KR20190127333A - Hologram display device - Google Patents

Hologram display device Download PDF

Info

Publication number
KR20190127333A
KR20190127333A KR1020180051833A KR20180051833A KR20190127333A KR 20190127333 A KR20190127333 A KR 20190127333A KR 1020180051833 A KR1020180051833 A KR 1020180051833A KR 20180051833 A KR20180051833 A KR 20180051833A KR 20190127333 A KR20190127333 A KR 20190127333A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical mask
light
hologram
display device
light modulator
Prior art date
Application number
KR1020180051833A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102600440B1 (en
Inventor
최재우
최민호
유성필
문정민
최수석
정순신
정지환
장기석
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사, 경희대학교 산학협력단 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020180051833A priority Critical patent/KR102600440B1/en
Publication of KR20190127333A publication Critical patent/KR20190127333A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102600440B1 publication Critical patent/KR102600440B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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 
    • G02F1/13—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  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/135—Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/13—Phase mask

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

The present invention relates to a hologram display device having high image quality, and improved viewing angle and size of a hologram image. The hologram display device includes: a light source unit supplying light; a spatial light modulator forming an interference fringe pattern to diffract and transmit the light supplied from a light source; and an optical mask disposed in front of the spatial light modulator and transmitting only diffracted light having a specific degree of diffraction, among diffracted light outputted from the spatial light modulator.

Description

홀로그램 표시장치{HOLOGRAM DISPLAY DEVICE}Hologram display {HOLOGRAM DISPLAY DEVICE}

본 발명은 시야각이 향상되고 영상의 크기가 향상된 홀로그램 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hologram display device having an improved viewing angle and an improved image size.

최근 3차원(3D: Three Dimension) 영상과 영상재생기술에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 3차원 영상관련 미디어는 시각정보의 수준을 한 차원 더 높여주는 새로운 개념의 실감 영상미디어로서, 차세대 영상장치를 주도할 것으로 예상된다. 기존의 2차원 영상시스템은 평면영상을 제공하지만 3차원 영상시스템은 물체가 가지고 있는 실제 영상정보를 관찰자에게 보여주는 관점에서 궁극적인 영상구현 기술이라고 할 수 있다.Recently, researches on three-dimensional (3D) images and image reproduction technology have been actively conducted. 3D image related media is a new concept of visual media that raises the level of visual information to the next level and is expected to lead the next generation of image devices. Existing 2D image system provides planar image, but 3D image system is the ultimate image realization technology from the viewpoint of showing the actual image information of the object to the observer.

3차원 입체영상을 재생하기 위한 방법으로는 크게, 양안시차방식(stereoscopic)과 복합시차지각방식(autostereoscopic)으로 나누어진다. 양안시차방식은 입체효과가 큰 좌우 눈의 시차영상을 이용하는 방식이며, 안경을 이용하여 양안시차영상을 구현하는 안경방식의 입체영상 표시장치가 최근 상용화되고 있다. 안경방식은 직시형 표시소자나 프로젝터에 좌우 시차영상의 편광을 바꿔서 표시하고 편광안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 편광안경방식과 좌우 시차영상을 시분할방식으로 표시하고 셔터안경을 사용하여 입체영상을 구현하는 셔터안경방식으로 나누어진다. 하지만, 안경방식은 시청자가 안경을 착용하여야만 입체영상을 시청할 수 있는 불편함이 있다.As a method for reproducing a 3D stereoscopic image, it is divided into a binocular parallax and an autostereoscopic method. The binocular disparity method uses a parallax image of the left and right eyes having a large stereoscopic effect, and a three-dimensional image display apparatus of a spectacle method that realizes a binocular disparity image using glasses has recently been commercialized. The glasses method displays polarized glasses and left and right parallax images by time-dividing the left and right parallax images by displaying polarized glasses by changing the polarization of the left and right parallax images on a direct-view display device or a projector. It is divided into shutter glasses type to implement. However, the glasses method is inconvenient to watch stereoscopic images only when the viewer wears the glasses.

이를 해결하기 위해, 안경을 착용하지 않고 입체영상을 시청할 수 있는 무안경방식이 개발되고 있다. 특히, 무안경방식 중 하나인 부피표현(Volumetric) 표시장치방식은 연속된 시차와 컬러정보를 제공해줄 수 있어 사용자가 시점을 비교적 자유롭게 움직일 수 있는 장점을 제공한다.In order to solve this problem, a glasses-free method for viewing stereoscopic images without wearing glasses has been developed. In particular, the volumetric display device, which is one of the glasses-free methods, can provide continuous parallax and color information, thereby providing an advantage that a user can move the viewpoint relatively freely.

부피표현 표시장치방식인 홀로그램방식은 물체에서 반사된 광(물체광)과 가간섭성(coherence)의 기준광을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용한다. 가간섭성이 있는 광을 사용하여 물체에 부딪혀 산란되는 물체광과 다른 방향에서 입사된 기준광이 겹쳐서 형성되는 간섭무늬를 사진필름에 기록한다. 물체광와 기준광이 만날 때, 간섭에 의한 간섭무늬를 형성하는데, 이 간섭무늬에 물체의 진폭정보와 위상정보가 함께 기록된다. 이렇게 기록된 간섭무늬에 참조광(기준광과 동일한 광)을 조사하여 홀로그램에 기록된 간섭정보를 복원해 3차원적인 입체감을 느끼게 해준다. 이러한 기록 및 복원 원리를 사용해 3차원 영상을 구현하는 일련의 과정을 홀로그램이라고 한다.The hologram method, which is a volume expression display method, uses a principle of recording and reproducing an interference signal obtained by overlapping light reflected from an object (object light) and a reference light of coherence. An interference fringe formed by superimposing the object light scattered on the object and the reference light incident from the other direction using the coherent light is recorded on the photographic film. When the object light and the reference light meet, an interference fringe is formed by interference, and the amplitude information and the phase information of the object are recorded together with the interference fringe. The interference fringes thus recorded are irradiated with reference light (the same light as the reference light) to restore the interference information recorded in the hologram, thereby making the user feel a three-dimensional three-dimensional effect. A series of processes for creating three-dimensional images using these recording and reconstruction principles are called holograms.

그러나, 이러한 홀로그램을 이용한 3차원 표시장치방식에는 다음과 같은 문제가 발생한다. However, the following problem occurs in the 3D display device using the hologram.

일반적으로 홀로그램을 이용한 3차원 표시장치방식에서는 공간광변조기(Spatial Light Modulator)가 배치된다. 2차원 사진과 달리, 3차원 표시장치에서는 상기 공간광변조기가 물체광과 기준광의 간섭에 의한 간섭무늬패턴을 저장하며, 상기 공간광변조기에 기준광을 조사함으로써 3차원 영상을 복원할 수 있게 된다.In general, a spatial light modulator is disposed in a three-dimensional display device using a hologram. Unlike two-dimensional photographs, in the three-dimensional display device, the spatial light modulator stores the interference fringe pattern caused by the interference between the object light and the reference light, and restores the three-dimensional image by irradiating the spatial light modulator with the reference light.

이러한 홀로그램 표시장치는 광의 회절에 의한 가간섭 특성을 활용한 것이므로, 공간광변조기의 화소 크기에 따라 회절력의 크기가 결정되며, 상기 회절력에 의해 시청자가 시청할 수 있는 시야각 및 홀로그램영상의 크기가 결정된다. 즉, 공간광변조기의 화소 크기가 작을수록 회절력이 크며, 회절력이 좋을수록 시야각이 향상되고 홀로그램영상의 크기가 커지게 된다.Since the hologram display uses coherence characteristics due to diffraction of light, the size of the diffraction force is determined according to the pixel size of the spatial light modulator, and the viewing angle and the size of the hologram image that can be viewed by the viewer are determined by the diffraction force. Is determined. That is, the smaller the pixel size of the spatial light modulator, the larger the diffraction force, and the better the diffraction force, the better the viewing angle and the larger the size of the hologram image.

따라서, 원하는 정도의 시야각과 크기의 홀로그램영상을 얻기 위해서는 공간광변조기의 화소 크기를 가사광선의 파장에 대응할 정도로 미세하게 형성해야만 한다. 그러나, 현재의 기술로는 이러한 미세한 크기의 화소를 형성하기가 불가능하므로, 홀로그램 표시장치의 시야각과 홀로그램영상의 크기를 향상시키는 데에는 한계가 있었다.Therefore, in order to obtain a hologram image having a desired viewing angle and size, the pixel size of the spatial light modulator must be formed to be fine enough to correspond to the wavelength of the house light. However, in the current technology, it is impossible to form such a small pixel, and thus there is a limit in improving the viewing angle of the hologram display and the size of the hologram image.

본 발명은 특정 차수 이외의 다른 차수의 회절광에 의한 홀로그램영상이 표시되지 않도록 함으로써, 사용자가 불편없이 홀로그램영상을 감상할 수 있는 홀로그램 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hologram display device that enables a user to enjoy a hologram image without inconvenience by preventing the display of a hologram image by diffracted light of orders other than a specific order.

본 발명은 홀로그램영상의 시야각이 향상되고 홀로그램영상의 크기를 증가시킬 수 있는 홀로그램 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a hologram display device capable of improving the viewing angle of a hologram image and increasing the size of the hologram image.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치는 광을 공급하는 광원부와, 간섭무늬패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 공급되는 광을 회절시켜 투과시키는 공간광변조기와, 상기 공간광변조기 전면에 배치되어 공간관변조기로부터 출력되는 회절광중 특정 차수의 회절광만을 그대로 투과시키는 광학마스크로 구성된다.In order to achieve the above object, the holographic display device according to the present invention comprises a light source unit for supplying light, a spatial light modulator for forming the interference fringe pattern to diffract and transmit the light supplied from the light source, the front surface of the spatial light modulator And an optical mask that transmits only diffracted light having a specific degree of diffraction light output from the spatial tube modulator.

