KR20240107253A - 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치는 평행광을 조사하는 레이저 광원, 상기 레이저 광원이 생성한 광을 반사시켜 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)에 의해 변조하는 반사형 공간 광 변조기(SLM)를 포함하는 제1 광학계, 상기 공간 광 변조기에서 반사된 광이 입사되고, 정의 파워를 가지고, 비회절반사광을 제거하고 회절반사광을 통과시키는 비회절반사광 제거 필터를 포함하는 제2 광학계, 상기 비회절반사광 제거 필터를 통과한 광이 입사되고, 정의 파워 가지는 제3 광학계, 상기 제3 광학계를 통과한 광이 반사되는 미러 및 상기 미러에서 반사된 광이 반사되고, 정의 파워를 가지는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)를 포함하는 제4 광학계를 포함하고, 상기 제2 광학계 및 제3 광학계는 정의 파워를 가지고. 상기 공간 광 변조기에 의해 위치가 변경될 수 있는 가상의 이미지가 형성되고, 상기 미러와 상기 반사형 광학 소자 사이에 중간 홀로그래픽 이미지가 형성된다.

Description

홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치{Optical devices that create holographic image}
본 발명은 컴퓨터 생성 홀로그램을 이용한 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치에 관한 것이다.
최근 광학기술의 발전으로 인해 사용자가의 머리에 착용한 상태에서 홀로그램 이미지를 감상할 수 있는 헤드 마운트형 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이러한 헤드 마운트형 디스플레이 장치는 레이저 등을 이용한 광원, 광 변조기 및 홀로그래픽 광학 소자(HOE)를 이용하여, 착용자의 눈 앞에 홀로그램 이미지를 생성하는 방식으로 동작한다.
그러나 착용자의 시력 및 착용상태 등에 따라 홀로그램 이미지의 상의 위치를 변경해야 하는 문제가 발생하다. 이를 해결하기 위한 가장 간단한 방법은 광 변조기를 광축 방향으로 물리적으로 이동하여 홀로그램 이미지의 상의 위치를 변경하는 방식이다. 이러한 방식은 광학적으로 구조가 간단하다는 장점이 있으나, 광 변조기가 기구적으로 이동하여야 하므로 기구적인 구조가 복잡하고 내구성이 약하다는 문제가 있다.
따라서 내구성이 우수하고, 더욱 간단한 방법으로 정확한 홀로그램 이미지의 상의 위치를 변경할 수 있는 방법이 연구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2021-0100414호(2021년08월17일 공개)
본 발명은 컴퓨터 생성 홀로그램을 이용하여 공간 광 변조기가 반사하는 가상의 이미지의 상의 위치를 변경하여 광학 장치의 디옵터를 조절하는 구조를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명은 복수의 미리 정해진 광학 설계를 만족하는 렌즈를 이용하여 수차를 최소화한 광학 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치는 평행광을 조사하는 레이저 광원, 상기 레이저 광원이 생성한 광을 반사시켜 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)에 의해 변조하는 반사형 공간 광 변조기(SLM)를 포함하는 제1 광학계, 상기 공간 광 변조기에서 반사된 광이 입사되고, 정의 파워를 가지고, 비회절반사광을 제거하고 회절반사광을 통과시키는 비회절반사광 제거 필터를 포함하는 제2 광학계, 상기 비회절반사광 제거 필터를 통과한 광이 입사되고, 정의 파워 가지는 제3 광학계, 상기 제3 광학계를 통과한 광이 반사되는 미러 및 상기 미러에서 반사된 광이 반사되고, 정의 파워를 가지는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)를 포함하는 제4 광학계를 포함하고, 상기 제2 광학계 및 제3 광학계는 정의 파워를 가지고. 상기 공간 광 변조기에 의해 위치가 변경될 수 있는 가상의 이미지가 형성되고, 상기 미러와 상기 반사형 광학 소자 사이에 중간 홀로그래픽 이미지가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광학계는 상기 공간 광 변조기 및 상기 제2 광학계 사이에 위치하는 편광판(polarizer)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광학계는 정의 파워를 가지는 제1 렌즈 및 매니스커스 형상의 제2 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈의 파워는 상기 제1 렌즈의 파워보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3 광학계는 적어도 하나의 원통형(cylindrical) 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원통형 렌즈의 제1 축에 대한 파워를 A라 하고, 상기 제1 축과 직교하는 제2 축에 대한 파워를 B라 할 때 다음의 조건식 1 및 조건식 2를 만족할 수 있다.
<조건식 1>
A < 0
<조건식 2>
|B| < 0.2|A|
본 발명의 일 실시예에 있어서, 다음의 조건식 3을 만족하는 홀로그래픽 이미지를 생성할 수 있다.
<조건식 3>
1.0〈 efx/efy〈 1.05
여기서, efx는 x축(단축) 유효 초점거리이고, efy는 y축(장축) 유효 초점거리임.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 광학 장치에 대한 물체 사이를 연결하는 제1 축선과 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 중간 홀로그래픽 이미지의 사이를 연결하는 제2 축선 사이의 각도는 50° 내지 70°일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제1 축선과 0° 내지 5°의 각도를 형성하도록 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 공간 광 변조기는 상기 제2 광학계의 축선과 30° 내지 60°의 각도를 형성하도록 형성될 수 있다.
본 발명은 컴퓨터 생성 홀로그램을 이용하여 공간 광 변조기가 반사하는 가상의 이미지의 상의 위치를 변경하여 광학 장치의 디옵터를 조절할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 복수의 미리 정해진 광학 설계를 만족하는 렌즈를 이용하여 수차를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치의 광학 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치 상의 위치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 설명되는 각 단계들은 특별한 인과관계에 의해 나열된 순서에 따라 수행되어야 하는 경우를 제외하고, 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치의 광학 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 광학 장치는 홀로그래픽 이미지를 생성한다. 본 발명의 광학 장치는 착용자의 논의 동공이 물체(700)에 해당하고, 물체의 초점이 본 발명의 홀로그래픽 이미지의 참초점의 위치에 맺히게 된다.
본 발명의 광학 장치는 레이저 광원(100), 제1 광학계(200), 제2 광학계(300), 제3 광학계(400), 미러(500) 및 제4 광학계(600)를 포함한다. 여기서 레이저 광원(100), 제1 광학계(200), 제2 광학계(300), 제3 광학계(400), 미러(500) 및 제4 광학계(600)는 레이저 광원(100)에서 물체(700) 측 방향으로 순차적으로 배열되어 있다.
레이저 광원(100)은 광을 생성하여, 생성된 광을 제1 광학계(200)에 조사한다. 특히, 레이저 광원(100)은 평행광을 생성하여 제1 광학계(200)의 공간 광 변조기(210)에 조사하게 된다.
본 발명에서 광원은 레이저 광원인 것이 바람직하다. 본 발명에서의 반사형 홀로그래픽 광학 소자(610)는 사용 파장의 폭이 좁아 파장 영역의 폭이 넓은 LED를 사용할 경우 색수차가 발생할 수 있다.
제1 광학계(200)는 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator, SLM)(210)을 포함한다. 본 발명에서 공간 광 변조기(210)는 반사형 타입인 것이 바람직하다. 반사형 타입의 공간 광 변조기(210)는 예를 들어, LCoS 공간 광 변조기일 수 있다. 공간 광 변조기는 레이저 광원이 생성한 광을 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)에 의해 변조하여, 가상의 이미지를 생성한다. 가상의 이미지는 공간 광 변조기(210)를 기준으로 위치가 조절될 수 있다.
제1 광학계(200)는 편광판(polarizer)(220)을 더 포함할 수 있다. 특히, 공간 광 변조기(210)가 반사형 타입이 사용될 경우, 편광판(220)은 필수적으로 포함될 수 있다. 편광판(220)은 공간 광 변조기(210) 및 제2 광학계(300) 사이에 위치하게 된다.
제2 광학계(300)는 공간 광 변조기(210)에서 반사된 광이 입사된다. 제1 광학계(200)가 편광판(220)을 포함하는 경우, 제2 광학계(300)는 편광이 정렬된 광만 입사될 수 있다.
제2 광학계(300)는 전체적으로 정(positive)의 파워(refractive power, 굴절력)을 가질 수 있다. 제2 광학계(300)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 광학계(300)는 제1 렌즈(310) 및 제2 렌즈(320)를 포함할 수 있다. 제1 렌즈(310) 및 제2 렌즈(320)는 광원 측에서 물체 측의 방향으로 순차적으로 배열될 수 있다.
제1 렌즈(310)는 정의 파워를 가질 수 있다. 제1 렌즈(310)는 양측이 볼록인 렌즈인 것이 바람직하지만, 경우에 따라서 최소한 광원 측의 면이 볼록인 렌즈가 사용될 수 있다.
제2 렌즈(320)는 매니스커스 형상의 렌즈일 수 있다. 제2 렌즈(320)는 정의 파워 또는 부(negative)의 파워 중 적어 하나를 가질 수 있다. 다만, 제2 렌즈(320)의 파워는 제1 렌즈(310)의 파워보다 작은 것이 바람직하다.
제2 광학계(300)는 비회절반사광 제거 필터(DC필터)(330)를 포함할 수 있다. 비회절반사광 제거 필터(330)는 제2 렌즈(320)의 물체 측에 위치할 수 있다. 따라서 비회절반사광은 제2 렌즈(320)를 통과한 광원(100)의 반사광의 일부를 통과시키고, 다른 일부를 차단하게 된다. 구체적으로, 비회절반사광 제거 필터(330)는 회절되지 않은 0차 회절광을 차단하고, 1차 이상의 회절광만을 선택적으로 통과시킨다.
제3 광학계(400)는 비회절반사광 제거 필터(330)를 통과한 광이 입사된다. 따라서 제3 광학계(400)는 제2 광학계(300)를 통과한 광원(100)의 반사광 중 회절광만이 입사되게 된다.
제3 광학계(400)는 전체적으로 정의 파워를 가질 수 있다. 제3 광학계(400)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제3 광학계(400)는 제3 렌즈(410), 제4 렌즈(420), 제5 렌즈(430) 및 제6 렌즈(440)를 포함할 수 있다. 제3 렌즈(410), 제4 렌즈(420), 제5 렌즈(430) 및 제6 렌즈(440)는 광원(100) 측에서 물(700)체 측의 방향으로 순차적으로 배열될 수 있다.
첨부의 도면에는 제3 광학계(400)가 4개의 렌즈를 순차적으로 배열된 형태로 도시되어 있지만, 경우에 따라 개별 렌즈의 개수는 변경될 수 있다.
제3 광학계(400)는 적어도 하나의 원통형(cylindrical) 렌즈를 포함한다. 첨부의 도면에서는 제3 광학계(400)의 렌즈 중 가장 광원(100) 측에 위치하는 제3 렌즈(410)가 원통형 렌즈인 것으로 도시되어 있다.
제3 렌즈(410)에 해당하는 원통형 렌즈는 제1 축에 대해서는 부의 파워를 가지고, 제2 축에 대해서는 별도의 파워를 가지지 않도록 형성될 수 있다. 여기서, 제1 축은 수직 방향인 y축(장축)일 수 있고, 제2 축은 수평 방향인 x축(단축)일 수 있다. 구체적으로, 제3 렌즈(410)의 광원 측 면은 오목면으로 형성되고, 물체 측 면은 평면으로 형성되는 것이 가능하다.
구체적으로, 원통형 렌즈(410)의 제1 축에 대한 파워를 A라 하고, 제2 축에 대한 파워를 B라 할 때 다음의 조건식 1 및 조건식 2를 만족한다.
<조건식 1>
A < 0
<조건식 2>
|B| < 0.2|A|
<조건식 1>은 원통형 렌즈(410)가 제1 축에 대해서 부의 파워를 가진다는 것을 의미한다. <조건식 2>는 원통형 렌즈(410)가 제2 축에 대해서 제1 축에 비해 절대값을 기준으로 작은 파워를 가진다는 것을 의미한다. 구체적으로, 원통형 렌즈(410)의 제2 축에 대한 파워의 절대값은 제1 축에 대한 파워의 절대값의 0.2배 이내이므로 사실상 별도의 파워가 거의 없는 수준임을 의미할 수 있다.
이러한 원통형 렌즈(410)에 의해 본 발명의 광학 장치는 다음의 조건식 3을 만족하게 된다.
<조건식 3>
1.0〈 efx/efy〈 1.05
여기서, efx는 x축(단축) 유효 초점거리이고, efy는 y축(장축) 유효 초점거리이다.
미러(500)는 제3 광학계(400)를 통과한 광을 반사시킨다. 이러한 미러(500)의 반사 형태로 인해, 본 발명의 광학 장치가 전체적으로 안경 모양으로 디자인될 수 있다.
제4 광학계(600)는 미러(500)에서 반사된 광이 반사되고, 정의 파워를 가지는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)(610)를 포함한다. 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)(610)는 비축 반사의 특성을 가지는 소자이다. 따라서 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)(610)는 착용자의 안면에 수직에 가까운 형태로 위치하더라도, 착용자의 안구에 수직으로 입사되는 출사광을 생성할 있다. 반사형 홀로그래픽 광학 소자(610)에 의해 미러(500)와 반사형 광학 소자 사이에 중간 홀로그래픽 이미지(550)가 형성되게 된다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명에서 컴퓨터 생성 홀로그램에 의해 생성되는 가상의 이미지(250)에 대해 설명하도록 한다. 컴퓨터 생성 홀로그램에 의해 생성되는 가상의 이미지는 허상에 해당하는 것일 수 있다.
가상의 이미지(250)는 컴퓨터 생성 홀로그램에 의해 위치가 변경될 수 있다. 구체적으로, 가상의 이미지(250)는 공간 광 변조기(210)를 기준으로 전후 방향의 범위 내에서 위치가 변경될 수 있다. 첨부의 도 2에는 가상의 이미지(250)가 공간 광 변조기(210)와 제2 광학계(300) 사이에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 경우에 따라 가상의 이미지(250)는 공간 광 변조기(210)의 뒤에 허상으로 생성되는 것도 가능하다.
가상의 이미지(250)의 위치가 변경됨에 따라 본 발명의 광학 장치가 생성하는 중간 홀로그래픽 이미지(550)의 위치가 이동할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 광학 장치는 별도의 공간 광 변조기(210)의 이동 없이도 디옵터의 조절이 가능하다.
공간 광 변조기(210)는 제2 광학계의 축선(310)과 30° 내지 60°의 각도를 형성하도록 형성될 수 있다. 이러한 공간 광 변조기(210)의 틸트(tilt) 배치에 따라 홀로그래픽 광학 소자(610)에서 비축 반사로 인해 생긴 수차를 줄일 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명에서 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)(610)의 위치와 배열 형태에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
반사형 홀로그래픽 광학 소자(610)와 물체(700) 사이를 연결하는 가상의 제1 축선(611)이 있을 수 있다. 또한, 반사형 홀로그래픽 광학 소자(610)와 중간 홀로그래픽 이미지(550) 사이를 연결하는 가상의 제2 축선(612)이 있을 수 있다.
여기서, 제1 축선(611)과 제2 축선(612) 사이의 각도는 50° 내지 70°일 수 있다.
또한, 반사형 홀로그래픽 광학 소자(610)는 상기 제1 축선(611)에 대해 축선과 0° 내지 5°의 각도를 형성하도록 기울어지게 위치할 수 있다. 이러한 반사형 홀로그래픽 광학 소자(610)의 틸트 배치에 따라 홀로그래픽 광학 소자(610)에서 비축 반사로 인해 생긴 수차를 줄일 수 있다.
상술한 광학 장치의 동작에 의해 물체에 해당하는 사용자의 동공(700)은 홀로그래픽 이미지(561, 562)를 감상할 수 있게 된다. 여기서, 홀로그래픽 이미지(561, 562)의 위치는 상술한 가상의 이미지(250)의 위치를 조절하는 것에 의해 조절될 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 것과 같이 광학 장치를 2.0 디옵터가 되도록 설정하는 경우, 물체로부터 0.5m의 거리(D1) 만큼 이격된 위치에 해당하는 홀로그래픽 이미지(561)가 생성되게 된다. 또한, 광학 장치를 0.0 디옵터가 되도록 설정하는 경우, 물체로부터 무한대의 거리(D2) 만큼 이격된 위치에 해당하는 홀로그래픽 이미지(562)가 생성되게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치가 포함하는 개별 렌즈에 대한 광학 데이터를 도시한 것이다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 레이저 광원
200: 제1 광학계
300: 제2 광학계
400: 제3 광학계
500: 미러
600: 제4 광학계

Claims (10)

  1. 평행광을 조사하는 레이저 광원;
    상기 레이저 광원이 생성한 광을 반사시켜 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH)에 의해 변조하는 반사형 공간 광 변조기(SLM)를 포함하는 제1 광학계;
    상기 공간 광 변조기에서 반사된 광이 입사되고, 정의 파워를 가지고, 비회절반사광을 제거하고 회절반사광을 통과시키는 비회절반사광 제거 필터를 포함하는 제2 광학계;
    상기 비회절반사광 제거 필터를 통과한 광이 입사되고, 정의 파워 가지는 제3 광학계;
    상기 제3 광학계를 통과한 광이 반사되는 미러; 및
    상기 미러에서 반사된 광이 반사되고, 정의 파워를 가지는 반사형 홀로그래픽 광학 소자(HOE)를 포함하는 제4 광학계를 포함하고,
    상기 제2 광학계 및 제3 광학계는 정의 파워를 가지고.
    상기 공간 광 변조기에 의해 위치가 변경될 수 있는 가상의 이미지가 형성되고,
    상기 미러와 상기 반사형 광학 소자 사이에 중간 홀로그래픽 이미지가 형성되는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광학계는 상기 공간 광 변조기 및 상기 제2 광학계 사이에 위치하는 편광판(polarizer)을 더 포함하는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광학계는 정의 파워를 가지는 제1 렌즈 및 매니스커스 형상의 제2 렌즈를 더 포함하는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 렌즈의 파워는 상기 제1 렌즈의 파워보다 작은
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 광학계는 적어도 하나의 원통형(cylindrical) 렌즈를 더 포함하는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 원통형 렌즈의 제1 축에 대한 파워를 A라 하고, 상기 제1 축과 직교하는 제2 축에 대한 파워를 B라 할 때 다음의 조건식 1 및 조건식 2를 만족하는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
    <조건식 1>
    A < 0
    <조건식 2>
    |B| < 0.2|A|
  7. 제1 항에 있어서,
    다음의 조건식 3을 만족하는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
    <조건식 3>
    1.0〈 efx/efy〈 1.05
    여기서, efx는 x축(단축) 유효 초점거리이고, efy는 y축(장축) 유효 초점거리임.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 광학 장치에 대한 물체 사이를 연결하는 제1 축선과 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 중간 홀로그래픽 이미지의 사이를 연결하는 제2 축선 사이의 각도는 50° 내지 70°인
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제1 축선과 0° 내지 5°의 각도를 형성하도록 위치하는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조기는 상기 제2 광학계의 축선과 30° 내지 60°의 각도를 형성하도록 형성되는
    홀로그래픽 이미지를 생성하는 광학 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07151993A (ja) * 1993-11-30 1995-06-16 Olympus Optical Co Ltd 視覚表示装置
KR20200031922A (ko) * 2018-09-17 2020-03-25 삼성전자주식회사 투시형 디스플레이 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치
KR20210100414A (ko) 2020-02-06 2021-08-17 한국전자통신연구원 홀로그램 재현 영상 출력 장치 및 방법
KR20210111069A (ko) * 2020-03-02 2021-09-10 삼성전자주식회사 비정형 광학계 및 이를 구비하는 디스플레이 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07151993A (ja) * 1993-11-30 1995-06-16 Olympus Optical Co Ltd 視覚表示装置
KR20200031922A (ko) * 2018-09-17 2020-03-25 삼성전자주식회사 투시형 디스플레이 장치 및 이를 포함하는 증강 현실 장치
KR20210100414A (ko) 2020-02-06 2021-08-17 한국전자통신연구원 홀로그램 재현 영상 출력 장치 및 방법
KR20210111069A (ko) * 2020-03-02 2021-09-10 삼성전자주식회사 비정형 광학계 및 이를 구비하는 디스플레이 장치

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