KR20220030055A - 홀로그래픽 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홀로그래픽 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 구체적으로 출력 홀로그래픽 광학 소자부 또는 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절에 의하여 출력되는 광의 각도를 조절함으로써 상기 홀로그래픽 도광판이 적용되는 디스플레이 장치를 소형화하고 구조를 단순화할 수 있는 홀로그래픽 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에에 관한 것이다.

Description

홀로그래픽 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{HOLOGRAPHIC WAVEGUIDE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 홀로그래픽 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 구체적으로 출력 홀로그래픽 광학 소자부 또는 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절에 의하여 출력되는 광의 각도를 조절함으로써 상기 홀로그래픽 도광판이 적용되는 디스플레이 장치를 소형화하고 구조를 단순화할 수 있는 홀로그래픽 도광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 차량용 헤드 업 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

일반적인 차량용 헤드 업 디스플레이(Head Up Display, HUD) 시스템(10)은 영상을 생성하여 출력하는 디스플레이 장치(100)와, 해당 영상을 차량의 윈드쉴드(windshield, 200)로 지향시키는 회절도광판, 즉 홀로그래픽 도광판(130)로 구성될 수 있다.

홀로그래픽 도광판(130)은 디스플레이(100)와 윈드쉴드(200) 간 광경로를 확보하면서 헤드 업 디스플레이 시스템(10)의 전체 부피를 줄이기 위해 다수의 미러를 이용하게 된다.

다만, 이렇게 다수의 미러를 사용하더라도 디스플레이 장치(100), 다수의 미러들 간의 상호 확보해야하는 거리로 인해 헤드 업 디스플레이 시스템(10)의 전체 부피를 10 L 수준으로 줄이는데는 한계가 있다.

이러한 헤드 업 디스플레이 시스템은 운전자 입장에서 윈드쉴드를 통해 영상이 시인될 수 있는 영역인 아이모션박스(Eye Motion Box, EMB)가 고정되어 있으나 상기 디스플레이 장치(10)에서 출력된 광(Lo)은 윈드쉴드에 반사되어 운전자의 시야로 도달하지 못하고 다른 각도로 반사되는 문제점이 있었다.

도 2는 종래기술에 따른 헤드업 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참고하면, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 상기 반사된 광(Lr)이 운전자의 시야로 도달할 수 있도록 상기 출력된 광(Lo)이 소정의 각도로 출력되도록 상기 디스플레이 장치(10)를 다른 위치에 배치하여야 하지만, 상기 디스플레이 장치의 부피가 커 원하는 위치에 배치하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 디스플레이 장치에서 출력된 광이 운전자의 사야로 반사될 수 있도록 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광의 출력되는 각도를 형성하는 동시에 원하는 각도로 조절하는 기술개발이 시급한 실정이었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 광가이드부의 일면의 법선과 각을 형성하도록 출력하여 디스플레이 장치의 위치 조정 없이도 윈드쉴드에 반사된 광이 운전자의 시야로 도달할 수 있는 홀로그래픽 도광판 및 이를 포함한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시상태는 광을 안내하기 위한 광가이드부; 광원으로부터 출력된 광이 입력되어 상기 광가이드부 상에서 안내될 수 있도록 상기 광가이드부의 일면 또는 타면에 배치되어 상기 입력된 광을 회절시키도록 구성된 입력 홀로그래픽 광학 소자부; 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 회절된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의해 상기 광가이드부로부터 출력되도록 구성된 출력 홀로그래픽 광학 소자부;를 포함하는 홀로그래픽 도광판으로서, 상기 광가이드부로부터 출력되는 광은 상기 광가이드부 일면의 법선과 소정의 각을 이루는 것인 홀로그래픽 도광판을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부 및 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부는 z축이 지면(紙面)방향인 x, y, z 직교좌표계에서 z축 방향으로 나열되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부는 제1 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 형성된 패턴인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함하고, 상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제1 홀로그래픽 격자 벡터를 가지며, 상기 입력되는 광이 θ=0°, φ=0°으로 입력되고, 출력되는 광이 θ=0°, φ=φ_α°으로 출력되는 경우, 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향은 하기 수학식 1 내지 수학식 3을 만족하는 것일 수 있다.

<수학식 1>

θ=(180 - A/2)°

<수학식 2>

φ =(180 + B/2)°

<수학식 3>

n·Sin B°=Sin φ_α°

x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 θ는 xz 평면 상에서 이루는 각이고, x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 φ는 xy 평면 상에서 이루는 각이며, 상기 n은 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고, 상기 A는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되어 출력 홀로그래픽 광학 소자부로 도파되는 광의 도파각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xz 평면 상에서 이루는 각이며, 상기 B는 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되는 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각이다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부와 동일한 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 경우, 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 상기 광가이드가 배치된 면의 반대면에 합지되도록 더 포함하며, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의하여 출력되도록 구성되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제2 홀로그래픽 격자 패턴은 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 구현된 패턴인 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함하고, 상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제2 홀로그래픽 격자 벡터를 가지며, 상기 입력되는 광이 θ=0°, φ=0°으로 입력되고, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력되는 광이 θ=0°, φ=φ_α°출력되는 경우, 하기 수학식 4 내지 수학식 6을 만족하는 것일 수 있다.

<수학식 4>

θ=0°

<수학식 5>

φ =(270 + B/2)°

<수학식 6>

n·Sin B°=Sin φ_α°

x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 θ는 xz 평면 상에서 이루는 각이고, x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 φ는 xy 평면 상에서 이루는 각이며, 상기 n은 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고, 상기 B는 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되는 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각이다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 출력 홀로그래픽 광학소자부는 상기 제z 방향을 따라 갈수록 회절 효율이 높아지도록 구성되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 영상을 형성하는 영상광을 출력하는 광원; 및 상기 홀로그래픽 도광판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 도광판은 출력 홀로그래픽 광학 소자부 또는 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 광가이드부 일면의 법선과 각을 형성하여 출력되도록 설정함으로써, 원도쉴드에 반사된 광을 운전자의 시야에 도달시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치는 운전자 시야에 반사된 광이 도달하기 위하여 위치를 변경할 필요가 없어 상기 디스플레이 장치를 소형화시킬 수 있으며, 헤드업 디스플레이 시스템의 설계자유도를 확보할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 헤드업 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 헤드업 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 도광판을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 헤드업 디스플레이 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서 전체에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서 전체에서, 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않으며, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 명세서 전체에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.

본 명세서 전체에서, 용어 "광가이드부"는 내부 전반사를 이용하여 내부에서 광을 안내하는 구조로 정의될 수 있다. 내부 전반사를 위한 조건은 광가이드부의 굴절률이 광가이드부의 표면에 인접한 주변 매체의 굴절률보다 커야 한다. 광가이드부는 유리 및/또는 플라스틱 소재를 포함하여 형성될 수 있으며, 투명 또는 반투명할 수 있다. 광가이드부 플레이트 타입에 다양한 레이아웃으로 형성될 수 있다. 여기서, 용어 "플레이트"는 일면 및 그 반대측인 타면 사이에 소정의 두께를 가지는 3차원 구조체를 의미하며, 그 일면 및 타면은 실질적으로 평탄한 평면일 수도 있지만, 그 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면은 1차원적 또는 2차원적으로 만곡되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 타입의 광가이드부는 1차원적으로 만곡되어 그 일면 및/또는 타면이 원기둥의 측면 중 일부와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 다만, 그 만곡에 의해 형성되는 곡률은 광가이드부 상에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사가 용이하도록 충분히 큰 곡률 반경을 갖는 것이 바람직하다.

본 명세서 전체에서, 용어 "홀로그래픽 광학 소자"는 소정의 방향을 따라 고굴절부와 저굴절부가 서로 교번하여 배치되는 홀로그래픽 격자 패턴을 의미하며, 홀로그래픽 광학 소자에 도달하는 광은 회절되어 광경로가 변경될 수 있다. 이러한 홀로그래픽 격자 패턴은 포토폴리머(photopolymer)와 같은 감광 재료에 복수의 레이저가 간섭되어 기록될 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자는 광가이드부의 일면 또는 타면에 배치되어 광가이드부 상에서 광을 회절시켜 광경로를 변경하기 위한 구조로 이해될 수 있다.

본 명세서 전체에서, '홀로그래픽 광학소자'는 고굴절부와 저굴절부가 소정의 방향을 따라 서로 교번하여 배치되는 홀로그래픽 격자 패턴을 구비하는데, 홀로그래픽 격자 패턴의 길이 방향은 고굴절부와 저굴절부의 서로 교번하여 나열되는 방향과 수직한 방향으로 정의될 수 있다.

본 명세서 전체에서, 용어 "회절 효율"은, 광가이드 상에서 내부 전반사되는 광이 광학 소자에 의해 일부 회절되어 광경로가 변경되고 나머지는 회절되기 전의 광경로를 따라 전반사될 수 있는데, 회절되어 광경로가 변경된 회절광의 광량을 회절되기 직전의 광량으로 나눈 값을 의미할 수 있다.

본 명세서 전체에서, 소자부는 z 축이 지면(紙面)방향인 x, y, z 직교좌표계를 이용하며, 상기 θ는 x축과 z축이 이루는 각이고, 상기 φ는 x축과 y축이 이루는 각을 의미할 수 있다. 다만, 지면 방향의 축이 바뀌는 경우 그에 상응하도록 θ와 φ는 정의 될 수 있으며, 반드시 상기 정의에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시상태는 광을 안내하기 위한 광가이드부; 광원으로부터 출력된 광이 입력되어 상기 광가이드부 상에서 안내될 수 있도록 상기 광가이드부의 일면 또는 타면에 배치되어 상기 입력된 광을 회절시키도록 구성된 입력 홀로그래픽 광학 소자부; 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 회절된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의해 상기 광가이드부로부터 출력되도록 구성된 출력 홀로그래픽 광학 소자부;를 포함하는 홀로그래픽 도광판으로서, 상기 광가이드부로부터 출력되는 광은 상기 광가이드부 일면의 법선과 소정의 각을 이루는 것인 홀로그래픽 도광판을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 도광판은 출력 홀로그래픽 광학 소자부 또는 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 광가이드부 일면의 법선과 각을 형성하여 출력되도록 설정함으로써, 원도쉴드에 반사된 광을 운전자의 시야에 도달시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 홀로그래픽 도광판을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시상태인 홀로그래픽 도광판(130)은 광가이드(131), 입력 홀로그래픽 광학소자(133) 및 출력 홀로그래픽 광학소자(135)을 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 홀로그래픽 도광판이 상기 구성을 포함함으로써, 상기 홀로그래픽 도광판에서 출력된 광(Lo)을 원하는 각으로 회절시키며, 상기 출력된 광이 윈도쉴드에 반사되어 나온 반사된 광(Lr)이 운전자의 시야에 도달할 수 있도록 소정의 각으로 반사될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 홀로그래픽 도광판(130)은 광을 안내하기 위한 광가이드부(131)를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 홀로그래픽 도광판(130)은 광을 안내하기 위한 광가이드부(131)를 포함함으로써, 상기 입력된 광(Li)이 전반사를 통하여 원하는 방향으로 안내될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 홀로그래픽 도광판(131)은 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133)를 포함한다. 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133)는 입력된 광(입력광, Li)이 입력되어 광가이드부(131) 상에서 안내될 수 있도록 광가이드부(131)의 일면 또는 타면에 배치되어 입력된 입력광(Li)을 회절시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133)를 포함함으로써, 입력된 광(Li)이 회절된 광(Lc)을 형성하고 광가이드부(131)에서 전반사되어 안내될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 입력 광학 소자부(133)는 z 축 방향을 따라 고굴절부와 저굴절부가 서로 교번하여 배치되는 패턴을 구비하는 것일 수 있다. 구체적으로 입력 홀로그래픽 광학 소자부는 광가이드부의 일면 또는 타면 중 어느 하나에 배치되어 광원으로부터 입력된 광을 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)에 수광되도록 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135) 방향으로 회절시키고 상기 회절된 광이 상기 광가이드부 내에서 전반사되도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부의 고굴절부와 저굴절부가 서로 교번하여 배치되는 방향은 도 3을 기준으로 z 축 방향일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 입력 광학 소자부(133)와 상기 출력 광학 소자부(135)를 연결한 연장선 방향일 수 있다. 여기서, 상기 입력 홀로그래픽 광학소자의 홀로그래픽 격자 패턴의 길이 방향은 y 축 방향일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 입력 광학 소자부가 상술한 패턴을 구비함으로써, 상기 광가이드부에 입력된 광을 출력 홀로그래픽 광학 소자부에 수광될 수 있도록 안내시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133) 및 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)는 z축이 지면(紙面)방향인 x, y, z 직교좌표계에서 z축 방향으로 나열되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 지면 방향이 바뀌는 경우 z축에 한정되지 않고 나란히 배열될 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133) 및 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)가 z축이 지면(紙面)방향인 x, y, z 직교좌표계에서 z축 방향으로 나열되거나 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133) 및 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)가 나란히 배열됨으로써, 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부(133)에 입사된 광이 회절되어 안내되는 광의 수광 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)는 제1 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부의 홀로그래픽 격자 패턴과 상이한 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부의 홀로그래픽 격자 패턴과 각을 형성하도록 기록되는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)에 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴이 기록됨으로써, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 각을 이루어 출력될 수 있다.

구체적으로 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부(135)에서 회절되어 출력된 광(Lo)는 윈드쉴드(200)에 반사되어 반사광(Lr)이 운전자의 시야에 도달할 수 있도록 운전자가 윈드쉴드를 바라보는 각인 β °과 동일한 각으로 반사되어야 한다. 따라서, 상기 반사된 각은 수평선과 β °을 이루어야 하고, 상기 β °을 이루기 위하여 상기 출력광(Lo)의 방향은 θ=0°, φ=0°으로 출력되는 것이 아닌 θ=0°, φ=φ_α°으로 출력되어야 한다. 따라서, 상기 출력광의 출력되는 방향은 상기 광가이드부 일면의 법선과 각을 형성해야하므로, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에 기록된 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 그에 상응하는 격자 패턴을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 구현된 패턴인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴이 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 구현됨으로써, 상기 단일 파장과 동일한 파장만을 회절시켜 광선택성을 향상시킬 수 있으며, 복수의 파장 즉, 적색, 녹색 및 청색의 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의하여 구현된 것을 기록함으로써 풀 컬러의 영상을 디스플레이 장치에서 구현할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 홀로그래픽 격자 패턴의 피치는 상기 다수의 홀로그래픽 격자가 반복되는 것으로 홀로그래픽 격자 간의 간격을 의미할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴이 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함함으로써, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있으며, 상기 제1 홀로그래픽 격자 벡터의 크기를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 홀로그래픽 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제1 홀로그래픽 격자 벡터를 가질 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 선형 홀로그래픽 격자의 피치 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향을 확인함으로써, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있으며, 상기 제1 홀로그래픽 격자 벡터의 크기를 조절할 수 있다.

구체적으로 상기 제1 홀로그래픽 격자 벡터를 결정하는 경우 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률 및 출력되기 원하는 각도로부터 회절된 광의 xy 평면에서 회절되는 각도를 확인할 수 있고 이로부터 적절한 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함하고, 상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제1 홀로그래픽 격자 벡터를 가지며, 상기 입력되는 광이 θ=0°, φ=0°으로 입력되고, 출력되는 광이 θ=0°, φ=φ_α°으로 출력되는 경우, 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향은 하기 수학식 1 내지 수학식 3을 만족하는 것일 수 있다.

<수학식 1>

θ=(180 - A/2)°

<수학식 2>

φ =(180 + B/2)°

<수학식 3>

n·Sin B°=Sin φ_α°

x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 θ는 xz 평면 상에서 이루는 각이고, x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 φ는 xy 평면 상에서 이루는 각이며, 상기 n은 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고, 상기 A는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되어 출력 홀로그래픽 광학 소자부로 도파되는 광의 도파각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xz 평면 상에서 이루는 각이며, 상기 B는 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되는 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각이다.

구체적으로 상기 A는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에 입력된 광이 회절되어 광가이드부 내에서 전반사를 통해 안내되고 상기 안내된 광, 즉 도파된 광이 출력 홀로그래픽 광학 소자부에 수광될 때 상기 도파된 광의 도파각도 중 x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xz 평면 상에서 축이 이루는 각일 수 있다. 또한, 상기 B는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에 입력된 광이 회절되어 광가이드부 내에서 전반사를 통해 안내되고 상기 안내된 광, 즉 도파된 광이 출력 홀로그래픽 광학 소자부에 수광되고 난 뒤 상기 출력 홀로그래픽 내에서 회절될 때 상기 회절된 광의 각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각일 수 있다.

상술한 것과 같이 상기 수학식 1 내지 수학식 3을 만족하도록 제1 홀로그래픽 격자 벡터를 갖는 제1 홀로그래픽 격자 패턴을 기록함으로써, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있다.

구체적으로 출력된 광이 θ=0°, φ=0°으로 출력되는 경우(이하, '기존 출력'이라고 한다), 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향은 상기 수학식 1을 만족하고 φ=0°에 해당하게 된다. 상기 출력된 광을 θ=0°, φ=φ_α°으로 출력(이하, '변경 출력'이라고 한다)시키기 위해서는 상기 수학식 1 내지 3을 만족하는 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향을 가져야만 한다. 다만, 기존 출력 조건의 도파각도인 A는 동일하고 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률과 회절되기 원하는 각인 φ_α°는 정해져 있으므로 상기 수학식 3으로부터 출력 홀로그래픽 광학소자 내에서 회절되는 광의 xy 평면 상에서 이루는 각인 B를 구할 수 있며, 이후 상기 수학식 2로부터 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향인 θ 및 φ를 구할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부와 동일한 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 경우, 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 상기 광가이드가 배치된 면의 반대면에 합지되도록 더 포함하며, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의하여 출력되도록 구성되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 추가 홀로그래픽 광학 소자부를 더 포함함로써, 이미 제조된 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부 상에 추가 홀로그래픽 광학 소자부를 용이하게 합지함으로써, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부를 통과함으로써, 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있다.

구체적으로, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부와 동일한 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 경우, 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 상기 광가이드가 배치된 면의 반대면에 합지되도록 더 포함할 수 있다. 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부와 동일한 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 경우 입력된 광과 동일한 각도로 출력되므로 반사된 광이 운전자의 시야에 도달하지 못하므로 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력된 광이 회절되어 출력될 수 있도록 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부를 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 상기 광가이드가 배치된 면의 반대면에 합지됨으로써, 용이하게 홀로그래픽 도광판을 제조할 수 있으며, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있다.

또한, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의하여 출력되도록 구성되는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부와 동일한 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 경우 입사된 광과 동일한 출력광을 출력하므로 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부에 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력된 광을 수광하여 회절시킴으로써, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제2 홀로그래픽 격자 패턴은 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 구현된 패턴인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 구현됨으로써, 상기 단일 파장과 동일한 파장만을 회절시켜 광선택성을 향상시킬 수 있으며, 복수의 파장 즉, 적색, 녹색 및 청색의 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의하여 구현된 것을 기록함으로써 풀 컬러의 영상을 디스플레이 장치에서 구현할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴이 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함함으로써, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있으며, 상기 제2 홀로그래픽 격자 벡터의 크기를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 홀로그래픽 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제2 홀로그래픽 격자 벡터를 가질 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 선형 홀로그래픽 격자의 피치 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향을 확인함으로써, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있으며, 상기 제2 홀로그래픽 격자 벡터의 크기를 조절할 수 있다.

구체적으로 상기 제2 홀로그래픽 격자 벡터를 결정하는 경우, 추가 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률 및 출력되기 원하는 광의 각도로부터 상기 B는 확인할 수 있고 이로부터 적절한 상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함하고, 상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제2 홀로그래픽 격자 벡터를 가지며, 상기 입력되는 광이 θ=0°, φ=0°으로 입력되고, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력되는 광이 θ=0°, φ=φ_α°출력되는 경우, 하기 수학식 4 내지 수학식 6을 만족하는 것일 수 있다.

<수학식 4>

θ=0°

<수학식 5>

φ =(270 + B/2)°

<수학식 6>

n·Sin B°=Sin φ_α°

x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 θ는 xz 평면 상에서 이루는 각이고, x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 φ는 xy 평면 상에서 이루는 각이며, 상기 n은 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고, 상기 B는 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되는 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각이다. 상기 B는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에 입력된 광이 회절되어 광가이드부 내에서 전반사를 통해 안내되고 상기 안내된 광, 즉 도파된 광이 출력 홀로그래픽 광학 소자부에 수광된 후 추가 홀로그래픽 광학소자부에 수광되어 광이 회절된 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각일 수 있다.

상술한 것과 같이 상기 수학식 4 내지 수학식 6을 만족하도록 제2 홀로그래픽 격자 벡터를 갖는 제2 홀로그래픽 격자 패턴을 기록함으로써, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광이 상기 광가이드부 일면의 법선과 이루는 각을 조절할 수 있다.

구체적으로 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력된 광을 θ=0°, φ=φ_α°으로 출력(이하, '변경 출력'이라고 한다)시키기 위해서 상기 수학식 4 내지 6을 만족하는 상기 제2 홀로그래픽 격자의 벡터 방향을 가져야만 한다. 다만, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 출력된 광의 방향은 θ=0°, φ=0°이므로, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부에 수광되는 광의 방향은 θ=0°, φ=0°이다. 상기 수광된 광의 방향을 θ=0°, φ=φ_α°으로 회절하여 출력해야 하므로 θ는 변화없이 φ만을 변화시켜야 한다. 상기 n은 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고, φ_α°는 이미 정해져 있으므로 상기 수학식 6으로부터 회절각도인 B를 구할 수 있으며, 상기 수학식 4 및 수학식 5로부터 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향인 θ 및 φ를 구할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 출력 홀로그래픽 광학소자부는 상기 z 축 방향을 따라 갈수록 회절 효율이 높아지도록 구성되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 z 축 방향을 따라 갈수록 상기 패턴에 의한 회절 효율이 높아지도록 구성되는 것일 수 있다. 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서의 홀로그래픽 격자 패턴에 의한 효율은 10 내지 100 % 사이에서 점차 높아지도록 구성될 수 있다. 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 수광한 광은 광가이드부 상에서 홀로그래픽 격자 패턴이 나열된 z 축 방향을 주된 방향으로 하여 전반사되는데, 일부 광은 홀로그래픽 격자 패턴에 의해 전반사 경로 상에서 회절과 함께 분기되어 광가이드로부터 출력된다. 결국, z 축 을 주된 방향으로 하는 전반사 경로를 따라갈수록 광량은 줄어들게 된다. 따라서, 홀로그래픽 격자 패턴에 도달하는 광량이 상기 전반사 경로를 따라갈수록 줄어들게 되더라도, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 z 축 방향을 따라 회절 효율이 높아지도록 구성되면, 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 홀로그래픽 격자 패턴을 통해 회절되어 광가이드부로부터 출력되는 광들은 서로간 광량이 비슷해질 수 있다.

한편, 홀로그래픽 격자 패턴의 회절 효율은 고굴절부가 차지하는 두께 및/또는 높이와 상관 관계가 있다. 즉, 소정의 방향을 따라 배열되는 홀로그래픽 격자 패턴에 의한 회절 효율을 높이고자 하는 경우에는, 소정의 방향을 따라 고굴절부의 두께 및/또는 높이를 높게 구성하는 것으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시상태는 영상을 형성하는 영상광을 출력하는 광원; 및 상기 홀로그래픽 도광판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치는 운전자 시야에 반사된 광이 도달하기 위하여 위치를 변경할 필요가 없어 상기 디스플레이 장치를 소형화시킬 수 있으며, 헤드업 디스플레이 시스템의 설계자유도를 확보할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(10)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 디스플레이 장치(100)는 영상을 형성하는 영상광을 출력하는 광원(110)을 포함한다. 상술한 것과 같이 광원(110)을 포함함으로써, 미리 정해진 이미지를 광으로 조사하여 상기 홀로그래픽 도광판(130)에 입력광(Li)을 입력시켜 소정의 위치에 상기 이미지인 출력된 광(Lo)을 출력할 수 있다. 나아가, 상기 디스플레이 장치가 차량용 헤드업 디스플레이 장치(HUD)에 해당하는 경우 윈드쉴드(windshield)에 상기 이미지인 출력된 광(Lo)을 반사시킨 반사광(Lr)을 운전자의 시야에 도달가능하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광원은 액정 디스플레이 패널 또는 유기 발광 다이오드 디스플레이 패널을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 광원은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED )로 구성되는 디스플레이 패널(이하, 유기 발광 디스플레이 패널) 또는 레이저 빔 스캔 프로젝터일 수 있다. 보다 구체적으로 광원은 화상 정보를 가진 전기적 신호를 입력 받고 상기 화상 정보에 대한 화상 표시광을 출력하는 수단을 의미한다. 상술한 것과 같이 광원을 액정 디스플레이 패널 또는 유기 발광 다이오드 디스플레이 패널로 선택함으로써, 고정된 이미지뿐만 아니라 동영상을 재생할 수 있으며, 상기 재생되는 이미지의 화질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광원은 상기 홀로그래픽 도광판의 입력 홀로그래픽 광학 소자부에 입력되는 광일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 광원에서 출력되는 광이 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에 입력됨으로써, 상기 입력되는 광을 소정의 방향으로 회절시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 디스플레이 장치는 증강현실기기용 디스플레이 장치, 자동차용 헤드 업 디스플레이 장치 또는 가상현실용 디스플레이 장치에 이용될 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 디스플레이 장치가 증강현실기기용 디스플레이 장치, 자동차용 헤드 업 디스플레이 장치 또는 가상현실용 디스플레이 장치에 적용됨으로써, 상기 디스플레이 장치를 소형화하며 구조를 단순화하여 설계자유도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10: 헤드업 디스플레이 시스템
100: 디스플레이 장치
110: 광원
130: 홀로그래픽 도광판
131: 광가이드부
133: 입력 홀로그래픽 광학 소자부
135: 출력 홀로그래픽 광학 소자부
135P: 제1 홀로그래픽 격자
137: 추가 홀로그래픽 광학 소자부
137P: 제2 홀로그래픽 격자
200: 윈드쉴드
Li: 입사된 광
Lc: 회절된 광
Lo: 출력된 광
Lr: 반사된 광

Claims (10)

1. 광을 안내하기 위한 광가이드부;
   광원으로부터 출력된 광이 입력되어 상기 광가이드부 상에서 안내될 수 있도록 상기 광가이드부의 일면 또는 타면에 배치되어 상기 입력된 광을 회절시키도록 구성된 입력 홀로그래픽 광학 소자부; 및
   상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부로 부터 회절된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의해 상기 광가이드부로부터 출력되도록 구성된 출력 홀로그래픽 광학 소자부;를 포함하는 홀로그래픽 도광판으로서,
   상기 광가이드부로부터 출력되는 광은 상기 광가이드부 일면의 법선과 소정의 각을 이루는 것인
   홀로그래픽 도광판.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부 및 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부는 z 축이 지면(紙面)방향인 x, y, z 직교좌표계에서 z축 방향으로 나열되는 것인
   홀로그래픽 도광판.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부는 제1 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 것인
   홀로그래픽 도광판.
4. 청구항 3에 있어서,
   제1 홀로그래픽 격자 패턴은 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 형성된 패턴인 것인
   홀로그래픽 도광판.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함하고,
   상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제1 홀로그래픽 격자 벡터를 가지며,
   상기 입력되는 광이 θ=0°, φ=0°으로 입력되고, 출력되는 광이 θ=0°, φ=φ_α°으로 출력되는 경우, 상기 제1 홀로그래픽 격자의 벡터 방향은 하기 수학식 1 내지 수학식 3을 만족하는 것인
   홀로그래픽 도광판:
   <수학식 1>
   θ=(180 - A/2)°
   <수학식 2>
   φ =(180 + B/2)°
   <수학식 3>
   n·Sin B°=Sin φ_α°
   x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 θ는 xz 평면 상에서 이루는 각이고, x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 φ는 xy 평면 상에서 이루는 각이며,
   상기 n은 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고,
   상기 A는 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되어 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로 도파되는 광의 도파각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xz 평면 상에서 이루는 각이며,
   상기 B는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되는 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각이다.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부가 상기 입력 홀로그래픽 광학 소자부와 동일한 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 경우,
   제2 홀로그래픽 격자 패턴이 기록된 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부의 상기 광가이드가 배치된 면의 반대면에 합지되도록 더 포함하며,
   상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부는 상기 출력 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력된 광을 수광하고 수광된 광이 회절에 의하여 출력되도록 구성되는 것인
   홀로그래픽 도광판.
7. 청구항 6에 있어서,
   제2 홀로그래픽 격자 패턴은 단일 파장을 갖는 레이저 간 또는 복수 파장을 갖는 레이저 간의 간섭현상에 의해 구현된 패턴인 것인
   홀로그래픽 도광판.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 제2 홀로그래픽 격자 패턴은 미리 정해진 피치로 반복 형성된 선형 홀로그래픽 격자를 포함하고,
   상기 선형 홀로그래픽 격자들의 피치에 반비례하는 크기; 및 상기 선형 격자들이 연장된 방향과 수직한 방향;으로 정의되는 제2 홀로그래픽 격자 벡터를 가지며,
   상기 입력되는 광이 θ=0°, φ=0°으로 입력되고, 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부로부터 출력되는 광이 θ=0°, φ=φ_α°출력되는 경우, 하기 수학식 4 내지 수학식 6을 만족하는 것인
   홀로그래픽 도광판:
   <수학식 4>
   θ=0°
   <수학식 5>
   φ =(270 + B/2)°
   <수학식 6>
   n·Sin B°=Sin φ_α°
   x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 θ는 xz 평면 상에서 이루는 각이고, x 축의 양의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 상기 φ는 xy 평면 상에서 이루는 각이며,
   상기 n은 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부의 굴절률이고,
   상기 B는 상기 추가 홀로그래픽 광학 소자부에서 회절되는 광의 회절각도 중 x 축의 음의 방향을 0°을 기준으로 시계방향으로 각이 측정될 때 xy 평면 상에서 이루는 각이다.
9. 청구항 4 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 출력 홀로그래픽 광학소자부는 상기 제z 방향을 따라 갈수록 회절 효율이 높아지도록 구성되는 것인
   홀로그래픽 도광판.
10. 영상을 형성하는 영상광을 출력하는 광원; 및
    청구항 9에 따른 홀로그래픽 도광판을 포함하는 디스플레이 장치.

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