WO2014193048A1 - 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자 - Google Patents

입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자 Download PDF

Info

Publication number
WO2014193048A1
WO2014193048A1 PCT/KR2013/009358 KR2013009358W WO2014193048A1 WO 2014193048 A1 WO2014193048 A1 WO 2014193048A1 KR 2013009358 W KR2013009358 W KR 2013009358W WO 2014193048 A1 WO2014193048 A1 WO 2014193048A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
lens structure
pattern
light
optical element
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/009358
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김학린
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to US14/786,645 priority Critical patent/US9869806B2/en
Priority to CN201380076991.5A priority patent/CN105247402A/zh
Priority to EP13885904.6A priority patent/EP3006987A4/en
Publication of WO2014193048A1 publication Critical patent/WO2014193048A1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G02B27/285—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining comprising arrays of elements, e.g. microprisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets

Definitions

  • the present invention relates to a variable light converging optical element, and more particularly, by stacking two lenticular lens arrays having polarization-dependent light condensing characteristics to provide various light condensing patterns by varying the polarization direction of incident light.
  • a light converging pattern variable optical element that can be
  • a convex lens-shaped lenticular lens array made of liquid crystal or liquid crystal polymer having optical anisotropy formed on a concave lens-shaped transparent polymer layer determines a function as a lens according to the polarization direction of incident light.
  • the refractive index of the concave lens-like polymer layer and the ordinary refractive index of the liquid crystal or liquid crystal polymer formed thereon in the form of a convex lens become optical refractive index matching.
  • the extraordinary refractive index of the liquid crystal or the liquid crystal phase polymer is large, when the incident light is incident such that the polarization of the incident light is parallel to the axial direction, the lenticular lens array functions as a convex lens and the light is condensed and output. do.
  • the polarized light of the incident light is parallel to the direction of the image refractive index axis, the lenticular lens array does not function as a convex lens, and thus the light is not collected and the light goes straight.
  • An object of the present invention is to provide an optical device that provides various light collecting patterns according to polarization of incident light using a lenticular lens array having such characteristics.
  • An object of the present invention is to provide an optical device in which various condensing patterns vary according to polarization conditions to incident light by using a stacked polarization and dependent lenticular lens : array.
  • a feature of the present invention for achieving the above technical problem relates to a light collecting pattern variable optical device having a polarization dependency on incident light, the light collecting pattern variable optical device,
  • a first lens structure formed of a liquid crystal or a liquid crystal polymer having a first refractive index axis direction and having a long lenticular lens arranged in a first alignment direction; And a second lens formed on the emission surface of the first lens structure, the second lenticular lenses formed of a liquid crystal or a liquid crystal polymer having a second birefringence axis direction and having a long axis aligned in a dozen alignment directions.
  • a pan pattern of light output from the second lens structure is determined.
  • the first lens structure and the second lens structure are preferably designed such that the focal plane is the same.
  • the first lens structure and the second lens structure include: a lens layer made of a liquid crystal or liquid crystal polymer having optical anisotropy and having a convex lens shape; And a substrate layer made of a polymer having optical isotropy and having an inverted form of the lens layer. It is preferable to have a,
  • the abnormal refractive index of the lens layer is greater than the refractive index of the substrate layer, Guljeolreul of the lens layer may be the same as the refractive index of the i pancheung 7: is more preferred.
  • the first alignment direction of the first lens structure and the second alignment direction of the second lens structure are the same or perpendicular to each other.
  • 1 or higher refractive index axis direction and the second ideal refractive index axis direction of the second lens structure is preferably the same or perpendicular to each other.
  • the second lens when the alignment directions of the long axes of the first and second lens structures are parallel to each other, and the abnormal refractions of the 1 and 12 lens structures are perpendicular to each other, the second lens
  • the arrangement period of the second lenticular lens of the structure may be an integer multiple of the arrangement period of the first lenticular lens of the first lens structure or the arrangement period of the first lenticular lens of the first lens structure may be the second lentice of the second lens structure. It is preferable that it is determined as an integer multiple of the arrangement period of the lens.
  • the first and second lenticular lenses are preferably composed of a GRIN lens or a Fresnel lens.
  • the condensing pattern variable optical element according to the present invention is configured by combining the alignment directions of the long axis of the first lens structure and the second lens structure and the abnormal refractive index axis direction of the stacked, and controlling the polarization of the incident light, thereby condensing various types of light. You will get a pattern.
  • the alignment directions of the major axes of the first lens array and the second lens array are arranged perpendicular to each other, and the abnormal refractive index axial directions of the liquid crystal or liquid crystal polymer are arranged parallel to each other.
  • the abnormal refractive index axial directions of the liquid crystal or liquid crystal polymer are arranged parallel to each other.
  • the alignment directions of the long axes of the first lens array and the second lens array are arranged perpendicular to each other, and the abnormal refractive index axial directions of the liquid crystal or liquid crystal phase polymer are also perpendicular to each other.
  • the alignment directions of the long axes of the first lens array and the second lens array are arranged perpendicular to each other, and the abnormal refractive index axial directions of the liquid crystal or liquid crystal phase polymer are also perpendicular to each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a light converging pattern variable optical element having polarization dependence on incident light according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment directions of the long axes of the first lens array and the second lens array are perpendicular to each other.
  • An embodiment of a condensing pattern variable optical element having a condensing pattern arranged on the liquid crystal or the liquid crystal polymer such that the axial directions of the refractive indexes of the liquid crystal polymer are parallel to each other and a condensed dot pattern two-dimensional array is formed according to the polarization of the incident light is illustrated. It is shown as an enemy.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first lens structure and a second lens structure constituting a light converging pattern variable optical element having polarization dependence on incident light according to a preferred embodiment of the present invention, and different light condensing operation characteristics according to the polarization of the incident range
  • Figures (a) and (b) is an embodiment implemented with a Fresnel lens array and (c) and (d) is a form implemented with a GRIN lens.
  • 3 is a coordinate system indicating a polarization angle ⁇ ⁇ of an incident beam.
  • FIG. 4 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarization in the first embodiment of the light converging pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarized light in the second embodiment of the light converging pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a diagram showing the output range patterns on the focal length plane for each input polarization in the third embodiment of the condensing pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention. .
  • Fig. 7 is a diagram showing the output beams ⁇ 11 turns on the focal length plane for each input polarization in the fourth embodiment of the light converging pattern variable optical element according to the present invention and the preferred embodiment . .
  • FIG. 8 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for each input polarized light in the fifth embodiment of the light collecting pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarization in the sixth embodiment of a light converging pattern variable optical element according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for each input polarized light in the seventh embodiment of a light collecting pattern variable optical element according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for respective input polarizations in an eighth embodiment of a light collecting pattern variable optical element according to a preferred embodiment of the present invention. [Best form for implementation of the invention]
  • the light converging pattern variable optical element having a polarization dependency on incident light is formed by stacking a first lens structure and a second lens structure including a lenticular lens having polarization dependency.
  • the light converging pattern variable optical element may be formed according to a polarization direction of incident light incident on the first lens structure, an abnormal refractive index axis direction of the first and second lens structures, and an alignment direction of the long axes of the first and second lens structures.
  • the beam pattern of the output light output from the two lens structure is characterized in that it is determined.
  • 1 is polarized light for incident light according to a preferred embodiment of the present invention. 13009358
  • a light collecting pattern variable optical element 1 may include a first lens structure 10 including first penticle lenses and a second lens structure including second lenticular lenses ( 20) are laminated and formed.
  • the first lens structure ()> is formed of: sec 3 ⁇ 4 or a liquid crystal phase polymer having a first abnormal end tool axis direction, and a first lenticular lens having a long axis aligned in a first alignment direction.
  • the second lens structure 20 is laminated on the emission surface of the crab lens structure, and is formed of a liquid crystal or a liquid crystal phase polymer having a second refractive index axis direction and has a long axis aligned in a second alignment direction. Are arranged in an array.
  • the first and second lenticular lenses may be composed of a GRIN (Graded Refractive Index) lens or a Fresnel lens lens, and FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b) illustrate lenticular lenses composed of Fresnel lenses. As illustrated. 2 (c) and 2 (d) illustrate lenticular lenses composed of GRIN lenses.
  • GRIN Gross Refractive Index
  • the light converging pattern variable optical element according to the present invention having the above-described configuration includes a polarization direction of incident light incident on the first lens structure, a first and second abnormal refractive index directions of the chaff U and the second lens structure, and the first And a beam pattern of light output from the system second lens structure according to the first and second alignment directions with respect to the long axis of the second lens structure.
  • the first lens structure and the second lens structure have the same basic structure, but according to the embodiment, only the alignment direction of the liquid crystal or the liquid crystal phase polymer and the arrangement period thereof are different.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a first lens structure and a plurality of lens structures constituting a light converging pattern variable optical element having polarization dependence on incident light according to a preferred embodiment of the present invention, wherein (a) and (b) are Fresnel The case consisting of a lens is shown, (c) and (d) show the case consisting of a GRIN lens.
  • the giant U lens structure 10 and the second lens structure 20 of the light converging pattern variable optical element according to the present invention have one side having a vortex lens shape.
  • the lens layer 12 and one surface thereof bake the substrate layer 14 having the shape holes in the reverse phase of the lens layer.
  • the lens layer 12 is made of liquid crystal or liquid crystal polymer having optical anisotropy
  • the substrate layer 14 is made of polymer having optical isotropy.
  • FIG. 2 is a simplified showing the case that the refractive index of the axis case, where the same polarized light incident to the direction and more than honey to Section same polarization to the axial direction incident to the lens structure consisting of a Fresnel lens, respectively, ( c) and (d) show a case where the same polarization as the image refractive index axis direction and a case where the same polarization as the abnormal refractive index axis direction are incident on the lens structure including the GRIN lens.
  • an alignment layer may be further provided on the upper and lower sides of the liquid crystal.
