KR100246861B1 - 일루미네이션 장치 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 장치(HPi)가 입사 비임의 편광을 분리하는 일루미네이션 장치에 관련된다. 결과적으로 편광된 비임은 스크린의 다수의 포인트에서 비임을 포커스하는 홀로그래픽 장치(HLi)에 전송된다. 상기 스크린은 액정 스크린(LCD)일 수 있다.

Description

알루미네이션 장치 및 디스플레이 장치
본 발명은 알루미네이션(illumination) 장치 및 디스플레이 장치에 대한 응용에 관련한다. 그것은 왜상(anamorphosis)에 의한 비임의 확대뿐만 아니라 광 비임의 스펙트럼 분리(splitting) 및 포커싱, 편광 분리에 특히 응용된다.
특히, 그것의 한가지 특정한 적용은 단색 및 삼색 액정 스크린을 사용하는 디스플레이에 적용한다는 것이다.
대규모 비디오 화상을 발생시키기 위해, 최근 경향은 주사 장치에서 액정 활성 매트릭스를 사용하는 것이다.
색 화상의 주사는 3개의 단색 밸브 또는 색 필터가 장착된 단일 밸브로부터 달성될 수 있다.
상기 화상 주사 기술은 음극선관과 비교하면 소형이라는 점에서 이점이 있지만, 수 퍼센트 정도의 불량한 광 수율(light yield)을 갖는 결점을 갖는다. 주요 제한 원인은 다음과 같다.
- 액정에서 전자 광학 효과는 편광된 광과 작동하는 것을 요구하고 편광기의 흡수를 첨가하는 것이 필요한 광원에 의해 방출된 광의 50% 손실을 발생시킨다.
- 각 픽셀의 유용한 표면은 트랜지스터 및 제어 전극에 의해 수용된 공간 때문에 감소된다. 상기 계수(factor)는 HDTV 요구 사항에 요구되는 소규모 및 고해상도 셀(픽셀 간격＜100㎛)을 사용한 장치에 대한 주요 제한점을 구성한다.
- 단일 밸브를 사용한 주사법은 특히 단순한 장치에서 실현되는 장점을 갖는다. 다른 한편으로, 그들은 3개의 색 성분 각각에 대해 적어도 3의 계수로 광도의 손실, 색 필터의 공간 분배에 의한 손실을 발생시킨다. 상기 필터의 무시할 수 없는 흡수가 강한 광원의 사용과 맞지 않기 때문에, 하나의 밸브를 갖는 주사 장치는 그러므로 최근에 소규모 색 화상의 주사에 제한된다.
- 광원의 방출 다이어그램에 아주 불량하게 맞는 16/9 포맷의 HDTV는 비임왜상 기능을 포함하는 구조에 대한 연구를 유도한다.
이것이 왜 본 발명이 비-편광된 광원에 의해 일루미네이트된 홀로그래픽(holographic) 편광 분리 장치 및 홀로그래픽 편광 분리 장치로부터 편광된 비임을 수신하고 상기 비임을 포커스시키는 홀로그래픽 포커싱 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 일루미네이션 장치에 관련되는가 하는 이유이다.
그런 일루미네이션 소스(source)는 편광된 광을 요구하는 액정 장치의 디스플레이에 응용될 수 있다.
그러므로 본 발명은 또한 홀로그래픽 포커싱 장치에 의해 포커스된 비임을 수용하는 액정 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 관련된다.
홀로그래픽 성분은 간섭에 의해 얻어지고, “L. Solymar. D.J. Cooke, Volume Holography and Volume Grating-Academic Press(1981)”에서 설명되는 것과 같이 박막에서 복합적인 광 기능이 제공될 수 있게 한다.
각도, 스펙트럼 또는 편광 선택성의 견지에서 상기 홀로그래픽 성분의 성질은 H. Kogelnik, Bell Syst. Tech. J. 48. P. 2909(1969)에서 결합파 포멀리즘(coupled-wave formalism)에 의해 설명된다.
그들이 주사 장치에 사용된 형태의 백색 광원과 함께 사용되는데 대한 중요성은 다음과 같다.
- 제8(a)도 및 제8(b)도에 도시되듯이, 각도 △θ0=7.5도(공기에서) 및 스펙트럼 △λ=40㎚ 통과 대역은 대략 10㎛두께(d)이고 대략 0.03의 지수 변화율(△n)을 갖고, 반사 모드(HR형)에서 동작하거나 전달 모드(HT 형)에서 동작하는 구조에서 얻어진다. 그들은 아크-램프형의 삼색 광원과 결과적으로 양립한다(△λi=10㎚: 30㎚ 촛점(focal)길이 콘덴서의 도움으로 시준되고 f/1에 열려진 3㎜ 소스의 통상적인 직경은 각도 발산 △θ0=6도에 대응한다.
- 편광 홀로그래픽 기능들은 동일한 각도 및 스펙트럼 통과 대역 성질을 갖는다.
-“경사진(slanted)” 홀로그래픽 기능(두께 방향에서 각도(φ)로 경사진 격자)은 색 분산을 제한(δθλ 1mrd/㎚)하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다수의 목적 및 특성은 첨부된 도면에서, 그리고 예로서 주어지는 다음의 설명에서 더욱 명확하게 나타날 것이다.
제1도는 본 발명의 장치의 단순화된 예시적 실시예도.
제2도는 단색 모드에서 동작하는 본 발명의 예시적 실시예도.
제3도는 삼색 모드에서 동작하는 본 발명의 예시적 실시예도.
제4(a)도 내지 제4(c)도는 홀로그래픽 편광 장치의 동작점 및 특성도.
제5(a)도 내지 제5(c)도는 청색, 녹색, 적색에서 동작하는 다이어그램도.
제6도는 주사 수율을 개량한 제2도 및 제3도의 장치의 다른 실시예도.
제7도는 본 발명에 따른 장치의 다른 상세한 예시적 실시예도.
제8(a)도 및 제8(b)도는 반사 모드 또는 전달 모드에서의 콤포넌트 동작에 대한 다이어그램도.
제9 및 10도는 본 발명의 시스템의 다른 실시예도.
제11,12 및 13도는 제6도의 장치의 다른 실시예도.
Du Pont de Nemours 상표에 의해 알려진 것 또는 폴라로이드 광중합체(DMP-128)와 같은 광중합체 재료가 존재하는데, 10-1에 달하는 광유도 지수 변화율을 갖는 반사 모드(λ＜1㎛)에서 구조를 기록하기에 충분한 해상도를 갖고, 하나의 동일한 막에 다수의 홀로그래픽 기능의 중첩을 허용한다. 우리는 스펙트럼 성분당 3.10-2의 지수 변화율이 광원의 세개의 콤포넌트중 하나에 적합하고 다른 두개의 영향을 주지 않는 각도 및 스펙트럼 통과 대역을 제공하는데 충분하다는 것을 이미 보여주었다.
