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KR102732515B1 - 확장된 시야창을 제공하는 홀로그래픽 디스플레이 장치 - Google Patents

확장된 시야창을 제공하는 홀로그래픽 디스플레이 장치 Download PDF

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KR102732515B1
KR102732515B1 KR1020160149565A KR20160149565A KR102732515B1 KR 102732515 B1 KR102732515 B1 KR 102732515B1 KR 1020160149565 A KR1020160149565 A KR 1020160149565A KR 20160149565 A KR20160149565 A KR 20160149565A KR 102732515 B1 KR102732515 B1 KR 102732515B1
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lens
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서주원
성기영
김윤태
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삼성전자주식회사
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Abstract

확장된 시야창을 제공할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 공간 광변조기에서 0차 이상의 회절에 의해 발생하는 다수의 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터, 및 광학계의 초점 평면 상에서 다수의 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 다수의 홀로그램 영상의 진행 경로를 조절하는 영상 경로 변환 소자를 포함할 수 있다.

Description

확장된 시야창을 제공하는 홀로그래픽 디스플레이 장치 {Holographic display apparatus providing increased eye box}
개시된 실시예들은 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축비킴(off-axis) 방식으로 홀로그램 영상을 재생할 때 확장된 시야창을 제공할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것이다.
3차원 영상을 구현하는 방식으로서 안경 방식과 무안경 방식이 널리 상용화되어 사용되고 있다. 안경 방식에는 편광 안경 방식과 셔터 안경 방식이 있으며, 무안경 방식에는 렌티큘러 방식과 패럴랙스 배리어 방식이 있다. 이러한 방식들은 두 눈의 양안시차(binocular parallax)를 이용하는 것으로, 시점 수의 증가에 한계가 있을 뿐만 아니라, 뇌에서 인식하는 깊이감과 눈의 초점이 일치하지 않아서 시청자로 하여금 피로감을 느끼게 한다.
뇌에서 인식하는 깊이감과 눈의 초점이 일치하고 완전 시차(full parallax)를 제공할 수 있는 3차원 영상 디스플레이 방식으로서, 최근 홀로그래픽 디스플레이 방식이 점차 실용화되고 있다. 홀로그래픽 디스플레이 방식은, 원본 물체로부터 반사된 물체광과 참조광을 간섭시켜 얻은 간섭무늬를 기록한 홀로그램 패턴에 참조광을 조사하여 회절시키면, 원본 물체의 영상이 재생되는 원리를 이용하는 것이다. 현재 실용화되고 있는 홀로그래픽 디스플레이 방식은 원본 물체를 직접 노광하여 홀로그램 패턴을 얻기 보다는 컴퓨터로 계산된 홀로그램(computer generated hologram; CGH)을 전기적 신호로서 공간 광변조기에 제공한다. 입력된 CGH 신호에 따라 공간 광변조기가 홀로그램 패턴을 형성하여 참조광을 회절시킴으로써 3차원 영상이 생성될 수 있다.
확장된 시야창을 제공할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 광을 제공하는 광원; 입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및 홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며, 상기 광학계는: 상기 공간 광변조기에서 0차 이상의 회절에 의해 발생하는 다수의 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터; 및 상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 상기 다수의 홀로그램 영상의 진행 경로를 조절하는 영상 경로 변환 소자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광학계는, 상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 제 1 렌즈; 및 상기 공간 필터와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치된 제 2 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 경로 변환 소자는 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 배치될 수 있다.
상기 공간 필터는, 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키는 제 1 개구, 및 ±1차 이상의 회절에 의해 발생하는 다수의 고차 홀로그램 영상을 각각 통과시키는 다수의 제 2 개구를 포함할 수 있다.
상기 영상 경로 변환 소자는 상기 다수의 고차 홀로그램 영상의 진행 경로들에 각각 배치된 다수의 굴절 요소를 포함할 수 있다.
상기 고차 홀로그램 영상의 차수가 증가함에 따라 홀로그램 영상의 굴절 각도가 더 커지도록 상기 다수의 굴절 요소가 배치될 수 있다.
상기 다수의 굴절 요소는 상기 다수의 제 2 개구 내에 각각 배치될 수 있다.
상기 영상 경로 변환 소자는, 상기 광학계의 초점 평면 상에 포커싱되는 상기 다수의 홀로그램 영상의 스폿 크기가 상기 다수의 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일하도록 구성될 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 광을 제공하는 광원; 입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및 홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며, 상기 광학계는: 상기 공간 광변조기에서 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터; 및 상기 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 영상 분할 소자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광학계는, 상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 제 1 렌즈; 및 상기 공간 필터와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치된 제 2 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 분할 소자는 회절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 회절 격자 및 복굴절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 빔 디스플레이서 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 영상 분할 소자는 상기 공간 필터와 상기 제 2 렌즈 사이 또는 상기 제 2 렌즈와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치될 수 있다.
상기 영상 분할 소자가 상기 제 2 렌즈의 표면에 배치되어 상기 제 2 렌즈와 함께 일체형으로 구성될 수 있다.
상기 공간 필터는 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키는 개구를 포함하고, 상기 제 1 렌즈는 상기 0차 홀로그램 영상을 상기 개구 내에 포커싱하도록 구성될 수 있다.
상기 광학계는 상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 제 1 렌즈를 더 포함하고, 상기 영상 분할 소자는 상기 공간 필터와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치된 다수의 제 2 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이일 수 있다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 광을 제공하는 광원; 입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및 홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며, 상기 광학계는: 상기 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 영상 분할 소자; 및 상기 다수의 서브 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터를 포함할 수 있다.
상기 영상 분할 소자는, 회절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 회절 격자, 복굴절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 빔 디스플레이서, 및 다수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 어레이 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광학계는 상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 분할 소자는 상기 공간 광변조기와 상기 렌즈 사이 또는 상기 렌즈와 상기 공간 필터 사이에 배치될 수 있다.
상기 공간 필터는 상기 광학계의 초점 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 공간 필터는 상기 영상 분할 소자에 의해 분할된 다수의 서브 홀로그램 영상 중에서 0차 홀로그램 영상이 분할된 0차 서브 홀로그램 영상만을 통과시키도록 배치된 다수의 개구를 포함할 수 있다.
개시된 홀로그래픽 디스플레이 장치에 따르면, 홀로그램 영상을 관찰할 수 있는 공간, 즉 시야창이 넓어지게 된다. 따라서, 관찰자는 더 넓은 영역에서 홀로그램 영상을 관찰할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다.
도 2는 축비킴 방식으로 홀로그램 영상을 재생하는 원리를 보이는 개념도이다.
도 3 내지 도 5는 공간 필터와 영상 경로 변환 소자 사이의 다양한 배치예를 개략적으로 보인다.
도 6은 광학계의 초점 평면에서 형성되는 홀로그램 영상들의 스폿들의 배열을 예시적으로 보인다.
도 7은 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다.
도 8 내지 도 11은 도 7에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치의 다양한 변형예를 예시적으로 보이는 구성도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다.
도 13 내지 도 17은 도 12에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치의 다양한 변형예를 예시적으로 보이는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 확장된 시야창을 제공하는 홀로그래픽 디스플레이 장치에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 또한 이하에서 설명하는 층 구조에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 표현은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(100)는 광을 제공하는 광원(110), 입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기(120), 및 홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계(130)를 포함할 수 있다.
광원(110)은 높은 가간섭성을 갖는 광을 공간 광변조기(120)에 제공하기 위하여 레이저를 포함할 수도 있다. 그러나, 공간 광변조기(120)에 입사하는 광이 일정 수준 이상의 공간 간섭성(spatial coherence)을 가지면 공간 광변조기(120)에 의해 충분히 회절 및 변조될 수 있기 때문에, 광원(110)으로서 발광 다이오드(LED)를 사용하는 것도 가능하다. 발광 다이오드 외에도 공간 간섭성을 갖는 광을 방출한다면 다른 어떤 광원도 사용이 가능하다. 도 1에는 편의상 하나의 광원(110)이 도시되어 있지만, 광원(110)은 다수의 레이저 또는 발광 다이오드들의 어레이를 포함할 수 있다.
공간 광변조기(120)는 도시되지 않은 영상 처리부로부터 제공되는 홀로그램 데이터 신호에 따라 입사광을 회절시켜 변조하기 위한 홀로그램 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 공간 광변조기(120)는 위상 변조만 수행할 수 있는 위상 변조기, 진폭 변조만 수행할 수 있는 진폭 변조기, 및 위상 변조와 진폭 변조를 모두 수행할 수 있는 복합 변조기 중 어느 것을 사용할 수도 있다. 비록 도 1에는 공간 광변조기(120)가 투과형 공간 광변조기인 것으로 도시되어 있지만 반사형 공간 광변조기를 사용하는 것도 가능하다. 투과형인 경우, 공간 광변조기(120)는 예를 들어 GaAs와 같은 화합물 반도체를 기반으로 한 반도체 변조기, 또는 LCD(liquid crystal device)를 사용할 수 있다. 반사형인 경우, 공간 광변조기(120)는, 예컨대 DMD(digital micromirror device), LCoS(liquid crystal on silicon), 또는 반도체 변조기를 사용할 수 있다.
광학계(130)는 공간 광변조기(120)에 의해 회절 및 변조된 광을 포커싱함으로써 소정의 공간 상에 홀로그램 영상이 재생되도록 한다. 이를 위해 광학계(130)는 입사광을 초점 평면 상에 포커싱하기 위한 제 1 렌즈(131)와 제 2 렌즈(132)를 포함할 수 있다. 또한, 광학계(130)는 홀로그램 영상을 관찰할 수 있는 공간, 즉 시야창을 확장시키도록 구성될 수 있다. 이를 위하여 광학계(130)는 공간 광변조기(120)에서 0차 이상의 회절에 의해 발생하는 다수의 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터(133) 및 광학계(130)의 초점 평면 상에서 다수의 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 다수의 홀로그램 영상의 진행 경로를 조절하는 영상 경로 변환 소자(134)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 렌즈(131)는 공간 광변조기(120)와 공간 필터(133) 사이에 배치되고 제 2 렌즈 (132)는 광학계(130)의 초점 평면과 공간 필터(133) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 홀로그래픽 디스플레이 장치(100)의 동작은 다음과 같다. 먼저, 영상 처리부(도시되지 않음)는 홀로그램 데이터 신호를 생성하여 공간 광변조기(120)에 제공한다. 홀로그램 데이터 신호는 목표한 홀로그램 영상이 공간 상에 재생되도록 계산된 CGH 신호일 수 있다. 영상 처리부는 재생될 홀로그램 영상에 따라 홀로그램 데이터 신호를 생성할 수 있다. 공간 광변조기(120)는 영상 처리부로부터 제공된 홀로그램 데이터 신호에 따라 공간 광변조기(120)의 표면 상에 홀로그램 패턴을 형성할 수 있다. 공간 광변조기(120)가 홀로그램 패턴을 형성하는 원리는, 예를 들어, 디스플레이 패널이 영상을 표시하는 원리와 같을 수 있다. 예를 들어, 홀로그램 패턴은 재생될 홀로그램 영상의 정보를 갖고 있는 간섭무늬의 형태로 공간 광변조기(120)에서 표시될 수 있다.
이와 동시에, 광원(110)은 공간 광변조기(120)에 광을 제공한다. 공간 광변조기(120)에 입사한 광은 공간 광변조기(120)에서 형성된 홀로그램 패턴에 의해 회절 및 간섭된다. 그런 후, 회절 및 간섭된 광이 광학계(130)의 초점 평면 상에 포커싱되면서 공간 광변조기(120) 앞의 소정의 공간 상에 입체감이 있는 홀로그램 영상이 재생될 수 있다. 재생될 홀로그램 영상의 모양과 깊이는 공간 광변조기(120)에서 형성되는 홀로그램 패턴에 따라 결정될 수 있다.
그런데, 위상 변조와 진폭 변조 중에서 어느 하나만을 수행하는 일반적인 공간 광변조기(120)는 다수의 화소들의 어레이로 구성되어 있기 때문에, 다수의 화소들의 어레이가 격자로서 작용하게 된다. 따라서, 입사광은 공간 광변조기(120)에서 형성된 홀로그램 패턴뿐만 아니라, 공간 광변조기(120)의 화소들의 어레이로 구성된 화소 격자에 의해서도 회절 및 간섭하게 된다. 또한, 입사광 중에서 일부는 홀로그램 패턴에 의해 회절되지 않고 공간 광변조기(120)를 그대로 투과하게 된다. 그 결과, 홀로그램 영상이 점으로 모아지는 광학계(130)의 초점 평면 상에는 다수의 격자점(lattice spot)들이 나타나게 된다. 이러한 다수의 격자점들은 홀로그램 영상의 화질을 저하시키고 홀로그램 영상의 감상을 불편하게 만드는 영상 노이즈로서 작용한다.
이러한 다수의 격자점들이 관찰자의 눈에 보이지 않도록 하기 위하여, 홀로그램 영상의 스폿이 다수의 격자점들을 피하여 재생되도록 축비킴(off-axis) 방식으로 홀로그램 영상을 재생할 수 있다. 다수의 격자점들은 공간 광변조기(120)의 내부 구조에 의해 발생하는 것이고 홀로그램 패턴과는 무관하기 때문에, 다수의 격자점들의 위치는 언제나 고정되어 있다. 반면, 홀로그램 영상의 스폿 위치는 홀로그램 패턴에 의해 결정되므로, 다수의 격자점들이 없는 위치에 홀로그램 영상이 재생되도록 홀로그램 패턴을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 2는 축비킴 방식으로 홀로그램 영상을 재생하는 원리를 보이는 개념도이다. 도 2를 참조하면, 중앙에 있는 하나의 격자점(N0)은 공간 광변조기(120)의 화소 격자에 의한 0차 회절로 인해 발생한 것이며, 주변에 있는 다수의 격자점(N1, N2)들은 공간 광변조기(120)의 화소 격자에 의한 ±1차 및 ±2차 회절로 인해 각각 발생한 것이다. 그리고, 도 2에서 L00으로 표시된 것은 공간 광변조기(120)에서 형성된 홀로그램 패턴에 의한 0차 회절로 인해 발생한 홀로그램 영상이며, L01, L-01, L10, L-10으로 표시된 것은 공간 광변조기(120)에서 형성된 홀로그램 패턴에 의한 ±1차 회절로 인해 발생한 홀로그램 영상이고, L20, L-20으로 표시된 것은 공간 광변조기(120)에서 형성된 홀로그램 패턴에 의한 ±2차 회절로 인해 발생한 홀로그램 영상이다. 이러한 격자점(N0, N1, N2)들을 고려하지 않고 홀로그램 패턴을 형성할 경우, 재생된 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿 중심에 격자점(N0, N1, N2)들이 각각 위치하게 된다. 그 결과, 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)과 함께 격자점(N0, N1, N2)의 노이즈 영상도 함께 보이게 된다.
따라서, 이러한 격자점(N0, N1, N2)들이 관찰자에게 보이지 않도록, 격자점(N0, N1, N2)들을 피해 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 원래의 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿을 x-방향으로 Δx만큼 이동시키고 y-방향으로 Δy만큼 이동시킬 수 있다. 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿 위치를 상술한 방식으로 조절하기 위하여, 공간 광변조기(120)는 재생될 홀로그램 영상의 정보를 담고 있는 홀로그램 패턴과 함께 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿 위치를 조절하는 주기적인 회절 패턴을 더 형성할 수 있다. 입사광은 공간 광변조기(120)에서 표시되는 주기적인 회절 패턴에 의해 진행 방향이 꺾이게 되므로, 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿 위치가 격자점(N0, N1, N2)으로부터 벗어날 수 있다. 한편, 이러한 방식으로 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿 위치를 이동시킬 때, 격자점(N0, N1, N2)을 중심으로 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 대칭적인 위치에는 *로 표시된 복소 켤레 영상(complex conjugate image)이 나타날 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 공간 필터(133)는 격자점(N)과 복소 켤레 영상을 차단하고 다수의 홀로그램 영상만을 통과시키도록 구성될 수 있다. 그러면, 관찰자는 격자점(N)과 복소 켤레 영상에 의한 노이즈 영상이 보이지 않거나 적게 느끼게 된다. 예를 들어, 공간 필터(133)는 다수의 홀로그램 영상을 통과시키기 위한 다수의 개구를 포함할 수 있다. 공간 필터(133)가 제 1 렌즈(131)의 초점 평면 상에 위치할 경우, 공간 필터(133)의 다수의 개구의 위치는 다수의 홀로그램 영상의 스폿 위치와 일치할 수 있다.
영상 경로 변환 소자(134)는 제 2 렌즈(132)에 의해 광학계(130)의 초점 평면 상에 포커싱되는 다수의 홀로그램 영상이 한점으로 모이지 않고 분리되어 보이도록 하는 역할을 한다. 예를 들어, 영상 경로 변환 소자(134)는 입사광을 굴절시켜 광의 진행 경로를 비스듬하게 변경하는 다수의 굴절 요소를 포함할 수 있다. 도 1에는 영상 경로 변환 소자(134)가 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 영상 경로 변환 소자(134)의 위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 영상 경로 변환 소자(134)는 제 1 렌즈(131)와 제 2 렌즈(132) 사이에서 다수의 홀로그램 영상의 진행 경로에 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 3 내지 도 5는 공간 필터(133)와 영상 경로 변환 소자(134) 사이의 다양한 배치예를 개략적으로 보이고 있다.
먼저, 도 3을 참조하면, 공간 필터(133)는 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키는 제 1 개구(133a) 및 ±1차 이상의 회절에 의해 발생하는 다수의 고차 홀로그램 영상을 각각 통과시키는 다수의 제 2 개구(133b)를 포함할 수 있다. 영상 경로 변환 소자(134)는 다수의 제 2 개구(133b) 내에 각각 배치된 다수의 굴절 요소(134a)를 포함할 수 있다. 제 1 개구(133a) 내에는 어떠한 굴절 요소(134a)도 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 영상 경로 변환 소자(134)는 0차 홀로그램 영상의 진행 경로는 바꾸지 않으면서 고차 홀로그램 영상의 진행 경로를 0차 홀로그램 영상의 진행 경로와 멀어지게 바꿀 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 영상 경로 변환 소자(134)는 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이에서 다수의 제 2 개구(133b)와 각각 대향하도록 배치된 다수의 굴절 요소(134a)를 포함할 수도 있다. 또는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 굴절 요소(134a)는 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이에서 다수의 제 2 개구(133b)와 각각 대향하도록 배치될 수도 있다. 따라서, 다수의 굴절 요소(134a)의 위치는 특별한 제한 없이 다수의 고차 홀로그램 영상의 진행 경로들에 각각 배치될 수 있지만, 다수의 홀로그램 영상을 효율적으로 분리하기 위하여 공간 필터(133)의 제 2 개구(133b) 부근에 위치하는 것이 유리할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 고차 홀로그램 영상의 차수가 증가함에 따라 홀로그램 영상의 굴절 각도가 더 커지도록 다수의 제 1 및 제 2 굴절 요소(134a, 134b)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 공간 필터(133)는 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키는 제 1 개구(133a), ±1차 회절에 의해 발생하는 1차 홀로그램 영상을 각각 통과시키는 다수의 제 2 개구(133b), 및 ±2차 회절에 의해 발생하는 2차 홀로그램 영상을 각각 통과시키는 다수의 제 3 개구(133c)를 포함할 수 있다. 또한, 영상 경로 변환 소자(134)는 1차 홀로그램 영상의 진행 방향을 변경하기 위하여 제 2 개구(133b) 부근에 배치된 다수의 제 1 굴절 요소(134a) 및 2차 홀로그램 영상의 진행 방향을 변경하기 위하여 제 3 개구(133c) 부근에 배치된 다수의 제 2 굴절 요소(134b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 굴절 요소(134b)에 의한 입사광의 굴절각은 제 1 굴절 요소(134a)에 의한 입사광의 굴절각보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 제 2 굴절 요소(134b)는 제 1 굴절 요소(134a)보다 굴절률이 더 큰 재료로 이루어질 수 있다. 또는, 제 2 굴절 요소(134b)는 제 1 굴절 요소(134a)보다 더 큰 경사각을 갖는 프리즘으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 영상 경로 변환 소자(134)는 다수의 홀로그램 영상이 서로에 대해 멀어지도록 다수의 홀로그램 영상의 진행 경로를 변경할 수 있다.
도 6은 광학계(130)의 초점 평면에서 형성되는 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)들의 스폿들의 배열을 예시적으로 보이고 있다. 도 6을 참조하면, 영상 경로 변환 소자(134)에 의해 분리된 다수의 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)들의 스폿들이 서로 중첩되지 않으면서 서로 접하도록 배열될 수 있다. 이를 위해 영상 경로 변환 소자(134)는, 광학계(130)의 초점 평면에서 형성되는 다수의 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)의 스폿 크기(r)가 다수의 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20) 사이의 중심 간격(d)과 동일하도록 구성될 수 있다.
따라서, 광학계(130)의 초점 평면 상에서 다수의 홀로그램 영상(L00, L01, L-01, L10, L-10, L20, L-20)이 서로 다른 다수의 위치에서 동시에 재생되기 때문에 홀로그램 영상을 관찰할 수 있는 공간, 즉 홀로그래픽 디스플레이 장치(100)의 시야창이 넓어지게 된다. 그 결과, 관찰자는 더 넓은 영역에서 홀로그램 영상을 관찰할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(200)의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(100)는 광을 제공하는 광원(110), 입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기(120), 및 홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계(130)를 포함할 수 있다.
광학계(130)는 공간 광변조기(120)에 의해 회절 및 변조된 광을 초점 평면 상에 포커싱하기 위하여 제 1 렌즈(131)와 제 2 렌즈(132)를 포함할 수 있다. 또한 광학계(130)는 시야창을 확장시키기 위하여, 공간 광변조기(120)에서 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터(133) 및 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 광학계(130)의 초점 평면 상에서 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 회절 격자(135)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자(135)는 하나의 0차 홀로그램 영상을 회절 현상에 의해 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할할 수 있다.
제 1 렌즈(131)는 공간 광변조기(120)와 공간 필터(133) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 공간 필터(133)는 제 1 렌즈(131)의 초점 평면 상에 배치될 수 있다. 그러면 공간 광변조기(120)에서 회절 및 변조된 광이 공간 필터(133) 위로 포커싱될 수 있다. 공간 필터(133)는 단지 0차 홀로그램 영상(L00)만을 통과시키고 격자점(N)을 포함하는 다른 영상들을 모두 차단하도록 하나의 개구(133a)만을 포함할 수 있다. 개구(133a)는 0차 홀로그램 영상(L00)의 스폿 위치에 형성될 수 있다. 그러면 제 1 렌즈(131)는 0차 홀로그램 영상(L00)을 개구(133a) 내에 포커싱할 수 있다.
회절 격자(135)는 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이에 배치될 수 있다. 그러면, 공간 필터(133)를 통과한 0차 홀로그램 영상(L00)이 회절 격자(135)에 의해 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할될 수 있다. 그런 후, 다수의 서브 홀로그램 영상은 제 2 렌즈(132)에 의해 광학계(130)의 초점 평면 상에 포커싱될 수 있다. 도 6에서 설명한 것과 마찬가지 원리로, 회절 격자(135)는 광학계(130)의 초점 평면 상에 포커싱되는 다수의 서브 홀로그램 영상의 스폿 크기가 다수의 서브 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 회절 격자(135)에 의해 분리된 다수의 서브 홀로그램 영상의 진행 방향은 회절 격자(135)의 회절 패턴에 의해 결정될 수 있으며, 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이에서 회절 격자(135)의 위치를 조절하여 광학계(130)의 초점 평면 상에 포커싱되는 다수의 서브 홀로그램 영상의 스폿 크기와 위치를 조절할 수 있다.
도 8 내지 도 11은 도 7에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(200)의 다양한 변형예를 예시적으로 보이는 구성도이다.
먼저, 도 8을 참조하면, 회절 격자(135)는 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이에 배치되지 않고 광학계(130)의 초점 평면과 제 2 렌즈(132) 사이에 배치될 수도 있다. 즉, 광의 진행 경로를 따라 제 2 렌즈(132)의 후방에 회절 격자(135)가 배치될 수 있다. 회절 격자(135)는 제 2 렌즈(132)에 의해 광학계(130)의 초점 평면에 포커싱되는 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132)에도 회절 격자(135)가 배치되고 광학계(130)의 초점 평면과 제 2 렌즈(132) 사이에도 회절 격자(135)가 배치될 수도 있다. 이 경우, 2개의 회절 격자(135)는 공동으로 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 회절 격자(135)는 제 2 렌즈(132)의 표면에 배치되어 제 2 렌즈(132)와 함께 일체형으로 구성될 수도 있다. 예컨대, 제 2 렌즈(132)의 표면에 회절 패턴을 형성함으로써 회절 격자(135)와 제 2 렌즈(132)가 일체형으로 제작될 수 있다. 도 9에는 예시적으로 회절 격자(135)가 제 2 렌즈(132)의 입사면에 배치된 것으로 도시되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제 2 렌즈(132)의 출사면에 회절 격자(135)가 배치될 수도 있다. 또한, 제 2 렌즈(132)의 입사면과 출사면에 모두 회절 격자(135)가 배치될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 광학계(130)는 회절 격자(135) 대신에 빔 디스플레이서(beam displacer, 136)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 빔 디스플레이서(136)는 하나의 0차 홀로그램 영상을 복굴절 현상에 의해 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할할 수 있다. 회절 격자(135)에 대해 도 7 내지 도 9에서 설명한 내용들은 빔 디스플레이서(136)에도 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어, 빔 디스플레이서(136)는 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이에 배치되거나 광학계(130)의 초점 평면과 제 2 렌즈(132) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 빔 디스플레이서(136)는 공간 필터(133)와 제 2 렌즈(132) 사이 및 광학계(130)의 초점 평면과 제 2 렌즈(132) 사이에 모두 배치될 수도 있다. 또한, 빔 디스플레이서(136)는 제 2 렌즈(132)의 표면에 제 2 렌즈(132)와 일체형으로 제작될 수 있다.
도 11을 참조하면, 광학계(130)는 공간 광변조기(120)에서 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터(133), 공간 광변조기(120)와 공간 필터(133) 사이에 배치된 제 1 렌즈(131), 및 광학계(130)의 초점 평면과 공간 필터(133) 사이에 배치된 다수의 제 2 렌즈(132)를 포함하는 렌즈 어레이(137)를 포함할 수 있다. 렌즈 어레이(137)는 공간 필터(133)를 통과한 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하는 동시에 광학계(130)의 초점 평면에서 포커싱하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 0차 홀로그램 영상은 렌즈 어레이(137) 내에 배열된 제 2 렌즈(132)들의 개수만큼 분할될 수 있다. 도 11에는 다수의 제 2 렌즈(132)가 높이 방향으로만 배열된 것으로 도시되어 있으나, 다수의 제 2 렌즈(132)는 높이 방향과 가로 방향으로 2차원 배열될 수도 있다.
회절 격자(135), 빔 디스플레이서(136) 및 렌즈 어레이(137)는 공통적으로 하나의 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하기 때문에, 영상 분할 소자라고 부를 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 영상 분할 소자는 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 광학계(130)의 초점 평면 상에서 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 영상 분할 소자는 광학계(130)의 초점 평면 상에 포커싱되는 다수의 서브 홀로그램 영상의 스폿 크기가 다수의 서브 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일하도록 구성될 수 있다. 특히, 렌즈 어레이(137)는 영상 분할 소자의 역할과 제 2 렌즈(132)의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(300)의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다. 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(100)는 광을 제공하는 광원(110), 입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기(120), 및 홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계(130)를 포함할 수 있다.
광학계(130)는 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 광학계(130)의 초점 평면 상에서 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 회절 격자(135) 및 다수의 서브 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터(133)를 포함할 수 있다. 또한, 광학계(130)는 공간 광변조기(120)와 공간 필터(133) 사이에 배치된 제 1 렌즈(131)를 더 포함할 수 있다. 제 1 렌즈(131)는 홀로그램 영상을 공간 필터(133) 상에 포커싱하도록 구성된다. 이를 위해, 공간 필터(133)는 제 1 렌즈(131)의 초점 평면 상에 배치되거나, 또는 광의 진행 방향을 따라 제 1 렌즈(131)의 초점 평면보다 약간 전방에 위치할 수 있다.
회절 격자(135)가 공간 광변조기(120)와 공간 필터(133) 사이에 배치되어 있기 때문에, 도 12에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(300)에서 회절 격자(135)는 0차 홀로그램 영상뿐만 아니라, 고차 홀로그램 영상 및 격자점까지 모두 다수의 영상으로 분할할 수 있다. 공간 필터(133)는 그 중에서 0차 홀로그램 영상이 분할된 다수의 0차 서브 홀로그램 영상만을 투과시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 공간 필터(133)는 다수의 0차 서브 홀로그램 영상의 스폿 위치와 일치하는 다수의 개구(133a)를 포함할 수 있다. 따라서, 고차 홀로그램 영상 및 격자점이 분할되어 형성된 나머지 서브 영상들은 공간 필터(133)에 의해 차단될 수 있다.
회절 격자(135)는 공간 광변조기(120)와 제 1 렌즈(131) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 렌즈(131)는 회절 격자(135)에 의해 분할된 다수의 서브 영상들을 공간 필터(133) 상에 포커싱한다. 특히, 제 1 렌즈(131)는 0차 홀로그램 영상이 분할된 다수의 0차 서브 홀로그램 영상들이 공간 필터(133)의 다수의 개구(133a)들의 위치에 포커싱되도록 구성될 수 있다.
광학계(130)가 제 1 렌즈(131)만을 포함하고 있기 때문에, 광학계(130)의 초점 평면은 제 1 렌즈(131)의 초점 평면과 일치할 수 있다. 따라서, 공간 필터(133)는 광학계(130)의 초점 평면 상에 위치하거나 광의 진행 방향을 따라 광학계(130)의 초점 평면보다 약간 전방에 위치할 수 있다. 그러면, 관찰자는 공간 필터(133)의 다수의 개구(133a) 중 어느 하나에 눈을 위치시켜 홀로그램 영상을 감상할 수 있다. 이 경우에도, 공간 필터(133)의 다수의 개구(133a)에 포커싱되거나 또는 공간 필터(133)의 다수의 개구(133a)를 약간 지나서 포커싱되는 다수의 서브 홀로그램 영상의 스폿 크기는 관찰자의 시선에서도 볼 때 다수의 서브 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일할 수 있다.
도 13 내지 도 17은 도 12에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치의 다양한 변형예를 예시적으로 보이는 구성도이다.
먼저, 도 13을 참조하면, 회절 격자(135)는 공간 광변조기(120)와 제 1 렌즈(131) 사이에 배치되지 않고, 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이에 배치될 수도 있다. 즉, 광의 진행 경로를 따라 제 1 렌즈(131)의 후방에 회절 격자(135)가 배치될 수 있다. 그러면 회절 격자(135)는 제 1 렌즈(131)에 의해 포커싱되는 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 공간 광변조기(120)와 제 1 렌즈(131) 사이에도 회절 격자(135)가 배치되고 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이에도 회절 격자(135)가 배치될 수도 있다. 이 경우, 2개의 회절 격자(135)는 공동으로 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 14를 참조하면, 광학계(130)는 회절 격자(135) 대신에 빔 디스플레이서(136)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 빔 디스플레이서(136)는 홀로그램 영상을 복굴절 현상에 의해 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할할 수 있다. 회절 격자(135)에 대해 위에서 설명한 내용들은 빔 디스플레이서(136)에도 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어, 빔 디스플레이서(136)는 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이에 배치되거나 공간 광변조기(120)와 제 1 렌즈(131) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 빔 디스플레이서(136)는 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이 및 공간 광변조기(120)와 제 1 렌즈(131) 사이에 모두 배치될 수도 있다.
도 15를 참조하면, 광학계(130)는 회절 격자(135)와 빔 디스플레이서(136)를 모두 포함할 수도 있다. 이 경우, 회절 격자(135)와 빔 디스플레이서(136)는 공동으로 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하도록 구성될 수 있다. 도 15에는 공간 광변조기(120)와 제 1 렌즈(131) 사이에 회절 격자(135)가 배치되고 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이에 빔 디스플레이서(136)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 회절 격자(135)와 빔 디스플레이서(136)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
도 16을 참조하면, 회절 격자(135)는 제 1 렌즈(131)의 표면에 배치되어 제 1 렌즈(131)와 함께 일체형으로 구성될 수도 있다. 예컨대, 제 1 렌즈(131)의 표면에 회절 패턴을 형성함으로써 회절 격자(135)와 제 1 렌즈(131)가 일체형으로 제작될 수 있다. 도 16에는 예시적으로 회절 격자(135)가 제 1 렌즈(131)의 입사면에 배치된 것으로 도시되었지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 제 1 렌즈(131)의 출사면에 회절 격자(135)가 배치될 수도 있다. 또한, 제 1 렌즈(131)의 입사면과 출사면에 모두 회절 격자(135)가 배치될 수도 있다. 또한, 회절 격자(135) 대신에 빔 디스플레이서(136)가 제 1 렌즈(131)와 일체형으로 제작될 수 있다. 또는, 제 1 렌즈(131)의 입사면에 회절 격자(135)가 일체형으로 형성되고 출사면에 빔 디스플레이서(136)가 일체형으로 형성되거나, 제 1 렌즈(131)의 입사면에 빔 디스플레이서(136)가 일체형으로 형성되고 출사면에 회절 격자(135)가 일체형으로 형성될 수도 있다.
도 17을 참조하면, 광학계(130)는 다수의 제 1 렌즈(131)를 포함하는 렌즈 어레이(137) 및 렌즈 어레이(137)의 초점 평면 상에 위치하는 공간 필터(133)를 포함할 수 있다. 이 경우, 렌즈 어레이(137)는 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하는 영상 분할 소자의 역할과 홀로그램 영상을 포커싱하는 렌즈의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 공간 필터(133)는 렌즈 어레이(137)에 의해 분할된 다수의 서브 홀로그램 영상 중에서 0차 홀로그램 영상이 분할된 0차 서브 홀로그램 영상만을 통과시키도록 배치된 다수의 개구(133a)를 포함할 수 있다. 또한, 회절 격자(135)나 빔 디스플레이서(136) 대신에 렌즈 어레이(137)가 배치될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 제 1 렌즈(131)와 공간 필터(133) 사이에 다수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 어레이(137)가 배치될 수도 있다.
상술한 확장된 시야창을 제공하는 홀로그래픽 디스플레이 장치는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300.....홀로그래픽 디스플레이 장치
110.....광원 120.....공간 광변조기
130.....광학계 131, 132.....렌즈
133.....공간 필터 134.....영상 경로 변환 소자
135.....회절 격자 136.....빔 디스플레이서
137.....렌즈 어레이

Claims (23)

  1. 광을 제공하는 광원;
    입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및
    홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며,
    상기 광학계는:
    상기 공간 광변조기에서 회절에 의해 발생하는 다수의 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터;
    상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 상기 다수의 홀로그램 영상의 진행 경로를 조절하는 영상 경로 변환 소자;
    상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 제 1 렌즈; 및
    상기 공간 필터와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치된 제 2 렌즈;를 포함하고,
    상기 공간 필터는, 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키는 제 1 개구, 및 ±1차 또는 ±2차 회절에 의해 발생하는 다수의 고차 홀로그램 영상을 각각 통과시키는 다수의 제 2 개구를 포함하며,
    상기 영상 경로 변환 소자는 상기 제 1 렌즈와 제 2 렌즈 사이에 배치되며, 상기 다수의 고차 홀로그램 영상의 진행 경로들 상에서 상기 다수의 제 2 개구 내에 또는 상기 다수의 제 2 개구와 대향하도록 배치된 다수의 굴절 요소를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고차 홀로그램 영상의 차수가 증가함에 따라 홀로그램 영상의 굴절 각도가 더 커지도록 상기 다수의 굴절 요소가 배치되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 굴절 요소는 상기 다수의 제 2 개구 내에 각각 배치된 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 경로 변환 소자는, 상기 광학계의 초점 평면 상에 포커싱되는 상기 다수의 홀로그램 영상의 스폿 크기가 상기 다수의 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일하도록 구성되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  9. 광을 제공하는 광원;
    입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및
    홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며,
    상기 광학계는:
    상기 공간 광변조기에서 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터;
    상기 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 영상 분할 소자;
    상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 제 1 렌즈; 및
    상기 공간 필터와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치된 제 2 렌즈;를 포함하고,
    상기 영상 분할 소자는 회절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 회절 격자 및 복굴절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 빔 디스플레이서 중에서 적어도 하나를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 분할 소자는 상기 공간 필터와 상기 제 2 렌즈 사이 또는 상기 제 2 렌즈와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 분할 소자가 상기 제 2 렌즈의 표면에 배치되어 상기 제 2 렌즈와 함께 일체형으로 구성된 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 공간 필터는 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키는 개구를 포함하고, 상기 제 1 렌즈는 상기 0차 홀로그램 영상을 상기 개구 내에 포커싱하도록 구성된 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  15. 광을 제공하는 광원;
    입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및
    홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며,
    상기 광학계는:
    상기 공간 광변조기에서 0차 회절에 의해 발생하는 0차 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터;
    상기 0차 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 영상 분할 소자; 및
    상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 제 1 렌즈;를 포함하고,
    상기 영상 분할 소자는 상기 공간 필터와 상기 광학계의 초점 평면 사이에 배치된 다수의 제 2 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이인 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 영상 분할 소자는, 상기 광학계의 초점 평면 상에 포커싱되는 상기 다수의 서브 홀로그램 영상의 스폿 크기가 상기 다수의 서브 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일하도록 구성되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  17. 광을 제공하는 광원;
    입사광을 변조하여 홀로그램 영상을 재생하기 위한 홀로그램 패턴을 형성하는 공간 광변조기; 및
    홀로그램 영상을 공간 상에 포커싱하는 광학계;를 포함하며,
    상기 광학계는:
    상기 홀로그램 영상을 다수의 서브 홀로그램 영상으로 분할하여 상기 광학계의 초점 평면 상에서 상기 다수의 서브 홀로그램 영상이 서로 이격되도록 구성된 영상 분할 소자; 및
    상기 다수의 서브 홀로그램 영상을 통과시키도록 구성된 공간 필터를 포함하고,
    상기 영상 분할 소자는, 회절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 회절 격자, 복굴절 현상에 의해 홀로그램 영상을 분할하는 빔 디스플레이서, 및 다수의 렌즈 요소를 포함하는 렌즈 어레이 중에서 적어도 하나를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 공간 광변조기와 상기 공간 필터 사이에 배치된 렌즈를 더 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 영상 분할 소자는 상기 공간 광변조기와 상기 렌즈 사이 또는 상기 렌즈와 상기 공간 필터 사이에 배치되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 공간 필터는 상기 광학계의 초점 평면 상에 배치되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 공간 필터는 상기 영상 분할 소자에 의해 분할된 다수의 서브 홀로그램 영상 중에서 0차 홀로그램 영상이 분할된 0차 서브 홀로그램 영상만을 통과시키도록 배치된 다수의 개구를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 영상 분할 소자는, 상기 광학계의 초점 평면 상에 포커싱되는 상기 다수의 서브 홀로그램 영상의 스폿 크기가 상기 다수의 서브 홀로그램 영상 사이의 중심 간격과 동일하도록 구성되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
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