초록 ▼

다평면 체적 측정 디스플레이 시스템(10) 및 조작 방법은 어레이로 정렬된 다수의 개별 광학 소자(36, 38, 40 및 42)를 포함하는 다면 광학 디바이스(32), 각각의 광학 소자(36, 38, 40 및 42) 상에 선택적으로 이미지를 투사하여 다면 광학 디바이스(32)에서 볼 수 있는 제1 체적 측정 3차원 이미지(34)를 생성하기 위한 이미지 프로젝터(20), 및 제1 체적 측정 3차원 이미지(34)를 투사하여 다면 광학 디바이스(32)로부터 이격된 위치에서 일정 간격을 두고 플로팅된 것으로 보이는 제2 체적 측정 3차원

다평면 체적 측정 디스플레이 시스템(10) 및 조작 방법은 어레이로 정렬된 다수의 개별 광학 소자(36, 38, 40 및 42)를 포함하는 다면 광학 디바이스(32), 각각의 광학 소자(36, 38, 40 및 42) 상에 선택적으로 이미지를 투사하여 다면 광학 디바이스(32)에서 볼 수 있는 제1 체적 측정 3차원 이미지(34)를 생성하기 위한 이미지 프로젝터(20), 및 제1 체적 측정 3차원 이미지(34)를 투사하여 다면 광학 디바이스(32)로부터 이격된 위치에서 일정 간격을 두고 플로팅된 것으로 보이는 제2 체적 측정 3차원 이미지(56)를 생성하는 플로팅 이미지 발생기(54)를 사용하여 체적 측정 3차원 이미지(34 및 56)를 생성한다. 안티-에일리어싱은, 체적 측정 3차원 이미지(44, 46, 48 및 50) 부분들간에 전이를 부드럽게 하기 위해 복셀(24, 26, 28 및 30)의 컬러 값이 광학 소자(36, 38, 40 및 42)로부터의 복셀(24, 26, 28 및 30)의 거리의 함수로서 변경되도록 광학 소자(36, 38, 40 및 42)간의 전이시에 복셀(24, 26, 28 및 30)의 디스플레이를 조정한다.

대표청구항 ▼

복수의 광학 소자 상에 디스플레이된 3차원 이미지의 제1 복셀(voxel)의 안티-에일리어싱(anti-aliasing)을 수행하는 방법-상기 제1 복셀의 제1 복셀 심도값은 상기 제1 복셀의 경계를 정하는 한 쌍의 광학 소자에 대응하는 한 쌍의 광학 소자 심도값들 사이의 값임-에 있어서, 상기 제1 복셀 심도값으로부터 심도 조정값을 생성하는 단계;상기 심도 조정값을 이용하여 상기 제1 복셀과 연관된 제1 컬러값을 조정하는 단계; 및상기 조정된 컬러값을 이용하여 상기 한 쌍의 광학 소자 중 적어도 하나에 제2 복셀을 디스플레이하는 단

복수의 광학 소자 상에 디스플레이된 3차원 이미지의 제1 복셀(voxel)의 안티-에일리어싱(anti-aliasing)을 수행하는 방법-상기 제1 복셀의 제1 복셀 심도값은 상기 제1 복셀의 경계를 정하는 한 쌍의 광학 소자에 대응하는 한 쌍의 광학 소자 심도값들 사이의 값임-에 있어서, 상기 제1 복셀 심도값으로부터 심도 조정값을 생성하는 단계;상기 심도 조정값을 이용하여 상기 제1 복셀과 연관된 제1 컬러값을 조정하는 단계; 및상기 조정된 컬러값을 이용하여 상기 한 쌍의 광학 소자 중 적어도 하나에 제2 복셀을 디스플레이하는 단계를 포함하는 방법.제1항에 있어서,상기 제1 복셀 심도값이 상기 복수의 광학 소자와 연관된 인덱스들의 미리 정해진 범위 내에 있도록 스케일링하는 단계를 더 포함하고, 상기 심도 조정값을 생성하는 단계는, 상기 스케일링된 복셀 심도값으로부터 상기 심도 조정값을 생성하는 단계를 포함하는 방법.제2항에 있어서, 상기 심도 조정값을 생성하는 단계는, 상기 스케일링된 복셀 심도값의 일부분이 상기 심도 조정값이 되도록 결정하는 단계를 포함하는 방법.제3항에 있어서, 상기 제1 컬러값을 조정하는 단계는, 상기 제1 컬러값에 상기 일부분의 함수를 승산하여, 상기 조정된 컬러값으로서 상기 제2 복셀과 연관된 제2 컬러값을 생성하는 단계를 포함하는 방법.제1항에 있어서, 상기 심도 조정값을 생성하는 단계는,안티-에일리어싱 파라미터로 상기 심도 조정값을 수정하여, 3차원 이미지 내에서 상기 제1 복셀의 디스플레이의 안티-에일리어싱 정도를 제어하는 단계를 포함하는 방법.제1항에 있어서, 상기 제1 컬러값을 조정하는 단계는, 상기 심도 조정값을 이용하여 조정된 제1 칼러값으로부터 제2 및 제3 컬러값을 생성하는 단계를 포함하고,상기 제2 복셀을 디스플레이하는 단계는, 상기 제2 및 제3 컬러값을 각각 이용하여, 상기 한 쌍의 광학 소자들 각각에 상기 제2 복셀 및 제3 복셀을 디스플레이하는 단계를 포함하는 방법.제6항에 있어서, 상기 복수의 광학 소자는 균일한 간격으로 배치되어 있는 방법.제6항에 있어서, 상기 복수의 광학 소자는 균일한 간격으로 배치되어 있지 않는 방법.제6항에 있어서, 상기 복수의 광학 소자들은 그들 사이에 가변 공간들을 갖는 방법.제6항에 있어서, 상기 한 쌍의 광학 소자들을 결정하기 위해 상기 복수의 광학 소자들에 연관된 복수의 심도값(depth value)들을 탐색하는 단계를 포함하고, 상기 한 쌍의 광학 소자들을 결정하는 단계는 상기 제1 복셀(voxel)의 제1 복셀 심도값은 상기 한 쌍의 광학 소자들에 연관된 상기 한 쌍의 광학 소자 심도값 사이에 존재하는 방법.제6항에 있어서, 상기 심도 조정값을 생성하는 단계는 상기 제1 복셀 심도값 및, 상기 복셀 및 상기 한 쌍의 광학 소자들에 연관된 상기 광학 소자 심도값으로부터 상기 심도 조정값을 생성하는 단계를 포함하는 방법.제11항에 있어서, 상기 심도 조정값 λ를 생성하는 단계는가 일정값 또는 변수 X의 절대값 또는 크기 함수일 때의 에 따른 상기 한 쌍의 광학 소자 심도값 DNEAR1 및 DNEAR2에, 상기 제1 복셀 심도값 DV를 삽입하는 단계를 포함하는 방법.체적 측정 3차원 이미지들을 생성하기 위한 방법에 있어서, 3차원 이미지의 2차원 슬라이스(slice) 세트에 대응하는 이미지 데이터를 이미지 프로젝터에 제공하는 단계와,상기 이미지 프로젝터로부터의 상기 2차원 슬라이스들 각각을 다면(multi-surface) 광 디바이스를 형성하는 복수의 광학 소자들로부터 선택된 각각의 광학 소자에 선택적으로 투사하는 단계를 포함하고,상기 투사하는 단계는 적어도 한 쌍의 상기 광학 소자들 간의 전이에서의 복셀들에 대해 안티-에일리어싱을 행하여 상기 안티-에일리어싱된 복셀들로부터 유도되어 조정된 컬러값을 갖는 상기 슬라이스들을 생성하는 단계와,상기 복수의 액정 소자들상에 선택적으로 투사된 안티-에일리어싱된 슬라이스들로부터 상기 다면 광 디바이스에서 관측가능한 제1 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 방법.제13항에 있어서, 플로팅-이미지(floating-image) 생성기를 사용하여 상기 다면 광 디바이스로부터 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지를 투사하여 상기 다면 광 디바이스에서 일정 위치 떨어진 공간에서 플로팅으로서 관찰가능한 제2 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.제14항에 있어서, 상기 안티-에일리어싱된 슬라이스들을 각각 수신하고 디스플레이하기 위해, 광학 소자 제어기를 사용하여 상기 다면 광 디바이스의 복수의 개별 광학 소자들 각각의 반투명도를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.제15항에 있어서, 상기 제어 단계는 상기 안티-에일리어싱된 슬라이스들을 수신하고 디스플레이하기 위해, 단일 액정 소자들을 불투명한 광-산란 상태(opaque light-scattering state)를 갖도록 하는 단계와, 나머지 액정 소자들을 반투명성을 갖게끔 하여 상기 이미지 세트들이 상기 나머지 액정 소자들 각각 상에 투사되도록 하는 단계를 포함하는 방법.체적 측정 3차원 이미지들을 생성하기 위한 시스템에 있어서, 어레이에 배열된 복수의 개별 광학 소자들을 포함하는 다면 광 디바이스와,한 쌍의 광학 소자들 사이의 전이에서의 복셀에 대해 안티-애일리어싱을 행하여 상기 안티-에일리어싱된 복셀들로부터 유도되어 조정된 컬러 값들을 갖는 슬라이스들을 생성하고, 상기 안티-에일리어스된 복셀들을 포함하는 한 세트의 이미지들을 상기 다면 광 디바이스의 각각의 광학 소자들에 선택적으로 투사하여 상기 다면 광 디바이스에서 관찰가능한 제1 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 이미지 프로젝터를 포함하는 시스템.제17항에 있어서, 상기 다면의 광학 디바이스로부터 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지를 투영하여 상기 다면 광학 디바이스에서 일정 위치 떨어진 공간에 플로팅으로서 관찰가능한 제2 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 플로팅-이미지 발생기를 더 구비하는 시스템.제17항에 있어서, 상기 다면 광학 디바이스의 복수개의 개별 광학 소자 각각은 상기 안티-에일리어싱된 이미지를 수신할 수 있도록 제어가능한 가변의 반투명성을 갖는 액정 소자를 포함하는 시스템.제19항에 있어서, 상기 액정 소자의 반투명성을 제어하기 위한 광학 소자 제어기를 더 포함하고,한 액정 소자는 상기 이미지 프로젝터로부터 이미지 세트 각각을 수신하여 표시할 수 있는 불투명 광-산란 상태를 갖도록 제어되고,나머지 액정 소자들은 상기 불투명 액정 소자 상에 상기 표시된 이미지의 관찰을 허용할 있게끔 거의 투명하게 되도록 제어되는 시스템.체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 시스템에 있어서, 어레이로 배열된 복수개의 개별 광학 소자를 포함하는 다면 광학 디바이스와,이미지들 세트를 상기 다면 광학 디바이스의 각각의 광학 소자 상에 선택적으로 투사하여 상기 다면 광학 디바이스에서 관찰가능한 제1 체적 측정 3차원 이미지를 생성하기 위한 이미지 프로젝터와,상기 다면 광학 디바이스로부터 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지를 투사하여 상기 다면 광학 디바이스에서 일정 위치 떨어진 공간에 플로팅으로서 관찰가능한 제2 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 플로팅-이미지 생성기를 포함하는 시스템.제21항에 있어서, 상기 다면 광학 디바이스의 복수개의 개별 광학 소자 각각은 제어가능한 가변의 반투명성을 가지는 액정 소자를 포함하는 시스템.제22항에 있어서, 상기 액정 소자의 반투명성을 제어하기 위한 광학 소자 제어기를 더 포함하고,한 액정 소자는 상기 이미지 프로젝터로부터 이미지 세트 각각을 수신하여 표시할 수 있는 불투명 광-산란 상태를 갖도록 제어되고,나머지 액정 소자들은 상기 불투명 액정 소자 상에 상기 표시된 이미지의 관찰을 허용할 있게끔 거의 투명하게 되도록 제어되는 시스템.제23항에 있어서, 상기 광학 소자 제어기는 복수개의 이미징 사이클 동안 고속으로 액정 소자를 래스터하여 그로부터 하나의 액정 소자를 선택하여 특정 이미징 사이클 중에 불투명한 광산란 상태로 함으로써, 상기 광학 소자 제어기는 상기 불투명한 광-산란 상태를 상기 액정 소자를 통하여 이동시켜 상기 이미지 세트를 연속적으로 수신하고 3차원 심도를 갖는 상기 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 시스템.제21항에 있어서, 상기 이미지 프로젝터는 상기 이미지 세트를 상기 다면 광학 디바이스로 투사하여 상기 다면 광학 디바이스에서 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지 전체를 35Hz 이상의 속도로 생성하여 인간이 감지할수 있는 이미지 깜박임을 방지하는 시스템.제25항에 있어서, 상기 다면 광 디바이스는 약 50개의 광학 소자를 포함하고,상기 이미지 프로젝터는 상기 이미지 세트 각각을 적어도 2㎑의 속도로 각각의 광학 소자로 투사하는 시스템.제21항에 있어서, 상기 이미지 프로젝터는상기 이미지 세트를 출력하기 위한 투사 렌즈와,상기 이미지 세트 각각을 상기 각각의 광학 소자 상으로 집속시켜 상기 투사 렌즈로부터 출력되는 상기 이미지 세트 투사체의 해상도 및 심도를 제어하기 위한 적응적 광 집속 시스템을 포함하는 시스템. 제21항에 있어서, 상기 이미지 프로젝터는적, 녹, 및 청색의 레이저 광 각각을 투사하여 상기 이미지 세트를 복수의 컬러로 생성하여 투사시키기 위한 복수의 레이저 광원을 포함하는 시스템.체적 측정 3차원 공간 이미지를 생성하기 위한 시스템에 있어서,제어가능한 가변 반투명성을 갖는 복수의 플래너 액정 소자를 포함하는 다면 광 디바이스와,3차원 이미지의 2차원 슬라이스로서의 이미지 세트를 각각의 상기 액정 소자 상으로 선택적으로 투사시켜 상기 다면 광 디바이스에서 관찰가능한 제1 체적 측정 3차원 이미지를 생성하기 위한 이미지 프로젝터와,상기 다면 광 디바이스로부터의 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지를 투사시켜 상기 다면 광 디바이스에서 떨어진 일정 위치에서의 공간 내에서 플로팅으로서 관찰가능한 제2 체적 측정 3차원 이미지를 생성하기 위한 플로팅-이미지 발생기를 포함하는 시스템.제29항에 있어서, 상기 복수의 플래너 액정 소자들은 선형 어레이로 적층되어 상기 다면 플래너 광 디바이스를 형성하는 시스템.제29항에 있어서, 상기 복수의 플래너 액정 소자들 중 적어도 하나는 각각의 이미지를 수신하여 디스플레이하기 위한 곡면인 시스템. 제29항에 있어서,상기 액정 소자의 반투명성을 제어하기 위한 광학 소자 제어기를 더 포함하고,한 액정 소자는 이 액정 소자가 상기 이미지 프로젝터로부터 이미지 세트 각각을 수신하여 디스플레이할 수 있도록 불투명 광-산란 상태를 갖기 위해 상기 이미지 프로젝터로부터의 이미지 세트 각각의 출력과 동기를 이루도록 제어되고,나머지 액정 소자들은 상기 불투명 액정 소자 상에 상기 디스플레이된 이미지의 관찰을 허용할 있게끔 거의 투명하게 되도록 상기 이미지 세트 각각의 출력과 동기를 이루도록 제어되는 시스템. 제29항에 있어서, 상기 다면 광 디바이스는 적어도 50개의 플래너 액정 소자들-상기 각각의 액정 소자는 적어도 512 포인트 × 적어도 512 포인트의 트래버스 해상도를 가짐-을 포함함으로써 적어도 1300만개의 복셀(voxel)을 갖는 상기 다면 광 디바이스를 형성하는 시스템. 체적 측정 3차원 이미지를 생성하기 위한 방법에 있어서,3차원 이미지의 2차원 슬라이스 세트에 대응하는 이미지 데이터를 이미지 프로젝터에 제공하는 단계와,상기 이미지 프로젝터로부터의 상기 2차원 슬라이스 각각을 다면 광 디바이스를 형성하는 복수의 액정 소자 중에서 선택된 각각의 액정 소자 상으로 선택적으로 투사시켜 상기 다면 광 디바이스에서 관찰가능한 제1 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 단계와,상기 다면 광 디바이스로부터의 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지를 플로팅-이미지 생성기를 이용하여 투사시켜 상기 다면 광 디바이스에서 일정 간격 떨어진 위치의 공간 내에서 플로팅으로서 관찰가능한 제2 체적 측정 3차원 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 방법. 제34항에 있어서, 상기 다면 광 디바이스의 상기 복수의 광학 소자 각각의 반투명성을 광학 소자 제어기를 이용하여 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.제35항에 있어서, 상기 제어 단계는단일 액정 소자가 불투명 광-산란 상태를 가지도록 하는 단계; 및나머지 액정 소자가 반투명성을 가지도록 하여 상기 이미지 세트가 상기 나머지 액정 소자 각각에 투사되도록 하는 단계를 포함하는 방법.제36항에 있어서, 상기 제어 단계는복수의 이미징 사이클 동안 상기 액정 소자를 통해 고속으로 래스터링하는 단계;특정 이미징 사이클 동안 하나의 액정 소자를 상기 불투명 광-산란 상태인 상기 단일 액정 소자가 되도록 선택하는 단계;상기 액정 소자를 통해 상기 불투명 광-산란 상태를 이동시키는 단계;상기 불투명 광-산란 상태에 있는 상기 대응하는 단일 액정 소자 상에 디스플레이되는 각각의 이미지 투사를 동기화시키는 단계; 및상기 체적 측정 3차원 이미지를 불투명 상태인 각각의 액정 소자 상의 동기화된 투사 이미지를 이용하여 3차원 심도를 갖도록 생성하는 단계를 포함하는 방법.제34항에 있어서, 상기 선택적 투사 단계는상기 이미지 세트를 상기 다면 광학 디바이스로 투사하여 상기 다면 광학 디바이스에서 상기 제1 체적 측정 3차원 이미지 전체를 35Hz 이상의 고속으로 생성하여 인간이 감지가능한 이미지 깜박임을 방지하는 단계를 포함하는 방법.제38항에 있어서, 상기 다면 광학 디바이스는 약 50개의 광학 소자를 포함하며,상기 선택적 투사 단계는 상기 이미지 세트 각각을 각각의 광학 소자에 적어도 2kHz의 속도로 투사하는 단계를 포함하는 방법.제34항에 있어서, 상기 선택적 투사 단계는 복수의 레이저 광원으로부터 적색, 녹색 및 청색 레이저 광을 투사하여 상기 복수의 광학 소자 상에 상기 이미지 세트를 복수의 컬러로 생성하여 투사하는 단계를 포함하는 방법.