  • the alignment layer may be formed only at the interface between the liquid crystal polymer and the substrate layer or photocured without forming a separate alignment layer. Orientation throughout the process.
  • the condensing pattern variable optical element according to the present invention includes a stacked first lens structure and a second lens structure having the above-described configuration, a stacked first lens structure, and The incident light for the second lens structure passes through the first lens structure and then passes through the second lens structure.
  • the first lens structure and the second lens structure are designed to have the same focal plane, whereby a beam pattern of output light is formed on one focal plane. That is, the focal length of the second lens structure should be relatively shorter than the focal length of the first lens structure.
  • the first alignment direction of the nearly U lens structure and the second alignment direction of the second lens structure are the same or perpendicular to each other.
  • the first abnormal refractive index of the first lens structure is the axial direction and the second abnormal refractive index of the system 2 lens structure is the same or perpendicular to each other.
  • the axial direction and the abnormal refractive index axis direction of the first and second lens structures are preferably the same or perpendicular to each other.
  • the arrangement period of the second lenticular lens of the nearly 12 lens structures is The integer multiple of the arrangement period of the first lenticular lens of the first lens structure or the arrangement period of the first lenticular lens of the first lens structure is determined to be an integer multiple of the arrangement period of the second lenticular lens of the second lens structure. desirable.
  • the light converging pattern variable optical device having the above-described configuration may be variously designed according to a combination of alignment directions and abnormal refractive index axis directions of the first lens structure and the second lens structure, and a combination of the arrangement periods. According to the combination, it is possible to output various patterns.
  • the alignment direction of the lenticular lens is represented by L
  • the abnormal refractive index direction is represented by n
  • the arrangement period of the lens is represented by W
  • the first lens structure is represented by 1
  • the second lens structure is represented by 2. Mark it.
  • the first lens structure and the second lens structure is X- It lies parallel to the y plane, the light proceeds on the z-axis, and the polarization angle ⁇ ⁇ is set as shown in FIG. 3 when the light incident on the first and second lens structures is linearly polarized light.
  • Fig. 4 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarization in the first embodiment of the condensing pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the first embodiment shows that the alignment direction () of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the X direction (L ⁇ / x), and the abnormal refractive index of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure is determined.
  • the axial direction n is also parallel to the X direction (r // x), the alignment direction L 2 of the lenticular lens of the second lens structure is parallel to the y direction (L 2 // y), and the second lens
  • the extraordinary refractive index direction (n 2 ) of the liquid crystal or liquid crystalline polymer of the structure is also parallel to the X direction (n 2 // x) so that the axial directions of the first lens structure and the second lens structure are perpendicular to each other ( ⁇ 1 ⁇ 2 ), the birefringence axis directions are parallel to each other (//).
  • the first lens structure has an array period and the second lens structure has an array period W 2 .
  • the output beam pattern on the focal length plane causes the condensed point pattern to appear as a two-dimensional array (implementation Example 1-1).
  • the X-axis period of the condensed 2D dot pattern array follows the array period W 2 of the second lens structure and the y-axis period follows the array period () of the first lens structure.
  • the output beam pattern on the focal length plane depends on the output range pattern (1-1) along the X-axis linearly polarized light and the y-axis linearly polarized light.
  • the condensed dot pattern having the average light intensity of the output range pattern (1-2) appears in a two-dimensional array (Example 1-3).
  • the X-axis period of the focused two-dimensional point pattern array follows the array period W 2 of the crab 2 lens structure and the y-axis period follows the array period ⁇ of the first lens structure.
  • a dot pattern having a light converging degree lower than that of the output beam pattern (1-3) appears in a two-dimensional array (Example 1 # 4).
  • the X-axis weight of the focused two-dimensional : latent pattern array follows the array period () of the second lens structure and the y-axis period follows the array period OU of the first lens structure.
  • the output range pattern on the focal length plane results in a point pattern having a higher light condensation than the output beam pattern (1-3) as a two-dimensional array (Example 1 ⁇ 5).
  • the X-axis period of the condensed two-dimensional dot pattern array follows the array period W 2 of the second lens structure and the y-axis period follows the array period ⁇ of the first lens structure.
  • FIG. 5 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for each input polarized light in the second embodiment of the light collecting pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment direction () of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the X direction (L ⁇ / x), and the abnormal refractive index of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure is
  • the axial direction () is parallel to the y direction ( ni // y)
  • the alignment direction (L 2 ) of the lenticular lens of the second lens structure is parallel to the y direction (L 2 // y)
  • the abnormal refractive index of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the axial direction (n 2 ) is also parallel to the y direction (n 2 // y) ⁇ the axial directions of the first lens structure and the second lens structure are perpendicular to each other (L _L 2 )
  • the ideal refractive index directions are parallel to each other (//).
  • the first lens structure has an array period and the second lens structure has an array period W 2 .
  • the output beam pattern on the focal length plane appears as an uncondensed incident light pattern, (1- 2) The same as the output beam pattern (Example 2-1).
  • the output beam pattern on the focal length plane shows the focused point pattern as a two-dimensional array (1-1) and is the same as the output beam pattern (Example 2 ⁇ ) 2).
  • the output beam pattern on the focal plane is condensed with an average light intensity of the output beam pattern 2-1 according to the X-axis linear polarization and the output beam pattern 2-2 according to the y-axis linear polarization.
  • the pattern appears as a secondary wall array (1-3) and is the same as the output range pattern (Example 2-3).
  • the output pattern on the focal length plane has a point pattern with a higher light condensation than the output beam pattern (2-3). It appears as a dimensional array (1-5) and is the same as the output range pattern (Example 2-4).
  • the output range pattern on the focal length plane will have a two-dimensional array of point patterns having a lower condensing degree than the output range pattern (2-3) (1-4) Same as the output beam pattern (Example 2-5).
  • FIG. 6 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarized light in the third embodiment of the light converging pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment direction () of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the X direction (//) 0, and the abnormal refractive index axis of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure
  • Direction () is also parallel to the X direction (// x)
  • the alignment direction (L 2 ) of the lenticular lens of the second lens structure is parallel to the y direction (L 2 // y)
  • the liquid crystal of the second lens structure
  • the abnormal refractive index axis (n 2 ) of the liquid crystal phase polymer is also parallel to the y direction (n 2 // y)
  • the axes' directions of the first lens structure and the second lens structure are perpendicular to each other ( ⁇ 1 2 )
  • the birefringence axis directions are also perpendicular to each other ( ⁇ ⁇ ⁇ 2 ).
  • the first lens structure has an array period
  • the second lens structure has an array period W 2 .
  • the output beam pattern on the focal length plane appears as a condensed line array in the X-axis direction (implementation Example 3-1).
  • the period of the condensed line array pattern follows the arrangement period ( ⁇ ) of the first lens structure.
  • the output beam pattern on the focal length plane is represented by a condensed y-axis line array (Example 3-2).
  • the period of the diffused line array pattern follows the second : array period W 2 of the lens structure.
  • the input polarization is ⁇ ': 45 Fig.:.
  • second output ⁇ pan pattern on the X-axis linearly polarized light is georimyeon theta output pattern according pan ( 3-1) and a condensed hull three-pattern array with the average light intensity of the output beam pattern (3-2) according to the y-axis linearly polarized light.
  • the condensing degree 1 2 of the line pattern array in the y-axis direction is the same (Example 3-3), and the period of the line array pattern in the X-axis direction follows the arrangement period 0 ⁇ of the first lens structure, The period of the line array pattern in the y axis direction follows the array period W 2 of the second lens structure.
  • the output beam pattern on the focal length plane appears as a condensed line check pattern array, where the line pattern array in the X axis direction
  • the condensing degree of 1 is weaker than the output range pattern (3-3)
  • the condensing degree (1 2 ) of the line pattern array in the y-axis direction is enhanced than the output beam pattern (3-3) ( ⁇ 1 2 ) ( Example 3-4)
  • the period of the line array pattern in the X-axis direction follows the array period () of the first lens structure
  • the period of the line array pattern in the y-axis direction is the array period (W) of the second lens structure.
  • the output range pattern on the focal length plane is represented by the condensed line check pattern array, where the condensation degree of the line pattern array in the X-axis direction (1 is the output range pattern). (3-3) is further strengthened, and the condensing degree (1 2 ) of the line pattern array in the y-axis direction is weaker than that of the output range pattern (3-3) (> 3-5).
  • the period of the line array pattern in the direction follows the array period ( ⁇ ) of the first lens structure, and the period of the line array pattern in the y axis direction follows the array period (W 2 ) of the second lens structure.
  • FIG. 7 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarization in the fourth embodiment of the light converging pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment direction () of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the X direction (//, the liquid crystal of the first lens structure).
  • the abnormal refraction of the liquid crystal phase polymer is in the axial direction (3 ⁇ 4) is parallel to the y direction (rn / Zy), and the alignment direction (L 2 ) of the second lens structure and the lenticular lens is parallel to the y direction and is 2 // y).
  • the direction of the abnormal refractive index axis (n 2 ) of the liquid crystal or the liquid crystal polymer of the second lens structure is parallel to the X direction (n 2 // x), and the axial directions of the first lens structure and the second lens structure are perpendicular to each other.
  • the ideal refractive index directions are also perpendicular to each other ( ni i n2 ).
  • the first lens structure has an array period W r and the second lens structure has an array period W 2 .
  • the output beam pattern on the focal length plane appears as a condensed y-axis line array (implementation Example 4—1).
  • the period of the condensed line array pattern follows the arrangement period W 2 of the second lens structure.
  • the output beam pattern on the focal length plane appears as a line array in the focused X-axis direction (Example 4-2).
  • the period of the condensed line array pattern follows the arrangement period () of the first lens structure.
