KR102299367B1

KR102299367B1 - 홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102299367B1
Application number: KR1020140178716A
Authority: KR
Inventors: 김선일; 알렉산더 브이. 모로조브; 앤드레이 엔. 푸틸린; 세르게이 이. 두바이닌; 게르만 비. 두비닌; 세르게이 에스. 코펜킨; 유리 피. 보로딘; 안중권; 최칠성; 이홍석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2021-09-07
Also published as: KR20160060522A; RU2014146782A; RU2592147C2

Abstract

양안 홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 양안 홀로그래픽 디스플레이 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 간섭성 조명광을 제공하는 광원부; 및 상기 광원부에서 제공되는 조명광이 입사하는 입광면 및 상기 입사한 조명광을 방출시키는 출광면을 구비하는 투명한 도광판;을 포함할 수 있으며, 광원부는 도광판에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 빔 편향기를 포함할 수 있다.

Description

홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치 {Backlight unit for holographic display apparatus and holographic display apparatus including the same}

개시된 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 시역에 시점이 상이한 홀로그래픽 영상을 각각 제공하는 양안 홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 양안 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.

그런데, 완전한 홀로그래픽 디스플레이 방식을 구현하기 위해서는 매우 높은 해상도의 공간 광변조기 및 매우 많은 데이터 처리량이 필요하다. 최근에는 데이터 처리량 및 해상도의 조건을 완화하기 위하여, 관찰자의 양안에 해당하는 시역에만 각각 홀로그램 영상을 제공하는 양안 홀로그램(binocular hologram) 방식이 제안되고 있다. 예를 들어, 관찰자의 좌안 시역에 해당하는 시점을 갖는 홀로그램 영상과 관찰자의 우안 시역에 해당하는 시점을 갖는 홀로그램 영상만을 생성하여 관찰자의 좌안과 우안에 각각 제공하는 것이다. 이 경우, 나머지 시점들에 대한 홀로그램 영상들을 생성하지 않아도 되기 때문에 데이터 처리량을 크게 줄일 수 있으며, 현재 상용화된 디스플레이 장치로도 공간 광변조기의 해상도 조건을 만족할 수 있다.

2개의 시역에 시점이 상이한 홀로그래픽 영상을 각각 제공하는 양안 홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛을 제공한다.

또한, 상기 백라이트 유닛을 포함하는 양안 홀로그래픽 디스플레이 장치를 제공한다.

일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 조명광을 제공하는 광원부; 상기 광원부에서 제공되는 조명광이 입사하는 입광면 및 상기 입사한 조명광을 방출시키는 출광면을 구비하는 투명한 도광판; 상기 도광판의 입광면에 입사하는 조명광을 도광판의 내부로 진행시키는 입력 커플러; 및 상기 도광판의 출광면에 배치되어 조명광을 도광판의 외부로 방출시키는 출력 커플러;를 포함할 수 있으며, 상기 광원부는 상기 도광판에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 빔 편향기를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 광원부는 제 1 시역에 제 1 조명광을 제공하는 제 1 광원부 및 제 1 시역과 상이한 제 2 시역에 제 2 조명광을 제공하는 제 2 광원부를 포함하며, 상기 입광면은 상기 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면 및 상기 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함하고, 상기 입력 커플러는 제 1 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 1 입력 커플러 및 제 2 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 2 입력 커플러를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 입광면과 제 2 입광면은 상기 도광판의 서로 반대쪽에 각각 배치될 수 있으며, 상기 제 1 광원부는 상기 제 1 입광면에 대향하여 배치될 수 있고, 상기 제 2 광원부는 상기 제 2 입광면에 대향하여 배치될 수 있다.

또한, 상기 도광판은 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 동일한 출광면을 통해 방출되도록 구성되어 있으며, 상기 출력 커플러는 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 서로 다른 각도로 방출되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 광원부는, 제 1 조명광을 발생시키는 제 1 광원; 제 1 조명광을 평행빔으로 만드는 제 1 콜리메이터; 제 1 조명광의 빔경을 증가시키는 제 1 빔확장기; 및 상기 제 1 입광면에 입사하는 제 1 조명광의 입사각을 조절하는 제 1 빔 편향기;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 광원부는, 제 2 조명광을 발생시키는 제 2 광원; 제 2 조명광을 평행빔으로 만드는 제 2 콜리메이터; 제 2 조명광의 빔경을 증가시키는 제 2 빔확장기; 및 상기 제 2 입광면에 입사하는 제 2 조명광의 입사각을 조절하는 제 2 빔 편향기;를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 광원은 간섭성 백색광을 방출하도록 구성될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 광원부는, 조명광을 발생시키는 광원; 조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터; 조명광의 빔경을 증가시켜 상기 빔 편향기에 제공하는 빔확장기; 및 상기 빔 편향기로부터 오는 조명광을 제 1 조명광과 제 2 조명광으로 분할하는 빔스플리터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 입광면은 상기 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면 및 상기 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함하고, 상기 입력 커플러는 제 1 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 1 입력 커플러 및 제 2 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 2 입력 커플러를 포함할 수 있다.

상기 제 1 입광면과 제 2 입광면은 상기 도광판의 서로 반대쪽에 각각 배치될 수 있다.

상기 도광판은 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 동일한 출광면을 통해 방출되도록 구성될 수 있으며, 상기 출력 커플러는 상기 제 1 조명광이 제 1 시역으로 방출되고 제 2 조명광이 제 1 시역과 상이한 제 2 시역으로 방출되도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 광원부는, 조명광을 발생시키는 광원; 조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터; 조명광의 빔경을 증가시키는 빔확장기; 및 상기 빔확장기로부터 오는 조명광을 제 1 조명광과 제 2 조명광으로 분할하는 빔스플리터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 빔 편향기는 제 1 조명광의 입사각을 조절하는 제 1 빔 편향기 및 제 2 조명광의 입사각을 조절하는 제 2 빔 편향기를 포함하며, 상기 입광면은 상기 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면 및 상기 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함하고, 상기 입력 커플러는 제 1 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 1 입력 커플러 및 제 2 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 2 입력 커플러를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 광원부는, 조명광을 발생시키는 광원; 조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터; 및 조명광의 빔경을 증가시켜 상기 빔 편향기에 제공하는 빔확장기;를 더 포함할 수 있다.

상기 빔 편향기는 서로 다른 제 1 시역과 제 2 시역에 순시적으로 번갈아 조명광을 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 입광면 및 입력 커플러는 상기 도광판의 한쪽 가장자리에 배치될 수 있으며, 상기 광원부는 상기 도광판의 입광면에 대향하여 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 시역과 제 2 시역은 수평 방향으로 서로 다른 위치에 위치하고 있으며, 상기 광원부는 상기 도광판의 수직 방향으로 배치된 상부측 가장자리 또는 하부측 가장자리에 배치될 수 있다.

또한, 상기 광원부는 상기 빔 편향기에 의해 편향되는 조명광을 서로 다른 제 1 시역과 제 2 시역에 순시적으로 번갈아 제공하도록 구성되는 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 백라이트 유닛은 상기 출력 커플러에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(achromatization element)를 더 포함할 수 있다.

상기 입력 커플러 및 출력 커플러는 회절 패턴을 갖는 홀로그램 격자 또는 주기적인 굴절률 분포를 갖는 포토 폴리머를 포함할 수 있다.

상기 입력 커플러와 출력 커플러는 상기 도광판의 서로 대향하는 제 1 표면과 제 2 표면에 각각 배치되어 있으며, 상기 입력 커플러는 상기 제 1 표면의 가장자리 영역에 배치되고 상기 출력 커플러는 상기 제 2 표면의 중심 영역에 배치될 수 있다.

