KR102506448B1 - Method and apparatus of active complex spatial light modulation for ultra low noise holographic display - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 능동 복소 공간 광 변조 방법 및 장치는, 기판에 배열되는 세 개의 페털 패턴들을 포함하는 페털 안테나가 페털 안테나의 중심점으로 입력되는 광을 페털 패턴들을 통하여 복소 평면으로부터 구분되는 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값들로 변조하도록 구성될 수 있으며, 페털 안테나는 중심점을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. An active complex spatial light modulation method and apparatus for an ultra-low-noise holographic display according to various embodiments, wherein a petal antenna including three petal patterns arranged on a substrate transmits light input to a center point of the petal antenna through the petal patterns. It may be configured to modulate with three-phase amplitude values corresponding to three phase intervals distinguished from the complex plane, and the petal antenna may have a point-symmetric shape with respect to a center point.

Description

초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 능동 복소 공간 광 변조 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF ACTIVE COMPLEX SPATIAL LIGHT MODULATION FOR ULTRA LOW NOISE HOLOGRAPHIC DISPLAY}Active complex spatial light modulation method and apparatus for ultra-low noise holographic display

다양한 실시예들은 초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 능동 복소 공간 광 변조 방법 및 장치에 관한 것이다. Various embodiments relate to active complex spatial light modulation methods and apparatus for ultra-low noise holographic displays.

홀로그램은, 사람이 입체감을 느낄 수 있는 요소인 양안 시차(binocular parallax)와 단안 시차(monocular parallax)의 효과를 모두 가지고 있는 가장 완전한 3D 디스플레이의 원리로 알려져 있다. 이러한 원리에 기반한 홀로그래픽 디스플레이에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 홀로그래픽 디스플레이는 입력되는 광의 위상과 진폭에 기반하여 3D 영상을 재현한다. A hologram is known as the principle of the most perfect 3D display having both the effects of binocular parallax and monocular parallax, which are factors that allow a person to feel a three-dimensional effect. Research on holographic displays based on these principles is being actively conducted all over the world. The holographic display reproduces a 3D image based on the phase and amplitude of light input.

그런데, 상기와 같은 홀로그래픽 디스플레이는 입력되는 광의 위상 또는 진폭 중 어느 하나를 변조하여, 영상을 표시한다. 이로 인하여, 홀로그래픽 디스플레이에서 표시되는 영상이 노이즈를 포함하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 홀로그래픽 디스플레이가 노이즈를 제거하기 위한 필터링 광학계를 구비할 수 있다. 그러나, 홀로그래픽 디스플레이가 필터링 광학계를 구비함에 따라, 홀로그래픽 디스플레이의 소형화, 경량화, 경박화, 이동성 등을 확보하는 데 제약이 있다. 따라서, 홀로그래픽 디스플레이가 필터링 광학계를 구비하지 않고도, 노이즈 없이 영상이 표시할 수 있도록 하는 방안이 요구된다. However, the holographic display as described above displays an image by modulating either the phase or amplitude of input light. Due to this, there is a problem in that an image displayed on the holographic display includes noise. In order to solve this problem, the holographic display may include a filtering optical system for removing noise. However, as the holographic display includes a filtering optical system, there are limitations in securing miniaturization, light weight, thinness, and mobility of the holographic display. Therefore, there is a need for a method for enabling a holographic display to display an image without noise without having a filtering optical system.

다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치는 초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 것으로, 기판 및 상기 기판에 배열되고, 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분하고, 상기 입력되는 광을 상기 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값들로 변조하는 세 개의 페털 패턴들을 포함하는 페털 안테나를 포함하고, 상기 페털 안테나는, 상기 페털 안테나의 중심점을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. An active complex spatial light modulation device according to various embodiments is for an ultra-low noise holographic display, is arranged on a substrate and the substrate, divides a complex plane into three phase sections, and converts the input light into the phase sections. and a petal antenna including three petal patterns that modulate with three-phase amplitude values corresponding to , and the petal antenna may have a point-symmetric shape with respect to a center point of the petal antenna.

다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 동작 방법은 초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 것으로, 기판에 배열되는 세 개의 페털 패턴들을 포함하는 페털 안테나가 상기 페털 안테나의 중심점으로 입력되는 광을 감지하는 단계 및 상기 페털 안테나가 상기 입력되는 광을 상기 페털 패턴들을 통하여 구분되는 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값들로 변조하는 단계를 포함하고, 상기 페털 안테나는, 상기 중심점을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. An operating method of an active complex spatial light modulator according to various embodiments is for an ultra-low noise holographic display, and a petal antenna including three petal patterns arranged on a substrate detects light input to a central point of the petal antenna. and modulating, by the petal antenna, the input light into three-phase amplitude values corresponding to three phase intervals distinguished through the petal patterns, wherein the petal antenna is point-symmetrical with respect to the center point. can have the shape of

다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 픽셀 구조는 초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 것으로, 기판 및 상기 기판에 배열되고, 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분하고, 상기 입력되는 광을 상기 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값들로 변조하는 세 개의 페털 패턴들을 포함하는 페털 안테나를 포함하고, 상기 페털 안테나는, 상기 페털 안테나의 중심점을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다.A pixel structure of an active complex spatial light modulation device according to various embodiments is for an ultra-low-noise holographic display, is arranged on a substrate, divides a complex plane into three phase sections, and transmits the input light A petal antenna including three petal patterns modulated with three-phase amplitude values corresponding to the phase sections, wherein the petal antenna may have a point-symmetric shape with respect to a center point of the petal antenna.

