KR20210041616A - 광 변조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입사 선형 편광된 광의 복소 값 변조를 위한 광 변조 장치에 관한 것으로서, 제 1 광 변조기(12), 후속 배열된 제 2 광 변조기(13), 및 적어도 하나의 편광자(14)를 가지며, 제 1 광 변조기(12) 및 제 2 광 변조기(13)는 위상 변조기로서 설계되고, 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)은 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)에 대해 각을 이루어 배향되고, 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20) 및 편광자(14)의 편광 방향(20)은 각각 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21) 및 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)에 대해 90°가 아닌 미리 결정된 각도로 배향된다.
Description
본 발명은 입사 선형 편광된 광의 복소 값 변조를 위한 광 변조 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 2 차원 또는 3 차원 장면을 표현하기 위한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이러한 광 변조 장치는 간섭성 선형 편광 입력 복사선의 복소 값 변조가 발생하는 홀로그램 재구성에 적합하다. 이러한 광 변조 장치의 적용 분야는 비디오 및 TV 장치용 디스플레이 장치 및 홀로그래픽 재생을 위한 프로젝터이다. 여기서, 광 변조 장치는 제어 가능한 셀(픽셀)로 분할되며, 이는 바람직하게는 비디오의 실시간 또는 적어도 거의 실시간 홀로그래픽 디스플레이를 가능하게 한다. 비디오는 여기서 다수의 장면(개별 이미지)으로 구성되며, 각 장면은 광 변조 장치의 셀에 홀로그램으로 인코딩된다. 장면은 개체의 실제 배열에 대응하거나 또는 컴퓨터에 의해 생성될 수 있다. 코딩을 위해, 예를 들어 배타적 위상 변조와 같은 광 변조 장치의 특성을 고려하는 방법이 알려져 있다.
이러한 복소 값 변조는 두 개의 적절한 광 변조기에서 입력 복사선의 전파 방향으로 차례로 발생하는 진폭 및 위상 변조에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 이를 위해서는, 스위칭 시간이 유사하고 서로에 대해 충분히 잘 조정된 진폭 변조기 및 위상 변조기가 필요하다.
대안적으로, 위상 합 또는 2 상 코딩을 사용하는 조립체 및 방법이 알려져 있다. 여기서 두 개의 위상 변조기의 출력 복사선은 빔 스플리터를 통해 함께 모아져서 간섭을 일으키므로, 홀로그램의 각 셀에 대해 진폭 및 위상이 조정될 수 있다.
또한 위상 변조기의 서로 나란히 위치하는 셀이 입력 복사선을 변조하여 그 출력 복사선의 간섭으로 인해 관찰자의 위치에서 원하는 진폭 및 위상을 갖는 2 상 코딩을 위한 조립체도 있다. 여기서, 위상 변조기의 2 개 이상의 서브 픽셀은 홀로그램의 하나의 픽셀을 형성한다. 광 변조기로서 "공간 광 변조기(spatial light modulators)"(SLM)가 사용될 수 있다.
홀로그래픽 디스플레이를 제공하기 위한 장치 및 방법은 EP 1 563 346 A2, DE 10 2004 063 838 A1, DE 10 2005 023 743 A1 및 WO 2008/151980 A1과 같은 본 출원인의 출원으로부터 알려져 있다. 또한, 이러한 장치는 "2 개의 결합 모드 액정 텔레비전을 사용하여 전 범위의, 연속적인, 복합 변조" 네토(Neto) 등, 어플라이드 옵틱스(Applied Optics) 35권, 23번, 페이지 4567이라는 문헌에도 설명되어 있다. 상기 문헌에 설명된, 빔 경로에서 연속되는 광 변조기는 트위스트 네마틱 기술(Twisted-Nematic-Technologie)이 적용된 액정 디스플레이를 사용한다. 상기 문헌에서 참조 문헌 2로 인용된 문헌에는, 트위스트 네마틱 기술이 적용된 위상 변조기 및 트위스트 네마틱 기술이 적용된 후속하는 진폭 변조기를 갖는 조립체가 언급되어 있다. 두 개의 조립체 모두에서 출력 복사선의 변조는 2 개의 연속하는 변조기의 변조의 곱으로 발생한다. 각 변조기의 이전 및 이후에 편광자가 배열된다. 올바른 기능을 위해 서로 다른 파장에 대해 서로 다른 편광 방향을 제공해야 할 수도 있다.
공보 US 5,719,650으로부터, 진폭 및 위상이 서로 독립적으로 제어될 수 있는 광 변조기가 공지되어 있다. 이는 2 개의 편광 회전 요소로 구성되며, 각각 2 개의 캐리어 기판 플레이트 사이에 배열되는 액정 층을 각각 구비한다. 베이스 전극 및 그리드 전극은 각 층에 대해 별도로 제공된다. 요소를 서로 조정하는 작업은 이미 제조 단계에서 수행된다.
광 변조기를 구현하는데 사용되는 액정은 분자의 광축의 배향이 예를 들어 전기장에 의해 원하는 방향으로 조정될 수 있는 복굴절 재료이다. 네마틱 액정의 경우 광축은 분자의 종축에 해당한다. 입사하는 광의 변조는 통과하는 광의 통과 방향 및 편광에 대한 분자의 광축의 조정 방향에 따라 달라진다. 필드의 작용 없는 분자의 배향은 액정을 향하는 광 변조기의 표면을 전처리함으로써 달성된다. 이러한 방식으로 분자는 표면에 평행하게 배향될 수 있다. 전기장의 작용 하에, 양의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자는 필드의 방향으로 회전한다. 전기장이 기판의 표면에 수직이면(면외(out-of-plane) 필드), 분자는 기판의 표면에 수직인 인가된 필드 하에 회전한다. 광 변조기를 통해 수직으로 통과하는 광과 관련하여, 분자의 배향은 전기장으로 인해 수직으로부터 평행으로 변경된다. 이러한 경우 액정 셀의 복굴절 효과가 감소한다.
음의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정은 예를 들어 표면에 대해 거의 90 도에 가깝지만 정확히 90 도는 아닌 각도로 기판의 표면에 본질적으로 수직으로 배향될 수 있다.
필드가 기판의 표면에 수직으로 인가되면(면외 필드), 분자는 인가된 필드 하에 기판의 표면에 평행하게 회전한다. 광이 광 변조기를 통해 수직으로 통과하면, 전기장을 통해 분자의 배향은 통과하는 광의 전파 방향에 대해 평행으로부터 수직으로 변경된다. 이러한 경우, 액정 셀의 복굴절 효과는 필드에 의해 증가한다.
예를 들어, 전기장이 없을 때 광학적으로 등방성이지만 필드의 인가에 의해 복굴절이 되는 청색 상(Blue Phase)과 같은 다른 LC 모드도 알려져 있다. 이하의 설명은 일반적으로 전기장을 인가함으로써 복굴절이 발생되거나 또는 변경되는, 즉 증가되거나 또는 감소되는 LC 모드에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 쉽게 제어될 수 있는 복소 값 광 변조를 위한 광 변조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 광 변조 장치를 사용하는 광의 복소 값 변조를 위한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 2 차원 또는 3 차원 장면을 표현하기 위해 쉽게 제어될 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본원의 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다. 유리한 추가 개발은 종속 청구항 및 상세한 설명의 주제이다.
광 변조 장치에 관한 본 발명의 목적은 제 1 광 변조기, 후속 배열된 제 2 광 변조기 및 적어도 하나의 편광자를 갖는, 입사 선형 편광된 광의 복소 값 변조를 위한 광 변조 장치에 의해 달성되며, 제 1 광 변조기 및 제 2 광 변조기는 위상 변조기로서 설계되고, 제 1 광 변조기의 변조 축은 제 2 광 변조기의 변조 축에 대해 각을 이루어 배향되고, 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향 및 편광자의 편광 방향은 각각 제 1 광 변조기의 변조 축 및 제 2 광 변조기의 변조 축에 대해 90°가 아닌 미리 결정된 각도로 배향된다.