  • the output range pattern on the focal length plane depends on the output beam pattern (4-1) and the y-axis linear polarization It appears as a condensed line check pattern array having an average light intensity of the output beam pattern (4-2), where the condensing degree of the line pattern array in the X-axis direction (condensing degree of the line pattern array in the ⁇ and y-axis directions (1 2 ) are the same as in Example 4-3, and the period of the line array pattern in the X-axis direction follows the array period () of the first lens structure, and the period of the line array pattern in the y-axis direction is the second lens.
  • the array period (W 2 ) of the structure is the array period (W 2 ) of the structure.
  • the output beam pattern on the focal length plane will appear as a condensed line check pattern array, where the line pattern in the y-axis direction
  • the condensing degree (1 2 ) of the array is weaker than the output beam pattern (4-3), and the condensing degree ⁇ of the line pattern array in the X-axis direction is enhanced (>) (the embodiment). 4-4).
  • the period of the line array pattern in the X-axis direction follows the array period ( ⁇ ) of the first lens structure
  • the period of the line array pattern in the y-axis direction follows the array period (W 2 ) of the second lens structure.
  • the output beam on the focal length plane The pattern is represented by a condensed line check pattern array, wherein the condensing degree ( ⁇ ) of the line pattern array in the X-axis direction is weaker than that of the output beam pattern (4-3), and the condensing degree of the line free turn array in the y-axis direction (1 2 ) is enhanced than the output beam pattern 4-3 ( ⁇ 1 2 ) (Example 4-5).
  • the period of the line array pattern in the X-axis direction follows the array period () of the first lens structure
  • the period of the line array pattern in the y-axis direction follows the ' array period' () of the two lens structure.
  • FIG. 8 is a diagram showing output beam patterns on a focal length plane for each input polarized light in the fifth embodiment of the light collecting pattern variable optical element according to the preferred embodiment of the present invention.
  • an alignment direction of a lenticular lens of a system 1 lens structure (L is parallel to the X direction (//), and an abnormal refractive index axis direction of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure) () Is also parallel to the X direction (//), the alignment direction (L 2 ) of the lenticular lens of the second lens structure is parallel to the X direction (L 2 // x), the liquid crystal or liquid crystal of the second lens structure
  • the ideal refractive index direction (n 2 ) of the polymer is parallel to the y direction (n 2 // y) ⁇ parallel to each other in the axial directions of the first lens structure and the second lens structure (/ 2 ), (V) perpendicularly to each other, and the arrangement period W 2 of the second lens structure is two times or an integral multiple of the arrangement period ⁇ of the first lens structure, or the arrangement period 0 ⁇ of the first lens structure.
  • the chamber it may be configured to double fold or an integer in the array period (W 2) of the second lens structure, the chamber
  • W 2 2 ⁇ a condition by way of example.
  • the first lens structure and the second lens structure are arranged so as to coincide with each other.
  • the input polarization is
  • the output beam pattern on the focal length plane is represented by an array of lines in the X-axis direction in which the periods are focused by ⁇ (Example 5-1).
  • the output beam pattern on the focal length plane appears as a line array in the X-axis direction where the period is focused at W 2 (Example 5-2).
  • the output beam pattern on the focal length plane is a line array pattern having an average light intensity of the output beam pattern (5-1) according to the X-axis linear polarization and the output beam pattern (5-2) according to the y-axis linear polarization.
  • the output beam pattern on the focal length plane is represented by a line pattern having a W 2 period and a light condensation intensity with a 'enhanced pattern' than the output range pattern (5 ⁇ 3) (Example 5 -4) .
  • the output beam pattern on the focal length plane will appear as a pattern in which the condensation degree of the line pattern with W 2 period is weaker than the output range pattern (5-3).
  • Example 5-5 the output beam pattern on the focal length plane will appear as a pattern in which the condensation degree of the line pattern with W 2 period is weaker than the output range pattern (5-3).
  • FIG. 9 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for each input polarized light in the sixth embodiment of a light collecting pattern variable optical element according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment direction (1 ⁇ ) of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the X direction (//), and the abnormal refractive index of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure is determined.
  • the axial direction () is parallel to the y direction (n ⁇ / y), the alignment direction (L 2 ) of the lenticular lens of the crab 2 lens structure is parallel to the X direction (L 2 // x), and the second lens structure
  • the direction of the biaxial 3 ⁇ 4 rate axis (n 2 ) of the liquid crystal or liquid crystal polymer of (n 2 ) is parallel to the X direction (n 2 // x), and the axial directions of the first lens structure and the second lens structure are parallel to each other (//! ⁇ ) ,
  • the strange axial directions are composed perpendicular to each other ( ⁇ ).
  • the first lens structure and the second lens structure are arranged such that the periods coincide with each other.
  • the output range pattern on the focal length plane has a line array in the X-axis direction where the period is condensed at W 2 . It appears as (Example 6-1).
  • the output 1 3/4 pattern is represented by an array of lines in the X-axis direction where the period is condensed at 3/4 (Example .6-2).
  • the output beam pattern only at the focal length is output range pattern (6 ⁇ 1) and y-axis linearly polarized light according to X-axis polarization.
  • the output pattern is penalized (6 eu 2) having an average light intensity control line kkweyi L € coming 3 ⁇ 4 dage displayed in accordance with: is (examples 6-3). ⁇ ...
  • the input linearly polarized light is 45 ° ⁇ ⁇ ⁇ 90 ° or?
  • the output beam pattern on the focal length plane is represented by a pattern in which the light converging degree of the line pattern having ⁇ 2 period is weaker than the output beam pattern 6-3 (Example 6 -4).
  • the output beam pattern on the focal length plane will appear as a pattern with enhanced condensation of the line pattern having a W 2 period rather than the output range pattern (6-3) Example 6-5).
  • FIG. 10 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for each input polarized light in the seventh embodiment of a light collecting pattern variable optical element according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment direction () of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the y direction (/), and the abnormal refractive index of the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure is axial direction ( ) Is also parallel to the X direction (r // x), the alignment direction (L 2 ) of the lenticular lens of the second lens structure is parallel to the ⁇ direction (L 2 // y), the liquid crystal of the crab 2 lens structure or
  • the ideal refractive index axis direction (n 2 ) of the liquid crystal phase polymer is parallel to the y direction (n 2 // y), and the axes directions of the first lens structure and the second lens structure are parallel to each other (L /), and the ideal refractive axis is
  • the directions are arranged perpendicular to each other, and the arrangement period (W 2 ) of the second lens structure is twice or an integral multiple of the arrangement period () of the first lens structure, or the arrangement period ( ⁇ ) of the nearly U lens structure
  • the first lens structure and the second lens structure are configured such that the periods are cohesively aligned with each other.
  • the output beam pattern on the focal length plane is the line along the y-axis with the period W 2 condensed. Appear as an array (Example 7-2).
  • the output range pattern on the focal length plane is the output range pattern (7-1) and the y-axis linear polarization according to the X-axis polarization. It appears as a line array pattern having an average light intensity of the output range pattern (7-2) according to (Example 7-3).
  • the output beam pattern on the focal length plane will appear as a pattern in which the condensation degree of the line pattern having a period of 3 ⁇ 4 than the output beam pattern 7-3 is weakened. 5).
  • FIG. 11 is a diagram showing output range patterns on a focal length plane for respective input polarizations in an eighth embodiment of a light collecting pattern variable optical element according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the alignment direction L L of the lenticular lens of the first lens structure is parallel to the y direction (L ⁇ / y), and the liquid crystal or liquid crystal polymer of the first lens structure
  • the birefringence is parallel to the axial direction (: ⁇ degrees y direction (r / A
  • the alignment direction L 2 of the lenticular lens of the second lens structure is parallel to the y direction (L 2 // y)
  • the ideal refractive index direction (n 2 ) of the liquid crystal or liquid crystalline polymer of the structure is parallel to the X direction (n 2 // x), and the axial directions of the first lens structure and the second lens structure are parallel to each other (/ 2 ).
  • the birefringence axial directions are perpendicular to each other (i), and the arrangement period W 2 of the second lens structure is two times or an integral multiple of the arrangement period () of the first lens structure, or the first lens structure.
  • the first lens structure and the second fence structure are arranged so as to coincide with each other.
  • the output beam pattern on the focal length plane is a line array in the y-axis direction where the period is condensed at 3 ⁇ 4 (Example 8-1).
  • the output beam pattern on the focal length plane is represented by a line array in the y-axis direction in which the period is focused by ⁇ (Example 8-2).
  • the output range pattern on the focal length plane depends on the output range pattern (8-1) according to the X-axis polarization and the y-axis linear polarization. It appears as a line array pattern having an average light intensity of the output range pattern (8-2) (Example 8-3).
  • the output range pattern on the focal length plane will focus the line pattern with 3 ⁇ 4 cycles than the output range pattern (8-3). The figure appears in a weakened pattern (Example 8-4).
  • the light condensing pattern variable optical element according to the present invention may be configured in various ways according to the combination of the alignment direction of the long axis and the abnormal refractive index axis direction and the arrangement period of the stacked first and second lens structures.
  • Each condensing pattern variable optical element can obtain various pan patterns according to polarization of incident light.
  • the field of application of various embodiments of the light collecting pattern variable optical device according to the present invention will be described.
  • the light converging pattern variable optical device can obtain various pan patterns according to the polarization of incident light, the degree of polarization of the incident light can be measured by analyzing the beam pattern of the output light. Can be magnified.
  • the output beam is dependent on the polarization of the incident light. Since the focusing intensity is different from the background intensity in the pattern, it is possible to measure the polarization of the incident light using the same.
  • X is determined according to the polarization of the incident light.
  • the condensing intensity spatial pattern is spatially expanded Fourier
  • the polarization of incident light can be measured by extracting the light-converging pattern spatially by Fourier transform.
  • the third and fourth embodiments of the light converging pattern variable optical element according to the present invention may be used as a screen vertical / horizontal switching device of an autostereoscopic 3D display device using binocular disparity.
  • the light condensing pattern of the line array in the X-axis direction or the line array in the y-axis direction is output according to the polarization of the incident light. Therefore, when the condensing pattern variable optical element is used for the display device, the polarization of the incident light incident on the proposed optical element is changed according to the arrangement direction of the display device so that any one of the beam patterns in the vertical direction and the horizontal direction is changed.
  • the binocular disparity forming direction can be switched to the horizontal or vertical direction, the 3D screen can be automatically rotated.
  • the third to eighth embodiments of the light collecting pattern variable optical elements according to the present invention may be used as a beam pattern former.
  • the optical three-dimensional surface shape can be measured by a non-contact method by measuring the degree of distortion of the light pattern according to the surface curvature.
  • a plurality of regular light patterns instead of one light pattern may be used. You will be asked.
  • Conventional optical three-dimensional surface shape measurement method implements a plurality of optical patterns using expensive SLM (Spatial Light Modulator), but in the case of the light converging pattern variable optical element according to the present invention: a plurality of optical patterns by combination of polarization of incident light It is possible to use as a pan-pattern shaper for implementing an optical three-dimensional surface shape measuring device by using a combination of a polarization control optical element and a variable light collecting pattern variable optical element, which is simpler than the conventional technology, by using a combination of a polarization control optical element and a variable condenser pattern output.
  • SLM Spatial Light Modulator
  • first and second embodiments of the light converging pattern variable optical elements according to the present invention further include an optical element such as a twisted nematic liquid crystal (TN ' IX) element for switching polarization of incident light on the incident surface.
  • an optical element such as a twisted nematic liquid crystal (TN ' IX) element for switching polarization of incident light on the incident surface.
  • TN ' IX twisted nematic liquid crystal
  • the light collecting pattern variable optical element having a polarization dependency on incident light may be used in the field of 3D display, or widely used in a 3D surface shape measuring instrument, a polarization measuring instrument, and the like.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자에 관한 것이다. 상기 집광 패턴 가변 광 소자는, 제1 이상굴절률축 방향을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 제1 정렬 방향으로 정렬된 제1 렌티큘라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제1 렌즈 구조체; 및 제1 렌즈 구조체의 빔 출사면에 적층되고, 제2 이상굴절률축 방향을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 제2 정렬 방향으로 정렬된 제2 렌티큘라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제2 렌즈 구조체;를 구비한다. 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자는, 상기 제1 렌즈 구조체로 입사되는 입사광의 편광 방향, 상기 제1 및 제2 렌즈 구조체의 제1 및 제2 이상굴절률축 방향 및 상기 제1 및 제2 렌즈 구조체의 장축의 제1 및 제2 정렬 방향에 따라, 제2 렌즈 구조체에서 출력되는 빛의 빔패턴이 결정된다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
입사광에 대한 편광 의존성올 가지는 집광 패턴 가변 광 소자 【기술분야 1
본 발명은 집광 패턴 가변 광 소자에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는， 편광 의존성 집광 특성을 갖는 2개의 렌티클라 렌즈 어레이를 적층하여 구성함으로써， 입사광의 편광 방향을 가변시킴에 따라 다양한 집광 패턴을 제공할 수 있는 집광 패턴 가변 광 소자에 관한 것이다.
【배경기술】
오목 렌즈 형상의 투명한 고분자층 상에 형성된 광학적 이방성을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 제작된 볼록 렌즈 형상의 렌티클라 렌즈 어레이는 입사광의 편광 방향에 따라 렌즈로서의 기능을 결정하게 된다. 예컨대 , 오목 렌즈 형상의 고분자층의 굴절률과 볼록 렌즈 형태로 그 위에 형성되는 액정 또는 액정상 고분자의 상굴절률 (ordinary refractive index)이 광학적 굴절률 정합 (refract ive index matching)이 되고， 고분자층의 굴절률 보다 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률 (extraordinary refractive index)이 큰 경우, 입사광의 편광이 이상굴절를축 방향에 평행하도록 범이 입사되었을 때， 렌티클라 렌즈 어레이가 볼록 렌즈로서의 기능을 하여 빛이 집광되어 출력된다. 하지만， 입사광의 편광이 상굴절률축 방향에 평행한 경우, 렌티클라 렌즈 어레이는 볼록 렌즈로서의 기능을 하지 못하여 빛이 집광되지 못하며 광선으로 직진하게 된다.
전술한 렌티클라 렌즈 어레이로 이상굴절률축 방향에 평행한 편광을 갖는 빛이 입사되면， 초점 거리만큼 지난 지점에서 렌즈 어레이 축방향과 평행한 방향을 갖는 집광된 라인 어레이 패턴을 형성하게 된다.
본 발명은 이러한 특성을 갖는 렌티클라 렌즈 어레이를 이용하여 입사광에 대한 편광에 따라 다양한 집광 패턴을 제공하는 광 소자를 제안하고자 한다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
기존의 액정 또는 액정상 분자를 이용한: 편광 의존성 렌즈 어레이의 경우, 입사광의 편광 조건에 따라 한 가지 패턴의 집광 특성이 단순히 스위칭되는 특성을 가진다. 본 발명의 목적은 적층된 편광와존성 렌티클라 렌즈 :어레이를 아용하여 입사광에 편광 조건에 따라 다양한 집광 패턴이 가변되는 광 소자를 제공하는 것이다.
【기술적 해결방법】
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자에 관한 것으로서， 상기 집광 패턴 가변 광 소자는，
제 1 이상굴절률축 방향을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 게 1 정렬 방향으로 정렬된 게 1 렌티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제 1 렌즈 구조체; 및 제 1 렌즈 구조체의 범 출사면에 적층되고, 제 2 이상굴절률축 방향을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 거 12 정렬 방향으로 정렬된 제 2 렌티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제 2 렌즈 구조체；를 구비하고，
상기 제 1 렌즈 구조체로 입사되는 입사광의 편광 방향， 상기 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 제 1 및 게 2 이상굴절률축 방향 및 상기 게 1 및 제 2 렌즈 구조체의 게 1 및 제 2 정렬 방향에 따라， 제 2 렌즈 구조체에서 출력되는 빛의 범패턴이 결정된다.
전술한 특징에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 게 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체는 초점이 맺히는 지점 (focal plane)이 등일하도록 설계된 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서, 게 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체는， 광학적 이방성을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 이루어지고 볼록 렌즈 형상을 갖는 렌즈층; 및 광학적 등방성을 갖는 고분자로 이루어지고 상기 렌즈층의 역상의 형태를 갖는 기판층; 을 구비하는 것이 바람직하며，
상기 렌즈층의 이상굴절률은 기판층의 굴절률보다 크고, 상기 렌즈층의 상굴절를은 7ᅵ판층의 굴절률과 같은 것이：더욱 바람직하다.
전술한 특징에 따 ¾ 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서 , 제 1 렌즈 구조체의 제 1 정렬 방향과 제 2 렌즈 구조체의 제 2 정렬 방향은 서로 동일하거나 수직인 것아 바람직하며， 제 1 쎈즈 구조채의 제 1 이상굴절률축 방향과 거] 2 렌즈 구조체의 제 2 이상굴절률축 방향은 서로 동일하거나 수직인 것이 바람직하다.―
전술한 특징에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서, 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향들이 서로 평행하고 게 1 및 겨 12 렌즈 구조체의 이상굴절를축 방향들은 서로 수직한 경우， 제 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기는 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 정수 배수 또는 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티클라 렌즈의 배열 주기는 제 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 정수 배수로 결정된 것이 바람직하다.
전술한 특징에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 제 1 및 거 12 렌티클라 렌즈들은 GRIN 렌즈 또는 프레넬 (Fresnel) 렌즈로 구성된 것이 바람직하다.
【유리한 효과】
본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자는 적층되는 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 장축의 정렬 방향과 이상굴절률축 방향을 조합하여 구성하고, 입사되는 광의 편광을 조절함에 따라， 다양한 형태의 집광 패턴을 얻을 수 있게 된다.
또한， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서, 제 1 렌즈 어레이와 게 2 렌즈 어레이의 장축들의 정렬 방향을 서로 수직되게 배치하고, 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률 축방향을 서로 평행하도록 배치함으로써， 입사광의 편광에 따라 집광된 점패턴 2차원 어레이를 얻을 수 있게 된다.
또한， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 제 1 렌즈 어레이와 제 2 렌즈 어레이의 장축들의 정렬 방향을 서로 수직되게 배치하고， 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률 축방향도 서로 수직되게 배치함으로써 , 입사광의 편광에 따라 X 축 방향 또는 y 축 방향의 선 어레아집광 패턴， 또는 선 체크 어레이 집광 패턴을 얻을 수 있게 된다.
； : 또한, 본설명쌔 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서 , 제 1 렌즈 어레.이와 제 2 ¾ 레이의 V장축들의 .정렬 방향을 X 축 방향 또는 y 축 방향으로 동 하게 배치하고， 액정 또는 멕정상 고분자의 이상굴절률 축방향을 서로 수직되게 '배차하고, 제 2 렌즈 어레이의 배열 주기를 제 1 렌즈 어레이의 배열 주기와 2배 또는 그 이상의 정수배로 설정함으로써， 또는 그 반대로 제 1 렌즈 어레이의 배열 주기를 제 2 렌즈 어레이의 배열 주기의 2배 또는 그 이상의 정수배로 설정함으로써 입사광의 편광에 따라 서로 다른 주기를 갖는 선 어레이가 렌티큘라 렌즈 어레이 장축의 정렬 방향과 동일한 축 방향으로 배열된 패턴을 얻을 수 있게 된다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자의 구조를 도시한 사시도로서 , 특히 제 1 렌즈 어레이와 제 2 렌즈 어레이의 장축들의 정렬 방향을 서로 수직되게 배치하고， 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률 축방향을 서로 평행하도록 배치하여， 입사광의 편광에 따라 집광된 점패턴 2차원 어레이가 형성된 집광 패턴을 갖는 집광 패턴 가변 광소자에 대한 일 실시형태를 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자를 구성하는 제 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체를 도시한 단면도 및 입사범의 편광에 따라 다른 집광 동작 특성을 보여주는 도면으로 (a)와 (b)는 프레넬 렌즈 어레이로 구현한 실시 형태이며 (c)와 (d)는 GRIN 렌즈로 구현한 형태이다.
