單的高頻用途外，類比運算在今天已經不常用 •適用於極低的電晶體數目 •運算時間短 •精密度有限 •尚度依賴生產參數飄移混用多種技術各個運算步驟的需求各不相同。限，運算方法魅根據實際需求來選擇而定。以下是一些範例。由於諸如多晶石夕電晶體的運算容量有。，最佳的方法將會視精密的裎式設計為減少電晶體數目，右可以採用™。類比轉移需求的運算步驟，像是透鏡函數和編碼，全像影像資料只會伽器可以用於㈣分布，因為真實空間資料和 C_c單元也可來、8位福精密度。有-種特殊設計的非同步可以進-步減少電晶體細功率消耗。每—個步糊—種以上的方法還不過廷可能會增加設計的成本。顯示器種類 99 200912888 ‘、y_、器表面上的電晶體或其他開關所使用的顯示器最好是—種使用在兀件（如電亂、光學開關）的主動矩陣式架構的顯示器 —個綱、㈣屬____==有全像影像計算料太低。制上，有機半導可以使用單帛W^爾概職（聰單體晶心❹晶條鳩她I晴-嫩對於高性能的體或奈米碳管也可以用來做為開關元件的材料。傳統大型顯示哭靈一 απ鴻要有極大的面積用來容納橫列和縱列線路’若採用本發明的方法將可以節省這樣的空間需求。式的顯示器：由於越大_轉上職節省的空間越多，因此我們偏好_下列型 • LTPS式液晶顯示器（lcd) • LTPS式有機發光二極體⑺LED)〔包括發光聚合物（㈣〕單晶石夕只用於小型顯示器，相較於新的方法

，它的優點較少。採用I 晶矽範例包括：

.LC0S •數位光處理（DLP)技術可以用於本發個顯示設計的可能顯示技術名單如下：液晶顯示器（LCD)—類別 LC0S矽液晶 NLC 向列型液晶 100 200912888 TN 扭轉向列型 VAN 垂直排列向列型 FLC 強誘電性液晶 FED (場發射顯示器） SED表面傳導電子發射顯示器奈米碳管發射器（以雜板或塗佈氧化銦锡（⑽的玻璃基板為基礎’但這些只能用來做為光源，因為它讀射非—致性的光）電機系統反射鏡陣列/數位光處理（DLP)技術 MEMS反射鏡（微電機系統），也稱為(微光電電機系統）全像影像計算的方法包括： -檢視表（LUT) _分析式運算一第W0 2006/066919號專利公告中所沭丈的方法，合並於本文件中做為參考0 一光線追蹤方法 101 200912888 轉換類別： -2D轉換 -水平面中的1D轉換 -垂直面中的1D轉換編碼類別： -Burckhardt 編碼 -唯相位編碼 -雙相位編碼 - BIAS編碼 -瞧（最小距離編碼）—每個全像像素使用3細上的μ像素的編碼一個外部全像影像計算單元，可能包括—對高階_或包含有約5 億2千萬個電晶體及500 MHz的管線頻率的一個根據應用指定的積體電路（ASIC)或一個純客製積體電路⑽。為傳送大約測對低電壓差分的資料給顯示器，每—制傳輸可以使酶秒丨⑶出的速果運，也會需要麵覆晶⑽）制及縱舰路軸裝置。如面（Dvn 2 〇在顯不為基板上，則高開/關頻率的部件諸如數位視覺介輸速率來傳^^=_上° 5G倍的資料傳

路的低價位顯)。可以個與顯示11只有少數連接線 •° v、統。這種電子系統大概類似於今天的低解析度2D 102 200912888 TFT顯示器中的電子系統。附註：以上三節概略敘述了可能結合的製造方法而沒有偏離本發明的範圍的特點。在本文件的關巾’所顯示的相關尺寸並不必然符合比例。對於熟悉賴麟的人麵且，本發明的各讎妓敎將是顯而易見的C仍不會超出本發明的細，且熟悉這類技術的人應可瞭解本發明並未過度限定於本文件所附的圖解範例。本文件中包含有多種概念（如“概念A — Γ所述）。附錄⑴包含有可能有助於界定這些概念的内容。熟悉這類技術的人將會非常清楚，揭露—侧既念可能將有祕闡述其他的崎。本文件中的某些絲可能構成本發明不可或缺的-部分’並且將在本文件的其他地方有清楚的闊述。 103 200912888

附錄I 技術入門以下這一節將用來做爲多項用於某些套用本發明的系統中的關鍵技術的基本介紹。在傳統全像技術中，觀察者可以看到一個物件的全像影像重建（這可能是一個不斷變動的景象）；不過’觀察者與全像影像之間的距離可能無關。這種重建，就典型的視覺配置來說’是在照亮全像影像的光源的影像平面上或它的附近’也就是在全像影像的傅立葉平面上或它的附近。因此，這個重建影像有與被重建的真實世界物件相同的遠場光分布。一個早期的系統（如第WO 2〇04/044659及US 2006/0055994號專利中所述，整體合並在本文件中做爲參考）定義了一種非常不一樣的配置，其中重建的物件完全不在全像影像的傅立葉平面上或它的附近，相反的，則是一個虛擬觀察者;視窗區域在這個全像影像的傅立葉平面上；觀察者將眼睛放在這個位置上，並且將只能看到一個正確重建的影像。全像影像會在一個LCD (或者其他類型的空間光調制器）上編碼，並透過一個光學設計照亮，使全像影像的傅立葉轉換就在虛擬觀察者視窗上進行（因此也就是一個傅立葉轉換値接映射到眼睛上）；在觀察者視窗與SLM之間的一個截頭錐體空間中形成的重建物件之後則透過全像影像的菲涅爾轉換在傳播上做更佳的描述，因爲它並不是在透鏡的焦點平面上。相反的，它是由一個近場光分布所界定的（利用球面波前構形，與一個遠場分布的平面波前相反）。這個重建可以出現在虛擬觀察者視窗（如前面所述，也就是全像影像的傅立葉平面）與SLM之間的任何地方或甚至可以出現在SLM後面成爲一個虛像物件。這種方法會帶來多種後果。首先，對全像視訊系統設計者的基本限制是SLM (或者其他類型的光調制器）的像素間距的問題。目標是可以使用能以合理的成本從市面上購得 .的適當像素間距的SLM來進行夠大的全像影像重建。但在過去，這卻由於下列因素而無法實現。傅立葉平面中的相鄰繞射級之間的週期間隔以λβ/ρ來表示，其中λ是照 104 200912888 明光的波長，乃是從全像影像到傅立葉平面的距離’而P是SLM的像素間距。但在傳統的全像顯示器上，重建的物件會出現在傅立葉平面上或它的附件。因此，一個重建的物件必須保持小於週期間隔；如果較大，則它的邊緣將會因爲一個相鄰的繞射級的重建而模糊。這會使重建的物件變得非常小一通常寬幅只有幾cm ,艮P使是使用所費不貲的專用小間距顯示器也是一樣。但若採用本發明的方法，虛擬觀察者視窗（如以上鎖數，這個視窗的位置就在全像影像的傅立葉平面上）的大小只需要像眼睛的瞳孔一·樣大即可。這樣的結果是，即使只有中等間距大小的SLM也能夠使用。同時因爲重建的物件可以整個充滿虛擬觀察者視窗與全像影像之間的截頭錐體空間，因此它確實夠大’ 當然也遠大於週期間隔。除此之外，如果使用一個OASLM ’則不會有鋸齒狀的現象’ 因此也週期性的問題，所以也不會再有虛擬觀察者視窗必須保持小於一個週期間隔的限制。若採用另一種變化方式，這還有另外一個好處。在計算一個全像影像時，我們先從我們對重建的物件的認識說起一例如，您可能有一輛賽車的一個3D影像檔案。這個檔案將會說明這個物件應該從哪些不同的觀看位置才能看見。在傳統的全像技術中，全像影像必須在一個需要密集運算的過程中產生一個直接取自3D影像檔案中的賽車的一個重建。但虛擬觀察者視窗的方法則可以採用一個不同的且運算效率更佳的技術。從重建的物件的一個平面開始，我們可以以物件的菲涅爾轉換的方式來計算虛擬觀察者視窗。我們接著可以針對所有的物件平面執行這個動作，並加總所有的結果來產生一個累計的菲涅爾轉換；這會界定整個虛擬觀察者視窗的波場。我接著再以這個虛擬觀察者視窗的傅立葉轉換的方式來計算全像影像。由於虛擬觀察者視窗包含有物件的所有資訊，只有單一平面的虛擬觀察者視窗（而不是多平面的物件）必須進行傅立葉轉換成爲全像影像。如果從虛擬觀察者視窗到全像影像不是只採用一個轉換步驟而是採用一個反覆的轉換步驟（像是反覆傅立葉轉換運算法），這會特別有利。如果需要迭代運算’則每一個迭代步驟只包括有一個虛擬觀察者視窗的傅立葉轉換而不是每一個物件平面的傅立葉轉換，這會顯著的減少運算的需求。虛擬觀察者視窗方法的另一個有利的結果是重建一個特定物件點所需的所有資訊是包含在全像影像中的一個相對小的部份中；這與傳統的全像技術不一樣（它重建一個特定 105 200912888 物件點所需的資訊是分散在整個全像影像的各處）。由於我們只需要將這些資訊編碼成爲全像影像中的一個明顯更小的部份，這表示我們需要處理和編碼的資訊量遠少於一個傳統的全像影像。這同樣也表示即使是即時的視訊全像技術，也可以使用傳統的運算裝置（例如，成本和性能適合用於量產市場化裝置的一個傳統的DSP)。不過’它也有一些可能不盡如人意的結果。首先，相對於全像影像的觀看距離將非常重要一全像影像是以只有在眼睛處於全像影像的傅立葉平面上或附近的位置時才能看見正確的重建的方式來進行編碼和投射的；而在一般的全像影像方面，觀看距離並不是一個重要的因素。不過，已經各種不同的技術可以用來減少Z軸距離的敏感度或環繞這個因素的設計困難度。问時，由於全像影像是以encoded and illuminated in such a way that正確的全像影像重建只能從一個精密且極小的觀看位置（尤其是針對側向定位以及在Z軸距離而言）上看見的方式進行編碼和投射的’因此可能需要進行眼睛追蹤。由於對Z軸距離極爲敏感’因此需要採用各種技術來減少X、Y方位的敏感度或環繞這個因素的設計困難度。例如’隨著像素間距的縮小（因爲它具有SLM在製造上的優勢），虛擬觀察者視窗的大小將可以增大。除此之外，更有效率的編碼技術（像是Kinoform編碼）也有利於使用一個更大的週期間隔的部份來做爲虛擬觀察者視窗，並因此可以增大虛擬觀察者視窗。以上的說明的一個前提是假設我們所處理的是傅立葉全像影像。虛擬觀察者視窗是在全像影像的傅:LL葉平面上’也就是在光源的影像平面上。它的優點是，非繞射的光會聚焦在所謂的DC點上。如果虛擬觀察者視窗不是在光源的影像平面上，這個技術也可以用在菲涅爾全像影像上。不過’必須注意由於一個擾動的背景，非繞射的光是看不見的。必須注意的另一點是所謂的“轉換”應解釋爲包括任何等同於或近似於用來說明光的傳播的轉換的數學或運算上的技術。麥斯威爾（Maxwellian )波傳播等式對於僅只近似於物理過程的轉換有更精確的定義：菲涅爾和傅立葉轉換則是第二級近似，但它具有下列優點：U)因爲它們與微分相反的代數，所以可以以—個在運算上更有效率的方式來處理，以及（i〇可以在光學系統中精確的實施。 