제 1 광 변조기에서 제 1 변조 축의 방향으로 진동하는 광의 성분 및 제 2 광 변조기에서 제 2 변조 축의 방향으로 진동하는 광의 성분은 광 변조기의 각각의 제어에 따라 그 위상이 변조된다. 광의 편광 방향과 변조 축 사이에 각각 90°가 아닌 미리 결정된 각도로 인해, 변조 축의 방향으로 진동하는 광의 광 성분이 존재한다. 상응하게 광 변조기를 제어함으로써 이러한 광 성분의 위상은 서로 독립적으로 변경될 수 있다. 따라서, 광이 2 개의 광 변조기를 통과한 후, 광 성분의 각각의 위상 조정에 따라 타원형, 원형 또는 선형 편광된 광이 형성된다. 이는 편광 방향에 따라 편광자에 의해 선형으로 편광된다. 광 변조 장치로부터 나오는 선형 편광된 광은 광 변조기를 제어함으로써 그 진폭 및 위상이 조정될 수 있다. 이를 위해, 광 변조기를 제어함으로써, 제 2 광 변조기로부터 나오는 광의 타원형, 원형 또는 선형 편광은 편광자의 편광 방향으로 원하는 진폭 및 위상이 존재하도록 형성된다.
바람직하게는, 광 변조 장치에는, 변조 축의 배향만이 상이한 동일한 유형의 2 개의 위상 변조 광 변조기가 사용될 수 있다. 이를 통해, 두 개의 광 변조기의 제어 및 스위칭 속도와 관련된 스위칭 특성은 유리하게는 동일하게 선택될 수 있다. 광 변조 장치의 제어는 다르게 설계된 광 변조기를 갖는 광 변조 장치에 비해 이러한 방식으로 상당히 단순화된다. 위상 변조기가 진폭 변조기와 결합될 때 필요하므로, 광 변조기들 사이에 추가 편광 필터는 필요하지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 광 변조 장치를 사용하면, 서로에 대한 광 변조기의 단순화된 배향을 통해 필요한 부품의 개수가 적은 단순한 구조가 달성된다. 추가 편광 필터를 통한 복사 손실이 방지된다.
본 발명의 바람직한 변형 실시예에 따르면, 광 변조기의 변조 축 사이의 각도가 60° 내지 120°, 바람직하게는 80° 내지 100°, 특히 바람직하게는 90°인 것이 제공될 수 있다. 따라서, 연속적인 광 변조기를 통해, 서로 수직이거나 또는 적어도 대략 서로 수직인 진동 평면으로 진동 성분이 변조된다. 이를 통해 복소 값 변조된 광의 위상 위치 및 진폭에 대한 넓은 조정 범위를 사용할 수 있다.
바람직하게는, 편광자의 편광 방향은 80° 내지 100°의 각도, 바람직하게는 85° 내지 95°의 각도, 특히 바람직하게는 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향에 수직인 각도로 배향되거나, 또는 편광자의 편광 방향은 -10° 내지 +10°의 각도, 바람직하게는 -5° 내지 +5°의 각도, 특히 바람직하게는 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향에 평행한 각도로 배향되는 것이 제공될 수 있다.
편광자의 편광 방향 및 광 변조 장치에 입사하는 광이 서로에 대해 80° 내지 100°의 각도이거나 또는 -10° 내지 +10°의 각도에 있는 경우, 광 변조 장치와 편광 방향의 상호 배향에 대한 조정 노력이 거의 없이 복소 값 변조된 광의 매우 낮은 진폭이 달성될 수 있다. 85° 내지 95° 또는 -5° 내지 +5°의 각도에서 편광 방향의 상호 배향을 통해, 복소 값 변조된 광의 조정 가능한 최저 전력이 더욱 감소될 수 있다. 이를 통해, 광 변조 장치에 의해 생성된 개체의 홀로그래픽 이미지의 가장 밝은 지점과 가장 어두운 지점 사이의 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 광 변조 장치로부터 나오는 광의 완전한 또는 적어도 거의 완전한 소멸은 서로 수직하게 또는 평행하게 배향된 편광 방향의 경우 달성될 수 있다. 이 경우, 광 변조 장치에 입사하는 광 및 편광자의 편광 방향이 수직으로 또는 대략 수직으로 배향되는 경우, 두 개의 광 변조기가 적절하게 제어됨으로써 상호 위상 오프셋이 발생하지 않을 때, 가장 낮은 진폭이 달성된다. 편광 방향의 평행한 또는 거의 평행한 배향을 사용하면, π의 상호 위상 오프셋에서 가장 낮은 진폭이 달성된다.
특히 바람직하게는 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향과 제 1 광 변조기의 변조 축 사이의 미리 결정된 각도가 30° 내지 60°, 바람직하게는 40° 내지 50°, 특히 바람직하게는 45°인 것이 제공될 수 있다. 30° 내지 60°의 설정 범위에서, 광 변조 장치를 떠나는 광의 높은 출력 전력이 필요한 낮은 수준의 조정 정확도로 가능하다. 40° 내지 50°의 미리 결정된 각도에서, 가능한 출력 전력은 더 높아질 수 있다. 제 1 광 변조기의 변조 축 및 입사 광의 편광 방향이 45° 미만으로 상호 배향되면, 복소 값 변조된 광의 최대 출력 전력이 가능해진다.
제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향은, 광 전파 방향으로 제 1 광 변조기 이전에 추가 편광자를 배치함으로써, 간단하게 지정되고 광 변조기의 변조 축 및/또는 편광자의 편광 방향의 배향에 적응될 수 있다. 사용된 광원은 이 경우 충분한 간섭성 광을 제공하기만 하면 된다.
예를 들어, 광 변조기에서의 편광 상태 및 변조는 여기서 존즈 행렬(Jones matrix)의 형태로 설명된다. 제 1 광 변조기에 입사하는 광은 예를 들어 이전 섹션에서 설명된 추가 편광자를 사용함으로써 -45° 선형 편광을 가지며 존즈 벡터를 갖는다
제 1 광 변조 층(제 1 광 변조기)은 다음 존즈 행렬을 통해 표현되고
여기서 제 1 방향에서 위상(Φ1)은 제 1 변조 층에 인가되는 전압(V)에 따라 변조된다.
제 2 광 변조 층(제 2 광 변조기)은 다음 존즈 행렬을 통해 표현되고
여기서 제 2 방향에서 위상(Φ2)은 제 2 변조 층에 인가되는 전압(V)에 따라 변조된다.
45°의 회전, 즉 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향에 대해 90 도의 회전을 갖는 출구의 편광자는 존즈 행렬을 갖는다.
생성되는 변조 광의 존즈 벡터는 개별 행렬에 입사 광의 존즈 벡터를 곱하여 얻어진다.
이것은 45°의 선형 편광된 광이다.
진폭 cos(Φ1(V)-Φ2(V)-π)/2 및 위상 Φ1(V)+Φ2(V)+π)/2 이다
이 경우 두 개의 위상 Φ1(V) 및 Φ2(V)가 동일하게 선택되면, cos(-pi/2) = 0의 진폭이 생성된다.
다른 실시예에서, 입사 광의 편광 방향 및 출구의 편광자를 서로 평행하게, 예를 들어 양자를 45° 이하로 선택하여, 입사 광의 편광이 이전 계산과 비교하여 변경되도록 하는 것도 가능하다. 이 경우 존즈 벡터는 위와 같은 방식으로 계산될 수 있다.
이 경우 진폭은 cos(Φ1(V)-Φ2(V)/2)이다. 이는 제 1 및 제 2 변조 층(제 1 및 제 2 광 변조기)의 위상 변조가 동일할 때 최대이고, 제 1 및 제 2 변조 층의 위상 변조가 π만큼 다를 때 최소이다.
공지된 기술에 기초한 광 변조 장치의 간단하고 비용 효율적인 구조는 제 1 광 변조기 및 제 2 광 변조기가 각각 제어 가능한 복굴절 액정 층으로 설계됨으로써 달성될 수 있다. 이러한 전기적으로 제어 가능한 액정 층은 ECB 셀(전기 제어 복굴절)(electrically controlled birefringence)이라고도 한다. 예를 들어, 제어 없이 분자가 셀의 표면에 평행하게 배열되고 광 전파 방향에 수직으로 배열되는 양의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정이 사용된다. 광의 전파 방향을 따라 전기장을 인가함으로써, 분자가 광의 전파 방향으로 회전하고, 광 변조기를 통해 수직으로 통과하는 광에 대한 셀의 액정 층의 유효 복굴절이 감소한다.