상기 공간광변조기는 복수의 화소를 포함하는 액정패널로 구성되며, 상기 광학마스크는 액정패널의 복수의 화소에 대응하는 복수의 투과영역을 포함한다. 이때, 상기 광학마스크의 투과영역의 면적은 대응하는 공간광변조기의 화소의 면적보다 작다.The spatial light modulator includes a liquid crystal panel including a plurality of pixels, and the optical mask includes a plurality of transmission regions corresponding to the plurality of pixels of the liquid crystal panel. At this time, the area of the transmission area of the optical mask is smaller than the area of the pixel of the corresponding spatial light modulator.

상기 광학마스크의 복수의 투과영역은 서로 다른 위상값을 가지며, 이때 위상값은 1-2π 범위이다. 또한, 서로 다른 위상값을 가진 투과영역은 광학마스크에 불규칙하게 배열된다.The plurality of transmission regions of the optical mask have different phase values, wherein the phase values are in the range of 1-2π. Also, transmission regions having different phase values are irregularly arranged in the optical mask.

본 발명에서는 광학마스크를 공간광변조기 전면에 배치하여 다른 차수의 회절광은 공간광변조기의 불규칙한 위상으로 인해 홀로그램 영상을 형성하지 못하여 노이즈로 표시되고 특정 차수의 회절광만을 그대로 공간광변조기를 투과시켜 홀로그램영상을 형성하므로, 복수의 홀로그램 영상이 표시되는 불량을 방지할 수 있게 된다.In the present invention, the optical mask is placed in front of the spatial light modulator so that the diffracted light of different orders cannot be formed as a hologram image due to the irregular phase of the spatial light modulator. Therefore, only the diffraction light of a specific order is transmitted through the spatial light modulator as it is. Since the hologram image is formed, a defect in which a plurality of hologram images are displayed can be prevented.

또한, 본 발명에서는 표시장치의 표면의 수직방향과 일정 각도로 출사되는 차수의 회절광만을 그대로 투과시켜 홀로그램영상을 표시함으로써, 시야각방향이 표시장치의 표면의 수직방향과는 일정 각도를 형성할 수 있게 되며, 특히 주시청방향이 정면과 일정 각도인 홀로그램 표시장치를 제작할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, the hologram image is displayed by transmitting only diffraction light emitted at a predetermined angle with the vertical direction of the surface of the display device as it is, whereby the viewing angle direction can form a predetermined angle with the vertical direction of the surface of the display device. In particular, it becomes possible to manufacture a hologram display device having a certain angle with the front-viewing direction.

더욱이, 본 발명에서는 광학마스크의 투과영역의 면적을 공간광변조기의 화소의 면적보다 수배 이상 작게 형성하여 상기 투과영역을 통해 회절광을 투과하여 홀로그램영상을 구현함으로써, 홀로그램영상의 시야각을 향상시키고 영상의 크기를 증가시킬 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, the area of the transmissive area of the optical mask is formed several times smaller than the area of the pixel of the spatial light modulator to transmit the diffracted light through the transmissive area to implement the holographic image, thereby improving the viewing angle of the holographic image and the image. It is possible to increase the size of.

도 1은 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치의 공간광변조기의 단면도.
도 3은 공간광변조기만을 구비했을 때의 회절광을 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 각각 실물의 실제 화상과 공간광변조기만을 구비했을 때의 홀로그램영상을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 표시장치에서 공간광변조기 및 광학마스크를 구비했을 때의 회절광을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치에서 표시되는 홀로그램영상을 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 각각 공간광변조기의 화소 및 광학마스크의 투과영역의 배열을 나타내는 평면도.
도 8은 0차 회절광이 아닌 다른 차수의 회절광에 의해 홀로그램영상을 구현하는 것을 나타내는 도면.
도 9a 및 도 9b는 각각 홀로그램영상을 기록하고 재생하는 것을 나타내는 도면.1 illustrates a hologram display according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a spatial light modulator of a hologram display according to the present invention;
3 shows diffracted light when only a spatial light modulator is provided.
4A and 4B are diagrams showing a hologram image when only a real image and a spatial light modulator are provided, respectively.
5 is a diagram showing diffracted light when a spatial light modulator and an optical mask are provided in the display device according to the present invention.
6 is a diagram illustrating a hologram image displayed in the hologram display according to the present invention.
7A and 7B are plan views showing an arrangement of transmission regions of pixels and optical masks of a spatial light modulator, respectively.
8 is a diagram showing the implementation of a hologram image by diffracted light of a different order than the 0th order diffracted light;
9A and 9B show recording and reproduction of a hologram image, respectively.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to provide general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.Shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are exemplary, and the present invention is not limited to the illustrated items. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In the case where 'comprises', 'haves', 'consists of' and the like mentioned in the present specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. In the case where the component is expressed in the singular, the plural includes the plural unless specifically stated otherwise.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting a component, it is interpreted to include an error range even if there is no separate description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of the description of the positional relationship, for example, if the positional relationship of the two parts is described as 'on', 'upon', 'lower', 'next to', etc. Alternatively, one or more other parts may be located between the two parts unless 'direct' is used.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if the temporal after-term relationship is described as 'after', 'following', 'after', 'before', or the like, 'directly' or 'direct' This may include cases that are not continuous unless used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.The features of each of the various embodiments of the invention may be combined or combined with one another, in whole or in part, and various interlocking and driving technically may be possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or may be implemented in association with each other. It may be.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치(100)를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a hologram display 100 according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치(100)는 촬영된 사물의 영상의 간섭무늬가 표시되는 공간광변조기(110)와, 상기 공간광변조기(110)의 후면에 배치되어 상기 공간광변조기(110)에 광을 공급하는 광원부(120)와, 상기 공간광변조기(110)에 전면에 배치된 광학마스크(130)와, 영상촬영기(160)에서 촬영된 3차원 영상으로부터 홀로그램 영상신호를 생성하는 제어부(140)와, 상기 제어부(140)에서 생성된 홀로그램 영상신호에 따라 공간광변조기(110)를 구동하는 공간광변조기(SLM) 구동부(150)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the hologram display 100 according to the present invention is disposed on the spatial light modulator 110 and the rear surface of the spatial light modulator 110 in which interference fringes of an image of a photographed object are displayed. Hologram from the light source unit 120 for supplying light to the spatial light modulator 110, the optical mask 130 disposed in front of the spatial light modulator 110, and the three-dimensional image taken by the imager 160 The control unit 140 generates an image signal, and the spatial light modulator (SLM) driving unit 150 driving the spatial light modulator 110 according to the holographic image signal generated by the control unit 140.

상기 광원부(120)는 공간광변조기(110)에 평행광 또는 구면파 형태의 광을 공급한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 광원부(120)는 특정 파장의 광원과, 공간광변조기(110)측으로 광을 가이딩하고 평행광 또는 구면파형태로 변환시키는 광학소자를 포함할 수 있다. 이때, 광원은 표시하고자 하는 컬러에 따라 복수개 구비될 수 있다. 예를 들어, 광원부(120)는 적색, 녹색, 청색의 다른 파장의 광원을 복수개 구비할 수 있다. 상기 광원으로는 간섭성이 좋은 레이저를 이용할 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 간섭성이 좋은 단일 파장의 광을 출력할 수 있는 다양한 광원이 적용될 수 있다. 또한, 광원부(120)로부터 출력되는 광은 평행파 또는 구면파 형태의 광에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태의 광이 적용될 수도 있다.The light source unit 120 supplies light in the form of parallel light or spherical wave to the spatial light modulator 110. Although not shown in the drawing, the light source unit 120 may include a light source having a specific wavelength and an optical device for guiding light toward the spatial light modulator 110 and converting the light into a parallel light or a spherical wave shape. In this case, a plurality of light sources may be provided according to the color to be displayed. For example, the light source unit 120 may include a plurality of light sources having different wavelengths of red, green, and blue. A laser having good coherence may be used as the light source, but not limited thereto, and various light sources capable of outputting light having a single coherence having good coherence may be applied. In addition, the light output from the light source unit 120 is not limited to light in the form of parallel or spherical wave, but various types of light may be applied.

상기 공간광변조기(110)는 홀로그램 영상신호에 따라 구동하여 광원부(120)로부터 공급되는 광을 출사시킨다. 상기 홀로그램 영상신호는 물체의 간섭무늬 패턴에 대응하며, 상기 간섭무늬 패턴이 공간광변조기(110)를 통해 구현되고 상기 광원부(120)로부터 공급되는 광이 공간광변조기(110)를 투과하면서 회절되어 출사됨으로써 홀로그램영상으로 표시된다.The spatial light modulator 110 is driven according to the holographic image signal to emit light supplied from the light source unit 120. The hologram image signal corresponds to an interference fringe pattern of an object, and the interference fringe pattern is implemented through the spatial light modulator 110, and the light supplied from the light source unit 120 is diffracted while passing through the spatial light modulator 110. When it exits, it is displayed as a hologram image.

