３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法
【課題】３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法を提供する。
【解決手段】複数の光源を有する光源アレイ１０と、各光源から出射したビームを回折させ、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向にビームをスキャニングするボリューム回折素子４０と、光源アレイ１０を駆動して、第２方向にビームをスキャニングする第１駆動装置１５と、ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングする第２駆動装置４８と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置である。
【解決手段】複数の光源を有する光源アレイ１０と、各光源から出射したビームを回折させ、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向にビームをスキャニングするボリューム回折素子４０と、光源アレイ１０を駆動して、第２方向にビームをスキャニングする第１駆動装置１５と、ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングする第２駆動装置４８と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法に係り、さらに詳細には、光源アレイから出射したビームをビームの進行方向に対して異なる位置にフォーカシングさせて１次元光変調が可能になった３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元画像をディスプレイするための方式として、３次元スキャニング方式、ホログラフィ方式、ステレオスコピー方式が知られている。ホログラフィ方式は、干渉性を有する参照ビームと物体ビームとを利用して、感光性材料に干渉図形を記録することによって３次元画像を形成する。このように形成された画像に参照ビームを照射すれば、物体ビームが復元されながら３次元画像が表示される。ホログラフィ方式は、干渉性光源が必要であり、遠い距離に位置した大きい物体を記録して再生することが難しいという限界がある。ステレオスコピー方式は、両眼視差を有する二つの２次元画像を人間の両眼にそれぞれ分離して見せることによって立体感を起こす。この方式は、２個の平面画像を使用するので、具現が簡単であり、高い解像度を有する３次元画像をディスプレイしうる。しかしながら、ステレオスコピー方式は、水平視差のみを利用するため、水平視差及び垂直視差を何れも有する３次元画像の具現が難しい。
【０００３】
一方、３次元スキャニング方式は、光源を直接変調することによって、光効率とコントラストとを向上させうる。スキャニング方式の３次元ディスプレイ装置で一般的に使用する方法は、ポイントスキャニングを３次元に具現する方法と、ｘ，ｙ２次元スキャニングを空間光変調器を利用してスキャニングし、焦点をｚ方向に移動させて３次元に具現する方法とを使用する。２次元空間光変調器を利用してスキャニングをする方式は、高速にスキャニングできる利点はあるが、製造コストが高くなるという短所がある。一方、ポイントスキャニング方式は、コストが低く、装備が簡単であるという利点がある。ポイントスキャニング方式は、ビームが進む方向への１次元光変調が可能であってこそ実現されうる。しかしながら、このような１次元光変調が具現されないので、ポイントスキャニング方式が広く利用されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記問題点を解決するために創案されたものであって、ビームが進む方向への１次元光変調が可能であり、ここに、２次元スキャニングを結合して３次元画像をディスプレイする装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、ビームが進む方向に光変調を行い、ビームが進む方向と異なる方向への２次元スキャニングを通じて３次元画像を表示する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明は、複数の光源を有する光源アレイと、前記各光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングするボリューム回折素子と、前記光源アレイを駆動して第２方向にビームをスキャニングする第１駆動装置と、前記ボリューム回折素子を駆動して第３方向にビームをスキャニングする第２駆動装置と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置を提供する。
【０００７】
前記光源アレイは、光源が前記第１方向に配列されている１次元アレイ構造を有しうる。
【０００８】
前記第１及び第２駆動装置は、共振型スキャニング方式を採用しうる。
【０００９】
前記ボリューム回折素子は、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて形成された干渉パターンを含みうる。
【００１０】
前記ボリューム回折素子は、光屈折結晶、光屈折ポリマー、感光性ポリマーのうち何れか一つで形成される。
【００１１】
前記第２駆動装置は、前記ボリューム回折素子を直線駆動させうる。
【００１２】
前記第２駆動装置は、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させることを特徴とする３次元ディスプレイ装置である。
【００１３】
前記ボリューム回折素子の次に配されたフーリエレンズをさらに備え、前記第３駆動装置は、前記ボリューム回折素子と前記フーリエレンズとを同時に駆動させうる。
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明による３次元ディスプレイ装置は、横方向と縦方向との２次元に配列された複数の光源を有する光源アレイと、前記光源アレイの横方向光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングし、前記光源アレイの縦方向光源から出射したビームを、前記第１方向に垂直である第２方向にスキャニングするボリューム回折素子と、前記ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングする駆動装置と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するために本発明による３次元画像表示方法は、複数の光源を有する光源アレイを画像信号によって光変調するステップと、前記光変調されたビームをボリューム回折素子によって回折させてビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングするステップと、前記光源アレイを駆動して第２方向にビームをスキャニングするステップと、前記ボリューム回折素子を駆動して第３方向にビームをスキャニングするステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による３次元画像ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法は、光源アレイの光源の位置によってビームが進む方向と同軸上の異なる位置にスポットを形成させて、ビーム進行方向への光変調が可能である。