처리의 단순성과는 별개로, 2색화된 젤라틴형의 표준 재료와 연관된 광중합체 재료의 중요성을 모든 가시 범위에 걸쳐 무차별적으로 그것을 감지하는 가능성에 근거를 둔다. 따라서, 상기 재료에서 홀로그래픽 기능은 세개의 각 동작 파장에 대해, 예를 들어 조화된 레이저의 도움을 받아 기록되는 것이 가능하게 될 것이다. 기록 및 판독간에 파장 변화가 없다는 것을 홀로그래픽 콤포넌트의 수차를 현저히 제한한다.
그러므로 홀로그래픽 장치는 하나 또는 다수의 점에서 다수의 색 성분을 포커스하는 편광된 광 일루미네이션 장치를 생산하기 위해 사용될 수 있다.
그런 일루미네이션 장치는 액정 스크린을 사용해서 디스플레이하기 위한 응용의 견지에서, 다음에서 설명될 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 표시 장치의 단순화된 예시적 실시예를 도시한다.
상기 장치는,
- 단순히 백색이고, 비편광되고 시준된 광원일 수 있는 광 비임(Fi)을 방출하는 광원(S)과,
- 광 비임(Fi)을 수용하고, 비임(Fi)의 입사각에 대해 홀로그래픽 편광 장치(HPi)가 편광된 광 비임을 결정된 방향을 따라 재전달(제2도에서 반사된)하도록 하는 방법으로 기록된 홀로그래픽 편광 장치(HPi)와,
- 장치(HPi)에 의해 전송된 편광된 광 비임을 수신하며, 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)가 적어도 수렴 비임을 전달하는 방법으로 기록된 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)와(그러나, 이 포커싱 장치(HLi)는 필수적인 것이 아니고, 본 발명의 장치에서는 없을 수도 있다).
- 집중 비임을 수신하고, 실질적으로 상기 비임의 촛점에 위치되는 액정 매트릭스로 구성된 스크린(LCD)을 포함한다.
액정 스크린(LCD)은 다수의 화상 요소(픽셀)을 통상적으로 소유한다. 홀로 그래픽 포커싱 장치는, 그것이 수신하는 편광된 비임과 교환하여, 화상 요소만큼의 비임을 전달하도록 기록되고, 각각의 상기 비임은 거의 화상 요소의 중심에 포커스된다.
상기 광원의 광 비임(Fi)은 홀로그래픽 편광 장치(HPi)의 입사 평면과 적절한 입사각을 만들어야 한다. 유사하게 상기 장치(HPi)에 의해 전달된 편광 비임은 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)와 적절한 각을 만들어야 한다.
제1도의 상기 장치에서, 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)는 HLi에 의해 전달된 다수의 비임이 스크린(LCD)의 하나의 셀상에 포커스되도록 하는 방법으로 액정스크린(LCD)과 평행하게 위치되었다.
광원에 의해 발산된 비임(Fi) 방향과 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)에 관련하여 홀로그래픽 편광 장치(HPi)의 위치는 홀로그램(hologram)의 기록 조건에 의해 결정된다. 유사하게, 제1도에서, 홀로그래픽 장치(HPi)는 전달 모드에서 동작하지만 그것은 반사 모드에서 동작할 수 있었다. 유사하게, 전달 모드에서 동작하는 홀로그래픽 장치(HLi)는 반사 모드에서 동작할 수 있었다.
비임(Fi)의 단면은 스크린(LCD)의 단면과 다른 모양일 수 있다. 특히, 비임(Fi)의 단면은 원형 또는 정사각형(square)일 수 있는 반면에 스크린(LCD)는 직사각형(16×9 포맷)일 수 있다. 스크린의 일정한 일루미네이션을 갖기 위해, 비임의 왜상을 수행하는 것이 필요하다. 상기 왜상은 상기 장치가 쉽게 축을 벗어나, 즉반사 법칙(데카르트의 법칙)을 벗어나 동작할 수 있는 것을 고려해서, 장치(HLi) 또는 장치(HPi)에 의해 이루어질 수 있다.
제2도는 본 발명의 장치의 특정한 예시적 실시예를 도시한다.
상기 장치는 대략 45도 각도의 프리즘(PR)상에서, 홀로그래픽 장치(HPi) 및 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)를 결합한다.
스크린(LCD)은 상기한 각도 발산(△θ=±2도)(지수 n의 매체에서)을 고려해서, 픽셀의 유용한 표면에 근접한 크기로 광원(S)의 화상의 기하학적인 범위를 제한하기 위해 사실상 매트릭스(HLi)상에 위치된다.
편광기(HPi)는 제4(a)도 내지 제4(c)도에서 설명된 형태의 홀로그래픽 콤포넌트이다. 그것은 입방체의 면중 하나 위에 직접적으로 증착된 감광성 재료막상에 기록될 수 있다. 이미 설명된 장치에서 그 동작은 색 성분이 레코드되고 기록 각도 부근에 있는 파장(λi)에서 광원의 색 성분에 대해 집중된 입사평면(⊙표시)에 대해 수직으로 편광된 광반사를 허용한다. 그것은 기록 조건을 고려해서, 브래그(bragg) 관계가 만족되는 다른 파장(λi)-입사각(θv)쌍에 대해 역시 동작한다.
회절 효율이 다음 조건하에서 50% 보다 더 크게 되는 각도 △θ=5도 및 스펙트럼 △λ=20㎚ 통과 대역이 통상적으로 발견된다.
△n = 0.035 : 광유도 지수 변화율
d = 12m : 재료 두께
∧0.26m : 프린지(fringes) 간격
λ=0.55㎛에서 θB=45도 : 평균 동작 각도
콤포넌트(HLi)는 전기적인 작동이 λi와 관련되는 스크린(LCD)의 하나의 화상 요소(Ci)상에 색 콤포넌트(λi)를 포커스되게 한다. 콤포넌트(HLi)는 그러므로 비늘 무늬의 마이크로렌즈의 매트릭스와 같고, 그것의 100% 채움(filling) 레벨은 홀로그램의 중첩 원리에 의해 허용되나, 종래의 광 수단에 의해 발생하는 것이 불가능하다. 상기 각각의 렌즈는 축을 벗어나 동작하고, 그것은 다음 두 가지의 장점을 갖는다.
- 포커싱 장치(HPi)상의 프리즘에서 45도 반사에 의해 얻어진 16/9에 근접한 포맷에서 실린더형의 일루미네이팅 비임의 왜상을 보존하고,
- HT형 격자가 상기 장치의 지지 매체의 표면에 관련해서 기울어진 스트레이터(strata)로 구성되기 때문에 상기 장치(HLi)의 색분산을 제한한다.
