KR20220026361A - Holographic Optical Element and Method For Manufacturing Thereof - Google Patents

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KR20220026361A
KR20220026361A KR1020200107288A KR20200107288A KR20220026361A KR 20220026361 A KR20220026361 A KR 20220026361A KR 1020200107288 A KR1020200107288 A KR 1020200107288A KR 20200107288 A KR20200107288 A KR 20200107288A KR 20220026361 A KR20220026361 A KR 20220026361A
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권도경
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Abstract

The present invention relates to a holographic optical element and a manufacturing method thereof, and more specifically, to a holographic optical element and a manufacturing method thereof, which can improve the luminance of an augmented image. The method includes the steps of: a first step of generating the optical element by recording an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, on a photosensitive material; a second step of repeating the first step by predetermined number of times to generate a plurality of the optical elements; a third step of heating the optical element to change an inclination angle of the interference pattern; and a fourth step of combining the plurality of the optical elements to form the holographic optical element.

Description

홀로그래픽 광학소자 및 그 제조 방법{Holographic Optical Element and Method For Manufacturing Thereof}Holographic Optical Element and Method For Manufacturing Thereof

본 발명은 홀로그래픽 광학소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증강 이미지의 휘도를 향상시킬 수 있는 홀로그래픽 광학소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a holographic optical device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a holographic optical device capable of improving the luminance of an augmented image and a manufacturing method thereof.

홀로그래픽 광학소자는 물체에서 반사, 회절된 빛인 물체파를 그 빛과 간섭성이 있는 다른 파인 기준파와 간섭시켜서 감광재료에 간섭패턴을 기록한 광학소자이다. 간섭패턴이 기록된 감광재료는 반사나 굴절 대신 회절을 이용하여 증강이미지 정보를 재생하므로, 이러한 감광재료는 회절광학소자의 한 종류로 분류되기도 한다.A holographic optical element is an optical element that records an interference pattern on a photosensitive material by interfering an object wave, which is light reflected and diffracted from an object, with another wave reference wave having coherence with the light. Since the photosensitive material on which the interference pattern is recorded reproduces augmented image information by using diffraction instead of reflection or refraction, the photosensitive material is sometimes classified as a type of diffractive optical element.

한편, 홀로그래픽 광학소자는 상술한 것과 같이 물체파와 기준파를 감광재료에 조사하여 제조하는 것이 일반적이다.On the other hand, as described above, the holographic optical device is generally manufactured by irradiating an object wave and a reference wave to a photosensitive material.

이렇게 제조된 홀로그래픽 광학소자는 차량용 HUD(Head Up Display) 등에 적용될 수 있으며, 운전자 등 증강이미지를 시각으로 인식하려는 사용자(이하, 사용자라 한다)가 주변 환경과 함께 주행에 필요한 정보를 볼 수 있도록 주행에 필요한 증강이미지 빛을 사용자의 아이박스 영역으로 제공할 수 있다.The holographic optical device manufactured in this way can be applied to a vehicle HUD (Head Up Display), etc. The augmented image light required for driving can be provided to the user's eye box area.

이처럼, HUD(Head Up Display)로 제공되는 증강이미지를 밝은 낮에도 사용자가 효과적으로 보기 위해서는 증강이미지의 휘도가 중요하다. As such, in order for the user to effectively view the augmented image provided by the HUD (Head Up Display) even in bright daytime, the luminance of the augmented image is important.

그러나, 종래의 HUD(Head Up Display)에 사용되는 홀로그래픽 광학소자의 경우, 최대회절효율각도가 일정한 간섭패턴이 형성되어 있어 휘도가 높은 빛이 일정한 방향으로만 출사되므로, 사용자의 아이박스 영역 외의 영역으로 휘도가 높은 빛이 대부분 출사되어 증강이미지의 휘도가 저하되는 문제가 있다.However, in the case of a holographic optical device used in a conventional HUD (Head Up Display), an interference pattern having a constant maximum diffraction efficiency angle is formed, so that light with high luminance is emitted only in a certain direction. Most of the light with high luminance is emitted to the area, so there is a problem in that the luminance of the augmented image is lowered.

또한, 종래의 HUD(Head Up Display)에 사용되는 홀로그래픽 광학소자에 의해서 사용자의 아이박스 영역으로 출사되는 빛은, 증강이미지의 특정 부분의 정보를 포함하는 빛만이 휘도가 높아서, 사용자가 보게 되는 증강이미지가 부분 별로 다른 휘도를 가지게 되는 문제가 있다.In addition, as for the light emitted to the user's eye box area by the holographic optical element used in the conventional HUD (Head Up Display), only the light containing information on a specific part of the augmented image has high luminance, so that the user sees it. There is a problem in that the augmented image has different luminance for each part.

본 발명의 일 과제는, HUD(Head Up Display) 등에 사용되는 홀로그래픽 광학소자로부터 출사되는 증강이미지 빛이 사용자의 아이박스 영역으로 효과적으로 집중되지 못하는 문제를 해결하는데 있다.One object of the present invention is to solve the problem that augmented image light emitted from a holographic optical device used in a HUD (Head Up Display) and the like is not effectively focused on the user's eye box area.

본 발명의 일 과제는, HUD(Head Up Display) 등에 사용되는 홀로그래픽 광학소자로부터 사용자의 아이박스 영역으로 제공되는 증강이미지가 부분 별로 균일한 휘도를 가지지 못하는 문제를 해결하는데 있다.An object of the present invention is to solve a problem that an augmented image provided to a user's eye box area from a holographic optical device used for a head up display (HUD) or the like does not have uniform luminance for each part.

본 발명의 일 과제는, 사용자의 아이박스 영역으로 제공되는 증강이미지가 균일하면서도 높은 휘도를 가지도록 증강이미지 빛을 출사할 수 있는 홀로그래픽 광학소자를 쉽게 제조하지 못하는 문제를 해결하는데 있다.One object of the present invention is to solve the problem of not being able to easily manufacture a holographic optical device capable of emitting light of an augmented image so that an augmented image provided to a user's eye box area has uniform and high luminance.