이후, 설명되지만, 상기 공간광변조기(110)는 액정층이 구비된 액정패널로 구성될 수 있다. 상기 액정패널은 액정층의 액정분자의 배열에 따라 투과되는 광의 위상과 진폭이 변하므로, 홀로그램 영상신호에 따라 액정패널의 각 화소의 액정분자를 배열하여 복수의 화소가 간섭무늬 패턴이 되도록 한다. 상기 광원부(120)로부터 입력되는 광은 상기 공간광변조기(110)의 화소의 간섭무늬 패턴에 의해 회절되어 홀로그램 영상을 표시할 수 있게 된다.Hereinafter, although described, the spatial light modulator 110 may be configured as a liquid crystal panel having a liquid crystal layer. Since the phase and amplitude of the transmitted light change according to the arrangement of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules of each pixel of the liquid crystal panel are arranged according to the hologram image signal so that the plurality of pixels become an interference fringe pattern. The light input from the light source unit 120 is diffracted by the interference fringe pattern of the pixel of the spatial light modulator 110 to display a hologram image.

한편, 상기 공간광변조기(110)는 간섭무늬패턴을 형성하여 입력되는 광을 회절시킬 수만 있다면 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 공간광변조기(110)는 DMD(Digital Mirroring Device)로 구성되어 입사되는 광을 회절시켜 반사함으로써 홀로그램영상을 표시할 수도 있다.Meanwhile, the spatial light modulator 110 may be configured in various forms as long as it can diffract the input light by forming an interference fringe pattern. For example, the spatial light modulator 110 may be configured as a DMD (Digital Mirroring Device) to display a hologram image by diffracting and reflecting incident light.

상기 공간광변조기 구동부(150)는 액정패널, 즉 공간광변조기(110)에 형성된 전극에 홀로그램 영상신호를 인가하여 화소의 액정분자를 스위칭(switching)하여 액정분자의 배열을 제어한다.The spatial light modulator driver 150 controls the arrangement of liquid crystal molecules by switching a liquid crystal molecule of a pixel by applying a holographic image signal to an electrode formed in the liquid crystal panel, that is, the spatial light modulator 110.

상기 공간광변조기 구동부(150)는 게이트 구동부와 데이터 구동부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 데이터구동부는 제어부(140)로부터 홀로그램 영상정보를 입력받고, 감마전압 발생회로(미도시)로부터 공급되는 감마보상전압을 이용하여 홀로그램 영상정보를 아날로그 데이터전압으로 변환한다. 또한, 데이터구동부는 아날로그 데이터전압을 액정패널의 데이터라인(도면표시하지 않음)에 공급한다. 상기 게이트구동부는 제어부(140)의 제어하에 데이터신호에 동기되는 게이트신호(또는 스캔신호)를 액정패널의 게이트라인들에 순차적으로 공급한다.The spatial light modulator driver 150 may include a gate driver and a data driver. In this case, the data driver receives the hologram image information from the controller 140 and converts the hologram image information into an analog data voltage using a gamma compensation voltage supplied from a gamma voltage generation circuit (not shown). In addition, the data driver supplies an analog data voltage to a data line (not shown) of the liquid crystal panel. The gate driver sequentially supplies a gate signal (or scan signal) synchronized with the data signal to the gate lines of the liquid crystal panel under the control of the controller 140.

도 2는 본 발명에 따른 공간광변조기(110)를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a spatial light modulator 110 according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공간광변조기(110)는 제1기판(111) 및 제2기판(112)과, 상기 제1기판(111) 및 제2기판(112)에 각각 형성된 제1전극(113) 및 제2전극(114)과, 상기 제1기판(111) 및 제2기판(112) 사이에 배치된 액정층(116)과, 상기 액정층(116)을 밀봉하는 실라인(118)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, the spatial light modulator 110 includes a first substrate 111 and a second substrate 112, and a first substrate formed on the first substrate 111 and the second substrate 112, respectively. The liquid crystal layer 116 disposed between the electrode 113 and the second electrode 114, the first substrate 111 and the second substrate 112, and a seal line sealing the liquid crystal layer 116 ( 118).

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(111) 및 제2기판(112)에는 액정층(116)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 형성될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(111)에는 복수의 게이트라인 및 데이터라인이 종횡으로 배열되어 복수의 화소(P)를 정의한다. 이때, 상기 게이트라인은 공간광변조기 구동부(150)의 게이트구동부에 연결되고 데이터라인은 데이터구동부에 연결되어, 각각 데이터신호와 게이트신호가 입력된다.Although not shown, an alignment layer for aligning the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 116 may be formed on the first substrate 111 and the second substrate 112. Although not shown, a plurality of gate lines and data lines are vertically and horizontally arranged on the first substrate 111 to define the plurality of pixels P. Referring to FIG. In this case, the gate line is connected to the gate driver of the spatial light modulator driver 150 and the data line is connected to the data driver, so that the data signal and the gate signal are input.

상기 제1기판(111) 및 제2기판(112)은 투명한 유리기판으로 구성될 수도 있고, 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose;TAC)과 같이 투명한 필름으로 구성될 수도 있지만, 이러한 특정 재료에 한정되는 것은 아니다.The first substrate 111 and the second substrate 112 may be composed of a transparent glass substrate, or may be composed of a transparent film such as triacetylcellulose (TAC), but is not limited thereto. .

상기 제1전극(113) 및 제2전극(114)에는 각각 공간광변조기 구동부(150)로부터 데이터신호 및 게이트신호가 입력되며, 제1전극(113) 및 제2전극(114) 사이의 전압차에 의해 액정층(116)에 전계를 인가한다. Data signals and gate signals are input to the first electrode 113 and the second electrode 114 from the spatial light modulator driver 150, respectively, and the voltage difference between the first electrode 113 and the second electrode 114 is adjusted. By applying an electric field to the liquid crystal layer 116.

제1전극(113)은 제1기판(111) 복수의 화소(P)에 각각 분리되어 형성되고 제2전극(114)은 제2기판(112) 전체에 걸쳐 형성된다. 즉, 제1전극(113)은 대략 사각형상으로 형성되어, 제1기판(111) 상에 설정된 간격(d)을 두고 매트릭스형상으로 복수개 배치되며, 제2전극(114)은 제2기판(112) 전체에 걸쳐 일체로 형성된다.The first electrode 113 is formed separately from each of the plurality of pixels P of the first substrate 111, and the second electrode 114 is formed over the entire second substrate 112. That is, the first electrode 113 is formed in a substantially rectangular shape, and a plurality of first electrodes 113 are arranged in a matrix form at a predetermined interval d on the first substrate 111, and the second electrode 114 is formed on the second substrate 112. ) Is integrally formed throughout.

복수의 제1전극(113)에는 각각 데이터신호가 입력되고 제2전극(114)에는 공통신호가 인가되어, 제1전극(113)과 제2전극(114) 사이에 전계가 형성된다. 액정층(116)의 액정분자는 제1전극(113)과 제2전극(114) 사이에 형성되는 전계에 따라 배열방향이 변경되어 상기 액정층(116)을 투과하는 광의 위상 및 진폭이 변한다.A data signal is input to each of the plurality of first electrodes 113 and a common signal is applied to the second electrode 114 to form an electric field between the first electrode 113 and the second electrode 114. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 116 change the arrangement direction according to the electric field formed between the first electrode 113 and the second electrode 114 to change the phase and amplitude of the light passing through the liquid crystal layer 116.

이때, 상기 데이터신호는 홀로그램 영상신호에 따라 생성되어 공간광변조기(110)의 제1전극(113)에 인가되므로, 공간광변조기(110)의 복수의 화소(P)는 간섭무늬 패턴을 형성하여 투과하는 광을 간섭무늬패턴에 따라 회절시킴으로써 홀로그램 영상을 구현할 수 있게 된다.In this case, since the data signal is generated according to the hologram image signal and applied to the first electrode 113 of the spatial light modulator 110, the plurality of pixels P of the spatial light modulator 110 forms an interference fringe pattern. The hologram image may be realized by diffracting the transmitted light according to the interference fringe pattern.

제1전극(113) 및 제2전극(114)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명전극(Transparent Conductive Oxide)이 사용되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 투명하고 도전성이 좋은 물질이라면 어떠한 물질도 사용할 수 있을 것이다.The first electrode 113 and the second electrode 114 may be formed of a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), but is not limited thereto. Any material may be used.

다시 도 1을 참조하면, 상기 광학마스크(130)는 공간광변조기(110)를 통해 출력되는 회절광중 특정 차수의 회절광만을 그대로 투과하여 홀로그램 영상으로 구현하고 다른 차수의 회절광은 위상을 변경해서 출력하여 홀로그램영상이 구현되지 않도록 함으로써, 복수의 홀로그램영상의 구현에 따른 불량을 방지할 수 있게 된다. 또한, 광학마스크(130)는 회절광이 투과되는 투과영역을 공간광변조기(110)의 화소보다 작은 크기로 형성하여, 홀로그램 영상에 대한 시야각 및 크기를 향상시킬 수 있게 되는데, 이하에서는 이에 대해 자세히 설명한다.Referring back to FIG. 1, the optical mask 130 transmits only diffracted light having a specific order of diffraction light output through the spatial light modulator 110 as a hologram image and changes the phase of diffracted light having a different order. By not outputting the hologram image, a defect due to the implementation of the plurality of hologram images may be prevented. In addition, the optical mask 130 may form a transmission area through which diffracted light is transmitted to have a smaller size than the pixels of the spatial light modulator 110, thereby improving a viewing angle and a size of the hologram image. Explain.

도 3은 간섭무늬패턴이 형성된 공간광변조기(110)를 통해 투과되는 회절광을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating diffracted light transmitted through the spatial light modulator 110 having the interference fringe pattern formed thereon.

도 3에 도시된 바와 같이, 가간섭성을 가진 광(L1)이 공간광변조기(110)를 투과하면, 공간광변조기(110)에 형성된 간섭무늬패턴에 의해 투과되는 광이 회절되어 출사된다. 이때, 상기 공간광변조기(110)으로부터 복수의 차수(0th, 1st, 2nd, 3rd...)의 회절광(L2)이 출사되며, 이때 0차(Oth) 회절광(L2)의 세기가 가장 크고 차수가 올라갈수록 회절광(1st, 2nd...)의 세기가 작아진다. 이와 같이, 상기 공간광변조기(110)으로부터 복수차의 회절광(L2)이 출사됨에 따라, 공간광변조기(110)의 전면에는 실제 사물에 대응하는 하나의 홀로그램 영상이 나타나는 것이 아니라 차수(0th, 1st, 2nd, 3rd...)의 회절광(L2)에 대응하는 복수의 홀로그램영상이 표시된다.As shown in FIG. 3, when the light L1 having coherence passes through the spatial light modulator 110, the light transmitted by the interference pattern formed on the spatial light modulator 110 is diffracted and emitted. At this time, the diffracted light L2 of the plurality of orders 0th, 1st, 2nd, 3rd ... is emitted from the spatial light modulator 110, and the intensity of the 0th diffracted light L2 is the highest. The larger and higher the order, the smaller the intensity of the diffracted light (1st, 2nd ...). As described above, as a plurality of diffracted light beams L2 are emitted from the spatial light modulator 110, one hologram image corresponding to an actual object does not appear on the front surface of the spatial light modulator 110. A plurality of hologram images corresponding to the diffracted light L2 of 1st, 2nd, 3rd ...) are displayed.

도 4a 및 도 4b는 실제 사물을 나타내는 도면이고 도 4b는 공간광변조기(110)에 의해 재현되는 홀로그램영상을 나타내는 도면이다.4A and 4B are diagrams showing real objects, and FIG. 4B is a diagram showing a hologram image reproduced by the spatial light modulator 110.

도 4a에 도시된 바와 같이, 실제 사물은 "A"로서 화면상에는 "A" 이외에 다른 영상이 나타나지 않는다.As shown in FIG. 4A, the actual object is "A", and no image other than "A" appears on the screen.

그러나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 해당 사물이 공간광변조기(110)에 의해 홀로그램영상으로 표시될 때, 하나가 아닌 복수의 홀로그램영상이 표시된다. 즉, 0차(Oth) 회절광(L2)에 의해 표시되는 홀로그램영상이 화면의 중앙에 가장 밝게 나타나고 상기 0차(Oth) 회절광(L2)에 대응하는 홀로그램영상의 주위에 1차(1st) 회절광(L2)에 의해 표시되는 홀로그램영상이 1차보다 낮은 휘도로 표시된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 1차(1st) 회절광(L2)에 대응하는 홀로그램영상의 외곽에 2차(2nd) 회절광(L2)에 의해 표시되는 홀로그램영상이 2차 보다 낮은 휘도로 표시되며, 이러한 복수의 차수에 대응하는 홀로그램영상이 외곽으로 표시된다(물론, 낮은 휘도로 인해 인식되지 않는다).However, as illustrated in FIG. 4B, when the object is displayed as a hologram image by the spatial light modulator 110, a plurality of hologram images are displayed instead of one. That is, the hologram image displayed by the zeroth order diffracted light L2 appears brightest in the center of the screen and is surrounded by the first order (1st) around the hologram image corresponding to the zeroth order diffracted light L2. The hologram image displayed by the diffracted light L2 is displayed with luminance lower than the first order. In addition, although not shown in the drawings, the hologram image displayed by the second (2nd) diffraction light (L2) outside the hologram image corresponding to the first (1st) diffraction light (L2) has a lower luminance than the second order. The hologram image corresponding to the plurality of orders is displayed as an outline (of course, it is not recognized due to the low luminance).

이러한 홀로그램영상을 사용자가 보는 경우, 중앙의 밝은 홀로그램영상만이 인식되는 것이 아니라 주위의 상대적으로 어두운 홀로그램영상도 인식되어 사람의 눈에는 동일한 형상이지만 휘도가 다른 복수의 홀로그램영상이 인식되어 3차원 형상을 시청할 수 없게 된다. When the user sees such a hologram image, not only the bright hologram image in the center is recognized, but also the relatively dark hologram image of the surroundings is recognized so that a plurality of hologram images having the same shape but different luminance are recognized by the human eye and thus three-dimensional shape. You will not be able to watch.

또한, 공간광변조기(110)의 각 화소의 크기는 가시광선의 파장보다 수배 이상이므로, 표시장치의 시야각이 극도로 작아 시청자가 홀로그램영상을 시청할 수 있는 영역이 제한되며 홀로그램영상의 크기도 극도로 작게 되므로, 실물과 같은 3차원 영상을 감상할 수 없게 된다.In addition, since the size of each pixel of the spatial light modulator 110 is several times greater than the wavelength of visible light, the viewing angle of the display device is extremely small, thereby limiting an area in which the viewer can watch the hologram image, and the size of the hologram image is extremely small. Therefore, it becomes impossible to enjoy the three-dimensional image like the real thing.

도 5는 본 발명에 따른 간섭무늬패턴이 형성된 공간광변조기(110)의 전면에 광학마스크(130)가 구비되어, 상기 공간광변조기(110) 및 광학마스크(130)를 투과한 회절광을 나타내는 도면이다.5 is provided with an optical mask 130 on the front surface of the spatial light modulator 110, the interference pattern is formed according to the present invention, showing the diffracted light transmitted through the spatial light modulator 110 and the optical mask 130 Drawing.

도 5에 도시된 바와 같이, 가간섭성을 가진 광(L1)이 공간광변조기(110)를 투과하면, 상기 공간광변조기(110)에 형성된 간섭무늬패턴에 의해 투과되는 광이 회절되어 광학마스크(130)로 입력된다. 상기 공간광변조기(110)로부터 복수 차수(0th, 1st, 2nd, 3rd...)의 회절광(L2)이 출사되며, 이때 0차(0th) 회절광(L2)의 세기가 가장 크고 차수(1st, 2nd...)가 올라갈수록 회절광(L2)의 세기가 점차 작아진다.As shown in FIG. 5, when the light L1 having coherence passes through the spatial light modulator 110, the light transmitted by the interference pattern formed on the spatial light modulator 110 is diffracted to form an optical mask. Input 130. The diffracted light L2 of plural orders 0th, 1st, 2nd, 3rd ... is emitted from the spatial light modulator 110, where the intensity of the 0th diffraction light L2 is the largest and the order ( 1st, 2nd ...) increases, the intensity of the diffracted light L2 gradually decreases.

상기 광학마스크(130)는 복수의 영역(D)으로 구성되며, 각각의 영역(D)은 서로 다른 위상값이 부여되어 투과되는 회절광(L2)의 위상을 변경시킨다. 이때, 상기 광학마스크(130)는 0차(Oth) 회절광(L2)을 간섭무늬패턴에 포함된 영상정보가 그대로 포함되도록 설정된 위상으로 변화시켜 투과시키는 반면에 그 이상 차수(1st, 2nd, 3rd...)의 회절광(L2)은 간섭무늬패턴에 포함된 영상정보가 제거되도록 위상을 변경하여 투과시킨다.The optical mask 130 is composed of a plurality of regions D, and each region D is provided with a different phase value to change the phase of the diffracted light L2 transmitted therethrough. In this case, the optical mask 130 transmits the zeroth order (Oth) diffracted light L2 to a phase set so that the image information included in the interference fringe pattern is included as it is, and is higher than the order (1st, 2nd, 3rd). The diffracted light L2 of ...) changes its phase so as to transmit the image information included in the interference fringe pattern.

상기 공간광변조기(110)에서 출사된 0차(Oth) 회절광(L2)은 영상정보가 포함되도록 위상변경되어 광학마스크(130)를 투과하여 전면에 홀로그램영상이 표시된다. 또한, 다른 차수(1st, 2nd, 3rd...)의 회절광(L2)은 광학마스크(130)에 의해 위상이 변경되어 투과되며, 이러한 위상변경에 의해 회절광(L2)에 포함된 영상정보가 제거되어 광학마스크(130) 전면에 홀로그램영상을 형성하지 못한다.The Oth diffracted light L2 emitted from the spatial light modulator 110 is phase-shifted to include image information and transmitted through the optical mask 130 to display a hologram image on the front surface. In addition, the diffracted light L2 having different orders 1st, 2nd, 3rd ... is transmitted after the phase is changed by the optical mask 130, and the image information included in the diffracted light L2 by the phase change. Is removed to form a holographic image on the front of the optical mask 130.

도 6은 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치에서 공간광변조기(110) 및 광학마스크(130)에 의해 표시되는 홀로그램영상을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a hologram image displayed by the spatial light modulator 110 and the optical mask 130 in the hologram display device according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 해당 사물이 공간광변조기(110)에 의해 홀로그램영상으로 표시될 때, 0차(0th) 회절광(L2)은 광학마스크(130)를 영상정보를 가지고 투과하여 홀로그램영상 "A"가 화면의 중앙에 가장 밝게 나타나며, 0차 이상의 회절광(L2)은 광학마스크(130)를 투과하면서 위상이 변경되어 영상정보가 제거되므로 대응하는 위치에 휘점을 형성할 수 없게 되어 홀로그램영상이 형성되지 못하고 홀로그램영상 "A"의 주변에 뿌연 노이즈로 표시된다.As shown in FIG. 6, when the object is displayed as a hologram image by the spatial light modulator 110, the zeroth order diffracted light L2 has the optical mask 130 having image information. Since the hologram image “A” is transmitted brightest in the center of the screen and the zero-order diffraction light L2 is transmitted through the optical mask 130 and the phase is changed to remove the image information, a bright spot may be formed at a corresponding position. It becomes impossible to form a hologram image and is displayed as cloudy noise around the hologram image "A".

도 6의 홀로그램 영상을 도 4a의 물체의 실제 영상과 비교하면, 실제 영상에 비해 홀로그램영상의 휘도가 낮지만 실제 영상과 동일한 3차원 영상으로 표시된다. 도 6의 홀로그램 영상을 도 4b의 홀로그램영상과 비교하면, 도 4b의 홀로그램영상은 하나의 영상만이 표시되지 않고 복수의 홀로그램영상이 표시되므로 시청자에게 혼란을 주는 반면에, 본 발명에서는 하나의 홀로그램영상이 표시되므로 시청자가 홀로그램영상을 불편없이 시청할 수 있게 된다.When the hologram image of FIG. 6 is compared with the real image of the object of FIG. 4A, the brightness of the hologram image is lower than that of the real image, but is displayed as the same 3D image as the real image. When the hologram image of FIG. 6 is compared with the hologram image of FIG. 4B, the hologram image of FIG. 4B does not display only one image but displays a plurality of hologram images, thereby confusing the viewer. Since the image is displayed, the viewer can watch the hologram without any inconvenience.

물론, 본 발명의 홀로그램 표시장치에서는 복수의 홀로그램영상이 표시되는 대신에 홀로그램영상 주위에 뿌연 노이즈가 표시되어 실제 영상에 비해 화질이 저하되지만, 복수의 홀로그램영상이 표시되는 경우에 비하면 상대적으로 좋은 화질의 홀로그램영상을 제공할 수 있게 된다.Of course, in the hologram display device of the present invention, instead of displaying a plurality of hologram images, blur noise is displayed around the hologram image, thereby degrading the image quality compared to the actual image. The hologram image of the can be provided.

또한, 본 발명에서는 상기 광학마스크(130)를 구비하여 공간광변조기(110)를 투과시킴으로써, 홀로그램영상의 시야각을 향상시키고 영상의 크기를 증가시킬 수 있는데, 이하에서는 이를 좀더 자세히 설명한다.In addition, in the present invention, the optical mask 130 is provided to transmit the spatial light modulator 110, thereby improving the viewing angle of the holographic image and increasing the size of the image, which will be described in more detail below.

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치의 공간광변조기(110) 및 광학마스크(130)를 나타내는 평면도이다.7A and 7B are plan views illustrating a spatial light modulator 110 and an optical mask 130 of the hologram display according to the present invention, respectively.

도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 공간광변조기(110)는 투과되는 광의 진폭 및 위상을 변경시키는 액정패널로 구성되며, 상기 액정패널은 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소(P)를 포함한다. 각각의 화소(P)에는 화소전극 및 공통전극과 액정층이 구비된다. 또한, 화소(P) 내에는 박막트랜지스터가 형성되어 각각의 화소를 별개로 구동할 수 있게 된다. 즉, 박막트랜지스터의 온오프구동 및 화소전극에 인가되는 신호의 크기에 따라 각각의 화소에 다른 세기의 전계가 형성되며, 이 전계에 따라 액정층의 액정분자의 배열이 변경되어 진폭과 위상정보를 가진 간섭무늬패턴이 공간광변조기(110)에 형성된다. 상기 간섭무늬패턴을 형성하는 화소를 광이 투과하면서 광이 회절되어 출사된다.As shown in FIG. 7A, the spatial light modulator 110 includes a liquid crystal panel for changing an amplitude and a phase of transmitted light, and the liquid crystal panel includes a plurality of pixels P arranged in a matrix. Each pixel P includes a pixel electrode, a common electrode, and a liquid crystal layer. In addition, a thin film transistor is formed in the pixel P to drive each pixel separately. That is, an electric field of different intensity is formed in each pixel according to the on-off driving of the thin film transistor and the magnitude of the signal applied to the pixel electrode, and the arrangement of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is changed according to the electric field to obtain amplitude and phase information. An interfering fringe pattern is formed in the spatial light modulator 110. The light is diffracted and emitted while the light passes through the pixels forming the interference fringe pattern.

도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 광학마스크(130)는 매트릭스형상으로 배열된 복수의 투과영역(D)을 포함한다. 이때, 상기 광학마스크(130)의 투과영역(D)의 개수는 공간광변조기(110)의 화소(P)의 개수와 동일하며, 광학마스크(130)의 투과영역(D)은 공간광변조기(110)의 화소(P)와 대응하는 위치에 형성된다. 다시 말해서, 상기 광학마스크(130)의 투과영역(D)과 공간광변조기(110)의 화소(P)는 일대일로 대응하여, 상기 공간광변조기(110)의 화소(P)를 투과하는 회절광이 대응하는 광학마스크(130)의 투과영역(D)으로 입사된다.As shown in FIG. 7B, the optical mask 130 includes a plurality of transmission regions D arranged in a matrix. In this case, the number of transmission regions D of the optical mask 130 is the same as the number of pixels P of the spatial light modulator 110, and the transmission region D of the optical mask 130 is a spatial light modulator ( It is formed at a position corresponding to the pixel P of 110. In other words, the transmission region D of the optical mask 130 and the pixel P of the spatial light modulator 110 correspond to one-to-one, and the diffracted light passes through the pixel P of the spatial light modulator 110. The light is incident on the transmission region D of the corresponding optical mask 130.

상기 광학마스크(130)의 투과영역(D)은 입사되는 광의 위상을 변경시켜 투과시킨다. 도면에는 도시하지 않았지만, 복수의 투과영역(D) 각각은 서로 다른 위상값을 가지므로, 상기 복수의 투과영역(D) 각각을 투과한 광은 서로 다른 위상을 가진다. 이때, 복수의 투과영역(D)은 각각 0-2π 범위의 위상값을 가진다. 상기 투과영역(D)은 중복되지 않도록 서로 다른 값을 가질 수도 있고, 일부가 중복될 수도 있다. 그러나, 상기 투과영역(D)의 위상값은 비주기적으로 형성되는 것이 바람직하다.The transmission area D of the optical mask 130 changes the phase of incident light and transmits the light. Although not shown in the drawing, since each of the plurality of transmission regions D has a different phase value, light transmitted through each of the plurality of transmission regions D has a different phase. In this case, each of the plurality of transmission regions D has a phase value in the range of 0-2 pi. The transmission region D may have different values so that they do not overlap, and some may overlap. However, the phase value of the transmission region D is preferably formed aperiodically.

또한, 서로 다른 위상값을 가진 투과영역(D)은 불규칙하게(random)하게 배치되어, 특정 차수, 예를 들면 0차(Oth) 회절광(L2) 이외의 광이 투과영역(D)을 투과하면 불규칙한 위상값들에 의해 영상정보를 잃게 되어 홀로그램영상을 형성하지 못하고 노이즈로 표시된다.In addition, the transmission regions D having different phase values are randomly arranged so that light other than a specific order, for example, Oth diffracted light L2, passes through the transmission region D. If the image information is lost due to irregular phase values, the hologram image is not formed and is displayed as noise.

상기 복수의 투과영역(D)에는 서로 다른 위상값은 위상조절층(도면표시하지 않음)에 의해 주어질 수 있다. 이때, 상기 위상조절층으로는 TiO2, SiO2, SiNx, Al2O3, AlN, HfO2, SiC 및 MgO과 같은 유전물질이 단독 또는 혼합된 층으로 형성될 수 있지만, 이러한 유전물질에 한정되는 것은 아니다. 또한, 복수의 투과영역(D)에는 서로 다른 위상값을 가진 위상필름이 배치되어 투과되는 광의 위상값을 변경할 수도 있다.Different phase values may be given to the plurality of transmission areas D by a phase control layer (not shown). In this case, the phase control layer may be formed of a dielectric layer such as TiO 2 , SiO 2 , SiNx, Al 2 O 3 , AlN, HfO 2 , SiC, and MgO alone or in a mixed layer, but is limited to such dielectric materials. It doesn't happen. In addition, in the plurality of transmission regions D, phase films having different phase values may be disposed to change phase values of transmitted light.

상기 공간광변조기(110)의 화소(P)의 면적(a1)이 광학마스크(130)의 투과영역(D)의 면적(a2) 보다 같거나 크며(a1≥a2), 공간광변조기(110)의 화소(P)의 피치는 광학마스크(130)의 투과영역(D)의 피치는 같거나 크다. 또한, 공간광변조기(110)의 화소(P) 및 광학마스크(130)의 투과영역(D)의 면적과는 상관없이, 상기 공간광변조기(110)의 화소(P)의 피치가 학마스크(130)의 투과영역(D)의 피치보다 크거나 같을 수 있다.The area a1 of the pixel P of the spatial light modulator 110 is equal to or larger than the area a2 of the transmission region D of the optical mask 130 (a1≥a2), and the spatial light modulator 110 is used. The pitch of the pixel P is equal to or greater than the pitch of the transmission region D of the optical mask 130. In addition, regardless of the area of the pixel P of the spatial light modulator 110 and the transmission region D of the optical mask 130, the pitch of the pixel P of the spatial light modulator 110 is determined by a crane mask ( It may be greater than or equal to the pitch of the transmission region (D) of 130.

따라서, 상기 공간광변조기(110)의 화소(P)와 광학마스크(130)의 투과영역(D)은 대응하는 위치에 형성되므로, 공간광변조기(110)의 화소(P)로부터 출사되는 회절광(L2)이 대응하는 광학마스크(130)의 투과영역(D)으로 입사되어 투과한다.Accordingly, since the pixel P of the spatial light modulator 110 and the transmission region D of the optical mask 130 are formed at corresponding positions, the diffracted light emitted from the pixel P of the spatial light modulator 110 is formed. L2 is incident to and transmitted through the transmission region D of the corresponding optical mask 130.