도 3은 입사빔의 편광각 (θρ)을 표시한 좌표계이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 1 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 2 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 3 ：실시형태에 있어서, 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들흘 도시한 도표이다. .
도 7은 본 발명와 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 4 실시형태에 있어서, 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 ^11턴들을 도시한도표이다..
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 5 실시형태에 있어서, 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 6 실시형태에 있어서 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 7 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 8 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다. 【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
본 발명에 따른 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자는 편광의존성을 갖는 렌티클라 렌즈 (lenticular lens)로 구성되는 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체가 적층되어 형성된다. 상기 집광 패턴 가변 광 소자는, 상기 제 1 렌즈 구조체로 입사되는 입사광의 편광 방향, 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 이상굴절률축 방향 및 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 장축의 정렬 방향에 따라, 제 2 렌즈 구조체에서 출력되는 출력광의 빔패턴이 결정되는 것을 특징으로 한다.
이하， 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자의 구조 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다 .
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입사광에 대한 편광 13009358
의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자와 구조를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자 (1)는 제 1 펜티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제 1 렌즈 구조체 (10) 및 제 2 렌티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제 2 렌즈 구조체 (20)가 적층되어 형성된다.
제 1 렌즈 구조체 ( )>는÷제1 이상끝절툴축 방향을 갖는 :섹¾ 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 제 1 정렬 방향으로 정렬된 제 1 렌티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진다. 제 2 렌즈 구조체 (20)는 게 1 렌즈 구조체의 범 출사면에 적층되고, 제 2 이상굴절률축 방향을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 제 2 정렬 방향으로 정렬된 제 2 렌티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진다.
제 1 및 게 2 렌티클라 렌즈들은 GRIN(Graded Refractive Index) 렌즈 또는 Fresnel 렌즈 증 하나로 구성될 수 있으며， 도 1 및 도 2(a)와 도 2(b)는 Fresnel 렌즈로 구성된 렌티클라 렌즈들을 예시적으로 도시하였다. 도 2(c)와 도 2(d)는 GRIN 렌즈로 구성된 렌티클라 렌즈들을 예시적으로 도시하였다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자는 상기 제 1 렌즈 구조체로 입사되는 입사광의 편광 방향， 상기 겨 U 및 제 2 렌즈 구조체의 게 1 및 제 2 이상굴절률축 방향 및 상기 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 장축에 대한 제 1 및 제 2 정렬 방향에 따라， 계 2 렌즈 구조체에서 출력되는 빛의 빔패턴이 결정된다.
상기 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체는 기본 구조가 동일하며, 다만 실시예에 따라 액정이나 액정상 고분자의 배향방향이나 그 배열 주기만이 상이하다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자를 구성하는 제 1 렌즈 구조체 및 거 12 렌즈 구조체를 도시한 단면도들로서， (a)와 (b)는 Fresnel 렌즈로 구성된 경우를 도시한 것이며， (c)와 (d)는 GRIN 렌즈로 구성된 경우를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자의 거 U 렌즈 구조체 (10) 및 제 2 렌즈 구조체 (20)는， 일면이 볼톡 렌즈 형상을 갖는 렌즈층 (12) 및 일면이 상기 렌즈층의 역상의 형상홀 갖는 기판층 (14)을 구바한다. 상기 렌즈층 (12)은 광학적 이방성을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 이루어지쪄， 기판층 (14)은 광학적 등방성을 갖는 고분자로
：이루어진다:. :
도 2의 (a)와 (b)는 Fresnel 렌즈로 구성된 렌즈 구조체에 상굴절률축 방향과 동일한 편광이 입사되는 '경우와 이상꿀절를축 방향과 동일한 편광이 입사되는 경우를 각각 도시한 것이며， (c)와 (d)는 GRIN 렌즈로 구성된 렌즈 구조체에 상굴절률축 방향과 동일한 편광이 입사되는 경우와 이상굴절률축 방향과 동일한 편광이 입사되는 경우를 각각 도시한 것이다.
렌즈층이 액정으로 구성되는 경우 액정의 상하에 배향막을 더 구비할 수 있으며, 렌즈층이 액정상 고분자로 구성되는 경우 액정상 고분자와 기판층 경계면에만 배향막층을 형성하거나 별도의 배향막 형성없이 광경화 과정을 통해 배향될 수 있다.
상기 렌즈층의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률 (ne)은 기판층의 등방성 고분자의 굴절률 (np)보다 크고 ( ne 〉 np )， 상기 렌즈층의 액정 또는 액정상 고분자의 상굴절률 (n0)은 기판층의 등방성 고분자의 굴절률 (np)과 같아서 광학적 굴절률 정합이 이루어진 것이 바람직하다 ( n0 = np ).
따라서， 도 2의 (b) 및 (d)에 도시된 바와 같이， 제 1 렌즈 구조체 또는 제 2 렌즈 구조체로 입사된 빛의 편광이 이상 굴절률 축 방향에 평행한 경우 빛은 볼록 렌즈 효과에 의해 집광된다. 이때, 편광 의존성을 갖는 렌티클라 렌즈들로 구성되는 제 1 렌즈 구조체 또는 제 2 렌즈 구조체를 통과한 빛은 초점 거리만큼 지난 지점에서 렌티클라 렌즈들의 정렬 방향 (L)과 평행한 방향을 갖는 집광된 라인 어레이 패턴 (line array pattern)을 형성한다.
한편, 도 2의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 구조체 또는 제 2 렌즈 구조체로 입사된 빛의 편광이 상 굴절를 축 방향에 평행한 경우 빛은 볼록 렌즈 효과가 없기 때문에 집광되지 못하며， 광선 (optic ray)은 직진하게 된다.
본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광소자는 전술한 구성을 갖는 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체가 적층되며, 적층된 제 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체쎄 대해 입사광은 제 1 렌즈 구조체를 만저 투과하며 이후 제: 2 렌즈 구조체를 투과하게 된다ᅳ
제 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체는 초점이 맺히는 지점 (focal plane)이 동일하도록 설계됨으로써， 하나의 초점면 (focal plane)에 출력광의 빔패턴이 형성된다. 즉， 제 2 렌즈 구조체의 초점 거리는 제 1 렌즈 구조체의 초점 거리보다 상대적으로 짧아야 한타.
거 U 렌즈 구조체의 제 1 정렬 방향과 제 2 렌즈 구조체의 제 2 정렬 방향은 서로 동일하거나 수직인 것이 바람직하다. 또한, 게 1 렌즈 구조체의 제 1 이상굴절를축 방향과 계 2 렌즈 구조체의 제 2 이상굴절를축 방향은 서로 동일하거나 수직인 것이 바람직하다. 또한， 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 축 방향과 이상굴절률축 방향은 서로 동일하거나 수직인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 및 게 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향들이 서로 평행하고 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 이상굴절률축 방향들은 서로 수직한 경우， 거 12 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기는 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 정수 배수 또는 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티클라 렌즈의 배열 주기는 제 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 정수 배수로 결정되는 것이 바람직하다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광소자는 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 정렬 방향 및 이상굴절률축 방향의 조합, 및 배열 주기의 조합에 따라 다양하게 설계될 수 있으며, 이들의 조합에 따라 다양한 형태의 범패턴을 출력할 수 있게 된다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 첨부된 도 3 내지 도 n을 참조하여， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광소자에 있어서， 게 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 정렬 방향 및 이상굴절률축 방향의 조합， 및 배열주기의 조합에 따라 다양하게 설계될 수 있는 실시 형태들을 설명하고， 이들 각각에 대하여 입사되는 편광에 따라 출력되는 빔 패턴을 설명한다. 여기서， 렌티클라 렌즈의 정렬 방향은 L로 표기하며， 이상굴절률축 방향은 n으로 표기하며， 렌즈의 배열주기는 W로 표기하며， 제 1 렌즈 구조체는 1로 표기하며 제 2 렌즈 구조체는 2로 표기한다. 여기서， 제 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체는 X- y 평면상에 평행하게 놓여 있으며， 빛은 z축상으로 진행하며, 제 1 및 제 2 렌즈 구조체로 입사되는 빛이 선편광된 빛인 경우 편광각 (ΘΡ )는 도 3과 같이 설정한다. < 제 1 실시형태 >
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른―집광 패턴 가변 광소자의 제 1 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다.
도 4를 참조하면ᅳ 제 1 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 ( )은 X 방향에 평행하고 (L^/x) , 게 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절를축 방향 (n )도 X 방향에 평행하고 (r //x), 제 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 y 방향에 평행하고 (L2//y), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 (n2)도 X 방향에 평행하여 (n2//x), 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 수직이며 ( 丄1^2)， 이상굴절률축 방향들은 서로 평행하게 구성된다 ( // ). 그리고， 제 1 렌즈 구조체는 배열 주기 을 가지며, 제 2 렌즈 구조체는 배열 주기 W2를 가진다.
제 1 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 입력 편광이 X 축 선편광 (θρ = 0° )인 경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 점패턴이 2차원 어레이로 나타나게 된다 (실시예 1-1). 이때, 집광된 2차원 점패턴 어레이의 X축 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따르며 y축 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )를 따른다 .
입력 편광이 y 축 선편광 (θρ = 90° )인 경우， 초점 거리면상의 출력범 패턴은 집광되지 않은 입사광 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 1-2).
입력 편광이 ±45도 선편광 (θρ =± 45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 X축 선편광에 따른 출력범 패턴 (1-1)과 y축 선편광에 따른 출력범 패턴 (1-2)의 평균 광세기를 갖는 집광된 점패턴이 2차원 어레이로 나타나게 된다 (실시예 1-3). 이때， 집광된 2차원 점패턴 어레이의 X축 주기는 게 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따르며 y축 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 (^)를 따른다.
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는 ᅳ90° < θρ < -45° 인?경우, 초점 거리면상의 .출력범 패턴은 출력빔 패턴 (1-3)보다 낮은 집광도를 갖는 점패턴이 2차원 어레이로 나타나게 된다 (실시예 1ᅳ4). 이때， 집광된 2차원 :잠패턴 어레이의 X축 추 는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )를 따르며 y축 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 OU를 따른다.
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인?경우， 초점 거리면상의 출력범 패턴은출력빔 패턴 (1-3)보다 높은 집광도를 갖는 점패턴이 2차원 어레아로 나타나게 된다 (실시예 1ᅳ5). 이때, 집광된 2차원 점패턴 어레이의 X축 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따르며 y축 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 (^)를 따른다 .
< 제 2실시형태 >
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 2 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다.
도 5를 참조하면, 제 2 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 ( )은 X 방향에 평행하고 (L^/x), 제 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 ( )은 y 방향에 평행하고 (ni//y), 제 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 y 방향에 평행하고 (L2//y), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절를축 방향 (n2)도 y 방향에 평행하여 (n2//y)ᅳ 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 수직이며 (L _L2), 이상굴절률축 방향들은 서로 평행하게 구성된다 ( // ). 그리고， 제 1 렌즈 구조체는 배열 주기 을 가지며, 제 2 렌즈 구조체는 배열 주기 W2를 가진다.
제 2 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서, 입력 편광이 X 축 선편광 ( θρ = 0° )인?경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광되지 않은 입사광 패턴으로 나타나게 되며， (1-2) 출력빔 패턴과 동일하다 (실시예 2-1).
입력 편광이 y 축 선편광 ( θρ = 90° )인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 점패턴이 2차원 어레이로 나타나게 되며 (1-1) 출력빔 패턴과 동일하다 (실시예 2ᅳ 2).
입력 편광이 士 45도 선편광 ( θρ = ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우， 초점 거뫼면상의 출력빔 패턴은 X축 선편광에 따른 출력빔 패턴 (2-1)과 y축 선편광에 따른 출력빔 패턴 (2-2)의 평균 광세기를 갖는 집광된: 점패턴이 2차월 어레이로 나타나게 되며 (1-3) 출력범 패턴과 동일하다 (실시 2-3).
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는 -90° < θρ < ᅳ45° 인 경우, 초점 거리면상의 출력뷩 패된은 출력빔 패턴 (2-3)보다 높은 집광도를 갖는 점패턴이 2차원 어레이로 나타나게 되며 (1-5) 출력범 패턴과 동일하다 (실시예 2-4).
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인 경우, 초점 거리면상의 출력범 패턴은 출력범 패턴 (2-3)보다 낮은 집광도를 갖는 점패턴이 2차원 어레이로 나타나게 되며 (1-4) 출력빔 패턴과 동일하다 (실시예 2-5).
< 제 3 실시형태 >
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 3 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다.
도 6을 참조하면, 제 3 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 ( )은 X 방향에 평행하고 ( //)0， 게 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 ( )도 X 방향에 평행하고 ( //x), 제 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 y 방향에 평행하고 (L2//y), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 (n2)도 y 방향에 평행하여 (n2//y), 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축'방향들을 서로 수직이며 ( 丄12)， 이상굴절률축 방향들도 서로 수직하게 구성된다 (ηι±η2). 그리고， 제 1 렌즈 구조체는 배열 주기 을 가지며， 제 2 렌즈 구조체는 배열 주기 W2를 가진다.
제 3 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 입력 편광이 X 축 선편광 ( θρ = 0° )인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 X 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 3-1). 이때， 집광된 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 (^)를 따른다.
입력 편광이 y 축 선편광 ( θρ = 90° )인?경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 y 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 3—2). 이때, 잡광된 선 어레이 패턴의 주기는 제 2:렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
- . 입력 .편광이 ±': 45도.：선괸 :( .θρ =.； ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우, 초^ 거리면상의 출력범 패턴은 X축 선편광쎄 따른 출력범 패턴 (3-1)과 y축 선편광에 따른 출력빔 패턴 (3-2)의 평균 광세기를 갖는 집광된 선 체 3 패턴 아레이로 나타나게 되며， 이때 Xᅵ축 방향와 선 꽤턴 어레이의 집광도 (^와 y 축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (12)는 동일하다 (실시예 3-3). 또한， X 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 0^)를 따르며， y 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는 -90° < θρ < -45° 인 경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 선 체크 패턴 어레이로 나타나게 되며， 이때 X 축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (1 는 출력범 패턴 (3-3) 보다 약화되고， y축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (12)는 출력빔 패턴 (3- 3)보다 강화된다( < 12 )(실시예 3-4). 또한， X 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )를 따르며， y 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인?경우, 초점 거리면상의 출력범 패턴은 집광된 선 체크 패턴 어레이로 나타나게 되며， 이때 X축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (1 는 출력범 패턴 (3-3) 보다 강화되고， y축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (12)는 출력범 패턴 (3-3)보다 약화된다( > )(실시예 3-5). 또한, X 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 (^)를 따르며， y 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
< 제 4실시형태 〉
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 4 실시형태에 있어서, 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다.
도 7을 참조하면， 제 4 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 ( )은 X 방향에 평행하고( // , 제 1 렌즈 구조체의 액정 09358
또는 액정상 고분자의 이상굴절를축 방향 (¾)은 y방향에 평행하고 (rn/Zy), 제 2 렌즈 구조체와 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 y 방향에 평행하고 2//y), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 (n2)은 X 방향에 평행하여 (n2//x), 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 수직이며 ( 丄 )， 이상굴절률축 방향들도 서로 수직하게 구성된다 (niin2). 그리고， 제 1 렌즈 구조체는 배열 주기 Wr 을 가지며, 제 2 렌즈 구조체는 배열 주기 W2를 가진다.
제 4 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서, 입력 편광이 X 축 선편광 (θρ = 0° )인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 y 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 4—1). 이때， 집광된 선 어레이 패턴의 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
입력 편광이 y 축 선편광 (θρ = 90° )인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 X 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 4-2). 이때, 집광된 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )를 따른다.
입력 편광이 ±45도 선편광 (θρ = ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우， 초점 거리면상의 출력범 패턴은 X축 선편광에 따른 출력빔 패턴 (4-1)과 y축 선편광에 따른 출력빔 패턴 (4-2)의 평균 광세기를 갖는 집광된 선 체크 패턴 어레이로 나타나게 되며， 이때 X 축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (^와 y 축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (12)는 동일하다 (실시예 4-3). 또한， X 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )를 따르며， y 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는 -90° < θρ < -45° 인?경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 선 체크 패턴 어레이로 나타나게 되며, 이때 y 축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 (12)는 출력빔 패턴 (4-3) 보다 약화되고, X 축 방향의 선 패턴 어레이의 집광도 ^ 는 출력빔 패턴 (4- 3)보다 강화된다( > )(실시예 4-4). 또한， X 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 (^)를 따르며， y축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)를 따른다.
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인?경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 집광된 선체크 패턴 어레이로 나타나게 되며， 이때 X축 방향의 선 패턴 어레이의：집광도 (Ι )는 출력빔 패턴 (4-3) 보다 약화되고， y축 방향의 선 쾌턴 어레이의 집광도 (12)는 출력빔 패턴 (4-3)보다 강화된다 ( < 12 ) (실시예 4-5). 또한， X 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )를 따르며, y 축 방향의 선 어레이 패턴의 주기는 2렌즈 구조체의' 배열 주기' ( )를 따른다.
< 제 5실시형태 >
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 5 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력빔 패턴들을 도시한 도표이다.
도 8을 참조하면， 제 5 실시형태는 계 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L 은 X 방향에 평행하고( //) ， 제 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 ( )도 X 방향에 평행하고 ( //) ， 제 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 X 방향에 평행하고 (L2//x), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 (n2)은 y 방향에 평행하여 (n2//y)ᅳ제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 평행하며( / 2), 이상굴절률축 방향들은 서로 수직하게 구성된다 ( 丄 ). 그리고， 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)은 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 (^)의 2배 또는 정수배로， 또는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 0^)은 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)의 2배 또는 정수배로 구성될 수 있으며， 본 실시형태에서는 특히 W2 = 2^인 조건으로 구성된 경우를 예시적으로 설명한다. 이때， 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체는 주기가서로 결맞도록 배치되어 구성된다.
제 5 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 입력 편광이
X 축 선편광 (θρ = 0° )인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 주기가 ^으로 집광된 X 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 5-1).
입력 편광이 y 축 선편광 (θρ = 90° )인 경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 주기가 W2로 집광된 X 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 5-2).
입력 편광이 ±45도 선편광 (θρ = ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 X축 선편광쎄 따른 출력빔 패턴 (5-1)과 y축 선편광에 따른 출력빔 패턴 (5— 2)의 평균 광세기를 갖는 선 어레아 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 5— 3)
• 입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는? -90° < θρ < ᅳ45° 인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력범 패턴 (5ᅳ 3)보다 W2 주기를 갖는 선 패턴와집광도가 '강화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 5-4) .
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인 경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력범 패턴 (5-3)보다 W2 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 약화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 5-5).
< 제 6 실시형태 >
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 6 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다.
도 9를 참조하면, 제 6 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (1^)은 X 방향에 평행하고( //) ， 제 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절를축 방향 ( )은 y 방향에 평행하고 (n^/y), 게 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 X 방향에 평행하고 (L2//x), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴 ¾률축 방향 (n2)은 X 방향에 평행하여 (n2//x), 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 평행하며 ( //!^)， 이상꿀절를축 방향들은 서로 수직하게 구성된다 ( 丄 ). 그리고, 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )은 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 의 2배 또는 정수배로， 또는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )은 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )의 2배 또는 정수배로 구성될 수 있으며， 본 실시형태에서는 특히 = 2^인 조건으로 구성된 경우를 예시적으로 설명한다. 이때, 게 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체는 주기가 서로 결맞도록 배치되어 구성된다.
제 6 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서, 입력 편광이 X 축 선편광 ( θρ = 0°)인 경우, 초점 거리면상의 출력범 패턴은 주기가 W2로 집광된 X 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 6-1).
입력 편광이 y 축 선편광 (θρ = 90° )인 경우, 초점 거리면상의 출력1 ¾ 패턴은 주기가 ¾로 집광된 X 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 .6-2).
입력 편광이 ±45도 .선편광 (θρ = ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우， 초점 거리만상의 출력빔 패턴은 X축 선편광에 따른 출력범 패턴 (6ᅳ1)과 y축 선편광에 따른 출력범 패턴 (6ᅳ2)의 평균 광세기를 갖는 선 어꿰이 패€으¾ 나타다게 :된다 (실시예 6-3). ᅳ…
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는? -90。 < θρ < -45°인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력빔 패턴 (6-3)보다 Ψ2 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 약화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 6-4).
입력 선편광이 —45° < θρ < 45° 인 경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력범 패턴 (6-3)보다 W2 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 강화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 6-5).
< 제 7실시형태 >
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 7 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다.
도 10을 참조하면， 제 7 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 ( )은 y 방향에 평행하고( / )， 제 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절를축 방향 ( )도 X 방향에 평행하고 (r //x), 제 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 γ 방향에 평행하고 (L2//y), 게 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 (n2)은 y 방향에 평행하여 (n2//y), 제 1 렌즈 구조체와 게 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 평행하며 (L / ), 이상굴절를축 방향들은 서로 수직하게 구성된다 그리고, 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)은 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )의 2배 또는 정수배로, 또는 거 U렌즈 구조체의 배열 주기 (^)은 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)의 2배 또는 정수배로 구성될 수 있으며, 본 실시형태에서는 특히 = 2^인 조건으로 구성된 경우를 예시적으로 설명한다. 이때, 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체는 주기가 서로 결맞도톡 배치되어 구성된다.
제 7 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， 입력 편광이 x 축 선편광 (θρ = 0° )인 경우， 초점 거리면상의 출력범 패턴은 주기가 으로 집광된 y축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 7-1),
입력 편광이 y 축 선편 ¾(ΘΡ = 90° )인 경우 /초점 거리면상의 출력빔 패턴은 주기가 W2로 집광된 y 축 방향의 선. 어레이로 나타나게 된다 (실시예 7—2).
입력 '편광이 ± 45'도 선편광 (θρ = ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우, 초점 거리면상의 출력범 패턴은 X축 선편광에 따른 출력범 패턴 (7-1)과 y축 선편광에 따른 출력범 패턴 (7-2)의 평균 광세기를 갖는 선 어레이 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 7-3).
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는 -90° < θρ < -45° 인?경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력빔 패턴 (그 3)보다 W2 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 강화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 7-4).
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력빔 패턴 (7-3)보다 ¾ 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 약화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 그 5).
< 게 8실시형태 >
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광 패턴 가변 광소자의 제 8 실시형태에 있어서， 각 입력 편광에 대하여 초점거리 면상의 출력범 패턴들을 도시한 도표이다.
도 11을 참조하면， 제 8 실시형태는 제 1 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (LL)은 y 방향에 평행하고 (L^/y), 제 1 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절를축 방향 (：^도 y 방향에 평행하고 (r /A , 제 2 렌즈 구조체의 렌티클라 렌즈의 정렬 방향 (L2)은 y 방향에 평행하고 (L2//y), 제 2 렌즈 구조체의 액정 또는 액정상 고분자의 이상굴절률축 방향 (n2)은 X 방향에 평행하여 (n2//x) , 제 1 렌즈 구조체와 제 2 렌즈 구조체의 축 방향들을 서로 평행하며 ( / 2)， 이상굴절를축 방향들은 서로 수직하게 구성된다 ( 丄 ). 그리고， 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)은 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )의 2배 또는 정수배로， 또는 제 1 렌즈 구조체의 배열 주기 ( )은 제 2 렌즈 구조체의 배열 주기 (W2)의 2배 또는 정수배로 구성될 수 있으며， 본 실시형태에서는 특히 = 2\^인 조건으로 구성된 경우를 예시적으로 설명한다 · 이때， 제 1 렌즈 구조체와 제 2 펜즈 구조체는 추기가서로 결맞도록 배치되어 구성된다.
제 8 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 씼어서， 입력 편광이 X 축 선편광 (θρ = 0° )인 경우, 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 주기가 ¾으로 집광된 y축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 8-1).
입력 편광어 y 축 선편광 (θρ = 9(Γ )인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 주기가 ^로 집광된 y 축 방향의 선 어레이로 나타나게 된다 (실시예 8-2).
입력 편광이 ±45도 선편광 (θρ = ±45° )이거나 무편광 또는 원편광인 경우， 초점 거리면상의 출력범 패턴은 X축 선편광에 따른 출력범 패턴 (8-1)과 y축 선편광에 따른 출력범 패턴 (8-2)의 평균 광세기를 갖는 선 어레이 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 8-3).
입력 선편광이 45° < θρ < 90° 또는 -90° < θρ < -45° 인?경우， 초점 거리면상의 출력범 패턴은 출력범 패턴 (8-3)보다 ¾ 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 약화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 8-4).
입력 선편광이 -45° < θρ < 45° 인 경우， 초점 거리면상의 출력빔 패턴은 출력빔 패턴 (8-3)보다 W2 주기를 갖는 선 패턴의 집광도가 강화된 패턴으로 나타나게 된다 (실시예 8-5). < 웅용 분야 >
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자는 적층된 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 장축의 정렬 방향과 이상굴절률축 방향의 조합과 배열 주기의 조합에 따라 다양하게 구성할 수 있으며， 각 집광 패턴 가변 광 소자는 입사광의 편광에 따라 다양한 범패턴을 얻을 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자의 다양한 실시 형태들에 대한 웅용 분야를 설명한다.
먼저， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자는 입사광의 편광에 따라 다양한 범패턴을 얻을 수 있기 때문에, 출력광의 빔패턴을 분석함으로써 입사광의 편광 정도를 측정할 수 있으며, 이러한 특성을 이용하여 편광 측정기로 웅용될 수 있다. 전술한 제 1 및 제 2 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자의 경우， 입사광의 편광에 따라 출력 빔 패턴에서의 background intensity 대비 focusing intensity 가 달라자게 되므로, 이를 이용하여 입사광의 ：편광을 측정할 수 있다 전술한 제 3 및 제 4 실시형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자의 경우， 입사광의 편광에 따라 X축 집광 패턴과 y축 집광 패턴의 ¾광도 (intensity)가 달라지게 되므로， 이를 이용하여 입사광의 편광을 측정할 수 있다. 전술한 제 5 내지 쩨 8 실사형태에 Ϊ따른 집광 패턴 가변 광 소자의 경우， 입사광의 편광에 따라 집광 패턴 intensity 주기값이 달라지게 되므로， 이를 이용하여 입사광의 편광을 측정할 수 있다. 예컨대 제 5 실시 형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자에 있어서， X축 선편광이 입사되면， ^ 주기의 패턴이 형성되며， y축 선편광이 입사되면 W2 (=2Wi) 주기의 패턴이 형성된다. 이 경우， 집광 intensity 공간적 패턴을 공간적으로 푸리에 전개하면, 각각의 intensity 주기에 해당하는 공간 주파수 성분의 세기가 계산되며, 이외의 편광의 경우에도 주기 섶분과 W2(=2W 주기 성분의 상대비를 집광 패턴을 공간적으로 푸리에 변환하여 추출함으로써 입사광의 편광을 측정할 수 있다.
또한， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자 중 제 3 및 제 4 실시 형태는 양안시차를 이용한 무안경식 3D 디스플레이 장치의 화면 수직 /수평 전환 장치로 사용될 수 있다. 전술한 게 3 및 제 4 실시 형태에 따른 집광 패턴 가변 광 소자는 입사광의 편광에 따라 X축 방향의 선 어레이 또는 y축 방향의 선 어레이의 집광 패턴이 출력된다. 따라서， 상기 집광 패턴 가변 광 소자를 디스폴레이 장치에 웅용하는 경우, 디스플레이 장치의 배열 방향에 따라 제안된 광소자에 입사되는 입사광의 편광을 변화시켜 수직 방향 및 수평 방향의 빔 패턴들 중 어느 하나를 선택적으로 출력할 수 있도톡 함으로써， 양안시차 형성 방향을 가로 또는 세로 방향으로 전환할 수 있으며， 3D화면이 자동 회전될 수 있게 된다.
또한， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자들의 제 3 내지 거)8 실시 형태는 빔 패턴 형성기로 웅용될 수 있다. 규칙적인 주기를 가지는 광패턴을 측정하고자 하는 대상 표면에 조사한 후， 표면 굴곡에 따라 광패턴이 왜곡되는 정도를 측정함으로써 비접촉 방법으로 광학식 3차원 표면 형상을 측정할 수 있다. 이때， 3차원 표면 형상 측정의 정확도를 향상하기 위해서는 한 가지의 광패턴이 아닌 복수의 규칙적 광패턴을 요구하게 된다. 기존의 광학식 3차원 표면 형상 측점 방식에서는 고가의 SLM (Spatial Light Modulator)를 이용하여 복수의 광패턴을 구현하였으나, 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자의 경우：입사광의 편광의 조합에 의하여 복수의 규칙적인 집광 패턴 출력이 차능하여 편광제어 광소자와 집광 패턴 가변 광 소자의 조합을 이용하여 기존 기술 대비 간단한 광학 소자 조합으로 광학식 3차원 표면 형상 측정기를 구현하기 위한 범 패턴 형성기로 웅용이 가능하다.
또한， 본 발명에 따른 집광 패턴 가변 광 소자들의 제 1 및 제 2 실시 형태는 입사되는 광의 편광을 스위칭시키기 위한 TN' IX (Twisted Nematic Liquid Crystal) 소자와 같은 광소자를 입사면에 더 구비하는 경우， 입사 편광이 바뀜에 따라 2차원 배열 구조의 집광 렌즈 특성이 on/off 스위칭되는 효과가 있어 집적영상방식과 같은 무안경식 2D/3D 전환형 디스플레이에 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며， 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 옹용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 웅용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
【산업상 이용가능성】
본 발명에 따른 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자는 3D 디스플레이 분야에 사용되거나， 3차원 표면 형상 측정기， 편광 측정기 등에 널리 사용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
^청.구항 1】
제 1 이상굴절률^ 방향을 갖는 액정 .또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 제 1 정렬 방향으로 정렬된 제 1 렌티클라 렌즈들이 배열되어 ：이루어진 제 1 렌즈 구조체; 및
제 Γ펜즈 구조체의 :범 출사면에 적충되고， 쎄 2 이상굴절를축 방향을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 형성되고 장축이 계 2 정렬 방향으로 정렬된 제 2 렌티클라 렌즈들이 배열되어 이루어진 제 2 렌즈 구조체；를 구비하고，
상기 제 1 렌즈 구조체로 입사되는 입사광의 편광 방향， 상기 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 제 1 및 제 2 이상굴절률축 방향 및 상기 제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 제 1 및 제 2 정렬 방향에 따라， 제 2 렌즈 구조체에서 출력되는 출력광의 범패턴이 결정되는 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 2】
제 1항에 있어서， 제 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체는 초점이 맺히는 지점 (focal plane)이 동일하도록 설계된 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 3]
거 U항에 있어서 , 제 1 렌즈 구조체 및 제 2 렌즈 구조체는,
광학적 이방성을 갖는 액정 또는 액정상 고분자로 이루어지고 볼톡 렌즈 형상을 갖는 렌즈층; 및
광학적 등방성을 갖는 고분자로 이루어지고 상기 렌즈층의 역상의 형태를 갖는 기판층;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 4】
제 3항에 있어서, 상기 렌즈층의 이상굴절률은 기판층의 굴절률보다 크고， .
상기 렌즈층의 상굴절를은 기판 의 굴절률과 같은 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 질광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 5】 :
제 1항에 았어서， 쩨 i 렌—즈 구조체의 쩨
Figure imgf000024_0001
제 2 렌즈 구조체의 제 2 정렬 방향은 서로 동일하거나 수직인 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 6】
제 1항에 있어서, 제 1 렌즈 구조체의 제 1 이상굴절를축 방향과 제 2 렌즈 구조체의 제 2 이상굴절률축 방향은 서로 동일하거나 수직인 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 7】
제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향과 이상굴절률축 방향은 서로 동일하거나 수직인 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 8】
제 1항에 있어서, 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티귤라 렌즈의 배열 주기는 게 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기와 동일하거나 그 배수로 결정되거나，
제 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기는 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 배수로 결정된 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 9]
제 1항에 있어서， 제 1 및 제 2 렌티클라 렌즈들은 GRIN 렌즈 또는 프레넬 (Fresnel) 렌즈로 구성된 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자. ：
【청구항 10】
제 1항에 있어서， 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향들은 ：서로수직.이며，
제 1 및 제 2 렌즈 수조체의 이상굴절를축 방향들은 서로 평행한 것을 특장으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 11]
제 1항에 있어서， 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향들은 서로 수직이며，
제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 이상굴절률축 방향들은 서로 수직한 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 12】
제 1항에 있어서， 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향들은 서로 평행하며,
제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 이상굴절률축 방향들은 서로 수직이며， 제 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티글라 렌즈의 배열 주기는 제 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 정수 배수인 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
【청구항 13】
제 1항에 있어서， 제 1 및 제 2 렌즈 구조체들의 장축의 정렬 방향들은 서로 평행하며，
제 1 및 제 2 렌즈 구조체의 이상굴절를축 방향들은 서로 수직이며 , 게 1 렌즈 구조체의 제 1 렌티글라 렌즈의 배열 주기는 제 2 렌즈 구조체의 제 2 렌티클라 렌즈의 배열 주기의 정수 배수인 것을 특징으로 하는 입사광에 대한 편광 의존성을 갖는 집광 패턴 가변 광 소자.
PCT/KR2013/009358 2013-05-28 2013-10-18 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자 WO2014193048A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/786,645 US9869806B2 (en) 2013-05-28 2013-10-18 Incident beam polarization dependent optical device with variable focusing beam pattern
CN201380076991.5A CN105247402A (zh) 2013-05-28 2013-10-18 具有取决于入射光的偏振的、用于改变聚焦后光图案的光学元件
EP13885904.6A EP3006987A4 (en) 2013-05-28 2013-10-18 Optical element having polarization dependence on incident light, for varying focused light pattern

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130060385A KR101472510B1 (ko) 2013-05-28 2013-05-28 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자
KR10-2013-0060385 2013-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014193048A1 true WO2014193048A1 (ko) 2014-12-04

Family

ID=51989041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/009358 WO2014193048A1 (ko) 2013-05-28 2013-10-18 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9869806B2 (ko)
EP (1) EP3006987A4 (ko)
KR (1) KR101472510B1 (ko)
CN (1) CN105247402A (ko)
WO (1) WO2014193048A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536225B1 (ko) * 2013-11-29 2015-07-14 경북대학교 산학협력단 회절광 노이즈를 제거한 액정상 고분자 필름 및 그 제조방법
KR102444285B1 (ko) 2015-09-21 2022-09-16 삼성전자주식회사 빔 스티어링 소자, 이를 포함한 광학 기기 및 빔 스티어링 방법
CN106405717A (zh) * 2016-11-24 2017-02-15 宁波视睿迪光电有限公司 屈光单元及屈光单元制作方法
KR101886793B1 (ko) * 2017-02-23 2018-08-08 경북대학교 산학협력단 능동형 프리즘 구조체

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208644A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Sharp Corp 光学システム、光源、投影ディスプレイおよび直視型ディスプレイ
JP2006085801A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Asahi Glass Co Ltd 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
KR20060041125A (ko) * 2004-11-08 2006-05-11 삼성전자주식회사 편광 상태 측정 장치 및 그 측정 방법
JP2006227036A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Citizen Watch Co Ltd 液晶光学レンズ装置及びその駆動方法
US20070153402A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Destain Patrick R Fresnel lens combination

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2403815A (en) * 2003-07-10 2005-01-12 Ocuity Ltd Birefringent lens array structure
WO2006115147A1 (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Asahi Glass Company, Limited 撮像レンズ
KR101128519B1 (ko) * 2005-08-04 2012-03-27 삼성전자주식회사 고해상도 오토스테레오스코픽 디스플레이
JP5022964B2 (ja) * 2008-03-28 2012-09-12 株式会社東芝 立体映像表示装置及び立体映像表示方法
TWI437273B (zh) * 2011-04-15 2014-05-11 Nat Univ Tsing Hua 可切換光聚焦位置之系統
KR101495758B1 (ko) * 2013-05-29 2015-02-26 경북대학교 산학협력단 편광 의존형 렌즈 구조체 및 그 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208644A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Sharp Corp 光学システム、光源、投影ディスプレイおよび直視型ディスプレイ
JP2006085801A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Asahi Glass Co Ltd 液晶レンズ素子および光ヘッド装置
KR20060041125A (ko) * 2004-11-08 2006-05-11 삼성전자주식회사 편광 상태 측정 장치 및 그 측정 방법
JP2006227036A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Citizen Watch Co Ltd 液晶光学レンズ装置及びその駆動方法
US20070153402A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Destain Patrick R Fresnel lens combination

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140140174A (ko) 2014-12-09
EP3006987A1 (en) 2016-04-13
CN105247402A (zh) 2016-01-13
US20160070032A1 (en) 2016-03-10
EP3006987A4 (en) 2017-01-25
US9869806B2 (en) 2018-01-16
KR101472510B1 (ko) 2014-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6227538B2 (ja) 偏光格子を有する偏光変換システムおよび関連する製造方法
JP2013077935A5 (ko)
WO2017189288A1 (en) Robust architecture for large field of view components
CN108445555A (zh) 超表面透镜
WO2014193048A1 (ko) 입사광에 대한 편광 의존성을 가지는 집광 패턴 가변 광 소자
JP2019503514A (ja) 埋込み反射型の接眼レンズ
US20130301126A1 (en) Polarization converter by patterned polarization grating
CN109387948A (zh) 一种光纤输出激光器
US20090179143A1 (en) Image capturing device
JP2012230341A5 (ko)
KR20120091646A (ko) 프레넬 렌즈 구조체 및 이를 이용한 2ｄ/3ｄ 전환 영상표시장치
CN102538961A (zh) 利用组合半波片检测螺旋光束的轨道角动量的方法和装置
JP2017173223A (ja) 光学装置および撮像装置
TW201132932A (en) Adjustable range finder and the method thereof
CN114280707A (zh) 一种全偏振介质超构透镜及其使用方法
EP2813871A1 (en) Axially symmetric polarization conversion element
CN107084690A (zh) 一种利用飞秒激光进行角锥棱镜有效面积的测量方法
JP2015169599A (ja) 偏光情報取得ユニット、それを有する撮像装置、偏光情報取得方法およびプログラム
CN108828774A (zh) 虚拟现实显示设备
JPH01265206A (ja) 偏光素子
CN211577658U (zh) 一种基于双层双折射柱透镜的投影立体显示装置
CN208607379U (zh) 一种大入射视场角和超高消光比的楔形偏振分光棱镜
JP2008310193A (ja) 偏光補正光学系及びそれを用いた顕微鏡装置
WO2020100344A1 (ja) 測定装置及び測定装置を用いた投光システム
EP3093701A1 (en) Liquid crystal polymer film from which diffracted light noise is removed and manufacturing method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13885904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14786645

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013885904

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE