KR20150011202A - Digital holographic display apparatus using phase shift mask - Google Patents
Digital holographic display apparatus using phase shift mask Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150011202A KR20150011202A KR1020130086195A KR20130086195A KR20150011202A KR 20150011202 A KR20150011202 A KR 20150011202A KR 1020130086195 A KR1020130086195 A KR 1020130086195A KR 20130086195 A KR20130086195 A KR 20130086195A KR 20150011202 A KR20150011202 A KR 20150011202A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- phase
- phase shift
- light
- transparent layer
- shift mask
- Prior art date
Links
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 title claims abstract description 99
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 52
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 4
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 208000003464 asthenopia Diseases 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2294—Addressing the hologram to an active spatial light modulator
Abstract
Description
본 발명은 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공간 광변조기(Spatial Light Modulator)를 통과하는 광의 강도를 감소시키지 않고 회절 특성 및 시야각을 개선하여 고품질의 3차원 영상을 표시할 수 있는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital holographic image display device using a phase shift mask, and more particularly, to a holographic display device which improves diffraction characteristics and a viewing angle without reducing the intensity of light passing through a spatial light modulator, And more particularly, to a digital holographic image display apparatus capable of displaying an image.
현재 주로 이용되고 있는 3차원 영상 표시 장치는 액정 표시 장치를 기반으로 하는 양안 시차 방식의 3차원 영상 표시장치이다. 양안 시차 방식은 인간의 시각 구도를 모방하여 좌우 두 개의 2차원 영상을 이용해 3차원 영상을 구현하는 방식으로서, 편광 안경이나 셔터 안경을 이용하여 3차원 영상을 인식한다. 그러나 이와 같은 안경 착용 방식은, 실제의 3차원 영상이 아니라 양안 시차를 이용하고 있기 때문에, 안경 착용에 따른 불편함과 더불어 장시간 시청할 경우 눈의 피로감이나 두통 등을 유발할 수 있다.A three-dimensional image display device mainly used at present is a three-dimensional image display device of a binocular disparity type based on a liquid crystal display device. The binocular parallax method implements a three-dimensional image using two left and right two-dimensional images, mimicking a human visual composition, and recognizes a three-dimensional image using polarized glasses or shutter glasses. However, since the eyewear method is not an actual three-dimensional image but a binocular parallax, it is inconvenient for wearing glasses and can cause eye fatigue and headache when viewing for a long time.
이에 따라, 양안 시차를 이용하지 않고 안경의 착용 없이 실제의 3차원 영상을 구현하는 무안경식 3차원 영상 표시장치에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 무안경식 3차원 영상 표시장치로는 물체의 단면 영상을 연속으로 재생하는 체적(volumetric) 방식이나 3차원 물체의 파면 정보를 기록 및 재현하는 홀로그래픽 방식이 대표적이다.Accordingly, research and development of a non-eye-tightening three-dimensional image display device that realizes an actual three-dimensional image without wearing glasses without using a binocular disparity have been conducted. As a non-axial type three-dimensional image display device, there is a volumetric method for continuously reproducing sectional images of an object or a holographic method for recording and reproducing wavefront information of a three-dimensional object.
특히, 홀로그래픽(holographic) 방식을 이용한 기술은 눈의 착시를 이용하여 입체감을 느끼는 기존 방식과는 다르게 실제 상이 맺히는 것을 직접 눈으로 보기 때문에 실물을 보는 것과 차이가 없는 입체감을 느낄 수 있고, 장시간 시청하여도 피로감이 유발되지 않는 장점이 있어, 차세대 입체영상 기술로 많은 주목을 받고 있다.Particularly, a technique using a holographic method is different from an existing method of sensing a stereoscopic effect by using the optical illusion of the eye, so that a stereoscopic effect which is not different from a real object can be felt, There is an advantage in that fatigue is not caused even by using the next generation stereoscopic image technology.
홀로그래피란 빛의 세기와 위상을 기록하여 3차원 영상을 재생하는 기술이다. 즉, 간섭성(coherent)의 광원을 이용하여 기준광(reference beam)과 물체에서 반사되어 나온 물체광(object beam)의 간섭 패턴을 감광 필름과 같은 홀로그램 기록매체에 기록한 후, 상기 홀로그램 기록매체에 기준광을 재조사하여 빛의 회절 원리에 따라 물체의 상을 재생한다.Holography is a technique of reproducing 3D images by recording intensity and phase of light. That is, after a coherent light source is used to record an interference pattern of a reference beam and an object beam reflected from an object on a hologram recording medium such as a photosensitive film, And regenerates the image of the object according to the principle of diffraction of light.
상기와 같은 원리에 따라 홀로그램을 재생하여 3차원 영상을 표시하는 홀로그래픽 영상 표시 장치는 통상적으로 음향 광학 변조기(AOM : Acousto-Optic Modulator)나 액정 패널의 공간 광변조기(SLM : Spatial Light Modulator)를 이용하여 3차원 영상을 표시한다.A holographic image display apparatus that reproduces a hologram and displays a three-dimensional image according to the above-described principle generally includes an acousto-optic modulator (AOM) or a spatial light modulator (SLM) of a liquid crystal panel To display a three-dimensional image.
하지만 상기 음향 광학 변조기는 근원적으로 선형 홀로그램을 표시하므로, 수평시차(horizontal parallax)만 줄 수 있는 한계가 있으며, 수직거울(vertical mirror)과 폴리곤거울(polygon mirror) 등을 이용하는 기계식이기 때문에 구조가 복잡하다.However, since the acousto-optic modulator fundamentally displays a linear hologram, there is a limitation that horizontal parallax can be given. Since the mechanical modulator uses a vertical mirror and a polygon mirror, Do.
반면, 액정 패널의 공간 광변조기는 홀로그램의 정보량에 비해 액정 패널의 화소(pixel) 크기가 너무 크고 밀도도 낮아, 고해상도의 3차원 영상을 재생하기 어렵다. 또한, 시야각도 좁아서 액정 패널을 이용한 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 실용화나 상용화에 한계를 나타내고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 액정 패널의 화소를 더 작고 고밀도로 만들어야 하지만, 현재의 기술 수준으로는 이러한 액정 패널을 제조하는 것은 상당히 어려울 뿐만 아니라, 제조비용이 급격히 증가하는 문제가 발생한다.On the other hand, the spatial light modulator of a liquid crystal panel has a pixel size of a liquid crystal panel which is too large and a density is low compared with the information amount of a hologram, and it is difficult to reproduce a high resolution three-dimensional image. In addition, since the viewing angle is narrow, a digital holographic image display device using a liquid crystal panel is limited in practical use and commercialization. In order to solve such a problem, it is necessary to make the pixels of the liquid crystal panel smaller and higher in density, but at present, it is very difficult to manufacture such a liquid crystal panel, and the manufacturing cost rises sharply.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 공간 광변조기의 해상도, 시야각 및 회절 효율이 향상되고 공간 광변조기를 통과하는 전체 광의 강도도 감소되지 않아 고품질의 3차원 영상을 표시할 수 있는 디지털 홀로그래픽 영상 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a spatial light modulator capable of improving the resolution, viewing angle and diffraction efficiency of the spatial light modulator and reducing the intensity of all light passing through the spatial light modulator, And an object of the present invention is to provide a graphic image display device.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 (1) 광원, (2) 격자 모양으로 배열된 다수의 화소를 가지며, 각 화소별로 상기 광원으로부터의 광의 강도를 공간적으로 변조하여 출력하는 공간 광변조기, (3) 상기 공간 광변조기 상에 구비되며, 투과되는 광의 위상을 변조하여 출력하는 위상 변이 마스크(Phase shift mask)를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a digital holographic image display apparatus using a phase shift mask, including: (1) a light source; (2) a plurality of pixels arranged in a lattice pattern; A spatial light modulator for spatially modulating the intensity of the light from the light source and outputting the modulated spatial light modulator, and (3) a phase shift mask provided on the spatial light modulator for modulating and outputting the phase of the transmitted light .
구체적으로, 상기 위상 변이 마스크는 투과되는 광의 위상을 변조하여 출력하되 출력되는 광을 회절시키는 제1 및 제2 위상 변이 영역을 구비하며, 상기 제1 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ1)과 상기 제2 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ2)은 서로 다른 것이 바람직하다. 이때, 상기 제2 위상 변이 영역은 상기 공간 광변조기의 각 화소의 크기보다 작은 것이 바람직하다.Specifically, the phase shift mask includes first and second phase shift regions for modulating and outputting the phase of transmitted light, and diffracting the output light, wherein a phase (? 1 ) of light output from the first phase shift region And the phase (? 2 ) of the light output from the second phase shifting region are different from each other. Here, the second phase shift region may be smaller than the size of each pixel of the spatial light modulator.
또한, 상기 제1 및 2 위상 변이 영역은 단면이 원형, 다각형, 삼각파 및 정현파(Sinusoidal) 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the first and second phase shifting regions have a circular cross section, a polygonal cross section, a triangular wave cross section, and a sinusoidal cross section.
특히, 상기 제2 위상 변이 영역은 상기 공간 광변조기의 각 화소 상에 다수가 배치되도록 형성되는 것이 바람직하며, 공간 광변조기의 각 화소에 대해 n행×m열(단, n과 m은 자연수)로 형성되는 것이 바람직하다.In particular, it is preferable that the second phase shifting region is formed so as to be arranged on each pixel of the spatial light modulator. For each pixel of the spatial light modulator, n rows by m columns (where n and m are natural numbers) As shown in Fig.
한편, 상기 위상 변이 마스크에서 출력되는 광의 위상은 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역의 두께와 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역에서의 광의 굴절률에 의해 조절된다.The phase of the light output from the phase shift mask is adjusted by the thickness of the first and second phase shift regions and the refractive index of the light in the first and second phase shift regions.
즉, 상기 제1 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ1)과 상기 제2 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ2) 사이의 위상차(θ12)는 다음의 이용하여 구할 수 있다.
That is, the phase difference (? 12 ) between the phase (? 1 ) of the light output from the first phase shifting region and the phase (? 2 ) of the light output from the second phase shifting region can be obtained by using the following.
(단, darea1은 제1 위상 변이 영역의 두께, narea1은 상기 제1 위상 변이 영역에서의 광의 굴절률, darea2은 제2 위상 변이 영역의 두께, narea2은 상기 제2 위상 변이 영역에서의 광의 굴절률, m은 자연수, λ는 광의 파장)(Where d area1 is the thickness of the first phase shifting region, n area1 is the refractive index of the light in the first phase shifting region, d area2 is the thickness of the second phase shifting region, and n area2 is the thickness of the first phase shifting region in the second phase shifting region Refractive index of light, m is a natural number, and? Is a wavelength of light)
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제1실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 다수의 개구부를 구비하며 제1투명물질로 이루어진 제1투명층을 포함하여 구성될 수 있다.As a first embodiment of a digital holographic image display device using a phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask may include a first transparent layer having a plurality of openings and made of a first transparent material.
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제2실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 상기 개구부에 제2투명물질로 이루어진 제2투명층을 더 포함하여 구성될 수 있다.As a second embodiment of a digital holographic image display device using a phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask may further include a second transparent layer made of a second transparent material in the opening.
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제3실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 상부에 다수의 제1양각부를 구비하며 제3투명물질로 이루어진 제3투명층을 포함하여 구성될 수 있다. In a third embodiment of the digital holographic image display apparatus using the phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask includes a third transparent layer having a plurality of first embossed portions and a third transparent material, .
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제4실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 상부에 다수의 제2음각부를 구비하며 제4투명물질로 이루어진 제4투명층을 포함하여 구성될 수 있다. In the fourth embodiment of the digital holographic image display device using the phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask may include a fourth transparent layer having a plurality of second intaglio parts formed thereon and made of a fourth transparent material, .
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제5실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 (1) 상부에 다수의 제2양각부를 구비하며 제5투명물질로 이루어진 제5투명층, (2) 제6투명물질로 이루어지며 상기 제5투명층의 제2양각부 상에 마련되는 제6투명층을 포함하여 구성될 수 있다.In a fifth embodiment of the digital holographic image display device using the phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask may include (1) a fifth transparent layer having a plurality of second embossed portions on the upper side and made of a fifth transparent material, (2) a sixth transparent layer made of a sixth transparent material and provided on the second embossed portion of the fifth transparent layer.
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제6실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 (1) 상부에 다수의 제2음각부를 구비하며 제7투명물질로 이루어진 제7투명층, (2) 제8투명물질로 이루어지며 상기 제7투명층의 제2음각부 상에 마련되는 제8투명층을 포함하여 구성될 수 있다.In a sixth embodiment of the digital holographic image display device using the phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask may include (1) a seventh transparent layer having a plurality of second intaglio parts on the upper side and made of a seventh transparent material, (2) an eighth transparent layer made of an eighth transparent material and provided on the second intaglio part of the seventh transparent layer.
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치의 제7실시예로서, 상기 위상 변이 마스크는 (1) 제9투명층, (2) 다수의 전극이 연결되어 상기 제9투명층 상에 마련된 제1전극구조체, (3) 상기 제1전극구조체 상에 마련된 액정층, (4) 다수의 전극이 연결되어 상기 액정층 상에 마련된 제2전극구조체, (5) 상기 제2전극구조체 상에 마련된 제10투명층을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1전극구조체와 제2전극구조체는 서로 대칭되도록 각 전극이 배치되는 것이 바람직하다.In a seventh embodiment of a digital holographic image display device using a phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask may include (1) a ninth transparent layer, (2) a plurality of electrodes connected to each other, (3) a liquid crystal layer provided on the first electrode structure, (4) a second electrode structure connected to a plurality of electrodes and provided on the liquid crystal layer, (5) a second electrode structure provided on the second electrode structure, And a tenth transparent layer. At this time, it is preferable that the first electrode structure and the second electrode structure are arranged so that the electrodes are symmetrical to each other.
구체적으로, 상기 제1전극구조체와 제2전극구조체는 버스 바(bus bar) 전극과 상기 버스 바(bus bar) 전극에서 일측 방향으로 연장되는 다수의 핑거전극을 구비한 제1전극체 및 제2전극체를 포함하되, 상기 제1전극체의 핑거전극과 상기 제2전극체의 핑거전극은 서로 교대로 배열될 수 있다.The first electrode structure and the second electrode structure may include a first electrode body having a bus bar electrode and a plurality of finger electrodes extending in one direction from the bus bar electrode, The finger electrode of the first electrode body and the finger electrode of the second electrode body may be alternately arranged.
또한, 제1전극구조체 및 제2전극구조체는 펄스 형상의 인터디지털(interdigital) 전극 구조로 형성될 수 있다.In addition, the first electrode structure and the second electrode structure may be formed in a pulsed interdigital electrode structure.
한편, 상기 액정층의 두께(dLC)는 다음의 식을 이용해 구해진다.
On the other hand, the thickness d LC of the liquid crystal layer is obtained by the following equation.
(단, m은 자연수, λ은 광의 파장, nLC1은 액정층의 정상굴절률(ordinary refractive index), nLC2는 액정층의 이상굴절률(extra-ordinary refractive index))N LC1 is the ordinary refractive index of the liquid crystal layer, and n LC2 is the extra-ordinary refractive index of the liquid crystal layer.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 공간 광 변조기에 위상 변이 마스크를 배치함으로써, (1) 공간 광 변조기의 각 화소의 크기를 줄이거나 여러 개의 화소를 묶어서 처리할 필요 없이 1차 또는 고차 회절광의 강도와 시야각을 개선할 수 있고, (2) 공간 광변조기를 통과하는 전체 광의 강도를 감소시키지 않아 고해상도의 3차원 홀로그램 영상을 표시할 수 있을 뿐만 아니라, (3) 공간 광 변조기를 이용하는 디지털 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치에서 미세 화소를 구현하기 위한 기술적인 문제나 제조비용의 증가에 따른 문제를 용이하게 해결할 수 있다.In the digital holographic image display using the phase shift mask according to the present invention, the phase shift mask is disposed in the spatial light modulator, thereby reducing the size of each pixel of the spatial light modulator, It is possible to improve the intensity and the viewing angle of the primary or higher order diffracted light without being bundled and processed, (2) not to reduce the intensity of the total light passing through the spatial light modulator, (3) It is possible to easily solve a problem caused by an increase in manufacturing cost or a technical problem for implementing a fine pixel in a digital holographic three-dimensional image display device using a spatial light modulator.
도 1은 공간 광 변조기에서 화소의 크기에 따른 회절광의 강도를 나타내는 그래프.
도 2(a),(b)는 공간 광 변조기에서 2개의 화소를 하나의 화소 단위로 처리했을 때 화소간의 거리를 조절함에 따라 회절광의 강도를 나타내는 그래프.
도 3(a),(b)는 메시막이 배치된 공간 광 변조기의 구조를 나타내는 평면도 및 일측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 위상 변이 마스크가 배치된 공간 광 변조기의 구조를 나타내는 일측면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 공간 광 변조기의 한 화소 상의 배치된 위상 변이 마스크의 구성을 나타내는 평면도.
도 6(a),(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 사시도 및 일측단면도.
도 7(a),(b)는 본 발명의 제2실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 사시도 및 일측단면도.
도 8(a),(b)는 본 발명의 제3실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 사시도 및 일측단면도.
도 9(a),(b)는 본 발명의 제4실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 사시도 및 일측단면도.
도 10(a),(b)는 본 발명의 제5실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 사시도 및 일측단면도.
도 11(a),(b)는 본 발명의 제6실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 사시도 및 일측단면도.
도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 위상 변이 마스크의 구조를 나타내는 일측면도.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 위상 변이 마스크의 제1 및 제2전극구조체의 구조를 나타내는 사시도.1 is a graph showing the intensity of diffracted light according to the size of a pixel in a spatial light modulator.
2 (a) and 2 (b) are graphs showing the intensity of diffracted light as the distance between pixels is adjusted when two pixels are processed in a pixel unit in a spatial light modulator.
3 (a) and 3 (b) are a plan view and a side view showing the structure of a spatial light modulator in which a mesh film is arranged.
4 is a side view showing the structure of a spatial light modulator in which a phase shift mask is arranged according to an embodiment of the present invention;
5 is a plan view showing a configuration of a phase shift mask disposed on one pixel of a spatial light modulator according to an embodiment of the present invention;
6 (a) and 6 (b) are a perspective view and a side sectional view showing the structure of a phase shift mask according to a first embodiment of the present invention;
7 (a) and 7 (b) are a perspective view and a side sectional view showing a structure of a phase shift mask according to a second embodiment of the present invention;
8 (a) and 8 (b) are a perspective view and a side sectional view showing a structure of a phase shift mask according to a third embodiment of the present invention.
9 (a) and 9 (b) are a perspective view and a side sectional view showing the structure of a phase shift mask according to a fourth embodiment of the present invention.
10 (a) and 10 (b) are a perspective view and a side sectional view showing the structure of a phase shift mask according to a fifth embodiment of the present invention;
11 (a) and 11 (b) are a perspective view and a side sectional view showing the structure of a phase shift mask according to a sixth embodiment of the present invention.
12 is a side view showing a structure of a phase shift mask according to a seventh embodiment of the present invention.
13 and 14 are perspective views showing structures of first and second electrode structures of a phase shift mask according to a seventh embodiment of the present invention.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, . In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
Furthermore, terms used herein are for the purpose of illustrating embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular forms include plural forms as the case may be, unless the context clearly indicates otherwise. &Quot; comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the stated element. Unless defined otherwise, all terms used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 광원의 강도를 공간적으로 변조하여 출력시키는 공간 광변조기(Spatial Light Modulator)를 이용하여 홀로그래픽 3차원 영상을 표시한다. 즉, 본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 CCD, CMOS 등의 기록매체에 기록된 홀로그램의 간섭 패턴을 공간 광변조기(Spatial Light Modulator)에 재생하고, 간섭 패턴이 재생된 공간 광변기에 광원을 조사함으로써 3차원 홀로그래픽 영상을 복원한다. 이때, 공간 광변조기는 격자 모양으로 배열된 다수의 화소를 갖는 액정 패널로 구성될 수 있으며, 액정 패널은 반사 모드 방식 또는 투과 모드 방식으로 구동될 수 있다. A digital holographic image display apparatus using a phase shift mask according to the present invention displays a holographic three-dimensional image using a spatial light modulator that spatially modulates and outputs intensity of a light source. That is, the digital holographic image display apparatus using the phase shift mask according to the present invention can reproduce an interference pattern of a hologram recorded on a recording medium such as a CCD and a CMOS in a spatial light modulator, Dimensional holographic image by irradiating a light source to a spatial light toilet. In this case, the spatial light modulator may be a liquid crystal panel having a plurality of pixels arranged in a lattice pattern, and the liquid crystal panel may be driven in a reflective mode or a transmissive mode.
이하, 액정 패널의 공간 광변조기의 특성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the characteristics of the spatial light modulator of the liquid crystal panel will be described in detail.
공간 광변조기의 각 화소를 통해서 나오는 광은 직진하는 빔(beam)과 화소의 가장자리에서 회절하는 빔으로 구성된다. 이들 중에서, 0차 회절광(zeroth order diffraction light)은 주로 직진하는 광으로 이루어지므로, 3차원 홀로그래픽 영상을 구현하는 데에 적합하지 않다. 한편, 고차(higher order) 회절광은 차수가 증가함에 따라 그 강도가 지수적으로 감소하기 때문에, 일반적으로는 상대적으로 강도가 높은 1차 회절광이 3차원 홀로그래픽 영상 표시를 위해 활용된다.Light emitted through each pixel of the spatial light modulator is composed of a straight beam and a beam that diffracts at the edge of the pixel. Of these, zeroth order diffraction light is mainly composed of straight-going light, and thus is not suitable for realizing a three-dimensional holographic image. On the other hand, since the intensity of the higher order diffracted light decreases exponentially as the order increases, the first order diffracted light, which is relatively strong in general, is utilized for displaying the three-dimensional holographic image.
통상, 단일 화소로 형성된 회절 패턴 중에서 1차 회절광 강도는 0차 회절광의 강도의 5% 이내이다. 이것은 공간 광변조기의 각 화소를 이용하여 홀로그램을 형성할 경우에 에너지 손실이 매우 크다는 것을 나타낸다. 결과적으로, 밝기가 높은 홀로그램의 이미지를 얻기가 매우 어렵게 된다. 이를 해결하기 위해서는 0차 회절광의 강도를 줄이고 1차 또는 고차 회절광의 강도를 높여야 한다. Usually, the intensity of the first-order diffracted light is within 5% of the intensity of the 0th-order diffracted light in the diffraction pattern formed by a single pixel. This indicates that energy loss is very large when the hologram is formed using each pixel of the spatial light modulator. As a result, it becomes very difficult to obtain an image of a hologram having a high brightness. To solve this problem, it is necessary to reduce the intensity of the zero-order diffracted light and increase the intensity of the first-order diffracted light or the high-order diffracted light.
도 1에 화소의 크기에 따른 회절광의 강도를 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 화소의 크기를 광의 파장(λ)에 가까울 정도로 줄인다면, 회절 특성을 향상시킬 수 있다. 그러나 이와 같은 수준으로 액정 패널에서 화소의 크기를 감소시키는 것은 현실적으로 매우 어려울 뿐만 아니라, 화소의 크기에 반비례해서 공간 광변조기의 제조비용이 급격히 증가하는 문제점이 있다.FIG. 1 shows the intensity of the diffracted light according to the size of the pixel. As shown in Fig. 1, if the size of the pixel is reduced to be close to the wavelength? Of the light, the diffraction characteristic can be improved. However, it is practically very difficult to reduce the size of pixels in the liquid crystal panel at such a level, and the manufacturing cost of the spatial light modulator increases inversely proportional to the size of the pixels.
회절 특성을 개선하기 위한 다른 방법으로서, 각 화소의 크기는 변경하지 않고, 여러 개의 화소를 묶어 하나의 화소 단위로 사용할 수 있다. 이러한 경우의 일례로서, 도 2에 2개의 화소를 하나의 화소 단위로 처리했을 때의 회절광의 강도를 나타내었다. d는 화소(pixel)의 크기이고, h는 두 화소의 중심 간의 거리이고, λ는 광의 파장을 나타낸다.As another method for improving the diffraction characteristic, a plurality of pixels can be grouped and used as one pixel unit without changing the size of each pixel. As an example of such a case, FIG. 2 shows the intensity of diffracted light when two pixels are processed in one pixel unit. d is the size of the pixel, h is the distance between the centers of the two pixels, and λ is the wavelength of the light.
도 2에 나타낸 바와 같이, 2개의 화소를 하나의 화소 단위로 하면 1차 회절광의 강도가 상당히 증가한다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 2(a)와 2(b)를 비교해 보면, 화소간의 거리(h)가 증가할수록 1차 회절광의 강도가 더 증가하는 것도 알 수 있다.As shown in Fig. 2, it can be seen that the intensity of the 1st-order diffracted light increases considerably when two pixels are regarded as one pixel unit. 2 (a) and 2 (b), it can be seen that as the distance h between the pixels increases, the intensity of the 1st-order diffracted light increases further.
그러나 공간 광변조기에서 단위 면적당 화소의 개수는 정해져 있으므로, 도 2와 같이 여러 개의 화소를 하나의 단위로서 사용할 경우, 1차 회절광의 강도는 높일 수 있으나, 1차 회절광의 각도 위치가 적어져 시야각이 좁아지고, 정보의 밀도는 낮아지게 되어 고해상도의 3차원 영상을 구현하기가 곤란하다. 이를 해결하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 공간 광변조기에 다수의 개구부를 구비한 메시막(mesh film)을 부가할 수 있다. 즉, 공간 광변조기의 각 화소에 메시막을 배치함으로써 1차 회절광의 강도를 증가시키고 시야각을 향상시킬 수 있다. 하지만, 이 경우에는 메시막에 의해 차단되는 광으로 인해 공간 광변조기를 거쳐 메시막을 통과하는 전체 광의 강도가 감소하게 되어, 재생되는 3차원 홀로그래픽 영상의 품질이 떨어진다.However, since the number of pixels per unit area is determined in the spatial light modulator, when the plurality of pixels are used as one unit as shown in FIG. 2, the intensity of the first-order diffracted light can be increased. However, And the density of information becomes low, and it is difficult to realize a high-resolution three-dimensional image. In order to solve this problem, a mesh film having a plurality of openings may be added to the spatial light modulator, as shown in FIG. That is, by arranging the mesh film in each pixel of the spatial light modulator, the intensity of the 1st-order diffracted light can be increased and the viewing angle can be improved. However, in this case, the intensity of the total light passing through the mesh film through the spatial light modulator is reduced due to the light blocked by the mesh film, and the quality of the reproduced three-dimensional holographic image deteriorates.
따라서, 본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 공간 광변조기(100) 상에 마련된 위상 변이 마스크(Phase shift mask)(200)를 이용한다. 즉, 위상 변이 마스크(200)는 상기 메시막을 대체하여 구비되는 필터로서, 광원에서 발생하여 공간 광변조기(100)를 통과하는 광을 투과시키되, 투과되는 광의 위상을 변조하여 출력한다.Therefore, the digital holographic image display apparatus using the phase shift mask according to the present invention uses a
도 5(a),(b)는 상기 공간 광 변조기(100)의 한 화소 상의 배치된 위상 변이 마스크(200)를 상부에서 바라본 평면도(이하, 공간 광변조기(100)를 통과한 광이 위상 변이 마스크(200)로 입력되는 부분을 "하부"라 하고, 위상 변이 마스크(200)에서 출력되는 부분을 "상부"라 함)를 나타낸다.5A and 5B are plan views of the
즉, 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 5(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 투과되는 광의 위상을 제1변조하여 출력하되 출력되는 광을 회절시키는 제1 위상 변이 영역(201) 및 제2 위상 변이 영역(202)을 각각 구비한다. 이때, 상기 제1 위상 변이 영역(201)을 통해 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 상기 제2 위상 변이 영역(202)을 통해 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다른 것이 바람직하다.5 (a) and 5 (b), the
구체적으로, 본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 1개의 위상 변이 마스크(200)가 공간 광변조기(100) 상에 배치(이하, "제1배치"라고 함)될 수 있고, 공간 광변조기(100)의 각 화소 마다 1개의 위상 변이 마스크(200)가 배치(이하, "제2배치"라고 함)될 수도 있다. 상기 제1 및 제2 배치 중 어느 경우에 있어서도, 도 5 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 위상 변이 마스크(200)는 공간 광변조기(100)의 각 화소 상에 다수의 제2 위상 변이 영역(202)이 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 제2 위상 변이 영역(202)의 크기, 즉 단면(이하, 상부 또는 하부에서 바라본 면을 "단면"이라 함)은 상기 공간 광변조기(100)의 각 화소의 크기, 즉 단면보다 작게 형성되어야 한다.Specifically, a digital holographic image display apparatus using a phase shift mask according to the present invention is configured such that one
상기 제1 위상 변이 영역(201)과 상기 제2 위상 변이 영역(202)은 공간 광변조기(100)를 통과한 광을 투과시키면서 위상을 변조하는 것과 동시에 회절시키는 역할을 한다. 특히, 상기 제2 위상 변이 영역(202)은 상기 메시막의 개구부와 같이 1차 회절광의 강도를 증가시키고 시야각을 향상시키는 역할을 한다. 따라서, 공간 광변조기(100)의 각 화소당 배치된 제2 위상 변이 영역(202)의 크기, 모양 및 갯수에 따라 투과되는 광의 회절 특성 및 시야각이 조절된다. The first
상기 위상 변이 마스크(200)는 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제2 위상 변이 영역(202)은 투명한 재질의 층에 음각부, 양각부 및 개구부를 형성함으로써 마련되며, 상기 제1 위상 변이 영역(201)은 상기 투명한 재질의 층에서 상기 제2 위상 변이 영역(202)이 형성된 부분 이외의 나머지 영역에 마련된다. 즉, 투명한 재질의 층에 형성된 음각부, 양각부 및 개구부와 이들이 형성되지 않은 나머지 투명한 재질의 층에서는 광이 서로 다른 위상으로 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 이에 따라, 상기 위상 변이 마스크(200)에 의해서 차단되는 광이 없으므로, 본 발명에 따른 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치는 고품질의 3차원 홀로그래픽 영상을 표시할 수 있게 된다. The
상기 제2 위상 변이 영역(202)은, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 그 단면이 사각형 형상으로 형성될 수 있으며, 그 외에 원형 및 다각형 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 1차 회절광의 강도를 더욱 증가시키기 위해, 상기 제2 위상 변이 영역(202)은, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 단면이 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 수 있으며, 그 외에 삼각파 펄스 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 보다 효율적인 배치를 위해, 상기 제2 위상 변이 영역(202)은 공간 광변조기(100)의 각 화소 상에 n행×m열(단, n과 m은 자연수)로 배치될 수 있다. 상기 제1 위상 변이 영역(201)도 상기 제2 위상 변이 영역(202)과 마찬가지로 원형, 다각형, 정현파(Sinusoidal) 및 삼각파 형상으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5A, the second
한편, 상기 위상 변이 마스크(200)에서 출력되는 광의 위상은 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)의 두께와 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)에서의 광의 굴절률에 의해 조절된다. 본 발명에 따른 위상 변이 마스크(200)는 상기 제1 위상 변이 영역(201)을 통해 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 상기 제2 위상 변이 영역(202)을 통해 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)의 위상차(θ12)가 다음의 식 (1)을 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다.
The phase of the light output from the
상기 식 (1)을 정리하면 아래의 식 (1-1)이 된다.
The above equation (1) can be summarized as the following equation (1-1).
상기 식 (1)에서 darea1은 제1 위상 변이 영역(201)의 두께, narea1은 상기 제1 위상 변이 영역(201)에서의 광의 굴절률, darea2은 제2 위상 변이 영역(202)의 두께, narea2은 상기 제2 위상π 변이 영역(202)에서의 광의 굴절률, m은 자연수, λ는 광의 파장을 각각 나타낸다.Where d area1 is the thickness of the first
즉, 상기 위상 변이 마스크(200)의 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)은 광의 강도 감소 방지 및 1차 회절광의 강도 향상을 위해, 상기 제1위상(θ1)과 상기 제2위상(θ2) 사이에 2π×자연수배의 차이가 나도록 형성되어야 한다. 예를 들어, 상기 제1위상(θ1)과 상기 제2위상(θ2) 사이에 360°의 위상차가 발생하도록 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)을 형성할 경우, 상기 식 (1)에서 m은 1이고, 상기 제1위상(θ1)과 상기 제2위상(θ2) 사이에 720°의 위상차가 발생하도록 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)을 형성할 경우, 상기 식(1)에서 m은 2이다. 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)에서의 광의 굴절률(narea1, narea2)은 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역(201, 202)의 재질에 의해 결정된다.
That is, the first and second
이하, 상기 위상 변이 마스크(200)의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a specific embodiment of the
도 6(a),(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 위상 변이 마스크(200)의 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 도 6(b)는 도 6(a)에서 A-A' 사이의 점선을 따라 자른 일측 단면도를 나타낸다.6 (a) and 6 (b) are views showing the structure of the
먼저, 제1실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 개구부(211)를 구비하며 제1투명물질로 이루어진 제1투명층(210)을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 공간 광변조기(100)를 통과한 광은 상기 제1투명층(210)을 차례로 투과한다. 이때, 상기 개구부(211)는 바로 공기로 노출되므로, 상기 개구부(211)를 통과하는 광은 상기 개구부(211)의 공기로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 되고, 상기 개구부(211) 외의 영역을 통과하는 광은 상기 제1투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 또한, 상기 개구부(211) 외의 영역에서 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 상기 개구부(211)에서 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다르다. 즉, 상기 제1투명층(210)에서 상기 개구부(211)는 상기 제2 위상 변이 영역(202)에 해당하며, 상기 개구부(211) 외의 영역은 상기 제1 위상 변이 영역(201)에 해당한다.6, the
상기 개구부(211) 및 개구부(211) 이외의 영역은 그 단면이 원형 및 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 개구부(211)는 그 단면이 삼각파 및 정현파(Sinusoidal)의 펄스 형상으로 형성될 수 있다. 특히, 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 경우, 1차 회절 광의 세기는 더욱 증가하고, 회절되지 않는 직접빔의 강도는 0으로 감소하여, 전체 회절광의 강도가 더욱 향상된다.Regions other than the
구체적으로, 상기 제1투명층(210)의 두께(d1)는 아래의 식 (2)를 이용하여 구할 수 있다.
Specifically, the thickness d 1 of the first
상기 식 (2)에서 d1은 제1투명층(210)의 두께, m은 자연수, λ는 광의 파장, n1은 제1투명물질에서의 광의 굴절률, nair는 공기에서의 광의 굴절률을 각각 나타낸다.
In the formula (2), d 1 represents the thickness of the first
도 7(a),(b)는 본 발명의 제2실시예에 따른 위상 변이 마스크(200)의 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 도 7(b)는 도 7(a)에서 B-B' 사이의 점선을 따라 자른 일측 단면도를 나타낸다.7 (a) and 7 (b) are views showing the structure of the
본 발명의 제2실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1실시예에서 상기 개구부(211)에 제2투명물질이 채워지도록 구성(이하, 상기 제2투명물질이 채워진 영역을 "제2투명층(220)"이라고 함)될 수 있다. 이에 따라, 공간 광변조기(100)를 통과한 광은 상기 제1투명층(210)이나 제2투명층(220)을 투과한다. 이때, 상기 제1투명층(210)을 통과하는 광은 상기 제1투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 되고, 상기 제2투명층(220)을 통과하는 광은 상기 제2투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 또한, 상기 제1투명층(210)에서 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 상기 제2투명층(220)에서 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다르다. 즉, 상기 제1투명층(210)은 상기 제1 위상 변이 영역(201)에 해당하며, 상기 제2투명층(220)은 상기 제2 위상 변이 영역(202)에 해당한다.7, the
특히, 상기 제1투명물질과 제2투명물질은 서로 다른 물질인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1투명층(210)과 상기 제2투명층(220)의 두께는 같거나 다를 수 있다.In particular, the first transparent material and the second transparent material are preferably different materials. The thickness of the first
상기 제1투명층(210)과 제2투명층(220)은 그 단면이 원형 및 다각형 형상의 형성될 수 있으며, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1투명층(210)과 제2투명층(220)은 그 단면이 삼각파 및 정현파(Sinusoidal)의 펄스 형상으로 형성될 수 있다. 특히 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 경우, 1차 회절 광의 세기는 더욱 증가하고, 회절되지 않는 직접빔의 강도는 0으로 감소하여, 전체 회절광의 강도가 더욱 향상된다.The first
구체적으로, 상기 제1투명층(210)의 두께(d1)와 상기 제2투명층(220)의 두께(d2)의 차이(|△d12|=|d1-d2|)는 아래의 식 (3)를 이용하여 구할 수 있다.
Specifically, the first
상기 식 (3)에서 m은 자연수, λ는 광의 파장, n1은 제1투명물질에서의 광의 굴절률, n2는 제2투명물질에서의 광의 굴절률을 각각 나타낸다.
In the formula (3), m represents a natural number,? Represents a wavelength of light, n 1 represents a refractive index of light in the first transparent material, and n 2 represents a refractive index of light in the second transparent material.
도 8(a),(b)는 본 발명의 제3실시예에 따른 위상 변이 마스크(200)의 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 도 8(b)는 도 8(a)에서 C-C' 사이의 점선을 따라 자른 일측 단면도를 나타낸다.8 (a) and 8 (b) are views showing a structure of a
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상부에 양각 형상으로 돌출된 다수의 제1양각부(231)를 구비하며 제3투명물질로 이루어진 제3투명층(230)을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 공간 광변조기(100)를 통과한 광은 상기 제3투명층(230)을 투과한다. 이때, 상기 제1양각부(231)를 통과하는 광과 상기 제1양각부(231) 외의 영역을 통과하는 광은 상기 제3투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 또한, 상기 제1양각부(231) 외의 영역에서 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 상기 제1양각부(231)에서 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다르다. 즉, 상기 제3투명층(230)에서 상기 제1양각부(231)는 상기 제2 위상 변이 영역(202)에 해당하며, 상기 제1양각부(231) 외의 영역은 상기 제1 위상 변이 영역(201)에 해당한다.8, the
상기 제1양각부(231)와 상기 제1양각부(231) 외의 영역은 그 단면이 원형 및 다각형 형상의 형성될 수 있으며, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1양각부(231)와 상기 제1양각부(231) 외의 영역은 그 단면이 삼각파 및 정현파(Sinusoidal)의 펄스 형상으로 형성될 수 있다. 특히 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 경우, 1차 회절 광의 세기는 더욱 증가하고, 회절되지 않는 직접빔의 강도는 0으로 감소하여, 전체 회절광의 강도가 더욱 향상된다.It is preferable that the area outside the first
구체적으로, 상기 제3투명층(230)의 제1양각부(231)의 두께(d3)는 아래의 식 (4)를 이용하여 구할 수 있다.
Specifically, the thickness d 3 of the first
상기 식 (4)에서 d3은 제1양각부(231)의 두께, m은 자연수, λ는 광의 파장, n3은 제3투명물질에서의 광의 굴절률, nair는 공기에서의 광의 굴절률을 각각 나타낸다.
N 3 is the refractive index of light in the third transparent material, and n air is the refractive index of light in the air, respectively, and d 3 is the thickness of the first
도 9(a),(b)는 본 발명의 제4실시예에 따른 위상 변이 마스크(200)의 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 도 9(b)는 도 9(a)에서 D-D' 사이의 점선을 따라 자른 일측 단면도를 나타낸다.9A and 9B are diagrams showing the structure of the
본 발명의 제4실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 제1음각부(241)를 구비하며 제4투명물질로 이루어진 제4투명층(240)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1음각부(241)는 상기 제1양각부(231)를 대체하여 음각 형상으로 홈이 형성된 영역이다. 이에 따라, 공간 광변조기(100)를 통과한 광은 상기 제4투명층(240)을 투과하며, 이때 상기 제1음각부(241)를 통과하는 광과 상기 제1음각부(241) 외의 영역을 통과하는 광은 상기 제4투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 또한, 상기 제1음각부(241) 외의 영역에서 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 상기 제1음각부(241)에서 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다르다. 즉, 상기 제4투명층(240)에서 상기 제1음각부(241)는 상기 제2 위상 변이 영역에 해당하며, 상기 제1음각부(241) 외의 영역은 상기 제1 위상 변이 영역에 해당한다.9, the
상기 제1음각부(241)와 상기 제1음각부(241) 외의 영역은 그 단면이 원형 및 다각형 형상의 형성될 수 있으며, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1음각부(241)와 상기 제1음각부(241) 외의 영역은 그 단면이 삼각파 및 정현파(Sinusoidal)의 펄스 형상으로 형성될 수 있다. 특히 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 경우, 1차 회절 광의 세기는 더욱 증가하고, 회절되지 않는 직접빔의 강도는 0으로 감소하여, 전체 회절광의 강도가 더욱 향상된다.The cross-sectional area of the
구체적으로, 상기 제4투명층(240)의 제1음각부(241)의 두께(d4)는 아래의 식 (5)를 이용하여 구할 수 있다.
Specifically, the thickness d 4 of the first
상기 식 (5)에서 d4는 제1음각부(240)의 두께, m은 자연수, λ는 광의 파장, n4는 제4투명물질에서의 광의 굴절률, nair는 공기에서의 광의 굴절률을 각각 나타낸다.
N 4 is the refractive index of light in the fourth transparent material, and n air is the refractive index of light in the air, respectively, and d 4 is the thickness of the first recessed
도 10(a),(b)는 본 발명의 제5실시예에 따른 위상 변이 마스크(200)의 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 도 10(b)는 도 10(a)에서 E-E' 사이의 점선을 따라 자른 일측 단면도를 나타낸다.10 (a) and 10 (b) are views showing the structure of the
본 발명의 제5실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상부에 양각 형상으로 돌출된 다수의 제2양각부(251)를 구비하며 제5투명물질로 이루어진 제5투명층(250), 제6투명물질로 이루어지며 상기 제5투명층(250)의 제2양각부(251) 상에 마련되는 제6투명층(260)을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 공간 광변조기(100)를 통과한 광은 상기 제5투명층(250)과 제6투명층(260)을 차례로 투과하거나 상기 제5투명층(250)에서 상기 제2양각부(251) 외의 영역을 통과한다. 이때, 상기 제5투명층(250)의 제2양각부(251)와 제6투명층(260)을 차례로 통과하는 광은 상기 제5 및 제6투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 되고, 상기 제2양각부(251) 외의 영역을 통과하는 광은 상기 제5투명물질로 인해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 또한, 상기 제2양각부(251) 외의 영역에서 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 제2양각부(251) 및 제6투명층(260)에서 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다르다. 즉, 상기 제2양각부(251)와 제6투명층(260)은 상기 제2 위상 변이 영역(202)에 해당하며, 상기 제5투명층(250)에서 상기 제2양각부(251) 외의 영역은 상기 제1 위상 변이 영역(201)에 해당한다.10, the
특히, 상기 제5투명물질과 제6투명물질은 서로 다른 물질인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2양각부(251)와 상기 제6투명층(260)의 두께는 같거나 다를 수 있다.In particular, the fifth transparent material and the sixth transparent material are preferably different materials. The thickness of the second
상기 제2양각부(251)와 상기 양각부(251) 외의 영역은 그 단면이 원형 및 다각형 형상의 형성될 수 있으며, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2양각부(251)와 상기 양각부(251) 외의 영역은 그 단면이 삼각파 및 정현파(Sinusoidal)의 펄스 형상으로 형성될 수 있다. 특히 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 경우, 1차 회절 광의 세기는 더욱 증가하고, 회절되지 않는 직접빔의 강도는 0으로 감소하여, 전체 회절광의 강도가 더욱 향상된다.The area of the second
구체적으로, 상기 제2양각부(251)의 두께(d5)와 상기 제6투명층(260)의 두께(d6)의 차이(|△d56|=|d5-d6|)는 아래의 식 (6)을 이용하여 구할 수 있다.
Specifically, the second difference between the
상기 식 (6)에서 m은 자연수, λ는 광의 파장, n5는 제5투명물질에서의 광의 굴절률, n6는 제6투명물질에서의 광의 굴절률을 각각 나타낸다.
In the formula (6), m is a natural number,? Is a wavelength of light, n 5 is refractive index of light in the fifth transparent material, and n 6 is refractive index of light in the sixth transparent material.
도 11(a),(b)는 본 발명의 제6실시예에 따른 위상 변이 마스크(200)의 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 도 11(b)는 도 11(a)에서 F-F' 사이의 점선을 따라 자른 일측 단면도를 나타낸다.11 (a) and 11 (b) are diagrams showing the structure of the
본 발명의 제6실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상부에 음각 형상으로 홈이 형성된 다수의 제2음각부(271)를 구비하며 제7투명물질로 이루어진 제7투명층(270), 제8투명물질로 이루어지며 상기 제7투명층(270)의 제2음각부(271) 상에 마련되는 제8투명층(280)을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 따라, 공간 광변조기(100)를 통과한 광은 상기 제7투명층(270)과 제8투명층(280)을 차례로 투과하거나 상기 제7투명층(270)에서 상기 제2음각부(271) 외의 영역을 통과한다. 이때, 상기 제7투명층(270)의 제2음각부(271)와 제8투명층(280)을 차례로 통과하는 광은 상기 제7 및 제8투명물질에 의해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 되며, 상기 제2음각부(271) 외의 영역을 통과하는 광은 상기 제7투명물질에 의해 위상이 변조되어 출력되면서 회절하게 된다. 또한, 상기 제2음각부(271) 외의 영역에서 변조되어 출력되는 광의 제1위상(θ1)과 제2음각부(271) 및 제8투명층(280)에서 변조되어 출력되는 광의 제2위상(θ2)은 서로 다르다. 즉, 상기 제2음각부(271)와 제8투명층(280)은 상기 제2 위상 변이 영역(202)에 해당하며, 상기 제7투명층(270)에서 상기 제2음각부(271) 외의 영역은 상기 제1 위상 변이 영역(201)에 해당한다.11, the
특히, 상기 제7투명물질과 제8투명물질은 서로 다른 물질인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2음각부(271)와 상기 제8투명층(280)의 두께는 같거나 다를 수 있다.In particular, the seventh transparent material and the eighth transparent material are preferably different materials. The thickness of the
상기 제2음각부(271)와 상기 제2음각부(271) 외의 영역은 그 단면이 원형 및 다각형 형상의 형성될 수 있으며, 사각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2음각부(271)와 상기 제2음각부(271) 외의 영역은 그 단면이 삼각파 및 정현파(Sinusoidal)의 펄스 형상으로 형성될 수 있다. 특히 정현파(Sinusoidal) 형상으로 형성될 경우, 1차 회절 광의 세기는 더욱 증가하고, 회절되지 않는 직접빔의 강도는 0으로 감소하여, 전체 회절광의 강도가 더욱 향상된다.The
구체적으로, 상기 제2음각부(271)의 두께(d7)와 상기 제8투명층(280)의 두께(d8)의 차이(|△d78|=|d7-d8|)는 아래의 식 (7)을 이용하여 구할 수 있다.
Specifically, the second difference between the
상기 식 (7)에서 m은 자연수, λ는 광의 파장, n7은 제7투명물질에서의 광의 굴절률, n8는 제8투명물질에서의 광의 굴절률을 각각 나타낸다.
In the formula (7), m represents a natural number,? Represents a wavelength of light, n 7 represents a refractive index of light in the seventh transparent material, and n 8 represents a refractive index of light in the eighth transparent material.
또한, 본 발명의 제7실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 제9투명층(10), 다수의 전극이 연결되어 상기 제9투명층(10) 상에 마련된 제1전극구조체(20), 상기 제1전극구조체(20) 상에 마련된 액정층(30), 다수의 전극이 연결되어 상기 액정층(30) 상에 마련된 제2전극구조체(40), 상기 제2전극구조체(40) 상에 마련된 제10투명층(50)을 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 상기 제1전극구조체(20)와 제2전극구조체(40)는 상기 액정층(30)을 두고 서로 대칭이 되도록 각 전극이 배치되는 것이 바람직하다.12, the
구체적으로, 상기 제1전극구조체(20)와 제2전극구조체(40)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 버스 바(bus bar) 전극(21a, 22a, 41a, 42a)과 상기 버스 바 전극(21a, 22a, 41a, 42a)에서 일측 방향으로 연장되는 다수의 핑거전극(21b, 22b, 41b, 42b)을 구비한 제1전극체(21, 41) 및 제2전극체(22, 42)를 포함하되, 상기 제1전극체(21, 41)의 핑거전극(21b, 41b)과 상기 제2전극체(22, 42)의 핑거전극(22b, 42b)은 서로 교대로 배열되는 것이 바람직하다.13, the
또한, 제1전극구조체(20) 및 제2전극구조체(40)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 펄스 형상의 인터디지털(interdigital) 전극 구조로 형성될 수도 있다. 상기 펄스의 형상은 삼각파, 구형파, 정현파 등 다양하게 형성될 수 있다.In addition, the
상기 제1전극구조체(20) 및 제2전극구조체(40)는 도전성을 가지는 투명한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1전극구조체(20) 및 제2전극구조체(40)는 Au, Ni, Ti, Cr 등의 금속, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide) 등의 투명전도성산화물(TCO), 도전성 폴리머, 그래핀 등으로 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 제1전극구조체(20) 및 제2전극구조체(40)는 화학기상증착법(CVD), 플라즈마 여기 CVD(plasma enhanced CVD, PECVD), 저압 CVD(low pressure CVD, LPCVD), 물리기상증착법(physical vapor deposition, PVD), 스퍼터링(sputtering), 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD) 등의 증착 방법에 의하여 형성될 수 있으나, 이러한 방법으로 한정되는 것은 아니다.The
구체적으로, 본 발명의 제7실시예에 따른 상기 위상 변이 마스크(200)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1전극구조체(20) 및 제2전극구조체(40)에 인가되는 전압에 따라 상기 액정층(30)의 성질이 달라져 상기 액정층(30)을 통과하는 광의 위상을 변조시킨다. 즉, 상기 제1전극구조체(20) 및 제2전극구조체(40)의 모양과 이에 인가되는 전압의 크기에 따라 변조되는 광의 위상은 달라진다.12, the
또한, 상기 액정층(260)의 두께(dLC)는 아래의 식 (8)을 이용하여 구할 수 있다.
Further, the thickness d LC of the
상기 식 (8)에서 m은 자연수, λ는 광의 파장, nLC1은 액정층의 정상굴절률(ordinary refractive index), nLC2는 액정층의 이상굴절률(extra-ordinary refractive index)을 각각 나타낸다.
In Equation (8), m is a natural number ,? Is a wavelength of light, n LC1 is an ordinary refractive index of a liquid crystal layer, and n LC2 is an extra-ordinary refractive index of a liquid crystal layer.
한편, 상기 제1실시예 내지 제7실시예에 따라, 상기 제1투명층(210) 내지 제10투명층(50)은 투명한 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제1투명층(210) 내지 제10투명층(50)의 재질은 폴리머, 유리(glass), 석영(quartz) 및 사파이어(sapphire)로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.According to the first to seventh embodiments, the first
특히, 상기 제1투명층(210) 내지 제10투명층(50)의 재질이 폴리머일 경우의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 폴리프로필렌(PP), 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
In particular, when the material of the first
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be appreciated that one embodiment is possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims.
10 : 제9투명층 20 : 제1전극구조체
21, 41 : 제1전극체 21a, 22a, 41a, 42a : 버스 전극
21b, 22b, 41b, 42b : 핑거 전극 22, 42 : 제2전극체
40 : 제2전극구조체 50 : 제10투명층
100 : 공간 광변조기 200 : 위상 변이 마스크
210 : 제1투명층 211 : 개구부
220 : 제2투명층 230 : 제3투명층
231 : 제1양각부 240 : 제4투명층
241 : 제1음각부 250 : 제5투명층
251 : 제2양각부 260 : 제6투명층
270 : 제7투명층 271 : 제2음각부
280 : 제8투명층10: ninth transparent layer 20: first electrode structure
21, 41:
21b, 22b, 41b, 42b:
40: second electrode structure 50: tenth transparent layer
100: spatial light modulator 200: phase shift mask
210: first transparent layer 211: opening
220: second transparent layer 230: third transparent layer
231: first embossed portion 240: fourth transparent layer
241: first engraving part 250: fifth transparent layer
251: second embossed portion 260: sixth transparent layer
270: seventh transparent layer 271: second intaglio part
280: Eighth transparent layer
Claims (18)
격자 모양으로 배열된 다수의 화소를 가지며, 각 화소별로 상기 광원으로부터의 광의 강도를 공간적으로 변조하여 출력하는 공간 광변조기;
상기 공간 광변조기 상에 구비되며, 투과되는 광의 위상을 변조하여 출력하는 위상 변이 마스크(Phase shift mask)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.Light source;
A spatial light modulator having a plurality of pixels arranged in a lattice pattern, spatially modulating the intensity of light from the light source for each pixel, and outputting the modulated intensity;
And a phase shift mask provided on the spatial light modulator and modulating and outputting the phase of the transmitted light.
상기 위상 변이 마스크는,
투과되는 광의 위상을 변조하여 출력하되 출력되는 광을 회절시키는 제1 및 제2 위상 변이 영역을 구비하며,
상기 제1 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ1)과 상기 제2 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ2)은 서로 다른 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
A first and a second phase shifting region for modulating and outputting the phase of transmitted light and diffracting the output light,
Wherein a phase (? 1 ) of light output from the first phase shift region and a phase (? 2 ) of light output from the second phase shift region are different from each other.
상기 제1 및 제2 위상 변이 영역은,
상기 공간 광변조기의 각 화소의 크기보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first and second phase-
Wherein the spatial light modulator has a size smaller than a size of each pixel of the spatial light modulator.
상기 제1 및 제2 위상 변이 영역은,
단면이 원형, 다각형, 삼각파 및 정현파(Sinusoidal) 중 어느 하나의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the first and second phase-
Wherein the cross section is formed in a shape of a circle, a polygon, a triangular wave, and a sinusoidal shape.
상기 제2 위상 변이 영역은,
상기 공간 광변조기의 각 화소 상에 다수가 배치되도록 형성되며,
공간 광변조기의 각 화소에 대해 n행×m열(단, n과 m은 자연수)로 형성된 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method of claim 3,
Wherein the second phase-
A plurality of pixels arranged on each pixel of the spatial light modulator,
And n rows and m columns (where n and m are natural numbers) for each pixel of the spatial light modulator.
상기 위상 변이 마스크에서 출력되는 광의 위상은,
상기 제1 및 제2 위상 변이 영역의 두께와 상기 제1 및 제2 위상 변이 영역에서의 광의 굴절률에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The phase of the light output from the phase-
Wherein the phase shift mask is controlled by a thickness of the first and second phase shift regions and a refractive index of light in the first and second phase shift regions.
상기 제1 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ1)과 상기 제2 위상 변이 영역에서 출력되는 광의 위상(θ2) 사이의 위상차(θ12)는 다음의 식을 이용해 구해지는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.
(단, darea1은 제1 위상 변이 영역의 두께, narea1은 상기 제1 위상 변이 영역에서의 광의 굴절률, darea2은 제2 위상 변이 영역의 두께, narea2은 상기 제2 위상 변이 영역에서의 광의 굴절률, m은 자연수, λ는 광의 파장)6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The phase difference (? 12 ) between the phase (? 1 ) of the light output from the first phase shifting region and the phase (? 2 ) of the light output from the second phase shifting region is obtained by using the following equation A digital holographic image display device using a phase shift mask.
(Where d area1 is the thickness of the first phase shifting region, n area1 is the refractive index of the light in the first phase shifting region, d area2 is the thickness of the second phase shifting region, and n area2 is the thickness of the first phase shifting region in the second phase shifting region Refractive index of light, m is a natural number, and? Is a wavelength of light)
상기 위상 변이 마스크는,
다수의 개구부를 구비하며 제1투명물질로 이루어진 제1투명층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
And a first transparent layer having a plurality of openings and made of a first transparent material.
상기 위상 변이 마스크는,
제2투명물질로 이루어지며 상기 제1투명층의 개구부에 배치되는 제2투명층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the phase shift mask comprises:
And a second transparent layer made of a second transparent material and disposed in an opening of the first transparent layer.
상기 위상 변이 마스크는,
상부에 다수의 제1양각부를 구비하며 제3투명물질로 이루어진 제3투명층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
And a third transparent layer made of a third transparent material, the first transparent layer having a plurality of first embossments on the first transparent layer.
상기 위상 변이 마스크는,
상부에 다수의 제2음각부를 구비하며 제4투명물질로 이루어진 제4투명층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
And a fourth transparent layer made of a fourth transparent material having a plurality of second intaglio parts on the upper surface thereof.
상기 위상 변이 마스크는,
상부에 다수의 제2양각부를 구비하며 제5투명물질로 이루어진 제5투명층;
제6투명물질로 이루어지며 상기 제5투명층의 제2양각부 상에 마련되는 제6투명층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
A fifth transparent layer having a plurality of second embossments on the top and made of a fifth transparent material;
And a sixth transparent layer made of a sixth transparent material and provided on the second embossed portion of the fifth transparent layer.
상기 위상 변이 마스크는,
상부에 다수의 제2음각부를 구비하며 제7투명물질로 이루어진 제7투명층;
제8투명물질로 이루어지며 상기 제7투명층의 제2음각부 상에 마련되는 제8투명층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
A seventh transparent layer having a plurality of second intaglio parts on the top and made of a seventh transparent material;
And an eighth transparent layer made of an eighth transparent material and provided on a second intaglio part of the seventh transparent layer.
상기 위상 변이 마스크는,
제9투명층;
다수의 전극이 연결되어 상기 제9투명층 상에 마련된 제1전극구조체;
상기 제1전극구조체 상에 마련된 액정층;
다수의 전극이 연결되어 상기 액정층 상에 마련된 제2전극구조체;
상기 제2전극구조체 상에 마련된 제10투명층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase shift mask comprises:
A ninth transparent layer;
A first electrode structure having a plurality of electrodes connected to the ninth transparent layer;
A liquid crystal layer provided on the first electrode structure;
A second electrode structure having a plurality of electrodes connected to the liquid crystal layer;
And a tenth transparent layer provided on the second electrode structure. 2. A digital holographic image display device comprising: a substrate;
상기 제1전극구조체와 제2전극구조체는,
서로 대칭되도록 각 전극이 배치된 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.15. The method of claim 14,
The first electrode structure and the second electrode structure may include a first electrode structure,
Wherein each of the electrodes is disposed so as to be symmetrical to each other.
상기 제1전극구조체와 제2전극구조체는,
버스 바(bus bar) 전극과 상기 버스 바(bus bar) 전극에서 일측 방향으로 연장되는 다수의 핑거전극을 구비한 제1전극체 및 제2전극체를 포함하되,
상기 제1전극체의 핑거전극과 상기 제2전극체의 핑거전극은 서로 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.16. The method of claim 15,
The first electrode structure and the second electrode structure may include a first electrode structure,
A first electrode body and a second electrode body including a bus bar electrode and a plurality of finger electrodes extending in one direction from the bus bar electrode,
Wherein the finger electrode of the first electrode body and the finger electrode of the second electrode body are arranged alternately with each other.
제1전극구조체 및 제2전극구조체는,
펄스 형상의 인터디지털(interdigital) 전극 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.16. The method of claim 15,
The first electrode structure and the second electrode structure may be formed,
Wherein the phase shift mask is formed of a pulse-like interdigital electrode structure.
상기 액정층의 두께(dLC)는 다음의 식을 이용해 구해지는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크를 이용하는 디지털 홀로그래픽 영상 표시 장치.
(단, m은 자연수, λ은 광의 파장, nLC1은 액정층의 정상굴절률(ordinary refractive index), nLC2는 액정층의 이상굴절률(extra-ordinary refractive index))
15. The method of claim 14,
Wherein the thickness d LC of the liquid crystal layer is obtained by using the following equation.
N LC1 is the ordinary refractive index of the liquid crystal layer, and n LC2 is the extra-ordinary refractive index of the liquid crystal layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130086195A KR101500845B1 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Digital holographic display apparatus using phase shift mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130086195A KR101500845B1 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Digital holographic display apparatus using phase shift mask |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150011202A true KR20150011202A (en) | 2015-01-30 |
| KR101500845B1 KR101500845B1 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=52482650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130086195A KR101500845B1 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Digital holographic display apparatus using phase shift mask |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101500845B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018045840A1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | Holographic display device and holographic display method thereof |
| KR20190127333A (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | Hologram display device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4409669B2 (en) * | 1999-08-02 | 2010-02-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | Optical waveform shaping device |
| GB0329012D0 (en) * | 2003-12-15 | 2004-01-14 | Univ Cambridge Tech | Hologram viewing device |
| JP2005241773A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Sony Corp | Phase mask and hologram recording and reproducing apparatus |
| JP2009037685A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Sony Corp | Hologram recording/reproducing apparatus |
-
2013
- 2013-07-22 KR KR1020130086195A patent/KR101500845B1/en active IP Right Grant
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018045840A1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | Holographic display device and holographic display method thereof |
| US10948738B2 (en) | 2016-09-09 | 2021-03-16 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Holographic display device and holographic display method |
| KR20190127333A (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | Hologram display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101500845B1 (en) | 2015-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4504037B2 (en) | Optical element | |
| KR101704738B1 (en) | Holographic display with high resolution | |
| KR101942972B1 (en) | Spatial light modulator, Apparatus for holography 3-dimensional display and Method for modulating spatial light | |
| JP4984938B2 (en) | Optical element and manufacturing method thereof | |
| KR101427057B1 (en) | A method of computing a hologram | |
| JP4545297B2 (en) | Optical element and manufacturing method thereof | |
| US10551795B2 (en) | Spatial light modulator providing improved image quality and holographic display apparatus including the same | |
| US10585394B2 (en) | Method for encoding a hologram in a light modulation device | |
| KR102040653B1 (en) | Holography 3D Display Device | |
| KR20170045375A (en) | Light modulation device for a display for representing two and/or three dimensional image content, comprising variable diffraction elements based on linear, parallel electrodes | |
| CN104049424B (en) | Dot structure for the liquid crystal on silicon spatial light modulator that holographic video shows | |
| KR20130057761A (en) | Holography device, three dimensional display holography display including the holography device and method of processing holography image | |
| WO2020010134A1 (en) | Out-of-plane computer-generated multicolor waveguide holography | |
| US10747176B2 (en) | System and method for 3D holographic display using spatial-division multiplexed diffractive optical elements for viewing zone improvement | |
| KR20200101420A (en) | Display device and method for tracking virtual visibility area | |
| KR20100023829A (en) | Light modulator for representing complex-valued data | |
| KR101292370B1 (en) | Three dimensional image display apparatus using digital hologram | |
| KR101500845B1 (en) | Digital holographic display apparatus using phase shift mask | |
| US11320785B2 (en) | Holographic optical element and manufacturing method thereof, image reconstruction method and augmented reality glasses | |
| KR100664872B1 (en) | Display Device using 1 Dimensional Hologram | |
| KR20140112271A (en) | Spatial light modulator, apparatus for holography 3-dimensional display and method for modulating spatial light | |
| KR20140076284A (en) | Spatial Light Modulating Panel And Holography 3D Display Using The Same | |
| US20090040578A1 (en) | Hologram and Its Method of Manufacture | |
| KR102099142B1 (en) | Spatial Light Modulating Panel and 3D Display Device Using The same | |
| CN203909441U (en) | Pixel structure of liquid crystal on-silicon spatial light modulator for holographic video display |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180124 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200203 Year of fee payment: 6 |