본 발명의 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시상태는 참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계; 상기 제1 단계를 소정 횟수 반복하여 복수 개의 상기 광학소자를 생성하는 제2 단계; 상기 간섭패턴의 경사각이 변경되도록 상기 광학소자를 가열하는 제3 단계; 및 복수 개의 상기 광학소자를 결합하여 홀로그래픽 광학소자를 형성하는 제4 단계를 포함하는 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes a first step of generating an optical element by recording an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, on a photosensitive material; a second step of repeating the first step a predetermined number of times to generate a plurality of the optical elements; a third step of heating the optical element to change the inclination angle of the interference pattern; and a fourth step of forming a holographic optical device by combining the plurality of optical devices.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 단계는, 복수 개의 상기 광학소자를 각각 다른 온도로 가열할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, in the third step, the plurality of optical elements may be heated to different temperatures.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제4 단계는, 상기 홀로그래픽 광학소자에 기록된 상기 간섭패턴의 경사각이 소정의 방향으로 점점 증가하거나 점점 감소하도록 복수 개의 상기 광학소자를 결합할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, in the fourth step, the plurality of optical elements may be combined such that the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element gradually increases or decreases in a predetermined direction.

본 발명의 일 실시상태는 참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계; 상기 광학소자의 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 소정 부분을 가열하여 홀로그래픽 광학소자를 생성하는 제2 단계를 포함하는 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes a first step of generating an optical element by recording an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, on a photosensitive material; There is provided a method of manufacturing a holographic optical device comprising a second step of generating a holographic optical device by heating a predetermined portion of the optical device to change the inclination angle of the interference pattern.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학소자를 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 부분 별로 다른 온도로 가열할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the optical element may be heated to a different temperature for each portion in which the inclination angle of the interference pattern is to be changed.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 광학소자의 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 부분 별로 소정의 방향을 향해서 점점 높거나 점점 낮은 온도로 가열할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the second step, each portion of the optical element for which the inclination angle of the interference pattern is to be changed may be heated to a gradually higher or lower temperature in a predetermined direction.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 감광재료는 포토폴리머일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the photosensitive material may be a photopolymer.

본 발명의 일 실시상태는 상기 홀로그래픽 광학소자 제조 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학 소자에 있어서, 부분 별로 기록된 간섭패턴이 서로 피치는 동일하고 경사각은 다르며, 소정의 방향으로 상기 간섭패턴의 경사각이 점점 증가하거나 점점 감소하는 홀로그래픽 광학소자를 제공한다.In an exemplary embodiment of the present invention, in the holographic optical device manufactured by the method for manufacturing the holographic optical device, the interference patterns recorded for each part have the same pitch and different inclination angles, and the inclination angle of the interference pattern in a predetermined direction is An increasing or decreasing holographic optical element is provided.

본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자는, 간섭패턴의 피치는 동일하고 경사각은 다른 복수 개의 광학소자가 결합하여 형성됨으로써, 휘도가 높은 증강이미지 빛을 사용자의 아이박스 영역으로 집중하여 출사하므로, 사용자가 휘도가 높은 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.The holographic optical element according to the present invention is formed by combining a plurality of optical elements having the same pitch and different inclination angles of the interference pattern, so that the augmented image light with high luminance is concentrated and emitted to the user's eye box area. It provides the effect of viewing the augmented image with high luminance.

또한, 증강이미지의 각 부분의 정보를 포함하는 빛이 높은 휘도를 가지고 고르게 사용자의 아이박스 영역으로 집중되어 출사되도록 하므로, 사용자가 고른 휘도를 가지는 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.In addition, since the light including information of each part of the augmented image has a high luminance and is evenly concentrated and emitted to the user's eye box area, it provides an effect that the user can view the augmented image having an even luminance.

또한, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법은, 위치 별로 피치는 동일하고 경사각은 다른 간섭패턴이 기록된 홀로그래픽 광학소자를 가열 공정을 통해서 생성하므로, 간단하고 편리한 공정으로 홀로그래픽 광학소자를 제조할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the method for manufacturing a holographic optical device according to the present invention generates a holographic optical device in which an interference pattern having the same pitch and different inclination angles for each position is recorded through a heating process, so that the holographic optical device can be manufactured through a simple and convenient process. It provides an effect that can be manufactured.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 감광재료에 간섭패턴을 기록하는 공정을 도시한 도면이다.
도 3은 복수 개의 광학소자를 가열하는 공정을 도시한 도면이다.
도 4(a)는 간섭패턴의 경사각이 일정한 복수 개의 광학소자의 최대회절효율각도를 도시한 도면이다.
도 4(b)는 간섭패턴의 경사각이 서로 다른 복수 개의 광학소자의 최대회절효율각도를 도시한 도면이다.
도 5(a)는 도 4(a)의 복수 개의 광학소자를 결합한 종래의 홀로그래픽 광학소자에 의해서 사용자의 아이박스로 출사되는 증강이미지 빛을 도시한 도면이다.
도 5(b)는 도 4(b)의 복수 개의 광학소자를 결합한 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자에 의해서 사용자의 아이박스로 출사되는 증강이미지 빛을 도시한 도면이다.
도 6(a)는 사용자에게 보이는 도 5(a)에 따른 증강이미지의 일례를 도시한 도면이다.
도 6(b)는 사용자에게 보이는 도 5(b)에 따른 증강이미지의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 광학소자를 부분 별로 가열하는 공정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자를 도시한 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a holographic optical device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a process of recording an interference pattern on a photosensitive material.
3 is a diagram illustrating a process of heating a plurality of optical elements.
FIG. 4(a) is a diagram illustrating maximum diffraction efficiency angles of a plurality of optical elements having a constant inclination angle of an interference pattern.
FIG. 4(b) is a diagram illustrating maximum diffraction efficiency angles of a plurality of optical elements having different inclination angles of interference patterns.
Figure 5 (a) is a view showing the augmented image light emitted to the user's eye box by a conventional holographic optical element combining a plurality of optical elements of Figure 4 (a).
5 (b) is a view showing the augmented image light emitted to the user's eye box by the holographic optical device according to an embodiment of the present invention combining the plurality of optical devices of Figure 4 (b).
Figure 6 (a) is a view showing an example of the augmented image according to Figure 5 (a) shown to the user.
Figure 6 (b) is a diagram showing an example of the augmented image according to Figure 5 (b) shown to the user.
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a holographic optical device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a view showing a process of heating the optical element for each part.
9 is a view showing a holographic optical device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the content to be described later. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing the holographic optical device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시상태는 참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계; 상기 제1 단계를 소정 횟수 반복하여 복수 개의 상기 광학소자를 생성하는 제2 단계; 상기 간섭패턴의 경사각이 변경되도록 상기 광학소자를 가열하는 제3 단계; 및 복수 개의 상기 광학소자를 결합하여 홀로그래픽 광학소자를 형성하는 제4 단계를 포함하는 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 제공한다.An exemplary embodiment of the present invention includes a first step of generating an optical element by recording an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, on a photosensitive material; a second step of repeating the first step a predetermined number of times to generate a plurality of the optical elements; a third step of heating the optical element to change the inclination angle of the interference pattern; and a fourth step of forming a holographic optical device by combining the plurality of optical devices.

본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법은 위치 별로 피치는 동일하고 경사각은 다른 간섭패턴이 기록된 홀로그래픽 광학소자를 가열 공정을 통해서 생성하므로, 간단하고 편리한 공정으로 홀로그래픽 광학소자를 제조할 수 있다.The method for manufacturing a holographic optical device according to an exemplary embodiment of the present invention generates a holographic optical device in which an interference pattern having the same pitch and different inclination angles for each location is recorded through a heating process, so that the holographic optical device is a simple and convenient process. can be manufactured.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a holographic optical device according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법은 참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계(S100); 상기 제1 단계를 소정 횟수 반복하여 복수 개의 상기 광학소자를 생성하는 제2 단계(S200); 상기 간섭패턴의 경사각이 변경되도록 상기 광학소자를 가열하는 제3 단계(S300); 및 복수 개의 상기 광학소자를 결합하여 홀로그래픽 광학소자를 형성하는 제4 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the method for manufacturing the holographic optical device 1 according to the first embodiment of the present invention, an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, is recorded on a photosensitive material. a first step of generating an optical device (S100); a second step (S200) of repeating the first step a predetermined number of times to generate a plurality of the optical elements; a third step of heating the optical element to change the inclination angle of the interference pattern (S300); and a fourth step (S400) of combining the plurality of optical elements to form a holographic optical element.

먼저, 제1 단계(S100)에 대하여 설명한다.First, the first step (S100) will be described.

제1 단계(S100)는 감광재료(300)에 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴(400)을 기록하는 단계다. The first step ( S100 ) is a step of recording the interference pattern 400 , which is a holographic grating pattern, on the photosensitive material 300 .

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 감광재료는 포토폴리머일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the photosensitive material may be a photopolymer.

감광재료(300)는 노광에 의해 광학적인 정보를 기록할 수 있는 것으로, 홀로그램 분야에서 공지된 종래의 감광재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 감광재료(300)는 노광 부위와 비노광 부위에 굴절률 차이가 발생하여 광학적인 정보를 기록할 수 있는 포토폴리머를 포함하여 구성될 수 있다.The photosensitive material 300 can record optical information by exposure, and a conventional photosensitive material known in the field of holograms can be used. For example, the photosensitive material 300 may include a photopolymer capable of recording optical information due to a difference in refractive index between the exposed portion and the non-exposed portion.

도 2는 감광재료에 간섭패턴을 기록하는 공정을 도시한 도면이다.2 is a view showing a process of recording an interference pattern on a photosensitive material.

도 2를 참조하여 설명하면, 감광재료(300)에 레이저 등의 참조광(100) 및 물체광(200)을 조사하면, 감광재료(300) 내부에 상기 참조광(100) 및 물체광(200) 간의 간섭현상에 의하여 형성된 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴(400)이 구현된다. 이 때, 감광재료(300) 내에 형성된 간섭현상에 의하여 보강간섭이 형성된 부분은 상기 감광재료를 강하게 중합하고 상기 간섭현상에 의하여 상쇄간섭이 형성된 부분은 상기 감광재료를 약하게 중합하여 상기 감광재료 내에 굴절률 차이를 발생시켜 감광재료(300) 내에 간섭패턴(400)이 기록되며 이를 통하여 광학 소자(500)를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 2 , when a reference light 100 such as a laser and an object light 200 are irradiated to the photosensitive material 300 , the reference light 100 and the object light 200 are located inside the photosensitive material 300 . The interference pattern 400, which is a holographic grid pattern formed by the interference phenomenon, is implemented. At this time, the portion where the constructive interference is formed due to the interference phenomenon formed in the photosensitive material 300 is strongly polymerized with the photosensitive material, and the portion where the destructive interference is formed by the interference phenomenon is the portion where the photosensitive material is weakly polymerized to form a refractive index in the photosensitive material. By generating a difference, the interference pattern 400 is recorded in the photosensitive material 300 , thereby creating the optical element 500 .

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 참조광(100) 및 물체광(200)의 파장 각각은 400 nm 이상 700nm 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 참조광(100) 및 물체광(200)의 파장 각각은 532 nm인 것이 바람직하다.According to an exemplary embodiment of the present invention, each wavelength of the reference light 100 and the object light 200 is preferably 400 nm or more and 700 nm or less. Specifically, each wavelength of the reference light 100 and the object light 200 is preferably 532 nm.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 참조광(100) 및 물체광(200)이 이루는 각도는 45 ° 이상 80 ° 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 참조광(100) 및 물체광이 이루는 각도는 60 °인 것이 바람직하다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the angle between the reference light 100 and the object light 200 is preferably 45° or more and 80° or less. Specifically, the angle between the reference light 100 and the object light is preferably 60°.

이어서, 제2 단계(S200)에 대하여 설명한다.Next, the second step ( S200 ) will be described.

상기 제2 단계(S200)는 상기 제1 단계(S100)를 소정 횟수 반복하여 복수 개의 광학소자(500)를 생성하는 단계이다. 상기 제2 단계(S200)를 반복한 횟수만큼 복수 개의 광학소자(500)가 생성될 수 있다.The second step ( S200 ) is a step of generating a plurality of optical devices 500 by repeating the first step ( S100 ) a predetermined number of times. A plurality of optical devices 500 may be generated as many times as the second step (S200) is repeated.

이어서, 제3 단계(S300)에 대하여 설명한다.Next, the third step ( S300 ) will be described.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제3 단계는, 복수 개의 상기 광학소자를 각각 다른 온도로 가열할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the third step, the plurality of optical elements may be heated to different temperatures.

상기 제3 단계(S300)는 제2 단계(S200)에서 생성된 각각의 광학소자(500)에 기록된 간섭패턴(400)이 서로간에 피치(pitch)는 동일하지만 경사각은 다르도록, 복수 개의 광학소자(500)를 가열하는 단계이다.In the third step (S300), the interference patterns 400 recorded in each optical element 500 generated in the second step (S200) have the same pitch but different inclination angles, so that a plurality of optical This is a step of heating the device 500 .

포토폴리머 등으로 구성된 광학소자(500)를 가열하면 포토폴리머 등의 수축에 의해서 광학소자(500)에 기록된 간섭패턴(400)은 피치(pitch)는 변하지 않지만 경사각이 변하게 된다. 그리고, 가열 온도가 높고 가열 시간이 길수록 광학소자(500)에 기록된 간섭패턴(400)의 경사각은 커지게 된다.When the optical device 500 made of a photopolymer or the like is heated, the interference pattern 400 recorded on the optical device 500 due to the shrinkage of the photopolymer, etc. does not change the pitch but changes the inclination angle. In addition, the higher the heating temperature and the longer the heating time, the greater the inclination angle of the interference pattern 400 recorded on the optical element 500 is.

도 3은 복수 개의 광학소자를 가열하는 공정을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a process of heating a plurality of optical elements.

예를 들어, 도 3을 참조하여 설명하면, 복수 개의 광학소자(500)를 각각 다른 온도로 가열함으로써, 서로간에 피치(pitch)는 동일하지만 경사각은 다른 간섭패턴(400)이 기록된 복수 개의 광학소자(500)가 제조될 수 있다.For example, referring to FIG. 3 , by heating a plurality of optical elements 500 to different temperatures, a plurality of optical interference patterns 400 having the same pitch but different inclination angles are recorded. Device 500 may be fabricated.

이어서, 제4 단계(S400)에 대하여 설명한다.Next, the fourth step (S400) will be described.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제4 단계는, 상기 홀로그래픽 광학소자에 기록된 상기 간섭패턴의 경사각이 소정의 방향으로 점점 증가하거나 점점 감소하도록 복수 개의 상기 광학소자를 결합할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the fourth step, the plurality of optical elements may be combined such that the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element gradually increases or decreases in a predetermined direction.

상기 제4 단계(S400)는 제3 단계(S300)에 의해서 가열된 복수 개의 광학소자(500)를 결합하여 홀로그래픽 광학소자(1)를 형성하는 단계다.The fourth step (S400) is a step of forming the holographic optical device (1) by combining the plurality of optical devices (500) heated by the third step (S300).

복수 개의 광학소자(500)를 결합하여 홀로그래픽 광학소자(1)를 형성할 때, 홀로그래픽 광학소자(1)에 기록된 간섭패턴의 경사각이 소정의 방향으로 점점 증가하거나 점점 감소하도록 복수 개의 광학소자(500)를 결합할 수 있다.When the holographic optical element 1 is formed by combining the plurality of optical elements 500, a plurality of optical elements such that the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element 1 gradually increases or decreases in a predetermined direction. The device 500 may be combined.

이처럼, 홀로그래픽 광학소자(1)에 기록된 간섭패턴의 경사각이 위치 별로 다르게 구성됨으로써, 홀로그래픽 광학소자(1)의 위치 별로 입사빔을 최대 효율로 회절시킬 수 있는 입사빔의 입사각(이하, '최대회절효율각도'라 한다)이 달라질 수 있다.As such, since the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element 1 is configured differently for each position, the incident angle of the incident beam that can diffract the incident beam with maximum efficiency for each position of the holographic optical element 1 (hereinafter, The 'maximum diffraction efficiency angle') may vary.

도 4(a)는 간섭패턴의 경사각이 일정한 복수 개의 광학소자의 최대회절효율각도를 도시한 도면이다.FIG. 4A is a diagram illustrating maximum diffraction efficiency angles of a plurality of optical elements having a constant inclination angle of an interference pattern.

예를 들어, 도 4(a)를 참조하여 설명하면, 홀로그래픽 광학소자(1)를 제조하기 위한 제1 광학소자(510), 제2 광학소자(520), 제3 광학소자(530)에 형성된 간섭패턴(401, 402, 403)이 서로 피치(pitch)가 동일하고 경사각도 동일한 경우, 제1 광학소자(510), 제2 광학소자(520), 제3 광학소자(530)는 최대회절효율각도가 동일하게 된다.For example, referring to FIG. 4( a ), the first optical element 510 , the second optical element 520 , and the third optical element 530 for manufacturing the holographic optical element 1 . When the formed interference patterns 401, 402, 403 have the same pitch and the same inclination angle, the first optical element 510, the second optical element 520, and the third optical element 530 have maximum diffraction The efficiency angle is the same.

구체적으로, 제1 광학소자(510)에 제1 입사각을 가지는 제1 입사빔(10), 제2 입사각을 가지는 제2 입사빔(20), 제3 입사각을 가지는 제3 입사빔(30)을 조사할 때 제2 입사빔(20)의 회절 효율이 가장 클 수 있다. 이러한 경우, 제2 광학소자(520) 및 제3 광학소자(530) 또한 제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)을 조사할 때 제2 입사빔(20)의 회절 효율이 가장 크게 된다.Specifically, a first incident beam 10 having a first incident angle, a second incident beam 20 having a second incident angle, and a third incident beam 30 having a third incident angle are applied to the first optical element 510 . When irradiating, the diffraction efficiency of the second incident beam 20 may be the greatest. In this case, when the second optical element 520 and the third optical element 530 also irradiate the first incident beam 10 , the second incident beam 20 , and the third incident beam 30 , the second incident beam The diffraction efficiency of (20) becomes the largest.

도 4(b)는 간섭패턴의 경사각이 서로 다른 복수 개의 광학소자의 최대회절효율각도를 도시한 도면이다.FIG. 4(b) is a diagram illustrating maximum diffraction efficiency angles of a plurality of optical elements having different inclination angles of interference patterns.

이와는 달리, 도 4(b)를 참조하여 설명하면, 홀로그래픽 광학소자(1)를 제조하기 위한 제4 광학소자(540), 제5 광학소자(550), 제6 광학소자(560)에 형성된 간섭패턴(404, 405, 406)이 서로 피치(pitch)는 동일하지만 경사각은 다른 경우, 제4 광학소자(540), 제5 광학소자(550), 제6 광학소자(560)는 최대회절효율각도가 달라지게 된다.On the contrary, when described with reference to FIG. 4(b), the fourth optical element 540, the fifth optical element 550, and the sixth optical element 560 for manufacturing the holographic optical element 1 are formed When the interference patterns 404, 405, and 406 have the same pitch but different inclination angles, the fourth optical element 540, the fifth optical element 550, and the sixth optical element 560 have the maximum diffraction efficiency. angle will be different.

