KR101942972B1 - 공간 광변조기, 이를 포함한 홀로그래피 영상 표시 장치 및 공간 광변조 방법 - Google Patents

공간 광변조기, 이를 포함한 홀로그래피 영상 표시 장치 및 공간 광변조 방법 Download PDF

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Abstract

공간 광변조기, 이를 포함한 홀로그래피 영상 표시 장치 및 공간 광변조 방법을 제공한다. 본 공간 광변조기는, 굴절률이 서로 다른 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 광굴절층 및 하면상에 배치되며, 광굴절층을 통해 입사된 광에 의해 표면 플라즈몬을 발생시키는 금속 박막을 포함하고, 제1 광이 상기 광굴절층에 입사되면, 제1 영역을 통해 반사된 광과 제2 영역을 통해 반사된 광은 위상차가 발생한다.

Description

공간 광변조기, 이를 포함한 홀로그래피 영상 표시 장치 및 공간 광변조 방법{Spatial light modulator, Apparatus for holography 3-dimensional display and Method for modulating spatial light}
본 개시는 표면 플라즈몬을 이용한 공간 광변조기, 이를 포함한 홀로그래피 영상 표시 장치 및 표면 플라즈몬을 이용한 공간 광변조 방법에 관한 것이다.
3차원 영상 표시장치는 보다 더 사실적이고 효과적으로 영상을 표현할 수 있어 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 요구되고 있으며, 이에 따라 3차원 영상을 구현하기 위한 방식으로 홀로그래피(holography)나 스테레오스코피(stereoscopy) 방식이 널리 연구되고 있다.
홀로그래피 방식은 피사체로부터의 빛과 간섭성이 있는 참조광을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용하는 것으로, 입체감 있는 영상을 구현하는 이상적인 디스플레이 방식이다. 1940년대 영국의 과학자 Dennis Gabor에 의해 홀로그래피가 제안 된 이후 수 많은 과학자들에 의해 홀로그래피의 연구가 진행되어 왔다. 현재 홀로그래피는 동화상 촬영을 위한 펄스 홀로그램, 넓은 공간 광경의 표시와 광 시야각을 가능하게 하는 스테레오 홀로그램, 대량 생산이 가능한 엠보스 홀로그램, 자연색을 표시하는 천연색 홀로그램, 디지털 촬상소자를 이용한 디지털 홀로그래피, 그리고 전자적인 홀로그램의 표시를 위한 전자 홀로그래피 등 여러 가지 기술이 개발 되고 있다. 1990년 이후 통용되고 있는 전자 홀로그래피는 차세대 영상기술로써 홀로그래피를 이용하는 방식을 연구하는 분야이다. 이는 원본 물체를 촬영한 영상을 화소별로 주사하여 전송하는 방식으로 홀로그램을 만들고 이 홀로그램에 포함된 데이터를 샘플링하여 전송하고, 이 전송된 데이터로부터 홀로그램을 복원하여 표시장치에 원본 대상물체를 복제하는 방식을 사용한다.
　하지만 홀로그램에 포함된 데이터 양은 현실적으로 샘플링하여 전송하기에는 너무 많은 양 이므로 현재까지 컴퓨터로 제작된 홀로그램을 만들어 이것을 전기 광학적 방식으로 표시하는 연구가 수행되고 있다.　또한 홀로그램 소자의 한계를 극복하기 위한 형태의 여러 가지 홀로그램 시스템이 연구 되고 있다. 일 예로 홀로그램의 계산 데이터 량을 줄이기 위하여 아이 트래킹(Eye-tracking)방식을 통해 홀로그램을 표시하는 방식이나, 공간 광변조기를 포함한 홀로그램 광학소자의 성능 및 홀로그램 기록방식을 개선하여 전자홀로그래피에 적용하는 연구가 수행되고 있다.
본 개시는 표면 플라즈몬을 이용하여 광의 위상을 변화시키는 공간 광변조기를 제공한다.
그리고, 본 개시는 표면 플라즈몬을 이용한 공간 광변조기가 적용된 3차원 홀로그래피 디스플레이를 제공한다.
또한, 본 개시는 표면 플라즈몬을 이용하여 광의 위상을 변화시키는 공간 변조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르는 공간 광변조기는 굴절률이 서로 다른 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 광굴절층; 및 상기 광굴절층의 하면상에 배치되며, 상기 광굴절층을 통해 입사된 광에 의해 표면 플라즈몬을 발생시키는 금속 박막;을 포함하고, 제1 광이 상기 광굴절층에 입사되면, 상기 제1 영역을 통해 반사된 광과 상기 제2 영역을 통해 반사된 광은 위상차가 발생한다.
그리고, 상기 제1 영역은 상기 제1 광이 입사하기 전에 홀로그램 정보가 포함된 제2 광의 조사에 의해 굴절률이 변한 영역일 수 있다.
또한, 상기 굴절률의 변화는 상기 제2 광의 세기에 따라 다를 수 있다.
그리고, 상기 광굴절층은, 바나듐(vanadium) 산화물 또는 광색성 물질(photochromic material)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속 박막의 하면에 배치되는 유전체층;을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광굴절층상에 배치되며, 상기 제1 광의 상기 금속 박막으로의 입사각을 조절하는 프리즘;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프리즘의 입사면은 상기 프리즘의 투과면과 평행한 면을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광굴절층상에 배치되며, 상기 제1 광의 상기 금속 박막으로의 입사각을 조절하는 복수 개의 프리즘이 정렬된 프리즘 어레이;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광굴절층상에 배치되며, 상기 광굴절층에 전기장이 형성되도록 전압이 인가되는 투명 전극;을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광굴절층은, 광굴절 결정, 광굴절 고분자, 광굴절 고분자 분산형 액정, 광굴절 액정, 모트 절연체 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명 전극상에 배치되며, 상기 제1 광의 상기 금속 박막으로의 입사각을 조절하는 프리즘;을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 위상차는 상기 제1 광이 투과되는 광굴절층의 굴절률에 따른 위상차와 표면 플라즈몬에 따른 위상차를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 유형에 따르는 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치는, 기록용 광을 조사하는 기록 광원부; 상기 기록 광원부에서 조사된 기록용 광을, 복수개로 공간 분할된 입체영상에 대응하는 홀로그램 정보가 포함되도록 시순차 변조하는 제1 공간 광변조기; 상기 복수 개에 대응하는 개수로 구획된 복수의 영역을 구비하며, 상기 변조된 기록용 광이 상기 복수의 영역 중 대응하는 영역에 촬상되어 홀로그램을 생성하는 상기 제 1항 내지 제 12항 중 어느 하나에 기재된 제2 공간 광변조기; 및 상기 제2 공간 광변조기에 면광을 생성, 조사하는 재생 광원부;를 포함한다.
