KR20130011420A - 공간 광변조기 및 이를 적용한 광학장치 - Google Patents

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Abstract

공간 광변조기 및 이를 적용한 광학장치가 개시된다. 개시된 공간 광변조기는, 제1 및 제2투명 기판과, 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라지도록 제1 및 제2투명 기판 사이에 마련되어 통과하는 광의 위상을 변조하는 위상 변조부와, 인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하도록 제1 및 제2투명 기판 사이에 마련되어 진폭을 변조하는 진폭 변조부;를 구비한다.

Description

공간 광변조기 및 이를 적용한 광학장치{Spatial light modulator and optical apparatus employing the same}
공간 광변조기 및 이를 적용한 광학장치에 관한 것이다.
공간 광변조기(SLM: Spatial, Light Modulator)는 광학 시스템에서 광의 분포를 제어하는데 사용되는 디바이스이다. 공간 광변조기는 예를 들어, 홀로그래픽 3차원 디스플레이는 물론, 빔 포밍(beam forming), 광학 필터링 등에 사용될 수 있다.
광변조는 진폭과 위상 변화의 조합으로 나타난다. 따라서, 광변조를 위해서는 위상 변조 뿐만 아니라 진폭 변조도 요구된다. 그러나, 대부분의 공간 광변조기는 위상 또는 진폭만을 변조하므로, 위상 또는 진폭만을 변조하는 공간 광변조기를 사용해서는 표현의 한계가 생긴다. 이러한 이유로 2개 이상의 개별 소자를 이용하여 위상과 진폭을 제어하는 구성(architecture)을 연구해왔다.
하나의 기판에 위상 광변조기와 진폭 광변조기를 형성한 복합형 공간 광변조기 및 이를 적용한 광학장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기는, 제1 및 제2투명 기판과; 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라지도록 상기 제1 및 제2투명 기판 사이에 마련되어, 통과하는 광의 위상을 변조하는 위상 변조부와; 인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하도록 상기 제1 및 제2투명 기판 사이에 마련되어, 진폭을 변조하는 진폭 변조부;를 구비할 수 있다.
상기 위상 변조부는, 상기 제1 및 제2투명기판 중 하나 상에 마련되는 제1제어전극과; 상기 제1제어전극을 통하여 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라지도록 마련되어 통과하는 광의 위상을 변조하는 위상 변조층;을 포함할 수 있다.
상기 위상 변조층은 폴리머 분산 액정층을 구비할 수 있다.
상기 폴리머 분산 액정층 상에는 이 폴리머 분산 액정층을 보호하는 보호층;을 더 구비할 수 있다.
상기 제1제어전극을 통하여 상기 위상 변조층에 인가되는 전압은, 상기 위상 변조층의 투과량이 포화되는 전압보다 높은 전압일 수 있다.
상기 진폭 변조부는, 상기 제1 및 제2투명기판 중 나머지 하나 상에 마련되는 제2제어전극과; 상기 제2제어전극을 통하여 인가되는 인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하여 진폭을 변조하는 진폭 변조층;을 포함할 수 있다.
상기 진폭 변조층은, 전기습윤 현상을 이용한 광셔터층을 구비할 수 있다.
상기 위상 변조부와 상기 진폭 변조부 사이에 공통전극이 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광학장치는, 상기한 공간 광변조기를 구비하며, 상기 공간 광변조기에 의해 위상 및 진폭이 변조된 광을 센싱하여 영상을 획득하는 영상 획득 장치나 광원으로부터 출사된 광의 위상 및 진폭을 상기 공간 광변조기에 의해 변조하여 3차원 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이장치 중 어느 하나로 사용될 수 있다.
공간 광변조기는, 두 투명 기판 사이에 위상 변조부와 진폭 변조부가 적층된 구조를 구비함으로써, 기판 상에 위상 광변조기와 진폭 광변조기를 형성한 단일 복합체 구조를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광변조기를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 위상 변조층에 인가되는 전압의 크기에 따른 광의 분산, 투과, 위상 변조 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 진폭 변조부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기를 적용한 광학장치를 개략적으로 보여준다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 및 이를 채용한 광학장치를 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭, 두께 등은 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것일 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 실질적으로 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광변조기(1)를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 광변조기(1)는, 제1 및 제2투명기판(10)(11)과, 이 제1 및 제2투명 기판(10)(11) 사이에 마련된 위상 변조부(30) 및 진폭 변조부(50)를 구비한다.
상기 제1 및 제2투명 기판(10)(11)으로는 일반적으로 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다.
상기 위상 변조부(30)는 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라져 통과하는 광의 위상을 변조할 수 있도록 형성된다. 위상 변조부(30)는 제1 및 제2투명기판(10)(11) 중 어느 하나 예컨대, 제1투명기판(10) 상에 마련되는 제1제어전극(31)과, 이 제1제어전극(31)을 통하여 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라지도록 마련되어 통과하는 광의 위상을 변조하는 위상 변조층(32)을 포함한다. 상기 위상 변조부(30)는 상기 진폭 변조부(50)와 공통으로 사용하는 공통 전극(39)을 더 포함할 수 있다. 공통 전극(39)은 도 1에 보여진 바와 같이 위상 변조층(32)의 제1제어전극(31)과 반대면에 대향되게 위치될 수 있다. 여기서, 위상 변조부(30)와 진폭 변조부(50)는 공통 전극(39)을 사용하는 대신에 각각 별도의 전극을 사용하도록 형성될 수도 있다.
상기 제1제어전극(31) 및 공통 전극(39)은, 투명 전극으로서 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO 등과 같은 투명 도전성 무기 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1제어전극(31)은 투명한 도전성 무기 복합물 또는 유기막 등이 사용될 수 있다. 상기 제1제어전극(31)과 공통 전극(39)은 동일 재질 또는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1제어전극(31)은 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 공통 전극(39)은 제1제어전극(31)과 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. 이 제1제어전극(31)과 공통 전극(39)이 교차하는 영역들이 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 제1제어전극(31)과 공통 전극(39)은 다른 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1제어전극(31)은 각각의 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 형상으로 형성되고, 공통 전극(39)은 전면을 덮는 형태로 형성될 수도 있다.
상기 위상 변조층(32)은 예를 들어, 폴리머 분산 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal)층(33)으로 구비할 수 있다. 폴리머 분산 액정층(33)은 폴리머(33a)와 액정을 혼합해 필름 형태로 제조될 수 있다. 이때, 폴리머(33a) 안에 액정 방울(Drop)(33b)이 불연속적으로 존재하게 된다. 여기서, 위상 변조층(32)을 필름 형태로 형성하는 경우, 그 위에 다른 구성요소 예컨대, 진폭 변조부(50)를 집적할 수 있다.
상기와 같이 위상 변조층(32)으로 폴리머 분산 액정층(33)을 구비할 때, 도 2a에서와 같이, 전압이 인가되지 않은 경우(V=0)나 액정 방울(33b)내의 액정을 정렬시키는 전압보다 작은 전압이 인가되는 경우, 폴리머 분산 액정층(33)은 폴리머(33a)의 굴절율과 액정 방울(33b)의 굴절율 차이에 의해 입사되는 광을 분산시키는 역할을 한다. 도 2a에서 Vo의 전압은 0V 또는 액정 방울(33b) 내의 액정을 정렬시키는 전압보다 작은 전압을 의미한다.
도 2b에서와 같이, 일정 전압(V1)을 인가하여, 액정 방울(33b)내의 액정이 정렬됨으로써 액정의 굴절율이 폴리머(33a)의 굴절율과 비슷해지게 되는 경우, 입사광은 폴리머 분산 액정층(33)을 분산없이 그대로 투과하게 된다.
도 2a 및 도 2b에서와 같이, 폴리머 분산 액정층(33)은 인가되는 전압이 Vo냐 V1이냐에 따라 광의 투과가 온,오프되는 셔터로서 역할을 하게 된다.
한편, 도 2c에서와 같이, 폴리머 분산 액정층(33)에 상기의 일정 전압(V1) 이상의 전압을 인가하면, 광의 투과량은 포화된다. 광의 투과량을 포화시키는 전압보다 더 높은 전압을 폴리머 분산 액정층(33)에 인가하면, 광의 투과량은 일정하지만, 폴리머(33a)와 액정의 전체 굴절율은 달라지게 되어, 광경로 길이(optical path length)를 달라지게 할 수 있다. 예를 들어, 광의 투과량이 포화되는 전압을 상기 일정 전압(V1)보다 큰 V2 전압이라 할 때, 폴리머 분산 액정층(33)에 인가되는 전압(V)을 V2보다 높임에 따라 광의 투과량은 포화된 상태에서 광경로 길이가 변화될 수 있다. 그러므로, 폴리머 분산 액정층(33)에 인가되는 전압의 크기를 조절함에 따라 광의 위상을 변조할 수 있다. 따라서, 픽셀 또는 서브 픽셀별로 폴리머 분산 액정층(33)에 인가되는 전압의 크기를 조절함에 따라 광의 위상을 변조하여, 위상 공간 광변조기를 실현할 수 있다.
상기와 같이, 상기 공간 광변조기(1)가 위상 광 변조기로서 기능을 할 때, 제1제어전극(31)을 통해 위상 변조층(32)에 인가되는 전압은 이 위상 변조층(32)의 투과량이 포화되는 전압(V2)보다 높은 전압이 인가될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기(1)와 같이 위상 변조층(32)에 폴리머 분산 액정을 이용하는 경우, 액정의 굴절율과 폴리머(33a)의 굴절율의 평균 굴절율로 위상이 결정되므로, 일반적인 액정을 이용하는 공간 광변조기와는 달리 편광기의 사용이 불필요하여 광효율이 높다. 또한, 투과율 즉, 진폭이 일정하게 된 이후만 사용하므로, 폴리머 분산 액정층(33)에서 위상만 변조시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하며, 상기 공간 광변조기(1)는 폴리머 분산 액정층(33) 상에 이 폴리머 분산 액정층(33)을 보호하는 보호층(37)을 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 진폭 변조부(50)는 인가되는 전압에 따라 광의 통과량을 조절하여 진폭을 변조하도록 형성된다.
상기 진폭 변조부(50)는, 제1 및 제2투명기판(10)(11) 중 나머지 하나 예컨대, 제2투명기판(11) 내측면에 마련되는 제2제어전극(51)과, 이 제2제어전극(51)을 통해 인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하여 진폭을 변조하는 진폭 변조층(53)을 포함한다. 진폭 변조부(50)는 전술한 공통 전극(39)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2제어전극(51)은 진폭 변조층(53)의 공통 전극(39)과 반대면에 대향되게 위치될 수 있다. 상기 제2제어전극(51)은 전술한 제1제어전극(31) 및 공통 전극(39)과 마찬가지로, 투명 전극으로서 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ZnO 등과 같은 투명 도전성 무기 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2제어전극(51)은 투명한 도전성 무기 복합물 또는 유기막 등이 사용될 수 있다. 상기 제2제어전극(51)과 공통 전극(39)은 동일 재질 또는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2제어전극(51)과 공통 전극(39)은 전술한 제1제어전극(31) 및 공통 전극(39)의 관계와 마찬가지로 형성될 수 있다. 즉, 제2제어전극(51)은 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 공통 전극(39)이 제1제어전극(31)과 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 형성되는 경우, 제2제어전극(51)은 이 공통 전극(39)과 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 스트라이프 형상의 공통 전극(39)을 공통으로 사용하는 경우, 제1제어전극(31)과 제2제어전극(51)은 실질적으로 동일한 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2제어전극(51)과 공통 전극(39)이 교차하는 영역들이 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 상기 제2제어전극(51)은 각각의 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 형상으로 형성되고, 공통 전극(39)은 전면을 덮는 형태로 형성될 수도 있다.
도 1에서는 위상 변조부(30)와 진폭 변조부(50)가 공통 전극(39)을 공유하여 사용하도록 된 경우를 보여주는데, 이는 예시적인 것으로, 위상 변조부(30)와 진폭 변조부(50)는 공통 전극(39) 대신에 각각 별도의 전극을 구비하도록 마련될 수도 있다. 또한, 도 1에서는 제1제어전극(31)과 제2제어전극(51)이 제1 및 제2투명기판(10)(11) 내면측에 위치하는 예를 보여주는데, 공통 전극(39) 대신에 각각 별도의 전극을 구비하는 경우, 별도의 전극이 제1 및 제2투명기판(10)(11) 내면측에 위치하고, 제1제어전극(31)과 제2제어전극(51)은 위상 변조층(32)과 진폭 변조층(53) 사이에 위치할 수도 있다. 또한, 도 1에서는 제1투명기판(10), 위상 변조부(30), 진폭 변조부(50), 제2투명 기판(11) 순서로 형성된 예를 보여주는데, 이는 예시적인 것으로, 위상 변조부(30)와 진폭 변조부(50)의 위치는 서로 뒤바뀔 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기(1)는 상기한 예시 이외에도 다양한 변형이 가능하다.
상기 진폭 변조층(53)은 광의 위상 변화없이 인가되는 전압에 따라 광의 투과율만을 조절하여 광의 진폭(amplitude)을 변조하도록 마련된 것으로, 이러한 진폭 변조층(53)은 예를 들어 전기습윤(electrowetting) 현상을 이용한 광셔터층을 구비할 수 있다.
즉, 진폭 변조층(53)은 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이의 공간에 채워진 투명한 수용액(55) 및 불투명한 유기 용액(57)을 포함하는 용액으로 이루어질 수 있다. 상기 수용액(55)은 증류수 또는 전해질이 용해된 수용액 들이 사용될 수 있다. 상기 유기 용액(57)은 전기습윤 현상을 일으키기 위해 소수성을 가져야 한다. 또한, 상기 유기 용액(57)은 입사되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 모두 차단할 수 있어야 하므로, 상기 유기 용액(57)은 이러한 색광들을 차단할 수 있는 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 여기서, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광을 차단할 수 있는 무기물로는 예를 들어 카본 블랙(carbon black)이 사용될 수 있으며, 유기물로는 유기 염료(organic dye), 유기 안료(organic pigment) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 유기 용액(57)에는 현재 액정표시장치(LCD) 등에 사용되고 있는 컬러 필터의 재료도 포함될 수 있다. 상기 유기 용액(57)으로는 예를 들면 블랙 오일(black oil)이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 블랙 오일로서는 블랙 잉크(black ink)가 사용될 수 있으며, 이러한 블랙 잉크 내에는 카본 블랙(carbon black)이 함유될 수 있다.
상기 공통 전극(39)의 진폭 변조층(53)을 향하는 전면은 그 표면이 소수성을 가지도록 소수성 처리될 수 있다. 예를 들어, 공통 전극(39)의 전면에 소수성 폴리머를 코팅하면 공통 전극(39)의 전면은 소수성을 띠게 된다. 대안으로, 공통 전극(39)의 진폭 변조층(53)을 향하는 전면 상에 소수성을 가지도록 형성된 유전체층(미도시)을 더 구비할 수도 있다. 이 유전체층은 투명한 물질로 이루어질 수 있으며, 그 표면이 소수성(hydrophobic property)을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 유전체층은 유기물로는 fluoropolymer, parylene 등으로 이루어질 수 있으며, 무기물로는 SiO2(silicon dioxide), BST(Barium Strontium Titanate) 등으로 이루어질 수 있다. 유전체층이 SiO2, BST 등으로 이루어진 경우, 유전체층의 표면에 충분한 소수성을 부여하기 위하여 유기물, 예를 들면 fluoropolymer, parylene 등을 코팅한 후 사용할 수 있다.
여기서는, 공통 전극(39)의 전면에 소수성 처리를 하거나, 소수성을 가지는 유전체층을 더 구비하는 경우를 예를 들었는데, 제2제어전극(51)의 전면에 소수성 처리를 하거나 소수성을 가지는 유전체층을 더 구비하는 것도 가능하며, 공통 전극(39)과 제2제어전극(51) 둘 다에 소수성 처리를 하거나 소수성을 가지는 유전체층을 더 구비할 수도 있다. 도 1 및 이하의 설명에서는 공통 전극(39) 면에 소수성 처리를 한 경우를 예를 들어 설명한다.
한편, 상기 제1 및 제2투명 기판(10)(11) 사이의 진폭 변조층(53)이 형성되는 영역에는 다수의 격벽(59)이 마련될 수 있다. 이러한 격벽들(59)은 제1투명 기판(10)과 제2투명 기판(11) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 역할을 하여, 용액으로 채워지는 진폭 변조층(53)이 형성될 수 있도록 하는 동시에, 용액으로 채워진 진폭 변조층(53)을 다수의 픽셀 또는 서브픽셀 단위로 공간을 구획한다. 상기 격벽들(59)은 각 픽셀 또는 서브 픽셀에 대응하는 제1 및 제2제어전극(31)(51)의 패턴 사이에 위치하도록 형성될 수 있다.
상기와 같은 구조의 진폭 변조부(50) 즉, 전기 습윤 현상을 이용한 광셔터에서, 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 소정 전압이 인가되면, 소수성 표면을 가지는 공통 전극(39) 면(유전체층을 더 구비하는 경우, 유전체층)이 친수성으로 변하게 되고, 이에 따라 공통 전극(39) 면과 수용액(55)이 접촉하는 면적이 증가하고, 유기 용액(57)은 픽셀 또는 서브 픽셀의 가장자리 쪽 즉, 격벽(59)쪽으로 이동하게 되어, 광이 통과할 수 있는 면적이 증가하게 되고, 이에 따라 진폭 변조층(53)을 통과하는 광량이 증가하게 된다.
도 3a 및 도 3b는 진폭 변조부(50)의 동작 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 3a는 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 도시한 것이며, 도 3b는 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 소정 전압이 인가된 상태를 도시한 것이다.
먼저, 도 3a를 참조하면, 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 유기 용액(57)과 수용액(55)의 계면에너지와 유기 용액(57)과 소수성을 가지는 공통 전극(39) 면 (이하, "소수성면"이라 한다)의 계면에너지의 합이 수용액(55)과 소수성면의 계면에너지의 합보다 작기 때문에 유기 용액(57)이 소수성면 전체를 덮은 상태가 되며, 유기 용액(57) 위에 수용액(55)이 위치하게 된다. 이에 따라, 입사되는 광은 불투명한 유기 용액(57)에 의해 차단되어 진폭 변조층(53)을 투과하지 못하게 된다.
다음으로, 도 3b를 참조하면, 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 소정 전압을 인가하게 되면 소수성면과 유기 용액(57) 사이의 접촉 특성이 변화하게 된다. 예를 들어, 소수성면이 친수성면으로 변화함으로써 수용액(55)이 친수성면과 접촉하는 면적이 증가하게 된다. 이에 따라, 유기 용액(57)은 전압이 인가되지 않은 영역, 예를 들면 격벽(59) 주위로 이동하게 된다. 그 결과, 입사되는 광은 픽셀 또는 서브 픽셀내의 투명한 수용액(55)을 투과하므로, 진폭 변조층(53)을 통과하는 광이 존재하게 된다. 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 인가되는 전압이 소정 범위내에서 증가시켜, 공통 전극(39) 면의 친수성 특성을 증대시키면, 수용액(55)이 친수성면과 접촉하는 면적이 보다 증가하게 되어, 광 투과량이 증가하게 된다.
따라서, 픽셀 또는 서브 픽셀 단위로 제2제어전극(51)과 공통 전극(39) 사이에 인가되는 전압의 크기를 조절하여, 진폭 변조층(50)을 통과하는 광량을 변조할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 공간 광 변조기(1)에 따르면, 위상 변조층(32) 예컨대, 폴리머 분산 액정층(33)과, 진폭 변조층(53) 예컨대, 전기습윤 현상을 이용하는 광셔터와 같이 광의 위상 변화없이 투과량만을 조절하는 소자를 집적하여, 진폭(amplitude)와 위상(phase)을 각각 조절할 수 있는 소자 즉, 위상 공간 광변조기 및 진폭 공간 광변조기 복합체를 구현할 수 있으며, 이를 픽셀 또는 서브 픽셀 단위로 제어할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 공간 광 변조기(1)는 일괄 공정을 통해 집적될 수 있으므로, 사용시 별다른 정렬(align) 작업이 필요 없으며, 공간 광 변조기(1)를 이루는 위상 광변조기 및 진폭 광 변조기 각각의 소자가 위상 또는 진폭만을 제어하므로, 두 소자간의 간섭이 없다. 또한, 상기한 보호층(37)과 같은 필름 보호층을 사용하면, 위상 광변조기 및 진폭 광 변조기 두 소자간의 거리를 줄일 수 있어, 광의 퍼짐에 의한 인접 픽셀 또는 서브 픽셀로의 크로스토크를 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기(1)를 적용한 광학장치를 개략적으로 보여준다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공간 광변조기(1)를 적용한 광학장치는 예를 들어, 공간 광변조기(1)에 의해 위상 및 진폭이 변조된 광을 촬상소자(3) 등으로 센싱하여 영상을 획득하는 영상 획득 장치 예컨대, 카메라나 광원(5)(여기서, 광원(5)은 외부 광원이나 백라이트 유닛 등이 될 수 있다)으로부터 출사된 광의 위상 및 진폭을 상기 공간 광변조기(1)에 의해 변조하여 3차원 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이장치 중 어느 하나일 수 있다.
1...공간 광변조기 10,11...제1 및 제2투명 기판
30...위상 변조부 31...제1제어 전극
32...위상 변조층 33...폴리머 분산 액정층
33a...폴리머 33b...액정 방울
37...보호층 39...공통 전극
50...진폭 변조부 51...제2제어 전극
53...진폭 변조층 55...수용액
57...유기 용액

Claims (14)

  1. 제1 및 제2투명 기판과;
    인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라지도록 상기 제1 및 제2투명 기판 사이에 마련되어, 통과하는 광의 위상을 변조하는 위상 변조부와;
    인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하도록 상기 제1 및 제2투명 기판 사이에 마련되어, 진폭을 변조하는 진폭 변조부;를 구비하는 공간 광변조기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상 변조부는,
    상기 제1 및 제2투명기판 중 하나 상에 마련되는 제1제어전극과;
    상기 제1제어전극을 통하여 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 달라지도록 마련되어 통과하는 광의 위상을 변조하는 위상 변조층;을 포함하는 공간 광변조기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 위상 변조층은 폴리머 분산 액정층을 구비하는 공간 광변조기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폴리머 분산 액정층 상에는 이 폴리머 분산 액정층을 보호하는 보호층;을 더 구비하는 공간 광변조기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1제어전극을 통하여 상기 위상 변조층에 인가되는 전압은, 상기 위상 변조층의 투과량이 포화되는 전압보다 높은 전압인 공간 광변조기.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진폭 변조부는,
    상기 제1 및 제2투명기판 중 나머지 하나 상에 마련되는 제2제어전극과;
    상기 제2제어전극을 통하여 인가되는 인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하여 진폭을 변조하는 진폭 변조층;을 포함하는 공간 광변조기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 진폭 변조층은, 전기습윤 현상을 이용한 광셔터층을 구비하는 공간 광변조기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상 변조부와 상기 진폭 변조부 사이에 공통전극이 마련된 공간 광변조기.
  9. 제6항에 있어서, 상기 위상 변조부와 상기 진폭 변조부 사이에 공통전극이 마련된 공간 광변조기.
  10. 청구항 1항 내지 5항의 공간 광변조기를 구비하며, 상기 공간 광변조기에 의해 위상 및 진폭이 변조된 광을 센싱하여 영상을 획득하는 영상 획득 장치나 광원으로부터 출사된 광의 위상 및 진폭을 상기 공간 광변조기에 의해 변조하여 3차원 영상을 디스플레이하는 3차원 디스플레이장치 중 어느 하나로 사용되는 광학장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 공간 광변조기의 진폭 변조부는,
    상기 제1 및 제2투명기판 중 나머지 하나 상에 마련되는 제2제어전극과;
    상기 제2제어전극을 통하여 인가되는 인가되는 전압에 따라 광의 투과량을 조절하여 진폭을 변조하는 진폭 변조층;을 포함하는 광학장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 진폭 변조층은, 전기습윤 현상을 이용한 광셔터층을 구비하는 광학장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 공간 광변조기의 위상 변조부와 진폭 변조부 사이에 공통전극이 마련된 광학장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 공간 광변조기의 위상 변조부와 진폭 변조부 사이에 공통전극이 마련된 광학장치.
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