구체적으로, 제4 광학소자(540)에 제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)을 조사할 때 제3 입사빔(30)의 회절 효율이 가장 클 수 있다. 그리고, 제4 광학소자(540)의 간섭패턴(404) 보다 더 큰 경사각을 가지는 간섭패턴(405)이 기록된 제5 광학소자(550)에 제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)을 조사하면, 제2 입사빔(20)의 회절 효율이 가장 클 수 있다.Specifically, when irradiating the first incident beam 10 , the second incident beam 20 , and the third incident beam 30 to the fourth optical element 540 , the diffraction efficiency of the third incident beam 30 is the highest. can be large In addition, the first incident beam 10 and the second incident beam ( 20), when the third incident beam 30 is irradiated, the diffraction efficiency of the second incident beam 20 may be the greatest.

또한, 제5 광학소자(550)의 간섭패턴(405)보다 더 큰 경사각을 가지는 간섭패턴(406)이 기록된 제6 광학소자(560)에 제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)을 조사하면, 제1 입사빔(10)의 회절 효율이 가장 클 수 있다.In addition, the first incident beam 10 and the second incident beam ( 20), when the third incident beam 30 is irradiated, the diffraction efficiency of the first incident beam 10 may be the greatest.

이처럼, 위치 별로 최대회절효율각도가 달라지도록 복수 개의 광학소자(500)를 결합하여 제조된 홀로그래픽 광학소자(1)를 차량용 HUD(Head Up Display) 등에 적용할 수 있다.In this way, the holographic optical element 1 manufactured by combining a plurality of optical elements 500 so that the angle of maximum diffraction efficiency is different for each position can be applied to a vehicle head-up display (HUD) or the like.

도 5(a)는 도 4(a)의 복수 개의 광학소자를 결합한 종래의 홀로그래픽 광학소자에 의해서 사용자의 아이박스로 출사되는 증강이미지 빛을 도시한 도면이다.Figure 5 (a) is a view showing the augmented image light emitted to the user's eye box by a conventional holographic optical element combining a plurality of optical elements of Figure 4 (a).

예를 들어, 도 5(a)를 참조하여 설명하면, 도 5(a)의 출사측 광학소자(500-2)는 간섭패턴(401, 402, 403)의 피치(pitch) 및 경사각이 동일한 제1 광학소자(510), 제2 광학소자(520), 제3 광학소자(530)가 결합되어 형성된 것이다.For example, referring to FIG. 5A , the emission-side optical device 500 - 2 of FIG. 5A has the same pitch and inclination angle of the interference patterns 401 , 402 and 403 . The first optical element 510 , the second optical element 520 , and the third optical element 530 are combined to form it.

제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)이 유입측 광학소자(500-1)로 조사되면 조사된 빛이 전반사를 통해서 출사측 광학소자(500-2)에 도달할 수 있다. 출사측 광학소자(500-2)를 구성하는 제1 광학소자(510)에 도달된 빛 중 제2 입사빔(20)의 회절 효율이 가장 큰 경우, 제2 광학소자(520) 및 제3 광학소자(530)에 도달된 빛도 제2 입사빔(20)의 회절 효율이 가장 크게 된다.When the first incident beam 10, the second incident beam 20, and the third incident beam 30 are irradiated to the inlet-side optical element 500-1, the irradiated light is transmitted through total reflection to the outgoing optical element 500- 2) can be reached. When the diffraction efficiency of the second incident beam 20 among the light reaching the first optical element 510 constituting the emission-side optical element 500 - 2 is the greatest, the second optical element 520 and the third optical element The diffraction efficiency of the second incident beam 20 is the greatest even for light reaching the element 530 .

그러므로, 출사측 광학소자(500-2)로부터 출사되는 입사빔 중 최대회절효율을 가지는 빛이 대부분 사용자의 아이박스 영역 외의 영역으로 출사된다. 또한, 사용자의 아이박스로 유입되는 증강이미지의 정보를 담은 빛은, 증강이미지의 특정 부분의 정보를 담은 제2 입사빔(20)만이 최대회절효율로 회절되어 사용자의 아이박스로 출사되게 된다.Therefore, most of the light having the maximum diffraction efficiency among the incident beams emitted from the emitting-side optical element 500 - 2 is emitted to an area other than the user's eye box area. In addition, only the second incident beam 20 containing information of a specific part of the augmented image is diffracted with maximum diffraction efficiency of the light containing information of the augmented image flowing into the user's eye box, and then emitted to the user's eye box.

도 5(b)는 도 4(b)의 복수 개의 광학소자를 결합한 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자에 의해서 사용자의 아이박스로 출사되는 증강이미지 빛을 도시한 도면이다.Figure 5 (b) is a view showing the augmented image light emitted to the user's eye box by the holographic optical element according to an embodiment of the present invention combining a plurality of optical elements of Figure 4 (b).

이와는 달리, 도 5(b)를 참조하여 설명하면, 도 5(b)의 출사측 광학소자(500-4)는 간섭패턴(404, 405, 406)의 피치(pitch)는 동일하지만 경사각이 다른 제4 광학소자(540), 제5 광학소자(550), 제6 광학소자(560)가 결합되어 형성된 것이다.On the other hand, referring to FIG. 5(b), in the emission-side optical element 500-4 of FIG. 5(b), the interference patterns 404, 405, and 406 have the same pitch but different inclination angles. The fourth optical element 540 , the fifth optical element 550 , and the sixth optical element 560 are combined to form it.

제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)이 유입측 광학소자(500-3)로 조사되면 조사된 빛이 전반사를 통해서 출사측 광학소자(500-4)에 도달할 수 있다. 이 때, 제4 광학소자(540)에 도달된 빛 중 제3 입사빔(30)의 회절 효율이 가장 클 수 있다.When the first incident beam 10, the second incident beam 20, and the third incident beam 30 are irradiated to the inlet-side optical element 500-3, the irradiated light is transmitted through total reflection to the outgoing optical element 500- 4) can be reached. In this case, the diffraction efficiency of the third incident beam 30 among the light reaching the fourth optical element 540 may be the greatest.

그리고, 제4 광학소자(540)의 간섭패턴(404) 보다 더 큰 경사각을 가지는 간섭패턴(405)이 기록된 제5 광학소자(550)에 도달된 빛은 제2 입사빔(20)의 회절 효율이 가장 클 수 있으며, 제5 광학소자(550)의 간섭패턴(405) 보다 더 큰 경사각을 가지는 간섭패턴(406)이 기록된 제6 광학소자(560)에 도달된 빛은 제1 입사빔(10)의 회절 효율이 가장 클 수 있다.And, the light reaching the fifth optical element 550 in which the interference pattern 405 having a larger inclination angle than the interference pattern 404 of the fourth optical element 540 is recorded is diffraction of the second incident beam 20 . The efficiency may be greatest, and the light reaching the sixth optical element 560 in which the interference pattern 406 having a larger inclination angle than the interference pattern 405 of the fifth optical element 550 is recorded is the first incident beam. (10) may have the greatest diffraction efficiency.

그러므로, 출사측 광학소자(500-4)로부터 출사되는 빛 중 최대회절효율을 가지는 빛이 대부분 사용자의 아이박스 영역으로 출사된다. 또한, 사용자의 아이박스로 유입되는 증강이미지의 정보를 담은 빛은, 증강이미지의 각각의 부분의 정보를 담은 제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)이 골고루 최대회절효율로 회절되어 사용자의 아이박스 영역으로 출사되게 된다.Therefore, most of the light having the maximum diffraction efficiency among the light emitted from the emission-side optical element 500 - 4 is emitted to the user's eye box area. In addition, the light containing information of the augmented image flowing into the user's eye box includes the first incident beam 10 , the second incident beam 20 , and the third incident beam 30 containing information on each part of the augmented image. ) is evenly diffracted with the maximum diffraction efficiency and emitted to the user's eye box area.

도 6(a)는 사용자에게 보이는 도 5(a)에 따른 증강이미지의 일례를 도시한 도면이다.Figure 6 (a) is a view showing an example of the augmented image according to Figure 5 (a) shown to the user.

도 6(a)를 참조하여 설명하면, 도 5(a)와 같이 제2 입사빔(20)만이 최대회절효율로 회절되어 사용자의 아이박스로 출사되는 경우, 사용자가 보게 되는 증강이미지는 특정 부분만 휘도가 높다.Referring to FIG. 6(a), when only the second incident beam 20 is diffracted with maximum diffraction efficiency and emitted to the user's eye box as shown in FIG. 5(a), the augmented image seen by the user is a specific part But the luminance is high.

도 6(b)는 사용자에게 보이는 도 5(b)에 따른 증강이미지의 일례를 도시한 도면이다.Figure 6 (b) is a diagram showing an example of the augmented image according to Figure 5 (b) shown to the user.

도 6(b)를 참조하여 설명하면, 도 5(b)와 같이 제1 입사빔(10), 제2 입사빔(20), 제3 입사빔(30)이 최대회절효율로 회절되어 사용자의 아이박스로 골고루 출사되는 경우, 사용자가 보게 되는 증강이미지는 도 6(a)의 경우보다 전체적으로 휘도가 높으며 증강이미지의 전 부분이 고르게 휘도가 높다.Referring to FIG. 6(b), as shown in FIG. 5(b), the first incident beam 10, the second incident beam 20, and the third incident beam 30 are diffracted with maximum diffraction efficiency, so that the user's In the case of being uniformly emitted to the eye box, the luminance of the augmented image viewed by the user is higher overall than in the case of FIG.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing the holographic optical device 1 according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a holographic optical device according to a second embodiment of the present invention.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법은 참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계(S100-1); 및 상기 광학소자의 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 소정 부분을 가열하여 홀로그래픽 광학소자를 생성하는 제2 단계(S200-1)를 포함한다. Referring to FIG. 7, in the method for manufacturing the holographic optical device 1 according to the second embodiment of the present invention, an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, is recorded on a photosensitive material. a first step of generating an optical device (S100-1); and a second step (S200-1) of generating a holographic optical element by heating a predetermined portion to change the inclination angle of the interference pattern of the optical element.

먼저, 본 발명의 제2 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법의 제1 단계(S100-1) 는, 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법의 제1 단계(S100)와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.First, the first step (S100-1) of the method for manufacturing the holographic optical device 1 according to the second embodiment of the present invention is to manufacture the holographic optical device 1 according to the first embodiment of the present invention. Since it is the same as the first step ( S100 ) of the method, the following description will be omitted.

이어서, 제2 단계(S200-1)에 대하여 설명한다.Next, the second step ( S200 - 1 ) will be described.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 광학소자를 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 부분 별로 다른 온도로 가열할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the second step, the optical element may be heated to a different temperature for each portion in which the inclination angle of the interference pattern is to be changed.

제2 단계(S200-1)는 제1 단계(S300-1)에서 생성된 광학소자(500)를 부분 별로 가열하는 단계로서, 가열된 광학소자(500)는 홀로그래픽 광학소자(1)를 형성하게 된다.The second step (S200-1) is a step of heating the optical element 500 generated in the first step (S300-1) for each part, and the heated optical element 500 forms the holographic optical element 1 . will do

도 8은 광학소자를 부분 별로 가열하는 공정을 도시한 도면이다.8 is a view showing a process of heating the optical element for each part.

예를 들어, 도 8을 참조하여 설명하면, 광학소자(500)의 제1 부분(501)을 120℃로 가열하고, 제1 부분(501)과 인접하는 제2 부분(502)를 100℃로 가열할 수 있다. 그리고, 제1 부분(501)과 제2 부분(502)을 제외한 광학소자(500)의 다른 부분도 특정 온도로 가열할 수 있다.For example, referring to FIG. 8 , the first portion 501 of the optical element 500 is heated to 120° C., and the second portion 502 adjacent to the first portion 501 is heated to 100° C. can be heated In addition, other parts of the optical element 500 except for the first part 501 and the second part 502 may also be heated to a specific temperature.

이처럼, 광학소자(500)를 부분 별로 다른 온도로 가열하면, 광학소자(500)는 부분 별로 피치(pitch)는 동일하지만 경사각은 다른 간섭패턴(400)이 형성되게 된다. 이 때, 전술한 바와 같이, 가열 온도가 높고 가열 시간이 길수록 광학소자(500)에 기록된 간섭패턴(400)의 경사각은 커질 수 있다.In this way, when the optical element 500 is heated to a different temperature for each part, the optical element 500 is formed with an interference pattern 400 having the same pitch but different inclination angles for each part. At this time, as described above, the higher the heating temperature and the longer the heating time, the greater the inclination angle of the interference pattern 400 recorded on the optical element 500 may be.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 광학소자의 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 부분 별로 소정의 방향을 향해서 점점 높거나 점점 낮은 온도로 가열할 수 있다. 구체적으로, 홀로그래픽 광학소자(1)에 기록된 간섭패턴의 경사각이 소정의 방향으로 점점 증가하거나 점점 감소하도록 광학소자(500)를 부분 별로 가열할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 홀로그래픽 광학소자(1)를 소정의 방향을 향해서 점점 높거나 점점 낮은 온도로 부분 별로 가열할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, in the second step, each portion of the optical element for which the inclination angle of the interference pattern is to be changed may be heated to a gradually higher or lower temperature in a predetermined direction. Specifically, the optical element 500 may be heated for each part so that the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element 1 gradually increases or decreases gradually in a predetermined direction. For example, if described, the holographic optical element 1 may be heated for each part to a temperature gradually higher or lower in a predetermined direction.