또 다른 실시예에서는, 제어 없이 분자가 셀의 표면에 대해 거의 수직으로, 즉 85° 초과, 90° 미만의 각도로 그리고 거의 평행하게, 즉 광 전파 방향에 대해 0 도 초과, 5 도 미만의 각도로 배열되는 수직 배향(vertical aligned)(VA) LC 모드를 갖는 음의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정이 사용된다. 광 전파 방향을 따라 전기장을 인가함으로써, 분자가 광 전파 방향을 벗어나 회전하고, 광 변조기를 수직으로 통과하는 광에 대한 셀의 액정 층의 유효 복굴절이 증가한다. 이 경우 제 1 및 제 2 광 변조 층에 프리틸트(Pretilt), 즉 제어 없이 존재하는 광 전파 방향에 대한 0 도 초과, 5 도 미만의 각도가 선택되어, 제 1 및 제 2 광 변조 층에서 광 전파 방향에 대한 경사 방향은 서로 90°만큼 다르다. 전기장이 인가되면, 제 1 및 제 2 광 변조 층의 분자는 서로 수직인 2 개의 평면에서 광 전파 방향에서 멀리 회전한다. 필드의 회전 방향이 다르기 때문에, 제 1 및 제 2 광 변조 층에서 광의 상이한 편광 성분은 위상이 변조된다.
제 3 실시예에서, 광 변조기는 청색 상 LC 모드를 갖는 광 변조 층을 포함한다. 제어 없이 광 변조 층은 광학적으로 등방성이다. 전기장이 인가되면, 광축이 전기장 방향으로 복굴절이 발생한다. 특정 선형 편광에 대한 위상 변조를 위해, 선형 전극을 사용하여 면내(in-plane) 필드를 생성한다. 이 경우 제 1 광 변조 층의 선형 전극은 제 2 광 변조 층의 선형 전극에 대해 수직으로 배열된다. 전극의 배향이 다르고 이에 따라 필드 방향이 다르기 때문에, 제 1 및 제 2 광 변조 층에서 다른 배향의 광축이 생성된다. 이를 통해, 제 1 및 제 2 광 변조 층에서 광의 상이한 편광 성분은 위상이 변조된다.
제 1 광 변조기 및 제 2 광 변조기에 대해 위상 시프트가 각각 적어도 2π의 범위에 걸쳐 조정될 수 있는 경우, 유리하게는 모든 진폭에 대해, 광 변조 장치로부터 나오는 광의 모든 위상 시프트가 2π까지 조정될 수 있는 것이 제공될 수 있다. 광 변조기가 각각 2π보다 작은 범위의 위상 시프트만을 허용하는 경우, 출사 광의 진폭 및 위상 시프트에 대해 제한된 범위의 조합만이 조정될 수 있다.
광 변조 장치는 광 변조기가 서로 독립적으로 제어될 수 있는 픽셀의 2 차원 배열로 각각 분할되는 경우 홀로그램 재구성에 적합하다. 복소 값 변조된 광의 위상 시프트 및 진폭은 두 개의 광 변조기의 축을 따라 배열된 픽셀의 대응하는 제어를 통해, 바람직하게는 전기적 제어에 의해 각 홀로그램 셀에 대해 조정될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따르면, 홀로그램 셀은 복사선의 전파 방향으로 차례로 위치되어 위상 및 진폭 변조에 대해 상호 작용하는 연속 배열된 광 변조기의 2 개의 픽셀로 형성된다. 위상 및 진폭을 조정하기 위해 평면에서 픽셀이 서로 나란히 또는 서로 위에 배열되어 있는 광 변조 장치와 비교하여, 본 발명에 따른 광 변조 장치는 개선된 해상도를 갖는데, 왜냐하면 동일한 영역에서 2 배 많은 복소 값 픽셀이 생성될 수 있기 때문이다.
제 1 광 변조기 및 제 2 광 변조기가 서로 직접 연결됨으로써, 광 변조 장치의 특히 콤팩트 한 구조가 달성될 수 있다. 따라서 광 변조 장치의 서비스 수명 동안 서로에 대한 광 변조기의 올바른 배향이 달성된다.
바람직하게는, 제 1 광 변조기 및 제 2 광 변조기는 적어도 하나의 공통 기판을 포함하는 것이 제공될 수 있다. 공통 사용되는 기판으로 인해, 두 개의 광 변조기의 상호 조정은 이미 제조 중에 설정되고, 더 이상 작동 중에 조정될 수 없다. 공통 기판에 의해 달성될 수 있는 광 변조기의 작은 간격은 유리하게는 서로 연속적으로 위치된 픽셀 사이의 광 전파에서 파괴적인 회절 효과의 감소로 이어진다. 이러한 방식으로 복사 손실뿐만 아니라 파괴적 인공물도 적게 유지된다.
본 발명의 목적은 또한 제 1 광 변조기, 후속 배열된 제 2 광 변조기 및 적어도 하나의 편광자를 사용하는, 선형 편광된 광의 복소 값 변조를 위한 방법에 의해 달성되며, 여기서 제 1 광 변조기의 변조 축의 방향으로 진동하는 광의 광 성분은 제 1 광 변조기에 의해 위상이 조정 가능하게 지연되고, 제 2 광 변조기의 변조 축의 방향으로 진동하는 광의 광 성분은 제 2 광 변조기에 의해 위상이 조정 가능하게 지연되며, 제 1 광 변조기의 변조 축은 제 2 광 변조기의 변조 축에 대해 횡 방향으로, 바람직하게는 수직으로 배향되고, 제 2 광 변조기로부터 나오는 광은 변조 축에 대해 90°가 아닌 각도로 배향된 편광자에 의해 선형 편광된다.
변조 축은, 변조될 광의 전파 방향으로, 각 광 변조기가 조정 가능하게 위상 지연 효과를 갖는 광 성분에 대한 진동 평면에 걸쳐 있다. 변조 축의 방향으로 진동하는 광의 광 성분은 각 광 변조기에 의해 위상이 조정될 수 있으며, 변조 축에 수직으로 진동하는 광 성분은 위상이 변경될 수 없거나 또는 조정 가능하게 변경될 수 없다.
제 1 광 변조기가 제 1 광 성분의 위상을 조정 가능하게 지연시킬 수 있기 위한 전제 조건은 제 1 광 변조기에 입사하는 선형 편광된 광이 제 1 광 변조기의 제 1 변조 축 방향으로 배향되는 광 성분을 포함하는 것이다. 따라서 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향은 제 1 광 변조기의 제 1 변조 축에 대해 90°가 아닌 각도로 배향되어야 한다. 제 2 광 변조기가 제 2 광 성분의 위상을 조정 가능하게 지연시킬 수 있도록 하기 위해, 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향은 제 2 광 변조기의 제 2 변조 축에 대해 90°가 아닌 각도로 배향되어야 한다. 따라서, 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향은 유리하게는 변조 축의 배향 사이에 있다.
하나의 광 성분이 다른 광 성분에 비해 위상이 지연되면, 광 변조기 이후에 원형, 타원형 또는 선형 편광된 광이 생성된다. 이러한 광의 형성된 편광은 광 성분의 지연을 선택하여 조정될 수 있다. 제 2 광 변조기 이후에 존재하는 복사선의 편광을 편광자의 편광 방향에 적합하게 조정함으로써, 편광자로부터 나오는 광의 진폭 및 위상이 조정될 수 있다.
광 변조기의 변조 축은 바람직하게는 서로 수직이고 제 1 광 변조기에 입사하는 광 및 편광자의 편광 방향은 변조 축에 대해 45°로 배향된다.
특히 바람직하게는, 제 1 광 변조기에 의해 변조된 광 성분 및 제 2 광 변조기에 의해 변조된 광 성분의 위상 지연이 동일한 값만큼 변경됨으로써, 편광자로부터 나오는 광의 위상은 진폭이 동일한 상태에서 변경되는 것이 제안될 수 있다. 두 개의 광 성분의 같은 방향으로의 위상 변경으로 인해, 편광자로부터 나오는 광의 진폭은 유지되는 반면, 그 위상 위치는 변경된다. 광 변조기가 각각 적어도 2*π의 위상 시프트를 허용하는 경우, 위상차를 0 내지 2π로 조정함으로써 두 개의 광 성분 간에 0 내지 1의 정규화된 진폭이 설정될 수 있다. 이 경우, 위에서 설명한 바와 같이, 편광자의 편광 방향이 제 1 광 변조기에 입사하는 광의 편광 방향에 대해 수직으로 또는 평행하게 선택되는지, 두 개의 광 성분 간의 0의 위상차가 0 또는 1의 정규화된 진폭에 대응하는지 여부에 따라 달라진다. 광 성분의 π의 위상차는 제 1 광 변조기에 입사하는 광 및 편광자의 편광의 동일한 배향에서 최소 진폭을 발생시키고, 서로에 대한 편광의 수직 배향에서 최대 진폭을 발생시킨다. 이에 상응하게, 광 성분의 0의 위상차는 제 1 광 변조기에 입사하는 광 및 편광자의 편광의 동일한 배향에서 최대 진폭을 발생시키고, 서로에 대한 편광의 수직 배향에서 최소 진폭을 발생시킨다. 설정된 진폭에 관계없이, 두 개의 편광자 조립체 모두에서, 광 변조 장치로부터 나오는 광의 위상은 0 내지 2π 범위의 모든 진폭 값에 대해 변경될 수 있다.
바람직하게는, 제 1 광 변조기에 의해 변조된 광 성분 및 제 2 광 변조기에 의해 변조된 광 성분의 위상 지연이 동일한 양만큼 반대 방향으로 변경됨으로써, 편광자로부터 나오는 광의 진폭은 위상이 동일하게 유지되는 상태에서 변경되는 것이 제공될 수 있다. 따라서 위상이 변경되지 않고 광 변조 장치로부터 나오는 광의 진폭을 변경할 수 있다.
디스플레이 장치와 관련된 본 발명의 목적은 2 차원 또는 3 차원 장면을 표현하기 위한 디스플레이 장치, 특히 홀로그래픽 디스플레이 장치에 의해 달성되며, 여기서 디스플레이 장치는 본원의 청구항 제 1 항의 특징을 갖는 광 변조 장치를 포함한다. 2 개의 동일한 유형의 차례로 배열된 광 변조기를 사용함으로써, 광 변조기를 간단히 제어하여 광의 위상 및 진폭을 넓은 범위에서 조정할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 디스플레이 장치에 조명 장치가 할당되고 조명 장치가 간섭성 또는 간섭성 선형 편광된 광을 방출하는 것이 제공될 수 있다. 조명 장치가 간섭성 광을 방출하는 경우, 그 진폭 및 위상은 광 변조기에 의해 목표된 대로 조정될 수 있다. 조명 장치로부터 방출되는 광이 선형으로 편광된 경우, 추가 편광자를 제거할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예 및 첨부된 도면에 기초하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 이 경우 도면에서 동일한 참조 기호는 동일한 또는 상응하는 요소를 나타낸다.
도 1은 광 변조 장치의 구성 요소를 개략적인 사시도로 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 광 변조기를 다른 스위칭 상태에서 개략도로 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 전기적으로 스위칭 가능한 복굴절 액정을 갖는 광 변조 장치의 실시예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 제어 전압 없이 기판에 수직으로 배향된 액정을 갖는 광 변조 장치의 실시예를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 청색 상 액정을 갖는 광 변조 장치의 실시예를 도시한다.
도 6은 제 1 진폭 다이어그램에서, 도 1 내지 도 5b에 도시된 2 개의 광 변조기를 통과한 후 2 개의 광 성분의 시간적 진폭 프로파일을 도시한다.
도 7은 제 2 진폭 다이어그램에서, 전파 방향을 따라 보는 방향으로 도 1 내지 도 5b에 도시된 광 변조기를 통과한 후 복사선의 가능한 진폭 프로파일을 도시한다.
도 8은 제 3 진폭 다이어그램에서, 도 1 내지 도 5b에 도시된 광 변조기의 상이한 설정을 갖는 광 변조 장치의 출력 복사선의 시간적 진폭 프로파일을 도시한다.
도 9는 반사 요소를 갖는 광 변조 장치의 일 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 광 변조기를 다른 스위칭 상태에서 개략도로 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 전기적으로 스위칭 가능한 복굴절 액정을 갖는 광 변조 장치의 실시예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 제어 전압 없이 기판에 수직으로 배향된 액정을 갖는 광 변조 장치의 실시예를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 청색 상 액정을 갖는 광 변조 장치의 실시예를 도시한다.
도 6은 제 1 진폭 다이어그램에서, 도 1 내지 도 5b에 도시된 2 개의 광 변조기를 통과한 후 2 개의 광 성분의 시간적 진폭 프로파일을 도시한다.
도 7은 제 2 진폭 다이어그램에서, 전파 방향을 따라 보는 방향으로 도 1 내지 도 5b에 도시된 광 변조기를 통과한 후 복사선의 가능한 진폭 프로파일을 도시한다.
도 8은 제 3 진폭 다이어그램에서, 도 1 내지 도 5b에 도시된 광 변조기의 상이한 설정을 갖는 광 변조 장치의 출력 복사선의 시간적 진폭 프로파일을 도시한다.
도 9는 반사 요소를 갖는 광 변조 장치의 일 실시예를 도시한다.
도 1은 광 변조 장치의 구성 요소를 개략적인 사시도로 도시한다. 이들은 광 변조 장치를 통해 안내되는 광(10)의 전파 방향을 따라 배열된다. 광 변조 장치의 기능을 설명하기 위해, 구성 요소들의 이격된 표현이 선택된다. 광 변조 장치가 장착될 때, 구성 요소들은 바람직하게는 광(10)의 전파 방향으로 직접 접속되어 있다.
광(10)은 제 1 광 변조기(12) 및 후속하여 제 2 광 변조기(13)에 입사한다. 광 변조기(12, 13) 각각은 개별적으로 제어 가능한 픽셀을 나타낸다. 전체 광 변조기(12, 13)는 평면에서 격자형 방식으로 배열된 다수의 이러한 픽셀에 의해 형성된다.
광(10)은 간섭을 형성하기에 충분히 간섭성이다. 제 2 광 변조기(13) 이후에, 광(10)은 선형 편광 편광자(14)로 공급된다.
광(10)을 편광시키기 위해 추가 편광자(11)가 제공되고, 여기로 광(10)이 공급된다. 그러나, 예를 들어 선형 편광 레이저 빔과 같이 이미 편광된 광을 방출하는 복사선 소스를 사용하는 것도 고려될 수 있다. 이 경우 추가 편광자(11)가 생략될 수도 있다.
편광자(14) 이후에, 광(10)은 광 변조 장치로부터 나온다.
제 1 광 변조기(12)는 변조 축(21)을 포함하고, 제 2 광 변조기(13)는 이에 대해 각도 하에 회전된 변조 축(21)을 포함하며, 이들은 화살표로 상징적으로 표현된다. 변조 축(21)은 광(10)의 전파 방향에 대해 횡 방향으로, 본 경우에 수직으로 배향된다. 변조 축들(21) 사이의 각도는 도시된 예시적인 실시예에서 90°이다. 따라서 변조 축들(21)은 서로에 대해 수직이다.
추가 편광자(11) 및 이에 따라 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20)은 또한 화살표로 표시된다. 이것은 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21) 및 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21) 모두에 대해 각을 이루어 배열된다. 본 경우에 유리하게는 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20)은 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21) 및 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)에 대해 45°의 각도로 배향된다.
편광자(14)의 편광 방향(20)은 화살표로 표시된다. 이것은 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20), 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21) 및 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)에 대해 각각 각을 이루어 배향된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 편광자(14)의 편광 방향(20)은 광 변조 장치로 들어가는 광(10)의 편광 방향(20)에 대해 수직으로 배향된다. 따라서 이는 또한 각 경우에 변조 축(21)에 대해 45°의 각도에 있다. 또한, 광 변조 장치로 들어가는 광(10) 및 편광자(14)의 편광 방향(20)을 서로 평행하게 배향하는 것도 고려될 수 있다. 광 변조 장치의 기능을 위해, 편광 방향(20)이 광 변조기(12, 13)의 변조 축(21)에 대해 경사지게, 바람직하게는 45°의 각도로 배향되는 것이 필수적이다.
변조 축(21, 23)은 광 변조기(12, 13)가 위상 변조 효과를 갖는 광(10)의 편광 방향을 지정한다. 2 개의 광 변조기(12, 13)는 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 선형 편광된 광(10)은 개념적으로 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)의 방향으로 편광되는 광 성분, 및 이에 대해 수직으로 편광되는 광 성분으로 구분될 수 있다. 이에 따라, 제 2 광 변조기(13)로 공급되는 광(10)은 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)의 방향으로 편광되는 광 성분, 및 이에 대해 수직으로 편광되는 광 성분으로 구분될 수 있다. 광 변조기(12, 13)의 제어에 따라, 각 광 변조기(12, 13)에서 변조 축(21, 23)의 방향으로 편광된 광 성분만이 위상 지연되고, 이에 대해 수직으로 편광된 광 성분은 지연되지 않는다. 제 1 및 제 2 광 변조기(12, 13)의 변조 축(21)과 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20)의 경사진 배향으로 인해, 두 개의 변조 축(21)의 방향으로 진동하는 광 성분이 존재한다. 이들은 광 변조기(12, 13)의 적절한 제어에 의해 서로 독립적으로 위상이 시프트될 수 있다. 제 1 및 제 2 광 변조기(12, 13)의 변조 축(21)에 대한 45°의 추가 편광자(11)의 편광 방향(20)의 도시된 배향으로 인해, 변조 축(21)의 방향으로 편광된 광 성분은 유리하게는 동일한 크기이다. 그 결과, 동일한 광 성분이 두 개의 광 변조기(12, 13)에 의해 변조된다. 그러나, 제 1 편광 방향(20)과 변조 축(21, 23) 사이에 45°가 아닌 각도를 제공하는 것도 또한 가능하다. 이러한 배열에서, 제 1 및 제 2 변조 축(21, 23)의 방향으로 진동하는 광 성분은 상이하다.
도 2는 도 1에 도시된 광 변조기(12, 13)를 다른 스위칭 상태에서 개략적인 도면으로 도시한다. 여기서 광 변조기(12, 13)는 개별적으로 서로 나란히 위치하므로, 이에 따라 광 변조 유닛에서 그 배열된 순서대로 도시되지 않는다. 서로 위에 배열된 표현은 두 개의 스위칭 상태에 있는 광 변조기(12, 13)를 도시한다. 광(10)의 전파 방향은 일반적인 표현에서 십자가로 표시되고, 표현 평면을 가리킨다.
광 변조기(12, 13)는 스위칭 가능한 복굴절 재료를 포함한다. 이들에서, 입사광(10)의 편광 방향에 대한 굴절률은 변경될 수 있으며, 이에 수직으로 편광된 광 성분은 영향을 받지 않고 유지된다.
도시된 예시적인 실시예에서, 광 변조기(12, 13)는 서로에 대해 90° 회전된 2 개의 액정 셀로서 설계된다. 그 자체로 알려진 이러한 액정 셀은 사용되는 형태에서 전기 제어 복굴절 액정(Electrically Controlled Birefringence Liquid Crystal)(ECB), 프레드릭츠(Freedericksz) 셀 또는 제로 트위스트 네마틱(zero-twisted nematic)으로 지칭된다. 여기서 "제로 트위스트"는 트위스트가 없는 네마틱 액정이라는 것을 의미한다. 액정들은 위상 변조 층 내에서 적어도 거의 동일한 방식으로 배향된다. 도 2의 상부 표현에서, 광 변조기(12, 13)는 인가된 전기장이 없는 것으로 도시된다. 광 변조기(12, 13)의 변조 축(21)은 액정의 분자 축(22)의 배향에 따라 배향된다. 광 변조기(12, 13)에서의 액정의 분자 축(22)은 액정의 광축에 대응한다. 존재하는 많은 수의 결정 중에서 몇 개만이 상징적으로 표현된다. 2 개의 광 변조기(12, 13)의 변조 축(21)은 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이 서로 수직이다. 도시된 배열에서, 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)은 수직으로 배향되고, 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)은 수평으로 배향된다. 도 2의 하부 표현은 통과하는 광(10)의 전파 방향으로 충분히 높은 전기장의 존재 하에 액정의 배향을 도시한다. 액정은 전기장의 작용에 의해 회전되어, 분자 축(22)은 표현 평면에 대해 수직으로 배열된다. 이것은 원으로 상징된다. 전기장을 변경함으로써, 도시된 배향 사이의 분자 축(22)의 중간 위치가 설정될 수 있다.
광(10)의 전파 방향에 대해 횡 방향으로 배향된 분자 축(22)의 경우, 액정은 분자 축(22)을 따라 편광된 광(10)의 광 성분에 대해 위상 지연 효과를 갖는다. 이에 대해 수직으로 편광된 광 성분은 각각의 광 변조기(12, 13)를 통과할 때 위상 위치가 스위칭 가능하지 않도록 또는 적어도 스위칭 가능하지 않도록 영향을 받는다. 광(10)의 전파 방향으로 분자 축(22)이 기울어짐에 의해, 액정의 위상 지연 효과가 감소한다. 분자 축(22)이 완전히 광의 전파 방향으로 배향되면, 위상 지연이 없거나 또는 모든 광 성분에 대해 위상 지연이 동일하다.
도 3a는 제 1 및 제 2 광 변조기(12, 13)의 광학적 작동 요소로서 전기적으로 제어 가능한 복굴절 액정((Electrically Controlled Liquid Crystal)(ECB LC 모드)을 갖는 도 1에 설명된 광 변조 장치의 실시예의 3 차원 표현을 도시한다. 이 예에서 서로에 대해 90 도 회전되어 배열되는 2 개의 편광자(11, 14), 및 2 개의 기판(15) 사이에 액정이 각각 배열되어 있는 2 개의 광 변조기(12, 13)가 도시되어 있다. 액정의 스위칭 상태는 각각 분자 축(22)의 배향에 의해 표시된다. 분자 축(22)의 배향은 여기서 기판(15)의 표면의 전처리에 의해 지정된다. 제 2 광 변조기(13)에서, 분자 축(22)은 제 1 광 변조기(12)의 분자 축(22)에 대해 수직으로 배향되고, 양자 모두에서 광(10)의 전파 방향에 수직이다. 따라서, 분자 축(22)은 기판(15)의 표면에 평행하게 놓인다. 분자 축(22) 방향에서 액정은 분자 축(22)에 수직인 것보다 높은 굴절률을 갖는다. 그 결과, 광(10)은 편광 방향에 따라 위상이 다르게 시프트된다.
위에서 설명한 바와 같이, 2 개의 광 변조기(12, 13)는 또한 공통 중앙 기판(15)을 포함할 수 있다. 기판(15) 각각은 편평한 전극을 포함한다. 픽셀 구조의 경우, 각 광 변조기(12, 13)의 기판 중 하나에서 각각의 픽셀은 자체 전극을 갖고, 다른 기판에서는 모든 픽셀에 대한 공통의 공통 전극이 존재한다. 공통 기판(15)은 각 측면에 전극을 각각 포함한다. 이것은 바람직하게는 두 경우 모두에서 공통 전극이므로, 픽셀 전극은 2 개의 광 변조기(12, 13)의 각각의 외부 기판(15) 상에 배열된다. 도 3b는 서로 독립적으로 각각의 광 변조기(12, 13)에 제어 전압(16)이 인가될 수 있도록, 기판(15) 상의 전극에 대한 추가 연결부를 갖는 도 3a의 배열을 도시한다. 이러한 제어 전압(16)이 인가되면, 제 1 광 변조기(12)의 기판들(15) 사이에 전기장이 생성된다. 마찬가지로 제 2 광 변조기(13)의 기판들(15) 사이에도 전기장이 생성된다. 높은 제어 전압(16)에서, 분자 축(22)은 도 3b에 도시된 바와 같이 필드 방향으로 회전한다. 따라서, 높은 제어 전압(16)이 인가될 때, 광(10)의 위상 시프트는 더 이상 그 편광 방향에 의존하지 않는다. 더 작은 제어 전압(16)의 경우, 분자 축(22)이 부분적으로 회전되는 중간 상태가 존재한다.
도 4a는 전기장 없이 기판(15)의 표면에 수직으로 배향된 액정(Vertically Aligned Liquid Crystal)(VA LC 모드)을 갖는 광 변조 장치의 위에서 설명한 구성의 3 차원 표현을 도시한다. 광(10)의 전파 방향은 이 도면에서 다시 왼쪽으로부터 오른쪽으로 연장된다. 2 개의 편광자(11, 14)가 도시되어 있다. 이 예에서, 2 개의 편광자(11, 14)는 병렬로 배열된다. 그러나, 편광자(11, 14)의 병렬 배열은 VA LC 모드를 갖는 이 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 서로에 대해 평행한 또는 90 도 회전된 편광자(11, 14)는 또한 이전 및 다음 도면에 설명되는 LC 모드에 대해서도 각각 선택적으로 사용될 수 있다.
전기장의 작용 없이, 기판(15)과의 표면 상호 작용으로 인해, 제 1 및 제 2 광 변조기(12, 13)의 분자 축(22)은 각각 광(10)의 전파 방향에 대해 5° 미만의 작은 각도(23)만큼 기울어진다. 이러한 기울어짐은 제 1 및 제 2 광 변조기(12, 13)에서 서로 수직인 2 개의 평면에 설정된다. 도시된 예에서, 각도(23)는 제 1 광 변조기(12)에서 수평면에서 그리고 제 2 광 변조기(13)에서 수직면에서 놓인다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 필드 방향에 수직인 전기장으로 배향되는 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자가 사용된다.
도 4b에는 도 4a의 배열이 도시되어 있고, 여기서 제어 전압(16)에 대한 연결부가 추가로 제공된다. 편평한 전극이 다시 기판(15) 상에 사용되어, 광 변조기(12, 13)의 두 개의 전극 사이에 필드가 인가된다(면외 필드). 그 다음, 액정 분자의 분자 축(22)은 필드에 수직이지만, 표면 배향의 작은 각도(23)에 의해 미리 설정된 방향으로 두 개의 광 변조기(12, 13)에서 회전한다. 이를 통해, 그 후 제어 전압(16)이 스위칭 온될 때, 분자 축(22) 및 이에 따라 광축은 두 개의 광 변조기(12, 13)에서 다르게 배향된다. 높은 제어 전압(16)이 인가되면, 액정의 분자 축(22)은 스위칭 오프되는 제어 전압(16)에 대해 도 3a에서의 ECB 모드에서와 유사한 배향이 설정된다. 위상 및 진폭 변조와 관련하여, VA 모드는 이 경우 ECB 모드와 반대로 작용한다. ECB 모드에서 광 변조기(12, 13)의 위상 변조는 인가된 제어 전압(16)이 클수록 감소하지만, VA 모드에서는 인가된 제어 전압(16)이 클수록 증가한다.
도 5a는 청색 상 액정(청색 상 LC 모드)을 갖는 광 변조 장치의 이전에 설명된 실시예의 3 차원 표현을 도시한다. 광(10)의 전파 방향은 다시 이 도면에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로 연장된다. 이 예에서 서로 90 도 회전된 두 개의 편광자(11, 14)가 도시되어 있다. 이 예시적인 실시예에서, 각 광 변조기(12, 13)에 대해 기판(15) 중 하나에는 라인 전극(17)이 각각 사용되어 (기판(15)의 표면에 평행한) 면내 필드를 생성하는 반면, 제 2 기판(15)에는 전극이 없다. 라인 전극(17)은 연결부를 통해 제어 전압(16)이 인가될 수 있다. 제 1 광 변조기(12) 상의 라인 전극은 제 2 광 변조기(13) 상의 라인 전극(17)에 대해 90 도 회전되어 배열된다. 제어 전압(16) 없이, 광 변조기(12, 13)의 청색 상 액정은 광학적으로 등방성이다. 이것은 구형 굴절률 타원체(24)로 표현된다.
도 5b는 제어 전압(16)이 인가된 상태에서의 도 5a의 배열을 도시한다. 라인 전극(17)에 의해 미리 설정된 필드 방향으로 광축이 생성된다. 이것은 굴절률 타원체(24)로 표현된다. 청색 상 액정의 복굴절은 이 경우 필드가 증가함에 따라 증가한다. 라인 전극(17)의 배향이 다르기 때문에, 제 1 및 제 2 광 변조기(12, 13)의 광축은 90 도만큼 다르다. 이 경우 광축은 단일 액정 분자의 배향에 의해 결정되는 것이 아니라, 많은 분자의 배열에 의해 결정된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 구 또는 타원체는 광축의 배향을 개략적으로만 나타낸다.
도 6은 제 1 진폭 다이어그램(30)에서, 도 1 내지 도 5b에 도시된 2 개의 광 변조기(12, 13)를 통과한 후 광(10)의 2 개의 광 성분의 시간에 따른 진폭 프로파일(32, 33)을 도시한다. 진폭 프로파일(32, 33)은 공통 제 1 진폭 축(31) 및 제 1 시간 축(35)에 대해 도시된다. 제 1 진폭 프로파일(32)은 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)의 방향으로 배향된 편광을 갖는 광 성분에 할당되고, 제 2 진폭 프로파일(33)은 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)의 방향으로 배향된 편광을 갖는 광 성분에 할당된다. 제 2 진폭 프로파일(33)은 제 1 진폭 프로파일(32)에 비해 위상 지연된다. 대응하는 위상 시프트(34)는 화살표로 표시된다. 위상 시프트(34)의 크기는 2 개의 광 변조기(12, 13)에서 광(10)의 광 성분의 각각의 위상 지연에 의존한다. 크기는 그에 상응하게 조정될 수 있다. 각도 크기로서 광 변조기(12, 13)에 의해 달성될 수 있는 위상 지연은 액정 층의 두께, 변조 축(21)을 따라 이에 대해 수직으로 편광된 광 성분에 대한 굴절률의 차이, 및 광(10)의 파장의 파장에 따라 달라진다. 변조 축(21)을 따라 편광된 광 성분에 대한 굴절률은 분자(22)의 광축의 회전 각도 또는 굴절률 타원체로 표시되는 굴절률의 함수로 설정될 수 있다.
서로 수직으로 배향된 광(10)의 광 성분들 사이의 내접 경로 차이로 인해, 제 2 광 변조기(13)로부터 나오는 복사선은 원형, 타원형 또는 선형 편광된다.
도 7은 제 2 진폭 다이어그램에서, 광(10)의 전파 방향을 따라 보는 방향으로 도 1 내지 도 5b에 도시된 광 변조기(12, 13)를 통과한 후 광(10)의 가능한 진폭 프로파일(41, 43, 44)을 도시한다. 진폭 프로파일(41, 43, 44)은 제 2 진폭 축(42) 및 제 3 진폭 축(45)에 대해 도시된다. 제 2 진폭 축(42)은, 도 1 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)의 방향을 가리키고, 제 2 진폭 축(45)은 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)의 방향을 가리킨다. 제 2 진폭 다이어그램(40)에서, 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20)은 좌측 상단을 가리키는 화살표로 도시된다. 편광자(14) 이후의 광(10)의 편광 방향(20)은 우측 상단을 가리키는 화살표로 도시된다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20) 및 편광자(14) 이후의 광(10)의 편광 방향은 서로 수직이고, 두 개의 광 변조기(12, 13)의 변조 축(21)에 대해 45°의 각도를 갖는다. 이미 언급된 바와 같이, 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 2 개의 편광 방향(20) 및 편광자(14) 이후의 광(10)의 편광 방향(20)을 동일하게 배향하는 것이 고려될 수 있다.