한편, 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 상술한 구성을 갖는 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛에서 제공되는 조명광을 변조하여 홀로그래픽 영상을 형성하는 공간 광변조기;를 포함할 수 있다.

상기 홀로그래픽 디스플레이 장치는, 관찰자의 동공 위치를 추적하는 시선 추적부를 더 포함하며, 상기 빔 편향기는 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 상기 도광판에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하도록 구성될 수 있다.

개시된 실시예에 따른 백라이트 유닛은 빛의 진행 각도를 변경시킬 수 있는 빔 편향기를 포함하기 때문에, 양안 홀로그래픽 디스플레이 장치에서 홀로그래픽 영상이 형성되는 시역의 위치를 관찰자의 움직임에 대응하여 조절할 수 있다. 또한, 개시된 실시예에 따른 백라이트 유닛은 얇은 두께로 제조가 가능하며, 균질한 조명광을 효과적으로 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 유닛을 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다.
도 3은 다른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다.
도 4는 또 다른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 빔 편향기와 도광판의 구성을 예시적으로 보이는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 빔 편향기의 동작을 예시적으로 보이는 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 빔 편향기와 도광판의 다른 다양한 구성들을 예시적으로 보이는 단면도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 11은 도 10에 도시된 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 13은 도 12에 도시된 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 15는 도 14에 도시된 백라이트 유닛을 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다.
도 16은 또 다른 홀로그래픽 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 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 백라이트 유닛(100)의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은, 조명광을 제공하는 광원부(110a, 110b), 광원부(110a, 110b)에서 제공되는 조명광이 입사하는 입광면 및 입사한 조명광을 방출시키는 출광면을 구비하는 투명한 도광판(130), 도광판(130)의 입광면에 입사하는 조명광을 도광판(130)의 내부로 진행시키는 입력 커플러(131a, 131b), 및 도광판(130)의 출광면에 배치되어 조명광을 도광판(130)의 외부로 방출시키는 출력 커플러(135)를 포함할 수 있다. 필요에 따라, 백라이트 유닛(100)은 출력 커플러(135)에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(achromatization element)(136)를 더 포함할 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 백라이트 유닛(100)의 광원부(110a, 110b)는 서로 다른 적어도 2개의 시역에 각각 조명광을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원부(110a, 110b)는 제 1 시역에 조명광을 제공하는 제 1 광원부(110a) 및 제 1 시역과 상이한 제 2 시역에 조명광을 제공하는 제 2 광원부(110b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원부(110a)는 관찰자의 우안 시역에 조명광을 제공하고 제 2 광원부(110b)는 관찰자의 좌안 시역에 조명광을 제공할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)에서 각각 방출된 조명광을 도광판(130)의 내부로 진행시키기 위하여, 상기 입력 커플러(131a, 131b)는 제 1 입력 커플러(131a)와 제 2 입력 커플러(131b)를 포함할 수 있다. 또한, 도광판(130)은 제 1 광원부(110a)에서 방출된 조명광이 입사하는 제 1 입광면과 제 2 광원부(110b)에서 방출된 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제 1 입력 커플러(131a)는 제 1 입광면에 배치되거나 제 1 입광면에 대향하여 배치될 수 있고, 제 2 입력 커플러(131b)는 제 2 입광면에 배치되거나 제 2 입광면에 대향하여 배치될 수 있다.

예를 들어, 제 1 광원부(110a)는, 조명광을 발생시키는 제 1 광원(111a), 조명광을 평행빔으로 만드는 제 1 콜리메이터(112a), 조명광의 빔경을 증가시키는 제 1 빔확장기(113a), 및 제 1 입광면에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 제 1 빔 편향기(114a)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 광원부(110a)와 마찬가지로, 제 2 광원부(110b)도 조명광을 발생시키는 제 2 광원(111b), 조명광을 평행빔으로 만드는 제 2 콜리메이터(112b), 조명광의 빔경을 증가시키는 제 2 빔확장기(113b), 및 제 2 입광면에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 제 2 빔 편향기(114b)를 포함할 수 있다.

백라이트 유닛(100)을 홀로그래픽 디스플레이 장치에 사용하기 위하여, 제 1 및 제 2 광원(111a, 111b)은 높은 간섭성을 갖는 빛을 발생시키는 레이저를 포함할 수도 있다. 그러나, 조명광이 어느 정도의 공간 간섭성(spatial coherence)을 가지고 있다면 공간 광변조기에 의해 충분히 회절 및 변조될 수 있기 때문에, 제 1 및 제 2 광원(111a, 111b)으로서 발광 다이오드(LED)를 사용하는 것도 가능하다. 발광 다이오드 외에도 어느 정도의 공간 간섭성을 갖는 빛을 방출한다면 다른 어떤 광원도 사용이 가능하다. 제 1 및 제 2 광원(111a, 111b)은 예를 들어 적색, 녹색 및 청색광을 각각 방출하는 다수의 발광 다이오드들의 어레이를 포함하도록 구성되어, 적색, 녹색 및 청색광이 혼합된 백색광을 방출할 수 있다.

제 1 및 제 2 콜리메이터(112a, 112b)는 제 1 및 제 2 광원(111a, 111b)으로부터 각각 방출된 발산하는 조명광을 평행한 빔으로 만들기 위하여, 예를 들어, 양의 굴절력을 갖는 굴절 렌즈나 회절 광학 소자를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)는 조명광을 균질하게 하고 조명광의 빔 직경을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)는 조명광의 형태 및 크기를 도광판(130)의 제 1 입광면과 제 2 입광면의 형태 및 크기와 같아지도록 변경할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)는, 예를 들어, 투명한 인티그레이터 막대(integrator rod)나 도광판을 포함할 수 있다. 도 1에는 제 1 및 제 2 콜리메이터(112a, 112b)가 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)보다 제 1 및 제 2 광원(111a, 111b)에 가깝게 배치된 것으로 도시되어 있으나, 제 1 및 제 2 콜리메이터(112a, 112b)와 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)의 배치 순서는 서로 바뀔 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 광원(111a, 111b)이 평행한 조명광을 방출하거나 또는 큰 빔경을 갖는 조명광을 방출할 수 있는 경우에는, 제 1 및 제 2 콜리메이터(112a, 112b)와 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)가 생략될 수도 있다.

제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)는 도광판(130)의 제 1 및 제 2 입광면에 각각 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)는 반사면을 회전시킬 수 있는 갈바노 미러, 유극성 액체와 무극성 액체 사이의 계면의 기울기를 전기적으로 변화시킬 수 있는 전기습윤 소자, 음파를 이용하여 굴절률 분포를 변화시킬 수 있는 음향광학 소자 등을 이용하여 구현될 수 있다. 그 대신에, 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)는 빛을 반사, 굴절, 또는 회절시키지 않고 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)를 전체적으로 회전시키는 방식으로 조명광의 진행 각도를 변화시킬 수도 있다. 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 이용하여 도광판(130)의 제 1 및 제 2 입광면에 각각 입사하는 조명광의 입사각을 변화시킴으로써, 도광판(130)의 출광면으로부터 방출되는 조명광의 진행 방향을 조절할 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 관찰자의 시선 변화에 능동적으로 대응하는 것이 가능하다.