이처럼, 홀로그래픽 광학소자(1)에 기록된 간섭패턴의 경사각이 위치 별로 다르도록 광학소자(500)가 가열됨으로써, 홀로그래픽 광학소자(1)의 위치별로 입사빔을 최대 효율로 회절시킬 수 있는 입사빔의 입사각(이하, '최대회절효율각도'라 한다)이 달라질 수 있다.As such, the optical element 500 is heated so that the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element 1 is different for each position, so that the incident beam can be diffracted with maximum efficiency for each position of the holographic optical element 1 The incident angle of the incident beam (hereinafter, referred to as 'maximum diffraction efficiency angle') may vary.

간섭패턴의 경사각에 따른 홀로그래픽 광학소자(1)의 최대회절효율각도, 차량용 HUD(Head Up Display) 등에 적용된 홀로그래픽 광학소자(1)의 작용은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법에서 설명한 바와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.The maximum diffraction efficiency angle of the holographic optical element 1 according to the inclination angle of the interference pattern, the action of the holographic optical element 1 applied to a vehicle HUD (Head Up Display), etc. Since it is the same as described in the manufacturing method of the graphic optical device 1, the following description will be omitted.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the holographic optical device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자를 도시한 도면이다.9 is a view showing a holographic optical device according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1)는 복수 개의 광학소자(500)가 결합하여 구성되며, 각각의 광학소자(540, 550, 560)에 기록된 간섭패턴(404, 405, 406)은 서로 피치(pitch)는 동일하지만 경사각은 다를 수 있다.Referring to FIG. 9 , the holographic optical device 1 according to an embodiment of the present invention is configured by combining a plurality of optical devices 500 , and is recorded on each optical device 540 , 550 , 560 . The interfering patterns 404 , 405 , and 406 may have the same pitch but different inclination angles.

그리고, 복수 개의 광학소자(540, 550, 560)는 소정의 방향으로 간섭패턴(404, 405, 406)의 경사각이 점점 증가하거나 점점 감소하도록 결합될 수 있다.In addition, the plurality of optical elements 540 , 550 , and 560 may be coupled to gradually increase or decrease the inclination angle of the interference patterns 404 , 405 , and 406 in a predetermined direction.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 홀로그래픽 광학소자(1) 제조 방법에 의하여 제조될 수도 있지만, 다른 방법에 의하여 제조될 수도 있다.Meanwhile, the holographic optical device 1 according to an embodiment of the present invention may be manufactured by the above-described method for manufacturing the holographic optical device 1 according to the embodiment of the present invention, but may be manufactured by another method. there is.

이하, 본 발명의 홀로그래픽 광학소자(1) 및 그 제조 방법의 작용 및 효과를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the holographic optical device 1 and the manufacturing method thereof of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시상태는 상기 홀로그래픽 광학소자 제조 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학 소자에 있어서, 부분 별로 기록된 간섭패턴이 서로 피치는 동일하고 경사각은 다르며, 소정의 방향으로 상기 간섭패턴의 경사각이 점점 증가하거나 점점 감소하는, 홀로그래픽 광학소자를 제공한다.In an exemplary embodiment of the present invention, in the holographic optical device manufactured by the method for manufacturing the holographic optical device, the interference patterns recorded for each part have the same pitch and different inclination angles, and the inclination angle of the interference pattern in a predetermined direction is An increasing or decreasing, holographic optical device is provided.

본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자는, 간섭패턴의 피치는 동일하고 경사각은 다른 복수 개의 광학소자가 결합하여 형성됨으로써, 휘도가 높은 증강이미지 빛을 사용자의 아이박스 영역으로 집중하여 출사하므로, 사용자가 휘도가 높은 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.The holographic optical element according to the present invention is formed by combining a plurality of optical elements having the same pitch and different inclination angles of the interference pattern, so that the augmented image light with high luminance is concentrated and emitted to the user's eye box area. It provides the effect of viewing the augmented image with high luminance.

먼저, 감광재료(300)로 참조광(100)과 물체광(200)을 조사하여 감광재료(300)에 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴(400)을 기록함으로써, 간섭패턴(400)이 기록된 광학소자(500)를 생성한다.First, by irradiating the reference light 100 and the object light 200 with the photosensitive material 300 to record the interference pattern 400, which is a holographic grating pattern, on the photosensitive material 300, the interference pattern 400 is recorded optical Create device 500 .

상기 광학소자(500)를 이용하여 부분 별로 간섭패턴(400)의 경사각이 다르게 기록된 홀로그래픽 광학소자(1)를 제조할 수 있다.By using the optical element 500, it is possible to manufacture the holographic optical element 1 in which the inclination angle of the interference pattern 400 is recorded differently for each part.

예를 들어, 복수 개의 광학소자(500)를 생성하고, 생성된 광학소자(500)를 서로 다른 온도로 가열하여 각각의 광학소자(500)가 서로 피치(pitch)는 동일하고 경사각은 다른 간섭패턴(400)을 가지도록 한 다음, 복수 개의 광학소자(500)를 결합하여 홀로그래픽 광학소자(1)를 제조할 수 있다.For example, a plurality of optical elements 500 are generated, and the optical elements 500 are heated to different temperatures so that the respective optical elements 500 have the same pitch and different inclination angles. After having 400 , the holographic optical device 1 may be manufactured by combining a plurality of optical devices 500 .

또 다른 예를 들어, 상기 광학소자(500)를 부분 별로 다른 온도로 가열하여, 간섭패턴(400)이 부분 별로 서로 피치(pitch)는 동일하고 경사각은 다른 홀로그래픽 광학소자(1)를 제조할 수도 있다.As another example, by heating the optical element 500 to a different temperature for each part, the interference pattern 400 for each part has the same pitch and different inclination angles to manufacture the holographic optical element 1 . may be

이 때, 홀로그래픽 광학소자(1)에 기록된 간섭패턴(400)의 경사각이 소정의 방향으로 점점 증가하거나 점점 감소하도록, 홀로그래픽 광학소자(1)를 제조할 수 있다.At this time, the holographic optical device 1 may be manufactured so that the inclination angle of the interference pattern 400 recorded on the holographic optical device 1 gradually increases or decreases in a predetermined direction.