선형 편광된 제 3 진폭 프로파일(41)은 연속적인 광 변조기(12, 13)에 의해 위상 변조된 광 성분들 간에 위상차가 없거나 또는 π의 짝수 배수에 해당하는 위상차가 있을 때 얻어진다. 마찬가지로 선형 편광된 제 5 진폭 프로파일(44)은 광 성분들 사이의 π의 위상차 또는 π의 홀수 배수인 경우에 달성된다. 타원 편광된 제 4 진폭 프로파일(43)은, π의 정수배에 대응하지 않고 0이 아닌 위상차가 있을 때 발생한다. 타원의 형상 및 배향은 위상차의 크기에 따라 다르다. 원형 편광된 광은 0.5π의 위상차인 경우 얻어진다. 타원 또는 원형으로 편광된 복사선의 회전 방향은 어떤 광 성분이 다른 광 성분보다 우선하는지에 따라 결정된다.
제 2 광 변조기(13)로부터 나오는 광(10)은 편광자(14)로 공급된다. 이는 편광 방향(20)을 따라 편광되는 광 성분에 대해서만 투과 가능하다. 따라서, 제 3 진폭 프로파일(41)에 대응하여 편광되고 따라서 편광자(14)의 편광 방향(20)에 대해 횡 방향으로 편광되는 복사선은 편광자(14)에 의해 완전히 억제된다. 그러나, 제 5 진폭 프로파일(44)에 대응하여 편광자(14)의 편광 방향(20)으로 편광되는 복사선은 편광자(14)를 완전히 또는 복사 손실을 고려하여 적어도 거의 완전히 통과할 수 있다. 본 발명의 가능한 변형 실시예에 따라 제 1 광 변조기(12) 및 편광자(14)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20)이 동일하게 배향된다면, 광(10)은 제 3 진폭 프로파일(41)에 따라 편광자(14)를 통과할 수 있는 반면, 제 5 진폭 프로파일(44)에 따른 광(10)은 편광자(14)에 의해 차단된다.
제 2 광 변조기(13) 이후에 타원 또는 원형으로 편광된 광(10)에 의해, 편광자(14)의 편광 방향(20)에 평행하게 편광된 광 성분은 편광자(14)를 통과한다.
도 8은 제 3 진폭 다이어그램(50)에서, 도 1 내지 도 5b에 도시된 광 변조기(12, 13)의 상이한 설정을 갖는 광 변조 장치의 편광자(14) 이후의 광(10)의 시간적 진폭 프로파일(52, 53, 54)을 도시한다. 이를 위해, 제 4 진폭 축(51)에 대해 제 6, 제 7 및 제 8 진폭 프로파일(52, 53, 54) 및 제 2 시간 축(55)이 도시되어 있다. 제 4 진폭 축(51)은 편광자(14)의 편광 방향(20)을 따라 배향된다.
제 6 진폭 프로파일(52)에 따른 편광자(14) 이후의 광(10)은 정규화된 1의 최대 진폭을 갖는다. 이는, 도 7과 관련하여 설명된 바와 같이, 제 1 광 변조기(12) 및 편광자(14) 이전의 광의 편광 방향(20)이 서로 수직인 경우, 광 변조기(12, 13)에서 변조된 광 성분들 간의 위상차가 π 또는 π의 홀수 배수인 경우에 달성된다. 편광자(14) 및 추가 편광자(11)의 편광 방향(20)이 서로 평행하게 배열되면, 광(10)의 광 성분들 사이의 위상차가 0 또는 π의 짝수 배수인 경우 최대 진폭이 얻어진다.
광 성분들 사이의 위상차를 변경함으로써, 제 6 진폭 프로파일(52)과 비교하여 제 7 및 제 8 진폭 프로파일(53, 54)에 의해 도시된 바와 같이, 편광자(14) 이후의 광(10)의 진폭이 변경된다. 이 경우, 광 변조기(12, 13)가 동일한 양만큼 반대 방향으로 조정되면, 제 7 진폭 프로파일(53)에 의해 도시된 바와 같이, 편광자(14) 이후의 광(10)의 위상 위치는 유지된다. 예를 들어, 제 1 광 변조기(12)에 의해 유발되는 위상 지연은 특정 양만큼 감소될 수 있고, 제 2 광 변조기(13)에 의해 유발되는 위상 지연은 동일한 양만큼 증가될 수 있다. 편광자(14) 자체 이후의 광(10)의 진폭은 두 개의 광 성분 간의 위상차에 의해 결정된다. 두 개의 광 변조기(12, 13)에 의해 유발된 위상 지연이 동일한 방향으로 동일한 양만큼 변경되면, 편광자(14) 이후의 광(10)의 위상 위치는 진폭이 동일한 상태에서 변경된다. 이것은 제 7 및 제 8 진폭 프로파일(53, 54) 사이의 비교에 도시되어 있다. 광(10)의 두 개의 광 성분의 위상 지연을 서로 다른 양만큼 변경함으로써, 편광자(14) 이후의 광(10)의 진폭 및 위상 위치가 모두 변경될 수 있다.
적어도 대략 0 내지 1까지의 모든 진폭에 대해 0 내지 2π의 모든 위상 위치를 조정할 수 있기 위해, 광 변조기(12, 13)가 각각 적어도 2π까지의 위상 지연을 달성해야 한다.
2 개의 동일한 위상 변조 광 변조기를 갖는 본 발명에 따른 광 변조 장치는 예를 들어 홀로그램 재구성에 적합한 바와 같이 충분한 간섭성 광의 복소 값 변조를 가능하게 한다. 이러한 복소 값 변조를 사용하면, 광의 위상 및 진폭이 서로 독립적으로 조정될 수 있다. 광 변조 장치의 구성 요소는 샌드위치 배열로 배열된다. 특히 광 변조기(12, 13)의 서로에 대한 정확한 배향은 광 변조 장치의 조립 동안 이루어지고, 그 서비스 수명 동안 유지된다. 두 개의 광 변조기에 대해 서로 마주 보는 표면에 공통 기판(15)을 사용하는 것이 고려될 수 있다. 이것은 광 변조기(12, 13)의 정확한 상호 배향을 보장하는 동시에, 연속적으로 배열된 광 변조기(12, 13)의 홀로그램 셀을 형성하는 픽셀들 사이에 작은 거리 및 이에 따라 작은 시차를 달성한다. 또한 제 1 광 변조기(12)의 픽셀에서의 회절 효과로 인한 제 2 광 변조기(13)로의 복사선의 전이 동안의 복사 손실은 광 변조기(12, 13) 사이의 작은 거리로 인해 낮게 유지될 수도 있다.
유리하게는 동일한 유형의 광 변조기(12, 13)가 사용된다. 이러한 방식으로, 광 변조기(12, 13)는 동일한 제조 공정 및 시스템을 사용하여 제조될 수 있고, 이에 의해 제조 비용이 낮게 유지될 수 있다. 예를 들어 할당된 위상 값에 대한 제어 전압의 비율을 나타내는 제어 특성은 두 개의 광 변조기(12, 13)에 대해 동일하다. 따라서, 광 변조 장치의 제조 및 제어에 대한 전반적인 비용은 진폭 및 위상 변조기를 갖는 구조에 비해 크게 감소될 수 있다.
공지된 광 변조 장치에 비해 본 발명에 따른 광 변조 장치의 또 다른 이점은 광 변조기들(12, 13) 사이에 추가 구성 요소, 특히 추가 편광자가 필요하지 않다는 것이다. 이는 또한 위상 변조 층의 작은 간격 및/또는 위에서 설명한 이점을 갖는 공통 기판의 사용을 가능하게 한다. 추가 구성 요소에서의 광 손실이 방지된다. 본 발명에 따른 광 변조 장치의 또 다른 이점은 사용되는 복사선의 상이한 파장에 대해 동일한 구성의 편광자가 적합하다는 사실에서 기인한다. 예를 들어, 컬러 홀로그래픽 표현에 대해 단일 편광자(14)가 사용될 수 있고, 필요한 경우 단일 추가 편광자(11)가 상이한 기본 컬러의 광을 변조하는 인접한 홀로그램 셀에 사용될 수 있다.
