KR20140076881A - Hologram image display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display)로 구현된 홀로그램 영상 표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a hologram image display device implemented with a head mounted display.
최근 3차원 (3D: Three Dimension) 영상과 영상 재생 기술에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 3차원 영상 관련 미디어는 시각 정보의 수준을 한 차원 더 높여주는 새로운 개념의 실감 영상 미디어로서 차세대 영상장치를 주도할 것으로 예상된다. 기존의 2차원 영상 시스템은 평면 영상을 제공하지만 3차원 영상 시스템은 물체가 가지고 있는 실제 이미지 정보를 관찰자에게 보여주는 관점에서 궁극적인 영상 구현 기술이라고 할 수 있다.Recently, three dimensional (3D) image and image reproduction techniques have been actively studied. 3D image related media is expected to lead the next generation imaging device as a realistic image media with a new concept that raises the level of visual information one more level. The conventional 2D image system provides the plane image, but the 3D image system is the ultimate image realization technology in terms of showing the actual image information of the object to the observer.
3차원 입체 영상을 재생하기 위한 방법으로는 크게, 스테레오스코피 (stereoscopy) 방식, 홀로그래피(holography) 방식 및 집적 영상(integral imaging) 방식 등의 방법들이 연구 개발되고 있다. 이 중에서 홀로그래피 방식은 레이저를 이용하여 제작한 홀로그래피를 3차원 영상으로 재현하여 안경 없이 입체 영상을 구현할 수 있다. Methods for reproducing three-dimensional stereoscopic images are largely researched and developed such as stereoscopy, holography, and integral imaging. Among them, the holographic method can reproduce a three-dimensional image of a holography produced by using a laser to realize stereoscopic images without glasses.
홀로그래피 방식은 물체에서 반사된 빛(물체파)과 간섭성이 있는 빛(기준파)을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용하는 것이다. 가간섭성이 높은 레이저 광을 사용하여 물체에 부딪쳐 산란되는 물체파를 또 다른 방향에서 입사된 기준파와 만나게 하여 형성된 간섭 무늬를 사진 필름에 기록하는 것을 홀로그램이라고 한다. 물체파와 기준파가 만날 때, 간섭에 의한 간섭 무늬를 형성하는데, 이 간섭 무늬에 물체의 진폭과 위상 정보가 함께 기록된다. 간섭 무늬는 빛의 파동의 세기(intensity)와 위상(phase) 정보를 포함한다. 세기 정보는 간섭 무늬의 패턴들 간의 콘트라스트(contrast)로 기록되고, 위상 정보는 간섭 무늬에서 패턴들 간의 거리로 기록되고, 이렇게 기록된 간섭 무늬에 참조광을 조사하여 홀로그램에 기록된 간섭 무늬를 3차원 영상으로 복원하는 것을 홀로그래피라고 한다.The holographic method uses the principle of recording and reproducing an interference signal obtained by superimposing light (object wave) reflected from an object and light (reference wave) having coherence. A hologram is a technique in which an interference fringe formed by causing an object wave scattered by an object to collide with a reference wave incident from another direction using a highly coherent laser beam is recorded on a photographic film. When an object wave and a reference wave meet, an interference fringe due to interference is formed. The amplitude and phase information of the object are also recorded in this fringe pattern. The interference fringe includes the intensity and phase information of the wave of light. The intensity information is recorded in a contrast between the patterns of the interference fringes, the phase information is recorded in the distance between the patterns in the interference fringes, the reference pattern is recorded on the recorded interference fringes, Reconstruction into an image is called holography.
최근에 기술의 발전으로, 홀로그래피 방식의 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display)가 개발되고 있다. 헤드 장착형 디스플레이는 안경이나 헬멧 형태로 착용하여 착용자의 눈 앞에 가까운 거리에 초점이 형성되는 가상 스크린의 안경형 모니터 장치이다. 최근에는 사용자의 이용 편리성을 높이기 위해 가볍고 얇은 헤드 장착형 디스플레이가 요구되는 실정이다.Recently, with the development of the technology, a holographic head mounted display is being developed. The head-mounted display is a virtual screen monitor device that is worn in the form of a pair of glasses or a helmet to form a focus near the wearer's eyes. In recent years, a light and thin head-mounted display is required in order to enhance the usability of the user.
홀로그래피 방식의 헤드 장착형 디스플레이는 홀로그램 간섭 무늬 이미지를 표시하는 공간 광 변조기(spatial light modulator, 이하 "SLM"이라 칭함)를 포함하고, SLM에 선편광을 갖는 면광원을 조사하여 홀로그램 입체영상을 구현한다. SLM은 액정표시패널로 구현되는 것이 일반적이다. 하지만, 홀로그래피 방식의 헤드 장착형 디스플레이는 면광원을 SLM에 조사함과 동시에 SLM으로부터 구현된 홀로그램 입체영상을 확대 렌즈에 조사하는 빔 스플리터와 확대 렌즈의 크기가 크기 때문에, 박형화가 어려운 문제가 있다.
The holographic type head-mounted display includes a spatial light modulator (SLM) for displaying hologram interference fringe images, and implements a hologram stereoscopic image by irradiating a surface light source having linearly polarized light to the SLM. The SLM is generally implemented as a liquid crystal display panel. However, the holographic type head-mounted display has a problem in that it is difficult to reduce the thickness because the size of the beam splitter and the magnifying lens for irradiating the surface light source to the SLM and irradiating the hologram stereoscopic image implemented by the SLM to the magnifying lens is large.
본 발명은 박형화된 헤드 장착형 디스플레이를 구현할 수 있는 홀로그램 영상 표시장치를 제공한다.
The present invention provides a hologram image display device capable of implementing a thinned head mounted display.
본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치는 제1 확산광을 조사하는 광원; 상기 제1 확산광을 제1 평행광으로 변환하는 콜리메이터; 홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현하고 상기 제1 평행광을 회절시켜 제1 회절 평행광을 출력하는 공간 광 변조기; 상기 제1 평행광이 상기 공간 광 변조기에 수직으로 입사되도록 상기 콜리메이터로부터 출력된 상기 제1 평행광의 경로를 변환하는 제1 광변환 필름; 및 상기 공간 광 변조기와 상기 제1 광변환 필름 사이에 위치하는 쿼터 웨이브 판을 포함하고, 상기 공간 광 변조기의 하부 기판은 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 제1 평행광을 반사시키는 반사패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.A hologram image display apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light source for emitting a first diffusion light; A collimator for converting the first diffused light into a first parallel light; A spatial light modulator that implements a hologram interference fringe pattern and diffracts the first parallel light to output a first diffracted parallel light; A first light conversion film for converting the path of the first parallel light output from the collimator so that the first parallel light is incident on the spatial light modulator vertically; And a quarter wave plate positioned between the spatial light modulator and the first light conversion film, wherein the lower substrate of the spatial light modulator includes a reflection pattern for reflecting the first parallel light incident on the spatial light modulator .