상기 공간광변조기(110)는 액정패널과 같은 표시패널로 구성되므로, 공간광변조기(110)의 각각의 화소(P)에는 화소전극과 공통전극 등과 같은 각종 금속패턴이 형성된다. 이러한 금속패턴은 주로 포토리소그래피(photolithography)공정에 의해 형성하므로, 공정의 특성상 상기 화소(P)의 면적을 특정 크기(예를 들어, 가시광선의 파장) 이하로 형성하는 것은 실질적으로 불가능하다.Since the spatial light modulator 110 is configured of a display panel such as a liquid crystal panel, each metal P of the spatial light modulator 110 is formed with various metal patterns such as a pixel electrode and a common electrode. Since the metal pattern is mainly formed by a photolithography process, it is substantially impossible to form an area of the pixel P below a specific size (for example, wavelength of visible light) due to the characteristics of the process.

더욱이, 상기 공간광변조기(110)의 화소(P)에는 액정층을 구동하기 위한 박막트랜지스터와 같은 구동소자가 구비되어야만 하므로, 상기 화소(P)의 면적을 특정 크기 이하로 감소시키는데에 한계가 있었다.Furthermore, since the pixel P of the spatial light modulator 110 must be provided with a driving device such as a thin film transistor for driving the liquid crystal layer, there is a limit to reducing the area of the pixel P to a specific size or less. .

반면에, 상기 광학마스크(130)는 투과영역(D)에 유기위상조절물질을 적층하거나 위상조절필름을 부착할 뿐 별도의 포토리소그래피공정이 불필요하므로, 투과영역(D)을 작은 면적으로 형성할 수 있게 된다. 더욱이, 상기 광학마스크(130)의 투과영역(D)에는 박막트랜지스터와 같은 구동소자가 필요없게 되므로, 투과영역(D)을 더욱 작은 면적으로 형성할 수 있게 된다.On the other hand, the optical mask 130 is formed by stacking an organic phase control material or attaching a phase control film to the transmission area D, and thus a separate photolithography process is unnecessary, so that the transmission area D may be formed in a small area. It becomes possible. In addition, since the driving device such as a thin film transistor is unnecessary in the transmission region D of the optical mask 130, the transmission region D can be formed in a smaller area.

본 발명에 따르면 광학마스크(130)의 투과영역(D)의 면적(a2)은 공간광변조기(110)의 화소(P)의 면적(a1)에 비해 수배 이상 작게 형성될 수 있다(a1=na2, 여기서 n은 정수). 상기 광학마스크(130)의 투과영역(D)은 공간광변조기(110)의 화소(P)와 일대일로 대응하므로, 공간광변조기(110)의 특정 화소(P)로부터 출사된 광은 대응하는 광학마스크(130)의 투과영역(D)을 통해 투과된다.According to the present invention, the area a2 of the transmission area D of the optical mask 130 may be formed several times smaller than the area a1 of the pixel P of the spatial light modulator 110 (a1 = na2). , Where n is an integer). Since the transmission region D of the optical mask 130 corresponds one-to-one with the pixels P of the spatial light modulator 110, the light emitted from the specific pixel P of the spatial light modulator 110 may correspond to the corresponding optical. The light is transmitted through the transmission region D of the mask 130.

따라서, 공간광변조기(110)로부터 출사되어 광학마스크(130)를 투과하여 홀로그램 영상을 형성하는 0차(0th) 회절광(L2)은 광학마스크(130)로부터 출사된 회절광과 동일한 효과를 얻게 된다. 즉, 홀로그램 영상을 형성하는 회절광(L2)이 광학마스크(130)의 투광영역으로부터 출사되는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다. 상기 광학마스크(130)의 투과영역(D)의 면적(a2)이 공간광변조기(110)의 화소(P)의 면적(a1)에 비해 수배 이상 작으므로, 광학마스크(130)를 구비한 홀로그램 표시장치에서 구현되는 홀로그램영상의 시야각의 범위 및 홀로그램영상의 크기가 광학마스크(130)를 구비하지 않는 홀로그램 표시장치의 시야각의 범위 및 홀로그램영상의 크기에 비해 수배 이상으로 증가하게 된다.Therefore, the 0th diffracted light L2 emitted from the spatial light modulator 110 and transmitted through the optical mask 130 to form a hologram image has the same effect as the diffracted light emitted from the optical mask 130. do. That is, the same effect as that of the diffracted light L2 forming the hologram image is emitted from the light transmitting region of the optical mask 130. Since the area a2 of the transmission region D of the optical mask 130 is several times smaller than the area a1 of the pixel P of the spatial light modulator 110, the hologram having the optical mask 130 is provided. The range of the viewing angle of the holographic image and the size of the holographic image implemented in the display device are increased by several times or more compared to the range of the viewing angle of the holographic display device without the optical mask 130 and the size of the holographic image.

이와 같이, 본 발명에서는 광학마스크(130)를 공간광변조기(110) 전면에 배치하여 다른 차수의 회절광은 공간광변조기(110)의 불규칙한 위상으로 인해 영상정보를 잃게 되어 홀로그램 영상을 형성하지 못하여 노이즈로 표시되고 0차(0th) 회절광(L2)만을 영상정보가 포함되도록 공간광변조기(110)을 투과시켜 홀로그램영상을 형성하므로, 복수의 홀로그램 영상이 표시되는 불량을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the optical mask 130 is disposed in front of the spatial light modulator 110, so that diffracted light of different orders loses image information due to the irregular phase of the spatial light modulator 110, thereby failing to form a holographic image. Since the hologram image is formed by transmitting the spatial light modulator 110 so that only the 0th diffracted light L2 is included as image information and includes only image information, it is possible to prevent a defect in which a plurality of holographic images are displayed.

한편, 상술한 설명에서는 광학마스크(130)가 0차(0th) 회절광(L2)만을 영상정보를 포함한 상태로 투과시키고 다른 차수의 회절광은 영상정보를 제거한 상태로 투과시킴으로써 0차(0th) 회절광(L2)에 의해서만 홀로그램 영상을 구현하지만, 본 발명의 홀로그램 영상이 0차(0th) 회절광(L2)에 의해서만 구현되는 아니라 다른 차수의 회절광에 의해서도 홀로그램 영상을 구현할 수도 있다.On the other hand, in the above description, the optical mask 130 transmits only the 0th diffraction light L2 with the image information included, and the diffraction light of the other orders is transmitted with the image information removed to remove the 0th order (0th). Although the hologram image is implemented only by the diffracted light L2, the hologram image of the present invention may be implemented not only by the 0th diffraction light L2 but also by other orders of diffraction light.

도 8은 0차(0th) 회절광(L2)이 아닌 다른 차수의 회절광에 의해서도 홀로그램 영상을 구현하는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating the implementation of a hologram image by diffracted light of a different order than the 0th diffracted light (L2).

도 8에 도시된 바와 같이, 간섭무늬패턴이 형성된 공간광변조기(110)으로 가간섭성을 가진 광(L1)이 입력되면, 상기 간섭무늬패턴에 의해 회절광(L2)이 상기 공간광변조기(110)으로부터 출력된다. 출력된 회절광(L2)은 광학마스크(130)를 통해 투과된다.As shown in FIG. 8, when light L1 having coherence is input to the spatial light modulator 110 having the interference pattern formed thereon, diffracted light L2 is generated by the interference pattern. 110). The output diffracted light L2 is transmitted through the optical mask 130.

공간광변조기(110)으로부터 출력되는 회절광(L2)은 0차(0th) 회절광(L2), 1차(1st) 회절광(L2), 2차(2nd) 회절광(L2) 및 그 이상의 회절광(L2)을 포함하며, 상기 광학마스크(130)는 공간광변조기(110)으로부터 출력되는 복수 차수의 회절광(L2)중 일측(one side)의 1차(1st) 회절광(L2)만을 영상정보가 포함되도록 위상변경하여 투과시키고 다른 차수의 회절광(L2)은 정보가 제거되도록 위상을 변경하여 출력한다. 따라서, 광학마스크(130)를 투과한 일측의 1차(1st) 회절광(L2)만이 홀로그램영상을 구현하고 다른 차수의 회절광은 홀로그램영상을 구현하지 못하고 노이즈로서 표시된다.The diffracted light L2 output from the spatial light modulator 110 includes 0th diffracted light L2, 1st diffracted light L2, 2nd diffracted light L2, and the like. The optical mask 130 includes diffracted light L2, and the first mask 1st diffracted light L2 of one side of the plurality of orders of diffracted light L2 output from the spatial light modulator 110 is included. Only the phase information is transmitted so as to include the image information, and the diffracted light L2 of another order is outputted by changing the phase so that the information is removed. Therefore, only the first (1st) diffraction light (L2) of one side passing through the optical mask 130 implements the hologram image, and the other orders of diffraction light do not implement the hologram image and are displayed as noise.

이와 같이, 본 발명에서는 광학마스크(130)에 의해 0차(0th) 회절광(L2) 뿐만 아니라 다른 차수의 회절광도 홀로그램영상을 구현할 수 있게 되며, 다른 차수의 회절광의 홀로그램영상 구현시에도 주위에 다른 홀로그램형상이 표시되지 않으므로 시청자가 불편없이 원하는 홀로그램영상을 감상할 수 있게 된다. As described above, in the present invention, the optical mask 130 can realize the hologram image of not only the 0th diffraction light (L2) but also other orders of diffraction light. Since no other hologram shape is displayed, the viewer can enjoy the desired hologram image without any inconvenience.

또한, 0차(0th) 회절광(L2)이 표시장치의 표면과 수직방향으로 출사되는데 반해 다른 차수의 회절광은 표시장치의 표면의 수직방향과는 일정 각도로 출사되므로, 다른 차수의 회절광에 의한 홀로그램영상의 시야각방향이 표시장치의 표면의 수직방향과는 일정 각도를 형성한다. 따라서, 주시청방향이 정면과 일정 각도인 표시장치에 다른 차수의 회절광에 의해 홀로그램을 구현하는 방식이 훌륭하게 적용될 수 있을 것이다.In addition, while the 0th diffracted light L2 is emitted in a direction perpendicular to the surface of the display device, the diffracted light of other orders is emitted at an angle from the vertical direction of the surface of the display device. The viewing angle direction of the hologram image is a predetermined angle with the vertical direction of the surface of the display device. Therefore, the method of implementing the hologram by diffraction light of different orders may be applied to the display device having the viewing direction in a predetermined angle with the front side.

도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명에 따른 홀로그램 표시장치에서 홀로그램 영상을 획득하고 재연하는 것을 나타내는 도면이다.9A and 9B are diagrams illustrating acquiring and reproducing a holographic image in the hologram display according to the present invention, respectively.

도 9a에 도시된 바와 같이, 사물을 촬영하는 촬영장치는 기록용 광학마스크(130a) 및 CCD카메라(180)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 9A, the photographing apparatus for photographing an object may include a recording optical mask 130a and a CCD camera 180.

도면에 도시하지 않았지만, 상기 기록용 광학마스크(130a)는 복수의 투과영역을 포함하며, 각각의 투과영역에는 서로 다른 위상값을 가진 위상조절층 또는 위상필름이 형성된다. 이때, 서로 다른 위상값을 가진 복수의 투과영역은 기록용 광학마스크(130a) 전체 영역에 걸쳐 불규칙하게 배치되며, 위상값은 1-2π의 범위이다.Although not shown in the drawing, the recording optical mask 130a includes a plurality of transmission regions, and a phase control layer or a phase film having different phase values is formed in each transmission region. At this time, the plurality of transmission areas having different phase values are irregularly disposed over the entire area of the recording optical mask 130a, and the phase values are in the range of 1-2 pi.

물체에서 반사된 광(물체광;L3)과 레이저 등과 같이 가산섭성의 광원으로부터 입력되는 기준광(L4)이 상기 기록용 광학마스크(130a)에 입력되면 상기 물체광(L3)과 기준광(L4)이 겹쳐져 간섭무늬패턴이 형성되며 상기 간섭무늬패턴이 기록용 광학마스크(130a)를 투과한 후 상기 CCD카메라(180)에 기록된다.When the light reflected from an object (object light; L3) and a reference light L4 input from an additive coherent light source such as a laser are input to the recording optical mask 130a, the object light L3 and the reference light L4 An interference fringe pattern is formed by overlapping, and the interference fringe pattern passes through the optical mask 130a for recording and then is recorded on the CCD camera 180.

이때, 상기 기록용 광학마스크(130a)는 서로 다른 위상값을 가진 복수의 투과영역으로 구성되므로, 상기 기록용 광학마스크(130a)를 투과한 간섭무늬패턴은 원래의 간섭무늬패턴(즉, 기록용 광학마스크(130a) 전면에서 물체광(L3)과 기준광(L4)이 겹쳐져 형성된 간섭무늬패턴)에 기록용 광학마스크(130a)의 투과영역 정보가 포함된 간섭무늬패턴이 된다.In this case, since the recording optical mask 130a is composed of a plurality of transmission regions having different phase values, the interference fringe pattern transmitted through the recording optical mask 130a is the original interference fringe pattern (that is, for recording). The interference pattern includes the transmission region information of the recording optical mask 130a in the interference pattern formed by overlapping the object light L3 and the reference light L4 on the front surface of the optical mask 130a.

본 발명에서는 기록용 광학마스크(130a)를 투과한 간섭무늬패턴에 특정 간섭차수(예를 들면, 0차 또는 1차)만이 기록되도록 상기 기록용 광학마스크(130a)를 형성한다. 즉, 간섭무늬패턴에 특정 간섭차수만이 기록되도록 기록용 광학마스크(130a)의 투과영역을 배열한다. 상기 기록용 광학마스크(130a)의 투과영역의 배열은 다양한 방법에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 특정 차수만을 포함하는 간섭무늬패턴이 기록될 때까지 서로 다른 투광영역의 배열을 가진 복수의 기록용 광학마스크(130a)를 바꿔가면서 간섭무늬패턴을 기록할 수 있다.In the present invention, the recording optical mask 130a is formed such that only a specific interference order (for example, 0th or 1st order) is recorded in the interference fringe pattern transmitted through the recording optical mask 130a. That is, the transmission area of the recording optical mask 130a is arranged so that only a specific interference order is recorded in the interference fringe pattern. The arrangement of the transmission area of the recording optical mask 130a can be adjusted by various methods. For example, the interference pattern may be recorded while changing a plurality of recording optical masks 130a having different arrangements of light transmitting regions until the interference pattern including only a specific order is recorded.

또한, 간섭무늬패턴은 컴퓨터생성 홀로그램(Computer Generated Hologram)에 의해 생성될 수 있다. 상기 컴퓨터생성 홀로그램은 물체광과 기준광이 겹쳐서 형성되는 간섭무늬패턴을 컴퓨터로 계산하여 생성한다. 특히, 본 발명에서는 컴퓨터생성 홀로그램이 단순히 물체광과 기준광이 겹쳐서 형성되는 간섭정보뿐만 아니라 기록용 광학마스크(130a)의 투과영역의 배열정보에 기초하여 간섭무늬패턴을 계산할 수 있게 된다.In addition, the interference fringe pattern may be generated by a computer generated hologram. The computer-generated hologram generates a computer-generated interference fringe pattern formed by overlapping object light with reference light. In particular, in the present invention, the computer-generated hologram can calculate the interference fringe pattern based on not only the interference information formed by the overlapping of the object light and the reference light, but also the arrangement information of the transmission area of the recording optical mask 130a.

즉, 공간광변조기(110)의 고차항성분과 각 차수들의 세기를 고려하고 광학마스크의 투과영역(D)의 위상분포에 기초하여 간섭무늬패턴을 계산할 수 있게 된다.That is, the interference fringe pattern can be calculated based on the high order term component of the spatial light modulator 110 and the intensity of each order and based on the phase distribution of the transmission region D of the optical mask.

도 9b에 도시된 바와 같이, 촬영된 또는 기록된 간섭무늬패턴은 공간광변조기(110)를 통해 구현된다. 즉, 액정패널로 구성된 공간광변조기(110)의 각 화소를 구동하여 공간광변조기(110)의 화소들이 간섭무늬패턴과 동일한 광학특성을 가지도록 하고, 기준광과 동일한 참조광을 상기 공간광변조기(110)에 조사하여 상기 간섭무늬패턴에 의해 광을 회절시킴으로써 홀로그램 영상을 표시할 수 있게 된다. 이때, 촬영된 또는 기록된 간섭무늬패턴에는 특정 간섭차수의 간섭무늬만이 기록되어 있다. As shown in FIG. 9B, the photographed or recorded interference fringe pattern is implemented through the spatial light modulator 110. That is, each pixel of the spatial light modulator 110 including the liquid crystal panel is driven so that the pixels of the spatial light modulator 110 have the same optical characteristics as the interference fringe pattern, and the same reference light as the reference light is applied to the spatial light modulator 110. ) To diffract the light by the interference fringe pattern, thereby displaying a hologram image. At this time, in the photographed or recorded interference fringe pattern, only the interference fringe of a specific interference order is recorded.

상기 재생용 광학마스크(130)는 공간광변조기(110)에서 출력되는 회절광이 투과되어, 간섭무늬패턴에 기록된 특정 간섭차수로부터 회절된 회절광만을 그대로 투과시키고 나머지 간섭차수로부터 회절된 회절광은 위상을 변경하여 투과시켜, 하나의 홀로그램 영상만이 표시되도록 한다.The reproducing optical mask 130 transmits diffracted light output from the spatial light modulator 110 to transmit only diffracted light diffracted from a specific interference order recorded in the interference fringe pattern, and diffracted light diffracted from the remaining interference orders. Changes the phase so that only one hologram image is displayed.

상기 재생용 광학마스크(130)는 촬영장치에 구비된 기록용 광학마스크(130a)와 동일한 투과영역 배열을 가진다. 또한, 촬영장치에서의 사물과 기록용 광학마스크(130a) 사이의 간격(ℓ1)은 표시장치의 재생용 광학마스크(130)와 홀로그램 영상 사이의 간격(ℓ1')과 동일하며(ℓ1=ℓ1'), 촬영장치에서의 기록용 광학마스크(130a)와 CCD카메라(180) 사이의 간격(ℓ2)은 표시장치의 공간광변조기(110)와 재생용 광학마스크(130) 사이의 간격(ℓ2')과 동일하다(ℓ2=ℓ2').The reproduction optical mask 130 has the same transmission region arrangement as the recording optical mask 130a provided in the photographing apparatus. Further, the distance l1 between the object and the recording optical mask 130a in the photographing apparatus is equal to the distance l1 'between the reproduction optical mask 130 and the hologram image of the display device (l1 = ℓ1'). ), The interval l2 between the recording optical mask 130a and the CCD camera 180 in the photographing apparatus is the interval l2 'between the spatial light modulator 110 and the reproduction optical mask 130 of the display apparatus. Is the same as (l2 = l2 ').

또한, 재생용 광학마스크(130)는 컴퓨터생성 홀로그램에 의해 간섭무늬패턴이 계산될 때, 기록용 광학마스크의 투과영역 배열정보, 사물과 기록용 광학마스크(130a) 사이의 간격(ℓ1) 정보, 기록용 광학마스크(130a)와 CCD카메라(180) 사이의 간격(ℓ2) 정보가 포함되어 간섭무늬패턴이 계산된다. In addition, the reproduction optical mask 130 may include transmission region arrangement information of the recording optical mask, information of the distance between the object and the recording optical mask 130a when the interference fringe pattern is calculated by the computer-generated hologram, The gap pattern information between the recording optical mask 130a and the CCD camera 180 is included to calculate the interference fringe pattern.

따라서, 상기 기록용 광학마스크(130a)를 통해 촬영된 간섭무늬패턴 또는 컴퓨터생성 홀로그램에 의해 기록된 간섭무늬패턴 의해 회절된 광이 재생용 광학마스크(130)를 투과하면, 특정 간섭차수로 촬영된 물체가 그대로 홀로그램 영상으로 재현되고 다른 차수의 회절광은 홀로그램 영상으로 구현되지 않고 노이즈로 표시된다.Therefore, when the light diffracted by the interference pattern pattern photographed through the recording optical mask 130a or the interference pattern pattern recorded by the computer-generated hologram passes through the reproduction optical mask 130, the image is captured by a specific interference order. The object is reproduced as a holographic image as it is, and diffraction light of different orders is displayed as noise rather than being implemented as a holographic image.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.

110 : 공간광변조기 120 : 광원
130 : 광학마스크 140 : 제어부
150 : 공간광변조기 구동부110: spatial light modulator 120: light source
130: optical mask 140: control unit
150: spatial light modulator drive unit

Claims (15)

광을 공급하는 광원부;
간섭무늬패턴이 형성되어 상기 광원으로부터 공급되는 광을 회절시켜 투과시키는 공간광변조기; 및
상기 공간광변조기 전면에 배치되어 공간관변조기로부터 출력되는 회절광중 특정 차수의 회절광만을 그대로 투과시키는 광학마스크로 구성된 홀로그램 표시장치.A light source unit for supplying light;
A spatial light modulator having an interference fringe pattern formed thereon to diffract and transmit light supplied from the light source; And
And an optical mask disposed in front of the spatial light modulator and configured to transmit only diffracted light having a specific degree of diffraction light output from the spatial tube modulator. 제1항에 있어서, 상기 광원부는 가간섭성의 광을 출력하는 홀로그램 표시장치.The hologram display of claim 1, wherein the light source unit outputs coherent light. 제1항에 있어서, 상기 공간광변조기는 복수의 화소를 포함하는 액정패널인 홀로그램 표시장치.The hologram display device of claim 1, wherein the spatial light modulator is a liquid crystal panel including a plurality of pixels. 제3항에 있어서, 상기 광학마스크는 액정패널의 복수의 화소에 대응하는 복수의 투과영역을 포함하는 홀로그램 표시장치.The hologram display of claim 3, wherein the optical mask includes a plurality of transmission areas corresponding to a plurality of pixels of the liquid crystal panel. 제4항에 있어서, 상기 광학마스크의 투과영역의 면적은 상기 공간광변조기의 화소의 면적보다 작은 홀로그램 표시장치.The holographic display device of claim 4, wherein an area of a transmission area of the optical mask is smaller than an area of a pixel of the spatial light modulator. 제4항에 있어서, 상기 공간광변조기의 화소의 피치는 광학마스크의 투과영역의 피치보다 크거나 같은 홀로그램 표시장치.The hologram display device of claim 4, wherein a pitch of the pixels of the spatial light modulator is greater than or equal to a pitch of a transmission area of the optical mask. 제4항에 있어서, 상기 광학마스크의 투과영역에는 설정된 위상값의 위상조절층 또는 위상조절필름이 구비된 홀로그램 표시장치.The hologram display of claim 4, wherein a phase control layer or a phase control film having a set phase value is provided in a transmission region of the optical mask. 제7항에 있어서, 상기 광학마스크의 복수의 투과영역은 서로 다른 위상값을 가진 홀로그램 표시장치.The hologram display of claim 7, wherein the plurality of transmission regions of the optical mask have different phase values. 제8항에 있어서, 상기 복수의 투과영역의 위상값은 1-2π 범위인 홀로그램 표시장치.The hologram display of claim 8, wherein the phase values of the plurality of transmission regions are in a range of 1-2π. 제8항에 있어서, 서로 다른 위상값을 가진 투과영역은 광학마스크에 불규칙하게 배열되는 홀로그램 표시장치.The hologram display device of claim 8, wherein transmission regions having different phase values are irregularly arranged in an optical mask. 제1항에 있어서, 상기 간섭무늬패턴은 홀로그램영상 촬영장치로부터 획득되는 홀로그램 표시장치.The hologram display device of claim 1, wherein the interference fringe pattern is obtained from a holographic image photographing apparatus. 제11항에 있어서, 상기 홀로그램영상 촬영장치는 특정 간섭차수의 간섭무늬만을 투과시키는 기록용 광학마스크를 포함하며, 상기 간섭무늬패턴은 상기 기록용 광학마스크를 투과하여 촬영된 홀로그램 표시장치.The hologram display device of claim 11, wherein the holographic image photographing apparatus includes a recording optical mask that transmits only an interference pattern having a specific interference order, and the interference pattern is transmitted through the recording optical mask. 제11항에 있어서, 상기 기록용 광학마스크는 광학마스크와 동일한 투과영역 배열구조를 가진 홀로그램 표시장치.12. The hologram display device of claim 11, wherein the recording optical mask has the same transmission area array structure as the optical mask. 제11항에 있어서, 상기 간섭무늬패턴은 컴퓨터생성 홀로그램(Computer Generated Hologram)에 의해 생성되는 홀로그램 표시장치.The hologram display device of claim 11, wherein the interference fringe pattern is generated by a computer generated hologram. 제14항에 있어서, 상기 간섭무늬패턴은 물체광 및 기준광의 간섭정보와 특정 간섭차수의 간섭무늬만을 투과시키는 기록용 광학 마스크의 배열정보에 의해 계산되는 홀로그램 표시장치.15. The hologram display device of claim 14, wherein the interference fringe pattern is calculated by the interference information of the object light and the reference light and the arrangement information of the recording optical mask that transmits only the interference fringes of a specific interference order.
KR1020180051833A 2018-05-04 2018-05-04 Hologram display device KR102600440B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180051833A KR102600440B1 (en) 2018-05-04 2018-05-04 Hologram display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180051833A KR102600440B1 (en) 2018-05-04 2018-05-04 Hologram display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190127333A true KR20190127333A (en) 2019-11-13
KR102600440B1 KR102600440B1 (en) 2023-11-08

Family

ID=68534736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180051833A KR102600440B1 (en) 2018-05-04 2018-05-04 Hologram display device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102600440B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023026520A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 Projection device, projection control method, and recording medium
WO2023026521A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 Projection device, projection control method, and recording medium

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529160A (en) * 2006-02-06 2009-08-13 キネテイツク・リミテツド Imaging system
KR20150011202A (en) * 2013-07-22 2015-01-30 경희대학교 산학협력단 Digital holographic display apparatus using phase shift mask
KR20160141588A (en) * 2015-06-01 2016-12-09 삼성전자주식회사 Spatial light modulator providing improved image quality and holographic display apparatus including the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529160A (en) * 2006-02-06 2009-08-13 キネテイツク・リミテツド Imaging system
KR20150011202A (en) * 2013-07-22 2015-01-30 경희대학교 산학협력단 Digital holographic display apparatus using phase shift mask
KR20160141588A (en) * 2015-06-01 2016-12-09 삼성전자주식회사 Spatial light modulator providing improved image quality and holographic display apparatus including the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023026520A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 Projection device, projection control method, and recording medium
WO2023026521A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 Projection device, projection control method, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR102600440B1 (en) 2023-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9354604B2 (en) Optically addressable spatial light modulator divided into plurality of segments, and holographic three-dimensional image display apparatus and method using the light modulator
US10551795B2 (en) Spatial light modulator providing improved image quality and holographic display apparatus including the same
JP3059590B2 (en) Stereoscopic display method and apparatus
TWI361339B (en) Method for multimode representation of image contents on a display device for video holograms and multimode display device
US10523926B2 (en) Backlight unit and holographic display including the same
US20150085331A1 (en) Wide-viewing angle holographic display apparatus
KR102050504B1 (en) Complex spatial light modulator and 3D image display having the same
KR102148418B1 (en) Complex spatial light modulator and 3D image display having the same
TWI442763B (en) 3d content generation system
KR20130053978A (en) Spatial light modulating panel using transparent type liquid crystal display panel and 3d display device using the same
KR102093341B1 (en) OASLM based holographic display
TWI464457B (en) Digital hologram display device
US9360840B2 (en) Complex spatial light modulator and 3D image display including the same
JP3460671B2 (en) Three-dimensional display method and device
US20140176671A1 (en) Apparatus for displaying a hologram
TWI422999B (en) Holographic display device, manufacturing method thereof and method of generating holographic reconstruction
KR102600440B1 (en) Hologram display device
KR101292370B1 (en) Three dimensional image display apparatus using digital hologram
KR102040657B1 (en) Spatial Light Modulating Panel And Holography 3D Display Using The Same
KR102099142B1 (en) Spatial Light Modulating Panel and 3D Display Device Using The same
KR101781507B1 (en) Device for displaying 2D/3D display-convertible image
Ezhov Toward the physical-information fundamentals of three-dimensional displays
Su et al. Synthetic holographic display for three—Dimensional optical see—Through augmented reality using a zero-order nulled grating
KR20150078397A (en) Video display apparatus
KR101951941B1 (en) System for displaying a hologram

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant