TWI464548B

TWI464548B - A high-resolution display of highly decompressed image data can be displayed

Info

Publication number: TWI464548B
Application number: TW097118290A
Authority: TW
Inventors: Alexander Schwedtner
Original assignee: Seereal Technologies Sa
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2014-12-11
Also published as: TW200928626A; GB0709379D0; TWI447540B; TW200916985A; TW200916986A; TWI412904B

Description

可顯示經過解壓縮的高解析度影像資料的高解析度顯示器

本發明係與一個可顯示經過解壓縮的高解析度影像資料的高解析度顯示裝置有關，顯示器包括無數像素，這些像素位於一個基板上。這個高解析度顯示裝置同時可顯示一般的影像資料；這個高解析度顯示裝置也可以是可顯示全像顯示器資料的顯示器。

電腦產生全像影像(CGH)會在一個或多個空間光調變器(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。這些像素格會透過對相應於一個視訊全像影像的全像影像值進行編碼來調變光線的振幅及/或相位。CGH可以透過計算得出，例如，可透過“一致光線追蹤”、透過模擬由景象所反射光線與一個參考光波之間造成的干涉、或者透過傅立葉(Fourier)或菲涅爾(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。有許多不同的方法可以用來依振幅或相位對光線進行調變，例如，有電學編址式液晶SLM、光學編址式液晶SLM、磁光學式SLM、微反射鏡裝置、或聲光調變器等。光的調變可以是空間上連續的或者包括有多個以一維或二維方式排列、可個別編址(二進位，多階或連續)的像素格。

在本文件中，所謂的“編碼”表示對一個空間光調變器的各個區域供應各個控制值來編寫成一個全像影像使它可以透過SLM來重建出一個3D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，一個觀察者可以看到一個三維景象的光波前的光學重建。3D景象會重建在一個在觀察者的眼睛與空間光調變器(SLM)之間展開的空間之中。SLM也可以以視訊全像影像進行編碼使觀察者可以在SLM的前方看到重建的三維景象的物件，而以及在SLM上或SLM背後的其他物件。

空間光調變器的像素格最好是可讓光線通過的可透光像素格，它的光線可以在至少一個定義的位置上以及以一致的長度(幾毫米左右)產生干涉。這可讓全像影像重建至少在一個維度上具有一個適當的解析度。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一個適當狹窄的波長範圍內，也就是說，它必須接近單色光。高亮度發光二極體(LED)所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一致性。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利的物件點的重建。較寬的光譜將會導致較粗大的物件點而會使重建的物件模糊不清。一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側向寬幅有關。傳統的光源，像是LED或冷陰極螢光燈(CCFL)，如果能透過一個適當的狹窄透光孔來放射光線，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制範圍之內的點狀光源所發出的光，並且，根據它“形態上的純淨度”，可以產生銳利的物件重建，也就是說，每一個物件點都會被重建為一個在繞射限制範圍之內的點。

從一個在空間上不一致的光源所發出的光會有較大的側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一個特定的位置所重建的一個物件點的大小加寬所致。為了可以使用在空間上部一致的光源來進行全像影像的重建，必須透過一個透光孔在亮度與限制光源的側向寬幅之間找出一個妥協點。光源越小，它在空間上的一致性越佳。

一個直線光源，如果從一個與它的縱長直角相交的角度來看，也可以視為是一個點狀光源。在這個方向上，光波可以一致的傳播，但是在另一個方向上則會不一致。

整體而言，一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方式重建一個景象。這樣的一個視訊全像影像稱為“全視差全像影像”。它所重建的物件可以從水平及垂直方向看並且具有運動視差，就像是一個真實的物體一樣。不過，如果要具有寬大的視角，則必須在SLM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”(HPO)的全像影像而減少；它只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重建。這會導致所重建的物件只具有水平運動視差，而在垂直運動時它的透視景觀則不會變化。一個HPO全像影像在垂直方向上對於SLM的解析度要求比一個全視差全像影像低。“唯垂直視差”(VPO)的全像影像也是可行的，但並不常見；這種全像影像重建只會發生在垂直方向上，因而使所重建的物件只具有垂直運動視差，而在水平方向上則不會有運動視差。因此，左眼和右眼所見的不同透視景觀也必須分別建立。

全像影像的即時計算需要非常強大的運算性能，目前這可以透過昂貴且特別製造的硬體設備來實現，例如具備元件可編程邏輯閘陣列(FPGA)、完全客製化IC、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(CPU)來計算。

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。這個面積被劃分為用來進行液晶(LC)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示尺寸會決定所要求的外形，因此也會決定橫列和縱列線路的寬度。

理想的全像顯示器需要有比目前市面上所供應的TFT式監視器裝置更高的解析度。而解析度越高，也表示像素間距越小，同時橫列和縱列線路的線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被橫列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增。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下降。這表示理想的具有高掃描頻率的高解析度全像顯示器只有在嚴格的限制下才可能生產得出來。由於對運算性能的要求極高，目前可以用來進行全像影像即時計算的硬體設備，不論使用的是哪一種特定的硬體設備，在價格上都非常昂貴。由於它牽涉到大量的數據資料，從運算裝置到顯示器的影像資料傳輸同樣也非常困難。

以下將參考先前的專利文獻資料(請參閱圖10，取自美國US6,153,893號專利)，針對一種主動矩陣式液晶顯示裝置的共通構造加以簡要解說；本文件中引用US6,153,893號專利僅做為參考用途。如圖10中所示，這個主動矩陣式顯示裝置有一個平板式的構造，包括有一片主基板101 、一片相對基板102 、和一個將主基板與相對基板固定在一起的間隔空間103 ，而液晶材料就保持在這兩片基板之間的空間。在這個主基板的表面上構成一個顯示部份106 ，這個部份包括有像素電極104 和用來驅動排列成矩陣的像素電極104 的開/關裝置105 、以及連接到顯示部份106 上的週邊驅動部份107 。開/關裝置105 即由薄膜電晶體所構成；而薄膜電晶體同時也包含在週邊部份107 中構成電路元件。

由本申請人所提出的第WO 2006/066906號文件(合併於本文件中做為參考)，其中說明有一個可用於計算電腦產生全像影像的方法。根據這個方法，具有一個三維景象的複振幅值的各個物件會被分配到各個平行的虛擬剖面層的點矩陣中使每一個剖面層都有一個以點矩陣中的不連續振幅值所定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變器所進行的立體全像編碼則根據這些影像資料集來計算得出。

根據本申請人所提出的第WO 2008/025839號文件(合併於本文件中做為參考)，下列步驟將透過電腦的協助來執行：- 針對一個位於有限的距離處且與各剖面層平行的觀察者平面，根據每一個斷層景象剖面的每一個物件資料集，以波場的一個單獨二維分布的形式計算出一個繞射影像，其中會針對位於接近一個觀察者雙眼的觀察者平面中的至少一個共同的虛擬觀察者視窗計算出所有剖面的波場，前述的觀察者視窗的面積相較於視訊全像影像較為縮小；- 加入電腦計算出來的所有剖面層的分布來針對與觀察者平面有關的一個資料集中的觀察者視窗定義出一個匯集波場；- 將參考資料集轉換為一個位於一個有限距離處且與參考平面平行的全像影像平面，以便針對一個景象的匯集電腦產生全像影像建立一個全像影像資料集，其中空間光調變器設於全像影像平面中，且其中景象將於編碼後在觀察者眼睛前方的空間中透過前述空間光調變器的協助進行重建。

上面提到的方法及顯示器都以不是重建景象物件本身、而是在一個或多個波前將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礎。

觀察者可以透過虛擬觀察者視窗來觀看景象。虛擬觀察者視窗會覆蓋觀察者眼睛的瞳孔並且可以透過已知的位置偵測及追蹤系統的幫助來追蹤實際的觀察者位置。一個虛擬的、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變器與觀察者視窗之間，其中SLM代表這個截頭錐體的底面，而觀察者視窗代表它的頂面。如果觀察者視窗非常小，則這個截頭錐體可能會接近一個金字塔形狀。觀察者透過虛擬觀察者視窗朝向顯示器的方向觀看，並在觀察者視窗中接收代表景象的波前。由於必要的轉換的量非常大，全像編碼的過程會造成龐大的運算負荷。即時編碼也將會需要飛常昂貴的高性能運算裝置。

本申請人所提出的第WO 2008/025839號文件揭露了一個可以讓人們根據具有緩衝區資訊的三維影像資料即時產生視訊全像影像的方法。這使得利用相對簡單而廉價的運算裝置來產生這些全像影像的作法成為可能。

本申請人所提出的第WO 2008/025839號文件揭露了一個可即時產生電腦產生全像影像的方法。透過一個空間光調變器SLM上的各個物件點所建構的用來代表一個三維景象的各個全像影像值會根據具有緩衝區資訊的影像資料來進行編碼。與上述先前的專利的解決方法類似，第WO 2008/025839號文件中所揭露的方法同樣以不是重建景象物件本身、而是在一個或多個波前將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礎。一個經過調變的波場會透過一個空間光調變器SLM從充分一致的光線中產生，這會由各個全像影像值來進行控制，而所需的實際或虛擬三維景象則透過在空間中所發生的干涉來進行重建。虛擬觀察者視窗會以SLM做為一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偵測及追蹤系統的協助來追蹤實際的觀察者位置。第WO 2008/025839號文件中所揭露的方法所根據的是：事實上一個觀察者看見一個景象的這個區域是由一個從SLM一直伸展到觀察者視窗處的截頭錐體形狀的重建空間所定義的。這個截頭錐體大致上可能會是一個金字塔形狀，因為觀察者視窗遠較SLM為小。除此之外，這個方法也以一個單一物件點的重建只需要一個次全像影像做為SLM的一個子集的原則為基礎。因此與每一個景象點有關的資訊並不會分布到整個全像影像中，而只會包含在特定的限定區域內，也就是所謂的“次全像影像”中。依照這個概念，景象中的一個個別物件點只會透過SLM上的一個限定的像素區域進行重建，即所謂的“次全像影像”。第WO 2008/025839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一個物件點可以從各個查找表擷取、而這些次全像影像會累積以便針對整個景象的重建構成一個總體的全像影像”的構想為基礎。

根據第WO 2008/025839號文件中所揭露的方法中的一個特別較佳的範例，一個景象的呈現會根據每一個觀察者的位置和他們觀看的方向來決定。每一個觀察者會分配有至少一個虛擬觀察者視窗落在靠近觀察者眼睛的位置處的一個觀察者平面中。在一個預備處理步驟中，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一個介面。第WO 2008/025839號文件中所揭露的處理步驟包括：

- 步驟1：

找出每一個物件點的次全像影像的位置：相應的次全像影像的位置和範圍會根據一個物件點的位置導出，也就是根據它的橫向x、y座標和它的緩衝區距離。

- 步驟2：

從查找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。

根據第WO 2008/025839號文件中所揭露的一個簡單範例，指定給一個物件點的一個次全像影像的大小會根據交叉線定理得出。覆蓋瞳孔的觀察者視窗或它的一部份會經由物件點投射到全像影像平面中，也就是投射到SLM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指標。

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像或總體全像影像施加額外的修正功能，例如，用來補償因它的位置或形狀所造成的SLM的誤差、或者用來改善重建的品質。舉例來說，將修正值加入到次全像影像及/或總體全像影像的資料值中。另外，由於每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的觀察者視窗(例如，如果觀察者從旁邊的位置以一個極大的角度觀看顯示器)產生一些特殊的查找表。

如第WO 2008/025839號文件所述，使用查找表的原則還可以根據喜好來擴大。例如，用於色彩和亮度資訊的參數資料就可以儲存在單獨的查找表中。另外，次全像影像及/或總體全像影像的資料值也可以配合來自查找表的亮度及/或色彩值來進行調變。其中的色彩表現是以各個原色可以從個別的查找表擷取的構想為基礎。

第WO 2008/025839號文件中所揭露的方法所根據的查找表偏好依照第WO 2006/066906號或第WO 2006/066919號專利文件(由本申請人所提出，合併於本文件中做為參考)產生。之後並將查找表儲存於合適的資料載體及儲存媒體中。

圖26A說明第WO 2008/025839號文件所揭露的以只有一位觀察者為例的一般構想。一個景象(S)的視域會根據一個觀察者(O)的位置和觀看的方向來界定。這個觀察者會被分配有至少一個虛擬觀察者視窗(VOW)，而這個視窗則落在靠近觀察者眼睛的一個參考平面中。一個經過調變的波場會透過一個空間光調變器(SLM)由充分一致的光線產生，並透過各個全像影像值來控制。這個方法和透過這個方法所導出的顯示器則以並不重建景象的物件本身而是在一個或多個虛擬觀察者視窗(VOW)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(PP)來表示。觀察者(O)可以透過虛擬觀察者視窗(VOW)而看到景象(S)。虛擬觀察者視窗(VOW)會覆蓋觀察者(O)眼睛的瞳孔，並且可以在已知的位置偵測及追蹤系統的協助下追蹤實際的觀察者位置。藉由視訊全像影像的全像影像值來控制空間光調變器(SLM)並據此造成波場(這會在各個像素中進行調變並從顯示器螢幕發射出來)，透過在重建空間中產生干涉來重建三維景象。如同圖26A中所可見的，根據這個顯示設計的一般原則，景象(S)的一個單一物件點(PP)只會由空間光調變器(SLM)上的一個限定的像素區域重建，即所謂的次全像影像(SH)。如同圖26A中所可見的，根據一個最簡單的解決方案，一個次全像影像(SH)的大小會根據交叉線定理來決定，之後再藉此得出重建這個物件點(OP)所需的像素的指標。次全像影像(SH)的位置和範圍則根據一個物件點(PP)的位置(也就是它的橫向x、y軸座標)和它的緩衝區距離(也就是z軸距離)導出。然後，用來重建這個點(PP)所需的個全像影像值則可以從查找表(LUT)擷取。

次全像影像(SH)會以一個亮度及/或色彩值來進行調變，然後累加到個別位置處的全像影像平面中以便構成一個所謂的“總體全像影像”。包含在上述查找表中的資料會事先產生。這些資料偏好採用第WO 2006/066906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述)，並儲存在合適的資料載體及儲存媒體中。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查找表，並可據此產生色彩和亮度值以及修正參數。

圖26B則更詳細的解說了這個原理，並顯示出分別被指定給各個物件點(P1、P2)的次全像影像(SH1、SH2)。在圖26B中可以看到這些次全像影像會被限制並構成總體全像影像，也就是整個空間光調變器(SLM)，的一個小而連續的子集。除了根據交叉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