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치는 제1 확산광을 조사하는 광원; 상기 제1 확산광을 제1 평행광으로 변환하는 콜리메이터; 및 홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현하고 상기 제1 평행광을 회절시켜 제1 회절 평행광을 출력하는 공간 광 변조기를 포함하고, 상기 제1 평행광은 상기 공간 광 변조기에 수직인 각도가 아닌 소정의 각도로 입사되며, 상기 공간 광 변조기의 하부 기판은 상기 공간 광 변조기에 입사되는 제1 평행광을 반사시키는 반사패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a hologram image display comprising: a light source for emitting a first diffused light; A collimator for converting the first diffused light into a first parallel light; And a spatial light modulator that implements a hologram interference fringe pattern and diffracts the first parallel light to output a first diffracted parallel light, wherein the first parallel light is incident on the spatial light modulator at a predetermined angle And the lower substrate of the spatial light modulator includes a reflection pattern for reflecting the first parallel light incident on the spatial light modulator.
본 발명은 광변환 필름들을 이용하여 빔 스플리터와 확대 렌즈를 구현한다. 그 결과, 본 발명은 박형화된 헤드 장착형 디스플레이를 구현할 수 있는 홀로그램 영상 표시장치를 제공할 수 있다.The present invention implements a beam splitter and a magnifying lens using photo-conversion films. As a result, the present invention can provide a hologram image display device capable of implementing a thinned head-mounted display.
또한, 본 발명은 회절광 차단층을 이용하여 홀로그램 입체영상의 0 차 회절광을 제거할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 홀로그램 입체영상의 품질을 높일 수 있다.
In addition, the present invention can remove the 0th order diffracted light of the hologram stereoscopic image by using the diffraction light blocking layer. As a result, the present invention can improve the quality of the hologram stereoscopic image.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치를 보여주는 일 예시도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정을 보여주는 흐름도.
도 3은 도 1의 제1 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면.
도 4는 도 1의 제2 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면.
도 5는 도 1의 제3 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면.
도 6은 도 1의 제4 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치를 보여주는 일 예시도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정을 보여주는 흐름도.
도 9는 도 7의 제5 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exemplary view showing a hologram image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a light conversion process of the hologram image display device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
3 is an exemplary view showing in detail the method of manufacturing the first photo-conversion film of FIG.
4 is an exemplary view showing in detail a method of manufacturing the second photo-conversion film of FIG. 1;
FIG. 5 is an exemplary view showing in detail a method of manufacturing the third photo-conversion film of FIG. 1; FIG.
FIG. 6 is an exemplary view showing in detail a method of manufacturing the fourth light conversion film of FIG. 1; FIG.
7 is an exemplary view illustrating a hologram image display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a light conversion process of the hologram image display device according to the second embodiment of the present invention.
9 is an exemplary view showing in detail a method for manufacturing the fifth light conversion film of Fig. 7;
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명은 공간 광변조기(Spatial Light Modulator, 이하 "SLM"이라 함)에 홀로그램 간섭 무늬 패턴을 구현하고, 홀로그램 간섭 무늬 패턴에 광(레이저광 등)을 조사하여 홀로그램 입체영상을 표시하는 홀로그램 영상 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에서 SLM은 반사형 액정표시장치로 구현된 것을 중심으로 설명하였다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치는 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
The present invention embodies a hologram interference fringe pattern in a spatial light modulator (hereinafter referred to as "SLM") and irradiates light (laser light or the like) to a hologram interference fringe pattern to display a hologram image ≪ / RTI > In the embodiment of the present invention, the SLM has been mainly described as a reflection type liquid crystal display device. In addition, the hologram image display apparatus according to the embodiment of the present invention has been described in the context of a head mounted display. However, the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치를 보여주는 일 예시도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치는 광원(10)들, 콜리메이터(collimator, 20), 제1 광변환 필름(30), SLM(40), 쿼터 웨이브 판(50), 회절광 차단 렌즈(60), 필드 렌즈(70), 미러(80) 등을 포함한다.1 is a view illustrating an example of a hologram image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1, a hologram image display apparatus according to a first embodiment of the present invention includes a
광원(10)들은 적색 레이저 다이오드, 녹색 레이저 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드들을 포함하는 레이저 다이오드, 또는 적색, 녹색, 및 청색 LED(light emitting diode)들로 구현될 수 있다. 또한, 광원(10)들은 적색, 녹색 및 청색 광원의 조합이거나, 그 외의 다른 색상의 광원들의 조합이거나, 백색 레이저 다이오드나 백색 LED와 같은 단일 색의 광원일 수도 있다. 광원(10)들은 확산광을 출력할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 광원(10)들로부터 출력되는 확산광을 제1 확산광(DL1)으로 기재하였음에 주의하여야 한다.The
광원(10)들로부터 출력된 제1 확산광(DL1)을 콜리메이트 광(collimated beam)으로 변환하기 위해, 광원(10)들 상에는 콜리메이터(20)가 배치될 수 있다. 콜리메이트 광은 사실상 분산이나 집중이 매우 적은 평행광을 의미한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 콜리메이터(20)로부터 출력되는 콜리메이트 광을 제1 평행광(PL1)으로 기재하였음에 주의하여야 한다. 한편, 본 발명의 제1 실시 예의 콜리메이터(20)는 도 7과 같이 제5 광변환 필름(90)으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 홀로그램 영상 표시장치는 더욱 박형화될 수 있다.The
제1 광변환 필름(30)은 콜리메이터(20)로부터 출력된 제1 평행광(PL1)의 경로를 변환한다. 또한, 제1 광변환 필름(30)은 SLM(40)으로부터 출력된 제1 회절 평행광(DP1)의 경로를 변환하지 않고 그대로 출력한다. 특히, 제1 광변환 필름(30)은 제1 평행광(PL1)이 SLM(40)에 수직으로 입사되도록 제1 평행광(PL1)의 경로를 변환한다. 도 1에서는 제1 광변환 필름(30)이 제1 평행광(PL1)의 경로를 수직으로 변환하는 것이 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 제1 광변환 필름(30)은 제1 선편광(⊙)만의 경로를 변환시키도록 구현될 수 있다. 도 1에서 제1 선편광(⊙)은 수직 방향(z축 방향)으로 진동하는 수직 편광(⊙)인 것으로 예시하였다. 이 경우, 제1 평행광(PL1)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖도록 구현되고, 제1 회절 평행광(DP1)은 제2 선편광(↕)의 편광 성분을 갖도록 구현될 수 있다. 도 1에서 제2 선편광(↕)은 수평 방향(x축 방향)으로 진동하는 수평 편광(↕)인 것으로 예시하였다. 제1 광변환 필름(30)의 광경로 변환에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 결부하여 후술한다.The first light conversion film (30) converts the path of the first parallel light (PL1) output from the collimator (20). Further, the first
제1 광변환 필름(30)과 SLM(40) 사이에는 쿼터 웨이브 판(quarter wave plate, 50)이 배치된다. 쿼터 웨이브 판(50)은 입사되는 광의 위상을 λ/4만큼 지연시킨다.A
SLM(40)은 하부 기판(41), 상부 기판(42), 및 하부 기판(41)과 상부 기판(42) 사이에 형성된 액정층(43)을 포함하고, 하부 기판(41)에 입사광을 반사시키는 반사패턴이 형성된 반사형 액정표시패널로 구현될 수 있다. SLM(40)의 하부기판(41)에는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차구조에 의해 매트릭스 형태로 화소들이 배열된다. SLM(40)의 화소들 각각은 박막 트랜지스터(thin film transistor)에 접속되고, 박막 트랜지스터를 통해 데이터 라인으로부터 공급되는 데이터 전압을 하부 기판(41)의 하부 전극에 공급한다. SLM(40)의 화소들 각각은 하부 전극과 상부 기판(42)의 상부 전극 간의 전압 차에 의해 액정층(43)의 액정 분자들의 배열을 변화시켜 홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현할 수 있다. SLM(40)에 구현된 홀로그램 간섭무늬 패턴에 제1 평행광(PL1)이 조사되는 경우, 간섭무늬로 인한 제1 평행광(PL1)의 회절에 의해 홀로그램 입체영상이 구현된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 SLM(40)에 의해 회절되어 홀로그램 입체영상이 구현된 광을 제1 회절 평행광(DP1)으로 기재하였음에 주의하여야 한다.The
한편, SLM(40)의 하부 전극은 입사광을 반사시키는 반사 전극으로 구현되어 반사패턴을 대신할 수 있다. 이 경우, 하부 기판(41)에 반사패턴이 형성되지 않을 수 있다. SLM(40)은 LCOS(liquid crystal on silicon)로 구현될 수 있다. 특히, 본 발명의 제1 실시 예에서는 SLM(40)에 제1 평행광(PL1)이 수직으로 입사되기 때문에, SLM(40)은 제1 평행광(PL1)이 입사된 경로로 제1 회절 평행광(DP1)을 출력하게 된다.On the other hand, the lower electrode of the
SLM(40)을 구동하기 위한 SLM 구동부(미도시)는 데이터 구동회로와 게이트 구동회로를 포함한다. 데이터 구동회로는 제어부로부터 입력되는 홀로그램 간섭 무늬 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터 전압들을 발생하고 그 데이터 전압들을 데이터 라인들에 공급한다. 게이트 구동회로는 제어부의 제어 하에 데이터 라인들에 공급되는 데이터 전압들에 동기화되도록 게이트 펄스를 게이트 라인들에 순차적으로 공급한다.The SLM driver (not shown) for driving the
회절광 차단 렌즈(60)는 SLM(40)으로부터 출력된 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광을 차단한다. 0 차 회절광이 존재하는 경우 홀로그램 입체영상의 입체감이 떨어지므로, 회절광 차단 렌즈(60)는 0 차 회절광을 차단하는 역할을 한다. 회절광 차단 렌즈(60)는 제2 광변환 필름(61), 제3 광변환 필름(62), 및 차단층(63)을 포함한다. 제2 광변환 필름(61)은 제1 회절 평행광(DP1)을 제1 초점(f1)으로 수렴시키고, 제3 광변환 필름(62)은 제1 초점(f1)으로부터 확산되는 광을 제2 회절 평행광(DP2)으로 변환한다. 즉, 제2 회절 평행광(DP2)은 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광이 제거된 광으로 정의될 수 있다. 제2 및 제3 광변환 필름(61, 62)에 대한 자세한 설명은 도 4 및 도 5를 결부하여 후술한다. 초점(f)에는 0 차 회절광을 차단하기 위한 차단층(63)이 위치할 수 있다.The diffraction
한편, 회절광 차단 렌즈(60)는 확대 렌즈(magnifier)로 구현될 수 있다. 이 경우, 제2 광변환 필름(61)으로부터 제1 초점(f1)까지의 거리인 제1 초점거리(fd1)는 제3 광변환 필름(62)으로부터 제1 초점(f1)까지의 거리인 제2 초점거리(fd2)보다 짧게 구현될 수 있다. 이로 인해, 제1 회절 평행광(DP1)은 소정의 배율로 확대되어 제2 회절 평행광(DP2)으로 출력될 수 있다.On the other hand, the diffraction
필드 렌즈(70)는 제2 회절 평행광(DP2)을 제2 초점(f2)으로 수렴시킬 수 있다. 제2 초점(f2)에는 사용자의 눈이 위치할 수 있다. 필드 렌즈(70)는 볼록 렌즈와 유사하게 기능하는 제4 광변환 필름(71)으로 구현될 수 있다. 즉, 필드 렌즈(70)는 홀로그램 입체영상을 확대하여 보여주는 볼록 렌즈와 유사한 역할을 한다. 제4 광변환 필름에 대한 자세한 설명은 도 6을 결부하여 후술한다.The
미러(80)는 필드 렌즈(70)로부터 출력되는 광을 반사시키는 역할을 한다. 홀로그램 입체영상이 보이는 위치는 미러(80)에 의해 변경될 수 있다. 도 1에서는 미러(80)가 필드 렌즈(70)로부터 출력되는 광을 수직으로 반사시키는 것이 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다.
The
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정을 보여주는 흐름도이다. 이하에서, 도 1과 도 2를 결부하여 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정을 상세히 설명한다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정은 광의 편광 특성을 이용하는 것이므로, 이를 중심으로 살펴보기로 한다.2 is a flowchart illustrating a light conversion process of the hologram image display device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the optical conversion process of the hologram image display device will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. Since the light conversion process of the hologram image display device according to the first embodiment of the present invention utilizes the polarization characteristics of light, it will be mainly described.
첫 번째로, 광원(10)들로부터 출력된 제1 확산광(DL1)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖는 것을 중심으로 설명하였다. 도 1에서 제1 선편광(⊙)은 수직 방향(z축 방향)으로 진동하는 수직 편광(⊙)인 것으로 예시하였다. 제1 확산광(DL1)은 콜리메이터(20)에 의해 제1 평행광(PL1)으로 출력된다. 제1 평행광(PL1)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖는다. (S101)First, the first diffused light DL1 output from the
두 번째로, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)에 수직으로 입사되도록 제1 광변환 필름(30)에 의해 경로가 변환된다. 제1 광변환 필름(30)은 제1 선편광(⊙)만의 경로를 변환시키도록 구현될 수 있다. 제1 평행광(PL1)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 가지므로, 제1 광변환 필름(30)에 의해 경로가 변환된 제1 평행광(PL1)은 경로가 변환되어 쿼터 웨이브 판(50)에 입사된다. (S102)Second, the first parallel light PL1 is converted by the first
세 번째로, 제1 평행광(PL1)은 쿼터 웨이브 판(50)에 의해 λ/4만큼 위상이 지연되므로, 제1 평행광(PL1)의 편광 성분은 제1 원편광으로 변환된다. 도 1에서 제1 원편광은 우원 편광인 것으로 예시하였다. 제1 원편광의 편광 성분을 갖는 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)에 입사된다. (S103)Third, since the first parallel light PL1 is delayed by? / 4 by the
네 번째로, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)에 수직으로 입사되고, 액정층(43)에 구현된 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 회절되어 제1 회절 평행광(DP1)으로 출력된다. 특히, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)의 하부 기판(41)에 형성된 반사패턴에 의해 반사되기 때문에, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)의 상부 기판(42)부터 하부 기판(41)까지 액정층(43)에 구현된 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 회절되고, SLM(40)의 하부 기판(41)부터 상부 기판(42)까지 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 한 번 더 회절됨으로써, 제1 회절 평행광(DP1)으로 출력된다. 특히, 제1 평행광(PL1)이 SLM(40)에 수직으로 입사되어 반사패턴에 의해 반사되므로, 제1 평행광(PL1)의 입사 경로는 제1 회절 평행광(DP1)의 출력 경로와 같다. 또한, SLM(40)은 제1 평행광(PL1)이 두 번 회절되는 것을 고려하여 홀로그램 간섭무늬 패턴을 액정층(43)에 구현할 수 있다. 즉, 제1 평행광(PL1)은 액정층(43)의 두께(T)의 두 배만큼 이동하는 것을 고려하여 홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현해야 한다. 제1 원편광의 편광 성분을 갖는 제1 회절 평행광(DP1)은 쿼터 웨이브 판(50)에 입사된다. (S104)Fourth, the first parallel light PL1 is vertically incident on the
다섯 번째로, 제1 회절 평행광(DP1)은 쿼터 웨이브 판(50)에 의해 λ/4만큼 위상이 지연되므로, 제1 회절 평행광(DP1)의 편광 성분은 제2 선편광(↕)으로 변환된다. 도 1에서 제2 선편광(↕)은 수평 방향(x축 방향)으로 진동하는 수평 편광(↕)인 것으로 예시하였다. (S105)Fifthly, since the phase of the first diffracted parallel light DP1 is delayed by? / 4 by the
여섯 번째로, 쿼터 웨이브 판(50)으로부터 출력된 제1 회절 평행광(DP1)은 제1 광변환 필름(30)에 의해 경로가 변환되지 않는다. 즉, 제1 광변환 필름(30)은 제1 선편광(⊙)만의 경로를 변환시키도록 구현되므로, 제2 선편광(↕)의 편광 성분으로 갖는 제1 회절 평행광(DP1)은 제1 광변환 필름(30)을 그대로 통과한다. (S106)Sixth, the first diffraction parallel light DP1 outputted from the
일곱 번째로, 회절광 차단 렌즈(60)에 의해 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광은 차단된다. 구체적으로, 제1 회절 평행광(DP1)은 제2 광변환 필름(61)에 의해 제1 초점(f1)으로 수렴하므로, 제1 초점(f1)에 위치한 차단층(63)에 의해 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광은 차단된다. 제1 초점(f1)으로부터 확산되는 광은 0 차 회절광이 제거된 광이다. 제1 초점(f1)으로부터 확산되는 광은 제3 광변환 필름(62)에 의해 제2 회절 평행광(DP2)으로 변환된다. 즉, 제2 회절 평행광(DP2)은 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광이 제거된 광으로 정의될 수 있다.Seventh, the 0th-order diffracted light of the first diffracted parallel light DP1 is blocked by the diffracted
또한, 제1 초점거리(f1)는 제2 초점거리(f2)보다 짧기 때문에, 제1 회절 평행광(DP1)은 회절광 차단 렌즈(60)에 의해 소정의 배율로 확대되어 제2 회절 평행광(DP2)으로 출력될 수 있다. (S107)Since the first focal length f1 is shorter than the second focal length f2, the first diffracted parallel light DP1 is magnified at a predetermined magnification by the diffracted
여덟 번째로, 제2 회절 평행광(DP2)은 필드 렌즈(70)에 의해 제2 초점(f2)으로 수렴된다. 제2 초점(f2)에는 사용자의 눈이 위치할 수 있다. (S108)Eighth, the second diffracted parallel light DP2 is converged by the
아홉 번째로, 필드 렌즈(70)로부터 출력되는 광은 미러(80)에 의해 반사된다. 홀로그램 입체영상이 보이는 위치는 미러(80)에 의해 변경될 수 있다. 사용자의 눈이 제1 위치(P1)에 위치하는 경우, 미러(80)는 생략될 수 있다. (S109)Ninth, the light output from the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 광변환 필름을 이용하여 면광원을 SLM에 조사함과 동시에 SLM으로부터 구현된 홀로그램 입체영상을 회절광 차단층에 조사하고, 광변환 필름들을 이용하여 회절광 차단층을 구현하며 회절광 차단층을 확대 렌즈로 구현할 수도 있다. 그 결과, 본 발명은 박형화된 헤드 장착형 디스플레이를 구현할 수 있는 홀로그램 영상 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 회절광 차단층을 이용하여 홀로그램 입체영상의 0 차 회절광을 제거할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 홀로그램 입체영상의 품질을 높일 수 있다.
As described above, according to the present invention, a planar light source is irradiated to a SLM using a photo-conversion film, and a hologram stereoscopic image implemented from the SLM is irradiated to the diffraction light blocking layer, And the diffraction light blocking layer may be implemented as an enlarged lens. As a result, the present invention can provide a hologram image display device capable of implementing a thinned head-mounted display. In addition, the present invention can remove the 0th order diffracted light of the hologram stereoscopic image by using the diffraction light blocking layer. As a result, the present invention can improve the quality of the hologram stereoscopic image.