106 200912888 進一步的細節可參閱美國專利申請案第US 2006-0138711' US 2006_0139710、及US 2006-0250671號（本文件合倂相關內容做爲參考）。 200912888 附錄u 本文件中所採用的用語說明電腦產生全像影像一個電腦產生的全像影像(CGH)是根據一個景象所計算出來的一個全像影像。cGH可能包括代表用來重建景象所需的光波的振幅和相位的複合値數値。CGH可以透過計算 -得出，例如，可透過“一致光線追蹤”、透過模擬景象與一個參考光波之間的干涉、或者透過傅立葉或菲涅爾轉換。 f_ __ 編碼編碼是一個程序，在這個程序中會提供全像影像的控制j値給一個空間光調制器（例如，構成它的像素格、或者一個連續的SLM如QASLM的相鄰區域）。一般而言，一個全像影像包括有代表振幅和相位的複合値數値。編碼區域編碼區域通常是指全像影像中的一個限定空間的區域，在這個區域中會對一個單一的景象點的全像影像資訊進行編碼。空間上的限制可能藉由一個突然的截斷、或者藉由透過一個從虛擬觀察者視窗到全像影像的傅立葉轉換所達成的平滑截斷來實現。傅立葉轉換傅立葉轉換會用來計算光在空間光調制器的遠場中的傳播。波前則以平面波來描述。傅立葉平面傅立葉平面包含光在空間光調制器上的分布的傅立葉轉換。若沒有任何有焦點的透鏡，傅立葉平面會在無限遠的位置。如果在光的行進路線中有一個有焦點的透鏡靠近空間光調制器’貝I]傅立葉平面相當於包含有光源的影像的平面。菲涅爾轉換菲涅爾轉換會用來計算光在空間光調制器的近場中的傳播。波前則以球面波來描述。光波的相位因數包括有一個取決於橫向座標平方的二次項。 108 200912888 截頭錐體虛擬觀察者視窗與SLM之間會構成一個虛擬的截頭錐體並一直延伸到SLM後方。景象會在這個截頭錐體中重建。所重建的景象的大小會受這個截頭錐體限制而不會受 SLM的週期間隔限制。光源系統光源系統可能包括有一個一致的光源（如雷射）或一個部份一致的光源（如LED)。部份一致的光源在時間上和空間上的一致性必須足以有利於進行良好的景象重建，發射表 .面的也就是光譜線寬度和側向廣度必須夠小。虛擬觀察者視窗（vow) 虛擬觀察者視窗是在觀察者平面上的一個虛擬視窗，透過這個可以看見經過重建的3D 物件。VOW是全像影像的傅立葉轉換，並且位於一個週期間隔範圍內以避免看見物件的多個重建影像。VOW的大小必須至少是眼睛瞳孔的大小。如果至少有一個VOW設置在觀察者眼睛的位置處並且具備有一個觀察者追蹤系統，則VOW比觀察者側向移動的範圍更小。這可方便使用一個只具有適當解析度（因此也具有較小的週期間隔）的 SLM。可以將VOW想像爲一個鑰匙孔，透過這個鑰匙孔我們可以看見重建的3D物件；可以是每個眼睛使用一個VOW或者是兩個眼睛共用一個VOW。週期間隔如果CGH顯示在一個由個別的可編址像素格所組成的SLM上，會對它進行取樣。這個取樣的動作會產生一個繞射圖樣的週期性重複。週期間隔以AD/p表示，其中λ是波長’ D是從全像影像到傅立葉平面的距離，而ρ是SLm像素格的間距。不過 OASLM並沒有進行取樣’因此繞射圖樣也沒有週期性的重複；這個重]複事實上是被抑制的。重建將有全像影像編碼的空間光調制器照亮會重建原來的光的分布。這個光的分布會用來計算全像影像。理論上’觀察者將無法分辨重建的光分布和原來的光分布。在大部分的全像顯示器上’所重建的是景象的光的分布；而在我們的顯示器上，則是重建虛擬觀察者 109 200912888 視窗中的光的分布。景象要進行重建的景象是一個真實的或者由電腦產生的三維的光分布。在一個特殊的例子中，它也可能是一個二維的光分布。一個景象可能包括有排列在一個空間中的各個不同的固定或活動的物件。空間光調制器（SLM) SLM會用來調制輸入的光的波前。一個理想的SLM將可以代表任意的複合値數値’ 亦即’可以分別控制一個輸入的光波的振幅及相位。不過，一個典型的SLM則只會控制一個性質，不是振幅就是相位，而且還會有也可能會影響另一個性質不良副作用。 \ 110 200912888 附錄… 槪念本文件中包含有多種槪念（如“槪念A — T”所述）。以下的說明可能有助於界定這些槪念。 A.可在和像素所在的同一基板上進行計算的全像影像顯示器至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行的全像顯示器。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於空間光調制器的各個像素之間的電路組件來執行。 .計算會在分散在顯示器中個各個區域執行，以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有連續晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽鍺。 .至少有一部份電路組件的有效區位採用有單晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單體晶粒矽》 111 200912888 .至少有一部份電路組件的有效區位採用有有機半導體。 •採用單晶矽基板。 •採用玻璃基板。 •只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 •視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 •影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 •所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 •採用次全像影像來進行運算。 •用於加入次全像影像的資料會在一個次全像影像尺度的距離上進行交換。 •全像運算會均質的分散在整顯示器表面上。 •全像計算會分割爲拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份（稱爲叢集）。 •用於加入次全像影像的資料會在一個叢集尺度的距離上進行交換。 •全像顯示器可以透過將許多全等的叢集拼貼在一起而構成。 112 200912888 •根據上述構想，本案之全像顯示器是一個高解析度顯示器。 •根據上述構想，本案之全像顯示器是一個極高解析度顯示器。 • 一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 •這個虛擬觀察者視窗的直徑大約是1 cm或更大的直徑。 •會針對每一個眼睛（亦即針對每一個虛擬觀察者視窗）組織一組成對的緩衝區對應及光強度對應資料。 .將可以顯示單色影像。 •將可以顯示彩色影像。 •將可以顯示RGB格式的彩色影像。 •在計算一個全像影像的一個像素的値時，只會考慮原始影像的一個次區段的値。 •用於進行全像影像重建的光並非在整個顯示器上完全一致，而是在顯示器的各個次區段範圍內完全一致。 .只需比傳輸全像影像資料所需更少的線路即足以用來傳輸原始影像資料。 •減低資料傳輸頻率具有可減少橫列和縱列驅動裝置中的功率消耗的好處。 •在先前的專利的解決方案中因縱列和橫列線路所需的大部分像素面積可以運用於其他目的。 113 200912888 •透明電極的面積可以增加，並可因此而改善顯示器的透光度。 •顯示面板可以利用傳統顯示技術來控制。 •顯示器在製造上將採用矽晶液晶技術。 •顯示器在製造上將採用MEMS技術。 •顯示器在製造上將採用場發射顯示器（FED)技術。 •全像轉換爲一維轉換。 .全像轉換爲二維轉換。 •有一個額外的邏輯可用於區域轉送現有計算所得的資料，而這個額外的邏輯也同時用於轉送原始影像給各個叢集，所以至少可以剔除某些共通的橫列和縱列線路。 •備用電路組件（像是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中，使這些電路組件可以在發現某些用於裝置啓動的電路組件有故障時，用來取代某些在裝置啓動時會用到的電路組件。 •使用全像顯示器的方法。 B.可在同一基板上進行計算、可進行有效率的空間光調制器編碼計算的全像影像顯示器至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行的全像顯示器，且這些計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 114 200912888 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於空間光調制器的各個像素之間的電路組件來執行。 •計算會在分散在顯示器中個各個區域執行，以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有連續晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽鍺。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單體晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有有機半導體。 •採用單晶矽基板。 •採用玻璃基板。 .只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 •視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 115 200912888 •影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 •所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 •採用次全像影像來進行運算。 •全像運算會均質的分散在整顯示器表面上。 •全像計算會分割爲拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份（稱爲叢集）。 •根據上述構想，本案之全像顯示器是一個高解析度顯示器。 •一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 •將可以顯示單色影像。 •將可以顯示彩色影像。 •在計算一個全像影像的一個像素的値時，只會考慮原始影像的一個次區段的値。 •用於進行全像影像重建的光並非在整個顯示器上完全一致，而是在顯示器的各個次區段範圍內完全一致。 •只需比傳輸全像影像資料所需更少的線路即足以用來傳輸原始影像資料。 •減低資料傳輸頻率具有可減少橫列和縱列驅動裝置中的功率消耗的好處。 116 200912888 •在先前的專利的解決方案中因縱列和橫列線路所需的大部分像素面積可以運用於其他目的。 •透明電極的面積可以增加，並可因此而改善顯示器的透光度。 •顯示面板可以利用傳統顯示技術來控制。 •顯示器在製造上將採用矽晶液晶技術。 , .顯示器在製造上將採用MEMS技術。 .顯示器在製造上將採用場發射顯示器（FED)技術。 •全像轉換爲一維轉換。 .全像轉換爲二維轉換。 •有一個額外的邏輯可用於區域轉送現有計算所得的資料，而這個額外的邏輯也同時用於轉送原始影齡各個叢集，所以至少可以剔除某些共通的橫列和縱列線路。 •備用電路組件（像是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中’使這些電路組件可以在麵某些用於裝難動的電路組件撤障時，用來取代某些在裝置獅繪顧的電路組件。 .將由物件所發出的波前將會在一個或多個虛擬觀察者視窗（V0W)中重建，且其中 -個三維景象(3D S)的每個單-物件點(0P)麵建只需要-個次全像影像(SH) 做爲要在SLM上進行編碼的整個全像影像⑽⑽)的子集。 .在一個景象（3D S)離散化成爲多個物件點（〇P)之後，針對犯景象的每個可見 117 200912888 的物件點，透鏡次全像影像（SHL)的複雜値會在SLM上進行編碼，其中透鏡次全像影像的複雜値會利用下列方程式來決定：ZL==exp { -i*〔（谢）* ( x2 + y2 )〕}，其中λ是參考波長’ f是鎌’而χ和y則是在次全像影働平面中互麵麵座標。 •稜鏡的次全像影像（SHp)會在全像影像平面（I1E)中決定以便麵麵觀察者視窗以遠離光軸。 •透鏡和稜鏡的是次全像影像是迴旋的，這也可以用SH = SHl * SHp來表示。 •每一個次全像影像（SH)會以一個統一分布的相位偏移來進行調制，這裡的相位偏移每一個次全像影像都不盡相同。 •會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。 •用於進行重建的電腦產生全像影像的呈現可即時或近即時更新。 •在全像計算中會使用檢視表。 •各個物件點可以在用來進行重建的截頭錐體空間中的任何位置產生。 •使用全像顯示器的方法。 C.可在同一基板上進行解壓縮計算的全像影像顯示器全像影像編碼資料是在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後在將全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，接著再傳輸到顯示器基板上的電路組件，這些電路組件接著再對所接收到的資料執行解壓縮功能的全像顯示器。 .至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器 118 200912888 的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽。 .至少有一部份電路組件的有效區位採用有連續晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽鍺。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單體晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有有機半導體。 •採用單晶矽基板。 •採用玻璃基板。 •視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 •影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 •所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 •採用次全像影像來進行運算。 119 200912888 •根據上述構想，本案之全像顯示器是一個高解析度顯示器。 •一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 •將可以顯示單色影像。 •將可以顯示彩色影像。 •在計算一個全像影像的一個像素的値時，只會考慮原始影像的一個次區段的値。 •用於進行全像影像重建的光並非在整個顯示器上完全一致，而是在顯示器的各個次區段範圍內完全一致。 •減低資料傳輸頻率具有可減少橫列和縱列驅動裝置中的功率消耗的好處。 •在先前的專利的解決方案中因縱列和橫列線路所需的大部分像素面積可以運用於其他目的。 •透明電極的面積可以增加，並可因此而改善顯示器的透光度。 •顯示面板可以利用傳統顯示技術來控制。 •顯示器在製造上將採用矽晶液晶技術。 •顯示器在製造上將採用MEMS技術。 •顯示器在製造上將採用場發射顯示器（FED)技術。 120 200912888 •全像轉換爲一維轉換。 •全像轉換爲二維轉換。 •備用電路組件（ί象是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中，使這些電路組#$ 以在發現某些用於裝置啓動的電路組件有故障時’用來取代某些在裝置啓動時會用S[f白勺電路組件。 •將由物件所發出的波前將會在一個或多個虛擬觀察者視窗（vow)中重建，且其ψ —個三維景象（3D S)的每個單一物件點（OP)的重建只需要一個次全像影像（Sii) 做爲要在SLM上進行編碼的整個全像影像（IEslm)的子集。 •在一個景象（3D S)離散化成爲多個物件點（OP)之後，針對3D景象的每個可見的物件點，透鏡次全像影像（SHL)的複雜値會在SLM上進行編碼，其中透鏡次全像影像的複雜値會利用下列方程式來決定：zL = exp { -i*〔（πΜ ) * ( x2 + y2 )〕} ’其中λ是參考波長’ f是焦距，而X和y則是在次全像影像的平面中互相垂直的座標。 •稜鏡的次全像影像（SHP)會在全像影像平面（HE)中決定以便移動虛擬觀察者視窗以遠離光軸。 •透鏡和稜鏡的是次全像影像是迴旋的’這也可以用SH = SHL * SHp來表示。 .用來執行全像計算的空間可能是或可能不是在與顯示器基板所在的同一基板上。 •負責執行解壓縮計算的電路組件位於顯示器的各個像素之間。 •負責執行解壓縮計算的電路組件位於顯示器的像素矩陣以外、但在同一基板上的位置。 121 200912888 •叢集會執行解壓縮計算。 •進行解壓縮計算的叢集會經由顯示器的橫列和縱列線路來接收資料。 •每一個進行解壓縮計算的叢集會經由一個並列資料匯流排來接收資料。 •每一個進行解壓縮計算的叢集會經由一個序列資料連接線路來接收資料。 •使用全像顯示器的方法° D.可在同一基板進行解壓縮計算的高解析度顯示器一個高解析度顯示器會用來顯示高解析度影像資料，這些資料會先利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，然後再傳輸到顯示器的基板上的電路組件，這些電路組件接著再對所接收到的資料執行解壓縮功能，之後再將資料顯示在顯示器的各個像素上。 •進行解壓縮的電路組件位於顯示器的各個像素之間。 •進行解壓縮的電路組件位於顯示器的像素矩陣之外、但在顯示器所在的同一基板上。 .壓縮過的資料會傳輸到顯示器上構成整個顯示器的各個叢集上，叢集接著再對所接收到的資料執行解壓縮功能，之後再將資料顯示在區域叢集的各個像素上。 .可以顯不一般顯示資料。 •可以顯示全像顯示資料。 •執行壓縮計算的空間可能在或可能不在與顯示器的基板所在的同一基板上。 122 200912888 •進行解壓縮計算的叢集會經由顯示器的橫列和縱列線路來接收資料。 •每一個進行解壓縮計算的叢集會經由一個並列資料匯流有卩來接收資料。 •每一個進行解壓縮計算的叢集會經由一個序列資料連接線路來接收資料。 •是一個極高解析度的顯示器。 •每一個叢集會在40 ms或以下的時間內執行解壓縮。 •全像影像計算會在解壓縮之後執行。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，且這些計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於空間光調制器的各個像素之間的電路組件來執行。 •計算會在分散在顯示器中個各個區域執行，以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 .至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽。 123 200912888 .至少有一部份電路組件的有效區位採用有連續晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽鍺。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單體晶粒矽。 .至少有一部份電路組件的有效區位採用有有機半導體。 •採用單晶矽基板。 •採用玻璃基板。 •視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 •只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 •影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 •所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 •將採用次全像影像來進行運算。 •顯示器在製造上將採用矽晶液晶技術。 •顯示器在製造上將採用MEMS技術。 124 200912888 .顯示器在製造上將採用場發射顯示器（FED)技術。 •使用高解析度顯示器的方法。 E.可透過合倂用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元以一個擴充的圖形子系統的 3D著色管線(Rendering Pipeline)在同一基板上進行計算的全像影像顯示器至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行的全像顯示器，因此圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •所進行的全像計算將使用位於顯示器的各個像素之間的電路組件來執行。 •全像計算會利用位於顯示器的像素矩陣以外的位置'但在與顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行’且這些計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •計算會在分散在顯示器中個各個區域執行’以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 .視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 •只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 125 200912888 •影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 •所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 •採用次全像影像來進行運算。 .全像運算會均質的分散在整顯示器表面上。 •全像計算會分割爲拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份（稱爲叢集）。 •根據上述構想，本案之全像顯示器是一個高解析度顯示器。 •一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 •將可以顯示單色影像。 •將可以顯示彩色影像。 •在計算一個全像影像的一個像素的値時，只會考慮原始影像的一個次區段的値。 •用於進行全像影像重建的光並非在整個顯示器上完全一致，而是在顯示器的各個次區段範圍內完全一致。 •全像轉換爲一維轉換。 .全像轉換爲二維轉換。 126 200912888 •備用電路組件（像是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中，使這些電路組件可以在發現某些臓裝置啓動的電路組件有故障時，用來取代某些在裝丽動時會晒的電路組件。 •將由物件所發出的波前將會在一個或多個虛擬觀察者視窗（v〇w)中重建，且其中一個三維景象（3D S)的每個單一物件點（〇p)的重建只需要一個次全像影像（sh ) 做爲要在SLM上進彳了編碼的整個全像影像（；HESLM )的子集。 .在一個景象（3D S)離散化成爲多個物件點（〇p)之後，針對3D景象的每個可見的物件點，透鏡次全像影像（SHL)的複雜値會在SLM上進行編碼，其中透鏡次全像影像的複雜値會利用下列方程式來決定·· zL = exp { -i*〔（W ) * ( x2 + y2 )〕} ’其中λ是參考波長’ f是焦距’而x和y則是在次全像影像的平面中互相垂直的座標。 .稜鏡的次全像影像（SHP)會在全像影像平面（HE)中決定以便移動虛擬觀察者視窗以遠離光軸。 •透鏡和稜鏡的是次全像影像是迴旋的，這也可以用SH = SHL * SHP來表示。 .每一個次全像影像（SH)會以一個統一分布的相位偏移來進行調制，這裡的相位偏移每一個次全像影像都不盡相同。 •會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。 •用於進行重建的電腦產生全像影像的呈現可即時或近即時更新。 •在全像計算中會使用檢視表。 •各個物件點可以在用來進行重建的截頭錐體空間中的任何位置產生。 127 200912888 •用於第一顯示波長的Z軸對應資料會進行兩次複製供第二及第三顯示波長使用。 •會針對三個顯示波長中的每一個顯示波長並行計算全像影像。 .用於兩個色彩的色彩對應RGB內容會複製到個別的記憶體區段中’以確保三個分色都可以獨立存取。 .用於每個顯示器色彩的透鏡函數和稜鏡函數項複乘法。 •顯示器的每一個叢集會套用一個隨機的相位。 •計算出來的SLM編碼會在全像顯示叢集中使用額外的運算法接受後續的處理。 •使用全像顯示器的方法。 F.可以以一個全像計算管線透過擴充顯示卡的3D管線(PiPeline)對三維空間中的各個點進行循序全像轉換並同一基板上進行計算的全像影像顯示器至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，使三維空間中的各個點的循序全像轉換藉由透過一個全像計算管線來擴充顯示卡的3D管線(Pipeline)來執行的全像顯示器。 •所進行的全像計算將使用位於顯示器的各個像素之間的電路組件來執行。 •全像計算會利用位於像素矩陣以外的位置、但在與顯示器所在的同一基板上的電路組件來執行。 .至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器 128 200912888 的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，且這些計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •計算會在分散在顯示器中個各個區域執行，以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 •視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 •只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 •影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 •所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 .採用次全像影像來進行運算。 •全像運算會均質的分散在整顯示器表面上。 •全像計算會分割爲拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份（稱爲叢集）。 .根據上述構想，本案之全像顯示器是一個高解析度顯示器。 •一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 •將可以顯示單色影像。 129 200912888 •將可以顯示彩色影像。 •樹算-個全像影像的-讎的値時’只會^^原始影像的一撇區段的値。 .脈進行全像靈的光並非在整麵示器上完全，，是在顯示器的各個次區段範圍內完全一致。 .全像轉換爲一維轉換。 •全像轉換爲二維轉換。 .酬電騰勝（ TFT )可能會_造雄軸軸麵巾，使麵職綱牛可以在發現某些賺裝置啓動的電路組件输障時’用來取代某些在裝置啓動時會雁啲電路組件。 .將由物件所發出的波則將會在一個或多個虛擬觀察者視窗（VQW)中重建，且宜中〜·個三維景象（3D S)的每個單一物件點（OP)的重建只需要一個次全像影像（SH) 做爲要在SLM上進行編碼的整個全像影像（fESLM)的子集。 .在一個景象（3D S)離散化成爲多個物件點（OP)之後，針對3D景象的每個可見的物件點，透鏡次全像影像（SHL)的複雜値會在SLM上進行編碼，其中透鏡次全像影像的複雜値會利用下列方程式來決定：zL = exp { -i*〔（π/λί )*( x2 + y2 )〕}’其中λ是參考波長’ f是焦距，而x和y則是在次全像影像的平面中互相垂直的座標。 •稜鏡的次全像影像（SHP)會在全像影像平面（HE)中決定以便移動虛擬觀察者視窗以遠離光軸。 •透鏡和稜鏡的是次全像影像是迴旋的，這也可以用SH = SHL * SHP來表示。 130 200912888 •每一個次全像影像（SH)會以一個統一分布的相位偏移來進行調制，這裡的相位偏移每一個次全像影像都不盡相同。 •會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。 .用於進行重建的電腦產生全像影像的呈現可即時或近即時更新。 •在全像計算中會使用檢視表。 •各個物件點可以在用來進行重建的截頭錐體空間中的任何位置產生。 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •用於第一顯示波長的Z軸對應資料會進行兩次複製供第二及第三顯示波長使用。 •會針對三個顯示波長中的每一個顯示波長並行計算全像影像。 •用於兩個色彩的色彩對應RGB內容會複製到個別的記憶、體區段中’以確保三個分色都可以獨立存取。 .用於每個顯示器色彩的透鏡函數和稜鏡函數會進行一項複乘法。 •顯示器的每一個叢集會套用一個隨機的相位。 .計算出來的SLM編碼會在全像顯示叢集中使用額外的運算法接受後續的處理。 •全像計算可以在有完整的色彩對應及z軸緩衝區資料可用之前開始。 131 200912888 •針對每一個次全像影像執行全像計算所需的時間小於一個影像框格的時間。 .針對每一個次全像影像執行全像計算所需的時間爲丨7 ms或以下。 •可以使用於軍事用途。 •顯示器的每一個叢集都有自己的檢視表用來儲存它所顯示的次全像影像的編碼。 •在讀取來自LUT的SH的內容之後，它會計算出目前顯示的spksh^)與新的SH (SHn)之間的差。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換，會透過擴充一個具全像計算管線(Pipeline)之顯示卡之3D管線的方法來執行，並不限於特定種類的SLM。 •使用全像顯不器的方法。 G.可在同一基板上執行計算的全像影像顯示器，全像顯示器並可隨機編址至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，使連續的真實空間影像框格之間用在全像計算中的真實空間影像資料各不相同，而全像顯示資料會以次全像影像差異資料和顯示記憶位置資料的形式傳送給全像顯示叢集的全像顯示器。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過擴充一個具全像計算管線(Pipeline)之顯示卡之3D管線的方法來執行。 •所進行的全像計算將使用位於顯示器的各個像素之間的電路組件來執行。 132 200912888 •全像計算會利用位於像素矩陣以外的位置、但在與顯示器所在的同一基板上的電路組件來執行。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，且這些計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •計算會在分散在顯示器中個各個區域執行，以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 •視訊的影格速率至少約爲25 Hz。 .只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 .影像資料中包含光強度及緩衝區對應資料。 .所進行的全像計算爲即時或近即時運算。 •所進行的全像計算將採用檢視表方法執行。 •會顯示各個次全像影像° •全像運算會均質的分散在整顯示器表面上。 •全像計算會分割爲拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份（稱爲叢集）。 •根據上述構想，本案之全像顯示器是一個高解析度顯示器。 133 200912888 •一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 .將可以顯示單色影像。 •將可以顯示彩色影像。 •在計算一個全像影像的一個像素的値時’只會考慮原始影像的一個次區段的値。 •用於進行全像影像重建的光並非在整個顯示器上完全一致，而是在顯示器的各個次區段範圍內完全一致。 •全像轉換爲一維轉換° •全像轉換爲二維轉換。 •備用電路組件（像是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中，使這些電路組件可以在發現某些用於裝置啓動的電路組件有故障時’用來取代某些在裝置啓動時會用到的電路組件。 •將由物件所發出的波前將會在一個或多個虛擬觀察者視窗（VOW)中重建，且其中〜·個三維景象（3D S)的每個單一物件點（OP)的重建只需要一個次全像影像（SH) 做爲要在SLM上進行編碼的整個全像影像（ΗΣ5ίΜ)的子集。 •在一個景象（3D S)離散化成爲多個物件點（ΟΡ)之後，針對3D景象的每個可見的物件點，透鏡次全像影像（SHL)的複雜値會在SLM上進行編碼，其中透鏡次全像影像的複雜値會利用下列方程式來決定：zL = exp { -i*〔（π/λί ) * ( x2 + y2 )〕}，其中λ是參考波長，f是焦距，而χ和y則是在次全像影像的平面中互相垂直的座標。 134 200912888 •稜鏡的次全像影像（SHP)會在全像影像平面（HE)中決定以便移動虛擬觀察者視窗以遠離光軸。 •透鏡和棱鏡的是次全像影像是迴旋的，這也可以用SH = SHl * SHP來表示。 •每一個次全像影像（SH)會以一個統一分布的相位偏移來進行調制，這裡的相位偏移每一個次全像影像都不盡相同。 •會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。 •用於進行重建的電腦產生全像影像的呈現可即時或近即時更新。 •各個物件點可以在用來進行重建的截頭錐體空間中的任何位置產生。 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •用於第一顯示波長的Z軸對應資料會進行兩次複製供第二及第三顯示波長使用。 •會針對三個顯示波長中的每一個顯示波長並行計算全像影像。 •用於兩個色彩的色彩對應RGB內容會複製到個別的記憶體區段中，以確保三個分色都可以獨立存取。 •用於每個顯示器色彩的透鏡函數和稜鏡函數會進行一項複乘法。 •顯示器的每一個叢集會套用一個隨機的相位。 •計算出來的SLM編碼會在全像顯示叢集中使用額外的運算法接受後續的處理。 135 200912888 •可以使用於軍事用途。 •各個全像計算單元會接收影像差異資料。 •如果一個特定叢集的連續框格的顯示資料之間沒有差異'或者只有微乎其微而可以忽略的差異，則並不須要傳送資料給叢集。 •每一個全像轉換單元都會傳送相對於重建點或用來在SLM上進行編碼的點的3D 差異點影像資料。 •在每一個全像顯示叢集中有一個分解器，它會將計算出來的全像影像顯示資料分解爲次全像影像資料以及大小和位置資訊，其中後面這兩個値可以用來計算次全像影像在 RAM中的位址範圍，使次全像影像SH或SHD的資料可以被寫入到叢集中的正確 SLM像素格上。 •使用一個特殊的隨機存取記憶體（_)來使輸入側只會寫入新的SH或SHD，而在輸出側則會完整的讀取整個記憶體並將完整的資訊寫入到SLM上。 •使用全像顯示器的方法。 H.在像素空間中具備有運算功能的顯示器運算功能會由佈置在與顯示器的像素所在的同—基板上的電路組件執行的顯示器。 •運算功能會由佈置在與顯示器的像素之間的電路組件執行。 •運算功能會由佈置在像素矩陣以外、但在與顯示器所在的同一基板上的電路組件執行。 136 200912888 •顯示器上的顯示資料的延遲小於由佈置在與顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件所執行的運算功能如果在其它地方執行所造成的的延遲。 •這些運算是圖形的運算。 •可以構成高速遊戲裝置的一部份。 •可以使用於軍事用途。 •計算會在分散在顯示器中個各個區域執行，以便針對各個分散區域，進行各個相應的分散區域的像素編碼。 •電路組件中包括有薄膜電晶體。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有連續晶粒矽。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有多晶矽鍺。 •至少有一部份電路組件的有效區位採用有單晶矽。 •影像資料的影格速率至少約爲25 Hz。 •運算（可能是並行運算）會分割爲拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份，稱爲“叢集”。 •顯示器可以透過將許多全等的叢集拼貼在一起而構成。 137 200912888 •顯示器是一個高解析度顯示器。 •顯示器是一個極高解析度顯示器。 .將可以顯示彩色影像。 •將可以顯示RGB格式的彩色影像。 •顯示器在製造上將採用矽晶液晶技術。 .有一個額外的邏輯可用於區域轉送現有計算所得的資料，而這個額外的邏輯也同時用於轉送原始影像給各個叢集’所以至少可以剔除某些共通的橫列和縱列線路。 •使用顯示器的方法。 I·吸收至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，並且可以確保距離虛擬觀察者視窗較近的物件點會遮蔽沿著相同的視線上距離虛擬觀察者視窗較遠物件點的全像顯示器。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算’然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額 138 200912888 外處理單元。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡的 3D管線(Pipeline)來執行。 •用於進行全像計算中的真實空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的差，而全像顯示資料會以次全像影像差異資料以及顯示記憶、位置資料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 .“吸收”會利用由佈置在與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件所執行的計算來實施。 • “吸收”會利用由佈置在顯示器的像素之間的電路組件所執行的計算來實施。 •一個虛擬觀察者視窗的直徑大約是眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。 .VOW會分成兩個或多個區段。 •每一個VOW區段的大小大致和人類眼睛的瞳孔大小相當。 •每一個vow區段會以一個不同的次全像影像進行編碼。 • “吸收”會在構成緩衝區對應資料和光強度對應資料的階段中進行。 •使用全像顯兩器的方法。 J.顯示卡的功能至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的 139 200912888 像素所在的同一基板上的電路組件來執行，且顯示卡的功肯旨會利用佈置在與顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行的全像顯示器。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲捏爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡的 3D管線(Pipeline)來執行。 •用於進行全像計算中的真貫空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的差，酿讎示韻會以次全像》差異資料以及顯示記憶位黯料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 •顯示卡的功能會利用佈置在顯示器的像素之間的電路組件來執行。 •顯示卡的功能會利用佈置在像素矩陣以外的電路組。 •顯示卡的功能包括紋理映射。 .顯示卡的功能包括呈現多邊形。 •顯示卡的功能包括將頂點轉譯成不同的座標系統。 140 200912888 .顯示卡的功能包括可程式著色引擎。 •顯示卡的功能包括超取樣和內插技術來減少疊影。 •顯示卡的功能包括極高精密度的色彩空間。 .顯示卡的功能包括2D加速計算能力。 - •顯示卡的功能包括影格緩衝區能力。：； •顯示卡的功能包括“動畫專家小組”（MPEG)基元。 .顯示卡的功能包括執行牽涉到矩陣和向量操作的蓮算。 •顯示卡的功能包括採用一個由佈置在與像素矩陣所在的同一基板上的TFT所執行的 3D 著色管線(Rendering Pipeline)。 •使用全像顯示器的方法。 K. 2D㈠3D $專換至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，並且會執行2D㈠3D影像轉換的全像顯示器。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組 141 200912888 件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 ♦三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡白勺 3D管線(Pipeline)來執行。 •用於進行全像計算中的真實空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的差’而全像顯示資料會以次全像影像差異資料以及顯示記彳意位置資料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 .2D㈠3D影像轉換會利用佈置在與顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 • 2D㈠3D影像轉換會利用不在與顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 • 2D㈠3D影像轉換會利用佈置在顯示器的像素之間的電路組件來執行。 • 2D 〇 3D影像轉換會利用在像素矩陣以外但在與像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 • 2D 〇 3D影像轉換會利用成對的立體影像來執行。 •顯示裝置會根據所接收到的資料計算出一個具有相應的緩衝區對應資料的二維（2D ) 影像。 .用來執行2D 〇 3D轉換的電路組件有權存取—個包含有一組已知的3D形狀的資 142 200912888 料庫。 •用來執行2D㈠3D轉換的電路組件有權存取一個包含有一組已知的2D外形的資料庫’在這個資料庫中它可能會嘗試匹配輸入的2D影像資料。 • 2D㈠3D影像轉換會根據—個單獨的、非自動立體照相的2D影像來執行。 •使用全像顯示器的方法。 L.視訊會談（3DSkypeTM) 全像顯示器將可以提供網際網路語音及全像影像協定（VHIOIP)服務。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲淫爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 *圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡的 3D管線(Pipeline)來執行。 .用於進行全像計算中的真實空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的 143 200912888 差，而全像顯示資料會以次全像影像差異資料以及顯示記憶位置資料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 •可以提供VHIOIP點對點通訊服務。 •可以提供檔案分享。 '·可透過它所連線的一個全球網路提供即時訊息服務。 .可透過它所連線的一個電腦網路提供通訊服務。 .可透過它所連線的一個電腦網路提供檔案分享服務。 .可透過它所連線的一個電腦網路提供即時訊息服務。 •提供有可供線上暫時使用、不可下載的電腦軟體以允許用戶使用VHIOIP通訊服務。 •提供有可供下載的線上軟體以允許用戶使用VHIOIP通訊服務。 '· ·提供有可進入網域及網域資料庫系統以存取全像顯示資料的通道。 •使用全像顯示器的方法。 M.編碼補償可以在編碼步驟中或編碼步驟之前對全像影像資料施加補償，以提供一個可以看得更清楚的影像的全像顯示裝置。 •至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器 144 200912888 的像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 .全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 r - •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額 .外處理單元。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡的 3D管線(Pipeline)來執行。 .用於進行全像計算中的真實空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的差，而全像顯示資料會以次全像影像差異資料以及顯示記憶位置資料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 • “補償”會利用佈置在與顯示器的像素所在的同一基板上的電路組件來實施。 \ -4 •“補償”會利用佈置在顯示器的各個像素之間的電路組件來實施。 •“補償”會在編碼步驟中施加到全像影像資料上。 .“補償”會在編碼步驟之前施加到全像影像資料上。 •會對一個以明亮的調子爲主而傾向於可能會曝光不足的景象施加補償來進行修正。 •會對一個以陰暗的調子爲主而傾向於可能會曝光過度的景象施加補償來進行修正。 145 200912888 .使用全像顯示器的方法。 N.眼睛追蹤至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，並且會實施眼睛追蹤的全像顯示器。 • 算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲捏爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組 ’胃#胃路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 •圖形子系統的3D著色管^(RenderingPipeiine)整合外處理單元。、 .三維空間_個點的瓣全像轉換會透過使用—個全像計算 3D管線(Pipeline徠執行。此、允威不卡的 •用於進行全歸算中的颠影髓料是每—格連繼實麵影差，而全讎示資料會以次全膨像差異麵以及顯示記驗置 · 全麵示繼。式編給各個 •可以針對單—觀看者實麵睛追蹤。 •可以針對複數觀看者實施眼睛追蹤。 •眼睛追蹤會透過偵測使用糊臉部細定搜尋範圍，然後透過偵一一、艮柚來限定追蹤 146 200912888 範圍，接著再追蹤眼睛的位置來實施。 •會透過一個立體攝影機對用於執行眼睛位置辨識功能的計算模組提供一對立體影像。 •模組會回傳每個眼睛相對於一個固定點的X、y、及z軸座標。 .爲執行追蹤所需的運算會由位於與顯示器像素所在的同一基板上的電路組件來執行。 •爲執行追蹤所需的蓮算會由位於像素矩陣中的電路組件來執行。 • SLM面板上的全像編碼可以在面板的平面上移位。 •會透過將整個全像編碼內容在SLM上朝X或y軸方向移位來執行一個側向方向的眼睛追蹤。 •追蹤可以透過使持續照亮SLM的光源隨著觀看者位置的改變而同步移動來執行。 •使用全像顯示器的方法。〇·像差修正至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，並且會實施像差修正的全像顯示器。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 147 200912888 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡的 3D管線(Pipeline)來執行。 •用於進行全像計算中的真實空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的差，而全像顯示資料會以次全像影像差異資料以及顯示記憶位置資料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 •像差修正會利用與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件來實施。 •像差修正會利用佈置在像素之間的電路組件來實施。 •像差可以透過空間光調制器的編碼來進行動態修正。 •所修正的像差是在一個凹凸透鏡陣列中的透鏡上的像差。 •所修正的像差是在一個2D透鏡陣列中的透鏡上的像差。 •會顯示各個次全像影像。 •會根據各個次全像影像產生一個總和全像影像。 •修正運算可以獨立於全像計算之外並行執行，一直到產生總和全像影像的步驟爲止。 •總和全像影像和像差修正對應可以一起進行調制。 148 200912888 •像差修正運算可以透過分析方式來執行。 •像差修正運算可以利用檢視表（LUT)來執行。 •使用全像顯示器的方法。 P.光斑修正至少有一部分用來決定一個空間光調制器的編碼的計算會利用位於和空間光調制器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，並且會執行光斑修正的全像顯示器。 •計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。 •全像影像編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方計算，然後再將這些全像影像編碼資料利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器基板上的電路組件上，這些電路組件接著再執行將所接收到的資料解壓縮的功能。 •圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。 •三維空間中的各個點的循序全像轉換會透過使用一個全像計算管線來擴充顯示卡的 3D管線(Pipeline)來執行。 •用於進行全像計算中的真實空間影像資料是每一格連續真實空間影像框格之間的差’而全像顯示資料會以次全像影像差異資料以及顯示記憶位置資料的形式傳送給各個全像顯示叢集。 •光斑修正會利用與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件來實施。 149 200912888 •光斑修正會利用佈置在像素之間的電路組件來實施。 •光斑可以透過空間光調制器的編碼來進行動態修正。 •會顯示各個次全像影像。 •會根據各個次全像影像產生一個總和全像影像。 •光斑修正運算可以獨立於全像計算之外並行執行，一直到產生總和全像影像的步驟爲止。 •總和全像影像和光斑修正對應可以一起進行調制。 •光斑修正運算可以透過分析方式來執行。 •光斑修正運算可以利用檢視表（LUT)來執行。 •使用全像顯示器的方法。 Q.全像顯示器的數位版權管理技術（DRM)解碼解碼和全像影像計算會利用位於像素矩陣所在的基板上的電路組件來執行的全像顯示裝置。 •解碼和全像影像計算會利用分散在整個像素矩陣基板上的電路組件以一個分散的槪念來執行。 •解碼和全像影像計算會利用位於像素矩陣中的電路組件來執行。 150 200912888 •解碼和全像影像計算會利用位於像素矩陣以外'但在與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件來執行。 •基板上不會有任何一個單一的位置可以截取所有經過解5馬的資料。 •整個面板上的不同區位都使用有不同的解碼密鑰。 •使用全像顯示器的方法。 R_ 2D顯示器的數位版權管理技術（DRM)解碼解碼計算會利用分散在整個像素矩陣基板上的電路組件以一個分散的槪念來執行的2D 顯示裝置。 .解碼計算會利用位於像素矩陣中的電路組件以一個分散的槪念來執行。 ] •解碼計算會利用位於像素矩陣以外、但在與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件 - 以一個分散的槪念來執行。 .基板上不會有任何一個單一的位置可以截取所有經過解碼的資料。 •整個基板上的不同區位都使用有不同的解碼密鑰。 •使用顯示器的方法。解碼計算會利用位於顯示器基板的一個單一區位中的電路組件來執行的2D顯示裝置。 151 200912888 •這些電路組件可以在像素矩陣內部。 •這些電路組件可以在像素矩陣以外。 •使用顯示器的方法。 S. 在與顯示器以實體線路連接的硬體中執行軟體應用程式一個可以利用軟體來執行的應用程式改爲利用分散在一個SLM面板的整個基板上的電路組件在硬體中執行的顯示裝置。 •這個顯示器是一個2D顯示器。 •這個顯示器是一個全像顯示器。 •應用程式會利用位於顯示器的各個像素之間的電路組件來執行。 •應用程式會利用位於顯示器的像素矩陣以外的電路組件來執行。 •使用顯示器的方法。 T. 採用多個微棱鏡的可變光束轉向一位觀看者或多位觀看者可以利用一個可以控制光束轉向的微稜鏡陣列來進行追蹤的全像顯示器。 •可以利用縱列的兩個微稜鏡陣列來進行兩個維度的光線轉向。 .這些稜鏡是液態微稜鏡。 152 200912888 •可以減少透鏡像差的光學效應° • vow設在一位觀看者或多位觀看者眼睛的位置。 •加設在稜鏡陣列之前或之後的一個聚焦的手段將可以協助將光線匯集到ν〇^上 •稜鏡並非都有相同的偏導角度。 .稜鏡並非都有相同的偏導角度使離開稜鏡陣列的光線可以大致匯集到vow處。 .稜鏡角度的計算會在位於SLM的基板上的運算電路組件中執行。 •稜鏡角度的計算會在佈置於稜鏡陣列的基板上的運算電路組件中執行。 • SLM的基板也可以用來做爲稜鏡陣列的基板。 •會施加一個“相位修正”針對因稜鏡陣列所造成的相位相位不連續的現象提供補償。 •相位修正可以由SLM執行。 •全像影像是在一個投影式設備中產生，這裡的投影牽涉到在稜鏡陣列上構成_個 SLM影像，而所需的3D景象的重建則發生在VOW的前方。 •針對棱鏡陣列的相位補償會在在稜鏡陣列上構成SLM影像時提供。 •針對稜鏡陣列的相位補償會由設置在靠近稜鏡陣列的一個額外的SLM提供。 • SLM可能是可以透光的而稜鏡陣列則可以反射。 • SLM可能是可以反射的而稜鏡陣列則可以透光。 •使用全像顯示器的方法。 153 200912888 【圖式簡單說明】疋用來&、頁示王像衫像的資料傳輸速率遠高於原始真實空間資料的資料傳輸速率的說明圖；圖2是先前專利中的SLM的—部份與一個可以在像素矩陣的空間中執行全像计算的SLM的-部份在構造和性麟，时面的比較圖；圖3疋個可以在像素矩陣的空間中執行全像計算的⑽的一部份的構造圖；圖4是-個可以在像素鱗的空間中執行解壓縮計算㈣於全像資料顯示的SLM的一部份的構造圖；圖5是一個可以在像素矩陣的空間中執行解壓縮計算以用於傳統2D顯示資料顯示的SLM的一部份的構造圖；圖6是顯示TFT的製造過程中的各個情況的說明圖；圖7是顯示TFT的製造過程中的各個情況的說明圖；圖8是顯雜據本俩的—個顯錢計《建全像影像的方法的說明圖；圖9是顯示根據本發個顯雜計來重建全像影像的方法的般圖1〇是以先前的專利為根據的—個傳統主動矩陣式液晶顯示|置的構造的透視圖； ' 圖11包括顯示以本發明的—個顯示設計為根據的全細示器的矩陣式基板的各個製造步驟的說明圖；固主動包括顯示圖u中的主動矩陣式基板的各個進—步製造步驟的說明圖13包括顯示圖12 中的主動矩陣式基板的各個進一步製造步

154 200912888 點的全像顯示器的圖14是-個在各個分散且任意雜紅魏各個物件說明圖；圖二是可能触在以本發·—個顯示設計為根據的全像顯示器中的圖开>计算中的功能單元的說明圖；圖16是.以本發__個顯示設計為根據的全像顯轉中的次全像影像SH的檢視表的說明圖；圖Π是用於以本發明的一個顯示設計為根據的全像顯示器中進行全換與編碼的額外處理單元的說圖；圖18是顯示在以本判的—麵示設計為根據的全軸示器中，如果採用次全像影像，運算負荷將會更小（因為像素格的數量更少）的說明圖；圖19是顯不-個在時間t時顯示的景象、另—個在時間讯時顯示的景象、以及兩者之間的景象差別的說明圖；圖2〇是齡具備有可編址資料傳輸能力的以本發_-個齡設計為根據的全像顯不裝置的說明圖；圖21顯示-個會在其中計算以本發明的 A & a _ #曰 .，、'員不政計為根據的全像顯示器中的電晶體數置的試算表的一部份；圖22是ffi 21中所不的試算表的其餘部份；圖23是以用於本發明的—個顯示設計的全像顯示裝置為根據的叢集設計的簡圖；圖24是靡本物—個績她_嫩输制顯示資料 155 200912888 所採取的路徑的說明圖； '個SLM的一部份的圖25是用於―項顯示的運算上的各項計算可能在像麵陣的，間中執行的、可以顯顺2D顯壤、或蝴罐的的工構造圖； ==咖袖輯、嶋私麟㈣綱圖； =:顯：據本發明的-個顯示設計來重建全像影像的方法的說· 疋以1明的—個顯示設計為根據的面板拼貼的構造圖；圖29是· “挪，δ顺增軸說明圖；圖30是關於“吸收”的幾何上的考量的的說明圖；圖31是根據本發明的—個顯雜計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖32是根據本發明的—個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖33疋以用於本發明的—個顯示設計的全像顯示裝置為根據的顯示資料所採取的路徑的說明圖； ® 34 示設計，湘可控制喊鏡透過移動虛擬觀察者視窗來追縱-個或多個使用者的方法的說明圖；元件符號簡單說明： 601玻璃基板 602氧化矽 603非結晶矽薄膜 604耐蝕遮罩 605薄膜 156 200912888 606含Ni層 607多晶Si^Gex區域 608多晶石夕區域 609作用層 610作用層 711,712,713閘極絕緣薄膜 714,715,716 閘極 717,718,719緊致陽極氧化物薄膜 720遮罩 721汲極區域 722源極區域 723 LDD區域 724通道區域 725源極區域 726汲極區域 727 LDD區域 728通道區域 729耐蝕遮罩 730源極區域 731〉及極區域 732LDD區域 733通道區域 734中介層絕緣薄膜 157 200912888 735,736,737 源極 738,739 汲極 740中介層絕緣薄膜 741黑色遮罩 742絕緣層薄膜 743像素電極 VOW虛擬觀察者視窗 SLM空間光調制器 OP 物件點 HAE全像顯示裝置 SH 次全像影像 101主基板 102相對基板 103間隔空間 104像素電極 105開/關裝置 106顯示部份 107週邊驅動部份 1101基板 1102薄膜 1103遮罩絕緣薄膜 200912888 1104促進劑薄膜 1105區域 1106區域 1107水平生長區域 110 8水平生長區域 1109,1110,1111島狀的半導體層 1112間極絕緣薄膜 1113,1114,1115 閘極 1116,1117,1118陽極化薄膜 1119，1120，1121電極的正下方 1122耐蝕遮罩 1123,1124,1125,1126 η 型區域 1127耐蝕遮罩 1128,1129 ρ 型區域 1130,1131,1132 側壁 1133遮罩 1134,1138源極區域 1135,1139汲極區域 1136,1140低濃度雜質區域 1137原生的通道成形區域 1141通道成形區域 1142 _银遮罩 159 200912888 1147 Ti薄膜 1148,1149,1150矽化物區域 1151，1152，1153島狀的型樣 1154中介層絕緣薄膜 1155,1156,1157 源極配線 1158,1159汲極配線 1160絕緣層 1161黑色遮罩 1162絕緣中介層薄膜 1163像素電極 1501,1502 Z軸對應（映圖）資料的拷貝 1503,1504,1505進行複乘法 1506,1507,1508套用隨機的相位 1509,1510,1511調制出個別的全像影像 CORDIC位數對照方法，Voider運算法，CORDIC也就是“座標轉動數位電腦”的縮寫 160

Claims

200912888 十、申請專利範圍： 1· -種全像顯示器，包括—個包含許多像素的空間光調制器（sLM).的像素位於-個基板上’ SLM包括—電路組件，該電路組件係與腳像素在同-基板上，該電路組件將用來執行提供SLM編碼的各種計算。 ^如申請專利範圍第i項所述之全像顯示器，其中用以提供⑽編碼的計算係利用位於SLM的像素之間的電路組件來執行。 3.如申請專利範圍第i或2項所述之全像顯示器，其中全像影像編碼資料係由像素所侧輕間以㈣位置輯，轉再將這些全像影像編碼資删已知犧麵觸織嶋处輸组件上’这些電路組件再針騎接收到的資料執行解壓縮功能。 ^ =糊麵巾-柳砂其他進行全像計 I物鱗麵每-綱_____ 資料係傳送到各個全像顯示叢集中做為次全像影像差異資料以及顯不§己憶位置資料。及其中係實施眼睛追 5.如前迷申請專利範圍其中一項所述之全像顯厂广蹤。 ’、不器 161 200912888 6. 如申請專利範圍第1或2項其中一項所述之全像顯示器，其中為提供 SLM編碼所執行的計算係決定〜個的全像編碼。 7. 如别述申请專利範圍其中〜項所述之全像顯示器，其中透鏡的一個光學像差效應係透過空間光調制⑼碼的滅修正來減少。 8. 如刚述中明專她圍其巾1所述之全像顯示^，其巾係實施光斑修正。 )述申明專规圍其中〜項所述之全像顯示器，其中像素編碼的計算係在SLM上分散料同錢執行，以根據每個分散的砰位置來提供對應於分散的不同位置的像素編石馬。 10. 如前述申請專利範圍其t—項所述之全像顯示器，其中所進行的全像計算係不#及傅立葉轉換或菲淫爾轉換的計算。 11. 如耵述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中一個圖形子系統的3D著色管線(Rendering Pipeline)合併係有額外的處理單元來進行全像轉換和編瑪。 12.如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中三維空間中的各 162 200912888 個點的循序全像轉換係透過擴充一個具全像計算管線(Pipeline)之顯示卡之3D管線的方法來執行。 13.如則述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中係可以確保距離虛擬觀察者視窗較近的物件點會遮蔽沿著相同的視線上距離虛擬觀察者視窗較遠物件點。 14·如則述申請專利範圍其中-項所述之*御員示器，其中顯示卡的功能係用位於和SLM的各個像素所在相同基板上的電路組件來實施。 15. 如4述申凊專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中係實施肋□ 3D影像轉換。 16. 如刚述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中係可以在㈣上進仃編稱或在編碼之前對全像影像資料提供補償，以便讓—個影像更谷易觀賞。 1如申請專利範圍第1或2項所述之全像顯示器，其中_口全像影像計异係利用位於SLM的各個像素所在的基板上的電路組件來執行。 18.如别述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中的電路組件係包 163 200912888 括有薄膜電晶體。 19. 如爾述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器份電路組件的有效區位係採用多晶石夕。其中至少有一部 20.如别述申睛專利範圍其中—項所述之全像顯示器，其中至少有一部份電路組件的有效區位係採料續晶粒石夕。 21·如别述中請專利細其中—項所述之全像顯示器，其中至少有一部份電路組件的有效區位係採用多晶矽鍺。 22.如别述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器’其中至少有一部份電路組件的有效區位係採用單晶矽。 23. 如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中至少有一部份電路組件的有效區位係採用單體晶粒矽。 24. 如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中至少有一部份電路組件的有效區位係採用有機半導體。 25. 如前述申請專利範圍其中—項所述之全像顯示器，其中係採用單晶 164 200912888 秒基板。 26.如申請專利範圍第25項所述之全像顯示器，其中顯示器在製造上係採用秒晶液晶技術。 ’ 27.如申請專利範圍第1到25項其中一項所述之全像顯示器，其中顯示器 • 在製造上係採用MEMS技術。 28. 如申請專利範圍第1到25項其中一項所述之全像顯示器，其中顯示器在製造上係採用場發射顯示器（FED)技術。 29. 如申請專利範圍第1到24項其中一項所述之全像顯示器，其中係採用玻璃基板。： 30. 如申請專利範圍第1或2項所述之全像顯示器，其中只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。 31. 如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中視訊的影格速率至少約為25 Hz。 32. 如申請專利範圍第1到29項其中一項所述之全像顯示器，其中全 165 200912888 像影像資料中包含光強度及缓衝區對應資料。 2項所於全賴㈣’其帽進行的計算如申清專利範圍第1威係為全像計算。 34·如申請專利範圍第33項所述之全像顯示器，其中所進行的全像計算係為即時或近即時運算。 QC J, * ^ n, w十;:之令像顧示器，其中所進行的全北.如申請專利範圍第33或34項所述之王傢，像计算將酬檢視表方法執行。貺如前述申請專利範圍其中-項所述之全像，器’其中次全像影像係被用來進行運算。 36.如申請專利範圍第邪項所述之全像顯示器，其中用於加入次全像影像的資料係在—個次全像影像尺度的距離上進行交換。 37· 如申請專利範圍第33到36項其申一項所述之全像顯示器，其中全 '像計算係均質分散（Spread H〇m〇geneousiy)在整個SLM基板上的電路組件上。 166 200912888 38. 如申請專利範圍第33到36項其中一項所述之全像顯示器，其中全像計算係分割為許多全等的微小部份（稱為叢集）拼貼在SLM基板上。 39. 如申请專利範圍第35到38項其中一項所述之全像顯示器，其中用於加入次全像影像的資料係在一個叢集尺度的距離上進行交換。 . 40.如申請專利範圍第38或39項所述之全像顯示器，其中全像顯示器可以透過將許多全等的叢集拼貼在一起而構成。 41.如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中的全像顯示器係為一個高解析度顯示器。 42.如申請專利範圍第41項所述之全像顯示器，其中的全像顯示器係為一個極高解析度顯示器。机如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中—個虛擬觀察者視窗的直徑係大約為眼睛瞳孔的直徑或更大的直徑。，其中的虛擬觀察者视窗的 44·如申清專利範圍第43項所述之全像顯示器直徑係大約為1 cm或更大的直徑。 167 200912888 45.如申請專利範圍第43或44項所述之全像顯示器，其中係針對每一個眼睛（亦即針對每—個虛擬觀察者視窗）組織-組成對的緩衝區對應及光強度對應資料。仇如前述申請專利範圍其中_項所述之全像顯示器，係可以顯示單色影像。 47.如申請專利範圍第i到45項其中一項所述之全像顯示器，係可以顯示彩色影像。 ^ 48·如申請專利範圍第47項所述之全像顯示器，係可以顯示職格式的彩色影像。 49. 如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中在計算一個全像〜像的個像素的值時係只考慮一個原始影像的~個次區段的值。 50. 如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中用於進行入像影像重建的光並非在整個顯示器上完全—致，而是在顯示器的各個次區段範圍内完全一致。 51. 如前述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中只需比傳輪全像 200912888 影像資料所需更少的線路即足簡來傳麵棘像資料。 52·如前述申輸頻 —一 53. 線如前述幃專利範圍射—項所述之路所形成的大邻八^ I，員不h其中橫列和縱列 p刀像素面積可以運用於其他目的。可如則述申請專利範圍其中一項所述之全像顯 11、9加，並可因此而改善顯示器的透光度。示器’其中透明電極的面積士别述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中顯示面板可以利用傳统顯示技術_制。 56’如Θ述申請專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中所進行的全像轉換為一維轉換。 57.如申請專利範圍第1到55項其中一項所述之全像顯承器’其中所進行的全像轉換為二維轉換。 58·如申請專利範圍第1或2項所述之全像顯示器，其中係具，個额外的邏 169 200912888 輯可用於區域轉送現有計算所得的資料，而這個額外的邏輯也同時用於轉达一個原始影像給各個叢集，所以至少可關除某些共通的橫列和縱列線路0 59.如别述申睛專利範圍其中一項所述之全像顯示器，其中備用電路組件 (Redundant circuitry)，如TFT，係製造在像素陣的空間中，並於有些電路組件發财故_情況下純啟動，以取代這些轉的料組件。則述專利範圍任一項所述的全像顯 ^ ’其中的顯示器包括一個光源和這個方法包括下列步驟： 60. 一種全像影像重建的方法，係利用示器來產生多個分散的點的三維立體景一個光學系統用來照亮空間光調制器；在空間光調制器上進行全像影像編碼。 170