왜상에 관하여, 입사 비임(Fi)이 45도와 다른 장치(HPi)의 평면에서 입사각을 형성할 수 있다는 것을 여기서 기술한다. 홀로그래픽 격자가 반사 조건을 만족시키도록 기록되기 때문에, 비임의 왜상은 반사에서 얻어진다.
100㎛ 간격에서 스크린(LCD)의 화상 요소와 양립할 수 있는 홀로그래픽 마이크로렌즈의 매트릭스의 하나의 예시적 실시예가 여기서 주어진다. 상기 매트릭스는 마스크(Mi)의 도움으로 감광성층에서 기록될 것이고 마스크(Mi)의 위치에서 스크린(LCD)을 놓음으로써 재구성될 것이다. 그러나, 마스크(Mi)는 스크린(LCD) 자체일 수 있거나 동등한 마스크(가능하게 홀로그래픽 마스크)일 수 있다. 그러므로 상기 마이크로렌즈의 초점 길이는 스크린(LCD) 및 그 지지매체의 카운터(counter)-전극 두께에 의해 통상적으로 f=1㎜로 부여된다.
매트릭스(HLi)의 기본 마이크로렌즈 특성은 다음과 같다.
f = 1㎜ : 마이크로 렌즈의 초점 길이
φL = 0.3㎜ : 마이크로 렌즈의 직경
θB=45도 : HLi의 판독 각도(지수 n=1.52의 프리즘에서)
θd=180도 : HLi의 평균 회절 각도
φ=112.5 : HLi의 평균 회절 기울기
∧ 평균 = 0.45㎛ : HLi의 스트레이터의 평균 간격
△n = 0.03 : 광유도 지수 변화율
d = 7㎛ : HLi 두께
상기 렌즈는 무한대로 동작하고 그 초점 및 초점 스폿의 싸이즈(△x)는 판독 파장의 발산 및 회절점 △×(diff)의 도움으로 대략적으로 계산되는데, 확대/△×(div)를 준다.
△×=△×(diff)+△×(div)
상기 예에서, 항상 △θ=±2 도가 되도록 고려된다면,
△×(diff)=4.5㎛
△×(div)2f△θ=72㎛
△×76㎛이다.
상기 형태의 구조에서, 주사된 영상의 광수율은 각 픽셀의 유용한 표면에 의해 영향받지 않는 반면에, 그 전달 효율은 주어진 예에 대해 45% 보다 더 크다.
홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)에서 마이크로렌즈의 매트릭스의 기록을 발생하기 위해, 마스크가 예로서 사용된다.
상기 마스크는 스크린(LCD) 전극의 매트릭스를 발생하는데 사용된 것과 동일한 형태의 마스크이다. 마스크의 투명 픽셀의 크기(φM)만이 기록되는 마이크로렌즈의 발산에 적응돼야 한다. 상기 예에서, 그러므로 상황은(situation)은 다음과 같을 것이다.
φM2λf/φL=4.5㎛
스크린(LCD)의 화상요소에 대응하는 마스크의 투명 화상 요소의 위치는 스크린의 작동에 의해 어드레스된다.
상기 마스크는 광원의 길이(λi)에서 일루미네이트되고 매트릭스(HLi)를 레코드하기 위해 전기적으로 어드레스된 액정 스크린일 수 있다.
이미 언급됐듯이, 본 발명의 예시적 실시예는 마이크로렌즈의 매트릭스 형태로 발생된 포커싱 장치(HL)를 제공한다. 본 발명의 장치에서 포커싱 장치를 갖지 않도록 하기 위한 조치가 취해진다.
제2도의 장치는 다음의 방법으로 동작한다.
광원(S)은 홀로그래픽 편광 장치(HPi)를 일정하게 일루미네이트시킨다. 비임(Fi)은 입구 표면에 수직인 프리즘(PR)으로 들어간다. 하나의 편광 성분은 빗나감이 없이 사실상 재전달되는 반면에 다른 성분은 반사된다. 반사된 비임은 스크린(LCD)의 다수의 화상 요소에 그것을 포커스시키는 홀로그래픽 포커싱 장치(HLi)에 전달된다. 더욱이, 스크린(LCD)은 화상읖 표시하기 위해, 도시되지 않은 수단에 의해 동작된다.
상기에서, 고려 사항은 단일 파장(λi)(단색 동작)에서 동작하기 위해 주어지었고, 장치(HLi)는 하나의 파장(λi)을 포커스시키기 위해 기록되었다.
장치는 다수의 파장, 특히 예를들어 청색(0.46㎛). 녹색(0.55㎛) 및 적색(0.68㎛) 파장에 대응하는 세 개의 파장(3색 동작)으로 역시 동작될 수 있다.
제3도는 3색 시스템을 예시한다. 상기 시스템에서, 스크린(LCD)은 각각의 화상 요소에 대해, 청색에 대응하는 파장을 변조시키는 화상 셀(CB), 녹색에 대응하는 파장을 변조시키는 화상 셀(CG) 및 적색에 대응하는 파장을 변조시키는 화상 섹(CR)을 소유한다. 제3도에서, 상기 셀은 확대되어 도시되었으나, 그렇게 함께 결합된 3개의 셀은 그 크기가 제2도의 단일 화상 요소에만 대응할 수 있다.
홀로그래픽 포커싱 장치(HL)는 청색에 대응하는 파장의 성분을 포커스하기 위해 기록되었고, 그 성분은 장치(HP)에 의해 스크린(LCD)의 청색 변조 셀로 재전달된 비임내에 포함된다. 유사하게, 그것은 녹색 변조 셀에 녹색 성분을 포커스시키고 적색 변조 셀에 적색 성분을 포커스시켜야 한다.
광원(S)의 3개의 색 성분에 대한 각도 및 스펙트럼 통과 대역은 제5(a)도 내지 제5(c)도에서 주어진다.
HL에 홀로그램을 기록하기 위해, 액정 스크린(LCD)과 동일한 방법으로 생산된 마스크가 사용된다. 상기 마스크는 예를들어 액정 스크린이다. 하나의 색에 대응하고 스크린(LCD)의 하나의 화상 요소에 대응하는 마스크의 하나의 화상 요소의 위치는 마스킹 액정 스크린의 문제의 색의 색 성분의 작동에 의해 어드레스된다.
제6도의 장치는 편광 장치(HP)에 의해 반사된 광이 포커싱 장치(HL) 및 스크린(LCD)의 일부분(예를들어, 절반)을 일루미네이트하는 앞의 장치의 변화이다.
반사되지 않고(입사 평면에 평행인 편광) 편광 장치(HP)에 의해 전달된 광은 포커싱 장치의 다른 부분 및 스크린의 다른 부분을 알루미네이트한다. 그러므로 광원으로부터의 모든 광이 사용될 수도 있다.
스크린 부분중 하나를 알루미네이트하는 광의 편광을 회전시키는 반파 평판(λ/2)을 제공하는 것이 가능하다. 제6도에서, 상기 반파 평판은 장치(HP)에 전달된 비임 경로에 위치한다. 그런후 스크린(LCD)은 그 모든 표면에 대해 일정한 방법으로 전기적으로 작동된다. 유리하게도, 반파 평판은 (색) 도파관 모드에서 동작하는 수동적인 액정 셀일 수 있다. 상기 반파 평판은 장치(HP)에 전달된 비임 대신에 반사된 비임의 경로에 위치될 수 있었다. 양호하게, 상기 반파 평판은 또한 예를 들어 계속해서 설명되는 제9도의 경우와 마찬가지로, 비임에 수직으로 되도록 위치될 수 있었다.
반파 평판은 제공하지 않는 것도 가능하다. 이 경우에, 스크린의 두 부분은 직교 편광의 광 비임에 의해 알루미네이트된다. 그러면, 반대 방법으로 스크린의 두 부분을 작동시키는 것이 가능하다.
제7도는 매트릭스(HPL)가 반사 모드(HR형)에서 동작하고 편광 특성을 동시에 갖는 홀로그램인 본 발명의 장치의 예시적 실시예를 도시한다.
항상 홀로그래픽 미러(mirror)형의 콤포넌트(HPL), 기능(functions)(HM2)에 대향하여 위치되는 스크린(LCD)이 장치에 도입된다. 제7도의 장치는 그 표면중 하나상에서의 전반사 모드에서 동작하는 프리즘(PR)을 사용한다. 다른 표면은 계속해서, 우에서 좌로, 편광 마이크로렌즈(HPL), 홀로그래픽 미러(HM2) 및 스크린(LCD)의 홀로그래픽 매트릭스를 포함한다. 장치(HPL)는 마이크로 렌즈의 기록이 없는 홀로그래픽 장치일 수 있음을 인지해야 한다.
상기 장치의 동작 원리는 반사 모드의 홀로그래픽 구조의 좁은 스펙트럼 선택도 특성의 이용을 근거로 한다. 그것은 다음과 같이 설명된다.
시준된 알루미네이팅 비임은 필요시에는 예를 들어 16/9 포맷으로 왜상을 발생하는 프리즘(PR)의 표면(M)에 의해 전반사된다. 상기 반사는 홀로그램(HM1)에 의해 수행될 수 있다. 비임은 HM2에 대해 브래그 입사 및 HPL에 비해 비-브래그 입사가 존재하도록 하는 입사에서, 회절없이, 첫번재로 HPL를 통과한다. 그런후 그것은 HPL에 대해 브래그 입사에서 상기 비임을 반사시키기 위해 기록되었던 HM2에 의해 전반사된다. 그런후 입사 평면에 수직으로 편광된 파의 부분은 스크린(LCD)의 픽셀에 포커스되기 위해 HPL에 의해 효율적을 회절된다. 그런후 콤포넌트(HM)는 이번에는 그것이 비-브래그 입사에 있기 때문에 회절없이 두번째로 통과된다.
프리즘(PR)의 표면(M)은 홀로그래픽 콤포넌트를 갖고 생산될 필요는 없으며, 그것은 공기-유리 디옵터(air-glass diopter)의 경계면에서 금속성 또는 절연성 반사 또는 전반사층을 포함할 수 있다는 것을 인지할 것이다.
편광 기능이 렌즈 기능상에서 발생되는 구조가 여기에 제시되었다. 상기 콤포넌트가 홀로그래픽이라면, 그것은 HM2에서 무차별적으로 발생될 수 있거나, 제2 및 3도의 장치에서와 같이 M상에 다시 한번 발생될 수 있는 것을 인지할 것이다.
제7도의 장치의 예시적 실시예로서, 상기 콤포넌트의 스펙트럼 및 각도 대역의 양립성을 보여지기 위해 겨냥한 2개의 콤포넌트(HPL 및 HM2)의 결합을 비-제한적인 예가 여기서 제시된다. 적은 사이즈의 백색 소스(source)와 결합된 홀로 그래픽 장치의 각도 및 스펙트럼 선택 특성은 홀로그래픽 콤포넌트의 색 분산을 극복할 수 있게 한다.
상기 형태의 단일 유니트 구조에서, 홀로그래픽(각도 및 스펙트럼 선택성) 특성은 2색 미러의 사용을 피할 수 있게 한다.
편광 마이크로 렌즈(HPL)의 매트릭스
f=1㎜ θL=0.3㎜(μ-렌즈의 촛점 길이 및 개구) λ=0.55㎛에서 θB= 63도 θd=0 (각각 판독 및 평균 회절 각도)
φ=37.5도 △n=0.025 d=12㎛ ∧평균=0.24㎛
홀로그래픽 미러(HM2)
λ=0.55㎛에서 θB=-27도 θd=63도 (각각 판독 및 회절 각도)
θ=162도 △n=0.05 d=13㎛ ∧=0.26㎛
제9도는 본 발명의 장치의 다른 실시예를 도시한다. 상기 장치는 스크린(LCD)과 관련해 기울어지게(예를 들어, 45도로) 배치된 제1평관-분리(splitting) 장치(HPD1)를 구비하고 스크린(LCD)의 절반을 알루미네이트시키는 것을 가능하게 한다. 그것은 스크린(LCD)과 평행인 방향을 따라 입사 비임(RGB)을 수용한다. 그것은 결정된 파장(예를 들어, 적색에 대응하는 파장)에서 입사 비임의 하나의 편광(R1)을 스크린(LCD)을 향해 반사시킨다. 그것은 모든 다른 파장(특히 녹색 및 청색에 대응하는 것)에서의 광뿐만 아니라 동일 파장(적색)의 비임의 다른 편광(R2)을 굴절없이 재전달한다.
HPD1(주어진 예에서 적색)과 같은 파장에서 동작하는 제2편광-분리 장치(HPD2)는 스크린(LCD)을 향해 비임(R2)을 반사시켰다. 상기 분리 장치는 반사될 파장(적색)에서 동작하는 홀로그래픽 미러일 수 있다.
스크린(LCD)은 이미 설명되었듯이, 광을 스크린(LCD)의 다수의 화상 요소로 포커스시키는 포커싱 장치(HL)를 경유해 비임(R1 및 R2)을 수용한다. 그러나, 포커싱 장치(HL)를 제공하지 않는 것도 가능하다. 스크린(LCD)의 출구에서 제3편광-분리 장치(HPD3)는 어떤 편광의 광 및 수직 편광의 반사된(비전달)광을 통과시키는 것을 허용하고 그것은 스크린(LCD)에 의해 표시된 화상의 기능으로서 수행된다.