도 3은 도 1의 제1 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 도 3을 참조하면, 제1 광변환 필름(30)은 제1 투명 기판(T1)과 제1 투명 기판(T1) 상에 형성된 제1 기록 매질(R1)을 포함한다. 제1 광변환 필름(30)은 제1 기록 매질(R1)에 광경로 패턴을 형성함으로써 입사광의 경로를 변환할 수 있다. 제1 기록 매질(R1)은 광중합체(photopolymer)로 구현될 수 있다.FIG. 3 is an exemplary view showing a method of manufacturing the first photo-conversion film of FIG. 1 in detail. Referring to FIG. 3, the first photo-
제1 광변환 필름(30)의 제1 기록 매질(R1)에는 제2 평행광(PL2)이 소정의 제1 각도(θ1)로 입사되고, 제3 평행광(PL3)이 소정의 제2 각도(θ2)로 입사된다. 제2 평행광(PL2)의 입사각인 제1 각도(θ1)는 수직 법선(P)을 기준으로 측정한 각도이다. 제3 평행광(PL3)의 입사각인 제2 각도(θ2)는 수직 법선(P)을 기준으로 측정한 각도이다. 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)는 동일하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)는 45°로 구현될 수 있다.The second parallel light PL2 is incident on the first recording medium R1 of the first
결국, 제1 광변환 필름(30)의 제1 기록 매질(R1)에는 제1 각도(θ1)로 입사되는 제2 평행광(PL2)과 제2 각도(θ2)로 입사되는 제3 평행광(PL3)의 간섭 패턴이 기록된다. 따라서, 제1 광변환 필름(30)의 제1 기록 매질(R1)에 기록된 간섭 패턴에 의해, 제2 평행광(PL2)이 제1 기록 매질(R1)에 입사되는 경우 제3 평행광(PL3)을 출력한다.As a result, the second parallel light PL2 incident at the first angle? 1 and the third parallel light PL2 incident at the second angle? 2 are incident on the first recording medium R1 of the first
한편, 제1 광변환 필름(30)의 제1 기록 매질(R1)에 기록되는 제2 평행광(PL2)과 제3 평행광(PL3)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제1 광변환 필름(30)은 편광 특성을 가지므로, 제1 선편광(⊙)의 경로를 변환시키도록 구현되는 편광 특성을 갖게 된다.
On the other hand, the second parallel light PL2 and the third parallel light PL3 recorded in the first recording medium R1 of the first
도 4는 도 1의 제2 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 도 4를 참조하면, 제2 광변환 필름(61)은 제2 투명 기판(T2)과 제2 투명 기판(T2) 상에 형성된 제2 기록 매질(R2)을 포함한다. 제2 광변환 필름(61)은 제2 기록 매질(R2)에 광경로 패턴을 형성함으로써 평행광을 제1 초점(f1)에 수렴시킬 수 있다. 제2 기록 매질(R2)은 광중합체(photopolymer)로 구현될 수 있다.4 is an exemplary view showing a method of manufacturing the second light conversion film of FIG. 1 in detail. Referring to FIG. 4, the second photo-
제2 광변환 필름(61)의 제2 기록 매질(R2)에는 제4 평행광(PL4)이 수직으로 입사되고, 제1 초점(f1)으로부터 확산된 광(DP1)이 수직으로 입사된다. 이로 인해, 제2 광변환 필름(61)의 제2 기록 매질(R2)에는 제4 평행광(PL4)과 제1 초점(f1)으로부터 확산된 광(DP1)의 간섭 패턴이 기록된다. 제2 광변환 필름(61)의 제2 기록 매질(R2)에 기록된 간섭 패턴에 의해, 제4 평행광(PL4)이 제2 기록 매질(R2)에 입사되는 경우 제1 초점(f1)으로 수렴하는 광(CF1)이 출력된다.The fourth parallel light PL4 is vertically incident on the second recording medium R2 of the second
한편, 제2 광변환 필름(61)의 제2 기록 매질(R2)에 기록되는 제4 평행광(PL4)과 제1 초점(f1)으로부터 확산된 광(DP1)은 제2 선편광(↕)의 편광 성분을 갖도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제2 광변환 필름(61)은 제2 선편광(↕)의 편광 성분을 갖는 제4 평행광(PL4)이 입사되는 경우에만 제1 초점(f1)으로 수렴하는 광(CF1)을 출력하는 편광 특성을 갖게 된다.
On the other hand, the fourth parallel light PL4 recorded in the second recording medium R2 of the second
도 5는 도 1의 제3 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 도 5를 참조하면, 제3 광변환 필름(62)은 제3 투명 기판(T3)과 제3 투명 기판(T3) 상에 형성된 제3 기록 매질(R3)을 포함한다. 제3 광변환 필름(62)은 제3 기록 매질(R3)에 광경로 패턴을 형성함으로써 제1 초점(f1)으로부터 확산되는 광(DP1)을 평행광으로 변환할 수 있다. 제3 기록 매질(R3)은 광중합체(photopolymer)로 구현될 수 있다.FIG. 5 is an exemplary view showing a method of manufacturing the third photo-conversion film of FIG. 1 in detail. Referring to FIG. 5, the third photo-
제3 광변환 필름(62)은 도 4에 도시된 제2 광변환 필름(61)의 제조방법과 실질적으로 동일하다. 다만, 제3 광변환 필름(62)은 제3 기록 매질(R3)로부터 제1 초점(f1)까지의 거리인 제2 초점거리(fd2)가 제2 광변환 필름(61)의 제2 기록 매질(R2)로부터 제1 초점(f1)까지의 거리인 제1 초점거리(fd1)보다 길게 형성될 수 있다.
The third photo-
도 6은 도 1의 제4 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 도 6을 참조하면, 제4 광변환 필름(71)은 제4 투명 기판(T4)과 제4 투명 기판(T4) 상에 형성된 제4 기록 매질(R4)을 포함한다. 제4 광변환 필름(71)은 제4 기록 매질(R4)에 광경로 패턴을 형성함으로써 평행광을 제2 초점(f2)에 수렴시킬 수 있다. 제4 기록 매질(R4)은 광중합체(photopolymer)로 구현될 수 있다.6 is an exemplary view showing in detail a method of manufacturing the fourth photoconversion film of FIG. Referring to FIG. 6, the fourth
제4 광변환 필름(71)의 제4 기록 매질(R4)에는 제5 평행광(PL5)이 수직으로 입사되고, 제2 초점(f2)으로부터 확산된 광(DF2)이 수직으로 입사된다. 이로 인해, 제4 광변환 필름(71)의 제4 기록 매질(R4)에는 제5 평행광(PL5)과 제2 초점(f2)으로부터 확산된 광(DF2)의 간섭 패턴이 기록된다. 제4 광변환 필름(71)의 제4 기록 매질(R4)에 기록된 간섭 패턴에 의해, 제5 평행광(PL5)이 제4 기록 매질(R4)에 입사되는 경우 제2 초점(f2)으로 수렴하는 광(CF2)이 출력된다.The fifth parallel light PL5 is vertically incident on the fourth recording medium R4 of the fourth
한편, 제4 광변환 필름(71)의 제4 기록 매질(R4)에 기록되는 제5 평행광(PL5)과 제2 초점(f2)으로부터 확산된 광(DF2)은 제2 선편광(↕)의 편광 성분을 갖도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제4 광변환 필름(71)은 제2 선편광(↕)의 편광 성분을 갖는 제5 평행광(PL5)이 입사되는 경우에만 제2 초점(f2)으로 수렴하는 광(CF2)을 출력하는 편광 특성을 갖게 된다.
On the other hand, the fifth parallel light PL5 recorded in the fourth recording medium R4 of the fourth
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치를 보여주는 일 예시도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치는 광원(10)들, 콜리메이터, SLM(40), 회절광 차단 렌즈(60), 필드 렌즈(70), 미러(80), 제5 광변환 필름(90) 등을 포함한다.7 is a view illustrating an example of a hologram image display apparatus according to a second embodiment of the present invention. 7, the hologram image display apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a
본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광원(10)들, SLM(40), 회절광 차단 렌즈(60), 필드 렌즈(70), 미러(80)는 제1 실시 예에서 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광원(10)들, SLM(40), 회절광 차단 렌즈(60), 필드 렌즈(70), 미러(80)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The
콜리메이터는 도 7과 같이 제5 광변환 필름(90)으로 구현될 수 있다. 즉, 제5 광변환 필름(90)은 광원(10)들로부터 출력된 제1 확산광(DL1)을 콜리메이트 광(collimated beam)으로 변환한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제5 광변환 필름(90)으로부터 출력되는 콜리메이트 광을 제1 평행광(PL1)으로 기재하였음에 주의하여야 한다. 제5 광변환 필름(90)에 대한 자세한 설명은 도 9를 결부하여 후술한다.The collimator may be implemented as a fifth
특히, 제5 광변환 필름(90)으로부터 출력된 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)에 제3 각도(θ3)로 입사된다. 제1 평행광(PL1)이 입사되는 제3 각도(θ3)는 수직 법선(P)을 기준으로 측정한 각도이다. 제3 각도(θ3)는 수직(90°)이 아닌 각도로서, 예각 또는 둔각으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이 제3 각도(θ3)는 45°로 구현될 수 있다. 이 경우, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)의 하부 기판(41)에 형성된 반사패턴에 의해 반사되기 때문에, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)의 상부 기판(42)부터 하부 기판(41)까지 액정층(43)에 구현된 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 회절되고, SLM(40)의 하부 기판(41)부터 상부 기판(42)까지 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 한 번 더 회절됨으로써, 제1 회절 평행광(DP1)으로 출력된다. 따라서, SLM(40)은 제1 평행광(PL1)이 두 번 회절되는 것을 고려하여 홀로그램 간섭무늬 패턴을 액정층(43)에 구현할 수 있다. 다만, 제1 평행광(PL1)이 SLM(40)에 제3 각도(θ3)로 입사되기 때문에, 제1 평행광(PL1)은 액정층(43)의 두께(T)의 두 배보다 길게 이동하는 것에 유의하여야 한다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예에서 SLM(40)의 액정층(43)은 제1 평행광(PL1)의 이동 경로를 고려하여 홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현해야 한다.
In particular, the first parallel light PL1 output from the fifth
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정을 보여주는 흐름도이다. 이하에서, 도 7과 도 8을 결부하여 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정을 상세히 설명한다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 홀로그램 영상 표시장치의 광변환 과정에서는 광의 편광 성분이 제1 선편광(⊙)인 것을 중심으로 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않으며, 광의 편광 성분은 제2 선편광(↕)으로 구현될 수 있음에 주의하여야 한다.8 is a flowchart illustrating a light conversion process of the hologram image display device according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the optical conversion process of the hologram image display device will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. In the light conversion process of the hologram image display device according to the second embodiment of the present invention, the description has been made mainly on the fact that the polarization component of the light is the first linearly polarized light (⊙). However, it should be noted that the present invention is not limited to this, and the polarized light component of the light can be realized by the second linearly polarized light ().
첫 번째로, 광원(10)들로부터 출력된 제1 확산광(DL1)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖는 것을 중심으로 설명하였다. 도 1에서 제1 선편광(⊙)은 수직 방향(z축 방향)으로 진동하는 수직 편광(⊙)인 것으로 예시하였다. 제1 확산광(DL1)은 제5 광변환 필름(90)에 의해 제1 평행광(PL1)으로 출력된다. 제1 평행광(PL1)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖는다. (S201)First, the first diffused light DL1 output from the
두 번째로, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)에 구현된 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 회절되어 제1 회절 평행광(DP1)으로 출력된다. 특히, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)의 하부 기판(41)에 형성된 반사패턴에 의해 반사되기 때문에, 제1 평행광(PL1)은 SLM(40)의 상부 기판(42)부터 하부 기판(41)까지 액정층(43)에 구현된 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 회절되고, SLM(40)의 하부 기판(41)부터 상부 기판(42)까지 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 한 번 더 회절됨으로써, 제1 회절 평행광(DP1)으로 출력된다. 따라서, SLM(40)은 제1 평행광(PL1)이 두 번 회절되는 것을 고려하여 홀로그램 간섭무늬 패턴을 액정층(43)에 구현할 수 있다. 다만, 제1 평행광(PL1)이 SLM(40)에 제3 각도(θ3)로 입사되기 때문에, 제1 평행광(PL1)은 액정층(43)의 두께(T)의 두 배보다 길게 이동하는 것에 유의하여야 한다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예에서 SLM(40)의 액정층(43)은 제1 평행광(PL1)의 이동 경로를 고려하여 홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현해야 한다. 제1 회절 평행광(DP1)은 회절광 차단 렌즈(60)에 입사된다. (S202)Second, the first parallel light PL1 is diffracted by the hologram interference fringe pattern embodied in the
세 번째로, 회절광 차단 렌즈(60)에 의해 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광은 차단된다. 구체적으로, 제1 회절 평행광(DP1)은 제2 광변환 필름(61)에 의해 제1 초점(f1)으로 수렴하므로, 차단층(63)에 의해 제1 회절 평행광(DP1)의 0 차 회절광은 차단된다. 그러므로, 제1 초점(f1)으로부터 확산되는 광인 제1 회절 확산광(DD1)은 0 차 회절광이 거의 제거된 광이다. 제1 회절 확산광(DD1)은 제3 광변환 필름(62)에 의해 제2 회절 평행광(DP2)으로 변환된다. 또한, 제1 회절 평행광(DP1)은 회절광 차단 렌즈(60)에 의해 소정의 배율로 확대되어 제2 회절 평행광(DP2)으로 출력될 수 있다. (S203)Third, the 0th-order diffracted light of the first diffracted parallel light DP1 is blocked by the diffracted
네 번째로, 제2 회절 평행광(DP2)은 필드 렌즈(70)
Fourth, the second diffracted parallel light beam DP2 passes through the
에 의해 제2 초점(f2)으로 수렴된다. 제2 초점(f2)에는 사용자의 눈이 위치할 수 있다. (S204)Converges to the second focus f2. The user's eyes can be located at the second focus f2. (S204)
다섯 번째로, 필드 렌즈(70)로부터 출력되는 광은 미러(80)에 의해 반사된다. 홀로그램 입체영상이 보이는 위치는 미러(80)에 의해 변경될 수 있다. 따라서, 사용자의 눈이 제1 위치(P1)에 위치하는 경우, 미러(80)는 생략될 수 있다. (S205)Fifth, the light output from the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 광변환 필름을 이용하여 면광원을 SLM에 조사함과 동시에 SLM으로부터 구현된 홀로그램 입체영상을 회절광 차단층에 조사하고, 광변환 필름들을 이용하여 회절광 차단층을 구현하며, 회절광 차단층을 확대 렌즈로 구현할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 박형화된 헤드 장착형 디스플레이를 구현할 수 있는 홀로그램 영상 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 회절광 차단층을 이용하여 홀로그램 입체영상의 0 차 회절광을 제거할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 홀로그램 입체영상의 품질을 높일 수 있다.