ビーム進行方向への光変調と２次元スキャニングとを結合して、簡単に３次元画像を具現しうる。ビーム進行方向に対して垂直である二方向へのスキャンが独立的に駆動可能であるため、動画の再生時に広いバンド幅を達成しうる。このように、光源を直接変調することによって光効率とコントラストとを向上でき、小型で低コストの３次元ディスプレイ装置を提供しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の望ましい実施形態による３次元画像ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法について、添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１Ａを参照すれば、本発明による３次元画像ディスプレイ装置は、複数の光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）（ｉ、ｎは、自然数）を有する光源アレイ１０と、前記複数の光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）から出射したビームを、ビームが進む方向に対して異なる位置にスポットを形成させるボリューム回折素子４０とを備える。本発明では、３次元画像を表示するために第１方向、第２方向、第３方向にビームをスキャニングする。前記各光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）から出射したビームをボリューム回折素子４０を通じて回折させ、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向にビームをスキャニングする。そして、前記光源アレイ１０を駆動して第２方向にビームをスキャニングし、前記ボリューム回折素子４０を駆動して第３方向にビームをスキャニングする。
【００１９】
ここで、ビームが進む方向をｚ方向と表示し、ｚ方向に対して垂直である二方向をそれぞれｘ方向、ｙ方向と表示する。例えば、前記第１方向はｚ方向、第２方向はｘ方向、第３方向はｙ方向となりうる。前記複数の光源は、ｚ方向に１次元構造に配列される。前記光源アレイ１０から出射したビームは、前記ボリューム回折素子４０を通じて回折されて、ｚ方向に対して異なる位置にフォーカシングされる。したがって、前記光源アレイ１０にある光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）をオン−オフ制御して、ｚ方向への光変調を具現しうる。前記ボリューム回折素子４０は、予め形成された干渉パターンを内部に含んでおり、前記光源アレイ１０の各光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させる。
【００２０】
例えば、図１Ａは、光源アレイ１０の中心に対して左側にある光源から出射したビームがボリューム回折素子４０を通じて回折されて、基準スクリーン面５０の前側に焦点を結ぶことを示す。基準スクリーン面５０は、図１Ｂに示したように、光源アレイ光源のうち、その中心にある光源から出射したビームがボリューム回折素子４０を通じて焦点を結ぶ面を表す。前記基準スクリーン面５０からフォーカシングされたスポットまでの距離をδｚとするとき、基準スクリーン面５０より前側にスポットが形成される場合にはδｚ＜０であり、基準スクリーン面５０より後側にスポットが形成される場合にはδｚ＞０である。図１Ｃは、光源アレイ１０の光源のうち、その中心の右側に位置した光源から出射したビームが基準スクリーン面５０の後側（δｚ＞０）に焦点を結ぶことを示す。
【００２１】
本発明では、前述したように、光源アレイ１０の光源をオン−オフ制御して、ビームが進む方向への１次元光変調が可能である。
【００２２】
ボリューム回折素子４０内に干渉パターンを形成する方法は、多様であり、一つの方法を紹介すれば、次の通りである。図１Ａに示したように、ボリューム回折素子４０を中心に何れか一側には、スポットの位置の異なる物体ビームを生成できる光源ユニット２５を配し、他側には、光源アレイ１０を配する。前記光源ユニット２５と光源アレイ１０とは、ボリューム回折素子４０を中心に直角となるように配される。前記光源ユニット２５とボリューム回折素子４０との間には、第１フーリエレンズ３５が備えられる。そして、前記光源アレイ１０とボリューム回折素子４０との間には、レンズ２０が備えられる。ボリューム回折素子４０は、第１フーリエレンズ３５から第１フーリエレンズ３５の焦点距離ほど離れて位置しうる。
【００２３】
前記光源アレイ１０から出射したビームは、参照ビームとして作用し、前記光源ユニット２５からの物体ビームと前記光源アレイ１０からの参照ビームとが干渉してボリューム回折素子４０に干渉パターンが記録される。光源ユニット２５からのビームスポットの位置を変化させ、前記光源アレイ１０の光源をオン−オフさせつつ、ボリューム回折素子４０に干渉パターンを形成する。例えば、光源ユニット２５から出射したビームのスポットを所定の基準面３０を基準に左側に位置させるか（図１Ａ）、基準面３０に位置させるか（図１Ｂ）、または基準面３０の右側に位置させる（図１Ｃ）。そして、それぞれのスポットに対応する光源アレイの光源をオンにして、干渉された紋をボリューム回折素子４０に記録する。前記基準面３０にスポットを形成させる光源ユニット２５の位置を基準点とするとき、前記光源ユニット２５を前記基準点から左側にδ‘ｚ（δ‘ｚ＜０）ほど移動した後、光源ユニット２５から出射した信号と光源アレイから出た信号とを干渉させ、二つの信号の干渉信号をボリューム回折素子４０に記録する。ここで、二つのビームは、相互干渉性を維持せねばならない。
【００２４】
図１Ａないし図１Ｃを参照すれば、δ‘ｚ＜０の位置に形成されたスポットとこれに対応する第１参照ビームとが干渉して形成された第１干渉パターン、δ’ｚ＝０の位置に形成されたスポットとこれに対応する第２参照ビームが干渉して形成された第２干渉パターン、δ‘ｚ＞０の位置に形成されたスポットとこれに対応する第３参照ビームとが干渉して形成された第３干渉パターンがボリューム回折素子に記録される。前述したボリューム回折素子４０の製作方法は、一例に過ぎず、これ以外にも、多様な方法で製作可能である。
【００２５】
ボリューム回折素子は、ボリュームホログラム素子であり、例えば、光屈折結晶（ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｃｒｙｓｔａｌ）、光屈折ポリマー（ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）及び感光性ポリマー（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ）のうち何れか一つで形成される。このように、干渉図形が形成されたボリューム回折素子４０に参照ビームを照射すれば、物体ビームがそのまま再生される。すなわち、光源アレイ１０の光源のうち一つをボリューム回折素子４０に照射すれば、その光源に対応する物体ビームがボリューム回折素子４０で回折されて再生される。光源アレイ１０の光源を何れもオンにすれば、光源アレイ１０から出射したビームが前記ボリューム回折素子４０を通じて回折されて、ビームの進行方向（ｚ方向）にそれぞれ異なる位置にスポットを形成する。前記第１参照ビームのための光源をオンにすれば、ボリュームホログラム原理によって、図１Ａに示したように、ボリューム回折素子４０を通じて回折されて、δｚ＜０の位置に信号ビームが再生される。第２参照ビームのための光源をオンにすれば、図１Ｂに示したように、δｚ＝０の位置に信号ビームが再生される。第３参照ビームのための光源をオンにすれば、図１Ｃに示したように、δｚ＞０の位置に信号ビームが再生される。このように、前記光源アレイ１０の光源をオン−オフ制御して、ビームの進行方向への直接光変調が可能になる。それにより、ビームの進行方向への１次元スキャニングが可能である。本発明で、光源アレイの隣接する光源間の距離は、焦点がｚ軸上に位置したビームがボリューム回折素子に同時に入射したとき、相互クロストークのないようにボリューム回折素子の原理によって決定される。ｚ軸に進むビームの場合、角度多重化の可能な最小角度を△θとするとき、光源間の最小距離△ｚは、△ｚ＝ｆ△θと決定される。ここで、ｆは、レンズ２０の焦点距離を表す。
【００２６】
一方、前記ボリューム回折素子４０の次には、第２フーリエレンズ４５がさらに備えられる。第２フーリエレンズ４５は、ボリューム回折素子４０で再生された信号ビームをフォーカシングする役割を行う。
【００２７】
本発明では、ビームが進む方向への画像信号ビームの焦点が光源アレイの光源の位置ごとに異なって結ばれるようにすることで、１次元光変調を可能にする。本発明では、ビームが進む方向と同軸の１次元光変調を可能にし、ここに、２次元スキャニングを結合して３次元画像をディスプレイする方式を提案する。すなわち、ビームが進む方向（ｚ方向）に対して垂直である二方向、すなわち、ｘ方向とｙ方向とに対してビームをスキャニングする。図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、本発明による３次元ディスプレイ装置は、前記光源アレイ１０を駆動させる第１駆動装置１５と前記ボリューム回折素子４０を駆動させる第２駆動装置４８とを備える。前記第１駆動装置１５は、光源アレイ１０を±ｘ方向に駆動させて光源アレイ１０から出射したビームをｘ方向にスキャニングする。光源アレイ１０をｘ方向に±δｘほど移動すれば、ボリューム回折素子４０を通じて再生されるビームがｘ方向にスキャニングされる。次いで、図２Ｂに示したように、ボリューム回折素子４０を±ｙ方向に駆動させて光源アレイ１０から出射したビームをｙ方向にスキャニングする。ボリューム回折素子４０をｙ方向に±δｙほど移動すれば、ボリューム回折素子４０を通じて再生されるビームがｙ方向にスキャニングされる。ｙ方向にスキャニングするとき、前記ボリューム回折素子４０をｙ方向に駆動させるか、または前記ボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とをモジュールでもって構成して前記モジュールをｙ方向に駆動させうる。
【００２８】
図２Ｂに示したように、駆動装置４８を利用してボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とを一つのモジュールとしてｙ方向にδｙほど移動すれば、画像ビームのスポットの位置も同様にｙ方向に移動する。ｘ方向とｙ方向とに駆動するとき、共振運動を制御して走査する共振型スキャニング方式を採用しうる。前記ボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とを含むモジュール４７及び光源アレイ１０を共振スキャニングしつつ、光源アレイ１０を光変調して３次元画像をディスプレイすることが可能である。
【００２９】
次いで、図２Ａ及び図２Ｂでは、光源アレイ１０が１次元に配列された例を説明したが、図３Ａに示したように、光源アレイ１００を２次元に配列することも可能である。前記光源アレイ１００は、横方向ｐと縦方向ｑとの２次元に配列された複数の光源（１００−１１）（１００−１２）…（１００−ｐｑ）を含む。図３Ｂは、２次元アレイ構造を有する光源アレイ１００を利用して、３次元ディスプレイ装置を具現する例を示した。２次元光源アレイを含む３次元ディスプレイ装置は、図３Ｂに示したように、ｘ方向スキャニングを光源アレイ１００の縦方向（ｘ方向）光源のオン−オフ制御を通じて具現する。そして、ｚ方向スキャニングを光源アレイ１００の横方向（ｚ方向）光源のオン−オフ制御を通じて具現する。次いで、ｙ方向スキャニングは、前述したように、ボリューム回折素子４０、またはボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とを含むモジュール４７を第２駆動装置４８によって±ｙ方向に移動させることによって行う。
【００３０】
次いで、図４Ａないし図４Ｃは、ｙ方向に対してスキャニングする他の方式を説明する図面である。ｘ方向に対しては、光源アレイ１０を第１駆動装置１５を利用して±ｘ方向に駆動してスキャニングする。そして、ｚ方向に対しては、光源アレイ１０の光源をオン−オフ制御によって直接光変調する。次いで、前記ボリューム回折素子４０を第２駆動装置５３を利用して回転させることによってｙ方向スキャニングを行う。前記ボリューム回折素子４０をｙ方向とｚ方向とからなる平面（ｙ−ｚ平面）でｘ方向を中心に回転させる。参照ビームが光源アレイ１０の原点から出射されて、ボリューム回折素子４０を図面の時計回り方向に回転させる場合、図４Ａのように、ボリューム回折素子４０の回転によってボリューム回折素子４０で再生されるビームの方向が変わり、第２フーリエレンズ４５を通過して、スポットの位置がδｚ＝０、δｙ＜０の場合となることを予想しうる。しかし、ボリューム回折素子４０が回転されれば、光源アレイ１０から出射した参照ビームがレンズ２０を過ぎてボリューム回折素子に入射する角度が変わるため、実際は、図４Ｂのように、δｚ＜０、δｙ＜０の位置にスポットが形成される。したがって、ｙ方向にのみスキャニングするためには、図４Ｃのように、光源アレイ１０の参照ビーム位置をボリューム回折素子４０の回転角によって補正せねばならない。すなわち、δｚ＝０となるように光源アレイ１０でオンとなる光源の位置を、光源アレイ１０の中心から右側にある光源に調節する。
【００３１】
一方、本発明による３次元ディスプレイ装置を利用してカラー画像を具現することも可能である。ボリューム回折素子に光源の波長を変えて干渉パターンを生成し、異なる波長の光源を相互隣接させて配置して光源アレイを構成する。そして、ボリューム回折素子が光源から出射したビームの波長によって選択的に回折されるように設計される。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源が順次に配列された光源アレイでＲ光源をオンにしてＲ画像を表示し、次いで、Ｇ光源をオンにしてＧ画像を表示し、次いで、Ｂ光源をオンにしてＢ画像を表示して、これらのＲ、Ｇ、Ｂ画像を混合してカラー画像を表示する。各カラーのスキャニングは、前述したように、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向スキャニングを通じて具現される。
【００３２】
本発明による３次元画像表示方法は、複数の光源を有する光源アレイを画像信号によってオン−オフ制御して光変調し、前記光変調されたビームをボリューム回折素子によって回折させビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向（ｚ方向）にビームをスキャニングする。そして、前記光源アレイ１０を駆動して第２方向（ｘ方向）にビームをスキャニングし、前記ボリューム回折素子４０を駆動して第３方向（ｙ方向）にビームをスキャニングする。ｘ方向にスキャニングするために、光源アレイ１０をｘ方向に駆動しうる。または、光源アレイを横方向と縦方向との２次元に配列して横方向光源をオン−オフ制御してｚ方向にスキャニングする一方、縦方向光源をオン−オフ制御して、ｘ方向にスキャニングしうる。
【００３３】
また、ｙ方向にスキャンするためにボリューム回折素子をｙ方向に直線駆動するか、またはｘ方向を中心として回転駆動しうる。
【００３４】
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法は、例えば、３次元画像関連分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置を概略的に示す図面である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された３次元ディスプレイ装置のｚ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図１Ｃ】図１Ａに示された３次元ディスプレイ装置のｚ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図２Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置のｘ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図２Ｂ】本発明による３次元ディスプレイ装置のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図３Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置に採用される２次元光源アレイを示す図面である。
【図３Ｂ】図３Ａに示された２次元光源アレイを含む３次元画像ディスプレイ装置の動作を説明するための図面である。
【図４Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置の他の例のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図４Ｂ】本発明による３次元ディスプレイ装置の他の例のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図４Ｃ】本発明による３次元ディスプレイ装置の他の例のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 光源アレイ、
１０−１…１０−ｉ…１０−ｎ 光源、
１５ 第１駆動装置、
２０ レンズ、
２５ 光源ユニット、
３０ 基準面、
３５ 第１フーリエレンズ、
４０ ボリューム回折素子、
４５ 第２フーリエレンズ、
４８ 第２駆動装置、
５０ 基準スクリーン面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法に係り、さらに詳細には、光源アレイから出射したビームをビームの進行方向に対して異なる位置にフォーカシングさせて１次元光変調が可能になった３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元画像をディスプレイするための方式として、３次元スキャニング方式、ホログラフィ方式、ステレオスコピー方式が知られている。ホログラフィ方式は、干渉性を有する参照ビームと物体ビームとを利用して、感光性材料に干渉図形を記録することによって３次元画像を形成する。このように形成された画像に参照ビームを照射すれば、物体ビームが復元されながら３次元画像が表示される。ホログラフィ方式は、干渉性光源が必要であり、遠い距離に位置した大きい物体を記録して再生することが難しいという限界がある。ステレオスコピー方式は、両眼視差を有する二つの２次元画像を人間の両眼にそれぞれ分離して見せることによって立体感を起こす。この方式は、２個の平面画像を使用するので、具現が簡単であり、高い解像度を有する３次元画像をディスプレイしうる。しかしながら、ステレオスコピー方式は、水平視差のみを利用するため、水平視差及び垂直視差を何れも有する３次元画像の具現が難しい。
【０００３】
一方、３次元スキャニング方式は、光源を直接変調することによって、光効率とコントラストとを向上させうる。スキャニング方式の３次元ディスプレイ装置で一般的に使用する方法は、ポイントスキャニングを３次元に具現する方法と、ｘ，ｙ２次元スキャニングを空間光変調器を利用してスキャニングし、焦点をｚ方向に移動させて３次元に具現する方法とを使用する。２次元空間光変調器を利用してスキャニングをする方式は、高速にスキャニングできる利点はあるが、製造コストが高くなるという短所がある。一方、ポイントスキャニング方式は、コストが低く、装備が簡単であるという利点がある。ポイントスキャニング方式は、ビームが進む方向への１次元光変調が可能であってこそ実現されうる。しかしながら、このような１次元光変調が具現されないので、ポイントスキャニング方式が広く利用されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記問題点を解決するために創案されたものであって、ビームが進む方向への１次元光変調が可能であり、ここに、２次元スキャニングを結合して３次元画像をディスプレイする装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、ビームが進む方向に光変調を行い、ビームが進む方向と異なる方向への２次元スキャニングを通じて３次元画像を表示する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明は、複数の光源を有する光源アレイと、前記各光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングするボリューム回折素子と、前記光源アレイを駆動して第２方向にビームをスキャニングする第１駆動装置と、前記ボリューム回折素子を駆動して第３方向にビームをスキャニングする第２駆動装置と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置を提供する。
【０００７】
前記光源アレイは、光源が前記第１方向に配列されている１次元アレイ構造を有しうる。
【０００８】
前記第１及び第２駆動装置は、共振型スキャニング方式を採用しうる。
【０００９】
前記ボリューム回折素子は、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて形成された干渉パターンを含みうる。
【００１０】
前記ボリューム回折素子は、光屈折結晶、光屈折ポリマー、感光性ポリマーのうち何れか一つで形成される。
【００１１】
前記第２駆動装置は、前記ボリューム回折素子を直線駆動させうる。
【００１２】
前記第２駆動装置は、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させることを特徴とする３次元ディスプレイ装置である。
【００１３】
前記ボリューム回折素子の次に配されたフーリエレンズをさらに備え、前記第３駆動装置は、前記ボリューム回折素子と前記フーリエレンズとを同時に駆動させうる。
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明による３次元ディスプレイ装置は、横方向と縦方向との２次元に配列された複数の光源を有する光源アレイと、前記光源アレイの横方向光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングし、前記光源アレイの縦方向光源から出射したビームを、前記第１方向に垂直である第２方向にスキャニングするボリューム回折素子と、前記ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングする駆動装置と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するために本発明による３次元画像表示方法は、複数の光源を有する光源アレイを画像信号によって光変調するステップと、前記光変調されたビームをボリューム回折素子によって回折させてビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングするステップと、前記光源アレイを駆動して第２方向にビームをスキャニングするステップと、前記ボリューム回折素子を駆動して第３方向にビームをスキャニングするステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による３次元画像ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法は、光源アレイの光源の位置によってビームが進む方向と同軸上の異なる位置にスポットを形成させて、ビーム進行方向への光変調が可能である。ビーム進行方向への光変調と２次元スキャニングとを結合して、簡単に３次元画像を具現しうる。ビーム進行方向に対して垂直である二方向へのスキャンが独立的に駆動可能であるため、動画の再生時に広いバンド幅を達成しうる。このように、光源を直接変調することによって光効率とコントラストとを向上でき、小型で低コストの３次元ディスプレイ装置を提供しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の望ましい実施形態による３次元画像ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法について、添付された図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１Ａを参照すれば、本発明による３次元画像ディスプレイ装置は、複数の光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）（ｉ、ｎは、自然数）を有する光源アレイ１０と、前記複数の光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）から出射したビームを、ビームが進む方向に対して異なる位置にスポットを形成させるボリューム回折素子４０とを備える。本発明では、３次元画像を表示するために第１方向、第２方向、第３方向にビームをスキャニングする。前記各光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）から出射したビームをボリューム回折素子４０を通じて回折させ、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向にビームをスキャニングする。そして、前記光源アレイ１０を駆動して第２方向にビームをスキャニングし、前記ボリューム回折素子４０を駆動して第３方向にビームをスキャニングする。
【００１９】
ここで、ビームが進む方向をｚ方向と表示し、ｚ方向に対して垂直である二方向をそれぞれｘ方向、ｙ方向と表示する。例えば、前記第１方向はｚ方向、第２方向はｘ方向、第３方向はｙ方向となりうる。前記複数の光源は、ｚ方向に１次元構造に配列される。前記光源アレイ１０から出射したビームは、前記ボリューム回折素子４０を通じて回折されて、ｚ方向に対して異なる位置にフォーカシングされる。したがって、前記光源アレイ１０にある光源（１０−１）…（１０−ｉ）…（１０−ｎ）をオン−オフ制御して、ｚ方向への光変調を具現しうる。前記ボリューム回折素子４０は、予め形成された干渉パターンを内部に含んでおり、前記光源アレイ１０の各光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させる。
【００２０】
例えば、図１Ａは、光源アレイ１０の中心に対して左側にある光源から出射したビームがボリューム回折素子４０を通じて回折されて、基準スクリーン面５０の前側に焦点を結ぶことを示す。基準スクリーン面５０は、図１Ｂに示したように、光源アレイ光源のうち、その中心にある光源から出射したビームがボリューム回折素子４０を通じて焦点を結ぶ面を表す。前記基準スクリーン面５０からフォーカシングされたスポットまでの距離をδｚとするとき、基準スクリーン面５０より前側にスポットが形成される場合にはδｚ＜０であり、基準スクリーン面５０より後側にスポットが形成される場合にはδｚ＞０である。図１Ｃは、光源アレイ１０の光源のうち、その中心の右側に位置した光源から出射したビームが基準スクリーン面５０の後側（δｚ＞０）に焦点を結ぶことを示す。
【００２１】
本発明では、前述したように、光源アレイ１０の光源をオン−オフ制御して、ビームが進む方向への１次元光変調が可能である。
【００２２】
ボリューム回折素子４０内に干渉パターンを形成する方法は、多様であり、一つの方法を紹介すれば、次の通りである。図１Ａに示したように、ボリューム回折素子４０を中心に何れか一側には、スポットの位置の異なる物体ビームを生成できる光源ユニット２５を配し、他側には、光源アレイ１０を配する。前記光源ユニット２５と光源アレイ１０とは、ボリューム回折素子４０を中心に直角となるように配される。前記光源ユニット２５とボリューム回折素子４０との間には、第１フーリエレンズ３５が備えられる。そして、前記光源アレイ１０とボリューム回折素子４０との間には、レンズ２０が備えられる。ボリューム回折素子４０は、第１フーリエレンズ３５から第１フーリエレンズ３５の焦点距離ほど離れて位置しうる。
【００２３】
前記光源アレイ１０から出射したビームは、参照ビームとして作用し、前記光源ユニット２５からの物体ビームと前記光源アレイ１０からの参照ビームとが干渉してボリューム回折素子４０に干渉パターンが記録される。光源ユニット２５からのビームスポットの位置を変化させ、前記光源アレイ１０の光源をオン−オフさせつつ、ボリューム回折素子４０に干渉パターンを形成する。例えば、光源ユニット２５から出射したビームのスポットを所定の基準面３０を基準に左側に位置させるか（図１Ａ）、基準面３０に位置させるか（図１Ｂ）、または基準面３０の右側に位置させる（図１Ｃ）。そして、それぞれのスポットに対応する光源アレイの光源をオンにして、干渉された紋をボリューム回折素子４０に記録する。前記基準面３０にスポットを形成させる光源ユニット２５の位置を基準点とするとき、前記光源ユニット２５を前記基準点から左側にδ‘ｚ（δ‘ｚ＜０）ほど移動した後、光源ユニット２５から出射した信号と光源アレイから出た信号とを干渉させ、二つの信号の干渉信号をボリューム回折素子４０に記録する。ここで、二つのビームは、相互干渉性を維持せねばならない。
【００２４】
図１Ａないし図１Ｃを参照すれば、δ‘ｚ＜０の位置に形成されたスポットとこれに対応する第１参照ビームとが干渉して形成された第１干渉パターン、δ’ｚ＝０の位置に形成されたスポットとこれに対応する第２参照ビームが干渉して形成された第２干渉パターン、δ‘ｚ＞０の位置に形成されたスポットとこれに対応する第３参照ビームとが干渉して形成された第３干渉パターンがボリューム回折素子に記録される。前述したボリューム回折素子４０の製作方法は、一例に過ぎず、これ以外にも、多様な方法で製作可能である。
【００２５】
ボリューム回折素子は、ボリュームホログラム素子であり、例えば、光屈折結晶（ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｃｒｙｓｔａｌ）、光屈折ポリマー（ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）及び感光性ポリマー（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ）のうち何れか一つで形成される。このように、干渉図形が形成されたボリューム回折素子４０に参照ビームを照射すれば、物体ビームがそのまま再生される。すなわち、光源アレイ１０の光源のうち一つをボリューム回折素子４０に照射すれば、その光源に対応する物体ビームがボリューム回折素子４０で回折されて再生される。光源アレイ１０の光源を何れもオンにすれば、光源アレイ１０から出射したビームが前記ボリューム回折素子４０を通じて回折されて、ビームの進行方向（ｚ方向）にそれぞれ異なる位置にスポットを形成する。前記第１参照ビームのための光源をオンにすれば、ボリュームホログラム原理によって、図１Ａに示したように、ボリューム回折素子４０を通じて回折されて、δｚ＜０の位置に信号ビームが再生される。第２参照ビームのための光源をオンにすれば、図１Ｂに示したように、δｚ＝０の位置に信号ビームが再生される。第３参照ビームのための光源をオンにすれば、図１Ｃに示したように、δｚ＞０の位置に信号ビームが再生される。このように、前記光源アレイ１０の光源をオン−オフ制御して、ビームの進行方向への直接光変調が可能になる。それにより、ビームの進行方向への１次元スキャニングが可能である。本発明で、光源アレイの隣接する光源間の距離は、焦点がｚ軸上に位置したビームがボリューム回折素子に同時に入射したとき、相互クロストークのないようにボリューム回折素子の原理によって決定される。ｚ軸に進むビームの場合、角度多重化の可能な最小角度を△θとするとき、光源間の最小距離△ｚは、△ｚ＝ｆ△θと決定される。ここで、ｆは、レンズ２０の焦点距離を表す。
【００２６】
一方、前記ボリューム回折素子４０の次には、第２フーリエレンズ４５がさらに備えられる。第２フーリエレンズ４５は、ボリューム回折素子４０で再生された信号ビームをフォーカシングする役割を行う。
【００２７】
本発明では、ビームが進む方向への画像信号ビームの焦点が光源アレイの光源の位置ごとに異なって結ばれるようにすることで、１次元光変調を可能にする。本発明では、ビームが進む方向と同軸の１次元光変調を可能にし、ここに、２次元スキャニングを結合して３次元画像をディスプレイする方式を提案する。すなわち、ビームが進む方向（ｚ方向）に対して垂直である二方向、すなわち、ｘ方向とｙ方向とに対してビームをスキャニングする。図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、本発明による３次元ディスプレイ装置は、前記光源アレイ１０を駆動させる第１駆動装置１５と前記ボリューム回折素子４０を駆動させる第２駆動装置４８とを備える。前記第１駆動装置１５は、光源アレイ１０を±ｘ方向に駆動させて光源アレイ１０から出射したビームをｘ方向にスキャニングする。光源アレイ１０をｘ方向に±δｘほど移動すれば、ボリューム回折素子４０を通じて再生されるビームがｘ方向にスキャニングされる。次いで、図２Ｂに示したように、ボリューム回折素子４０を±ｙ方向に駆動させて光源アレイ１０から出射したビームをｙ方向にスキャニングする。ボリューム回折素子４０をｙ方向に±δｙほど移動すれば、ボリューム回折素子４０を通じて再生されるビームがｙ方向にスキャニングされる。ｙ方向にスキャニングするとき、前記ボリューム回折素子４０をｙ方向に駆動させるか、または前記ボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とをモジュールでもって構成して前記モジュールをｙ方向に駆動させうる。
【００２８】
図２Ｂに示したように、駆動装置４８を利用してボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とを一つのモジュールとしてｙ方向にδｙほど移動すれば、画像ビームのスポットの位置も同様にｙ方向に移動する。ｘ方向とｙ方向とに駆動するとき、共振運動を制御して走査する共振型スキャニング方式を採用しうる。前記ボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とを含むモジュール４７及び光源アレイ１０を共振スキャニングしつつ、光源アレイ１０を光変調して３次元画像をディスプレイすることが可能である。
【００２９】
次いで、図２Ａ及び図２Ｂでは、光源アレイ１０が１次元に配列された例を説明したが、図３Ａに示したように、光源アレイ１００を２次元に配列することも可能である。前記光源アレイ１００は、横方向ｐと縦方向ｑとの２次元に配列された複数の光源（１００−１１）（１００−１２）…（１００−ｐｑ）を含む。図３Ｂは、２次元アレイ構造を有する光源アレイ１００を利用して、３次元ディスプレイ装置を具現する例を示した。２次元光源アレイを含む３次元ディスプレイ装置は、図３Ｂに示したように、ｘ方向スキャニングを光源アレイ１００の縦方向（ｘ方向）光源のオン−オフ制御を通じて具現する。そして、ｚ方向スキャニングを光源アレイ１００の横方向（ｚ方向）光源のオン−オフ制御を通じて具現する。次いで、ｙ方向スキャニングは、前述したように、ボリューム回折素子４０、またはボリューム回折素子４０と第２フーリエレンズ４５とを含むモジュール４７を第２駆動装置４８によって±ｙ方向に移動させることによって行う。
【００３０】
次いで、図４Ａないし図４Ｃは、ｙ方向に対してスキャニングする他の方式を説明する図面である。ｘ方向に対しては、光源アレイ１０を第１駆動装置１５を利用して±ｘ方向に駆動してスキャニングする。そして、ｚ方向に対しては、光源アレイ１０の光源をオン−オフ制御によって直接光変調する。次いで、前記ボリューム回折素子４０を第２駆動装置５３を利用して回転させることによってｙ方向スキャニングを行う。前記ボリューム回折素子４０をｙ方向とｚ方向とからなる平面（ｙ−ｚ平面）でｘ方向を中心に回転させる。参照ビームが光源アレイ１０の原点から出射されて、ボリューム回折素子４０を図面の時計回り方向に回転させる場合、図４Ａのように、ボリューム回折素子４０の回転によってボリューム回折素子４０で再生されるビームの方向が変わり、第２フーリエレンズ４５を通過して、スポットの位置がδｚ＝０、δｙ＜０の場合となることを予想しうる。しかし、ボリューム回折素子４０が回転されれば、光源アレイ１０から出射した参照ビームがレンズ２０を過ぎてボリューム回折素子に入射する角度が変わるため、実際は、図４Ｂのように、δｚ＜０、δｙ＜０の位置にスポットが形成される。したがって、ｙ方向にのみスキャニングするためには、図４Ｃのように、光源アレイ１０の参照ビーム位置をボリューム回折素子４０の回転角によって補正せねばならない。すなわち、δｚ＝０となるように光源アレイ１０でオンとなる光源の位置を、光源アレイ１０の中心から右側にある光源に調節する。
【００３１】
一方、本発明による３次元ディスプレイ装置を利用してカラー画像を具現することも可能である。ボリューム回折素子に光源の波長を変えて干渉パターンを生成し、異なる波長の光源を相互隣接させて配置して光源アレイを構成する。そして、ボリューム回折素子が光源から出射したビームの波長によって選択的に回折されるように設計される。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ光源が順次に配列された光源アレイでＲ光源をオンにしてＲ画像を表示し、次いで、Ｇ光源をオンにしてＧ画像を表示し、次いで、Ｂ光源をオンにしてＢ画像を表示して、これらのＲ、Ｇ、Ｂ画像を混合してカラー画像を表示する。各カラーのスキャニングは、前述したように、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向スキャニングを通じて具現される。
【００３２】
本発明による３次元画像表示方法は、複数の光源を有する光源アレイを画像信号によってオン−オフ制御して光変調し、前記光変調されたビームをボリューム回折素子によって回折させビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向（ｚ方向）にビームをスキャニングする。そして、前記光源アレイ１０を駆動して第２方向（ｘ方向）にビームをスキャニングし、前記ボリューム回折素子４０を駆動して第３方向（ｙ方向）にビームをスキャニングする。ｘ方向にスキャニングするために、光源アレイ１０をｘ方向に駆動しうる。または、光源アレイを横方向と縦方向との２次元に配列して横方向光源をオン−オフ制御してｚ方向にスキャニングする一方、縦方向光源をオン−オフ制御して、ｘ方向にスキャニングしうる。
【００３３】
また、ｙ方向にスキャンするためにボリューム回折素子をｙ方向に直線駆動するか、またはｘ方向を中心として回転駆動しうる。
【００３４】
本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の３次元ディスプレイ装置及び３次元画像表示方法は、例えば、３次元画像関連分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置を概略的に示す図面である。
【図１Ｂ】図１Ａに示された３次元ディスプレイ装置のｚ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図１Ｃ】図１Ａに示された３次元ディスプレイ装置のｚ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図２Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置のｘ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図２Ｂ】本発明による３次元ディスプレイ装置のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図３Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置に採用される２次元光源アレイを示す図面である。
【図３Ｂ】図３Ａに示された２次元光源アレイを含む３次元画像ディスプレイ装置の動作を説明するための図面である。
【図４Ａ】本発明による３次元ディスプレイ装置の他の例のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図４Ｂ】本発明による３次元ディスプレイ装置の他の例のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【図４Ｃ】本発明による３次元ディスプレイ装置の他の例のｙ方向スキャニングを説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 光源アレイ、
１０−１…１０−ｉ…１０−ｎ 光源、
１５ 第１駆動装置、
２０ レンズ、
２５ 光源ユニット、
３０ 基準面、
３５ 第１フーリエレンズ、
４０ ボリューム回折素子、
４５ 第２フーリエレンズ、
４８ 第２駆動装置、
５０ 基準スクリーン面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を有する光源アレイと、
前記各光源から出射したビームを回折させ、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向にビームをスキャニングするボリューム回折素子と、
前記光源アレイを駆動して、第２方向にビームをスキャニングする第１駆動装置と、
前記ボリューム回折素子を駆動して第３方向にビームをスキャニングする第２駆動装置と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記光源アレイは、光源が前記第１方向に配列されている１次元アレイ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１及び第２駆動装置は、共振型スキャニング方式を採用することを特徴とする請求項１または２に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ボリューム回折素子は、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて形成された干渉パターンを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記ボリューム回折素子は、光屈折結晶、光屈折ポリマー、感光性ポリマーのうち何れか一つで形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２駆動装置は、前記ボリューム回折素子を直線駆動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記第２駆動装置は、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記ボリューム回折素子の次に配されたフーリエレンズをさらに備え、前記第２駆動装置は、前記ボリューム回折素子と前記フーリエレンズとを同時に駆動させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項９】
横方向と縦方向との２次元に配列された複数の光源を有する光源アレイと、
前記光源アレイの横方向光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングし、前記光源アレイの縦方向光源から出射したビームを、前記第１方向に垂直である第２方向にスキャニングするボリューム回折素子と、
前記ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングする駆動装置と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記ボリューム回折素子は、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて形成された干渉パターンを含むことを特徴とする請求項９に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記ボリューム回折素子は、光屈折結晶、光屈折ポリマー、感光性ポリマーのうち何れか一つで形成されることを特徴とする請求項９または１０に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記駆動装置は、前記ボリューム回折素子を直線駆動させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記駆動装置は、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１４】
複数の光源を有する光源アレイを画像信号によって光変調するステップと、
前記光変調されたビームをボリューム回折素子によって回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングするステップと、
前記光源アレイを駆動して、第２方向にビームをスキャニングするステップと、
前記ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングするステップと、を含むことを特徴とする３次元画像表示方法。
【請求項１５】
前記ボリューム回折素子に、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて干渉パターンを形成するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１６】
前記第３方向にビームをスキャニングするステップは、前記ボリューム回折素子を直線駆動させるステップを含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１７】
前記第３方向にビームをスキャニングするステップは、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させるステップを含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１８】
前記第２及び第３スキャニングステップは、共振型スキャニング方式を採用することを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１】
複数の光源を有する光源アレイと、
前記各光源から出射したビームを回折させ、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて、第１方向にビームをスキャニングするボリューム回折素子と、
前記光源アレイを駆動して、第２方向にビームをスキャニングする第１駆動装置と、
前記ボリューム回折素子を駆動して第３方向にビームをスキャニングする第２駆動装置と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記光源アレイは、光源が前記第１方向に配列されている１次元アレイ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第１及び第２駆動装置は、共振型スキャニング方式を採用することを特徴とする請求項１または２に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記ボリューム回折素子は、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて形成された干渉パターンを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記ボリューム回折素子は、光屈折結晶、光屈折ポリマー、感光性ポリマーのうち何れか一つで形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第２駆動装置は、前記ボリューム回折素子を直線駆動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記第２駆動装置は、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記ボリューム回折素子の次に配されたフーリエレンズをさらに備え、前記第２駆動装置は、前記ボリューム回折素子と前記フーリエレンズとを同時に駆動させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項９】
横方向と縦方向との２次元に配列された複数の光源を有する光源アレイと、
前記光源アレイの横方向光源から出射したビームを回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングし、前記光源アレイの縦方向光源から出射したビームを、前記第１方向に垂直である第２方向にスキャニングするボリューム回折素子と、
前記ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングする駆動装置と、を備えることを特徴とする３次元ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記ボリューム回折素子は、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて形成された干渉パターンを含むことを特徴とする請求項９に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記ボリューム回折素子は、光屈折結晶、光屈折ポリマー、感光性ポリマーのうち何れか一つで形成されることを特徴とする請求項９または１０に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記駆動装置は、前記ボリューム回折素子を直線駆動させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記駆動装置は、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の３次元ディスプレイ装置。
【請求項１４】
複数の光源を有する光源アレイを画像信号によって光変調するステップと、
前記光変調されたビームをボリューム回折素子によって回折させて、ビームの進行方向に対して異なる位置にスポットを形成させて第１方向にビームをスキャニングするステップと、
前記光源アレイを駆動して、第２方向にビームをスキャニングするステップと、
前記ボリューム回折素子を駆動して、第３方向にビームをスキャニングするステップと、を含むことを特徴とする３次元画像表示方法。
【請求項１５】
前記ボリューム回折素子に、スキャンしようとする画像信号ビームと前記光源アレイの一光源からの参照ビームとを干渉させて干渉パターンを形成するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１６】
前記第３方向にビームをスキャニングするステップは、前記ボリューム回折素子を直線駆動させるステップを含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１７】
前記第３方向にビームをスキャニングするステップは、前記第１方向と第２方向とがなす平面で、第３方向を中心にボリューム回折素子を回転させるステップを含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の３次元画像表示方法。
【請求項１８】
前記第２及び第３スキャニングステップは、共振型スキャニング方式を採用することを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の３次元画像表示方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【公開番号】特開２００９−６４０２１（Ｐ２００９−６４０２１Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２７３９４（Ｐ２００８−２２７３９４）
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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