도 2는 도 1에 도시된 백라이트 유닛(100)을 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)는 백라이트 유닛(100) 및 공간 광변조기(150)를 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(100)은 공간 광변조기(150)에 조명광을 제공하는 역할을 하며, 공간 광변조기(150)는 조명광을 변조하기 위한 간섭 무늬를 갖는 홀로그램 패턴을 형성하는 역할을 한다. 공간 광변조기(150)에서 형성되는 홀로그램 패턴에 의해 조명광이 회절 및 변조됨으로써 소정의 공간 상의 위치에 홀로그램 영상이 형성될 수 있다.

또한, 상기 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)는 관찰자의 동공 위치를 추적하는 시선 추적부(160), 및 시선 추적부(160)에서 측정된 관찰자의 동공 위치에 따라 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 제어하는 제어부(170)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 관찰자의 동공 위치가 변화하면, 제어부(170)는 홀로그램 영상이 형성되는 공간 상의 위치가 관찰자의 동공 위치와 일치하도록 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 이용하여 조명광의 진행 각도를 조절할 수 있다.

상술한 구조를 갖는 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)는 양안 홀로그램 방식으로 관찰자의 좌안(EL)과 우안(ER)에 시점이 상이한 홀로그램 영상들을 각각 제공할 수 있다. 예를 들어, 홀로그래픽 디스플레이 장치(100)는 시선 추적부(160)를 이용하여 관찰자의 좌안(EL)과 우안(ER)의 위치를 파악하면서, 관찰자의 좌안(EL) 시역에 좌안용 홀로그램 영상을 제공하고 관찰자의 우안(ER) 시역에 좌안용 홀로그램 영상과는 시점이 다른 우안용 홀로그램 영상을 제공할 수 있다.

이러한 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)에서 제공되는 좌안용 홀로그램 영상 및 우안용 홀로그램 영상은, 스테레오스코픽(stereoscopic) 방식의 좌안 영상 및 우안 영상과는 달리, 단독으로도 관찰자에게 입체감을 제공할 수 있으며, 단지 시점만이 서로 다르다. 스테레오스코픽 방식의 경우, 시점이 상이한 좌안용 2차원 영상과 우안용 2차원 영상이 관찰자의 좌안과 우안에서 각각 인지될 때 양안시차를 이용하여 입체감을 제공한다. 따라서, 스테레오스코픽 방식에서는 좌안 영상과 우안 영상 중 어느 하나만으로는 입체감이 발생하지 않으며, 뇌에서 인식하는 깊이감과 눈의 초점이 일치하지 않아서 관찰자가 피로감을 느낄 수 있다. 반면, 상기 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)는 소정의 공간 상의 위치, 즉 관찰자의 좌안(EL)과 우안(ER) 시역에 좌안용 홀로그램 영상과 우안용 홀로그램 영상을 각각 형성하기 때문에 뇌에서 인식하는 깊이감과 눈의 초점이 일치하고 완전 시차를 제공할 수 있다. 본 실시예에 따른 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)가 양안 시점만을 제공하는 이유는, 관찰자가 좌안과 우안으로 2개의 시점만을 인식할 수 있기 때문에, 관찰자가 인식할 수 있는 시점 정보를 제외한 나머지 시점 정보를 제거하여 데이터 처리량을 줄이고 비교적 낮은 해상도의 공간 광변조기(150)로도 홀로그램 영상을 형성할 수 있도록 하기 위한 것이다.

다시 도 2를 참조하면, 도광판(130)의 양쪽 측면에 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)가 각각 배치될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)는 도광판(130)에 대해 좌우로 반대쪽에 배치될 수 있다. 예컨대, 제 1 광원부(110a)는 도광판(130)의 좌측 측면에 배치되고 제 2 광원부(110b)는 도광판(130)의 우측 측면에 배치될 수 있다. 도 2에는 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)가 각각 도광판(130)의 좌측 표면과 우측 표면에 직접 대향하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제 1 광원부(110a)는 도광판(130)의 좌측 가장자리 부근에 배치될 수 있으며 제 2 광원부(110b)는 도광판(130)의 우측 가장자리 부근에 배치될 수 있다. 도광판(130)에서 입력 커플러(131a, 131b)의 위치와 구조에 따라 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)의 구체적인 위치가 달라질 수 있다.

제 1 광원부(110a)에서 제공된 조명광은 도광판(130)의 좌측 측면에 입사한 후 도광판(130)의 전면으로 방출되어 공간 광변조기(150)에 입사할 수 있다. 그런 후, 공간 광변조기(150)는 제 1 광원부(110a)에서 제공된 조명광을 변조하여 관찰자의 우안(ER) 시역에 홀로그램 영상을 형성할 수 있다. 제 2 광원부(110b)에서 제공된 조명광은 도광판(130)의 우측 측면에 입사한 후 도광판(130)의 전면으로 방출되어 공간 광변조기(150)에 입사할 수 있다. 그런 후, 공간 광변조기(150)는 제 2 광원부(110b)에서 제공된 조명광을 변조하여 관찰자의 좌안(EL) 시역에 홀로그램 영상을 형성할 수 있다.

제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)는 동시에 조명광을 방출할 수도 있지만, 순시적으로 번갈아 온/오프될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 광원부(110a)가 턴온되어 조명광을 제공하는 동안 제 2 광원부(110b)는 턴오프될 수 있다. 그러면, 관찰자의 우안(ER) 시역에만 홀로그램 영상이 제공될 수 있다. 이때, 공간 광변조기(150)는 우안용 홀로그램 영상을 형성하기 위한 홀로그램 패턴을 형성할 수 있다. 그런 후, 제 1 광원부(110a)가 턴오프되고 제 2 광원부(110b)가 턴온되어 조명광을 제공할 수 있다. 그러면, 관찰자의 좌안(EL) 시역에만 홀로그램 영상이 제공될 수 있다. 이때, 공간 광변조기(150)는 좌안용 홀로그램 영상을 형성하기 위한 홀로그램 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)가 동시에 조명광을 제공하고, 공간 광변조기(150)는 좌안용 홀로그램 영상을 형성하기 위한 홀로그램 패턴과 우안용 홀로그램 영상을 형성하기 위한 홀로그램 패턴을 중첩하여 표시할 수 있다. 그러면, 관찰자의 우안(ER)과 좌안(EL) 시역에 우안용 홀로그램 영상과 좌안용 홀로그램 영상이 각각 제공될 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)와 공간 광변조기(150)의 동작은 제어부(170)에 의해 제어될 수 있다.

한편, 관찰자가 자리를 이동하거나 또는 머리를 움직여서 관찰자의 동공 위치가 변화하면, 시선 추적부(160)가 관찰자의 동공 위치를 추적하여 그 결과를 제어부(170)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 제어부(170)는 관찰자의 동공 위치에 맞추어 우안용 홀로그램 영상과 좌안용 홀로그램 영상이 형성되도록 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)의 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)로 조명광의 진행 각도를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 화살표로 표시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)를 전체적으로 회전시켜 조명광이 도광판(130)에 입사하는 각도를 변화시킬 수 있다. 그 대신에, 갈바노 미러, 전기습윤 소자, 또는 음향광학 소자 등을 이용하여 조명광의 진행 각도를 변화시킬 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 조명광의 진행 각도를 변경시킬 수 있기 때문에, 양안 홀로그램 방식의 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)에서 홀로그램 영상이 형성되는 시역의 위치를 관찰자의 움직임에 대응하여 조절할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 얇은 두께로 제조가 가능하며, 제 1 및 제 2 빔확장기(113a, 113b)과 도광판(130)을 이용하여 균질한 조명광을 효과적으로 제공할 수 있다.

도 3은 다른 홀로그래픽 디스플레이 장치(1100)의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1100)는 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)가 도광판(130)의 상부 측면과 하부 측면에 각각 배치되어 있는 백라이트 유닛(100')을 포함한다는 점에서 도 2에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(1000)와 차이가 있다. 즉, 좌안(EL) 시역과 우안(ER) 시역이 수평 방향을 따라 서로 다른 위치에 위치하고 있다고 정의할 때, 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)는 도광판(130)의 수직 방향으로 배치된 상부측 또는 하부측 가장자리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원부(110a)는 도광판(130)의 상부 측면에 배치되어 있고 제 2 광원부(110b)는 도광판(130)의 하부 측면에 배치될 수 있다. 도 2와 도 3에 도시된 실시예에서, 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)가 도광판(130)의 서로 반대쪽 측면에 배치되어 있다는 점에서는 공통점이 있다.

도 4는 또 다른 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)의 백라이트 유닛(100")은 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)가 다수의 광원 셀들의 어레이를 포함한다는 점에서 도 3에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(1100)와 차이가 있다. 예를 들어, 제 1 광원부(110a)는 도광판(130)의 상부 측면을 따라 배열되어 있는 다수의 광원 셀들을 포함하며, 제 2 광원부(110b)는 도광판(130)의 하부 측면을 따라 배열되어 있는 다수의 광원 셀들을 포함할 수 있다. 제 1 광원부(110a)의 다수의 광원 셀들마다 제 1 광원(111a), 제 1 콜리메이터(112a), 제 1 빔확장기(113a), 및 제 1 빔 편향기(114a)가 각각 배치될 수 있다. 또한, 제 2 광원부(110b)의 다수의 광원 셀들마다 제 2 광원(111b), 제 2 콜리메이터(112b), 제 2 빔확장기(113b), 및 제 2 빔 편향기(114b)가 각각 배치될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 도 2에 도시된 백라이트 유닛(100)의 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)도 다수의 광원 셀들의 어레이를 각각 포함할 수도 있다.

도 5는 도 1에 도시된 백라이트 유닛(100)의 빔 편향기(114a, 114b)와 도광판(130)의 구성을 예시적으로 보이는 단면도이다. 도 2 내지 도 4를 통해 알 수 있듯이, 도광판(130)은 양쪽 측면으로부터 각각 입사한 2개의 조명광을 모두 정면으로 출사시켜 공간 광변조기(150)의 전체 영역에 균일하게 제공하는 역할을 한다. 또한, 도광판(130)으로부터 조명광이 출사하는 각도와 방향은 도광판(130)에 조명광이 입사하는 각도와 방향에 의존하므로, 도광판(130)은 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)로부터 각각 입사한 2개의 조명광을 서로 다른 각도와 방향으로 출사시킬 수 있다. 따라서, 관찰자의 좌안(EL) 시역과 우안(ER) 시역에 각각 홀로그램 영상이 형성될 수 있으며, 빔 편향기(114a, 114b)를 이용하여 홀로그램 영상이 형성되는 위치를 조절할 수 있다. 이하에서는, 이러한 도광판(130)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 5를 참조하면, 도광판(130)은 투명한 재료로 이루어지며 평판의 형태로 구성될 수 있다. 도광판(130)의 양쪽 측면(130a, 130b)은 조명광이 입사하는 제 1 및 제 2 입광면이며 전면(130c)은 조명광이 출사하는 출광면이다. 도광판(130)의 양측에 배치된 제 1 및 제 2 입광면에는 조명광을 도광판(130)의 내부로 진행시키는 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)가 배치될 수 있다. 또한, 도광판(130)의 전면(130c)에 배치된 출광면에는 조명광을 도광판(130)의 외부로 방출시키는 출력 커플러(135)가 배치될 수 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)에 대향하여 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)가 각각 배치될 수 있다. 도 5에는 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)로서 갈바노 미러가 예시적으로 도시되어 있으나, 갈바노 미러 외에도 전기습윤 소자나 음향광학 소자가 사용될 수도 있으며, 또는 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)를 전체적으로 회전시키는 기계적인 회전 장치가 사용될 수도 있다. 도 5에는 편의상 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)만이 도시되어 있으나, 제 1 광원부(110a)와 제 2 광원부(110b)가 제 1 및 제 2 입광면에 각각 대향하여 배치될 수 있다.

제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)는 조명광이 도광판(130)의 내부로 경사지게 진행하도록 조명광을 회절 및 투과시키는 회절 광학 소자일 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)는 소정의 회절 패턴을 갖는 홀로그램 격자 또는 주기적인 굴절률 분포를 갖는 포토 폴리머일 수 있다. 조명광은 도광판(130)의 내부를 경사지게 진행하면서 도광판(130)의 전면(130c)과 배면(130d)에서 반복적으로 전반사될 수 있다. 따라서, 조명광은 거의 손실 없이 도광판(130)의 내부를 진행할 수 있다. 한편, 도광판(130)의 전면(130c)에 배치된 출력 커플러(135)에 조명광이 입사할 때, 조명광의 일부는 출력 커플러(135)에 의해 도광판(130)의 전면(130c)을 통해 외부로 방출될 수 있으며, 조명광의 나머지 일부가 전반사될 수 있다. 이러한 방식으로 조명광은 도광판(130)의 출광면의 전체 영역에 대해 균일하게 방출될 수 있다. 이러한 출력 커플러(135)는 조명광의 일부를 회절 및 투과시키는 회절 광학 소자일 수 있다. 예를 들어, 출력 커플러(135)는 소정의 회절 패턴을 갖는 홀로그램 격자 또는 주기적인 굴절률 분포를 갖는 포토 폴리머일 수 있다.

제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)와 출력 커플러(135)는 그 구조에 따라 약간의 파장 의존성 또는 색수차를 가질 수도 있는데, 이 경우에는 백색 조명광이 색분리될 수도 있다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색광이 서로 다른 각도로 도광판(130)의 출광면으로부터 방출될 수도 있다. 그러면, 공간 광변조기(150)에 입사하는 조명광의 품질이 열화되어 색이 왜곡된 홀로그램 영상이 형성될 수도 있다. 이를 방지하기 위하여, 출력 커플러(135)에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(achromatization element)(136)가 도광판(130)의 출광면에 대향하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 색지움 요소(136)는 색분리되어 서로 다른 각도로 진행하는 적색, 녹색 및 청색광이 모두 동일한 각도로 진행하도록 회절 및 투과시키는 회절 광학 소자일 수 있다.

제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)와 출력 커플러(135)는 도광판(130)의 제 1 및 제 2 입광면에 각각 수직으로 입사하는 조명광이 도광판(130)의 출광면으로부터 수직하게 출사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)는 도광판(130)의 제 1 및 제 2 입광면에 각각 수직으로 입사하는 조명광이 θ의 각도로 도광판(130)의 내부를 진행하도록 구성될 수 있다. 그리고, 출력 커플러(135)는 θ의 각도로 입사하는 조명광을 수직한 도광판(130)의 출광면에 수직하게 회절시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 실시예에 따라서는, 제 1 및 제 2 입광면에서의 조명광의 입사각과 출광면에서의 조명광의 출사각 관계가 다르게 선택될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 입광면에 각각 θ1의 각도로 입사하는 조명광이 출광면으로부터 수직하게 출사하도록 구성되거나, 또는 제 1 및 제 2 입광면에 각각 수직으로 입사하는 조명광이 출광면으로부터 θ2의 각도로 출사하도록 선택될 수 있다.

또한, 제 1 입광면에서의 조명광의 입사각과 출광면에서의 조명광의 출사각 관계가 제 2 입광면에서의 조명광의 입사각과 출광면에서의 조명광의 출사각 관계와 서로 다르게 선택될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 입광면을 통해 도광판(130)의 내부를 우측으로 진행하는 조명광은 출력 커플러(135)에 의해 관찰자의 우안(ER) 시역을 향해 도광판(130)으로부터 방출될 수 있다. 또한, 제 2 입광면을 통해 도광판(130)의 내부를 좌측으로 진행하는 조명광은 출력 커플러(135)에 의해 관찰자의 좌안(EL) 시역을 향해 도광판(130)으로부터 방출될 수 있다.

이러한 구조에서, 도광판(130)의 제 1 및 제 2 입광면에 입사하는 조명광의 입사각이 달라지면 출력 커플러(135)에 의해 도광판(130)의 출광면으로 출사하는 조명광의 출사각도 달라지게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)로 조명광의 입사각을 조절함으로써 도광판(130)의 출광면으로 출사하는 조명광의 출사각을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 1 입력 커플러(131a)를 통해 도광판(130)의 내부로 진행하는 빛의 진행 각도는 제 1 빔 편향기(114a)에 의해 변화할 수 있다. 이에 따라 도광판(130)의 출광면으로부터 출사하는 조명광의 출사각이 제 1 빔 편향기(114a)에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 이용함으로써 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 조명광을 조향하는 것이 가능하게 된다.

도 5, 도 6a 및 도 6b에서는 도광판(130)의 양쪽 측면(130a, 130b)으로 조명광이 입사하고 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)도 양쪽 측면(130a, 130b)에 배치된 것으로 설명하였으나, 이는 단지 예시적인 것이며 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 매우 다양한 구조의 도광판이 사용될 수 있으며, 도광판의 구조에 따라 조명광의 입광면과 입력 커플러의 위치도 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 입광면의 위치에 따라 빔 편향기의 위치도 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 7 내지 도 9는 도 1에 도시된 백라이트 유닛(100)의 빔 편향기와 도광판의 다른 다양한 구성들을 예시적으로 보이는 단면도이다. 도 5, 도 6a 및 도 6b에서 설명한 도광판(130)의 구조와 후술하는 도 7 내지 도 9에서 설명하는 도광판(130)의 구조는 도 3 및 도 4에 도시된 백라이트 유닛(100', 100")에도 적용될 수 있다.

먼저, 도 7을 참조하면, 도광판(130)의 전면(130c)에 출력 커플러(135)가 배치되어 있으며 도광판(130)의 배면(130d)에 제 1 입력 커플러(131a)가 배치될 수 있다. 도 7에는 편의상 도시되지 않았으나, 제 2 입력 커플러(131b)도 도광판(130)의 배면(130d)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제 1 입력 커플러(131a)는 배면(130d)의 좌측 가장자리 영역에 부분적으로 배치되고 제 2 입력 커플러(131b)는 배면(130d)의 우측 가장자리 영역에 부분적으로 배치될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)와 출력 커플러(135)는 도광판(130)의 서로 대향하는 두 표면인 배면(130d)과 전면(130c)에 각각 배치된다. 조명광이 입사하는 도광판(130)의 입광면(130e)은 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)와 대향하고 있는 전면(130c)의 양측 가장자리 영역에 형성될 수 있다. 입광면(130e)이 위치할 수 있도록, 상기 도광판(130)의 전면(130c)의 양측 가장자리 영역에는 출력 커플러(135)가 배치되어 있지 않다. 즉, 출력 커플러(135)는 도광판(130)의 전면(130c)의 중심 영역에 부분적으로 배치될 수 있다.

이 경우, 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)는 도광판(130)의 전면(130c)의 양측 가장자리 영역에 위치한 입광면(130e)에 대향하여 배치될 수 있다. 도 7에는 제 1 빔 편향기(114b)로서 갈바노 미러가 예시적으로 도시되어 있으나, 갈바노 미러 외에도 전기습윤 소자나 음향광학 소자가 사용될 수도 있으며, 또는 제 1 및 제 2 광원부(110a, 110b)를 전체적으로 회전시키는 기계적인 회전 장치가 사용될 수도 있다. 또한, 도 7에는 편의상 제 1 빔 편향기(114a)만이 도시되어 있으나, 제 1 광원부(110a)가 도광판(130)의 전면(130c)의 양측 가장자리 영역에 각각 대향하여 배치될 수 있다. 비록 도 7에는 생략되어 있지만, 제 2 빔 편향기(114b) 및 제 2 입력 커플러(131b)는 도광판(130)의 우측 가장자리에서 제 1 빔 편향기(114a) 및 제 1 입력 커플러(131a)와 대칭적으로 배치될 수 있다. 이하에서 설명하는 제 1 빔 편향기(114a) 및 제 1 입력 커플러(131a)의 구성과 동작은 제 2 빔 편향기(114b) 및 제 2 입력 커플러(131b)에도 대칭적으로 적용될 수 있다.

이러한 구조에서, 제 1 광원부(110a)로부터 방출된 조명광은 도광판(130)의 전면(130c)의 좌측 가장자리 영역을 통과하여 제 1 입력 커플러(131a)에 입사할 수 있다. 제 1 입력 커플러(131a)는 조명광이 도광판(130)의 내부로 경사지게 진행하도록 조명광을 회절 및 반사시키는 회절 광학 소자일 수 있다. 예를 들어, 제 1 입력 커플러(131a)는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광의 성분으로 분리하여 각각 다른 각도로 회절 및 반사시키는 홀로그램 격자일 수 있다. 제 1 입력 커플러(131a)에 의해 색분리된 적색광, 녹색광, 청색광은 서로 다른 각도로 도광판(130)의 내부를 진행할 수 있다. 출력 커플러(135)는 색분리된 적색광, 녹색광, 청색광이 모두 동일한 각도로 도광판(130)으로부터 출광되도록 구성된 홀로그램 격자일 수 있다. 따라서, 제 1 입력 커플러(131a)에 의해 색분리된 적색광, 녹색광, 청색광은 출력 커플러(135)에 의해 도광판(130)으로부터 출광될 때 서로 혼합되어 다시 백색광이 될 수 있다.

제 1 빔 편향기(114a)는 제 1 입력 커플러(131a)에 입사하는 조명광의 입사각을 조절할 수 있다. 제 1 입력 커플러(131a)에 입사하는 조명광의 입사각이 달라지게 되면, 제 1 입력 커플러(131a)에 의해 회절 및 반사되는 적색광, 녹색광, 및 청색광이 도광판(130)의 내부를 진행하는 각도도 달라지게 된다. 이에 따라, 출력 커플러(135)에 의해 도광판(130)의 출광면으로 출사하는 조명광의 출사각도 달라지게 된다. 따라서, 제 1 빔 편향기(114a)를 이용하여 조명광의 입사각을 조절함으로써 도광판(130)의 출광면으로 출사하는 조명광의 출사각을 제어할 수 있다.

도 8에 도시된 도광판(130)의 구조는 도 7에 도시된 도광판(130)의 구조와 동일하며, 단지 제 1 입력 커플러(131a)가 주기적인 굴절률 분포를 갖는 포토 폴리머라는 점에서 차이가 있다. 예를 들어, 제 1 입력 커플러(131a)는 적색광, 녹색광, 청색광을 모두 동일한 각도로 회절 및 반사시킬 수 있다. 따라서, 백색 조명광은 제 1 입력 커플러(131a)에 의해 색분리되지 않고 백색광의 성질을 그대로 유지한 채 도광판(130)의 내부를 진행할 수 있다.