As described above, according to the present invention, a planar light source is irradiated to a SLM using a photo-conversion film, and a hologram stereoscopic image implemented from the SLM is irradiated to the diffraction light blocking layer, And the diffraction light blocking layer can be realized as an enlarged lens. As a result, the present invention can provide a hologram image display device capable of implementing a thinned head-mounted display. In addition, the present invention can remove the 0th order diffracted light of the hologram stereoscopic image by using the diffraction light blocking layer. As a result, the present invention can improve the quality of the hologram stereoscopic image.
도 9는 도 7의 제5 광변환 필름의 제조방법을 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 도 9를 참조하면, 제5 광변환 필름(90)은 제5 투명 기판(T5)과 제5 투명 기판(T5) 상에 형성된 제5 기록 매질(R5)을 포함한다. 제5 광변환 필름(90)은 제5 기록 매질(R5)에 광경로 패턴을 형성함으로써 제1 확산광(DL1)을 제1 평행광(PL1)으로 변환할 수 있다. 제5 기록 매질(R5)은 광중합체(photopolymer)로 구현될 수 있다.FIG. 9 is an exemplary view showing a method of manufacturing the fifth light conversion film of FIG. 7 in detail. Referring to FIG. 9, the fifth
제5 광변환 필름(90)의 제5 기록 매질(R5)에는 제3 초점(f3)으로부터 확산되는 제2 확산광(DL2)이 수직으로 입사되고, 제6 평행광(PL6)이 수직으로 입사된다. 이로 인해, 제5 광변환 필름(90)의 제5 기록 매질(R5)에는 제1 확산광(DL1)과 제6 평행광(PL6)의 간섭 패턴이 기록된다. 제5 광변환 필름(90)의 제5 기록 매질(R5)에 기록된 간섭 패턴에 의해, 제1 확산광(DL1)이 제5 기록 매질(R5)에 입사되는 경우 제6 평행광(PL6)이 출력된다.The second diffused light DL2 diffused from the third focus f3 is vertically incident on the fifth recording medium R5 of the fifth
한편, 제5 광변환 필름(90)의 제5 기록 매질(R5)에 기록되는 제1 확산광(DL1)과 제6 평행광(PL6)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제5 광변환 필름(90)은 제1 선편광(⊙)의 편광 성분을 갖는 제1 확산광(DL1)이 입사되는 경우에만 제6 평행광(PL6)을 출력하는 편광 특성을 갖게 된다.
On the other hand, the first diffused light DL1 and the sixth parallel light PL6 recorded in the fifth recording medium R5 of the fifth
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 광변환 필름들을 이용하여 빔 스플리터와 확대 렌즈를 구현한다. 그 결과, 본 발명은 박형화된 헤드 장착형 디스플레이를 구현할 수 있는 홀로그램 영상 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 회절광 차단층을 이용하여 홀로그램 입체영상의 0 차 회절광을 제거할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 홀로그램 입체영상의 품질을 높일 수 있다.As described above, the present invention implements a beam splitter and a magnifying lens using photo-conversion films. As a result, the present invention can provide a hologram image display device capable of implementing a thinned head-mounted display. In addition, the present invention can remove the 0th order diffracted light of the hologram stereoscopic image by using the diffraction light blocking layer. As a result, the present invention can improve the quality of the hologram stereoscopic image.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
10: 광원 20: 콜리메이터
30: 제1 광변환 필름 40: SLM
41: 상부 기판 42: 하부 기판
43: 액정층 50: 쿼터 웨이브 판
60: 회절광 차단 렌즈 61: 제2 광변환 필름
62: 제3 광변환 필름 64: 차단층
70: 필드 렌즈 71: 제4 광변환 필름
80: 미러 90: 제5 광변환 필름10: light source 20: collimator
30: first photo-conversion film 40: SLM
41: upper substrate 42: lower substrate
43: liquid crystal layer 50: quarter wave plate
60: diffraction light blocking lens 61: second light conversion film
62: third light conversion film 64: blocking layer
70: field lens 71: fourth light conversion film
80: mirror 90: fifth light conversion film
Claims (11)
상기 제1 확산광을 제1 평행광으로 변환하는 콜리메이터;
홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현하고 상기 제1 평행광을 회절시켜 제1 회절 평행광을 출력하는 공간 광 변조기;
상기 제1 평행광이 상기 공간 광 변조기에 수직으로 입사되도록 상기 콜리메이터로부터 출력된 상기 제1 평행광의 경로를 변환하는 제1 광변환 필름; 및
상기 공간 광 변조기와 상기 제1 광변환 필름 사이에 위치하는 쿼터 웨이브 판을 포함하고,
상기 공간 광 변조기의 하부 기판은 상기 공간 광 변조기에 입사되는 상기 제1 평행광을 반사시키는 반사패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.A light source for irradiating the first diffused light;
A collimator for converting the first diffused light into a first parallel light;
A spatial light modulator that implements a hologram interference fringe pattern and diffracts the first parallel light to output a first diffracted parallel light;
A first light conversion film for converting the path of the first parallel light output from the collimator so that the first parallel light is incident on the spatial light modulator vertically; And
And a quarter wave plate positioned between the spatial light modulator and the first light conversion film,
Wherein the lower substrate of the spatial light modulator includes a reflection pattern for reflecting the first parallel light incident on the spatial light modulator.
상기 제1 확산광과 상기 콜리메이터로부터 출력된 상기 제1 평행광은 제1 선편광의 편광 성분을 갖고,
상기 쿼터 웨이브 판을 통과한 상기 제1 평행광과 상기 공간 광 변조기로부터 출력된 상기 제1 회절 평행광은 제1 원편광의 편광 성분을 가지며,
상기 쿼터 웨이브 판을 통과한 상기 제1 회절 평행광은 제2 선편광의 편광 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.The method according to claim 1,
Wherein the first diffused light and the first parallel light output from the collimator have a polarization component of a first linearly polarized light,
The first parallel light having passed through the quarter wave plate and the first diffracted parallel light outputted from the spatial light modulator have a polarization component of the first circularly polarized light,
And the first diffraction parallel light having passed through the quarter wave plate has a polarization component of a second linearly polarized light.