그리고, 상기 제1 공간 광변조기에서 시순차적으로 변조된 기록용 광에 의해 생성된 홀로그램을 축소 복제하여 상기 제2 공간 광변조기 상의 복수의 영역 중 대응하는 위치로 전송하는 스캐닝 광학부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 유형에 따르는 공간 광변조 방법은, 금속 박막상에 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 광굴절층을 배치하는 단계; 및 상기 제1 영역에 홀로그램 정보가 포함된 제1 광을 조사시켜 상기 제1 영역의 굴절률을 변화시키는 단계; 및 제2 광을 상기 광굴절층에 입사시켜 상기 굴절층과 상기 금속 박막의 계면에 표면 플라즈몬을 발생시키고 상기 제1 영역을 통해 반사된 광과 상기 제2 영역을 통해 반사된 광간의 위상차를 발생시키는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 굴절률의 변화는 상기 제1 광의 세기에 따라 다를 수 있다.
또한, 상기 광굴절층은, 바나듐(vanadium) 산화물 또는 광색성 물질(photochromic material)로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 광굴절층은 전기장 형성된 상태에서 상기 제1 광에 의해 굴절률이 변하는 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 광굴절층은, 광굴절 결정, 광굴절 고분자, 광굴절 고분자 분산형 액정, 광굴절 액정, 모트 절연체 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 위상 차는 상기 제2 광이 투과한 광굴절층의 굴절률에 따른 위상차와 상기 표면 플라즈몬에 따른 위상차를 포함할 수 있다.
본 개시의 공간 광변조기는 굴절률이 서로 다른 영역을 포함하는 광굴절층을 이용하기 때문에 광의 위상 변조가 용이하다.
또한, 광굴절층과 금속 박막간의 표면 플라즈몬에 의해 광의 위상이 변조되기 때문에 부피가 작은 공간 광변조기의 구현이 가능하다.
그리고, 광굴절층의 굴절률의 제어로 광의 위상을 제어하기 때문에 위상 제어가 용이하다.
상기한 공간 광변조기를 적용하여 홀로그래피 영상 표시 장치의 공간 분해능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 공간 광변조기와 다른 형태의 프리즘을 포함하는 공간 광변조기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 어레이를 포함하는 공간 광변조기를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 광변조기를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공간 광변조기를 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공간 광변조기를 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기가 위상이 변화된 광을 출력하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기를 포함한 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치의 개략적인 구성을 보인 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시될 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기(10)를 도시한 도면이다.
도 1를 참조하면, 공간 광변조기(10)는 굴절률이 서로 다른 제1 영역(112)과 제2 영역(114)을 포함하는 광굴절층(110) 및 광굴절층(110)의 하면상에 배치되며, 광굴절층(110)을 통해 입사된 광에 의해 표면 플라즈몬을 발생시키는 금속 박막(120)을 포함한다.
광굴절층(110)은 입사된 광의 세기에 따라 굴절률이 변하는 물질로 형성될 수 있다. 도 1의 공간 광변조기(10)는 홀로그램 정보가 포함된 광이 광굴절층(110)에 기록되었다가 재생용 광(또는 '광'이라고 함)이 입사되어 홀로그램 영상에 대응되는 광이 출력되는 소자이다. 따라서, 재생용 광이 공간 광변조기(10)에 입사되기 전에 광굴절층(110)의 제1 영역(112)에는 홀로그램 정보가 포함된 광이 입사됨으로써 제1 영역(112)의 굴절률이 변화될 수 있다. 홀로그램 정복 포함된 광은 재생용 광과 동일한 방향으로 입사될 수 있다. 그리고 광굴절층(110)의 제1 영역(112)과 제2 영역(114)의 굴절률이 다르기 때문에 공간 광변조기(10)에 광이 입사되면, 제1 영역(112)을 통해 반사된 광과 제2 영역(114)을 통해 반사된 광은 위상차가 발생한다. 여기서 반사된 광은 홀로그램 영상에 대응되는 광이 된다.
광굴절층(110)은 바나듐(vanadium) 산화물이나 광색성 물질(photochromic material)등으로 형성될 수 있다. 바나듐 산화물은 온도에 따라 부도체에서 도체까지 다양한 특성을 가지고 있어서 상태변화에 따라 굴절률 변화가 크다. 상기와 같은 바나듐 산화물에 홀로그램 정보가 포함된 광을 조사시킬 때, 바나듐 산화물의 온도를 제어하여 굴절률 변화를 유도할 수 있다. 그리고 광색성 물질은 기록광에 따라 흡수 스펙트럼이 변화하는 물질이다. 그리하여 흡수 스펙트럼을 제어하여 굴절률 변화를 유도할 수 있다.
금속 박막(120)은 광굴절층(110)의 하면상에 배치되며, 표면 플라즈몬을 발생시키기 쉬운 금속일 수 있다. 예를 들어, 금속 박막(120)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al)과 같은 금속 재료로 이루어질 수 있다. 그 외에도 구리(Cu), 납(Pb), 인듐(In), 주석(Sn), 카드뮴(Cd) 등과 같은 금속을 사용할 수도 있다. 금속 박막(120)의 두께는 수백나노미터 이하일 수 있다.