도 9에 도시된 도광판(130)의 구조는 도 8에 도시된 도광판(130)의 구조와 동일하며, 단지 색지움 요소(136)를 더 포함하고 있다는 점에서 차이가 있다. 출력 커플러(135)는 그 구조에 따라 약간의 파장 의존성 또는 색수차를 가질 수도 있는데, 이 경우에는 백색 조명광이 색분리될 수도 있다. 이를 방지하기 위하여, 출력 커플러(135)에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(136)가 도광판(130)의 출광면에 대향하여 배치될 수 있다. 색지움 요소(136)는 색분리되어 서로 다른 각도로 진행하는 적색, 녹색 및 청색광이 모두 동일한 각도로 진행하도록 회절 및 투과시키는 회절 광학 소자일 수 있다. 이러한 색지움 요소(136)는 도 7에 도시된 도광판(130)에도 더 배치될 수 있다.

도 7 내지 도 9에서는 제 1 입력 커플러(131a)가 입광면(130e)에 대향하여 도광판(130)의 배면(130d)에 배치되어 있고 조명광을 회절 및 반사시키는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 입광면(130e)이 도광판(130)의 배면(130d)에 형성되어 있고 제 1 입력 커플러(131a)는 도광판(130)의 배면(130d)인 입광면(130e) 위에 직접 배치될 수도 있다. 이 경우, 조명광은 도광판(130)의 배면(130d)을 향해 입사할 수 있으며, 제 1 입력 커플러(131a)는 조명광을 회절 및 투과시킬 수 있다. 또는, 제 1 입력 커플러(131a)가 도광판(130)의 전면(130c)인 입광면(130e) 위에 직접 배치되고 조명광을 회절 및 투과시킬 수도 있다.

도 10은 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200)의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 조명광을 제공하는 하나의 광원부(110), 광원부(110)에서 제공되는 조명광이 입사하는 입광면 및 상기 입사한 조명광을 방출시키는 출광면을 구비하는 투명한 도광판(130), 도광판(130)의 입광면에 배치되어 입광면에 입사하는 조명광을 도광판(130)의 내부로 진행시키는 입력 커플러(131a, 131b), 도광판(130)의 출광면에 배치되어 조명광을 도광판(130)의 외부로 방출시키는 출력 커플러(135), 및 출력 커플러(135)에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(136)를 포함할 수 있다.

광원부(110)는 조명광을 발생시키는 광원(111), 조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터(112), 조명광의 빔경을 증가시키는 빔확장기(113), 도광판(130)에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 빔 편향기(114) 및 조명광을 2개로 분할하는 빔 스플리터(116)를 포함할 수 있다. 빔 스플리터(116)에 의해 조명광은 제 1 시역(예컨대, 관찰자의 우안 시역)에 제공되는 제 1 조명광과 제 2 시역(예컨대, 관찰자의 좌안 시역)에 제공되는 제 2 조명광으로 각각 분할될 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(116)는 조명광의 절반을 투과시키고 나머지 절반을 반사하는 반투과 미러일 수 있다. 또는, 빔 스플리터(116)는 조명광의 절반을 제 1 방향으로 반사하고 조명광의 나머지 절반을 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 반사하도록 구성된 미러 시스템일 수도 있다.

빔 스플리터(116)에 의해 분리된 제 1 및 제 2 조명광은 도광판(130)의 서로 다른 영역에 각각 입사할 수 있다. 도광판(130)은 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면과 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 조명광을 도광판(130)의 내부로 진행시키기 위하여, 입력 커플러(131a, 131b)는 제 1 입력 커플러(131a)와 제 2 입력 커플러(131b)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)는 도광판(130)의 입광면에 각각 배치될 수 있다. 그 대신에, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 입력 커플러(131a, 131b)는 도광판(130)의 입광면과 대향하는 도광판(130)의 표면에 각각 배치될 수도 있다. 이러한 본 실시예에 따르면, 하나의 광원부(110)로도 관찰자의 좌안(EL)과 우안(ER) 시역에 각각 홀로그램 영상을 형성할 수 있다.

도 11은 도 10에 도시된 백라이트 유닛(200)의 예시적인 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다. 도 11을 참조하면, 빔 스플리터(116)에 의해 분할된 제 1 조명광은 제 1 미러(117a)에 의해 반사되어 도광판(130)의 제 1 입광면(130e)에 입사할 수 있다. 그런 후, 제 1 조명광은 제 1 입력 커플러(131a)에 의해 도광판(130)의 내부로 진행하면서, 출력 커플러(135)를 통해 도광판(130)으로부터 방출되어 제 1 시역을 향해 진행할 수 있다. 또한, 빔 스플리터(116)에 의해 분할된 제 2 조명광은 제 2 미러(117b)에 의해 반사되어 도광판(130)의 제 2 입광면(130f)에 입사할 수 있다. 그런 후, 제 2 조명광은 제 2 입력 커플러(131b)에 의해 도광판(130)의 내부로 진행하면서, 출력 커플러(135)를 통해 도광판(130)으로부터 방출되어 제 2 시역을 향해 진행할 수 있다. 도 11에는 예시적으로 도 7에 도시된 도광판(130)의 구조가 도시되어 있으나, 도 5에 도시된 구조가 적용될 수도 있다.

빔 편향기(114)는 빔 스플리터(116)에 입사하는 조명광의 진행 방향을 조절할 수 있으며, 이에 따라 도광판(130)의 제 1 입광면(130e)과 제 2 입광면(130f)에 각각 입사하는 제 1 조명광과 제 2 조명광의 입사각을 조절할 수 있다. 따라서, 빔 편향기(114)를 이용하여 도광판(130)의 출광면으로 방출되는 제 1 조명광과 제 2 조명광의 진행 방향을 동시에 조절할 수 있다.

제 1 조명광과 제 2 조명광이 동시에 공간 광변조기(150)에 제공될 수도 있지만, 순시적으로 번갈아 공간 광변조기(150)에 제공될 수도 있다. 이를 위하여, 백라이트 유닛(200)은 제 1 조명광을 투과/차단하는 제 1 광셔터(118a) 및 제 2 조명광을 투과/차단하는 제 2 광셔터(118b)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 광셔터(118a)가 제 1 조명광을 투과시키는 동안, 제 2 광셔터(118b)는 제 2 조명광을 차단할 수 있다. 또한, 제 1 광셔터(118a)가 제 1 조명광을 차단하는 동안, 제 2 광셔터(118b)는 제 2 조명광을 투과시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 조명광과 제 2 조명광을 순시적으로 번갈아 공간 광변조기(150)에 제공할 수 있다. 제 1 광셔터(118a)는 빔 스플리터(116)와 제 1 입광면(130e) 사이의 제 1 조명광의 광 경로 어디에도 위치할 수 있으며, 제 2 광셔터(118b)는 빔 스플리터(116)와 제 2 입광면(130f) 사이의 제 2 조명광의 광 경로 어디에도 위치할 수 있다.

도 12는 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200')의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 10에 도시된 백라이트 유닛(200)과 비교할 때, 도 12에 도시된 백라이트 유닛(200')은 빔 스플리터(116)에 의해 분할된 2개의 조명광의 진행 방향을 2개의 빔 편향기(114a, 114b)를 이용하여 각각 독립적으로 조절할 수 있다는 점에서 차이가 있다. 예컨대, 광원부(110)는 조명광을 발생시키는 광원(111), 조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터(112), 조명광의 빔경을 증가시키는 빔확장기(113), 조명광을 2개로 분할하는 빔 스플리터(116), 및 빔 스플리터(116)에 의해 분할된 2개의 조명광의 진행 방향을 각각 조절하는 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 백라이트 유닛(200')의 나머지 구성은 도 10에 도시된 백라이트 유닛(200)의 구성과 같을 수 있다.