공지된 광 변조 장치와 비교하여 추가적인 이점은 본 발명에 따른 광 변조 장치의 전체 변조가 연속적인 광 변조기(12, 13)의 두 개의 개별 변조의 합으로 발생한다는 사실에 기초한다. 예를 들어 "2 개의 결합 모드 액정 텔레비전을 사용하여 전 범위의, 연속적인, 복합 변조" 네토(Neto) 등, 어플라이드 옵틱스(Applied Optics) 35권, 23번, 페이지 4567이라는 문헌에 설명된 바와 같이, 공지된 광 변조 장치에서는, 전체 변조가 두 개의 개별 변조의 곱으로 형성된다. 부정확한 값이 존재하는 경우, 예를 들어 광 변조기(12, 13) 중 하나의 픽셀로부터의 노이즈가 존재하는 경우, 본 발명에 따른 광 변조 장치에서의 전체 오류는 결과적으로 개별 오류의 합계로서 발생할 뿐인 반면, 공지된 광 변조 장치에서 전체 오류는 개별 오류의 곱으로서 형성된다.
광 변조 장치를 형성하기 위해, 스위칭 가능한 복굴절 특성을 갖는 광 변조기(12, 13)가 사용될 수 있다. 여기서 액정의 사용은 간단하고 비용 효율적이다. 이들은 바람직하게는 트위스트가 없는 네마틱 액정(제로 트위스트 네마틱 LC), 전기적으로 제어되는 액정, 수직 배향 액정 또는 청색 상 액정으로 설계된다. 위상 지연의 간단하고 재현 가능한 조정은 전기적으로 제어 가능한 광 변조기(12, 13)로 달성된다. 이러한 전기적으로 제어 가능한 광 변조기(12, 13)는 ECB 액정 픽셀(전기적으로 제어되는 복굴절)로 알려져 있으며, 동의어 "프레드릭츠 셀" 또는 "제로 트위스트 네마틱"으로 알려져 있다. 그러나, 전기적으로 제어 가능한 것과 다른 광 변조기(12, 13), 예를 들어 광학적으로 제어 가능한 광 변조기(12, 13)를 사용하는 것도 고려될 수 있다.
도 9는 반사 요소(18)를 갖는 광 변조 장치를 도시한다. 장치에 들어가는 광(10)은 추가 편광자(11)에 의해 그 편광 방향(20)에 따라 편광되고, 제 1 광 변조기(12)로 공급된다. 그 다음, 광(10)은 제 2 광 변조기(13)를 통과하여, 반사 요소(18)에 입사한다. 거기로부터 제 2 광 변조기(13) 및 제 1 광 변조기(12)로 다시 안내되고, 편광자(11)를 통해 조립체를 떠난다. 이것은 반사광 디스플레이 장치이며, 도 1 내지 도 5b의 조립체는 투명 디스플레이 장치를 설명한다.
Claims (14)
- 제 1 광 변조기(12), 후속 배열된 제 2 광 변조기(13) 및 적어도 하나의 편광자(14)를 갖는, 입사 선형 편광된 광(10)의 복소 값 변조를 위한 광 변조 장치에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12) 및 상기 제 2 광 변조기(13)는 위상 변조기로서 설계되고, 상기 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)은 상기 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)에 대해 각을 이루어 배향되고, 상기 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 편광 방향(20) 및 상기 편광자(14)의 편광 방향(20)은 각각 상기 제 1 광 변조기(12)의 상기 변조 축(21) 및 상기 제 2 광 변조기(13)의 상기 변조 축(21)에 대해 90°가 아닌 미리 결정된 각도로 배향되는, 광 변조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12)와 상기 제 2 광 변조기(13)의 상기 변조 축(21) 사이의 각도는 60° 내지 120°, 바람직하게는 80° 내지 100°, 특히 바람직하게는 90°인 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 편광자(14)의 상기 편광 방향(20)은 상기 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 상기 편광 방향(20)에 대해 80° 내지 100°의 각도, 바람직하게는 85° 내지 95°의 각도, 특히 바람직하게는 수직으로 배향되거나, 또는 상기 편광자(14)의 상기 편광 방향(20)은 상기 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 상기 편광 방향(20)에 대해 -10° 내지 +10°의 각도, 바람직하게는 -5° 내지 +5°의 각도, 특히 바람직하게는 평행하게 배향되는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12)에 입사하는 광(10)의 상기 편광 방향(20)과 상기 제 1 광 변조기(12)의 상기 변조 축(21) 사이의 미리 결정된 각도는 30° 내지 60°, 바람직하게는 40° 내지 50°, 특히 바람직하게는 45°인 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
광 전파 방향으로 상기 제 1 광 변조기(12)의 상류에 추가 편광자(11)가 배열되는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12) 및 상기 제 2 광 변조기(13)는 각각 제어 가능한 복굴절 액정 층으로 설계되는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12) 및 상기 제 2 광 변조기(13)에 대해, 위상 시프트가 각각 적어도 2π의 범위에 걸쳐 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12) 및 상기 제 2 광 변조기(13)는 서로 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12) 및 상기 제 2 광 변조기(13)는 적어도 하나의 공통 기판(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조 장치. - 제 1 광 변조기(12), 후속 배열된 제 2 광 변조기(13) 및 적어도 하나의 편광자(14)를 사용하는, 선형 편광된 광(10)의 복소 값 변조를 위한 방법에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12)의 변조 축(21)의 방향으로 진동하는 광(10)의 광 성분은 상기 제 1 광 변조기(12)에 의해 위상이 조정 가능하게 지연되고, 상기 제 2 광 변조기(13)의 변조 축(21)의 방향으로 진동하는 광(10)의 광 성분은 상기 제 2 광 변조기(13)에 의해 위상이 조정 가능하게 지연되며, 상기 제 1 광 변조기(12)의 상기 변조 축(21)은 상기 제 2 광 변조기(13)의 상기 변조 축(21)에 대해 횡 방향으로, 바람직하게는 수직으로 배향되고, 상기 제 2 광 변조기(13)로부터 나오는 광(10)은 상기 변조 축(21)에 대해 90°가 아닌 각도로 배향된 상기 편광자(14)에 의해 선형 편광되는, 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12)에 의해 변조된 광 성분 및 상기 제 2 광 변조기(13)에 의해 변조된 광 성분의 위상 지연이 동일한 값만큼 변경됨으로써, 상기 편광자(14)로부터 나오는 광(10)의 위상은 진폭이 동일한 상태에서 변경되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 광 변조기(12)에 의해 변조된 광 성분 및 상기 제 2 광 변조기(13)에 의해 변조된 광 성분의 위상 지연이 동일한 양만큼 반대 방향으로 변경됨으로써, 상기 편광자(14)로부터 나오는 광(10)의 진폭은 위상이 동일하게 유지되는 상태에서 변경되는 것을 특징으로 하는 방법. - 2 차원 및/또는 3 차원 장면을 표현하기 위한 디스플레이 장치, 특히 홀로그래픽 디스플레이 장치에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 광 변조 장치를 포함하는, 디스플레이 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 디스플레이 장치에는 조명 장치가 할당되고, 상기 조명 장치는 간섭성 또는 간섭성 선형 편광된 광(10)을 방출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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| KR100558880B1 (ko) * | 2003-12-15 | 2006-03-10 | 한국전자통신연구원 | 편광방식의 광 시야각 3차원 영상 디스플레이를 위한 액정디스플레이 장치 |
| DE102004063838A1 (de) | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Seereal Technologies Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Berechnen computer generierter Videohologramme |
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| DE102007028371B4 (de) | 2007-06-13 | 2012-05-16 | Seereal Technologies S.A. | Einrichtung zur Lichtmodulation |
| JP5297996B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2013-09-25 | 株式会社アスナ | 立体画像表示装置および立体画像表示方法 |
| JP2011186334A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | 液晶装置および液晶メガネ |
| US8184215B2 (en) * | 2010-08-17 | 2012-05-22 | Lc-Tec Displays Ab | High-speed liquid crystal polarization modulator |
| US8820937B2 (en) * | 2010-08-17 | 2014-09-02 | Lc-Tec Displays Ab | Optical polarization state modulator assembly for use in stereoscopic three-dimensional image projection system |
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