由本申請人所提出的第WO 2004/044659號(US2006/0055994)及第US7315408B2號專利(全部合併在本文件中做為參考)說明了一個透過充分一致的光線的繞射來重建三維景象的裝置；這個裝置包括有一個點狀光源或直線光源、一個用來進行光線聚焦的透鏡、和一個空間光調變器(SLM)。和傳統全像顯示器不一樣的是，這個SLM在傳輸模式中會在至少一個“虛擬觀察者視窗”(關於這個用語以及相關的技術的討論，請參閱附錄I 及II )中重建一個3D景象。每一個虛擬觀察者視窗會落在靠近觀察者眼睛的位置並且會限制在一定的大小使虛擬觀察者視窗落在一個單一繞射級中，讓每個眼睛都能在一個從SLM表面伸展到虛擬觀察者視窗的截頭錐體形狀的重建空間中看到完整的三維景象重建。為了讓一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一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些視窗看到整個重建的3D景象。另一隻眼睛可以透過同一個虛擬觀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(由一個第二光源根據相關計算產生)。在這裡，一個能見區域(這通常會相當大)它的位置會被限制在虛擬觀察者視窗上。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。由於幾何上的因素，這會有繞射角度極小的效果，使得現行世代的SLM的解析度即足以透過合理的消費等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US2004/0223049號專利(全部合併在本文件中做為參考)中揭露了一個可產生三維立體影像的行動電話。不過，在該專利中所揭露的三維立體影像是利用自動立體照相技術所產生的。以自動立體照相方式所產生的三維立體影像的一個問題是：通常觀看者所看到的影像是呈現在顯示器的內側，而觀看者眼睛的的焦點則通常會有聚焦在顯示器表面的傾向。這個觀看者眼睛的焦點與所感受到的三維立體影像的位置之間的不一致，在許多案例中都導致觀看者在觀看一段時間後會產生不舒服的感覺。在以全像攝影技術產生三維立體影像的情況下，這個問題並不會發生、或者可以顯著的減少。

本發明提出一種可顯示經過解壓縮的高解析度影像資料的高解析度顯示器，顯示器包括無數像素，這些像素位於一個基板上，其中的電路組件也位於與各個像素所在的同一個基板上；其中，經過壓縮的高解析度影像資料採用已知的資料壓縮技術進行壓縮，並由前述電路組件接收；電路組件的作用可執行解壓縮計算，並提供經過解壓縮的高解析度影像資料，由顯示器上的各個像素進行後續的顯示。

根據上述構想，其中電腦運算功能由佈置在與顯示器的各個像素所在的同一基板上的電路組件執行。

根據上述構想，其中的解碼計算會利用分布在遍及整個顯示器像素基板上的電路組件以一個分散的方式執行。

根據上述構想，其中一個可以利用軟體來執行的應用程式已經改為利用分散在整個顯示器像素基板上的電路組件在硬體中執行。

根據上述構想，其中可以用來執行解壓縮計算的電路組件佈置在顯示器的各個像素之間。

根據上述構想，其中可以用來執行解壓縮計算的電路組件佈置在包含顯示器的各個像素的空間之外，但在與顯示器的像素所在的同一基板上。

根據上述構想，其中經過壓縮的資料會傳送到顯示器的各個叢集上，每個叢集都是整個顯示器不可分割的一部份，每個叢集接著會對所接收到的資料執行一個解壓縮功能，然後再由每個叢集的各個像素顯示經過解壓縮的資料。

根據上述構想，其中的顯示器可以顯示一般顯示資料。

根據上述構想，其中的顯示器可以顯示全像顯示資料。

根據上述構想，其中用來執行壓縮計算的空間係與顯示器的各個像素位於同一基板上。

根據上述構想，其中用來執行壓縮計算的空間與顯示器的各個像素在不同一基板上。

根據上述構想，其中用於進行解壓縮計算的叢集會經由顯示器的橫列及縱列線路接收資料。

根據上述構想，其中每個用於解壓縮計算的叢集會經由一個並列資料匯流排接收資料。

根據上述構想，其中每個用於解壓縮計算的叢集會經由一個序列資料連線接收資料。

根據上述構想，其係為一個極高解析度的顯示器。

根據上述構想，其中的解壓縮會由每個叢集在40ms或以下的時間內執行。

根據上述構想，其中的全像影像計算會在解壓縮之後執行。

根據上述構想，其中用來決定一個空間光調變器的編碼所執行的計算會利用佈置在與空間光調變器的各個像素所在的同一基板上的電路組件來執行。

根據上述構想，其中用來決定一個空間光調變器的編碼所執行的計算並不牽涉到傅立葉轉換(Fourier transform)或菲涅爾轉換(Fresnel transform)的計算。

根據上述構想，其中用來決定一個空間光調變器的編碼所執行的計算會利用佈置在空間光調變器的各個像素之間的電路組件來執行。

根據上述構想，其中用來決定一個空間光調變器的編碼所執行的計算會在顯示器中的複數個分離的區域執行，以便針對各個分離的區域，進行各個相應的分離的區域的像素的編碼。

根據上述構想，其中的電路組件包括有薄膜電晶體。

根據上述構想，其中至少一部分的電路組件的有效區域由多晶矽所構成。

根據上述構想，其中至少一部分的電路組件的有效區域由連續晶粒矽所構成。

根據上述構想，其中至少一部分的電路組件的有效區域由多晶矽鍺所構成。

根據上述構想，其中至少一部分的電路組件的有效區域由單晶矽所構成。

根據上述構想，其中至少一部分的電路組件的有效區域由單晶粒矽所構成。

根據上述構想，其中至少一部分的電路組件的有效區域由有機半導體所構成。

根據上述構想，其中的基板採用單晶矽。

根據上述構想，其中的顯示器在製造上採用矽基液晶技術。

根據上述構想，其中的基板採用玻璃。

根據上述構想，其中的視訊影格速率至少約為25Hz。

根據上述構想，其中只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。

根據上述構想，其中的真實空間影像資料由強度及深度映射資料所構成。

根據上述構想，其中的全像計算為即時或近即時運算。

根據上述構想，其中所進行的全像計算會採用查找表方法來執行。

根據上述構想，其中採用次全像影像來進行全像計算。

根據上述構想，其中的顯示器在製造上採用MEMS技術。

根據上述構想，其中顯示器在製造上將採用場發射顯示器(FED)技術。

本發明更提出一種根據使用前述所述的構想之高解析度顯示器來顯示經過解壓縮的高解析度影像資料的方法，包括下列步驟：(a)壓縮高解析度影像資料；(b)傳輸經過壓縮的高解析度影像資料；(c)接收經過壓縮的高解析度影像資料；(d)對經過壓縮的高解析度影像資料進行解壓縮；以及(e)將經過解壓縮的高解析度影像資料顯示在顯示器上。

本發明可藉由下列之較佳實施例加以說明：

圖1 是用來顯示全像影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的一部份與一個可以在像素矩陣的空間中執行全像計算的SLM的一部份在構造和性能特性方面的比較圖；圖3 是一個可以在像素矩陣的空間中執行全像計算的SLM的一部份的構造圖；圖4 是一個可以在像素矩陣的空間中執行解壓縮計算以用於全像資料顯示的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一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一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一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個進一步製造步驟的說明圖；圖14 是一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一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；圖16 是用於以本發明的一個顯示設計為根據的全像顯示器中的次全像影像SH的查找表的說明圖；圖17 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一個顯示設計為根據的全像顯示器中，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 是顯示一個在時間t時顯示的景象、另一個在時間t+1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明的一個顯示設計為根據的全像顯示裝置的說明圖；圖21 顯示一個會在其中計算以本發明的一個顯示設計為根據的全像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；圖23 是以用於本發明的一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 是以用於本發明的一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；圖25 是用於一項顯示的運算上的各項計算可能在像素矩陣的空間中執行的、可以顯示傳統2D顯示資料、或全像顯示資料的一個SLM的一部份的構造圖；圖26 是以先前的專利為根據、用來產生次全像影像的方法的說明圖；圖27 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28 是以本發明的一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 是關於“吸收”的幾何上的考量的的說明圖；圖31 是根據本發明的一個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖32 是根據本發明的一個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖33 是以用於本發明的一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；圖34 是根據本發明的一個顯示設計，利用可控制的稜鏡透過移動虛擬觀察者視窗來追蹤一個或多個使用者的方法的說明圖。

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

本發明的一個顯示設計，包括有一個顯示器，可以接收真實空間影像資料(如對應於一個三維立體影像的一個強度映射資料和一個緩衝區映射資料)。空間光調變器的全像編碼接著會根據三維立體影像資料以即時或近即時的方式計算出來。透過結合兩個功能單元，也就是“全像影像計算單元”和“全像影像顯示單元”(這些單元與先前專利中的裝置在功能上和空間上都有所分別，以便在一個基板上構成一個共同的單元)，全像影像的計算中至少有一部份可能在像素矩陣所在的物理空間中執行。這表示至少一部份用於全像影像計算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，透過結合兩個功能單元，也就是“全像影像計算單元”和“全像影像顯示單元”(這些單元與先前專利中的裝置在功能上和空間上都有所分別，以便在一個基板上構成一個共同的單元)，所有的全像影像計算也可能在像素矩陣所在的物理空間中執行。或者，一部份或所有用於進行全像影像計算的電晶體也可以設在像素矩陣之外，但在和用於進行像素控制的電晶體所在的同一基板上。對熟悉這類技術的人來說，應該可以很清楚所謂的“在同一基板上”並不表示這些電晶體只會在原子層級上與基板發生接觸，而應表示基板在整體上提供了物理支持的媒介，並在這個媒介上佈置相關的電路組件。關於“基板”的意義的進一步資訊將在題名為“基板”的一節中加以闡述。

在像素矩陣中(或者是在所稱的同一基板上)所進行的全像影像著計算，並不限於先前的專利中所述的分析式全像影像計算方法。其他種類的計算方法，像是“查找表”(Look-Up Table，LUT)方法，也可以進行。一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。在像素矩陣中的全像影像計算方面，整個顯示器上所有的全像運算方法可能都完全相同，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距離上進行交換。次全像影像將會被用來進行運算。運算將可以均質的分散在整顯示器表面上。但為了讓硬體的設計、模擬、和驗證更方便，則可能將運算分割成為許多小而完全相同的部份，稱為“叢集”，拼貼在顯示器表面上。這些拼貼的圖點並不一定要是矩形的構造，也可以是其他的構造，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毗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。採用叢集方法的一個優點是，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mm寬的虛擬觀察者視窗，或者兩者同時具備。要顯示的影像內容，包含有一個光強度影像資訊和三維緩衝區資訊(這可以稱為一個“Z軸緩衝區”)，典型上這只有一個最多2,000 x 1,500像素的解析度。如圖1中所示，用來顯示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1中所示，三維立體影像資料以一個強度映射資料和一個三維緩衝區映射資料的形式供應。我們偏好針對每一個眼睛(也就是針對每一個虛擬觀察者視窗)構成一組成對的緩衝區映射資料和強度映射資料。這些映射資料每一個都包含有一個2,000 x 1,500像素的資料陣列。每一個映射中的每一個像素的資料以三個顏色值和一個z值(即四個值，各為8位元)來表示。一個位元就是一個二進位數元。所以每個像素需要有32位元。視訊資料以25Hz的頻率供應，即每秒25格(25fps)。圖圖所示，若使用兩個視域(右眼和左眼)，則資料傳輸速率為每秒4.8Gbits。這個資料會用來計算全像影像，在簡單的情況下會一格一格計算，不過在更複雜的情況下可能會執行某些牽涉到連續框格的資料處理，例如，像是柔化雜訊或減少人工處理痕跡，或者像是減少所需的資料傳輸速率等等。全像影像運算會產生對應於一個16,000 x 12,000像素的資料陣列的資料輸出(其中每一個像素都以8個位元表示，而影格速率為150fps，採用25Hz的視訊頻率和兩個視域和三種色彩)。因此，如圖所示，全像影像的資料傳輸速率是每秒230Gbits。圖1的內容代表同時顯示出三個原色(紅、綠、藍)的處理。這個範例是用於只針對一位使用者的配置，但若是針對多位使用者的配置(具有相應較高的顯示影格速率)也是可行的。對熟悉這類技術的人來說，關於全像顯示器的資料傳輸速率方面，還可以舉出許多其他的範例。

必須要強調的是，一個大約25Hz的影格速率對於活動的影像來說是一個可接受的最低速率。為了達到更流暢的播放，應使用高於25Hz的影格速率。影格速率越高，觀看者所看到的播放將會越流暢。

一個全像影像只能針對一個指定的光學顯示波長來計算得出，這也正是需要針對每一個物件點進行三次計算的原因，也就是針對每一個組成顏色(即紅、綠、藍三原色)各進行一次。其他的色彩可以利用這三種色彩組成來產生，而這樣的色彩混合可以透過循序方式或同步方式來進行。

如果全像影像是在同一基板(例如，在像素矩陣中)上的電路組件中產生的，則只有原始影像資料需要傳輸到顯示器基板上。如果全像影像是利用像素矩陣中的電路組件產生的，則光強度和緩衝區資訊會傳送到面板中稍後需要使用這些資訊來進行全像影像計算的位置。在以本發明的一個顯示設計為根據的偏好顯示器中，在計算全像影像中的一個像素的值時，它只會考慮原始影像中的一個次區段的值。這麼做的一個理由是，在以本發明的一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不是在整個顯示器的各個部位都是完全一致的，而是在顯示器的各個次區段之間存在有不一致，這些次區段可能是顯示器的各個小分區區段。顯示器的一個次區段與顯示器的另一個不同的次區段之間可能不存在有不一致的現象，或者只有非常有限的不一致的程度。偏好的顯示器中的每一個次區段可能用來產生整個全像影像中的一個相應的次全像影像。因此，一個次全像影像的尺寸會決定一個像素周圍的區域(需要從這裡取得原始影像的光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。而這也會決定必要的內部線路(也就是所謂的“區域互連線路”)的長度：請參閱圖3。根據這個解決方案，由於用來產生全像影像所需的大量像素資料中的全部或至少一部份會直接在顯示面板上將用來進行顯示的部位進行計算，因此並不須要(或者可減少這樣的需要)透過極長的線路來傳輸全像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料的解析度，並可因此減少傳送到顯示面板時所需的資料傳輸速率。如果將這個範例套用在圖1中所示的情況，則可以達到減低約50%的資料傳輸速率的效果。因此，遍佈在整個面板上的橫列和縱列線路(即所謂的“全區互連線路”，請參閱圖3)的量也會因此而減少。它只需要比傳輸全像影像資料更少的線路即足以進行原始影像資料的傳輸，而且傳輸頻率也可以因此而降低，而這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。

減低資料傳輸頻率具有可減少橫列和縱列驅動裝置的功率消耗的好處。這是因為將一個二進位數元從零切換為一(或者從一切換為零)需要消耗號電功率；當切換頻率升高時，電功率的需求也會升高。這些功率最後會以熱的形式排散，而這會為高資料傳輸頻率的顯示器帶來高溫的問題。高溫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”。如果裝置使用電池來操作，如果耗用更多的功率，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以用在其他的目的上。圖2比較了這兩個解決方案的作用原理。在以先前的專利為根據的解決方案中，以一個具有16,000 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。每一個象限有8,000 條縱列線路和6,000條橫列線路；總計需要有32,000條縱列線路和24,000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25fps的視訊頻率(輸入資料-光強度及Z軸緩衝區-的影格速率)顯示，會產生每秒150個影像的顯示器影格速率。乘以橫列數並加上每個框格之間的10%空白傳輸時間，需要有1MHz的縱列驅動頻率。而在以本發明的一個顯示設計為根據的解決方案的一個範例中，影像資料會根據一個2,000 x 1,500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，每一個象限有750條橫列線路。將這個數字乘以每秒150個影像並加上每個框格之間的20%空白傳輸時間，則只需要135kHz的縱列驅動頻率，如圖中所示。這個範例是用於只針對一位使用者的配置，但若是針對多位使用者的配置(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關的計算參數，在以本發明的一個顯示設計為根據的解決方案(如圖2)中，雖然在橫列和縱列線路方面所節省的空間可能是微不足道，但在和以先前的專利為根據的解決方案(如圖2)相較時，卻可能大於進行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一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。在這種情況下，可以增加透明電極的面積並因此可以改善LCD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，它已經不再需要一個和顯示器不在同一基板上、並且在任何已知的傳統裝置中都造成相當可觀的困難度和成本花費的額外計算單元。另外的一個優點是，事實上它可以大幅減少面板控制的複雜度，因為用於進行面板控制的資料傳輸速率大致上和傳統的LCD相同。一個2,000 x 1,500像素的典型解析度、視訊影格速率25fps和兩個視域、每個像素為32位元的資料傳輸速率為4.8Gbit/s，這大約與一個具備60Hz影格速率和三種8位元色彩的1,920 x 1,600像素的TFT面板相當。這個範例是用於只針對一位使用者的配置，但若是針對多位使用者的配置(具有相應較高的顯示影格速率)也是可行的。這表示這樣的一個面板使用傳統的顯示技術就可以輕易的進行控制，反觀以如圖1中所示的230Gbits/s的典型資料傳輸速率傳送整個全像影像，包括在計算單元與顯示器電子系統之間、以及在顯示器電子系統與顯示面板之間的傳送，都只有在採用不僅在製做設計上有其困難、而且也將所費不貲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。

如果我們假設在空間光調變器上進行一個全像影像的二維編碼，其中原始真實空間影像有2,000 x 1,500像素，並以25fps的視訊影格速率供應，則大致上需要有大約1億個電晶體來進行全像計算，也就是每個真實空間像素需要有大約34個電晶體。這是就開/關頻率為200MHz的單晶矽電路組件而言。由於一個以多晶矽製成的TFT的開/關頻率可能只有大約25MHz，因此大約需要有6億9千萬個電晶體(而不是前面所說的1億個電晶體)才能彌補它較低的開/關速率。假設一個全像影像的解析度為16,000 x 12,000像素，這就表示每個全像影像像素大約需要使用4個電晶體。但由於計算值只有在一個新的影像被顯示時才能被寫入到像素的像素格中，因此每個像素還需要額外的1到2個電晶體。如果維持相同的解析度，則一個顯示器的尺寸越大，像素間距也越大，因此在一個像素周圍可以額外排列的電晶體數目也會越大。更詳細的電晶體總數的估算將在“電晶體總數估算”一節中加以說明。

如果面板是經由橫列和縱列線路來進行控制，這些線路應隨著顯示器尺寸的增大而加寬。這是因為線路材料的電阻係數是固定的，而，如果採用固定的線路斷面積，則線路的電阻將會隨著它的長度而成正比增大；由於線路材料的電阻係數是固定的，如果採用固定的線路長度和厚度，則線路的電阻將會與它的寬度成反比。這表示在像素矩陣中計算全像影像的方法對於傳統的控制技術來說是有利的，尤其是在大型以及高解析度的全像顯示器方面。

將TFT電晶體整合在一起，也就是將用於計算的電晶體與像素電晶體一起佈置在同一個基板上，具有極大的好處。

這麼做的額外的代價，將只有隨著電晶體數目的增加而可能帶來的較大的故障機率。不過這可以透過採用一種容錯的計算方法來彌補，在這種方法中，個別元件上的錯誤將只會對計算結果造成極小的偏差，而與完全沒有任何元件缺失的情況下所獲得結果相差無幾。

計算將會在許多毗鄰的運算裝置(稱為“叢集”)中進行，如圖2及圖3所示。通常，運算裝置(叢集)的大小必須進行最佳化設計，因為它們的大小越大，一方面在資料傳輸速率上所能產生的節約效果越小，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中，一個顯示器會用來顯示根據真實空間資料所計算出來的全像影像資料，如強度映射資料和緩衝區映射資料。先前的專利的顯示器所有的一個先天的問題就是它們需要使用沒有與顯示用電路組件佈置在同一基板上的電路組件。這些額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。這會導致一些不利的性質，像是較大的裝置體積和重量。但消費者永恆追求的卻是更輕、薄、短、小的顯示裝置。以本發明的一個顯示設計為根據的全像顯示器的運算電路組件則是在與顯示電路組件所在的同一基板上。這些運算電路組件可能在顯示器的各個像素之間，或者可能在顯示器的像素陣列之外，但仍在同一基板上。

關於矽液晶(LCoS)顯示器中的整合問題的說明：

這種情況和佈置在一個單晶矽晶片上的小型LCoS顯示器有些不同。採用本發明的顯示技術將可以有更高的頻率，所以即使是每個像素少於一個電晶體也足以用來進行全像計算。通常，所進行的計算大部分都和分散式計算相同，運算裝置將只會因為像素像素格而中斷。因為用來進行計算所需的Si面積仍然一樣，因此所能產生的節約效果事實上是因為只會傳輸或儲存更少的資料量所造成的。這會減少用於橫列和縱列線路所需的面積並有利於傳輸資料給LCoS。不過，由於運算電路組件在顯示電路組件所在的同一基板上(但運算電路組件並不設在顯示電路組件之中)，因此這個解決方案將會比運算電路組件位於和顯示電路組件所在的不同基板上的解決方案更為精巧緊湊且更為經濟。

區域轉送

由於已經存在有一個用於計算資料區域轉送的額外邏輯存在，它同時也可以用來轉送原始影像給個別的區域，這使得全區橫列和縱列線路完全變成多餘。例如，原始資料將會透過一個轉移暫存器從叢集轉送到其他叢集。由於橫列控制是在本區進行的，因此省略橫列線路使得顯示器的右側和左側也可以用於寫入資訊。

容錯運算裝置

目前一般的TFT顯示器大概都有(例如)1,600 x 1,200像素的解析度，這可能會有製造上的錯誤存在，最明顯的就是所謂的像素錯誤。用於全像顯示的高解析度顯示器會有更高的像素數，因此也會有更多的TFT數目，這會大幅提高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。

備用電路組件(像是TFT)可能會被製造在像素矩陣的空間中，使這些電路組件在發現某些用於裝置啟動的電路組件有故障時，可以用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試，像是測試某一件電路組件的開/關特性是否顯示出這個電路組件故障。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“物理與資訊革命”(Physics and the Information Revolution)(J.Birnbaum與R.S.Williams，Physics Today期刊，2000年一月，pp.38-42)一文(合併在本文件中做為參考)中，已經針對容錯的傳統電腦電路組件報告了一個類似的方法。另外，電路組件也可能設計成會使將造成一個像素永久變暗的故障的可能性大於將造成一個像素永久變亮的故障的可能性，因為後者對於觀看者將會造成更大的刺激效果。

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)以減少電路組件中較為重要的部件的故障機率。一個進一步的手段是混合計算管線使一個有問題的單元所獲得的結果會被分布在一個較大的表面積上。如果人們知道可能會在計算值中加入一個值大約為1000或以上的全像影像像素，那麼就可以可以瞭解這一點。如果這些值全都來自相同的管線，一旦這個管線發生錯誤，則所有全像影像的像素值都會是完全錯誤的值。如果一個叢集包含有並行的管線，則叢集的內部結構可以以用來加入的值將來自所有並行的管線的方式安排。舉例來說，如果這些值來自4個管線，如果其中的一個管線發生錯誤，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100%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關的傳導線路來修改電路組件；這樣的一個方法可以用來解決短路的問題。切斷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“製造程序概述”、或某些程序的組合、或根據熟悉這類技術的人所知道的其他製造程序來製造。有機半導體也可能用來製造以本發明的顯示設計為根據的裝置中的電路組件。

B. 可在同一基板上進行計算、可進行有效率的空間光調變器編碼計算的全像影像顯示器

用於進行三維內容轉換以表現可即時或近即時更新的大型電腦產生全像影像(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可能實現。在先前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WO 2008/025839號文件)的改良方法中，有1920 x 1080個重建的物件點的互動式即時全像影像可以透過市售的個人電腦(PC)系統利用預先計算的次全像影像並在查找表(LUT)的協助下以互動的方式即時顯示。先前的專利中的方法的特徵是各個物件點只能在特定的分散位置上重建，如圖14中以空心圓圈所示。而這裡所將說明的本發明的一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內的任何位置產生，如圖14中以實心圓圈所示。圖14顯示出利用先前的專利的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面上。而物件平面則以固定的距離定位在全像影像平面上。相反的，根據本發明的一個顯示設計的分析式方法，各個物件點(實心圓圈)則可以在任何位置上。

前面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變器的編碼計算。此外，前面A項的顯示設計也可以利用一個可提供更有效率的空間光調變器編碼計算的方法來實施。在第WO 2008/025839號申請文件中說明有一個更有效率的計算方法。下列更有效率的方法(本身並不須要進行傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算，因此可以有效率的實施)就是本申請人對本發明的一個顯示設計。也可以說下列更有效率的方法並不須要進行傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。

一個可以提供更有效率的空間光調變器編碼計算的方法的範例如以下所示。它是一種用來供一個全像顯示裝置(HAE)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SLM光調變手段(SLM1)且其中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，且其中一個三維景象(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)做為要在SLM上進行編碼的整個全像影像(HS_SLM )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(OP)決定次全像影像(SH)的位置。

例如，利用“交叉線定理”，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一個矩形。然後對次全像影像指定一個區域座標系統，以它的中心點為原點；x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)範圍內的每一個次全像影像(SH)決定虛擬透鏡(L)的次全像影像：

B1：決定虛擬透鏡的焦距(f)

透鏡的焦距(f)是全像影像平面(HE)中要進行重建的物件點(OP)與SLM的垂直距離。

B2：透鏡的次全像影像(SH_L )的複雜值：

次全像影像複雜值利用下列方程式來決定z_L =exp{- i*〔(π/λf)*(x² +y² )〕}

其中λ是光的參考波長，而f是焦距。等式中如果f有一個正的值則表示相當於一個凸面透鏡，如圖9A中所示。如果是要使用一個虛擬發散透鏡在SLM相對於觀看者的一側重建一個物件點(OP)，如圖27中所示，則f需要一個負的值。

B3：由於z_L 在x和y方面的正負值是對稱的，因此只需要決定一個象限中的z_L 的值再利用適當的正負號將結果代入到其他三個象限中即可。

步驟C. 決定全像影像平面(HE)中的稜鏡的次全像影像(SH_P )：

由於所選擇的區域座標系統，加入一個稜鏡將會導致相位偏移，所以相位偏移是x和y座標的一個線型函數。

C1：決定具有水平效果的稜鏡(P)的線型因數C_x ，以間隔為x〔0，a〕以內表示為C_x =M *(2π/λ)；其中M為絕對稜鏡斜率(圖9B)

C2：決定具有垂直效果的稜鏡(P)的線型因數C_y ，以間隔為y〔0，b〕以內表示為C_y =N *(2π/λ)；其中N為絕對稜鏡斜率(圖9C)

C3：稜鏡的次全像影像(SH_P )的複雜值：這個次全像影像(SH_P )的複雜值會根據稜鏡的重疊來決定，即z_P =exp{i*〔C_x *(x-a)+C_y *(y-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：調變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虛擬透鏡(L)和虛擬稜鏡(P)的效果的複乘法得出，如圖9A所示，如下z_SH =z_L * z_P ，這也可以用SH=SH_L * SH_P 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)相位偏移進行調變(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一致性所造成的光斑。相位偏移的幅度即足以減少光斑，並且可能小於π弧度(亦即，並不一定要是-π<F₀ <π，而可以是(例如)-π/4<F₀ <π/4)。這個過程可以由下列等式表示：z_SH ：=z_SH exp(iF₀ )，這也可以用SH：=SH exp(iF₀ )來表示

步驟F：光強度調變

各個次全像影像個別的複雜值會以一個根據影格緩衝區內容(單色，或彩色如R、G、B)所獲得的光強度因數來進行調變，使各個物件點可以呈現各自所獨有的亮度和色彩(如果合適)

z_SH =C * z_SH ，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HS_SLM 。

各個次全像影像可以利用複加法來進行重疊。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：HS_SLM =S SH_i ，這也可以根據整個全像影像的一個座標系統用Z_SLM =Sz_SHi 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)，而這也會帶來一些好處，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當作是一個光學系統的焦點，這表示在全像影像平面中有一個透鏡，而前述的這個透鏡有一個傾斜角度而且它的焦距為f。一個傾斜的透鏡由一個沒有傾斜的透鏡和一個稜鏡所組成。根據這裡所表示的方法。一個物件點會以可在一個次全像影像的編碼中加入一個透鏡函數和(必要時)一個稜鏡函數的方式進行重建(請參閱圖9A)。一個由無數個點所構成的景象可以透過疊加多個次全像影像來產生。透過運用這個方法，一個互動式即時全像影像重建的各個物件點可以利用市售的標準硬體零組件在重建的截頭錐體空間中的任何位置產生。這個解決方案同時在物件點的數量方面也可以輕易的進行調整，只要提高處理單元的性能，就可以增加物件點的數量。

計算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：e^{-i*〔(π/λf)*(x² +y² )〕}

2. 進行稜鏡方面的計算(不一定須要，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=(2π/λ)* m

Cy=(2π/λ)* n

3. 進行稜鏡和透鏡方面的調變(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. 光強度調變

6. 進行全像影像的SLM指定編碼

C. 可在同一基板上進行解壓縮計算的全像影像顯示器

本發明的一個顯示設計包括一個可以接收真實空間影像資料(如對應於一個三維立體影像的一個強度映射資料和一個緩衝區映射資料)的顯示器。接著，會根據三維立體影像資料以即時或近即時的方式計算出空間光調變器的全像影像編碼。透過結合兩個功能單元(也就是“全像影像顯示計算單元”和“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一部份可以在像素矩陣所在的物理空間中進行，這些單元與先前專利中的裝置在功能上和空間上都有所分別，以便在一個基板上構成一個共同的單元。這表示用於所有全像影像顯示計算或至少其中一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，全像影像顯示計算也可以利用位於與像素電路組件所在的同一基板上的電路組件來進行，但這些用於全像影像顯示計算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，全像影像計算會在像素矩陣所佔用的空間以外的一個位置進行。這樣的計算可以具有可區域存取的查找表(LUT)的優點(如第WO 2008/025839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的位置執行全像影像計算的手段的一個問題是需要有極高的總體資料傳輸速率來傳送資訊給顯示器的各個像素。但如果採用一個類似於如圖4中所示的方法的手段，則可以避免這種情況。

在顯示器中，全像影像的編碼資料會在像素矩陣所佔用的空間以外的地方進行計算。執行這些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。全像影像編碼資料會利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸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中，用於進行全像影像計算的各個TFT會對經由橫列和縱列線路所接收到的資料執行解壓縮的功能。不過，這些資料也可能經由其他手段接收到，例如經由一個並列資料匯流排、或一個序列資料連接線路。以一個叢集一個叢集為基礎的全像影像顯示器可以減少對各個全像顯示器像素之間的互連線路的需求，並因此可減少對影像強度映射資料和影像緩衝區映射資料的來源的需求。全像影像計算和資料壓縮也可以在顯示器基板以外的位置上執行，其中資料解壓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，但解壓縮則在像素矩陣的空間以外的位置執行。對熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

D. 可在同一基板進行解壓縮計算的高解析度顯示器

在本發明的一個顯示設計的一個進一步的範例中，一個高解析度顯示器會用來顯示高解析度影像資料，這可能是一般顯示資料或者也可能是根據強度映射資料和緩衝區映射資料所計算出來的全像影像顯示資料。以先前的專利為根據的高解析度顯示器所固有的問題是，它們都需要極高密度的電路組件，而這會更容易產生製造上的錯誤，同時它們也需要極高的開/關頻率，而這也可能會導致過度發熱的問題。如果採用一個類似於圖5所示的手段的一個方法，則可以減少或避免這些問題。

在高解析度顯示器中，影像資料會在顯示器內部或外部利用已知的資料壓縮技術進行壓縮，之後再傳輸到顯示器的各個叢集(這些叢集是整個顯示器的一部份)。進行壓縮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。在圖5中，用於進行解壓縮計算的各個TFT會對經由橫列和縱列線路所接收到的資料執行解壓縮的功能。不過，這些資料也可能經由其他手段接收到，例如經由一個並列資料匯流排、或一個序列資料連接線路。為了減少對記憶體的需求，以一個25Hz的影格速率為例，用於進行解壓縮計算的各個TFT將會被要求在約40ms或以下的時間內對這個資料進行解壓縮來透過叢集的各個像素進行顯示。以一個叢集一個叢集為基礎的影像顯示器可以減少對各個影像顯示器像素之間的互連線路的需求，並因此可減少對影像強度映射資料的來源的需求。對熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

在一個較佳的範例中，解壓縮後的真實空間影像資料會傳送給顯示器的各個叢集。在第一個步驟中，叢集會執行壓縮過的真實空間影像資料的解壓縮。在第二個步驟中，全像顯示資料會由顯示器的各個叢集利用由第一個步驟所產生的資料計算得出。對熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

E. 可透過合併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描繪管線(Rendering Pipeline)在同一基板上進行計算的全像影像顯示器

前面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變器的編碼。此外，前面A項的顯示設計也可以利用一個可提供更有效率的空間光調變器編碼的方法來實施。以下將提供一個可提供更有效率的空間光調變器編碼的方法的範例，但對於許多熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

這個方法(如圖15中所示的一個範例)，透過合併用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元，擴充了圖形子系統的3D描繪管線(Rendering Pipeline)。這個方法就是本申請人對本發明的一個顯示設計。這裡所謂的“用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元”以下將以“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。每個叢集所需的3D管線(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一個單一叢集層級的顯示設計上。一個Z軸對應緩衝區和一個色彩映射緩衝區(色彩映射R、色彩映射G、色彩映射B)構成兩個管線之間的銜接介面。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軸映射包含有一個z值，這個值有尺度並且可以以各種清晰度水準表示。Z值的典型尺度是在介於0.0到1.0之間的範圍內，但也可能是其他的範圍。它的清晰度水準會根據位元數來決定，即，通常是8、16、或24位元。

在現代的圖形子系統中，色彩映射的清晰度為24位元，也就是每個分色(R、G、B，即紅、綠、藍)各8位元。色彩映射構成影格緩衝區的一部份，緩衝區的內容正常會顯示在畫面上。這兩個緩衝區(包含有Z軸映射資料和色彩映射資料)會加以定義來構成3D描繪管線(Rendering Pipeline)和完全管線之間的銜接介面。Z軸映射資料會針對一個顯示波長來提供，但R、G、B則沒有特定的波長。Z軸映射資料的拷貝1501 和1502 則會分別針對另外的兩個顯示波長來提供。

一個全像影像只能針對一個特定的顯示光波長來進行計算。這也正是為什麼必須針對每一個物件點進行三次計算的原因，也就是針對每個原色各進行一次：紅(λR)、綠(λG)、和藍(λB)。其他的色彩可以利用這三個分色創造出來，而這個色彩的調配可以透過循序或同步方式進行。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，讓它可以同時得到所有三個分色的結果。為此，它必須將z軸映射資料複製到額外的記憶體區段1501 和1502 (請參閱圖15)，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軸映射資料)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。色彩映射資料RGB中關於色彩G和B的內容也會分別複製到色彩映射G、和色彩映射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憶體存取期間發生衝突並減少或甚至消除困難的顯示設計中帶有號誌(semaphore)、互斥運算(也就是“mutexes”)等的同步存取問題，這些問題可能對系統性能有不利的影響。然而，雖然記憶體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，一個號誌是一個受保護的變數(或抽象的資料類型)並構成在一個多元程式操作環境中用來限制存取共享資源(例如，儲存空間)的典型方法；互斥運算會使用在並行處理的程式設計中用來透過以電腦碼的片段叫出關鍵區段的方式避免同時使用一個共享的資源，例如一個整體變數。

以下將假設一個全像影像由多個次全像影像所構成。其中的第m個次全像影像以一個透鏡代表，這個透鏡可由一個透鏡函數說明：e^(-i C_t *(x_m ² +y_m ² ))。其中的常數C_t 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個管線中。f的值因此與色彩無關：由於它是一個虛擬透鏡，因此並不須要表現色差。這可以擁有透鏡函數關係的優點，因為一個透鏡在它的x軸和y軸上是對稱的。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。之後可以將在一個象限中所計算的透鏡函數的值利用正負號的對稱原則套用到其他三個象限上。

C_t 也會因波長λ而異，三個原色(R、G、B)的波長本質上就各不相同。λ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λ的值以便計算顯示器的每個原色的C_t (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用一個稜鏡函數(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λ。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。

現在，透鏡函數和稜鏡函數在如圖15進行複乘法1503 、1504 、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映射資料的光強度調變出個別的全像影像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集中進行的加法運算來進行後續的處理(如果合適)，例如，套用修正映射或灰階影像(灰階修正)，由於這只會取決於SLM的系統性質，所以最好在這個階段進行修正。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，這可能是依相位編碼、依振幅編碼、或者依另一種方式進行編碼。

熟悉這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在同一基板上進行計算的全像影像顯示器

前面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變器的編碼計算。此外，前面A項的顯示設計可以利用一個可在執行全像計算時減少時間延遲的方法來實施。這個可在執行全像計算時減少時間延遲的方法的一個範例如以下所示，但對於許多熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

對一個可在像素近旁進行計算的全像影像顯示器來說，這個顯示設計的一個目標是，減少時間延遲(相角於其他的全像計算來說)。這將會因為用於即時全像轉換和編碼的額外硬體模組而導致(例如)現行使用的顯示卡(3D管線(Pipeline))在架構上的擴大。

一般而言，在執行一個全像轉換計算之前，整個三維景象已經透過數次的3D轉換和光度計算來構成。構成景象中的物件的各個基元(例如，點、線、三角)會在3D處理的管線末尾時進行像素化。整個結果接著會放在兩個記憶體區段供使用。這兩個區段是包含有觀察者所看到的景象的色彩值(色彩映射資料)的影格緩衝區、和一個包含有從觀察者的位置看會以一個尺度比例來表現景象的緩衝區映射資料的Z軸緩衝區。在先前的專利的方法中，全像轉換和編碼程序只有在有全部的結果(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。而這會導致一個視訊框格產生一個時間延遲。這樣的時間延遲在某些互動式的應用(例如遊戲裝置)中可能帶來重大的影響。如果延遲時間太長，則可供操作者操作使用的反應時間可能會變得太短，而使得操作者將無法執行某些原本可能可以執行的動作。一個影格的延遲時間(在60Hz的顯示裝置中不會小於約17ms)，對於高速的遊戲來說可能會帶來重大的影響。而全像顯示器也只有在有這方面的應用可行性之下才有被市場接受的可能(像是電子視訊遊戲的玩家這樣的目標族群是絕對不能忽略的)。

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察敵軍、或者其他資訊(如地形資訊)，這可以改善遂行戰鬥的有效性，遠較二維資料顯示器為佳。而如果將這個顯示器使用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、或導致昂貴軍事設備損壞或毀壞的嚴重後果。引此，減少上述的時間延遲將可以改善三維立體全像成像技術在軍事上的應用的有效性。

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軸緩衝區映射資料都可以使用才能開始處理。相反的，全像計算將會在經過3D管線(Pipeline)處理之後、只要空間中已經有一個點可用的情況下立即進行。因此，我們可以說這個3D管線(Pipeline)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，將會造成進一步的時間延遲。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要的資訊片段需要進行處理。為了說明這一點，我們假設如果將全像轉換從空間中的一個單一的3D點套用到一個全像影像或SLM的整體規模，可能會產生大約1,000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顯示出一個次全像影像的概念和它的相關說明。圖18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。由於次全像影像比SLM更小，因此每一個次全像影像的計算都會比一個橫跨整個SLM的完整全像影像的計算更為快速。除此之外，各個次全像影像也可以依序計算，相較於計算一個橫跨整個SLM的完整全像影像的情況(這只有在接收到一個完整的影像資料框格後才能執行)，這可以大幅減少時間延遲。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，計算每一個物件點的運算負荷量將會大幅降低，因為相較於整個SLM來說，一個次全像影像中的像素格數量要少得多。

在本發明的一個顯示設計的某些範例中，位置最靠近觀察者的點的次全像影像(圖16)會儲存在一個次全像影像緩衝區中。用於每個叢集的3D 管線(Pipeline)資料會傳送給顯示器上相應的叢集(圖17)；從現在起以下的敘述將著重在一個單一叢集層級的顯示設計上。關於VOW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算(圖17)。顯示器的每一個叢集都有它自己的查找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(SH_n )的計算(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的叢集的內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(SH_n-1 )(這個次全像影像在當時也會顯示在SLM的叢集上)搜尋一個查找表的原因。在讀取來自LUT的SH的內容之後，它會計算出目前顯示的SH(SH_n-1 )與新的SH(SH_n )之間的差(請參閱圖17)。

在空間中有一個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SH_n 會被寫入到LUT中取代舊的SH_n-1 (請參閱圖17)。現在，兩者之間的差SH_D 會被加到SLM中的值上，並且儲存到一個影格緩衝區中。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，顯示裝置(SLM)會提供它的配置資訊(例如類別解析度)給運算裝置(請參閱圖17)，這表示它將可以連接任何種類的全像顯示裝置(SLM)。這些裝置可能有不同的大小、像素格數量、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一個特定類別的SLM。

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

前面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變器的編碼計算。此外，前面A項的顯示設計也可以利用一個可提供更佳的程序來執行全像計算的方法來實施。以下將針對一個可提供更佳的程序來執行全像計算的方法的一個範例加以說明，但對於許多熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

這個顯示設計的一個目標是，透過在應用中利用次全像影像的特性上的優點來減少必須從一個內容產生模組(例如，顯示卡)傳送到視覺化模組(也就是全像顯示器)的資料量。

在先前的專利中，從內容產生單元(例如，顯示卡)到視覺化模組(例如，LCD或陰極射線管(CRT)監視器)所進行的影像資料傳輸，會傳送一個影像的整個內容(從上到下、一條掃描線接一條掃描線)，就像傳統的射線管監視器一樣。在高清晰度電視(HDTV)方面，解析度可高達3840 x 2400像素(IBM(RTM)Berta顯示器→現在的IIIAMA等，請參閱網站說明，例如：http：//www.pcmag.com/article2/0,1895,2038797,00.asp)，這並不會有間題，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(DVI)或高清晰度多媒體介面(HDMI)，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一個大小為一到幾cm寬的虛擬觀察者視窗(VOW)(相反的，若是較原始的裝置，則大約只有5mm寬)。較大的VOW有非常多的好處，因為就商業使用中的可靠性來說，如果這個視窗越大，這個全像顯示裝置也越可靠。這是因為對於具有追蹤功能的全像顯示器(像是追蹤系統或位置瞄準裝置，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，在這種情況下將會比較低。此外，如果裝置不具有追蹤功能，若是將VOW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。

這個顯示設計的一個目標是，透過全部或至少一部份的全像計算會在像素矩陣進行來減少必須從內容產生模組傳送到全像顯示器中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，它會傳輸所有的資訊，包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)。

一個單一的物件點由一個次全像影像SH產生，它的大小則取決於觀察者的位置。由於一個SLM像素格可能不只包含一個次全像影像的資訊，還可能包含多個次全像影像的資訊，因此可以計算在位置xyz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。在本發明的一個顯示設計的一個範例中，這個差異次全像影像SHD接著可以在SLM上重新進行編碼。

在顯示器內部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一個色彩或強度映射資料和一個Z軸緩衝區映射資料。它會計算連續的框格之間的差，如圖20中的簡圖所示。之後，更新了的顯示資料會以影像差異資料的形式傳送給顯示器的全像轉換單元。如圖20中所示，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。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全像轉換單元：這可以加速顯示系統的有效SLM更新速率。系統中用來產生SHD的部份可以稱之為“內容產生模組”，它可能包括運算功能和一個顯示卡。接著再將這些次全像影像傳送給每一個叢集。叢集所執行的第一個工作是處理所接收到的資訊，將全像影像資料與有關SHD的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。

除了次全像影像SH_D (或者是一個新的框格的SH)之外，次全像影像以像素數表示的大小以及它在顯示器叢集中的位置也可以指定。在全像顯示叢集中(如圖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示資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SH_D 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。如果只有新的內容會被寫入到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(RAM)來使輸入側只會寫入新的SH或SH_D ，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RAM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。

根據3D景象中的變化情況，將會傳送哪些點的資訊，這會在內容產生單元中決定。因此，減少資料流的動作會在資料被傳送到全像顯示裝置之前就會執行。這些資訊可以以任何順序傳輸，因為次全像影像會有額外的資訊加以補充，如以上所述。這大致上是掃描線之間的差異，就像先前的專利的視覺化系統中的資料傳輸一樣。

在用戶側，也就是在內容已經產生後，資料是否要傳送的一個決定會在資料開始傳送之前先行決定，如本發明的顯示設計中所述。如果內容已經完全改變，像是在一個場景轉換之後或者要顯示一個完全不一樣的景象的情況下，將會有非常多的對應於各個3D物件點的次全像影像必須傳送。典型上來說，我們可以斷言：一個SLM的解析度越高，以傳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

在本發明的一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像資料，這可能是一般的顯示資料或者也可能是已經根據強度映射資料和緩衝區映射資料計算出來的全像影像顯示資料。先前的專利中的顯示器在先天上的問題是，它們需要不是與顯示電路組件佈置在同一基板上的電路組件。這些額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。這會導致一些不利的性質，像是較大的裝置體積和重量。但消費者永恆追求的卻是更輕、薄、短、小的顯示裝置。如果採用一個手段，像是圖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題將可以迎刃而解。如果將運算單元佈置在靠近顯示器的各個像素的地方，也可以減少在顯示任何資料時的時間延遲(這已經由運算單元針對顯示計算得出)。這樣的時間延遲的減少對於諸如高速遊戲裝置的應用來說將會帶來極大的好處，或者在用於軍事用途的裝置中，更佳的裝置性能和速度也可能帶來軍事上的優勢。

在圖25所示的顯示器中，運算功能會在顯示器的各個叢集處，在顯示器的各個顯示像素之間、或者在顯示器的各個顯示像素旁的空間執行。用來執行運算功能的空間是在與顯示器的基板所在的同一基板上。在圖25中，用於運算功能的TFT會執行各種運算功能。對熟悉這類技術的人來說，其他的範例自不必多加贅述。

I. 吸收

在電腦圖形中，“吸收(Occlusion)”這個用語用來說明一個較靠近視平面的物件遮蔽(或吸收)一個較遠離視平面的物件的方式。在2D顯示器的圖形管線中，人們會採用一種吸收剔除的形式在進行渲染和試映之前先行移除隱藏的表面。而在全像的環境中，“吸收”的顯示設計會牽涉到必須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。