광굴절층(110)으로 입사된 광은 투과되는 광굴절층(110)의 굴절률에 의해 위상이 변한다. 또한, 광굴절층(110)을 통해 금속 박막(120)에 광이 입사되면, 광, 광굴절층(110) 및 금속 박막(120)간의 관계가 표면 플라즈몬 발생 조건을 만족시키는 경우, 광굴절층(110)과 금속 박막(120)의 계면에서 표면 플라즈몬이 발생한다. 표면 플라즈몬은 금속 박막(120)과 광굴절층(110)의 계면을 따라 진행할 수 있는 전자기장의 모드(mode)로서 입사광의 에너지가 금속 박막(120)내의 자유전자를 여기시킨 결과로 발생하는 전하밀도 진동을 말한다. 이러한 표면 플라즈몬은 계면을 따라 진행하는 횡방향 자기(transverse magnetic) 편광 파로써 금속 박막(120)과 광굴절층(110)의 계면에서 최대값을 보이고, 금속 박막(120)의 표면에 수직한 방향으로는 지수함수적으로 감소한다. 상기한 표면 플라즈몬의 발생으로 인해 금속 박막(120)에서 광은 위상이 변화되어 반사된다.
또한, 금속 박막(120)에서 반사된 광은 다시 투과되는 광굴절층(110)의 제1 영역(112)을 투과하는지 또는 제2 영역(114)을 투과하는지 여부에 따라 위상이 추가적으로 변하여 외부로 출력된다.
따라서, 입사된 광은 광굴절층(110)의 굴절률에 따른 위상 변화와 표면 플라즈몬에 따른 위상 변화을 포함하는 위상의 변화로 공간 광변조기(10)에서 출력된다. 표면 플라즈몬도 광굴절층(110)의 굴절률에 따라 발생하므로, 광의 위상 변화는 광굴절층(110)의 굴절률로 제어할 수 있다.
예를 들어, 공간 광변조기(10)에 입사된 광의 파장이
Figure 112011080194840-pat00001
인 경우, 광의 금속 박막(120)에 도달하기 전의 제1 위상 변화(
Figure 112011080194840-pat00002
)는 하기 수학식 1과 같다.
Figure 112011080194840-pat00003
여기서, di는 광이 금속 박막(120)에 도달하기 전에 투과한 광굴절층(110)의 두께,
Figure 112011080194840-pat00004
은 금속 박막(120)에 도달하기 전에 투과한 광굴절층(110)의 굴절률의 변화량이며,
Figure 112011080194840-pat00005
는 광굴절층(110)을 지나는 각도이다. 따라서, 광이 광굴절층(110)에 입사하면, 광은 금속 박막(120)에 도달하기 전에 투과한 광굴절층(110)의 굴절률에 의해 제1 위상 변화가 발생한다.
광, 광굴절층(110)의 굴절률 및 금속 박막(120)의 굴절률 등에 의해 표면 플라즈몬 발생 조건이 성립되면, 광굴절층(110)과 금속 박막(120)의 계면에는 표면 플라즈몬이 발생한다. 그리고, 표면 플라즈몬에 의해 금속 박막(120)의 반사 계수는 하기 수학식 2와 같다.
Figure 112011080194840-pat00006
여기서, r12는 광굴절층(110)에 대한 금속 박막(120)의 반사계수, r13은 광굴절층(110)에 대한 유전체층(130)의 반사 계수, r23은 금속 박막(120)에 대한 유전체층(130)의 반사계수, kz2는 광굴절층(110)과 금속 박막(120)간의 계면에서 발생된 표면 플라즈몬의 진행 방향에 대한 파수(wave number)이고, d는 금속 박막(120)의 두께이다. 이에 따른 표면 플라즈몬의 위상(
Figure 112011080194840-pat00007
)은 하기 수학식 3과 같다.
Figure 112011080194840-pat00008
그리하여 표면 플라즈몬에 따른 광의 제2 위상 변화(
Figure 112011080194840-pat00009
)는 하기 수학식 4와 같다.
Figure 112011080194840-pat00010
여기서
Figure 112011080194840-pat00011
는 광굴절층(110)의 굴절률이고,
Figure 112011080194840-pat00012
는 광굴절층(110)의 굴절률 변화량이다.
또한, 금속 박막(120)에서 반사된 광은 광굴절층(110)을 통해 외부로 출력한다. 따라서, 금속 박막(120)에서 외부로 출력하기 전, 광은 광굴절층(110)에 의해 하기 수학식 3과 같은 제3 위상 변화(
Figure 112011080194840-pat00013
)를 갖는다.
Figure 112011080194840-pat00014
여기서, dr는 광이 금속 박막(120)에서 외부로 출력하기 입사된 광굴절층(110)의 두께, nr은 금속 박막(120)에 도달하기 전에 투과한 광굴절층(110)의 굴절률,
Figure 112011080194840-pat00015
는 광굴절층(110)을 지나는 광이 각도이다.
따라서, 공간 광변조기(10)에 의한 광의 위상 변화는 하기 수학식 6과 같다.
Figure 112011080194840-pat00016
상기와 같이, 광굴절층(110)의 굴절률과 표면 플라즈몬에 의해 공간 광변조기(10)에 입사된 광은 위상이 변하여 반사된다. 그리하여, 광이 광굴절층(110)의 굴절률이 상이한 제1 영역(112)과 제2 영역(114)에 입사되면 제1 영역(112)을 통해 반사된 광과 제2 영역(114)을 통해 반사된 광은 위상차가 발생한다. 상기한 위상차는 광굴절층(110)의 굴절률 차에 따른 위상차와 표면 플라즈몬의 반사계수 차에 따른 위상차를 포함할 수 있다.
그리하여, 굴절률이 서로 다른 영역을 포함하는 광굴절층(110)을 이용하면 공간에 따라 위상이 다른 광이 반사되기 때문에 광의 위상 변조가 용이하다. 또한, 광굴절층(110)과 금속 박막(120) 간의 표면 플라즈몬에 의해 광의 위상을 변조시키기 때문에 부피가 작은 공간 광변조기(10)의 구현이 가능하다.
그리고, 공간 광변조기(10)는 표면 플라즈몬의 발생 조건을 만족시키기 위해 선택적으로 금속 박막(120)의 하면상에 유전체층(130)이 더 배치될 수 있다. 유전체층(130)의 굴절률은 광굴절층(110)의 굴절률에 따라 다를 수 있으며, 유전체층(130)의 물질에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 광굴절층(110)만으도 금속 박막(120)에 표면 플라즈몬이 발생되거나 굴절률이 1인 유전체층(130)이 필요한 경우, 별도의 유전체층(130)이 마련되지 않아도 된다.
또한, 공간 광변조기(10)는 입사되는 광의 입사각을 조절하는 프리즘(140)을 더 포함할 수도 있다. 프리즘(140)은 광굴절층(110)상에 배치될 수 있다. 광굴절층(110)의 굴절률이 너무 크면, 광의 광굴절층(110)으로의 입사각을 아무리 크게하더라도 광이 광굴절층(110)에서 굴절된다. 그리하여 금속 박막(120)으로의 입사각이 작아져서 광은 원하는 각도로 금속 박막(120)에 입사되지 않는다. 따라서 광이 원하는 각도로 금속 박막(120)에 입사되도록 프리즘(140)을 사용할 수 있다. 광이 프리즘(140) 없이도 표면 플라즈몬 발생을 위한 각으로 입사될 수 있으면, 프리즘(140)이 필요 없음은 물론이다. 공간 광변조기(10)에 적용되는 프리즘(140)은 하나 일 수도 있다.
도 1에 도시된 프리즘(140)은 측단면이 삼각형 형태이다. 그러나, 프리즘(140)은 광의 금속 박막(120)에 입사되는 각의 요구 사항에 따라 다른 형태도 가능하다. 도 2는 도 1의 공간 광변조기(10)와 다른 형태의 프리즘(150)을 포함하는 공간 광변조기(20)를 도시한 도면이다. 프리즘(150)은 일반적으로 광의 입사면과 광의 투과면이 평행하지 않는 것이 일반적이다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 광의 입사면의 일부(151)는 광의 투과면(153)과 평행하고, 입사면의 나머지(152)가 광의 투과면(153)과 평행하지 않을 수 있다.
한편 프리즘의 크기는 공간 광변조기의 면적과 비례한다. 그리하여, 대면적의 공간 광변조기를 제조하기 위해서 크기가 큰 프리즘을 사용하여야 한다. 그러나, 공간 광변조기의 부피 증가를 피하기 위해 복수 개의 프리즘이 정렬된 프리즘 어레이를 사용할 수도 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 어레이를 포함하는 공간 광변조기(30)를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프리즘 어레이(160)를 이용하면 대면적을 갖는 공간 광변조기(30)라도 부피를 줄일 수 있다.
또한, 프리즘(140)과 그 프리즘(140)과 접하고 있는 물질, 예를 들어, 광굴절층(110), 기판(180, 270), 투명 전극(230)과 접합시키는 물질이 추가될 수 있다.
공간 광변조기는 제조의 편의를 도모하기 위해 기판이 더 필요할 수 있다. 도 4 및 도 5는 기판을 포함한 공간 광변조기(40, 50)를 도시한 도면이다. 기판(170, 180)은 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 유리 기판 또는 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(170) 상에 유전체층(130), 금속 박막(120), 광굴절층(110) 및 프리즘(140)을 순차적으로 적층시킴으로서 공간 광변조기(40)를 제조할 수 있다. 경우에 따라 유전체층(130) 및 프리즘(140) 중 적어도 하나는 적층되지 않아도 된다.
또는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(180)의 상면상에 프리즘(140)을 적층하고, 기판(180)의 하면상에 광굴절층(110), 금속 박막(120) 및 유전체층(130)을 순차적으로 적층할 수도 있다. 여기서도 경우에 따라 프리즘(140) 및 유전체층(130) 중 적어도 하나는 적층되지 않아도 된다. 도 4 및 도 5에서는 하나의 기판이 포함된 공간 광변조기를 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 공간 광변조기는 두 개 이상의 기판을 포함할 수도 있다.
앞서 설명한 공간 광변조기의 광굴절층은 전압 인가 없이도 일부 영역의 굴절률을 변화시켰다. 이하에서는 전압 인가와 함께 광굴절층의 굴절률을 변화시킬 수 있는 공간 광변조기에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 광변조기(60)를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 공간 광변조기(60)는 굴절률이 서로 다른 제1 영역(212)과 제2 영역(214)을 포함하는 광굴절층(210), 광굴절층(210)의 하면상에 배치되며 입사된 광에 의해 표면 플라즈몬이 발생되는 금속 박막(220) 및 광굴절층(210)의 상면상 배치되는 투명 전극(230)을 포함한다.
광굴절층(210)은 굴절률이 서로 다른 제1 영역(212)과 제2 영역(214)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 재생용 광이 공간 광변조기(60)에 입사되기 전, 광굴절층(210)에 전기장이 형성된 상태에서 제1 영역(212)에 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광이 입사됨으로써 제1 영역(212)의 굴절률이 변화될 수 있다. 그리하여, 광굴절층(210)에 광이 입사되면 광굴절층(210)의 제1 영역(212)을 통해 반사된 광과 제2 영역(214)을 통해 반사된 광은 위상차가 발생한다.