부가적으로, 두개의 비임(R1 및 R2)을 수용하는 스크린의 두개의 부분은 반대 방법으로 작동될 수 있다. 또는, 상기 비임중 하나의 비임의 편광을 90도로 회전시키는 평판(λ/2)을 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제9도에서 도시되듯이, 평판(λ/2)은 제1편광-분리 장치(HPD) 및 제2편광-분리 장치(HPD2)간에 위치된다.
제9도의 장치는 단일 파장에서 동작하거나, 상대적으로 좁은 파장 대역에서 더욱 정확하게 동작한다. 다른 파장에서의 광은 빗나가지 않고 비임(GB)을 따라 나타난다.
다른 파장을 처리하기 위해, 본 발명은 제10도에 도시된 증착에 따라 제9도의 것과 같은 다른 장치를 사용하는 것을 제공한다. 상기 제10도에서, 두개의 다른 장치는 비임(GB)의 방향상에 정렬된다. 제1장치는 예를 들어, 녹색에 대응하는 파장 대역을 처리하기 위해 설계된다. 그것은 제3대역에 속한 파장, 즉 예를 들어 청색을 소유한 광을 빗나가게 하지 않는다.
그러므로 세개의 장치(D1, D2, D3)는 세개의 다른 파장 대역을 소유하는데, 상기 대역은 적색, 녹색 및 청색에 각기 대응한다.
세개의 장치(D1, D2, D3)로 부터 나오는 세개의 비임은 세개의 반사된 비임(Rs, Gs, Bs)을 코리니어(colinear)하게 하기 위해 반사된 비임의 방향상에서 직렬로 배치되고 소유된 세개의 비임을 평행하게 수신하는 세개의 미러(HPR, HPG, HPB)의 도움으로 겹쳐진다. 상기 세개의 비임은 출구 광 장치(OP)에 전달된다.
제9도에서, 입사 비임(F1)은 스크린(LCD)의 평면에 평행이고, 이것은 제9도와 같이 동일한 구조의 다수의 유니트를 직렬로 배치하는 것이 바람직하다면 유용하다. 그러나, 입사 비임(RGB)은 스크린(LCD)의 평면에 수직일 수 있다.
부가적으로, 제10도에서, 시스템의 다수의 요소는 다수의 비임의 광 경로가 같도록 배치된다. 세개의 처리된 파장 대역에 대응하는 액정 스크린(LCDR, LCDG, LCDB)은 장치(D1, D2, D3)로부터 다른 거리에 배치된다.
예를 들어, 비임(RGB) 방향에 따라 각 장치(D1, D2, D3)의 크기가 L과 같다면 스크린(LCDR)은 장치(D1)로부터의 거리(2L)에서 위치된다. 스크린(LCDG)은 장치(D2)로부터의 거리(L)에서 위치되고 스크린(LCDB)은 장치(D3) 옆에 사실상 위치된다.
제10도의 시스템은 한편으로, 광원(S)과 액정 스크린(LCDR, LCDG 및 LCDB)간에 그리고, 다른 한편으로, 액정 스크린과 주사 광 장치간에 등거리가 보존되게한다.
제10도 시스템의 전체 크기는 대략 3Lx3Lx1 이고, L은 비임(BGR) 및 1방향에서 D1과 같은 장치의 크기이고, 디멘젼(D1)은 제10도의 평면에 수직이다.
제11도는 광원(S)으로부터 스크린(LCD)까지의 모든점에서 동일한 경로를 얻는 것을 가능하게 하는 제6도 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 상기 장치는 그것이 필수가 아닐지라도, 스크린(LCD) 옆에 위치된 홀로그래픽 포커싱 장치(HL)를 포함한다. 홀로그래픽 편광 장치(HP)는 스크린(LCD) 및 장치(HL)에 대해 평면 중앙에 위치된다. 새로운 비임은 장치(HP)상의 입사각이 45도로 된다. 입사의 상기 각을 얻기 위해, 입방체(CU)는 하나의 표면에 의해 장치(HP) 옆에 위치되고 인접 표면(FA)에 의해 입사 비임을 수신한다. 상기 표면(FA)과의 결합된 것은 장치(HP)에 거의 45도의 입사각에서 재전달하기 위해 입사 비임을 빗나가게 하기 위해 기록된 홀로그래픽 장치(H1)이다. 입사 비임은 양호하게 표면(FA) 및 장치(H1)에 수직이다.
다수의 파장에서 동작(삼색 동작)함으로써, 홀로그래픽 장치(H1)는 예를들어 녹색의 좁은 대역에 위치된 파장을 갖는 입사 비임을 반사시킨다. 다른 파장을 소유한 비임은 빗나가지 않는다(비임(FB 및 FR)). 그러나, 입방체(CU)는 다른 디스프레이 장치(D′2 및 D′3)를 향해 상기 비임(FB 및 FR)을 반사하는 2색 평판(LBR)을 소유한다.
제11도의 예시적 실시예에서, 2색 평판(LBR)은 장치(H1)(입방체(CU)에서) 아래에 있을 수 있으나, 그것은 역시 장치(H1)의 위에 있을 수 있었다.
제12도는 상기 장치의 예시적 배치를 도시한다. 상기 배치에서, 액정 스크린(LCDG, LCDB 및 LCDR)이 주사 광 장치(OP)로부터 등거리로 되도록 배치된다.
장치(D′2)는 청색에 대응하는 파장 대역에서 동작한다. 그것은 청색 및 적색을 반사하는 홀로그래픽 미러로 될 수 있는 미러(MBR)에 의해 장치(D′1)에 결합된다.
장치(D′3)는 적색에 대응하는 파장 대역에서 동작한다. 그것은 미러(MR)에 의해 장치(D′2)에 결합된다.
스크린(LCDG, LCDB 및 LCDR)에 의해 소유된 비임은 제10도의 시스템에서와 같이 코리니어되게 된다.
스크린(LCDG, LCDB 및 LCDR)이 출구 광 장치(OP)로부터 등거리라면, 그들은 상기 예시적 실시예에서 광원(S)으로부터 등거리가 아니라는 것을 인지해야 한다. 그러므로 그것은 비임의 발산 때문에 다수의 색에 대한 광도의 차이를 유발할 수 있다. 홀로그래픽 장치에선 발산 및/또는 수렴 기능을 제공함으로써 그것을 교정하는 것이 가능하다.
다수의 앞의 예시적 실시예의 각각의 홀로그래픽 장치에서 발산 및/또는 수렴 기능을 제공하는 것도 가능하다.
예를들어, 제9도에서, 스크린(LCD)의 다수의 점은 광원(S)으로부터 등거리가 아니다. 일루미네이팅 비임이 발산되면, 스크린의 일루미네이션은 일정하지 않다. 그것을 교정하기 위해, 예를들어 장치(HMD)에 수렴 기능을 포함하기 위한 조치가 취해진다.
본 발명의 변경예에 따라, 제9도의 장치(HPD1 또는 HMD(또는 HPD2)와 같은 편광-분리 장치에 수렴 또는 발산 기능을 도입하는 것이 가능하다. 상기 수렴 또는 발산 기능의 목적은 스크린(LCD)이 두 부분에서 일루미네이트되고 상기 두 부분을 일루미네이트하는 비임이 다른 경로로 지나간다는 사실에 특히 기인하는 가능한 일루미네이션 비동질성을 보상하는 것이다.
다른 실시예에 따라, 스크린(LCD)을 일루미네이트하는 비임은 스크린 평면에 대한 수직선과 한 각도를 이루고, 상기 각도를 10도로 하는 것이 가능하다. 이러한 조건하에서, 다수의 첨부된 도면에서, 다수의 비임 및 다수의 장치는 표시된 위치에 대해 각도를 이루는 것을 명심해야 한다. 그것은 스크린(LCD)의 대조를 최적화시키는 것을 가능하게 한다. 예를들어, 제9도의 설명에서, 비임(F1)은 스크린 평면과 평행이 아니라 각도를 이룬다.
본 발명의 다른 변화에 따라, 본 발명의 장치의 요소 모두가 홀로그래픽 기술에 따라 발생되지는 않는다. 예를들어, 2색 스플리터 및 편광기는 종래의 광기술에 따라 발생될 수 있는 반면에 홀로그래픽적으로 생산된 요소와 양립성을 제공한다.
제13도는 색 분리가 장치(D′1, D′2, D′3)내에 제공되는 것이 아니라 상기 장치 및 광원간에 제공되는 제12도의 다른 실시예를 도시한다.
보여지듯이, 그들을 전송하기 위해 녹색에 대응하는 파장을 필터링하는 색스플리터(SCG)는 장치(D′1)가 제공된다. 다른 파장은 장치(D′2)를 향해 청색에 대응하는 파장을 반사하고 미러(SCR)를 경유해 장치 (D′3)에 적색에 대응하는 다른 파장을 전송하는 다른 색 스플리터(SCB)을 향해 반사된다.
상기 장치(D′1, D′2, D′3)는 동일한 방법으로 구성되나 제11도 및 제12도의 그것과는 달리, 입방체(CU)에 색 분리 평판(2색 평판(LBR))을 포함하지 않는다. 장치(H1)는 파장의 견지에서의 선택이 이미 이루어지기 때문에 그것이 수신하는 비임을 빗나가게 하기 위해 선택적인 파장으로 될 필요는 없다.
장치(D′1, D′2, D′3)는 나란히 위치될 수 있다. 출구에서, 미러(HPG, HPB 및 HPR)는 세개로 처리된 파장 대역의 세개의 경로가 사실상 같도록 향하게 된다.
본 발명에 따른 주사 장치는
- 종래의 구조와 관련한 주사기의 광 수율의 상당한 이득과,
- 또한, 넓은 스펙트럼 대역 절연체의 2색 편광 입방체와 비교하여 홀로그래픽 편광기의 효율의 상당한 이득이 기대되고,
- 저가이고 마스터 장치로부터 광학적으로 복사될 수 있는 광 구조의 생산을 허용한다.
상기 종래의 구조에서의 광 수율의 이득은
·색 필터의 부재가 없으며, 홀로그래픽 콤포넌트에 의해 발생되는 2색 기능에 의해 3의 계수의 이득이거나,
·스크린(LCD)의 전달 레벨(100㎛ 간격을 갖는 픽셀의 경우)을 극복하는 것을 가능하게 하는 픽셀상의 포커싱으로부터 발생되며 2.2에 달하는 계수의 이득이거나,
·홀로그래픽 렌즈의 매트릭스로써 얻어진 100% 채움 레벨로부터 발생하는 1.3의 계수의 이득이다.
그러므로 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 홀로그래픽 볼륨(volume) 콤포넌트를 사용한 주사 시스템에서 액정 매트릭스(LCD)의 사용을 근거로 한다. 상기 매트릭스는
- 100%의 이론적 한계, 및 반사되고 전송된 비임에서 편광 도달 레벨 1/1000을 도달할 수 있는 높은 회절 효율을 얻는 것을 가능하게 하는 볼륨 홀로그램의 특성을 이용함으로써 증가되는 주사용 광수율과,
- 일루미네이션 소스의 편광(HP), 매트릭스의 각 픽셀에서 선택적인 포커싱(HLi), 및 소스의 세개의 색 성분(λi)인 적색-녹색-청색의 각각의 성분의 색 분리를 발생시키는, 100㎛ 보다 적은 두께의 박막에 집적되기 위한 복합적인 광 기능과,
- 이중 홀로그램을 위한 처리를 사용함으로써 산압적 생산 요구사항과의 양립성을 동시에 가능하게 한다.
상기 설명이 예로서 이루어지고 다른 변화가 본 발명의 범위로부터 어긋남이 없이 착상될 수 있는 것이 아주 명백하다. 특히, 상기 홀로그래픽 장치의 성질 뿐만 아니라 처리되는 광 비임에 관련한 그 기울기 및 홀로그래픽 장치의 배치는 설명을 예시하기 위해 오직 표시되었다. 본 발명은 액정 스크린의 디스플레이 시스템에 대한 응용과 더불어, 상기 도면에 의해 도시된 그 상세한 전형적인 실시예에서, 역시 설명되었다. 본 발명은 액정 스크린의 일루미네이션에 도시된 예에서 사용된 일루미네이션 장치에 무엇보다도 관려되나, 거기에 액정 스크린이 아니거나 어떤 다른 장치일 수 있음을 회상할 것이다. 홀로그래픽 장치의 생산은 기술 분야에서 공지된다. 예를들어, 그것은 고밀도 판독 비임과 동작하는 영구적인 방법의 홀로그램에서 어떻게 기록하는지를 공지한다.

Claims (45)

  1. 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치에 있어서, 비편광된 광을 방출하기 위한 비편광된 광원과, 상기 바편광된 광원으로부터 방출된 비편광된 광을 수용하고, 제1편광을 가진 제1편광된 광 비임과 제2편광을 가진 제2편광된 광 비임을 출력하며, 상기 제2편광은 상기 제1편광에 수직인 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 출력된 상기 제1편광된 광비임과 제2편광된 광 비임 중의 하나를 수용하고, 상기 제1편광된 비임과 제2편광된 광 비임 중의 하나를 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하는 평면에 평행한 평면내에 방향 설정된 디스플레이 장치의 검출기 셀들에 포커싱하는 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하고, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단은 프리즘의 제1면상에 형성되고, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 상기 프리즘의 제2면상에 형성되며, 상기 프리즘의 제1면과 제2면은 서로 직교하는, 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래픽 포커싱 장치는, 적어도 하나의 파장 중의 각각의 특정한 파장에 대하여, 상기 적어도 하나의 파장의 상기 특정한 파장을 가진 상기 편광된 광비임의 각각의 성분을, 상기 적어도 하나의 파장 중의 상기 특정한 파장을 가진 편광된 광을 변조시키기 위해서 형성된 상기 디스플레이 장치의 대응되는 검출기 셀들에 포커싱함으로써, 상기 적어도 하나의 파장을 가진 편광된 광 비임을 상기 디스플레이 장치의 검출기 셀에 포커싱하기 위해서 형성된 일루미네이션 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 볼륨 홀로그래픽 장치인 일루미네이션 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 편광 비임 분리 수단은 상기 비편광된 광을 왜곡시키기 위해서 실질적으로 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 수직으로 방향 설정된 일루미네이션 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린을 포함하는 일루미네이션 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 상기 홀로그래픽 포커싱 수단의 초점을 포함하는 평면내에서 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 실질적으로 평행하게 배치되는 일루미네이션 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 복수의 색을 디스플레이하며, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 상기 복수의 색의 각각의 색에 대응되는 파장을 가진 편광된 광 비임을 상기 디스플레이 장치에 포커싱할 수 있는 일루미네이션 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 수렴시키는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 발산하는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  10. 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치에 있어서, 비편광된 광을 방출하기 위한 비편광된 광원과, 제1 프리즘과 제2 프리즘의 사이에 샌드위치되도록 그들의 공통면상에 형성되며, 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 비편광된 광을 수용하고, 제1 편광을 가진 제1 편광된 광 비임과 제2 편광을 가진 제2 편광된 광 비임을 출력하며, 상기 제2 편광은 상기 제1 편광에 수직인 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과, 상기 공통면에 수직인 제2 프리즘의 면상에 형성되고, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 상기 제1 편광된 광 비임과 제2 편광된 광 비임 중의 하나를 입력으로서 수용하고, 상기 입력의 편광된 광 비임에 대하여 수직인 편광을 가진 편광된 광 비임을 출력하는 반파 장치와, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 반파 장치 둘 다로부터 출력된 편광된 광 비임을 수용하고, 상기 편광된 광 비임을 상기 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하는 평면에 평행한 평면내에 방향설정된 디스플레이 장치의 검출기 셀들에 포커싱하는 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하고, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 홀로그래픽 포커싱 수단을 서로 수직하게 정렬시키기 위해서 상기 반파 장치와 상기 공통 면에 수직한 제1 프리즘의 면은 상기 디스플레이 장치를 포함하는 평면에 대하여 평행한 평면내에 방향설정되는, 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단은 제1 편광을 가진 광을 반사하고 제2 편광을 가진 광을 재전달하는 홀로그래픽 볼륨 소자이며, 상기 제2 편광은 제1 편광에 대하여 수직인 일루미네이션 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 홀로그래픽 포커싱 장치는 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 반사된 편광된 광 비임을 수용하기 위한 제1 부분과, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 재전달된 편광된 광 비임을 수용하기 위한 제2 부분을 포함하는 일루미네이션 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 반파 장치는 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 출력된 상기 제1 편광된 광 비임과 제2 광 비임 중의 하나의 비임의 경로내에 위치되는 일루미네이션 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 볼륨 홀로그래픽 장치인 일루미네이션 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단은 상기 비편광된 광을 왜곡시키기 위해서 실질적으로 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 수직으로 방향 설정된 일루미네이션 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린을 포함하는 일루미네이션 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 상기 홀로그래픽 포커싱 수단의 초점을 포함하는 평면내에서 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 실질적으로 평행하게 배치되는 일루미네이션 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 복수의 색을 디스플레이하며, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 상기 복수의 색의 각각의 색에 대응되는 파장을 가진 편광된 광 비임을 상기 디스플레이 장치에 포커싱할 수 있는 일루미네이션 장치.
  19. 제10항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 수렴시키는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  20. 제10항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 발산하는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  21. 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치에 있어서, 비편광된 광을 방출하기 위한 비편광된 광원과, 프리즘의 제1면상에 형성되고, 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 비편광된 광을 상기 프리즘의 제2 면상에 반사하고, 상기 프리즘의 제1 면과 제2 면은 서로 수직인 제1 홀로그래픽 미러와, 상기 프리즘의 제2 면상에 형성되고, 상기 제1 홀로그래픽 미러로부터 반사된 상기 비편광된 광을 수용하며, 제1 편광을 가진 제1 편광된 광 비임과 상기 제1 편광에 대하여 수직인 제2 편광을 가진 제2 편광된 광 비임을 발생시키고, 상기 제1 편광된 광 비임과 제2 편광된 광 비임 중의 하나의 비임을 홀로그래픽 매트릭스 수단을 포함하는 평면에 대하여 평행한 평면내에 방향설정된 디스플레이 장치의 검출기 셀들에 포커싱하는 홀로그래픽 매트릭스 수단을 포함하고, 제2 홀로그래픽 미러가 상기 홀로그래픽 매트릭스 수단을 포함하는 평면에 평행한 평면내에서 상기 홀로그래픽 매트릭스 수단과 디스플레이 장치의 사이에 형성되는 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 미러는 상기 비편광된 광을 왜곡시키기 위해서 실질적으로 상기 홀로그래픽 매트릭스 수단에 수직으로 방향 설정된 일루미네이션 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린을 포함하는 일루미네이션 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 상기 홀로그래픽 매트릭스 수단의 초점을 포함하는 평면내에서 상기 홀로그래픽 매트릭스 수단에 실질적으로 평행하게 배치되는 일루미네이션 장치.
  25. 제23항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 복수의 색을 디스플레이하며, 상기 홀로그래픽 매트릭스 수단은 상기 복수의 색의 각각의 색에 대응되는 파장을 가진 편광된 광 비임을 상기 디스플레이 장치에 포커싱할 수 있는 일루미네이션 장치.
  26. 제21항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 미러와 홀로그래픽 포커싱 장치 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 수렴시키는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  27. 제21항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 미러와 홀로그래픽 포커싱 장치 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 발산하는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  28. 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치에 있어서, 비편광된 광을 방출하기 위한 비편광된 광원과, 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 비편광된 광을 수용하고, 제1 편광과 특정 파장을 가진 상기 편광된 광의 성분을 반사하고, 상기 비편광된 광의 나머지와 상기 제2 편광에 수직한 제2 편광을 가진 광을 재전달하기 위해 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단을 각각 포함하는 적어도 하나의 광 장치와, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 재전달된 광의 편광을 상기 제2 편광으로부터 제1 편광으로 변환하기 위한 반파 장치와, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단에 의해 재전달되고 상기 반파 장치로부터 출력된 상기 비편광된 광의 상기 나머지를 수용하고, 상기 제1 편광과 상기 특정 파장을 가진 상기 비편광된 광의 나머지의 성분들을 반사하고, 상기 제2 편광과 상기 특정 파장이 아닌 적어도 하나의 파장을 가진 상기 비편광된 광의 나머지의 모든 나머지 성분들을 재전달하는 제2 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 적어도 하나의 제2 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 반사된 상기 제1 편광과 상기 특정 파장을 가진 광을 수용하며, 상기 광을 상기 홀로그래픽 포커싱 장치를 포함하는 평면에 평행한 평면내에 방향설정된 디스플레이의 장치의 검출기 셀들에 포커싱하기 위한 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하는 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 제2 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단의 각각의 수단은 상기 홀로그래픽 포커싱 장치에 대하여 45도의 각도로 경사진 일루미네이션 장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린을 포함하는 일루미네이션 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 상기 홀로그래픽 포커싱 수단의 초점을 포함하는 평면내에서 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 실질적으로 평행하게 배치되는 일루미네이션 장치.
  32. 제30항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 복수의 색을 디스플레이하며, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 상기 복수의 색의 각각의 색에 대응되는 파장을 가진 편광된 광 비임을 상기 디스플레이 장치에 포커싱할 수 있는 일루미네이션 장치.
  33. 제28항에 있어서, 상기 디스플레이 수단을 경유하여 형성된 영상이 주사되는 주사 광학 장치를 부가로 포함하며, 상기 적어도 하나의 광학 장치는 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 입사되는 비편광된 광의 경로를 따라서 직렬로 배열되고, 상기 적어도 하나의 광학 장치의 각각의 장치는 상기 적어도 하나의 광학 장치 중의 모든 다른 장치로부터 반사된 편광되고 포커싱된 파장과는 다른 주어진 파장을 가진 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 상기 비편광된 광의 성분을 반사하고, 상기 주어진 파장과는 다른 적어도 하나의 파장을 가진 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 상기 편광된 광의 모든 나머지 성분들을 상기 적어도 하나의 광학 장치 중의 다른 인접한 장치의 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단에 재전달하며, 상기 적어도 하나의 광학장치는 상기 적어도 하나의 광학 장치 중의 각각의 장치로부터 출력된 포커싱되고 편광된 광이 상기 주사 광학 장치에 충돌하기 위해서 이동해야만 하는 거리가 동일하도록 배열되는 일루미네이션 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 장치 중의 각각의 장치로부터 출력된 포커싱되고 편광된 광 비임들은 대응하는 개적별 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린을 일루미네이트하는 일루미네이션 장치.
  35. 제28항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단, 상기 제2 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단 및 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 상기 비편광된 광을 왜곡시킬 수 있는 일루미네이션 장치.
  36. 제28항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단, 상기 제2 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단 및 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 주의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임들을 수렴하기 위한 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  37. 제28항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단, 상기 제2 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단 및 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 발산하기 위한 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  38. 디스플레이 장치를 일루미네이트하기 위한 일루미네이션 장치에 있어서, 비편광된 광을 방출하기 위한 비편광된 광원과, 프리즘과 광학 편차 수단의 사이에 샌드위치 되도록 그들의 공통 면상에 형성되고, 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 비편광된 광을 수용하며, 제1 편광을 가진 제1 편광된 광 비임과 제2 편광을 가진 제2 편광된 광 비임을 출력하기 위한 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단을 각각 포함하며, 상기 제2 편광은 상기 제1 편광에 대해 수직인 적어도 하나의 광학 장치와, 상기 광학 편차 수단의 면상에 형성된 홀로그래픽 장치와, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로부터 출력된 상기 제1 편광된 광 비임들과 상기 제2 편광된 광 비임들을 수용하고, 상기 제1 편광된 광 비임들과 상기 제2 편광된 광 비임들을 상기 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하는 평면에 평행한 평면내에 방향설정된 디스플레이 장치의 검출기 셀들에 포커싱하는 홀로그래픽 포커싱 수단을 포함하고, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단에 대하여 45도가 아닌 각도로 입사하는 비편광된 광은 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단에 대하여 45도 각도로 충돌하도록 상기 홀로그래픽 장치와 광학 편차 수단에 의해 편차되는 일루미네이션 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단은 상기 비편광된 광을 왜곡시키기 위해서 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 수직으로 방향 설정된 일루미네이션 장치.
  40. 제38항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린을 포함하는 일루미네이션 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 상기 홀로그래픽 포커싱 수단의 초점을 포함하는 평면내에서 상기 홀로그래픽 포커싱 수단에 실질적으로 평행하게 배치되는 일루미네이션 장치.
  42. 제40항에 있어서, 상기 공간적으로 광을 변조하는 액정 스크린은 복수의 색을 디스플레이하며, 상기 홀로그래픽 포커싱 수단은 상기 복수의 색의 각각의 색에 대응되는 파장을 가진 편광된 광 비임을 상기 디스플레이 장치에 포커싱할 수 있는 일루미네이션 장치.
  43. 제38항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 홀로그래픽 포커싱 수단 중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 수렴시키는 수단을 포함하는 일루미네이션 장치.
  44. 제38항에 있어서, 상기 제1 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단과 상기 홀로그래픽 포커싱 수단중의 적어도 하나는 그것에 입사하는 광 비임을 발산하는 수단을 포함하는 일루메이션 장치.
  45. 제38항에 있어서, 상기 디스플레이 수단을 경유하여 형성된 영상이 주사되는 주사 광학 장치를 부가로 포함하며, 상기 적어도 하나의 광학 장치의 각각의 장치의 상기 홀로그래픽 장치는 특정 파장을 가진 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 상기 비편광된 광의 성분을 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 장치에 대하여 45도의 각도로 향하게 하고, 상기 특정 파장과는 다른 적어도 하나의 파장을 가진 상기 비편광된 광원으로부터 방출된 상기 비편광된 광의 모든 나머지 성분을 상기 적어도 하나의 광학 장치 중의 다른 장치의 상기 홀로그래픽 장치로 향하게 하며, 상기 적어도 하나의 광학 장치의 각각의 장치를 위한 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로 향한 상기 비편광된 광의 상기 특정 파장은 상기 적어도 하나의 광학 장치의 모든 다른 장치의 상기 홀로그래픽 편광 비임 분리 수단으로 방향전환된 상기 비편광 광의 파장과는 다르며, 상기 적어도 하나의 광학 장치는 상기 적어도 하나의 광학 장치 중의 각각의 장치로부터 출력된 포커싱되고 편광된 광이 상기 주사 광학 장치에 충돌하기 위해서 이동해야만 하는 거리가 동일하도록 배열되는 일루미네이션 장치.
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