도 13은 도 12에 도시된 백라이트 유닛(200')의 예시적인 구성을 개략적으로 보이는 구성도이다. 도 13을 참조하면, 빔 스플리터(116)는 빔확장기(113)로부터 오는 조명광을 제 1 조명광과 제 2 조명광으로 분할할 수 있다. 도 13에는 빔확장기(113)와 빔 스플리터(116) 사이에 미러(117)가 배치되어 광 경로가 절곡된 것으로 도시되어 있으나, 미러(117)를 제거하여 광원(111)으로부터 빔 스플리터(116)까지의 광 경로를 일직선 형태로 구성하는 것도 가능하다. 그리고 빔 스플리터(116)에 의해 분할된 제 1 조명광과 제 2 조명광은 각각 제 1 빔 편향기(114a)와 제 2 빔 편향기(114b)에 입사할 수 있다. 제 1 빔 편향기(114a)는 도광판(130)의 제 1 입광면(130e)에 입사하는 제 1 조명광의 입사각을 조절할 수 있다. 또한 제 2 빔 편향기(114b)는 도광판(130)의 제 2 입광면(130f)에 입사하는 제 2 조명광의 입사각을 조절할 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 빔 편향기(114a, 114b)를 이용하여 도광판(130)의 출광면으로 방출되는 제 1 조명광과 제 2 조명광의 진행 방향을 각각 독립적으로 조절할 수 있다.

도 14는 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 14를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 조명광을 제공하는 하나의 광원부(110), 광원부(110)에서 제공되는 조명광이 입사하는 입광면 및 상기 입사한 조명광을 방출시키는 출광면을 구비하는 투명한 도광판(130), 도광판(130)의 입광면에 배치되어 입광면에 입사하는 조명광을 도광판(130)의 내부로 진행시키는 하나의 입력 커플러(131), 도광판(130)의 출광면에 배치되어 조명광을 도광판(130)의 외부로 방출시키는 출력 커플러(135), 및 출력 커플러(135)에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(136)를 포함할 수 있다.

또한, 광원부(110)는 조명광을 발생시키는 광원(111), 조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터(112), 조명광의 빔경을 증가시키는 빔확장기(113), 도광판(130)에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 빔 편향기(114) 및 도광판(130)에서 방출된 조명광이 제 1 시역 또는 제 2 시역에 선택적으로 제공되도록 조명광의 진행 방향을 조절하는 스위치(119)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위치(119)는 우안용 홀로그램 영상을 형성하는 동안 조명광이 제 1 시역에 제공되고 좌안용 홀로그램 영상을 형성하는 동안 조명광이 제 2 시역에 제공되도록, 도광판(130)에 입사하는 조명광의 방향을 서로 반대인 2개의 방향으로 번갈아 조절할 수 있다. 그리고, 빔 편향기(114)는 스위치(119)에 의해 선택된 제 1 시역 방향 또는 제 2 시역 방향 내에서 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 조명광의 입사각을 미세하게 조절할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(300)은 빔 스플리터(116) 없이 하나의 광원부(110)로도 2개의 서로 다른 시역에 조명광을 제공할 수 있다.

도 15는 도 14에 도시된 백라이트 유닛(300)을 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다. 도 15를 참조하면, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)는 백라이트 유닛(300) 및 공간 광변조기(150)를 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(300)은 공간 광변조기(150)에 조명광을 제공하는 역할을 하며, 공간 광변조기(150)는 조명광을 변조하기 위한 간섭 무늬를 갖는 홀로그램 패턴을 형성하는 역할을 한다. 공간 광변조기(150)에서 형성되는 홀로그램 패턴에 의해 조명광이 회절 및 변조됨으로써 소정의 공간 상의 위치에 홀로그램 영상이 형성될 수 있다. 도 15에는 생략되었지만, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)는 도 2에 도시된 시선 추적부(160)와 제어부(170)를 더 포함할 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 광원부(110)는 도광판(130)의 한쪽 가장자리에 대향하여 배치될 수 있다. 또한, 도광판(130)의 입광면과 입력 커플러(131)는 광원부(110)가 대향하고 있는 도광판(130)의 한쪽 가장자리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도광판(130)의 상부측 가장자리를 따라 입광면과 입력 커플러(131)가 배치될 수 있으며, 광원부(110)는 도광판(130)의 상부측 가장자리에 대향하여 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 시역(예컨대, 관찰자의 우안 시역)과 제 2 시역(예컨대, 관찰자의 좌안 시역)이 수평 방향으로 서로 다른 위치에 위치한다고 가정할 때, 상부측은 도광판(130)의 수직 방향으로 상부에 위치하는 가장자리를 의미할 수 있다. 그러나 광원부(110)의 위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 출력 커플러(135)의 특성에 따라 광원부(110)의 위치가 다르게 선택될 수도 있다. 예를 들어, 도광판(130)의 하부측 가장자리, 좌측 가장자리, 또는 우측 가장자리에 광원부(110)가 배치되는 것도 가능하다.

스위치(119)는, 예를 들어, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)가 우안용 홀로그램 영상을 형성하는 동안, 도 15에서 점선 화살표로 표시된 바와 같이 조명광을 우측 방향으로 진행시킬 수 있다. 그러면, 조명광이 도광판(130)의 내부에서 우측 방향으로 진행하면서 출력 커플러(135)에 의해 관찰자의 우안(ER) 시역으로 출광될 수 있다. 또한, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)가 좌안용 홀로그램 영상을 형성하는 동안, 실선 화살표로 표시된 바와 같이 조명광을 좌측 방향으로 진행시킬 수 있다. 그러면, 조명광이 도광판(130)의 내부에서 좌측 방향으로 진행하면서 출력 커플러(135)에 의해 관찰자의 좌안(ER) 시역으로 출광될 수 있다. 이러한 방식으로 스위치(119)는 빔 편향기(114)에 의해 편향되는 조명광을 서로 다른 시역들에 순시적으로 번갈아 제공하도록 구성될 수 있다. 빔 편향기(114)는 스위치(119)에 의해 선택된 제 1 시역 방향 또는 제 2 시역 방향 내에서 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 조명광의 입사각을 미세하게 조절할 수 있다.

그러나, 만약 빔 편향기(114)의 동작 각도 범위가 매우 크다면 스위치(119)를 생략하고 빔 편향기(114)만으로도 조명광의 진행 방향을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)가 우안용 홀로그램 영상을 형성하는 동안, 빔 편향기(114)는 점선 화살표로 표시된 바와 같이 조명광을 우측 방향으로 진행시킬 수 있다. 이와 동시에, 빔 편향기(114)는 우안 시역에서 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 조명광의 입사각을 조절할 수 있다. 또한, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)가 좌안용 홀로그램 영상을 형성하는 동안, 빔 편향기(114)는 실선 화살표로 표시된 바와 같이 조명광을 좌측 방향으로 진행시킬 수 있다. 이와 동시에, 빔 편향기(114)는 좌안 시역에서 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 조명광의 입사각을 조절할 수 있다. 이러한 방식으로, 빔 편향기(114)는 조명광을 서로 다른 시역들에 순시적으로 번갈아 제공하는 동시에 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 조명광의 입사각을 미세하게 조절할 수도 있다.

도 16은 또 다른 홀로그래픽 디스플레이 장치(1300)의 구성을 개략적으로 보이는 사시도이다. 도 16을 참조하면, 홀로그래픽 디스플레이 장치(1300)의 백라이트 유닛(300')은 광원부(110)가 다수의 광원 셀들의 어레이를 포함한다는 점에서 도 15에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)의 백라이트 유닛(300)과 차이가 있다. 예를 들어, 광원부(110)는 도광판(130)의 상부측 가장자리를 따라 배열되어 있는 다수의 광원 셀들을 포함할 수 있다. 광원부(110)의 다수의 광원 셀들마다 광원(111), 콜리메이터(112), 빔확장기(113), 빔 편향기(114) 및 스위치(119)가 각각 배치될 수 있다. 도 16에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(1300)의 나머지 구성은 도 15에 도시된 홀로그래픽 디스플레이 장치(1200)와 같을 수 있다.

지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 홀로그래픽 디스플레이 장치용 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

100, 100', 200, 200', 300.....백라이트 유닛
110.....광원부 111.....광원
112.....콜리메이터 113.....빔 확장기
114.....빔 편향기 117.....미러
118.....광셔터 119.....스위치
130.....도광판 131.....입력 커플러
135.....출력 커플러 136.....색지움 요소
150.....공간 광변조기 160.....시선 추적부
170.....제어부
1000, 1100, 1200, 1300, 1400.....홀로그래픽 디스플레이 장치

Claims

백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛에서 제공되는 조명광을 변조하여 홀로그래픽 영상을 형성하는 공간 광변조기; 및
관찰자의 동공 위치를 추적하는 시선 추적부;를 포함하며,
상기 백라이트 유닛은:
조명광을 제공하는 광원부;
상기 광원부에서 제공되는 조명광이 입사하는 입광면 및 상기 입사한 조명광을 방출시키는 출광면을 구비하는 투명한 도광판;
상기 도광판의 입광면에 입사하는 조명광을 도광판의 내부로 진행시키는 입력 커플러; 및
상기 도광판의 출광면에 배치되어 조명광을 도광판의 외부로 방출시키는 출력 커플러;를 포함하며,
상기 광원부는 상기 도광판에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하는 빔 편향기를 포함하고,
상기 빔 편향기는 상기 시선 추적부에서 측정된 관찰자의 동공 위치 변화에 대응하여 상기 도광판에 입사하는 조명광의 입사각을 조절하도록 구성된, 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원부는 제 1 시역에 제 1 조명광을 제공하는 제 1 광원부 및 제 1 시역과 상이한 제 2 시역에 제 2 조명광을 제공하는 제 2 광원부를 포함하며,
상기 입광면은 상기 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면 및 상기 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함하고,
상기 입력 커플러는 제 1 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 1 입력 커플러 및 제 2 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 2 입력 커플러를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 입광면과 제 2 입광면은 상기 도광판의 서로 반대쪽에 각각 배치되어 있으며, 상기 제 1 광원부는 상기 제 1 입광면에 대향하여 배치되어 있고, 상기 제 2 광원부는 상기 제 2 입광면에 대향하여 배치되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 도광판은 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 동일한 출광면을 통해 방출되도록 구성되어 있으며, 상기 출력 커플러는 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 서로 다른 각도로 방출되도록 구성되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 광원부는:
제 1 조명광을 발생시키는 제 1 광원;
제 1 조명광을 평행빔으로 만드는 제 1 콜리메이터;
제 1 조명광의 빔경을 증가시키는 제 1 빔확장기; 및
상기 제 1 입광면에 입사하는 제 1 조명광의 입사각을 조절하는 제 1 빔 편향기;를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 광원부는:
제 2 조명광을 발생시키는 제 2 광원;
제 2 조명광을 평행빔으로 만드는 제 2 콜리메이터;
제 2 조명광의 빔경을 증가시키는 제 2 빔확장기; 및
상기 제 2 입광면에 입사하는 제 2 조명광의 입사각을 조절하는 제 2 빔 편향기;를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광원은 간섭성 백색광을 방출하도록 구성되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원부는:
조명광을 발생시키는 광원;
조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터;
조명광의 빔경을 증가시켜 상기 빔 편향기에 제공하는 빔확장기; 및
상기 빔 편향기로부터 오는 조명광을 제 1 조명광과 제 2 조명광으로 분할하는 빔스플리터;를 더 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 입광면은 상기 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면 및 상기 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함하고,
상기 입력 커플러는 제 1 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 1 입력 커플러 및 제 2 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 2 입력 커플러를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 입광면과 제 2 입광면은 상기 도광판의 서로 반대쪽에 각각 배치되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 도광판은 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 동일한 출광면을 통해 방출되도록 구성되어 있으며, 상기 출력 커플러는 상기 제 1 조명광이 제 1 시역으로 방출되고 제 2 조명광이 제 1 시역과 상이한 제 2 시역으로 방출되도록 구성되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원부는:
조명광을 발생시키는 광원;
조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터;
조명광의 빔경을 증가시키는 빔확장기; 및
상기 빔확장기로부터 오는 조명광을 제 1 조명광과 제 2 조명광으로 분할하는 빔스플리터;를 더 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 빔 편향기는 제 1 조명광의 입사각을 조절하는 제 1 빔 편향기 및 제 2 조명광의 입사각을 조절하는 제 2 빔 편향기를 포함하며,
상기 입광면은 상기 제 1 조명광이 입사하는 제 1 입광면 및 상기 제 2 조명광이 입사하는 제 2 입광면을 포함하고,
상기 입력 커플러는 제 1 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 1 입력 커플러 및 제 2 조명광을 상기 도광판의 내부로 진행시키는 제 2 입력 커플러를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 제 1 입광면과 제 2 입광면은 상기 도광판의 서로 반대쪽에 각각 배치되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 도광판은 상기 제 1 조명광과 제 2 조명광이 동일한 출광면을 통해 방출되도록 구성되어 있으며, 상기 출력 커플러는 상기 제 1 조명광이 제 1 시역으로 방출되고 제 2 조명광이 제 1 시역과 상이한 제 2 시역으로 방출되도록 구성되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원부는:
조명광을 발생시키는 광원;
조명광을 평행빔으로 만드는 콜리메이터; 및
조명광의 빔경을 증가시켜 상기 빔 편향기에 제공하는 빔확장기;를 더 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 빔 편향기는 서로 다른 제 1 시역과 제 2 시역에 순시적으로 번갈아 조명광을 제공하도록 구성되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 입광면 및 입력 커플러는 상기 도광판의 한쪽 가장자리에 배치되어 있으며, 상기 광원부는 상기 도광판의 입광면에 대향하여 배치되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제 1 시역과 제 2 시역은 수평 방향으로 서로 다른 위치에 위치하고 있으며, 상기 광원부는 상기 도광판의 수직 방향으로 배치된 상부측 가장자리 또는 하부측 가장자리에 배치되어 있는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 광원부는 상기 빔 편향기에 의해 편향되는 조명광을 서로 다른 제 1 시역과 제 2 시역에 순시적으로 번갈아 제공하도록 구성되는 스위치를 더 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 상기 출력 커플러에 의해 색분리된 조명광을 백색광으로 만드는 색지움 요소(achromatization element)를 더 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 커플러 및 출력 커플러는 회절 패턴을 갖는 홀로그램 격자 또는 주기적인 굴절률 분포를 갖는 포토 폴리머를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 커플러와 출력 커플러는 상기 도광판의 서로 대향하는 제 1 표면과 제 2 표면에 각각 배치되어 있으며, 상기 입력 커플러는 상기 제 1 표면의 가장자리 영역에 배치되고 상기 출력 커플러는 상기 제 2 표면의 중심 영역에 배치되는 홀로그래픽 디스플레이 장치.
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