이렇게 생성된 홀로그래픽 광학소자(1)를 차량용 HUD(Head Up Display) 등에 적용하는 경우, 홀로그래픽 광학소자(1)는 위치별로 빛의 최대회절효율각도가 다르므로, 증강이미지의 각 부분의 정보를 담은 빛을 골고루 최대회절효율로 회절시켜서 사용자의 아이박스 영역으로 집중하여 출사하게 된다.When the generated holographic optical element 1 is applied to a vehicle HUD (Head Up Display), etc., the holographic optical element 1 has a different maximum diffraction efficiency angle for each position, so information of each part of the augmented image The light containing the light is evenly diffracted with the maximum diffraction efficiency, and is focused and emitted to the user's eye box area.

이처럼, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자는, 간섭패턴의 피치는 동일하고 경사각은 다른 복수 개의 광학소자가 결합하여 형성됨으로써, 휘도가 높은 증강이미지 빛을 사용자의 아이박스 영역으로 집중하여 출사하므로, 사용자가 휘도가 높은 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.As such, the holographic optical element according to the present invention is formed by combining a plurality of optical elements having the same pitch and different inclination angles of the interference pattern, so that the augmented image light with high luminance is concentrated and emitted to the user's eye box area, It provides the effect that the user can see the augmented image with high luminance.

또한, 증강이미지의 각 부분의 정보를 포함하는 빛이 높은 휘도를 가지고 고르게 사용자의 아이박스 영역으로 집중되어 출사되도록 하므로, 사용자가 고른 휘도를 가지는 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.In addition, since the light including information of each part of the augmented image is focused and emitted evenly to the user's eye box area with high luminance, the user can view the augmented image having an even luminance.

또한, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법은, 위치 별로 피치는 동일하고 경사각은 다른 간섭패턴이 기록된 홀로그래픽 광학소자를 가열 공정을 통해서 생성하므로, 간단하고 편리한 공정으로 홀로그래픽 광학소자를 제조할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the method for manufacturing a holographic optical device according to the present invention generates a holographic optical device in which an interference pattern having the same pitch and different inclination angles for each position is recorded through a heating process, so that the holographic optical device can be manufactured through a simple and convenient process. It provides an effect that can be manufactured.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through representative embodiments above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will understand Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined by all changes or modifications derived from the claims and equivalent concepts as well as the claims to be described later.

1 : 홀로그래픽 광학소자 10 : 제1 입사빔
20 : 제2 입사빔 30 : 제3 입사빔
100 : 참조광 200 : 물체광
300 : 감광재료 400 : 간섭패턴
500 : 광학소자
1: holographic optical element 10: first incident beam
20: second incident beam 30: third incident beam
100: reference light 200: object light
300: photosensitive material 400: interference pattern
500: optical element

Claims (8)

참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계;
상기 제1 단계를 소정 횟수 반복하여 복수 개의 상기 광학소자를 생성하는 제2 단계;
상기 간섭패턴의 경사각이 변경되도록 상기 광학소자를 가열하는 제3 단계; 및
복수 개의 상기 광학소자를 결합하여 홀로그래픽 광학소자를 형성하는 제4 단계를 포함하는,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
A first step of generating an optical element by recording an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, on a photosensitive material;
a second step of repeating the first step a predetermined number of times to generate a plurality of the optical elements;
a third step of heating the optical element to change the inclination angle of the interference pattern; and
A fourth step of forming a holographic optical element by combining a plurality of the optical elements,
A method for manufacturing a holographic optical device.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계는,
복수 개의 상기 광학소자를 각각 다른 온도로 가열하는,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
According to claim 1,
The third step is
heating the plurality of optical elements to different temperatures,
A method for manufacturing a holographic optical device.
제2항에 있어서,
상기 제4 단계는,
상기 홀로그래픽 광학소자에 기록된 상기 간섭패턴의 경사각이 소정의 방향으로 점점 증가하거나 점점 감소하도록 복수 개의 상기 광학소자를 결합하는,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The fourth step is
Combining a plurality of the optical elements so that the inclination angle of the interference pattern recorded on the holographic optical element gradually increases or decreases in a predetermined direction,
A method for manufacturing a holographic optical device.
참조광과 물체광 간의 간섭현상에 의해 구현되는 홀로그래픽 격자 패턴인 간섭패턴을 감광재료에 기록하여 광학소자를 생성하는 제1 단계; 및
상기 광학소자의 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 소정 부분을 가열하여 홀로그래픽 광학소자를 생성하는 제2 단계를 포함하는,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
A first step of generating an optical element by recording an interference pattern, which is a holographic grating pattern realized by an interference phenomenon between a reference light and an object light, on a photosensitive material; and
Including a second step of generating a holographic optical element by heating a predetermined portion to change the inclination angle of the interference pattern of the optical element,
A method for manufacturing a holographic optical device.
제4항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 광학소자를 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 부분 별로 다른 온도로 가열하는,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The second step is
Heating the optical element to a different temperature for each part to change the inclination angle of the interference pattern,
A method for manufacturing a holographic optical device.
제5항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 광학소자의 상기 간섭패턴의 경사각을 변경할 부분 별로 소정의 방향을 향해서 점점 높거나 점점 낮은 온도로 가열하는,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The second step is
Heating to a gradually higher or lower temperature in a predetermined direction for each part to change the inclination angle of the interference pattern of the optical element,
A method for manufacturing a holographic optical device.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감광재료는 포토폴리머인,
홀로그래픽 광학소자 제조 방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The photosensitive material is a photopolymer,
A method for manufacturing a holographic optical device.
제3항 또는 제6항 중 어느 한 항의 홀로그래픽 광학소자 제조 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학 소자에 있어서,
부분 별로 기록된 간섭패턴이 서로 피치는 동일하고 경사각은 다르며,
소정의 방향으로 상기 간섭패턴의 경사각이 점점 증가하거나 점점 감소하는, 홀로그래픽 광학소자.
[Claim 7] In the holographic optical device manufactured by the method for manufacturing the holographic optical device of any one of claims 3 or 6,
Interference patterns recorded for each part have the same pitch and different inclination angles,
A holographic optical device in which the inclination angle of the interference pattern gradually increases or decreases in a predetermined direction.
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