我們對一個全像顯示器所希望的吸收行為的一個範例如圖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一面吸收了。如果VOW的大小有眼睛瞳孔大小的數倍之大，則觀看者將可以從不同的方向看這個立方體，以便能夠看到這個立方體的厚度側。但如果是一個簡單的吸收顯示設計，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，因為它並沒有在SLM上進行編碼。

在圖30中，觀看者從一個不同於圖29中所示的方向來看這個立方體以便能夠看到立方體的厚度側。但如果是一個簡單的吸收顯示設計，如果沒有針對圖29所示的情況進行吸收處理，這個立方體的厚度側也不會在SLM上進行編碼，所以圖30中的觀看者還是無法看見立方體的厚度側，因為它並沒有在SLM上進行編碼：因為沒有針對圖29中的立方體的厚度側所屬的物件點進行重建，因此在圖30也沒有這個立方體的厚度側經過重建的物件點。

圖30中所示的問題的一個解決方法是將VOW分成兩個或多個區段，然後針對每一個VOW區段來重建各個物件點。每一個VOW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，從眼睛位置1，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，觀看者可以看到在從眼睛位置1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在次全像影像1和次全像影像2中分別都被吸收了。

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像1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映射資料和強度映射資料的階段中進行。在這種情況下，最好針對每一個眼睛(也就是針對每一個虛擬觀察者視窗)各組織一個成對的緩衝區映射資料和強度映射資料。

在本文件所包括的本發明的顯示設計的一個範例中，吸收會利用由佈置在像素矩陣的空間中的電路組件所執行的計算來實施。這些電路組件可能包括TFT。吸收也可以利用由佈置於和像素矩陣所在的同一基板上、但在像素矩陣以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

一個圖形處理單元，或稱GPU(有時也稱為視覺處理單元或VPU)，是一個個人電腦、工作站、或遊戲主機上的一個專用的圖形呈現裝置。現代的GPU在操縱及顯示電腦圖形方面非常有效率，同時它們高度並行化的架構讓它們在一系列複雜的運算上比典型的CPU更為有效。

現代的圖形處理單元(GPU)會將它們大部分的電晶體用在與3D電腦圖形有關的計算上。它們最早是用來加速需要密集存取記憶體的工作，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CPU所支援的許多相同的操作、超取樣、和內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2D加速和影格緩衝區的能力(通常採用一個視訊圖形陣列(VGA)相容模式)。另外，大部分從1995年以後所生產的GPU也都支援YUV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2000年以後製造的GPU也支援有“動畫專家小組”(MPEG)基元，像是動作補償和反離散餘弦函數轉換(iDCT)。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一部份的工作負荷。YUV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一個色彩空間。YUV色彩版本適用PAL、NTSC、和SECAM複合色彩視訊標準。

在本項申請所主張的全像顯示的環境下，顯示卡功能的設計牽涉到確保以上所述的功能都可以在針對顯示器進行全像計算時實施，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，或至少有一部份的全像計算可以在像素矩陣所在的空間中執行。例如，這包括將著色引擎設計成可以透過CPU所支援的許多相同的操作、超取樣、和內插技術來操縱頂點和紋理以減少疊影，並採用極高精密度的色彩空間，來加速需要密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操作的運算。在計算全像影像方面，GPU高度並行化的架構讓它們在一系列複雜的運算上比典型的CPU更為有效。此外，根據上述構想，本案之全像顯示器也可以是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。

在本項申請所主張的全像顯示的環境下，顯示卡功能的設計也可能牽涉到採用一個由佈置在像素矩陣所在的空間中、或在像素矩陣所在的空間之外但在與像素矩陣所在的同一基板上的TFT所執行的3D描繪管線(Rendering Pipeline)。以另一種角度來說，一個3D描繪管線(Rendering Pipeline)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的顯示卡轉移到設置在液晶面板內的TFT上執行。

此外，根據上述構想，本案之全像顯示器也可以是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。或者，同樣的，根據上述構想，本案之全像顯示器也可以是一個不會在像素矩陣所在的空間中執行全像計算、但可以利用存在於與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件來執行全像計算的顯示器。

K. 2D-3D轉換

在一個2D-3D轉換的範例中，來自一對立體影像的一個第一影像和一個第二影像會傳送給顯示裝置，其中全部或至少一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。2D-3D轉換計算可以在像素矩陣所在的空間中、或者是在像素所在的基板上的電路組件上進行，或者可以在用來產生緩衝區映射資料和色彩強度映射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的電路組件上進行。第二個傳輸的影像可能是這兩個立體影像之間的差別影像，因為一個差別影像通常將只會要求比一個完整的影像更少的資料。如果是進行三維立體視訊顯示，第一影像本身可計算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。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(3D)影像之間進行轉換的已知計算程序，根據所接收到的資料計算出一個具有相應的緩衝區映射資料的二維(2D)影像。如果是一個彩色影像的情況，它會需要有以三原色呈現、並伴隨有各自映射的緩衝區映射資料的三個2D分色影像。對應於2D影像和緩衝區映射的資料接著可能由用來顯示全像影像的裝置進行處理。這個裝置會在它的SLM上進行全像影像的編碼。為充分有效的利用傳輸頻寬，在這個系統中傳輸的資料可能接受已知的壓縮程序進行壓縮，並在顯示裝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資料；或者它可能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。如果與已知的形狀之間發現有良好的匹配吻合，將可以加速計算過程，因為2D或3D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，一個人的頭髮長度已經顯著改變以及儲存的資料已經有一段很長的時間，則可以由顯示裝置進行更新。如果用於計算的電路組件碰到一個2D或3D影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，則可以將這些新的形狀加入到記錄中。

2D-3D影像轉換也可能根據一個單獨的、非自動立體照相的2D影像，利用這個技術領域中已知的用於執行這類轉換的程序來執行。接著可以將3D影像資料(緩衝區映射資料和色彩映射資料)傳送給顯示器來進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資料，在這個顯示器上全像計算會在佈置於像素矩陣所在的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路組件上進行。

L. 視訊會談(3D Skype^TM )

根據第E3660065號歐盟社群商標(EU Community Trade Mark)申請案，我們知道Skype^TM 可以透過一個全球化的網路提供網際網路語音點對點(VOIP)通訊、以及檔案分享、和即時訊息服務；也就是透過一個電腦網路提供通訊服務、檔案分享、以及即時訊息服務。

根據第E4521084號歐盟社群商標(EU Community Trade Mark)申請案，我們知道Skype^TM 可以為他人提供電腦服務和軟體開發，也就是用於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電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VOIP通訊服務；提供線上軟體供他人下載以允許用戶使用VOIP通訊服務。

根據第2358090號英國商標(UK Trade Mark)，我們知道Skype^TM 可以提供網際網路存取、入口及快取服務；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(“IP”)對數值電話號碼以及數值電話號碼對“IP”對應映對系統及資料庫；網域及網域資料庫系統；出租電腦資料庫存取時間(由網際網路服務提供者提供)。

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件來執行所有全像計算、或至少可以利用佈置在像素矩陣所在的空間中的電路組件來執行一部份全像計算的全像顯示器來提供，除了Skype^TM 提供的VOIP服務之外，還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定(VHIOIP)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陣所在的空間中執行全像計算的全像顯示器來提供，除了Skype^TM 提供的VOIP服務之外，還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定(VHIOIP)服務。此外，同樣的，上述的任何服務也可以結合一個不會在像素矩陣所在的空間中執行全像計算、但會利用位於與像素矩陣所在的同一基板上的電路組件來執行全像計算的全像顯示器來提供，除了Skype^TM 提供的VOIP服務之外，還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定(VHIOIP)服務。此外，同樣的，上述的任何服務也可以結合任何全像顯示器來提供，除了Skype^TM 提供的VOIP服務之外，還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定(VHIOIP)服務。

此外，上述的任何服務也可以結合一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Skype^TM 提供的VOIP服務之外，還可以提供一個網際網路語音及全像影像協定(VHIOIP)服務。

在以上所述的服務中，VHIOIP可以以網際網路語音及視訊全像影像協定(VVHIOIP)的形式來提供。VHIOIP或VVHIOIP可以以即時或近即時的方式提供，且這些網際網路協定可以允許在全都使用有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一個不良影像的其他因素，來對一個計算出來的或計畫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內部變異、濾鏡、非標準處理、或刻意的曝光不足或曝光過度。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光值。補償可以是分成多段的正補償(增加曝光)或者是負補償(減少曝光)，通常每一段會增減1/3或1/2格光圈(f)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，一個光學系統的f數值表示瞳孔(光圈)開孔的直徑。在攝影機上，f數值通常會以多個分散的格位來調整，稱為f設定。每一格“設定”都標示有相應的f數值，且每一格都表示相當於前一格的一半的光強度。這相當於以一個2的平方根的倍率來減少瞳孔及光圈開孔的直徑，因此會使瞳孔(光圈)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。一個以明亮的調子為主的景象經常會造成曝光不足，而一個以陰暗的調子為主的景象則經常會造成曝光過度。一個經驗豐富的攝影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補償才能獲得有完美曝光的相片。

上述的任何功能都可以結合一個可以在像素矩陣所在的同一基板上執行所有全像計算、或至少可在與像素矩陣所在的同一基板上執行一部份全像計算的全像顯示器來提供。上述的任何功能也可以結合一個可以在像素矩陣所在的同一基板上執行所有全像計算、或至少可以在像素矩陣所在的空間中執行一部份全像計算的全像顯示器來提供。此外，上述的任何功能也可以結合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前施加到全像影像資料上，以提供一個可以看得更清楚的影像，也就是通常觀察者會認為曝光正確的影像，而不會有曝光不足或曝光過度的問題。

N. 眼睛追蹤

全像裝置可能具備有針對一個或多個觀看者的眼睛追蹤功能。這對於每個眼睛的觀看視窗的尺寸極小的情況尤其有利(例如側向寬幅只有幾毫米的情況)。我們偏好採用一個位置瞄準裝置透過多個追蹤步驟來使用者的眼睛：

1)透過偵測使用者的臉部來限定搜尋範圍

2)透過偵測眼睛來限定追蹤範圍

3)追蹤眼睛的位置

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。在經過模組運算後，模組會回傳每個眼睛相對於一個固定點(例如SLM的中心點)的x、y、及z軸座標。這些座標可以(例如)透過一個序列介面傳輸。為執行這個程序所需的運算可能由位於與顯示器像素所在的同一基板上的電路組件(包括位於像素矩陣中的電路組件)，像是TFT，來執行。

為了追蹤一位觀看者的眼睛，SLM面板上的全像編碼可以在x及/或y軸方向上(也就是在面板的平面上)移位。根據所採用的全像編碼方法的類別(例如1D-編碼)，最好應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。在進行SLM的全像編碼之前，計算模組會計算出全像影像資料相對於SLM在x或y軸方向上的偏移量。觀看者的眼睛的x、y、和z軸座標會作為一個輸入提供。

為了追蹤一位觀看者的眼睛，SLM面板上的全像編碼可以在x及/或y軸方向上(也就是在面板的平面上)移位。追蹤也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。不論發光的光源是否會移動，或者一致的光線是在有極窄的開孔而由非一致的光線照射的點狀光源或直線光源中產生，只要通過這個開孔的光都會被視為一致的光線。如果光源是由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。

O. 像差修正

在某些種類的全像顯示器中，像差修正是用來修正因負責執行傅立葉轉換的一個凹凸透鏡陣列中、或一個2D透鏡陣列中的各個透鏡所造成的像差。像差效應會因光傳播到觀看者的方向與光軸之間的角度而異，並且可以透過空間光調變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，一直到產生總和全像影像的步驟為止。在這個步驟之後，總和全像影像和像差修正映射可以一起進行調變。

像差修正運算可以透過分析方式或利用查找表(LUT)來執行。最終的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變。關於像差修正的一個顯示設計的範例如圖33中所示。在圖33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，在其他的情況下，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

在某些種類的全像顯示器中，光斑修正是用來減少或消除因顯示器的不同區域之間的光學一致性程度過大所造成的光斑。光斑效應可以透過空間光調變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，一直到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映射可以一起進行調變。

光斑修正運算可以透過分析方式或利用查找表(LUT)來執行。最終的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變。關於光斑修正的一個顯示設計的範例如圖33中所示。在圖33中，光斑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，光斑修正也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。

Q. 全像顯示器的數位版權管理技術(DRM)解碼

供應給一個全像顯示器的內容資料可能有受DRM保護，也就是顯示器會接收到有編碼加密的內容資料。高頻寬數位內容保護協定(HDCP)是一個針對在2D顯示器上實施DRM的共同標準。具備有HDCP解碼功能的高清晰度多媒體介面(HDMI)接收器通常位於2D顯示器的電子系統的印刷電路板(PCB)上。傳統系統上的一個基本弱點是從顯示器電子系統到面板的影像資料傳輸通常是在解碼之後進行。所以它可以透過將面板的資料傳輸電路組件的電路接通來截取解碼過的資料。

在本發明的一個顯示設計的一個範例中，解碼和全像影像計算是利用位於像素矩陣中的電路組件來執行的。在本發明的一個顯示設計的一個進一步的範例中，解碼和全像影像計算則是利用分散在像素矩陣中的電路組件以一個分散的概念來執行的。因此面板上並不會有任何一個位置可以截取所有經過解碼的資料。如果在面板上的不同區域採用不同的解碼密鑰，則解碼密鑰的破解將會變得更加困難。因為面板上並沒有任何連接器可以用來從面板截取經過解碼的資料，那些想要規避DRM的人必須必須知道面板的電路圖並且必須連接廣泛分散在整個顯示器上各的部位的多個TFT電晶體才能存取經過解碼的資料。這對於改善DRM的保護確實有非常卓著的貢獻。

本發明的一個顯示設計的一個進一步的範例是，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(包括位於像素矩陣以外的位置上的電路組件)來執行。本發明的一個顯示設計的一個進一步的範例是，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

供應給一個2D顯示器的內容資料可能有受DRM保護，也就是顯示器會接收到有編碼加密的內容資料。高頻寬數位內容保護協定(HDCP)是一個針對在2D顯示器上實施DRM的共同標準。具備有HDCP解碼功能的高清晰度多媒體介面(HDMI)接收器通常位於2D顯示器的電子系統的印刷電路板(PCB)上。傳統系統上的一個基本弱點是從顯示器電子系統到面板的影像資料傳輸通常是在解碼之後進行。所以它可以透過將面板的資料傳輸電路組件的電路接通來截取解碼過的資料。

在本發明的一個顯示設計的一個範例中，解碼是利用分散在整個SLM面板上的電路組件以一個分散的概念來執行的。因此面板上並不會有任何一個位置可以截取所有經過解碼的資料。如果在面板上的不同區域採用不同的解碼密鑰，則解碼密鑰的破解將會變得更加困難。因為面板上並沒有任何連接器可以用來從面板截取經過解碼的資料，那些想要規避DRM的人必須必須知道面板的電路圖並且必須連接廣泛分散在整個顯示器上各的部位的多個TFT電晶體才能存取經過解碼的資料。這對於改善DRM的保護確實有非常卓著的貢獻。

在本發明的一個顯示設計的一個進一步的範例中，有一個2D顯示裝置會用來透過位於顯示器基板的一個區域中(可能是在像素矩陣中或者在像素矩陣以外)的電路組件來執行解碼計算。這樣的電路組件比位於顯示器的PCB上的電路組件更難以存取。這也有助於改善DRM的保護。

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

原則上，電腦軟體的許多部份也可以利用電腦硬體來獨立執行。在本發明的一個顯示設計的一個範例中，一個可以利用軟體來執行的應用程式已經改為利用分散在一個SLM面板的整個基板上的電路組件在硬體中執行。這樣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同一基板上但在像素矩陣以外的位置。SLM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

針對一個可以追蹤觀看者或觀看者眼睛的位置的全像顯示器，投向觀看者或觀看者眼睛位置的“可變光束轉向”會利用一個可以對光束進行可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”則是連續可變的。追蹤會透過一個位置偵測和追蹤系統來執行。稜鏡的性質會以可將光現在一個或兩個維度上進行轉向的方式來進行控制。兩個維度的光線轉向可以利用縱列的兩個微稜鏡陣列來進行，例如，將其中一個陣列中的稜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。這些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少各種光學效應(例如透鏡的像差)。這種方法適合用於將VOW置於觀看者或觀看者眼睛處的應用上。在另外的一個範例中，在稜鏡陣列之前或之後加設一個聚焦的手段(例如一個傅立葉透鏡陣列)將可以協助將光線匯集到VOW上。

當一個觀察者改變他的位置時，稜鏡的偏導角度可以隨之進行調整(例如透過調整施加在液態微稜鏡陣列上的電壓)。這個偏導角度是可以連續改變的。而這些稜鏡並不一定都有相同的偏導角度。另外，它也可以針對每一個稜鏡個別進行控制，使每一個稜鏡可以有不同的偏導角度(例如用來進行Z軸追蹤)，也就是使離開稜鏡陣列的光線可以大致匯集到VOW處，因為VOW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濾。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(就像物件點的重建一樣)，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，則並不須要有一個獨立的稜鏡陣列基板。

位置瞄準裝置與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。

如果用於計算稜鏡陣列偏導角度的運算電路組件不是在稜鏡陣列的基板上，而是在SLM的基板上，則兩個基板之間需要有一個資料連接線路，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”針對因稜鏡陣列所造成的相位“跳動”(或稱“相位不連續”)的現象提供補償。否則稜鏡陣列所呈現出來的效果會像是一個閃耀光柵一般，也就是通過不同稜鏡的波前的各個部份會有不同的光程距離到達VOW處，因此呈現出來的效果會像是一個格柵一樣，而改變稜鏡角度會影響到不同的繞射級上所分布的能量。這個相位修正可以由SLM在它的全像影像編碼功能之外執行。通過這兩個組件(也就是稜鏡陣列和SLM)的光線根據每一個組件的功能會進行一項複乘法。經過修正的相位映射資料中包括有微稜鏡陣列所需的相位修正：全像影像會以用來重建物件點的代表SLM像素格狀態的值，包括相位修正的值，來進行編碼。

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，這裡所稱的投影牽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VOW的前方，據以形成一個相當於在這個技術領域中已知的投影設備的設備。所需的計算和設備類似於以上所述，對熟悉這類技術的人自然熟知而不必贅言。必須針對稜鏡陣列中的各個稜鏡的偏導角度、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。稜鏡陣列的相位補償可以在於稜鏡陣列上形成SLM時提供、或者以一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，SLM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稜鏡陣列則可以透光，對熟悉這類技術的人自然熟知而不必贅言。

液態微稜鏡如“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)〕。這個技術被稱為“電濕潤”(electrowetting或e-wetting)。在這項技術中，由一種透明導電液體和另一種流體(例如空氣)之間的銜接面與一個包覆有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一個函數。個別控制施加在兩個各包覆有不親水絕緣的電極(每一個電極分別構成一個電濕潤像素格的側壁，每一個側壁與由另一個電極所構成的另一個側壁兩兩相對)上的電壓，可以用來控制這個接觸角，並由此控制當光束在穿越像素格時的轉向。利用電濕潤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知而不必贅言。光束轉向角度會利用施加到位於每一個電濕潤像素格陣列的不同側的不同電極上的可變電壓差來進行控制。

第一製造程序概述

在本發明的一個顯示設計的薄膜半導體顯示裝置的基本結構中，提供有一個顯示部件，其中的電路組件佈置在顯示部件的各個像素之間的空間，或者在基板上的其他位置，用來執行與將資料顯示在裝置的顯示部件上有關的各種計算。顯示部件、以及在顯示部件範圍內或者在基板上的其他位置上用來執行計算的電路組件，整合佈置在基板上。而其他用來驅動顯示部件的電路組件則可能佈置在顯示部件的週邊，但仍整合在同一基板上。

用來操作空間光調變器的TFT電路組件，以及諸如用來執行邏輯運算的其他電路組件，則可能以一個如以下所述的方法佈置在一個基板上，這個方法類似於第US6,153,893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類技術的人自然熟知而不必贅言。這個基板可能是一個大面積的基板，且基板可能是一種合適的玻璃材質種類。使用玻璃基板，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言。而諸如在大約1000℃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℃到700℃的範圍。

像素電極和用來進行開/關的薄膜電晶體排列在顯示部件中的一個矩陣內。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一基板上的顯示器驅動部件中。薄膜電晶體可能是下閘極式，包括有一個閘極、一個形成在閘極上的一個絕緣層上的多晶半導體層、以及一個包括有在多晶半導體層上形成的一個源極和一個汲極的高濃度雜質薄膜。用來進行開/關的TFT可能有一個輕度摻雜的汲極(LDD)構造，其中會在多晶半導體層和高濃度雜質薄膜之間插入一個低濃度雜質薄膜。

在一個典型的顯示設計中，顯示部件有一個包括有像素電極的上側部份、一個包括有用來進行開/關的TFT的下側部份、以及可能有一個濾色層、一個黑色遮罩層、和一個插入在上側和下側之間的平坦化層。若是這種情況，黑色遮罩層會包含有一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，如果使用有一個包含有三原色並以一個時序多工模式點亮的背光燈，則濾色層可以省略。

一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。首先，在玻璃基板上形成閘極。接下來，在閘極上的一個絕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一個多晶層。然後選擇性的只在包括於像素開/關中的多晶層上形成一個低濃度雜質層，例如透過採用一個遮罩層。除此之外，也在低濃度雜質薄膜上形成一個用於源極和汲極的高濃度雜質層，並據此構成一個擁有層疊LDD構造、用來進行開/關的TFT。在此同時，用於電路元件的TFT則會透過直接在包括在電路組件部份中(像是用於影像顯示計算、或用於週邊驅動部份)的多晶層上形成一個用於源極和汲極的高濃度雜質層來構成。最好，可以在包括在電路組件部份中的高濃度雜質層上選擇性的執行雷射退火以便降低多晶半導體層的電阻。

當在一個玻璃基板上形成閘極後，會低溫下在閘極上的一個閘極絕緣薄膜上形成一個半導體薄膜。這個半導體薄膜接著再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一個多晶TFT。所使用的雷射典型上擁有一個較短的波長使雷射的輻射可以在Si中被強力吸收：一個例子是採用準分子雷射，但其他也都是已知的。由於它是一個下閘極式TFT，這樣的結構並不利於耐受來自雜質(像是玻璃基板中的鈉)所造成的不良影響。在裝置區域中使用多晶半導體層可以讓我們製造更小的TFT。在用於像素開/關的TFT中，LDD的構造可以使洩漏電流保持在極低的水準。如果洩漏電流太高，則可能會在一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一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、一個黑色遮罩層、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，它同時也可以適用於於任何已知的構造。

第二製造程序概述

在本發明的一個顯示設計的薄膜半導體顯示裝置的基本結構中，提供有一個顯示部件，其中的電路組件佈置在顯示部件的各個像素之間的空間，或在同一基板上的其他位置，用來執行與將資料顯示在裝置的顯示部件上有關的各種計算。顯示部件、以及用來執行計算的電路組件，整合佈置在基板上。而其他用來驅動顯示部件的電路組件則可能佈置在顯示部件的週邊，但仍整合在同一基板上。

用來操作空間光調變器的TFT電路組件，以及諸如用來執行邏輯運算的其他電路組件，則可能以一個如以下所述的方法佈置在一個基板上，這個方法類似於第US6,140,667號專利中所述用來製做一個不同的裝置構造的方法；US6,140,667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術的人自然熟知而不必贅言。可以利用這個製造程序製成的矽的種類稱為“連續晶粒矽”，而它的電學特性在某些方面(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(CG)矽的流程的簡述。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 是一個非結晶矽薄膜，其中矽的厚度在10nm到75nm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，我們將說明結晶矽的製程，但許多其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矽的位置。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Co、Fe、Sn、Pb、Pd、Pt、Cu、或Au或類似的物質也都可以使用。在遮罩絕緣薄膜1103 中的開口處，促進劑薄膜1104 會與非結晶Si薄膜1102 接觸。非結晶Si薄膜1102 接著可以透過在500℃到700℃之間的溫度下進行4小時到12小時的退火，在一個惰性的環境中，或者是在一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1105 和1106 中的非結晶Si1102 會因為Ni促進劑的催化而結晶。接著形成水平生長區域1107 和1108 ，這個生長大致上會遍及整個基板。只有這些水平生長區域，如1107 和1108 ，會用來做為在基板上形成的TFT裝置的作用層。在退火完成之後，會將遮罩層1103 從基板上移除。接著進行成形，如11C中所示圖。這會在整個基板上形成島狀的半導體層1109 、1110 、和1111 (這些是作用層)。1109 是構成一個互補金屬氧化半導體(CMOS)電路的一個N通道型TFT的一個作用層，1110 是構成一個CMOS電路的一個P通道型TFT的一個作用層，而1111 則是構成一個像素矩陣電路的一個N通道型TFT的一個作用層。

當作用層1109 、1110 、和1111 已經形成後，接著會形成包括有一個含有矽的絕緣薄膜的一個閘極絕緣薄膜1112 。閘極絕緣薄膜1112 的厚度可能在20nm到250nm的範圍內，我們應讓這個薄膜在後續的一個高溫氧化步驟中接受一些氧化。薄膜1112 可以利用已知的氣相生長方法來生成。

圖11C顯示一個用來移除Ni促進劑的熱處理方法。加熱會在含有鹵素屬物質的環境中進行。它會在700℃到1000℃之間的溫度下進行0.1到6小時的加熱。一個例子是在950℃的溫度下，在含有3容積百分比(vol%)的HCl的環境中(或者更通常的是介於0.5vol%到10vol%之間)，進行0.5小時的熱處理。可以在所使用的環境中混合高濃度的氮氣(N₂ )來減緩薄膜中的矽的氧化。除了HCl之外，其他含鹵素屬物質像是HF、HBr、Cl₂ 、F₂ 、Br₂ 、NF₃ 、ClF₃ 、BCl₃ 或類似的物質也都可以使用。這個除氣程序可以用來移除薄膜上的Ni促進劑。這個作用似乎是透過讓所形成的氯化鎳屬物質揮發到環境空氣中而由環境空氣吸收來發生的。閘極絕緣薄膜1112 的厚度在這個氧化過程中會有增大的趨勢。區域1109 、1110 、和1111 會相應的變薄，這會減低TFT的關閉(OFF)電流，並且能增進場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950℃的溫度下進行1小時的熱處理，以改善閘極絕緣薄膜1112 的品質以及閘極絕緣薄膜1112 與區域1109 、1110 、和1111 之間的銜接面的品質。

接著會形成一個含有0.2重量百分比(wt%)的Sc的Al薄膜，並且會形成一個用來構成一個閘極的原型的電極型樣(後面將會說明)。這在圖11並沒有顯示出來。適合用於這個目的的其他材料，如Ta、W、Mo、或Si也都可以使用。透過對這個型樣的表面進行陽極氧化，會形成閘極1113 、1114 、和1115 ，以及陽極化薄膜1116 、1117 、和1118 ，如11D中所示圖。在下一個步驟中，如圖11E中所示，以蝕洗方式去除薄膜1112 (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。這時會以一個耐蝕遮罩1122 來遮覆預定用於一個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n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，可以將耐蝕遮罩1122 移除，並在n型區域上加上一個耐蝕遮罩1127 來遮覆(圖12A)。接著可以透過(例如)植入或電漿沈積方法來對p型區域1128 和1129 進行摻雜。p摻雜區域也就是LDD區域。然後可以將遮覆n型區域的耐蝕遮罩1127 去除。

接著透過一個回蝕處理程序在側壁1130 、1131 、和1132 上形成氧化矽薄膜。以一個遮罩1133 來遮覆p型區域，並加入n型摻雜劑來提高沒有被氧化物側壁遮覆的區域中的n型摻雜劑的濃度。將源極/汲極區域的薄膜電阻調整到小於500Ω的水準，最好是小於300Ω。接著在閘極下方形成一個原生的或本質上是原生的通道成形區域1137 。接著形成構成像素矩陣電路的一個源極區域1138 、一個汲極區域1139 、低濃度雜質區域1140 、和一個N通道型TFT的通道成形區域1141 (圖12C)。在圖12D中，耐蝕遮罩1133 已經移除並在N通道型TFT上形成一個耐蝕遮罩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(例如徐冷爐退火、雷射退火、或類似處理)來使雜質離子活化。這可以減少或消除因熱處理所造成的植入損壞。

接著形成一層厚度在20nm到50nm之間的Ti薄膜1147 並執行採用燈照退火方法的熱處理。Si與Ti薄膜接觸會發生化學反應而形成矽化鈦，而形成矽化物區域1148 、1149 、和1150 ，如圖13A中所示。圖13B顯示出島狀的型樣1151 、1152 、和1153 ，這些型樣的形成可以避免矽化物薄膜區域1148 、1149 、和1150 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。

接著形成一層厚度在0.3μm到1μm之間的氧化矽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1155 、1156 、和1157 以及汲極配線1158 和1159 ，如圖13B中所示。可以使用有機樹脂來做為第一中介層絕緣薄膜1154 。在圖13C中，會在基板上形成一個厚度在0.5μm到3μm範圍內的第二絕緣層1160 。可以使用聚亞醯胺、丙烯酸樹脂、聚醯胺、聚亞醯胺醯胺、或類似材料來做為有機樹脂薄膜。接著在薄膜絕緣層1160 上形成一個黑色遮罩1161 。然後形成一個厚度在0.1μm到0.3μm範圍內的第三絕緣中介層薄膜1162 ，像是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、或一個有機樹脂薄膜、或是這些材料的層積薄膜。在薄膜1160 和薄膜1162 上形成各個接觸孔，並形成一個厚度為120nm的像素電極1163 。在一個黑色遮罩1161 與像素電極1163 重疊的區域形成一個輔助電容1164 ，如圖13C中所示。

將整個基板在含氫氣的環境中在350℃的溫度下加熱1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，可以在同一基板上(例如在相鄰的位置上)形成圖13C左側所示的CMOS電路以及圖13C右側所示的像素矩陣電路。

可以透過這種製造方法製成的構造並不限於TFT構造，而可以套用於任何已知的構造，包括下閘極式TFT。

第三製造程序概述

用來操作空間光調變器的TFT電路組件，以及諸如用來執行邏輯運算的其他電路組件，則可能以一個如以下所述的方法佈置在一個基板上，這個方法類似於第US6,759,677號專利中所述用來製做一個不同的裝置構造的方法；US6,759,677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多晶矽鍺，而它的電學特性在某些方面(或者在許多方面都)可能類似於(或甚至超過)單晶矽的電學特性。

這個製造程序可以使電路組件在同一個基板上形成。可以使用多晶矽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TFT。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、和訊號處理電路的功能，在這些TFT中用來做為作用層的是矽鍺，以便提升高速運算的能力。Ge會加入到需要具有高速運算能力的電路組件的部份，而多晶Si則會用在需要具有低關閉(OFF)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(在這個範例中這是一個CMOS電路)的主動矩陣式顯示裝置，而這些全部都在同一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。

如圖6A中所示，準備一個玻璃基板601 ，然後在其上形成一層氧化矽602 。利用電漿CVD方法形成一個厚度為30nm的非結晶矽薄膜603 。利用成形法在非結晶Si薄膜603 上形成一個耐蝕遮罩604 。形成這個耐蝕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。而將用來形成高速電路的區域則不加以遮覆。如圖6B中所示，Ge會利用諸如“離子植入”、“電漿摻雜”、或“雷射摻雜”的技術來加入。Ge的加入是為了改變非結晶Si薄膜的組成成份以便產生一個均勻的Si_1-x Ge_x 薄膜(其中0<x<1)的組成成份。如果採用離子植入技術，則要加入Ge的薄膜605 將會有遭受植入損壞的風險。因為Si_1-x Ge_x 薄膜605 是處於一個非結晶的狀態下。

由於在Ge中的晶格擴散所需的活化能量比在Si中為低，且Ge和Si在二元合金相位圖中在低於熔點以下的溫度下會成為彼此的一個固溶體，因此Ge的存在可以用來加速Si_1-x Ge_x 薄膜的結晶(相較於只有純Si薄膜的結晶)。在這方面，Ge在Si的結晶上(像是在雷射誘引結晶中)可以被視為是一種觸媒半導體。

在圖6C中，耐蝕層603 已經被移除並在整個表面上加上一層含Ni層606 ，如第US5,643,826號專利中所述；US5,643,826號專利整體合併在本文件中作為參考。Ni是用來做為一種觸媒材料以便加速Si或Si_1-x Ge_x 薄膜的結晶。但除Ni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Si_1-x Ge_x 薄膜的結晶可以透過徐冷爐退火來達成，在600℃的溫度下退火約8小時。這會形成一個多晶Si_1-x Ge_x 區域607 和一個多晶矽區域608 。這個熱處理也可以利用其他方法來執行，例如像是雷射退火或燈照退火。

如圖6E中所示，多晶Si_1-x Ge_x 區域607 會在作用層609 中形成。多晶Si區域608 會在作用層610 中形成。其中作用層609 是用來做為將會在後面構成一個驅動電路和訊號處理電路的TFT的作用層；而作用層610 則是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源極區域、一個汲極區域、和一個輕度摻雜的汲極(LDD)區域；第US5,648,277號專利整體合併在本文件中做為參考。以下，我們將摘述這個處理程序。首先，利用一個含有2wt%的Sc的Al薄膜來形成一個稍後將用來形成一個閘極的島狀型樣。接下來，對這個島狀型樣執行陽極氧化以便在島狀型樣的側壁上形成一個多孔性陽極氧化物薄膜。接著改變溶液來進一步執行陽極氧化以形成一個緊致的陽極氧化物薄膜環繞這些島狀型樣。在以這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，利用一個乾蝕方法來蝕刻閘極介電薄膜。在完成閘極介電薄膜的蝕刻之後，將多孔性陽極氧化物薄膜去除，藉此來獲得圖7A中所示的狀態。

如圖7A中所示，711 、712 、和713 是由氧化矽薄膜所構成的閘極絕緣薄膜，714 、715 、和716 是由包含Sc的Al薄膜所構成的閘極，而717 、718 、和719 則是用來保護閘極的緊致陽極氧化物薄膜。如圖7B中所示，將用來形成一個P通道型TFT的部位以一個遮罩720 遮覆。其餘的部位則將進行n型離子植入以便提供n型導性。如第US5,648,277號專利中所述，將會使用兩個不同的加速電壓來使所植入的離子在整個深度上的濃度有更均勻的分布。

在圖7B中，這個處理程序會形成用來構成一個驅動電路的一個n通道型TFT的一個汲極區域721 、一個源極區域722 、一個LDD區域723 、和一個通道區域724 。同時也會形成用來構成一個像素矩陣電路的一個N通道型TFT的一個汲極區域726 、一個源極區域725 、一個LDD區域727 、和一個通道區域728 。

在圖7C中，已經將耐蝕遮罩720 移除並加上一個耐蝕遮罩729 來遮覆n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p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P通道型TFT的一個源極區域730 、一個汲極區域731 、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。

接著形成一個第一中介層絕緣薄膜734 並在其中開設多個接觸孔來形成源極735 、736 、737 和汲極738 、739 。絕緣層734 可以使用從氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、和樹脂薄膜中挑選的材料製成。用於驅動電路的TFT現在已經完成。接下來必須完成用於像素矩陣的TFT。在形成源極和汲極之後，接著形成一個第二中介層絕緣薄膜740 ，然後在其上形成一個包括Ti薄膜的黑色遮罩741 。如果我們在形成黑色遮罩741 之前先在汲極739 上的位置部份移除第二中介層絕緣薄膜，則可以從黑色遮罩、第二中介層絕緣薄膜、和汲極形成一個輔助電容。接著在黑色遮罩741 上形成一個第三絕緣層薄膜742 並在其中形成一個接觸孔，以及在其上形成一個包括有透明導電薄膜(諸如氧化銦錫)的像素電極743 。

如圖7D中所示，這裡揭露的是一個包含TFT的主動矩陣式基板，它包括有完整形成的像素和驅動電路，這些電路可能彼此緊鄰。熟悉這類技術的人將會清楚瞭解圖7D中的CMOS電路可以取代為其他電路，像是訊號處理電路，這個電路可以在多晶矽鍺區域上形成。這個多晶矽鍺區域擁有極高的場效移動率，因此非常適合用於高速運算。雖然多晶矽區域相較於多晶矽鍺區域具有較差的運算速度的特性，但多晶矽區域在應用於像素矩陣TFT中時卻也具有較佳的低關閉(OFF)電流特性。

雷射光源

以(例如)GaInAs或GaInAsN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一個全像顯示器的光源。這一類的光源包括發光二極體以及由美國加州的Novalux(RTM)公司所製造的RGB垂直面射型雷射(VCSEL)。這種雷射光源有單束雷射或陣列雷射的型式供應，雖然每一種光源都可以透過利用繞射式光學元件用來產生多道光束。光束可能會通過多模光纖，因為這可以減少一致性水準，如果一致性水準太高，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人工處理痕跡，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(像是玻璃板基板)上執行的一系列製造程序。

電晶體總數估算

本節將說明在一個全像計算將在佈置在顯示器的各個像素之間的電路組件上執行的顯示器中所需的電晶體的數目的估算。

在採用一個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。

‧透鏡函數：加上隨機的相位並根據z值來產生次全像影像(4.5%)

‧CORDIC計算：將取自相位和度量的各個複雜值轉換為實值和虛值，並執行光強度的調變(62.5%)

‧疊加各個次全像影像來構成全像影像(15.5%)

‧全像影像編碼：CORDIC運算法也會用來將各個值轉換為相位和度量以及轉換回實值和虛值，並用於資料剪裁和正常化(17.5%)

由於用於記憶位元的電晶體數目並不取決於管線的頻率，以上所示的百分比數字在執行像素矩陣中的運算時可能會有所不同。用於疊加和編碼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(LF)可能會有一些較小的LUT來定義取決於z值的次全像影像的大小和透鏡函數的起始常數。所以透鏡函數有一個相對較高的固定電晶體數目用於LUT以及一個取決於每一個時鐘週期根據透鏡函數所並行驅動的CORDIC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。但另一方面，叢集越大，將可以讓計算更容易實現。圖23中的範例只顯示出一個簡化了的叢集設計，因為一個叢集可能包含有一百萬個電晶體或甚至更多。

現在，我們來估算一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FPGA顯示設計中CORDIC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CORDIC計算的電晶體上。本文件中合併了參考文獻〔CORDIC-Algorithmen，Architekturen und monolithische Realisierungen mit Anwendungen in der Bildverarbeitung，Dirk Timmermann，1990〕做參考，摘錄其中的第100頁到第101頁的內容，來幫助估算CORDIC所需的電晶體數目。針對FPGA解決方案，已經開發出使用有不同換算的一個改良的CORDIC單元，而據此所估算的用於一個管線的CORDIC單元的電晶體數目大約是52,000電晶體。

圖21和22中所示的試算表顯示出針對所規劃的全像影像計算(有源自一個2,000 x 1,500個像素的真實空間影像的16,000 x 12,000個全像影像像素)的估算。次全像影像中的每一個像素都需要進行一個CORDIC運算，也就是每秒總計要進行250*10^9個運算。以25MHz的管線頻率來算，需要有9800個並列的CORDIC單元。叢集的設計會影響電晶體的數目和設計效能，因為叢集越大，表示用於分布全像影像資料的資源消耗越多。但是如果叢集太小，在叢集中所進行的運算將會沒有效率，因為某些單元將會大部分時間“無所事事”而只是徒然增加電晶體數目而已。

如果一個叢集包括有1個透鏡函數單元和1個CORDIC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1個透鏡函數單元和8個CORDIC單元，則顯示器將會需要包括有1200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，我們選擇一個叢集包含有4個CORDIC單元和1個透鏡函數單元。估算的結果，這會需要有2500個叢集和5億5千萬個電晶體來進行次全像影像運算。

要找出最理想的叢集大小，必須進行非常精細的設計。試算表中的數字(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。

CORDIC(位數對照方法，Volder運算法)(CORDIC也就是“座標轉動數位電腦”的縮寫)是一種減單而效率極佳的運算法，可用來計算雙曲線和三角函數。由於這裡是將CORDIC用來將來自相位和度量值的複雜數值轉換為實值和虛值(以及反向轉換)，因此也可以採用其他的運算法。如果沒有硬體倍增器(例如，簡單的微控制器和FPGA)可用，通常就會採用CORDIC，因為它只需要小量的查找表、位數移位、和加法計算。除此之外，若在軟體或專用的硬體上執行，CORDIC運算法非常適合用於管線作業。現代的CORDIC運算法首先在1959年由Jack E.Volder提出，儘管它和Henry Briggs早在1624年所發表的技術非常類似。最初，CORDIC是以二進位制進行的，到了1970年代，十進位制CORDIC已經廣泛應用在口袋型計算機上，它們大部分都不是以二進位制運算，而是以二進位編碼十進位制(BCD)運算。CORDIC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。在沒有硬體倍增器(例如，微控制器中)可用時、或者在需要減少用來執行所需的閘極數目(例如，FPGA中)時，CORDIC的速度通常會比其他方法更快。

CORDIC是“移位與疊加”類運算法的一部分，如同從Henry Briggs的研究中導出的對數與指數運算法。另一種可以用來計算許多種基本函數的移位與疊加運算法是BKM運算法，這是一種用於複數平面的廣義的對數與指數運算法。舉例來說，BKM可以用來透過計算0+ix的指數(也就是cosx+isinx)來計算一個實際角度x(弧度)的正弦和餘弦。在1994年最先由J.C.Bajard、S.Kla、和J.M.Muller在IEEE電腦會刊(43(8)：955-963，1994年8月)中提出的BKM運算法比CORDIC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CORDIC運算法。

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

PWM(脈衝寬度調變)

‧適用於低電晶體數目

‧運算時間長

類比

‧主要是在1950到1960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

‧高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。由於諸如多晶矽電晶體的運算容量有限，運算方法兣根據實際需求來選擇。最佳的方法將會視精密的程式設計而定。以下是一些範例。

為減少電晶體數目，有較低需求的運算步驟，像是透鏡函數和編碼，可以採用PWM。類比轉移暫存器可以用於資料分布，因為真實空間資料和全像影像資料只會使用到大約8位元的精密度。有一種特殊設計的非同步CORDIC單元也可以用來減少功率消耗。每一個步驟使用一種以上的方法還可以進一步減少電晶體數目，不過這可能會增加設計的成本。

顯示器種類

所使用的顯示器最好是一種使用在顯示器表面上的電晶體或其他開關元件(如電氣、光學開關)的主動矩陣式架構的顯示器。電晶體材料應有一個適當的結構寬度以及開/關頻率來佈置額外的電晶體以供運算使用。可以使用單晶矽和多晶矽的各種變化形態諸如低溫多晶矽(LTPS)、CGS、單晶粒矽、或多晶矽鍺。非結晶矽的開/關頻率一般來說對於高性能的全像影像計算將會太低。原則上，有機半導體或奈米碳管也可以用來做為開關元件的材料。傳統大型顯示器需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。

由於越大的顯示器上所能節省的空間越多，因此我們偏好採用下列型式的顯示器：

‧LTPS式液晶顯示器(LCD)

‧LTPS式有機發光二極體(OLED)〔包括發光聚合物(LEP)〕

單晶矽只用於小型顯示器，相較於新的方法，它的優點較少。採用單晶矽範例包括：

‧LCOS

‧數位光處理(DLP)技術

可以用於本發明的一個顯示設計的可能顯示技術名單如下：

液晶顯示器(LCD)-類別

LCOS 矽液晶

NLC 向列型液晶

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(以矽基板或塗佈氧化銦錫(ITO)的玻璃基板為基礎，但這些只能用來做為光源，因為它會發射非一致性的光)

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MOEMS(微光電電機系統)全像影像計算的方法包括：

- 查找表(LUT)

- 分析式運算

- 第WO 2006/066919號專利公告中所述的方法，合並於本文件中做為參考。

- 光線追蹤方法

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

- MDE(最小距離編碼)-每個全像像素使用3個以上的SLM像素的編碼

硬體

一個外部全像影像計算單元，可能包括一對高階FPGA或包含有約5億2千萬個電晶體及500MHz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(IC)。為傳送大約230對低電壓差分訊號(LVDS)的資料給顯示器，每一對的傳輸可以使用每秒1Gbits的速率。為接收資料，也會需要玻璃覆晶(COG)橫列及縱列線路驅動裝置。如果運算將只整合在顯示器基板上，則高開/關頻率的部件諸如數位視覺介面(DVI)接收器必須佈置在額外的硬體上。必須只能以低50倍的資料傳輸速率來傳送原始資料(請參閱圖1)。可以使用與顯示器只有少數連接線路的低價位顯示器電子系統。這種電子系統大概類似於今天的低解析度2D 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。

在本文件的附圖中，所顯示的相關尺寸並不必然符合比例。

對於熟悉這類技術的人來說且，本發明的各種修改及變更將是顯而易見的，但仍不會超出本發明的範圍，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-T”所述)。附錄III包含有可能有助於界定這些概念的內容。熟悉這類技術的人將會非常清楚，揭露一個概念可能將有助於闡述其他的概念。本文件中的某些概念可能構成本發明不可或缺的一部分，並且將在本文件的其他地方有清楚的闡述。

附錄I 技術入門

以下這一節將用來做為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 2004/044659及US 2006/0055994號專利中所述，整體合並在本文件中做為參考)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變器)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值接映射到眼睛上)；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，因為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後面成為一個虛像物件。

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變器)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λD/p 來表示，其中λ是照明光的波長，D 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，則它的邊緣將會因為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-通常寬幅只有幾cm，即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。同時因為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-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。我們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為全像影像。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為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-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。

同時，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軸距離極為敏感，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(因為它具有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為虛擬觀察者視窗，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立葉平面上，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”應解釋為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：(a)因為它們與微分相反的代數，所以可以以一個在運算上更有效率的方式來處理，以及(ii)可以在光學系統中精確的實施。

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(本文件合併相關內容做為參考)。

附錄II 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值數值。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。

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值給一個空間光調變器(例如，構成它的像素格、或者一個連續的SLM如OASLM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值數值。

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變器的遠場中的傳播。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變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變器，則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變器的近場中的傳播。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。

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想像為一個鑰匙孔，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λD/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p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變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。

空間光調變器(SLM)

SLM會用來調變輸入的光的波前。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。

附錄III 概念

本文件中包含有多種概念(如“概念A-T”所述)。以下的說明可能有助於界定這些概念。

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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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變器的編碼的計算會利用位於空間光調變器的各個像素之間的電路組件來執行。

‧計算會在顯示器中個複數個分離的區域執行，以便針對各個分離的區域，進行各個相應的分離的區域的像素編碼。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有連續晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽鍺。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有有機半導體。

‧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為25Hz。

‧影像資料中包含光強度及緩衝區映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧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。

‧全像計算會分割為拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份(稱為叢集)。

‧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。

‧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1cm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映射及強度映射資料。

‧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值時，只會考慮原始影像的一個次區段的值。

‧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。

‧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基液晶技術。

‧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。

‧全像轉換為一維轉換。

‧全像轉換為二維轉換。

‧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啟動的電路組件有故障時，用來取代某些在裝置啟動時會用到的電路組件。

‧使用全像顯示器的方法。

至少有一部分用來決定一個空間光調變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧計算會在顯示器中複數個分離的區域執行，以便針對各個分離的區域，進行各個相應的分離的區域的像素編碼。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有連續晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽鍺。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有有機半導體。

‧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為25Hz。

‧影像資料中包含強度及緩衝區映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧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。

‧將可以顯示單色影像。

‧將可以顯示彩色影像。

‧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基液晶技術。

‧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。

‧全像轉換為一維轉換。

‧全像轉換為二維轉換。

‧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，且其中一個三維景象(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)做為要在SLM上進行編碼的整個全像影像(HS_SLM )的子集。

‧在一個景象(3D S)離散化成為多個物件點(OP)之後，針對3D景象的每個可見的物件點，透鏡次全像影像(SH_L )的複雜值會在SLM上進行編碼，其中透鏡次全像影像的複雜值會利用下列方程式來決定：z_L =exp{- i*〔(π/λf)*(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(SH_P )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=SH_L * SH_P 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變，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查找表。

‧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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變器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。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有連續晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽鍺。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有有機半導體。

‧採用單晶矽基板。

‧採用玻璃基板。

‧視訊的影格速率至少約為25Hz。

‧影像資料中包含強度及緩衝區映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧採用次全像影像來進行運算。

‧將可以顯示單色影像。

‧將可以顯示彩色影像。

‧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基液晶技術。

‧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。

‧全像轉換為一維轉換。

‧全像轉換為二維轉換。

‧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。

‧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。

‧可以顯示一般顯示資料。

‧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。

‧是一個極高解析度的顯示器。

‧每一個叢集會在40ms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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有連續晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽鍺。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有有機半導體。

‧採用單晶矽基板。

‧採用玻璃基板。

‧視訊的影格速率至少約為25Hz。

‧只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。

‧影像資料中包含強度及緩衝區映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧將採用次全像影像來進行運算。

‧顯示器在製造上將採用矽基液晶技術。

‧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。

‧使用高解析度顯示器的方法。

至少有一部分用來決定一個空間光調變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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描繪管線(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。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧視訊的影格速率至少約為25Hz。

‧只有真實空間影像資料會被傳輸給顯示器。

‧影像資料中包含強度及緩衝區映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧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。

‧將可以顯示單色影像。

‧將可以顯示彩色影像。

‧全像轉換為一維轉換。

‧全像轉換為二維轉換。

‧會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。

‧在全像計算中會使用查找表。

‧用於第一顯示波長的Z軸映射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映射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。

‧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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧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。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧視訊的影格速率至少約為25Hz。

‧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映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧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。

‧將可以顯示單色影像。

‧將可以顯示彩色影像。

‧全像轉換為一維轉換。

‧全像轉換為二維轉換。

‧會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。

‧在全像計算中會使用查找表。

‧圖形子系統的3D描繪管線(Rendering Pipeline)整合有用於進行全像轉換和編碼的額外處理單元。

‧顯示器的每一個叢集會套用一個隨機的相位。

‧全像計算可以在有完整的色彩映射及Z軸緩衝區資料可用之前開始。

‧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為17ms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查找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SH(SH_n-1 )與新的SH(SH_n )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。

‧使用全像顯示器的方法。

至少有一部分用來決定一個空間光調變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧視訊的影格速率至少約為25Hz。

‧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映射資料。

‧所進行的全像計算為即時或近即時運算。

‧所進行的全像計算將採用查找表方法執行。

‧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。

‧將可以顯示單色影像。

‧將可以顯示彩色影像。

‧全像轉換為一維轉換。

‧全像轉換為二維轉換。

‧會將多個次全像影像疊加在一起來構成整個全像影像。

‧顯示器的每一個叢集會套用一個隨機的相位。

‧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為次全像影像資料以及大小和位置資訊，其中後面這兩個值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SH_D 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(RAM)來使輸入側只會寫入新的SH或SH_D ，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一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。

‧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。

‧電路組件中包括有薄膜電晶體。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有連續晶粒矽。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有多晶矽鍺。

‧至少一部分電路組件的有效區域採用有單晶矽。

‧影像資料的影格速率至少約為25Hz。

‧運算(可能是並行運算)會分割為拼貼在顯示器表面上的許多全等的微小部份，稱為“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。

‧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基液晶技術。

‧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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧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。

‧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”會在構成緩衝區映射資料和強度映射資料的階段中進行。

‧使用全像顯示器的方法。

J. 顯示卡的功能

至少有一部分用來決定一個空間光調變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變器的像素所在的同一基板上的電路組件來執行，且顯示卡的功能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涅爾轉換的計算。

‧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件來執行。

‧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。

‧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運算。

‧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描繪管線(Rendering Pipeline)。

‧使用全像顯示器的方法。

K. 2D3D轉換

至少有一部分用來決定一個空間光調變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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2D3D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。

‧2D3D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。

‧2D3D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。

‧2D3D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。

‧2D3D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。

‧2D3D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映射資料的二維(2D)影像。

‧用來執行2D3D轉換的電路組件有權存取一個包含有一組已知的3D形狀的資料庫。

‧用來執行2D3D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。

‧2D3D影像轉換會根據一個單獨的、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(3D Skype^TM )

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。

‧計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。

‧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。

‧計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。

‧“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。

‧“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為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為主而傾向於可能會曝光過度的景象施加補償來進行修正。

‧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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧計算的本身並不牽涉到傅立葉轉換或菲涅爾轉換的計算。

‧可以針對單一觀看者實施眼睛追蹤。

‧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者的臉部來限定搜尋範圍，然後透過偵測眼睛來限定追蹤範圍，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。

‧為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。

‧為執行追蹤所需的運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。

O. 像差修正

至少有一部分用來決定一個空間光調變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧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變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為止。

‧總和全像影像和像差修正映射可以一起進行調變。

‧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查找表(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變器的編碼的計算會利用位於和空間光調變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。

‧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。

‧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變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為止。

‧總和全像影像和光斑修正映射可以一起進行調變。

‧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查找表(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概念來執行。

‧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。

‧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碼的資料。

‧整個面板上的不同區域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概念來執行的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概念來執行。

‧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概念來執行。

‧整個基板上的不同區域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域中的電路組件來執行的2D顯示裝置。

‧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為利用分散在一個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. 採用多個微稜鏡的可變光束轉向

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。

‧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VOW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為稜鏡陣列的基板。

‧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一個SLM影像，而所需的3D景象的重建則發生在VOW的前方。

‧針對稜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。

601‧‧‧玻璃基板

602‧‧‧氧化矽

603‧‧‧非結晶矽薄膜

604‧‧‧耐蝕遮罩

605‧‧‧薄膜

606‧‧‧含Ni層

607‧‧‧多晶Si_1-x Ge_x 區域

608‧‧‧多晶矽區域

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‧‧‧汲極區域

732‧‧‧LDD區域

733‧‧‧通道區域

734‧‧‧中介層絕緣薄膜

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‧‧‧空間光調變器

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

1104‧‧‧促進劑薄膜

1105‧‧‧區域

1106‧‧‧區域

1107‧‧‧水平生長區域

1108‧‧‧水平生長區域

1109,1110,1111‧‧‧島狀的半導體層

1112‧‧‧閘極絕緣薄膜

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‧‧‧n型區域

1127‧‧‧耐蝕遮罩

1128,1129‧‧‧p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‧‧‧耐蝕遮罩

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，Volder運算法，CORDIC也就是“座標轉動數位電腦”的縮寫

圖1 是用來顯示全像影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的一部份與一個可以在像素矩陣的空間中執行全像計算的SLM的一部份在構造和性能特性方面的比較圖；圖3 是一個可以在像素矩陣的空間中執行全像計算的SLM的一部份的構造圖；圖4 是一個可以在像素矩陣的空間中執行解壓縮計算以用於全像資料顯示的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一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一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一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個進一步製造步驟的說明圖；圖14 是一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一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；圖16 是用於以本發明的一個顯示設計為根據的全像顯示器中的次全像影像SH的查找表的說明圖；圖17 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一個顯示設計為根據的全像顯示器中，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 是顯示一個在時間t時顯示的景象、另一個在時間t+1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明的一個顯示設計為根據的全像顯示裝置的說明圖；圖21 顯示一個會在其中計算以本發明的一個顯示設計為根據的全像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；圖23 是以用於本發明的一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 是以用於本發明的一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；圖25 是用於一項顯示的運算上的各項計算可能在像素矩陣的空間中執行的、可以顯示傳統2D顯示資料、或全像顯示資料的一個SLM的一部份的構造圖；圖26 是以先前的專利為根據、用來產生次全像影像的方法的說明圖；圖27 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28 是以本發明的一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 是關於“吸收”的幾何上的考量的的說明圖；圖31 是根據本發明的一個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖32 是根據本發明的一個顯示設計來處理吸收現象的方法的說明圖；圖33 是以用於本發明的一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；圖34 是根據本發明的一個顯示設計，利用可控制的稜鏡透過移動虛擬觀察者視窗來追蹤一個或多個使用者的方法的說明圖；

Claims

一種高解析度顯示器，於該高解析度顯示器上顯示經過解壓縮的高解析度影像資料，該顯示器包括複數個像素，該複數個像素位於一基板上，其中一電路組件位於與該複數個像素所在的同一個基板上，其中，採用已知的資料壓縮技術已經被壓縮的經過壓縮的高解析度影像資料由該電路組件接收，該電路組件可操作以執行複數個解壓縮計算，以提供經過解壓縮的高解析度影像資料，從而由該顯示器的該複數個像素進行後續的顯示，其中，經過壓縮的資料被傳送到複數個顯示器叢集，該複數個顯示器叢集是整個顯示器的一部份，每一個顯示器叢集接著對所接收到的資料執行解壓縮的一功能，然後在每一個顯示器叢集的複數個像素顯示經過解壓縮的資料。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中複數個計算功能由佈置在與該顯示器的該複數個像素所在的同一基板上的電路組件執行。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中分布在遍及該顯示器的該複數個像素的該基板上的該電路組件用於以一分散的方式執行複數個解碼計算。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中可以利用一軟體來執行的一應用程式替代地利用遍及該顯示器的該複數個像素的該基板分布的一電路組件在一硬體中執行。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中可操作以執行複數個解壓縮計算的該電路組件位於該顯示器的該複數個像素之間。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中可操作以執行複數個解壓縮計算的該電路組件位於包含該顯示器的該複數個像素的一空間之外，但在與該顯示器的該複數個像素所在的同一基板上。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中在該顯示器上顯示一般顯示資料或全像顯示資料。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中用來執行該複數個壓縮計算的該空間係與該顯示器的複數個像素位於同一基板上或用來執行該複數個壓縮計算的該空間與該顯示器的該複數個像素在不同基板上。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中用於該解壓縮計算的該顯示器叢集經由該顯示器的橫列及縱列線路接收資料。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中用於該解壓縮計算的各叢集經由一並列資料匯流排或經由一序列資料連接接收資料。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其為具有大於16,000 x 12,000像素的一極高解析度的顯示器。
如申請專利範圍第1項所述之高解析度顯示器，其中解壓縮由每個叢集在40ms或以下的時間內執行。
如申請專利範圍第8項所述之高解析度顯示器，其中一全像影像計算在解壓縮之後執行。
如申請專利範圍第13項所述之高解析度顯示器，其中用來決定一空間光調變器的一編碼所執行的複數個計算利用位於與該空間光調變器的該複數個像素所在的同一基板上的電路組件來執行。
如申請專利範圍第14項所述之高解析度顯示器，其中用來決定該空間光調變器的該編碼所執行的該複數個計算並不牽涉一傅立葉轉換(Fourier transform)或一菲涅爾轉換(Fresnel transform)的計算。
如申請專利範圍第14項所述之高解析度顯示器，其中用來決定該空間光調變器的該編碼所執行的該複數個計算利用該空間光調變器的該複數個像素之間的一電路組件來執行。
如申請專利範圍第14項所述之高解析度顯示器，其中用來決定該空間光調變器的該編碼所執行的該複數個計算在該顯示器中的複數個分離的區域執行，以逐一分離的區域為基礎，對各個相應的分散的區域的該像素進行編碼。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中該電路組件包括複數個薄膜電晶體。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中至少一部分該電路組件的複數個有效區域由以下所構成：多晶矽、連續晶粒矽、多晶矽鍺、單晶矽、單晶粒矽或有機半導體。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中該基板為單晶矽或玻璃。
如申請專利範圍第20項所述之高解析度顯示器，其中該顯示器採用矽基液晶技術來製造。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中該高解析度顯示器的一視訊影格速率至少約為25Hz。
如申請專利範圍第8項所述之高解析度顯示器，其中只有真實空間影像資料會被傳輸給該顯示器。
如申請專利範圍第22項所述之高解析度顯示器，其中該真實空間影像資料由強度及縱深映射資料所構成。
如申請專利範圍第13項所述之高解析度顯示器，其中該全像計算即時或近即時或採用一查表法執行。
如申請專利範圍第13項所述之高解析度顯示器，其中採用複數個次全像影像來進行該全像影像計算。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中該顯示器是採用一MEMS技術來製造。
如申請專利範圍第1至6項任一項所述之高解析度顯示器，其中該顯示器採用一場發射顯示器(FED)技術來製造。
一種使用申請專利範圍第1至6項任一項所述的高解析度顯示器來顯示經過解壓縮的高解析度影像資料的方法，包括下列步驟：(a)壓縮一高解析度影像資料；(b)傳輸一經過壓縮的高解析度影像資料；(c)接收該經過壓縮的高解析度影像資料；(d)對該經過壓縮的高解析度影像資料進行解壓縮；以及(e)將該經過解壓縮的高解析度影像資料顯示在該顯示器上。