상기 제1 광변환 필름은 상기 제1 선편광이 입사되는 경우에만 광경로를 변환하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first light conversion film converts the optical path only when the first linearly polarized light is incident.
상기 제1 광변환 필름을 통과한 상기 제1 회절 평행광의 0 차 회절광을 차단하는 회절광 차단 렌즈를 더 포함하는 홀로그램 영상 표시장치.The method of claim 3,
And a diffraction light blocking lens for blocking the 0th order diffracted light of the first diffracted parallel light that has passed through the first light conversion film.
상기 제1 확산광을 제1 평행광으로 변환하는 콜리메이터; 및
홀로그램 간섭무늬 패턴을 구현하고 상기 제1 평행광을 회절시켜 제1 회절 평행광을 출력하는 공간 광 변조기를 포함하고,
상기 제1 평행광은 상기 공간 광 변조기에 수직인 각도가 아닌 소정의 각도로 입사되며,
상기 공간 광 변조기의 하부 기판은 상기 공간 광 변조기에 입사되는 제1 평행광을 반사시키는 반사패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.A light source for irradiating the first diffused light;
A collimator for converting the first diffused light into a first parallel light; And
And a spatial light modulator that implements a hologram interference fringe pattern and diffracts the first parallel light to output a first diffracted parallel light,
Wherein the first parallel light is incident at a predetermined angle instead of an angle perpendicular to the spatial light modulator,
Wherein the lower substrate of the spatial light modulator includes a reflection pattern for reflecting the first parallel light incident on the spatial light modulator.
상기 공간 광 변조기로부터 출력된 상기 제1 회절 평행광의 0 차 회절광을 차단하는 회절광 차단 렌즈를 더 포함하는 홀로그램 영상 표시장치.6. The method of claim 5,
And a diffraction light blocking lens for blocking the 0th order diffracted light of the first diffracted parallel light output from the spatial light modulator.
상기 공간 광 변조기에 입사된 제1 평행광은,
상기 공간 광 변조기의 상부 기판부터 하부 기판까지 상기 공간 광 변조기의 액정층에 구현된 상기 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 회절되고, 상기 반사패턴에 의해 반사되어 상기 하부 기판부터 상기 상부 기판까지 상기 홀로그램 간섭무늬 패턴에 의해 한 번 더 회절됨으로써, 상기 제1 회절 평행광으로 출력되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the first parallel light incident on the spatial light modulator comprises:
The hologram interference pattern is diffracted by the hologram interference fringe pattern embodied in the liquid crystal layer of the spatial light modulator from the upper substrate to the lower substrate of the spatial light modulator, Diffracted by the first diffracted light, and diffracted by the pattern one more time, thereby outputting as the first diffracted parallel light.
상기 회절광 차단 렌즈는,
상기 제1 회절 평행광을 제1 초점으로 수렴시키는 제2 광변환 필름;
상기 제1 초점으로 수렴되는 상기 제1 회절 평행광의 0 차 회절광을 차단하는 차단층; 및
상기 제1 초점으로부터 확산되는 광을 평행광인 제2 회절 평행광으로 변환하는 제3 광변환 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.The method according to claim 4 or 6,
The diffraction light blocking lens is a diffraction-
A second light conversion film for converging the first diffraction parallel light to a first focus;
A blocking layer for shielding 0th-order diffracted light of the first diffracted parallel light converged at the first focal point; And
And a third light conversion film for converting the light diffused from the first focal point into a second diffracted parallel light which is parallel light.
상기 제2 광변환 필름으로부터 상기 제1 초점까지의 거리인 제1 초점거리는 상기 제3 광변환 필름으로부터 상기 제1 초점까지의 거리인 상기 제2 초점거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 홀로그램 영상 표시장치.9. The method of claim 8,
Wherein a first focal distance, which is a distance from the second photo-conversion film to the first focal point, is shorter than a second focal distance that is a distance from the third photo-conversion film to the first focal point.
상기 회절광 차단층으로부터 출력된 제2 회절 평행광을 제2 초점으로 수렴시키는 필드 렌즈를 더 포함하는 홀로그램 영상 표시장치.The method according to claim 4 or 6,
And a field lens for converging the second diffracted parallel light output from the diffraction light blocking layer to a second focal point.
상기 필드 렌즈에 의해 상기 제2 초점으로 수렴되는 광을 반사시키는 미러를 더 포함하는 홀로그램 영상 표시장치.11. The method of claim 10,
And a mirror for reflecting the light converged at the second focus by the field lens.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160126902A (en) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Holographic Display |
US10545337B2 (en) | 2015-10-28 | 2020-01-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | See-through holographic display apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05100615A (en) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Res Dev Corp Of Japan | Method and device for hologram reproduction |
EP1022590A1 (en) * | 1999-01-25 | 2000-07-26 | National Research Council Of Canada | High isolation optical switch, isolator or circulator having thin film polarizing beam splitters |
JP2000338455A (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-08 | Victor Co Of Japan Ltd | Method for assembling reflective spatial optical modulation part |
JP2003501682A (en) * | 1999-05-26 | 2003-01-14 | エーアーデーエス・ドイッチェランド・ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | System and method for stereoscopic video display and holographic display screen |
JP2006194969A (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Sony Corp | Hologram recording and reproducing apparatus |
WO2008110476A2 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Seereal Technologies S.A. | Holographic projection display with corrected phase coding |
JP2008275867A (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Konica Minolta Holdings Inc | Hologram optical element, its facturing method, and light source unit |
-
2012
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05100615A (en) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Res Dev Corp Of Japan | Method and device for hologram reproduction |
EP1022590A1 (en) * | 1999-01-25 | 2000-07-26 | National Research Council Of Canada | High isolation optical switch, isolator or circulator having thin film polarizing beam splitters |
JP2003501682A (en) * | 1999-05-26 | 2003-01-14 | エーアーデーエス・ドイッチェランド・ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | System and method for stereoscopic video display and holographic display screen |
JP2000338455A (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-08 | Victor Co Of Japan Ltd | Method for assembling reflective spatial optical modulation part |
JP2006194969A (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Sony Corp | Hologram recording and reproducing apparatus |
WO2008110476A2 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Seereal Technologies S.A. | Holographic projection display with corrected phase coding |
JP2008275867A (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Konica Minolta Holdings Inc | Hologram optical element, its facturing method, and light source unit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160126902A (en) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Holographic Display |
US10545337B2 (en) | 2015-10-28 | 2020-01-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | See-through holographic display apparatus |
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