다양한 실시예들에 따르면, 능동 복소 공간 광 변조 장치에서 세 개의 페털 패턴들이 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분할 뿐 아니라, 입력되는 광을 위상 구간들에 대응하는 진폭 값들로 표현할 수 있다. 이로 인하여, 페털 패턴들에 의해, 입력되는 광의 위상과 진폭을 동시에 변조할 수 있다. 이를 통해, 홀로그래픽 디스플레이가 노이즈 없이, 영상을 표시할 수 있다. 이로 인하여, 홀로그래픽 디스플레이가 필터링 광학계를 구비하지 않고도, 노이즈 없이 선명하게 영상을 표시할 수 있다. According to various embodiments, in the active complex spatial light modulation device, three petal patterns divide a complex plane into three phase sections, and input light may be expressed as amplitude values corresponding to the phase sections. Accordingly, the phase and amplitude of the input light may be simultaneously modulated by the petal patterns. Through this, the holographic display can display an image without noise. Due to this, the holographic display can clearly display an image without noise without having a filtering optical system.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 설계 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치에서 페털 패턴들의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 성능을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13, 도 14 및 도 15는 다른 실시예에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치의 성능을 설명하기 위한 도면들이다.
1 is a diagram illustrating an active complex spatial light modulation device according to various embodiments.
2 is a diagram for explaining a design principle of an active complex spatial light modulation device according to various embodiments.
3 is a diagram for explaining an operating method of an active complex spatial light modulation device according to various embodiments.
4, 5, and 6 are diagrams for describing characteristics of an active complex spatial light modulation device according to various embodiments.
4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 are diagrams for explaining an effective width range and an effective length range of petal patterns in an active complex spatial light modulation device according to various embodiments. .
11 and 12 are diagrams for describing performance of an active complex spatial light modulation device according to an exemplary embodiment.
13, 14, and 15 are diagrams for describing performance of an active complex spatial light modulation device according to another exemplary embodiment.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of this document will be described with reference to the accompanying drawings.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the embodiment. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" refer to all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" may modify the elements in any order or importance, and are used only to distinguish one element from another. The components are not limited. When a (e.g., first) element is referred to as being "(functionally or communicatively) coupled to" or "connected to" another (e.g., second) element, that element refers to the other (e.g., second) element. It may be directly connected to the component or connected through another component (eg, a third component).

다양한 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 디스플레이는 능동 복소 공간 광 변조 장치를 이용하여, 초저잡음으로 3차원의 영상을 표시할 수 있다. 이 때 능동 복소 공간 광 변조 장치는 영상과 관련된 광의 위상과 진폭을 동시에 제어하도록 구성될 수 있다. 능동 복소 공간 광 변조 장치는 입력되는 광을 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭값들로 변조하도록 구성될 수 있다.According to various embodiments, the holographic display may display a 3D image with ultra-low noise by using an active complex spatial light modulation device. In this case, the active complex spatial light modulation device may be configured to simultaneously control the phase and amplitude of light associated with an image. The active complex spatial light modulator may be configured to modulate input light into three-phase amplitude values corresponding to three phase intervals.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)를 도시하는 도면이다. 도 2는 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 설계 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an active complex spatial light modulation device 100 according to various embodiments. 2 is a diagram for explaining a design principle of an active complex spatial light modulation device 100 according to various embodiments. 3 is a diagram for explaining an operating method of the active complex spatial light modulation device 100 according to various embodiments.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)는 픽셀 구조로 구현되며, 기판(110)과 점대칭 구성을 갖는 페털 안테나(petal antenna; 120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an active complex spatial light modulation device 100 according to various embodiments is implemented in a pixel structure and may include a substrate 110 and a petal antenna 120 having a point-symmetric configuration. .

기판(110)은 페털 안테나(120)를 지지할 수 있다. 예를 들면, 기판(110)은 이산화규소(silicon dioxide)의 재질로 형성될 수 있다. 기판(110)은 제 1 면, 제 2 면 및 제 1 면과 제 2 면을 연결하는 제 3 면을 포함할 수 있다. 예를 들면, 영상과 관련된 광이 제 1 면으로부터 제 2 면으로 통과될 수 있다. The substrate 110 may support the petal antenna 120 . For example, the substrate 110 may be formed of silicon dioxide. The substrate 110 may include a first surface, a second surface, and a third surface connecting the first surface and the second surface. For example, light associated with an image may pass from a first surface to a second surface.

페털 안테나(120)는 기판(110)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 페털 안테나(120)는 기판(110)의 제 2 면에 배치될 수 있다. 이를 통해, 영상과 관련된 광이 기판(110)으로부터 페털 안테나(120)로 입력될 수 있다. 그리고 패털 안테나(120)는 입력되는 광의 위상과 진폭을 동시에 변조할 수 있다. 이 때 페털 안테나(120)는 페털 안테나(120)의 중심점(C)을 기준으로 점대칭(point symmetry)의 형상을 가질 수 있다. The petal antenna 120 may be disposed on the substrate 110 . For example, the petal antenna 120 may be disposed on the second surface of the substrate 110 . Through this, light associated with an image may be input from the substrate 110 to the petal antenna 120 . Also, the feather antenna 120 may simultaneously modulate the phase and amplitude of the input light. In this case, the petal antenna 120 may have a shape of point symmetry with respect to the central point C of the petal antenna 120 .

페털 패턴(130, 140, 150)들은 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분하고, 입력되는 광을 위상 구간들에 대응하는 3 상(three phases)의 진폭 값(A1, A2, A3)들로 표현할 수 있다. 이를 위해, 페털 안테나(120)는 세 개의 페털 패턴(petal pattern; 130, 140, 150)들을 포함할 수 있다. 각각의 페털 패턴(130, 140, 150)은 중심점(C)을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. 페털 패턴(130, 140, 150)들은 중심점(C)에서 교차될 수 있다. 예를 들면, 페털 패턴(130, 140, 150)들은 상호로부터 120 도(°) 만큼 기울어질 수 있다. 이 때 진폭 값(A1, A2, A3)들은 페털 패턴(130, 140, 150)들의 사이즈에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 진폭 값(A1, A2, A3)들은 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비(width) 또는 길이(length) 중 적어도 어느 하나에 의해 조절될 수 있다. The petal patterns 130, 140, and 150 divide the complex plane into three phase sections, and convert the input light into amplitude values A1, A2, and A3 of three phases corresponding to the phase sections. can express To this end, the petal antenna 120 may include three petal patterns 130, 140, and 150. Each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may have a point-symmetric shape with respect to the central point C. The petal patterns 130 , 140 , and 150 may intersect at the central point C. For example, the petal patterns 130, 140, and 150 may be inclined by 120 degrees (°) from each other. At this time, the amplitude values A1 , A2 , and A3 may be determined according to the size of the petal patterns 130 , 140 , and 150 . For example, the amplitude values A1 , A2 , and A3 may be adjusted by at least one of the width or length of the petal patterns 130 , 140 , and 150 .

능동 동작을 하는 경우, 고정된 페털 패턴(130, 140, 150)의 각 페털 요소(날개) 부분에 능동적으로 광파의 진폭을 변조하는 소자(예 LCD)가 붙어서, 세 개의 패털 패턴(130, 140, 150)의 진폭을 조절한다.In the case of active operation, an element (e.g. LCD) that actively modulates the amplitude of light waves is attached to each petal element (wing) of the fixed petal patterns 130, 140, and 150, and the three petal patterns 130, 140 , 150) to adjust the amplitude.

페털 패턴(130, 140, 150)들은 위상 구간들에 각각 대응하는 제 1 페털 패턴(130), 제 2 페털 패턴(140) 및 제 3 페털 패턴(150)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제 2 페털 패턴(140)은 제 1 페털 패턴(130)으로부터 시계 방향으로 120 도 만큼 기울어지고, 제 3 페털 패턴(150)은 제 2 페털 패턴(140)으로부터 시계 방향으로 120 도 만큼 기울어질 수 있다. 위상 구간들은 제 1 위상 구간, 제 2 위상 구간 및 제 3 위상 구간을 포함할 수 있다. 일 예로, 제 1 위상 구간은 0 도 내지 120 도 중 적어도 일부 구간에 해당하고, 제 2 위상 구간은 120 도 내지 240 도 중 적어도 일부 구간에 해당하며, 제 3 위상 구간은 240 도 내지 360 도 중 적어도 일부 구간에 해당할 수 있다. 진폭 값(A1, A2, A3)들은 제 1 진폭 값(A1), 제 2 진폭 값(A2) 및 제 3 진폭 값(A3)을 포함할 수 있다. 여기서, 페털 패턴(130, 140, 150)들은, 도 2에 도시된 바와 같은 원리에 기반하여, 하기 [수학식 1]을 만족하도록 설계될 수 있다. The petal patterns 130 , 140 , and 150 may include a first petal pattern 130 , a second petal pattern 140 , and a third petal pattern 150 respectively corresponding to the phase sections. For example, the second petal pattern 140 is tilted clockwise by 120 degrees from the first petal pattern 130, and the third petal pattern 150 is tilted clockwise by 120 degrees from the second petal pattern 140. can be tilted The phase intervals may include a first phase interval, a second phase interval and a third phase interval. For example, the first phase period corresponds to at least a portion of 0 degrees to 120 degrees, the second phase period corresponds to at least a portion of 120 degrees to 240 degrees, and the third phase period corresponds to at least a portion of 240 degrees to 360 degrees. It may correspond to at least some sections. The amplitude values A1, A2, and A3 may include a first amplitude value A1, a second amplitude value A2, and a third amplitude value A3. Here, the petal patterns 130, 140, and 150 may be designed to satisfy the following [Equation 1] based on the principle shown in FIG. 2 .

Figure 112020114889221-pat00001
Figure 112020114889221-pat00001

제 1 페털 패턴(130)은 입력되는 광으로부터 제 1 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 1 위상 구간에 대응하는 제 1 진폭 값(A1)으로 표현할 수 있다. The first petal pattern 130 may detect a first phase section from input light and express the input light as a first amplitude value A1 corresponding to the first phase section.

페털 패턴(130, 140, 150)이 능동 동작을 하는 경우, 고정된 페털 패턴(130, 140, 150)의 각 페털 요소(날개) 부분에 능동적으로 광파의 진폭을 변조하는 소자 (예 LCD)가 붙어서, 세 개의 패털 패턴(130, 140, 150)의 진폭을 조절해야 한다. 각각의 페털 패턴(130, 140, 150)은 적어도 두 개의 페털 요소(petal element)들을 포함할 수 있다. 각각의 페털 패턴(130, 140, 150)에서, 페털 요소들은 중심점(C)을 기준으로 점대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 페털 요소들은 중심점(C)으로부터 방사상으로 연장되도록 배열될 수 있다. 일 예로, 각각의 페털 패턴(130, 140, 150)이 두 개의 페털 요소들을 포함하는 경우, 페털 안테나(120)는 헥사 페털(hexa petal) 구조로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들 중 적어도 어느 하나의 페털 요소들은 중심점(C)에서 상호에 연결될 수 있다. 예를 들면, 페털 패턴(130, 140, 150)들 중 적어도 어느 하나는 중심점(C)을 관통하는 막대(rod) 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들 중 적어도 어느 하나의 페털 요소들은 중심점(C)을 사이에 두고, 상호로부터 이격될 수 있다. 예를 들면, 페털 패턴(130, 140, 150)들 중 적어도 어느 하나의 페털 요소들은 중심점(C)을 사이에 두고, 상호의 맞은 편에 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)는 복소 평면으로부터 구분되는 세 개의 위상 구간들에 기반하여, 입력되는 광을 3 상의 진폭 값(A1, A2, A3)들로 표현한 다음, 하나의 복소수 값으로 결합할 수 있다. 여기서, 입력되는 광은 간섭성 빛(coherent light)의 x 축 성분과 y 축 성분의 위상 차이가 발생됨에 따라, 우원 편광(right circular polarization; RCP) 또는 좌원 편광(left circular polarization; LCP)으로 생성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 페털 안테나(120)가 입력되는 광을 감지하면, 페털 안테나(120)가 입력되는 광을 페털 패턴(130, 140, 150)들을 통하여 복소 평면으로부터 구분되는 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값(A1, A2, A3)들로 변조할 수 있다. 여기서, 페털 안테나(120)는, 페털 안테나(120)에서 투과되는 광의 x 축 성분과 y 축 성분의 위상 차이를 입력되는 광과 반대로 교차 편파 성분에서 변조할 수 있다.When the petal patterns 130, 140, and 150 perform an active operation, an element (eg, LCD) that actively modulates the amplitude of light waves is installed in each petal element (wing) of the fixed petal patterns 130, 140, and 150. Attached, it is necessary to adjust the amplitude of the three petal patterns (130, 140, 150). Each of the petal patterns 130, 140, and 150 may include at least two petal elements. In each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 , petal elements may be arranged point-symmetrically with respect to the central point C. For example, the petal elements may be arranged to extend radially from the central point C. For example, when each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes two petal elements, the petal antenna 120 may be implemented in a hexa petal structure. According to an embodiment, at least one petal element among the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be connected to each other at a central point C. For example, at least one of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may have a rod shape penetrating the central point C. According to another embodiment, the petal elements of at least one of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be spaced apart from each other with the center point C interposed therebetween. For example, the petal elements of at least one of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be disposed opposite to each other with the center point C interposed therebetween. According to various embodiments, the active complex spatial light modulation device 100 expresses the input light as three-phase amplitude values A1, A2, and A3 based on three phase sections separated from the complex plane, and then , can be combined into a single complex value. Here, the input light is generated as right circular polarization (RCP) or left circular polarization (LCP) according to the phase difference between the x-axis component and the y-axis component of coherent light. It can be. As shown in FIG. 3, when the petal antenna 120 senses input light, the petal antenna 120 transmits the input light through petal patterns 130, 140, and 150 into three phase sections separated from the complex plane. It can be modulated with three-phase amplitude values (A1, A2, A3) corresponding to . Here, the petal antenna 120 may modulate the phase difference between the x-axis component and the y-axis component of the light transmitted through the petal antenna 120 in a cross polarization component opposite to the input light.

페털 패턴(130, 140, 150)이 수동 동작을 하는 경우, 즉 고정된 삼차원 홀로그램 이미지를 생성하는 경우, 제 1 진폭 값(A1)은 제 1 페털 패턴(130)의 사이즈에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 제 1 진폭 값(A1)은 제 1 페털 패턴(130)의 너비 또는 길이 중 적어도 어느 하나에 의해 조절될 수 있다. 제 2 페털 패턴(140)은 입력되는 광으로부터 제 2 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 2 위상 구간에 대응하는 제 2 진폭 값(A2)으로 표현할 수 있다. 제 2 진폭 값(A2)은 제 2 페털 패턴(140)의 사이즈에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 제 2 진폭 값(A2)은 제 2 페털 패턴(140)의 너비 또는 길이 중 적어도 어느 하나에 의해 조절될 수 있다. 제 3 페털 패턴(150)은 입력되는 광으로부터 제 3 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 3 위상 구간에 대응하는 제 3 진폭 값(A3)으로 표현할 수 있다. 제 3 진폭 값(A3)은 제 3 페털 패턴(150)의 사이즈에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 제 3 진폭 값(A3)은 제 3 페털 패턴(150)의 너비 또는 길이 중 적어도 어느 하나에 의해 조절될 수 있다. When the petal patterns 130, 140, and 150 perform passive operations, that is, when a fixed 3D hologram image is generated, the first amplitude value A1 may be determined according to the size of the first petal pattern 130. For example, the first amplitude value A1 may be adjusted by at least one of the width or length of the first petal pattern 130 . The second petal pattern 140 may detect a second phase period from input light and express the input light as a second amplitude value A2 corresponding to the second phase period. The second amplitude value A2 may be determined according to the size of the second petal pattern 140 . For example, the second amplitude value A2 may be adjusted by at least one of the width or length of the second petal pattern 140 . The third petal pattern 150 may detect a third phase section from input light and express the input light as a third amplitude value A3 corresponding to the third phase section. The third amplitude value A3 may be determined according to the size of the third petal pattern 150 . For example, the third amplitude value A3 may be adjusted by at least one of the width or length of the third petal pattern 150 .

도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은 다양한 실시예들에 따른 가시광 대역 수동 복소 공간 광 변조 장치(100)에서 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간을 설명하기 위한 도면들이다. 도 4는 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간을 나타내는 도면들이다. 여기서, 도 4는 전체 픽셀 주기가 350 nm일 때, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간을 나타낼 수 있다. 도 5 및 도 6은 도 4의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간에 대한 검증 결과를 나타내는 도면들이다. 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10은 도 4의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간을 기반으로 페털 패턴(130, 140, 150)들의 변조 결과를 나타내는 도면들이다. 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 show widths of petal patterns 130, 140, and 150 in the visible light band passive complex spatial light modulator 100 according to various embodiments. Effective interval and length These are drawings for explaining the valid interval. FIG. 4 is diagrams showing effective width and effective length sections of the petal patterns 130, 140, and 150. Referring to FIG. Here, FIG. 4 may show effective width and valid lengths of the petal patterns 130, 140, and 150 when the entire pixel period is 350 nm. 5 and 6 are diagrams illustrating verification results for the valid width section and the valid length section of FIG. 4 . 7, 8, 9, and 10 are diagrams illustrating modulation results of the petal patterns 130, 140, and 150 based on the effective width and effective length intervals of FIG.

도 4를 참조하면, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간과 길이 유효 구간이 각각 정의될 수 있다. 페털 패턴(130, 140, 150)들의 진폭 값(A1, A2, A3)들은 페털 패턴(130, 140, 150)들의 사이즈에 따라 결정될 수 있다. 이 때 진폭 값(A1, A2, A3)들은 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 또는 길이 중 적어도 어느 하나에 의해 조절될 수 있다. 모든 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같고, 모든 페털 패턴(130, 140, 150)들의 길이 유효 구간은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같을 수 있다. 여기서, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간에서, 페털 패턴(130, 140, 150)들로부터 각각 투과되는 교차 편파 성분들의 위상 차이는, 도 5에 도시된 바와 같이 120 도이다. 한편, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 길이 유효 구간에서, 페털 패턴(130, 140, 150)들로부터 각각 투과되는 교차 편파 성분들의 위상 차이는, 도 6에 도시된 바와 같이 120 도이다. 예를 들면, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비는, 대략 0 nm 내지 60 nm 중 어느 한 값으로 조절될 수 있으며, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 길이는 대략 0 nm 내지 290 nm 중 어느 한 값으로 조절될 수 있다.Referring to FIG. 4 , valid widths and lengths of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be respectively defined. Amplitude values A1 , A2 , and A3 of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be determined according to the size of the petal patterns 130 , 140 , and 150 . At this time, the amplitude values A1, A2, and A3 may be adjusted by at least one of the widths or lengths of the petal patterns 130, 140, and 150. The effective width range of all the petal patterns 130, 140, and 150 is as shown in (a) of FIG. 4, and the effective length range of all the petal patterns 130, 140, and 150 is shown in (b) of FIG. may be the same as Here, in the width effective section of the petal patterns 130, 140, and 150, the phase difference between the cross-polarization components transmitted from the petal patterns 130, 140, and 150, respectively, is 120 degrees as shown in FIG. Meanwhile, in the effective length range of the petal patterns 130, 140, and 150, the phase difference between the cross-polarization components transmitted from the petal patterns 130, 140, and 150, respectively, is 120 degrees as shown in FIG. For example, the widths of the petal patterns 130, 140, and 150 may be adjusted to any one of approximately 0 nm to 60 nm, and the lengths of the petal patterns 130, 140, and 150 may be approximately 0 nm to 290 nm. It can be adjusted to any one value of nm.

일 예로, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 유효 구간에서, 진폭 값(A1, A2, A3)들을 각각 0.8로 표현하기 위한 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 너비(W1, W2, W3)가 10 도의 위상 간격에 따라, 하기 [표 1]과 같이 결정될 수 있다. 제 1 실시예에 따르면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 페털 패턴(130, 140, 150)들이 각각 두 개의 페털 요소들을 포함하고, 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 페털 요소들이 중심점(C)에서 상호에 연결될 수 있다. 여기서, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비(W1, W2, W3)가 하기 [표 1]을 기반으로 결정될 수 있다. 제 1 실시예에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들에 따른 변조 결과가, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 위상 구간들에 결쳐 연속성을 나타낼 수 있다. 제 2 실시예에 따르면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 페털 패턴(130, 140, 150)들이 각각 두 개의 페털 요소들을 포함하고, 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 페털 요소들이 중심점(C)을 사이에 두고, 상호로부터 이격될 수 있다. 여기서, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비(W1, W2, W3)가 하기 [표 1]을 기반으로 결정될 수 있다. 제 1 실시예에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들에 따른 변조 결과가, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 위상 구간들에 결쳐 보다 개선된 연속성을 나타낼 수 있다. For example, in the effective width range of the petal patterns 130, 140, and 150, the widths W1 and W1 of each of the petal patterns 130, 140, and 150 for expressing the amplitude values A1, A2, and A3 as 0.8, respectively. W2 and W3) may be determined according to the phase interval of 10 degrees as shown in Table 1 below. According to the first embodiment, as shown in (a) of FIG. 7, each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes two petal elements, and each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes a feather. Elements can be connected to each other at a central point (C). Here, the widths W1 , W2 , and W3 of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be determined based on Table 1 below. According to the first embodiment, a modulation result according to the petal patterns 130, 140, and 150 may exhibit continuity across phase sections as shown in FIG. 7(b). According to the second embodiment, as shown in (a) of FIG. 8, each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes two petal elements, and each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes a feather. The elements may be spaced apart from each other, with a central point (C) therebetween. Here, the widths W1 , W2 , and W3 of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be determined based on Table 1 below. According to the first embodiment, a modulation result according to the petal patterns 130, 140, and 150 may exhibit more improved continuity across phase sections as shown in FIG. 8(b).

Figure 112020114889221-pat00002
Figure 112020114889221-pat00002

일 예로, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 길이 유효 구간에서, 진폭 값(A1, A2, A3)들을 각각 0.8로 표현하기 위한 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 길이(L1, L2, L3)가 10 도의 위상 간격에 따라, 하기 [표 2]와 같이 결정될 수 있다. 제 1 실시예에 따르면, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 페털 패턴(130, 140, 150)들이 각각 두 개의 페털 요소들을 포함하고, 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 페털 요소들이 중심점(C)에서 상호에 연결될 수 있다. 여기서, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 길이(L1, L2, L3)가 하기 [표 2]를 기반으로 결정될 수 있다. 제 1 실시예에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들에 따른 변조 결과가, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 위상 구간들에 결쳐 연속성을 나타낼 수 있다. 제 2 실시예에 따르면, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 페털 패턴(130, 140, 150)들이 각각 두 개의 페털 요소들을 포함하고, 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 페털 요소들이 중심점(C)을 사이에 두고, 상호로부터 이격될 수 있다. 여기서, 페털 패턴(130, 140, 150)들의 길이(L1, L2, L3)가 하기 [표 2]를 기반으로 결정될 수 있다. 제 2 실시예에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들에 따른 변조 결과가, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 위상 구간들에 결쳐 보다 개선된 연속성을 나타낼 수 있다. For example, in the length validity period of the petal patterns 130, 140, and 150, the lengths (L1, L1, L2 and L3) may be determined according to the phase interval of 10 degrees as shown in Table 2 below. According to the first embodiment, as shown in (a) of FIG. 9, each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes two petal elements, and each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes a feather. Elements can be connected to each other at a central point (C). Here, the lengths L1, L2, and L3 of the petal patterns 130, 140, and 150 may be determined based on Table 2 below. According to the first embodiment, a modulation result according to the petal patterns 130, 140, and 150 may exhibit continuity across phase sections as shown in FIG. 9(b). According to the second embodiment, as shown in (a) of FIG. 10, each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes two petal elements, and each of the petal patterns 130, 140, and 150 includes a petal. The elements may be spaced apart from each other, with a central point (C) therebetween. Here, the lengths L1, L2, and L3 of the petal patterns 130, 140, and 150 may be determined based on Table 2 below. According to the second embodiment, a modulation result according to the petal patterns 130, 140, and 150 may exhibit more improved continuity across phase sections as shown in FIG. 10(b).

Figure 112020114889221-pat00003
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도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 성능을 설명하기 위한 도면들이다. 11 and 12 are diagrams for describing performance of the active complex spatial light modulation device 100 according to an exemplary embodiment.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 페털 패턴(130, 140, 150)들은 각각 두 개의 페털 요소들을 포함할 수 있다. 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각의 페털 요소들은 중심점(C)에서 상호에 연결될 수 있다. 각각의 페털 패턴(130, 140, 150)은 중심점(C)을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. 페털 패턴(130, 140, 150)들은 중심점(C)에서 교차될 수 있다.Referring to FIG. 11 , each of petal patterns 130 , 140 , and 150 of the active complex spatial light modulation device 100 according to an exemplary embodiment may include two petal elements. The petal elements of each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be connected to each other at the central point C. Each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may have a point-symmetric shape with respect to the central point C. The petal patterns 130 , 140 , and 150 may intersect at the central point C.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 페털 패턴(130)이 입력되는 광으로부터 제 1 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 1 위상 구간에 대응하는 제 1 진폭 값(A1)으로 표현할 수 있다. 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 페털 패턴(140)이 입력되는 광으로부터 제 1 위상 구간으로부터 120 도 만큼 지연된 제 2 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 2 위상 구간에 대응하는 제 2 진폭 값(A2)으로 표현할 수 있다. 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 제 3 페털 패턴(150)이 입력되는 광으로부터 제 2 위상 구간으로부터 120 도 만큼 지연된 제 3 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 3 위상 구간에 대응하는 제 3 진폭 값(A3)으로 표현할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 11 , the first petal pattern 130 detects a first phase section from the input light and sets the input light to a first amplitude value A1 corresponding to the first phase section. can be expressed as As shown in (b) of FIG. 11, the second petal pattern 140 detects a second phase period delayed by 120 degrees from the first phase period from the input light, and transmits the input light to the second phase period. It can be expressed as the corresponding second amplitude value A2. As shown in (c) of FIG. 11, the third petal pattern 150 detects a third phase period delayed by 120 degrees from the second phase period from the input light, and transmits the input light to the third phase period. It can be expressed as the corresponding third amplitude value A3.

이를 통해, 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 페털 패턴(130, 140, 150)들이 진폭 값(A1, A2, A3)들을 하나의 복소수 값으로 결합하여 표현할 수 있다. 이에 따라, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)를 이용하여, 홀로그래픽 디스플레이가 도 12에 도시된 바와 같이 초저잡음의 영상을 표시할 수 있다. 즉 홀로그래픽 디스플레이는, 노이즈 없이, 선명하게 영상을 표시할 수 있다. Through this, as shown in (d) of FIG. 11, the petal patterns 130, 140, and 150 of the active complex spatial light modulation device 100 convert the amplitude values A1, A2, and A3 into one complex value. can be expressed in combination. Accordingly, by using the active complex spatial light modulator 100, the holographic display may display an ultra-low-noise image as shown in FIG. 12 . That is, the holographic display can clearly display an image without noise.

도 13, 도 14 및 도 15는 다른 실시예에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 성능을 설명하기 위한 도면들이다. 도 13, 도 14 및 도 15를 참조하면, 다른 실시예에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 페털 패턴(130, 140, 150)들은 각각 적어도 두 개의 페털 요소들을 포함할 수 있다. 각각의 페털 패턴(130, 140, 150)은 중심점(C)을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. 페털 패턴(130, 140, 150)들은 중심점(C)에서 교차될 수 있다. 어떤 실시예에서, 페털 패턴(130, 140, 150)들 중 적어도 어느 하나의 페털 요소들이 중심점(C)을 사이에 두고, 상호로부터 이격될 수 있다. 어떤 실시예에서, 페털 패턴(130, 140, 150)들 중 적어도 어느 하나의 페털 요소들이 중심점(C)에서 상호에 연결될 수 있다. 13, 14, and 15 are diagrams for explaining performance of the active complex spatial light modulation device 100 according to another exemplary embodiment. Referring to FIGS. 13, 14, and 15 , petal patterns 130, 140, and 150 of the active complex spatial light modulation device 100 according to another embodiment may each include at least two petal elements. Each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may have a point-symmetric shape with respect to the central point C. The petal patterns 130 , 140 , and 150 may intersect at the central point C. In some embodiments, at least one petal element among the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be spaced apart from each other with the central point C interposed therebetween. In some embodiments, at least one petal element among the petal patterns 130 , 140 , and 150 may be connected to each other at the central point C.

페털 요소들은 삼상(예 0도, 120도, 240도) 위상 딜레이를 만들어 낼 수 있는 광범위한 위상지연구조를 모두 포함한다.Petal elements include both a wide range of phase retardation groups capable of producing three phase (eg 0 degree, 120 degree, 240 degree) phase delays.

도 13의 (a), 도 14의 (a) 및 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 페털 안테나(120)가 입력되는 광을 감지하면, 페털 안테나(120)가 입력되는 광을 페털 패턴(130, 140, 150)들을 통하여 구분되는 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값(A1, A2, A3)들로 표현할 수 있다. 제 1 페털 패턴(130)이 입력되는 광으로부터 제 1 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 1 위상 구간에 대응하는 제 1 진폭 값(A1)으로 표현할 수 있다. 제 2 페털 패턴(140)이 입력되는 광으로부터 제 1 위상 구간으로부터 120 도 만큼 지연된 제 2 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 2 위상 구간에 대응하는 제 2 진폭 값(A2)으로 표현할 수 있다. 제 3 페털 패턴(150)이 입력되는 광으로부터 제 2 위상 구간으로부터 120 도 만큼 지연된 제 3 위상 구간을 검출하고, 입력되는 광을 제 3 위상 구간에 대응하는 제 3 진폭 값(A3)으로 표현할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 13, (a) of FIG. 14, and (a) of FIG. 15, when the petal antenna 120 senses the input light, the petal antenna 120 transmits the input light to the petals. It can be expressed as three-phase amplitude values (A1, A2, A3) corresponding to the three phase sections distinguished through the patterns 130, 140, and 150. The first petal pattern 130 may detect a first phase section from the input light and express the input light as a first amplitude value A1 corresponding to the first phase section. The second petal pattern 140 may detect a second phase interval delayed by 120 degrees from the first phase interval from the input light and express the input light as a second amplitude value A2 corresponding to the second phase interval. there is. The third petal pattern 150 can detect a third phase section delayed by 120 degrees from the second phase section from the input light and express the input light as a third amplitude value A3 corresponding to the third phase section. there is.

이를 통해, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 페털 패턴(130, 140, 150)들이 진폭 값(A1, A2, A3)들을 하나의 복소수 값으로 결합하여 표현할 수 있다. 이에 따라, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)를 이용하여, 홀로그래픽 디스플레이가 도 13의 (b), 도 14의 (b) 및 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 초저잡음의 영상을 표시할 수 있다. 즉 홀로그래픽 디스플레이는, 노이즈 없이, 선명하게 영상을 표시할 수 있다. Through this, the petal patterns 130 , 140 , and 150 of the active complex spatial light modulation device 100 may be expressed by combining the amplitude values A1 , A2 , and A3 into one complex value. Accordingly, by using the active complex spatial light modulator 100, the holographic display is an ultra-low-noise image as shown in FIGS. 13(b), 14(b), and 15(b). can be displayed. That is, the holographic display can clearly display an image without noise.

다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)는 초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 것으로, 기판(110) 및 기판(110)에 배열되고, 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분하고, 입력되는 광을 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값(A1, A2, A3)들로 변조하는 세 개의 페털 패턴(130, 140, 150)들을 포함하는 페털 안테나(120)를 포함할 수 있다. An active complex spatial light modulation device 100 according to various embodiments is for an ultra-low noise holographic display, is arranged on a substrate 110 and the substrate 110, divides a complex plane into three phase sections, A petal antenna 120 including three petal patterns 130, 140, and 150 that modulates input light into three-phase amplitude values A1, A2, and A3 corresponding to phase sections may be included.

다양한 실시예들에 따르면, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)는 픽셀 구조로 구현될 수 있다. According to various embodiments, the active complex spatial light modulation device 100 may be implemented in a pixel structure.

다양한 실시예들에 따르면, 페털 안테나(120)는 페털 안테나(120)의 중심점(C)을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. According to various embodiments, the petal antenna 120 may have a point-symmetric shape with respect to the central point C of the petal antenna 120 .

다양한 실시예들에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들은, 중심점(C)에서 교차될 수 있다. According to various embodiments, the petal patterns 130 , 140 , and 150 may intersect at the central point C.

다양한 실시예들에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각이 중심점(C)을 기준으로 점대칭의 형상을 가질 수 있다. According to various embodiments, each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may have a point-symmetric shape with respect to the central point C.

다양한 실시예들에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들은, 상호로부터 120 도 만큼 기울어질 수 있다. According to various embodiments, the petal patterns 130, 140, and 150 may be inclined by 120 degrees from each other.

다양한 실시예들에 따르면, 페털 패턴(130, 140, 150)들 각각은, 중심점(C)을 기준으로 점대칭으로 배열되는 적어도 두 개의 페털 요소들을 포함할 수 있다. According to various embodiments, each of the petal patterns 130 , 140 , and 150 may include at least two petal elements arranged point-symmetrically with respect to the central point C.

일 실시예에 따르면, 페털 요소들 중 적어도 어느 두 개는, 중심점(C)에서 상호에 연결될 수 있다. According to one embodiment, at least any two of the petal elements may be connected to each other at a central point (C).

다른 실시예에 따르면, 페털 요소들 중 적어도 어느 두 개는, 중심점(C)을 사이에 두고, 상호로부터 이격될 수 있다. According to another embodiment, at least any two of the petal elements may be spaced apart from each other with a center point (C) therebetween.

다양한 실시예들에 따르면, 진폭 값(A1, A2, A3)들은 페털 패턴(130, 140, 150)들의 너비 또는 길이 중 적어도 어느 하나에 따라 조절될 수 있다. According to various embodiments, the amplitude values A1 , A2 , and A3 may be adjusted according to at least one of the widths or lengths of the petal patterns 130 , 140 , and 150 .

다양한 실시예들에 따른 능동 복소 공간 광 변조 장치(100)의 동작 방법은, 기판(110)에 배열되는 세 개의 페털 패턴(130, 140, 150)들을 포함하는 페털 안테나(120)가 페털 안테나(120)의 중심점으로 입력되는 광을 감지하는 단계 및 페털 안테나(120)가 입력되는 광을 페털 패턴(130, 140, 150)들을 통하여 복소 평면으로부터 구분되는 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값(A1, A2, A3)들로 변조하는 단계를 포함할 수 있다. In the method of operating the active complex spatial light modulator 100 according to various embodiments, the petal antenna 120 including the three petal patterns 130, 140, and 150 arranged on the substrate 110 is a petal antenna ( 120) and the petal antenna 120 transmits the input light through the petal patterns 130, 140, and 150 to the three-phase amplitude corresponding to the three phase sections distinguished from the complex plane. Modulating to values A1, A2, A3.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 페털 패턴들에 능동 진폭변조 디스플레이 픽셀을 붙여 상기 디스플레이 픽셀의 투과율에 따라 상기 진폭 값들이 조절될 수 있다.According to various embodiments, the amplitude values may be adjusted according to transmittance of the display pixels by attaching an active amplitude modulation display pixel to the petal patterns.

다양한 실시예들에 따르면, 능동 복소 공간 광 변조 장치(100) 장치에서 세 개의 페털 패턴(130, 140, 150)들이 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분할 뿐 아니라, 입력되는 광을 위상 구간들에 대응하는 진폭 값(A1, A2, A3)들로 표현할 수 있다. 이로 인하여, 페털 패턴들에 의해, 입력되는 광의 위상과 진폭을 동시에 변조할 수 있다. 이를 통해, 홀로그래픽 디스플레이가 노이즈 없이, 영상을 표시할 수 있다. 이로 인하여, 홀로그래픽 디스플레이가 필터링 광학계를 구비하지 않고도, 노이즈 없이 선명하게 영상을 표시할 수 있다. According to various embodiments, in the active complex spatial light modulator 100, the three petal patterns 130, 140, and 150 not only divide the complex plane into three phase sections, but also divide the input light into phase sections. It can be expressed as amplitude values (A1, A2, A3) corresponding to . Accordingly, the phase and amplitude of the input light may be simultaneously modulated by the petal patterns. Through this, the holographic display can display an image without noise. Due to this, the holographic display can clearly display an image without noise without having a filtering optical system.

본 문서의 다양한 실시예들에 관해 설명되었으나, 본 문서의 다양한 실시예들의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 문서의 다양한 실시예들의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위 뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although described with respect to various embodiments of this document, various modifications are possible without departing from the scope of various embodiments of this document. Therefore, the scope of the various embodiments of this document should not be limited to the described embodiments and should be defined by not only the scope of the claims to be described later, but also those equivalent to the scope of these claims.

Claims (10)

초저잡음 홀로그래픽 디스플레이를 위한 적어도 하나의 픽셀;
광이 입사되는 제1면과, 상기 제1면과 마주하는 면으로서 상기 적어도 하나의 픽셀이 배치되는 제2면을 포함하는 기판;을 포함하며,
상기 적어도 하나의 픽셀 각각은,
중심점을 사이에 두고 상호로부터 이격되어 점대칭으로 배치되는 적어도 두 개의 제1 광학 요소들을 구비하는 제1 광학 패턴;
상기 중심점을 사이에 두고 상호로부터 이격되어 점대칭으로 배치되는 적어도 두 개의 제2 광학 요소들을 구비하는 제2 광학 패턴; 및
상기 중심점을 사이에 두고 상호로부터 이격되어 점대칭으로 배치되는 적어도 두 개의 제3 광학 요소들을 구비하는 제3 광학 패턴; 을 포함하며,
상기 제1, 제2, 및 제3 광학 패턴들은 복소 평면을 세 개의 위상 구간들로 구분하고, 상기 제1면으로부터 상기 제2면을 통과하여 입력되는 광을 상기 세 개의 위상 구간들에 대응하는 3 상의 진폭 값들로 변조하는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
at least one pixel for an ultra low noise holographic display;
A substrate including a first surface on which light is incident and a second surface on which the at least one pixel is disposed as a surface facing the first surface;
Each of the at least one pixel,
a first optical pattern including at least two first optical elements spaced apart from each other with a central point interposed therebetween and disposed point-symmetrically;
a second optical pattern including at least two second optical elements spaced apart from each other with the central point interposed therebetween and arranged point-symmetrically; and
a third optical pattern including at least two third optical elements spaced apart from each other with the central point interposed therebetween and disposed point-symmetrically; Including,
The first, second, and third optical patterns divide a complex plane into three phase sections, and light inputted from the first surface through the second surface corresponds to the three phase sections. An active complex spatial light modulation device that modulates with three-phase amplitude values.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광학 패턴은 상기 입력되는 광을 제1 진폭 값으로 변조하고, 상기 제2 광학 패턴은 상기 입력되는 광을 제2 진폭 값으로 변조하고, 상기 제3 광학 패턴은 상기 입력되는 광을 제3 진폭 값으로 변조하는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
The first optical pattern modulates the input light with a first amplitude value, the second optical pattern modulates the input light with a second amplitude value, and the third optical pattern modulates the input light. An active complex spatial light modulator that modulates with 3 amplitude values.
제1 항에 있어서,
상기 제1, 제2, 및 제3 광학 패턴들은, 상호로부터 120도만큼 기울어진, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
wherein the first, second, and third optical patterns are tilted by 120 degrees from each other.
제1 항에 있어서,
상기 세 개의 위상 구간들은, 상기 제1, 제2, 및 제3 광학 패턴들에 의해 각각 검출되는 제1, 제2, 및 제3 위상 구간을 포함하고,
상기 제2 위상 구간은 상기 제1 위상 구간으로부터 120도만큼 지연되고, 상기 제3 위상 구간은 상기 제2 위상 구간으로부터 120도만큼 지연되는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
The three phase sections include first, second, and third phase sections detected by the first, second, and third optical patterns, respectively;
wherein the second phase interval is delayed by 120 degrees from the first phase interval, and the third phase interval is delayed by 120 degrees from the second phase interval.
제1 항에 있어서,
상기 진폭 값들은 상기 제1, 제2, 및 제3 광학 패턴들의 너비 또는 길이 중 적어도 어느 하나에 따라 조절되는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
Wherein the amplitude values are adjusted according to at least one of widths or lengths of the first, second, and third optical patterns.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 제1 광학 요소들은 서로 동일한 너비와 길이를 가지고, 상기 적어도 두 개의 제2 광학 요소들은 서로 동일한 너비와 길이를 가지며, 상기 적어도 두 개의 제3 광학 요소들은 서로 동일한 너비와 길이를 가지는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
The at least two first optical elements have the same width and length, the at least two second optical elements have the same width and length, and the at least two third optical elements have the same width and length. , an active complex spatial light modulator.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 제1 광학 요소들은 동일한 위상 및 진폭 값으로 상기 입력되는 광을 변조하고, 상기 적어도 두 개의 제2 광학 요소들은 동일한 위상 및 진폭 값으로 상기 입력되는 광을 변조하며, 상기 적어도 두 개의 제3 광학 요소들은 동일한 위상 및 진폭 값으로 상기 입력되는 광을 변조하는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
The at least two first optical elements modulate the input light with the same phase and amplitude values, the at least two second optical elements modulate the input light with the same phase and amplitude values, and third optical elements modulate the input light with the same phase and amplitude values.
제1 항에 있어서,
상기 제1, 제2, 및 제3 광학 패턴들에 능동 진폭변조 광학 소자가 마련되며, 상기 능동 진폭변조 광학 소자의 투과율에 따라 상기 진폭 값들이 조절되는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
An active complex spatial light modulation device, wherein active amplitude modulation optical elements are provided on the first, second, and third optical patterns, and the amplitude values are adjusted according to transmittance of the active amplitude modulation optical elements.
제8 항에 있어서,
상기 능동 진폭변조 광학 소자는 액정 디스플레이 소자를 포함하는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 8,
The active complex spatial light modulating device of claim 1, wherein the active amplitude modulating optical element comprises a liquid crystal display element.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광학 패턴은 두 개의 제1 광학 요소들을 포함하고, 상기 제2 광학 패턴은 두 개의 제2 광학 요소들을 포함하며, 상기 제3 광학 패턴은 두 개의 제3 광학 요소들을 포함하고,
상기 제1, 제2, 및 제3 광학 요소들은 2 X 3 매트릭스 형태로 배치되는, 능동 복소 공간 광 변조 장치.
According to claim 1,
the first optical pattern includes two first optical elements, the second optical pattern includes two second optical elements, and the third optical pattern includes two third optical elements;
wherein the first, second, and third optical elements are arranged in a 2 X 3 matrix form.
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