광굴절층(210)은 전기장이 형성된 상태에서 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광의 세기에 의해 굴절률이 변화될 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광굴절층(210)은 Fe:LiNbO3, Fe:KnbO3, Bi12SiO20, Bi12GeO20, SBN등과 같은 광굴절 결정(photorefractive crystal), 광굴절 고분자(photorefractive polymer), 광굴절 고분자 분산형 액정(photorefractive PDLC), 광굴절 액정(photorefractive LC), VO2와 같은 모드 절연체(Mott insulator) 등으로 형성될 수 있다.
금속 박막(220)은 표면 플라즈몬을 발생시키기 쉬운 금속일 수 있다. 예를 들어, 금속 박막(120)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al)과 같은 금속 재료로 이루어질 수 있다. 그 외에도 구리(Cu), 납(Pb), 인듐(In), 주석(Sn), 카드뮨(Cd) 등과 같은 금속을 사용할 수도 있다. 이러한 금속 박막(220)은 표면 플라즈몬의 진행 경로의 역할도 하지만, 전원에 연결되어 광굴절층(210)에 전기장을 형성하는 전극의 역할도 할 수 있다. 금속 박막(220)의 두께는 수백나노미터 이하일 수 있다.
투명 전극(230)은 알루미늄(Al), 금(Au) 및 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않고, 투명한 재질의 전극이면 어느 것이나 사용 가능하다. 여기서, 금속 박막이 또 다른 전극으로 기능할 수도 있다. 그리하여, 금속 박막(120)과 투명 전극(230)에 전압이 인가되면, 광굴절층(210)에는 전기장이 형성된다.
그리고, 공간 광변조기(60)는 표면 플라즈몬의 발생 조건을 만족시키기 위해 선택적으로 금속 박막(240)의 하면상에 유전층이 더 배치될 수 있다. 유전체층(240)의 굴절률은 광굴절층(210)의 굴절률에 따라 다를 수 있으며, 유전체층(240)의 물질에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 광굴절층(210)만으도 금속 박막(210)에 표면 플라즈몬이 발생되거나 굴절률이 1인 유전체층이 필요한 경우, 별도의 유전체층(240)이 마련되지 않아도 된다.
또한, 공간 광변조기(60)는 입사되는 광의 입사각을 조절하는 프리즘(250)을 더 포함할 수 있다. 프리즘(250)은 투명 전극(230)상에 배치될 수 있다. 프리즘(250)은 측단면이 삼각형 형태이외에도 입사각을 조절할 수 있으면 다른 형태도 가능할 수 있다. 입사광이 프리즘(250) 없이도 표면 플라즈몬 발생을 위한 각으로 입사될 수 있으면, 프리즘(250)이 필요 없음은 물론이다. 공간 광변조기에 적용되는 프리즘은 하나 일 수도 있다. 프리즘의 크기는 공간 광변조기의 면적과 비례한다. 그리하여, 대면적의 공간 광변조기를 제조하기 위해서 크기가 큰 프리즘을 사용하여야 하는데, 공간 광변조기의 부피 증가를 피하기 위해 복수 개의 프리즘이 정렬된 프리즘 어레이를 사용할 수도 있다.
공간 광변조기는 제조의 편의를 도모하기 위해 기판이 더 필요할 수 있다. 도 7 및 도 8은 기판을 포함한 공간 광변조기(70, 80)를 도시한 도면이다. 기판(260, 270)은 투명한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 유리 기판 또는 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기판(260)의 상면상에 유전체층(240), 금속 박막(220), 광굴절층(210), 투명 전극(230) 및 프리즘(250)을 순차적으로 적층시킴으로서 공간 광변조기(70)를 제조할 수 있다. 경우에 따라 유전체층(240) 및 프리즘(250) 중 적어도 하나는 적층되지 않아도 무방하다.
또는, 도 8에 도시된 광변조기(80)에서는 기판(270)의 상면에 프리즘(250)을 적층하고, 기판(270)의 하면에 투명 전극(230), 광굴절층(210), 금속 박막(220) 및 유전체층(240)을 순차적으로 적층할 수도 있다. 여기서도 경우에 따라 프리즘(250) 및 유전체층(240) 중 적어도 하나는 적층되지 않아도 무방하다. 도 7 및 도 8에서는 하나의 기판이 포함된 공간 광변조기를 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 공간 광변조기는 두 개 이상의 기판을 포함할 수도 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기가 위상이 변화된 광을 출력하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 공간 광변조기(10') 중 금속 박막(120) 상에 배치된 광굴절층(300)의 일부 영역에 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광이 조사된다. 광굴절층(300)은 전기장이 형성되지 않는 상태에서 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광의 세기에 의해 굴절률이 변하는 물질 예를 들어, 바나듐(vanadium) 산화물 또는 광색성 물질(photochromic material)로 형성될 수 있다. 상기와 같은 경우 광굴절층(300)상에 투명 전극이 필요하지 않는다. 또는 광굴절층(300)은 전기장 형성된 상태에서 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광에 의해 굴절률이 변하는 물질 예를 들어, 광굴절 결정, 광굴절 고분자, 광굴절 고분자 분산형 액정, 광굴절 액정, 모트 절연체 중 적어도 하나로 형성될 수도 있다. 상기와 같은 광굴절층(300)상에 투명 전극(미도시)이 배치될 수 있다.
광굴절층(300)의 일부 영역에 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광이 조사되면, 도 9b에 도시된 바와 같이, 일부 영역에 대한 굴절률이 변화되어 광굴절층(110)은 굴절률이 서로 다른 복수 개의 영역을 포함한다. 광굴절층(110) 중 굴절률이 변한 영역을 제1 영역(112)이라고 하고, 굴절률이 변하지 않는 영역을 제2 영역(114)이라고 한다. 도 9b에서는 도 1의 공간 광변조기(10)가 도시되어 있으나 이에 한정되지 않는다. 앞서 설명한 공간 광변조기 모두에 적용될 수 있다. 광굴절층(110)의 굴절률은 홀로그램 정보가 포함된 기록용 광의 세기에 따라 다르게 변할 수 있다.
광굴절층(110)에 재생용 광이 입사되면, 광굴절층(110)과 금속 박막(120)의 계면에 표면 플라즈몬을 발생하고 제1 영역(112)을 통해 반사된 광과 제2 영역(114)을 통해 반사된 광간의 위상차가 발생한다. 상기한 위상차는 광이 투과한 광굴절층(110)의 굴절률에 따른 위상차와 표면 플라즈몬에 따른 위상차를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 공간 광변조기는 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기를 포함한 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치(500)의 개략적인 구성을 보인 사시도이다. 도면을 참조하면, 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치(500)는 기록용 광을 조사하는 기록 광원부(510), 기록 광원부(510)에서 조사된 기록용 광을, 복수개로 공간 분할된 입체영상에 대응하는 홀로그램 정보에 따라 시순차 변조하는 전기적으로 어드레싱되는 공간 광변조기 (Electrically addressable spatial light modulator, 이하 'EASLM'이라 함) (520), 상기 복수개에 대응하는 개수로 구획된 복수의 영역을 구비하며, 상기 변조된 기록용 광이 상기 복수의 영역 중 대응하는 영역에 촬상되어 홀로그램을 생성하는 광학적 어드레스 공간 광변조기 (optically addressable spatial light modulator, 이하 'OASLM'이라 함) (540), EASLM(520)에서 시순차적으로 변조된 기록용 광을 OASLM(540) 상의 복수의 영역 중 대응하는 위치로 전송하는 스캐닝 광학부(530), OASLM(540)에 면광을 생성, 조사하는 재생 광원부(550)를 포함한다.
기록 광원부(510)으로는 가간섭성의 레이저 및 가간섭성이 없는 광원을 사용할 수 있다. 기록 광원부(510)은 OASLM(540)의 공간 분해능을 높이기 위해, 파장이 짧은 광으로서, 청색 또는 i-line 대역의 파장의 광을 조사하도록 구성될 수 있다.
EASLM(520)은 기록 광원부(510)에서 조사된 기록용 광을 홀로그램 정보에 따라 변조하는 것으로, DMD(digital micromirror device), LCoS(liquid crystal on silicon), LCD(liquid crystal device) 중 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. EASLM(520)에 제공되는 홀로그램 정보는 예를 들어, 컴퓨터 생성 홀로그램(computer generated hologram)일 수 있다. 따라서, EASLM에서 출력되는 광은 홀로그램 정보가 포함된 재생용 광이 된다.
OASLM(540)은 EASLM(520)에서 변조된 광이 촬상되어 홀로그램을 생성하는 것으로, 도 1 내지 도 8에 도시된 공간 광변조기(10~80)가 적용될 수 있다.
스캐닝 광학부(530)는 EASLM(520)에의 홀로그램을 OASLM(540)으로 전송하기 위해 마련되는 것이다. 실시예의 스캐닝 광학부(530)는 홀로그램을 OASLM(540)에 축소 복제하는 광학계로서, 또한, 공간적으로 작은 부피를 점하는, 보다 슬림한 구조가 되는 광학계 구성을 채택하고 있다. 이를 위하여, 스캐닝 광학부(530)는 투사광학부(531), 변조된 기록용 광의 진행 방향을 조절 제어하는 스캐닝 능동광학소자(533), 스캐닝 능동광학소자(533)를 경유하여 입사되는 변조된 기록용 광을 내부 전반사에 의해 가이드하여 소정 위치에서 출사하는 빔 폴딩(beam-folding) 광학판(535), 빔 폴딩 광학판(535)에서 출사되는 변조된 기록용 광의 방향을 조준하는 지향성 광학판(537)을 포함하여 구성될 수 있다.
재생 광원부(550)은 OASLM(540)에 형성된 홀로그램에 재생용 광을 조명한다. 재생 광원부(550)은 광원(551) 및 OASLM(540)과 마주하게 배치되며 광원(551)으로부터 입사된 광을 OASLM(540)으로 출사하는 투명 광학판(553)을 포함할 수 있다. 그러면 OASLM(540)은 OASLM(540)에 형성된 홀로그램과 재생용 광의 작용으로부터 홀로그램 영상을 출력한다. 그리하여, 재생 광원부(550)에서 OASLM(540)에 조사된 광은 도 1 내지 도 8에서 설명한 재생용 광에 해당한다.
상기와 같이, 표면 플라즈몬이 발생되는 공간 광변조기를 적용하기 때문에 공간 분해능이 높은 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치를 구현할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 : 공간 광변조기
110, 210 : 광굴절층 112, 212 : 제1 영역
114, 214 : 제2 영역 120, 220 : 금속 박막
130, 240 : 유전체층 230: 투명 전극
140, 150 : 프리즘 160 : 프리즘 어레이
500: 홀로그래피 3차원 입체 영상 표시 장치
510: 기록 광원 520: EASLM
530: 스캐닝 광학부 540: OASLM
550: 재생 광원부

Claims (20)

  1. 굴절률이 서로 다른 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 광굴절층; 및
    상기 광굴절층의 하면상에 배치되며, 상기 광굴절층을 통해 입사된 광에 의해 표면 플라즈몬을 발생시키는 금속 박막;을 포함하고,
    상기 제1 영역의 하면과 상기 제2 영역의 하면 각각은 상기 금속 박막과 접하고, 제1 위상을 갖는 제1 광이 상기 광굴절층에 입사되면, 제2 위상을 갖는 제2 광이 상기 제1 영역을 통해 반사되고, 상기 제2 위상과 다른 제3 위상을 갖는 제3 광이 상기 제2 영역을 통해 반사되는 공간 광변조기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 제1 광이 입사하기 전에 홀로그램 정보가 포함된 제4 광의 조사에 의해 굴절률이 변한 영역인 공간 광변조기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 굴절률의 변화는 상기 제4 광의 세기에 따라 다른 공간 광변조기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광굴절층은,
    바나듐(vanadium) 산화물 또는 광색성 물질(photochromic material)로 형성된 공간 광변조기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 박막의 하면에 배치되는 유전체층;을 더 포함하는 공간 광변조기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광굴절층상에 배치되며, 상기 제1 광의 상기 금속 박막으로의 입사각을 조절하는 프리즘;을 더 포함하는 공간 광변조기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프리즘의 입사면은 상기 프리즘의 투과면과 평행한 면을 포함하는 공간 광변조기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광굴절층상에 배치되며, 상기 제1 광의 상기 금속 박막으로의 입사각을 조절하는 복수 개의 프리즘이 정렬된 프리즘 어레이;를 더 포함하는 공간 광변조기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광굴절층상에 배치되며, 상기 광굴절층에 전기장이 형성되도록 전압이 인가되는 투명 전극;을 더 포함하는 공간 광변조기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광굴절층은,
    광굴절 결정, 광굴절 고분자, 광굴절 고분자 분산형 액정, 광굴절 액정, 모트 절연체 중 적어도 하나로 형성된 공간 광변조기.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 투명 전극상에 배치되며, 상기 제1 광의 상기 금속 박막으로의 입사각을 조절하는 프리즘;을 더 포함하는 공간 광변조기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 위상과 상기 제3 위상간의 위상차는,
    상기 제1 광이 투과되는 광굴절층의 굴절률에 따른 위상차와 표면 플라즈몬에 따른 위상차를 포함하는 공간 광변조기.
  13. 기록용 광을 조사하는 기록 광원부;
    상기 기록 광원부에서 조사된 기록용 광을, 복수개로 공간 분할된 입체영상에 대응하는 홀로그램 정보가 포함되도록 시순차 변조하는 제1 공간 광변조기;
    상기 복수 개에 대응하는 개수로 구획된 복수의 영역을 구비하며, 상기 변조된 기록용 광이 상기 복수의 영역 중 대응하는 영역에 촬상되어 홀로그램을 생성하는 상기 제 1항 내지 제 12항 중 어느 하나에 기재된 제2 공간 광변조기; 및
    상기 제2 공간 광변조기에 면광을 생성, 조사하는 재생 광원부;를 포함하는 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 공간 광변조기에서 시순차적으로 변조된 기록용 광에 의해 생성된 홀로그램을 축소 복제하여 상기 제2 공간 광변조기 상의 복수의 영역 중 대응하는 위치로 전송하는 스캐닝 광학부;를 더 포함하는 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치.
  15. 금속 박막상에 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 광굴절층을 배치하는 단계; 및
    상기 제1 영역에 홀로그램 정보가 포함된 제1 광을 조사시켜 상기 제1 영역의 굴절률을 변화시키는 단계; 및
    제1 위상을 갖는 제2 광을 상기 광굴절층에 입사시켜 상기 광굴절층과 상기 금속 박막의 계면에 표면 플라즈몬을 발생시키고 상기 제1 영역을 통해 반사된 제2 위상을 갖는 제3 광과 상기 제2 영역을 통해 반사된 제3 위상을 갖는 제4 광을 발생시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 영역의 하면과 상기 제2 영역의 하면 각각은 상기 금속 박막에 접하는 공간 광변조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 굴절률의 변화는 상기 제1 광의 세기에 따라 다른 공간 광변조 방법
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 광굴절층은,
    바나듐(vanadium) 산화물 또는 광색성 물질(photochromic material)로 형성된 공간 광변조 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 광굴절층은 전기장 형성된 상태에서 상기 제1 광에 의해 굴절률이 변하는 물질로 형성된 공간 광변조 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 광굴절층은,
    광굴절 결정, 광굴절 고분자, 광굴절 고분자 분산형 액정, 광굴절 액정, 모트 절연체 중 적어도 하나로 형성된 공간 광변조 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 제2 위상과 상기 제3 위상간의 위상차는,
    상기 제2 광이 투과한 광굴절층의 굴절률에 따른 위상차와 상기 표면 플라즈몬에 따른 위상차를 포함하는 공간 광변조 방법.
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Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8908995B2 (en) 2009-01-12 2014-12-09 Intermec Ip Corp. Semi-automatic dimensioning with imager on a portable device
US9779546B2 (en) 2012-05-04 2017-10-03 Intermec Ip Corp. Volume dimensioning systems and methods
US10007858B2 (en) 2012-05-15 2018-06-26 Honeywell International Inc. Terminals and methods for dimensioning objects
US10321127B2 (en) 2012-08-20 2019-06-11 Intermec Ip Corp. Volume dimensioning system calibration systems and methods
US9939259B2 (en) 2012-10-04 2018-04-10 Hand Held Products, Inc. Measuring object dimensions using mobile computer
US20140104413A1 (en) 2012-10-16 2014-04-17 Hand Held Products, Inc. Integrated dimensioning and weighing system
US9080856B2 (en) 2013-03-13 2015-07-14 Intermec Ip Corp. Systems and methods for enhancing dimensioning, for example volume dimensioning
CN103235461B (zh) * 2013-04-25 2016-09-07 京东方科技集团股份有限公司 一种3d显示装置
US10228452B2 (en) 2013-06-07 2019-03-12 Hand Held Products, Inc. Method of error correction for 3D imaging device
US9549224B2 (en) * 2013-08-07 2017-01-17 Rovi Guides, Inc. Methods and systems for presenting supplemental content in media assets
US9464885B2 (en) 2013-08-30 2016-10-11 Hand Held Products, Inc. System and method for package dimensioning
KR102188077B1 (ko) 2013-12-11 2020-12-07 삼성전자주식회사 빔 결합/분배 변조기. 이를 이용한 디스플레이 장치, 및 공간 광 변조 방법
CN104020589B (zh) * 2014-05-27 2017-05-24 南昌大学 一种石墨烯电光调制器结构
WO2016019009A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Method for forming a multiple charge generating photorefractive polymer composite for hologram writing
US9823059B2 (en) 2014-08-06 2017-11-21 Hand Held Products, Inc. Dimensioning system with guided alignment
US9779276B2 (en) 2014-10-10 2017-10-03 Hand Held Products, Inc. Depth sensor based auto-focus system for an indicia scanner
US10810715B2 (en) 2014-10-10 2020-10-20 Hand Held Products, Inc System and method for picking validation
US10775165B2 (en) 2014-10-10 2020-09-15 Hand Held Products, Inc. Methods for improving the accuracy of dimensioning-system measurements
US9762793B2 (en) 2014-10-21 2017-09-12 Hand Held Products, Inc. System and method for dimensioning
US10060729B2 (en) 2014-10-21 2018-08-28 Hand Held Products, Inc. Handheld dimensioner with data-quality indication
US9557166B2 (en) * 2014-10-21 2017-01-31 Hand Held Products, Inc. Dimensioning system with multipath interference mitigation
US9752864B2 (en) 2014-10-21 2017-09-05 Hand Held Products, Inc. Handheld dimensioning system with feedback
US9897434B2 (en) 2014-10-21 2018-02-20 Hand Held Products, Inc. Handheld dimensioning system with measurement-conformance feedback
US9786101B2 (en) 2015-05-19 2017-10-10 Hand Held Products, Inc. Evaluating image values
US10066982B2 (en) 2015-06-16 2018-09-04 Hand Held Products, Inc. Calibrating a volume dimensioner
US9857167B2 (en) 2015-06-23 2018-01-02 Hand Held Products, Inc. Dual-projector three-dimensional scanner
US20160377414A1 (en) 2015-06-23 2016-12-29 Hand Held Products, Inc. Optical pattern projector
US9835486B2 (en) 2015-07-07 2017-12-05 Hand Held Products, Inc. Mobile dimensioner apparatus for use in commerce
EP3118576B1 (en) 2015-07-15 2018-09-12 Hand Held Products, Inc. Mobile dimensioning device with dynamic accuracy compatible with nist standard
US10094650B2 (en) 2015-07-16 2018-10-09 Hand Held Products, Inc. Dimensioning and imaging items
US20170017301A1 (en) 2015-07-16 2017-01-19 Hand Held Products, Inc. Adjusting dimensioning results using augmented reality
US10249030B2 (en) 2015-10-30 2019-04-02 Hand Held Products, Inc. Image transformation for indicia reading
US10225544B2 (en) 2015-11-19 2019-03-05 Hand Held Products, Inc. High resolution dot pattern
US10025314B2 (en) 2016-01-27 2018-07-17 Hand Held Products, Inc. Vehicle positioning and object avoidance
US10116907B2 (en) * 2016-03-29 2018-10-30 The Boeing Company Methods, systems and apparatuses for optically addressed imaging system
US10209675B2 (en) 2016-03-29 2019-02-19 The Boeing Company Methods, systems and apparatuses for optically addressed holographic imaging system
US10339352B2 (en) 2016-06-03 2019-07-02 Hand Held Products, Inc. Wearable metrological apparatus
US9940721B2 (en) 2016-06-10 2018-04-10 Hand Held Products, Inc. Scene change detection in a dimensioner
US10163216B2 (en) 2016-06-15 2018-12-25 Hand Held Products, Inc. Automatic mode switching in a volume dimensioner
US10909708B2 (en) 2016-12-09 2021-02-02 Hand Held Products, Inc. Calibrating a dimensioner using ratios of measurable parameters of optic ally-perceptible geometric elements
US11047672B2 (en) 2017-03-28 2021-06-29 Hand Held Products, Inc. System for optically dimensioning
KR102511056B1 (ko) 2017-05-23 2023-03-16 삼성전자주식회사 홀로그램 재생 장치 및 그 제어 방법
US10733748B2 (en) 2017-07-24 2020-08-04 Hand Held Products, Inc. Dual-pattern optical 3D dimensioning
KR102353472B1 (ko) * 2017-09-07 2022-01-19 엘지디스플레이 주식회사 액정캡슐을 포함하는 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101975698B1 (ko) * 2018-01-22 2019-05-07 경희대학교 산학협력단 모트 절연체 패턴을 포함하는 시야각 제어 시트 및 그를 포함하는 표시 장치
US10584962B2 (en) 2018-05-01 2020-03-10 Hand Held Products, Inc System and method for validating physical-item security
CN110083042B (zh) * 2019-05-07 2020-02-11 北京航空航天大学 一种基于两个空间光调制器有效利用的大尺寸全息显示方法
US11639846B2 (en) 2019-09-27 2023-05-02 Honeywell International Inc. Dual-pattern optical 3D dimensioning
CN116413840A (zh) * 2021-12-29 2023-07-11 宁波激智科技股份有限公司 一种光学功能薄膜

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080138013A1 (en) * 2004-04-23 2008-06-12 Parriaux Olivier M High Efficiency Optical Diffraction Device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273503A (ja) 1992-03-27 1993-10-22 Rikagaku Kenkyusho 空間光変調器および空間光変調方法
JP3433119B2 (ja) 1998-09-21 2003-08-04 日本電信電話株式会社 電気光学材料、それを用いた光素子および位相空間光変調器
JP4087545B2 (ja) 1999-03-02 2008-05-21 富士フイルム株式会社 光メモリ装置および光演算装置
JP3402253B2 (ja) 1999-05-14 2003-05-06 日本電気株式会社 光変調素子及びそれを用いた光源と表示装置ならびにその駆動方法
KR101071490B1 (ko) 2009-09-14 2011-10-10 한양대학교 산학협력단 광변조기 및 광변조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080138013A1 (en) * 2004-04-23 2008-06-12 Parriaux Olivier M High Efficiency Optical Diffraction Device

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US9158279B2 (en) 2015-10-13
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