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KR102163736B1 - 복합 공간 광 변조기 및 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치 - Google Patents

복합 공간 광 변조기 및 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치 Download PDF

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KR102163736B1
KR102163736B1 KR1020140010890A KR20140010890A KR102163736B1 KR 102163736 B1 KR102163736 B1 KR 102163736B1 KR 1020140010890 A KR1020140010890 A KR 1020140010890A KR 20140010890 A KR20140010890 A KR 20140010890A KR 102163736 B1 KR102163736 B1 KR 102163736B1
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light
spatial light
light modulator
array
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성기영
김휘
송훈
원강희
이홍석
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삼성전자주식회사
고려대학교 산학협력단
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Abstract

복합 공간 광 변조기 및 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치가 개시된다.
개시된 복합 공간 광 변조기는, 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기, 상기 공간 광변조기 다음에 배치된 것으로, 제1프리즘면과 제2프리즘면을 가지는 프리즘부가 배열된 프리즘 어레이, 및 상기 프리즘 어레이를 통과한 광을 회절시키고, 편광에 의존하지 않는 회절 소자를 포함하여 광의 위상과 진폭을 함께 변조할 수 있다.

Description

복합 공간 광 변조기 및 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치{Complex spatial light modulator and 3D image display having the same}
위상 및 진폭을 변조할 수 있는 복합 공간 광 변조기 및 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 들어 3D 영화가 많이 나오고 있고, 이에 따라 3D 영상 표시 장치에 관련된 기술이 많이 연구 되고 있다. 3D 영상 표시 장치는 양안시차를 기반으로 3D영상을 표시하고 있기 때문에 현재 상용화되고 있는 3차원 영상 표시 장치는 두 눈의 양안시차(binocular parallax)를 이용하는 것으로, 시점이 서로 다른 좌안용 영상과 우안용 영상을 시청자의 좌안과 우안에 각각 제공함으로써 시청자가 입체감을 느낄 수 있도록 한다. 이러한 3차원 영상 표시 장치에는 특수 안경을 필요로 하는 안경식 3차원 영상 표시 장치와 안경을 필요로 하지 않는 무안경식 3차원 영상 표시 장치가 있다.
그러나, 양안 시차 방식으로 표시된 3차원 영상을 감상하는 경우에는 눈의 피로감이 크고, 좌안용 영상과 우안용 영상의 2시점만을 제공하는 3차원 영상 표시 장치는 시청자의 이동에 따른 시점의 변화를 반영하지 못하기 때문에, 자연스러운 입체감을 제공하는데 한계가 있다.
　보다 자연스런 입체 영상을 표시하기 위해 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치(Holographic 3D image display)가 연구되고 있다. 하지만, 홀로그래픽 3차원 영상 표시장치를 구현하기 위해서는 빛의 진폭뿐 아니라, 위상까지 제어할 수 있는 소자가 필요하다. 밝기(진폭) 또는 위상 중 어느 하나만 제어되는 소자를 이용하여 영상을 표시하는 경우, 영차 회절 광과 트윈 영상(Twin Image), 스페클(Speckle)등에 의해 화질이 저하될 수 있다.
홀로그래픽 3D 영상 표시 장치는 광의 진폭을 제어하기 위해 홀로그래픽 광학 소자를 포함할 수 있다. 하지만, 예를 들어, 브레그 그레이팅과 같은 소자는 복굴절 재료로 구성되고, 그러므로 편광에 의존한다. 그리하여, 홀로그래픽 광학 소자의 사용은 홀로그래픽 광학 소자에 입사하는 광의 진폭을 제어하기 위해 편광기의 사용이 필요하고 1/2 파장판 또는 다른 편광 광학 소자의 사용이 필요하다. 이러한 추가 부품은 장치를 복잡하게 만들고, 비용도 증가시킨다. 더욱이, 현재 홀로그래픽 광학 소자의 방사선 효과(radiation effect) 문제가 알려져 있다. 시간이 지남에 따라 홀로그래픽 광학 소자의 포토폴리머 기능(photopolymer function)이 저하되어, 영상 디스플레이 장치의 광학 성능이 저하된다. 이러한 편광 의존적인 광학 소자들은 비싸고 제조하는데 어려움이 있고, 사이즈에서도 제한된다.
본 발명의 실시예들은 진폭과 위상을 같이 제어할 수 있는 복합 공간 광변조기를 제공한다.
본 발명의 실시예들은 진폭과 위상을 같이 제어할 수 있는 복합 공간 광변조기를 채용하여 입체 영상을 표시하는 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광변조기는, 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기; 제1프리즘면과 제2프리즘면을 가지는 복수 개의 프리즘부가 배열되고, 상기 공간 광변조기를 통과한 광이 입사되는 프리즘 어레이; 및 상기 프리즘 어레이를 통과한 광을 회절시키는 것으로, 편광에 의존하지 않는 회절 소자;를 포함한다.
상기 제1프리즘면과 제2프리즘면이 서로 대칭되게 배치될 수 있다.
상기 제1프리즈면은 상기 공간 광변조기의 제1라인의 복수 개의 픽셀과 마주보게 배치되고, 상기 제2프리즘면은 상기 공간 광변조기의 제2 라인의 복수 개의 픽셀과 마주보게 배치될 수 있다.
상기 프리즘 어레이의 제1프리즘면에서 굴절된 제1광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 상기 회절 소자를 통과할 때 하나의 광축에서 합성될 수 있다.
상기 프리즘 어레이의 제1프리즘면과 제2프리즘면이 서로 마주보도록 배치되고, 제1프리즘면과 제2프리즘면 사이의 중심 라인에 대해 같은 기울기로 기울어질 수 있다.
상기 제1프리즘면에서 굴절된 제1광이 회절 소자를 통해 회절된 +1차광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 회절 소자를 통해 회절된 -1차광이 합성될 수 있다.
상기 공간 광변조기는 액정층을 포함할 수 있다.
상기 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격은 아래 식을 만족할 수 있다.
<식>
h=T/tan θ
여기서, h는 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격을, T는 공간 광변조기의 픽셀의 피치를, θ는 회절 소자로 입사하는 광의 입사각을 나타낸다.
상기 회절 소자는 돌출부와 그루브(groove)의 어레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 3차원 영상 표시 장치는, 광을 조사하는 광원 유닛; 상기 광원 유닛으로부터의 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기; 상기 공간 광변조기에 영상 신호를 입력하는 영상 신호 회로부; 및 상기 공간 광변조기로부터의 광의 위상과 진폭을 변조하는 빔 합성기;를 포함하고,
상기 빔 합성기가, 제1프리즘면과 제2프리즘면을 가지는 복수 개의 프리즘부가 배열되고, 상기 공간 광변조기를 통과한 광이 입사된 프리즘 어레이 및 상기 프리즘 어레이를 통과한 광을 회절시키는 회절 소자를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 복합 공간 광 변조기는, 통과된 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기; 상기 공간 광변조기로부터의 광이 입사하는 것으로, 복수 개의 프리즘부의 어레이를 포함하는 프리즘 어레이; 및 돌출부와 그루브의 어레이를 포함하는 것으로, 복수 개의 프리즘 부의 각각에 대해, 제1프리즘면을 통과한 광과 제2프리즘면을 통과한 광을 합성하여 하나의 광축 상으로 진행시키는 반도체 회절 소자;를 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 3차원 영상 표시 장치는, 광을 조사하는 광원 유닛; 통과된 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기; 상기 공간 광변조기로부터의 광이 입사하는 것으로, 복수 개의 프리즘부의 어레이를 포함하는 프리즘 어레이; 및 돌출부와 그루브의 어레이를 포함하는 것으로, 복수 개의 프리즘 부의 각각에 대해, 제1프리즘면을 통과한 광과 제2프리즘면을 통과한 광을 합성하여 하나의 광축 상으로 진행시키는 반도체 회절 소자;를 포함한다.
빛의 진폭(밝기)과 위상을 같이 조절할 수 있는 복합 공간 광 변조기를 이용하여 트윈 영상이나 스페클이 없는 고화질의 3차원 영상을 제공할 수 있다. 복합 공간 광 변조기를 슬림하게 구성하여 이를 채용한 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치를 슬림화화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광변조기의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광변조기의 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광변조기의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 복합 공간 광변조기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광변조기에 의해 합성된 광의 이미지를 보인 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광변조기에서 빔이 합성되는 것을설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 표시 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반도체 회절 소자의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 복합 공간 광 변조기 및 이를 포함한 3차원 영상 표시 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 공간 광 변조기(1)를 개략적으로 나타낸 것이다. 복합 공간 광변조기(1)는 빔의 위상 변조를 위한 공간 광변조기(10)와, 상기 공간 광변조기(10)로부터 나온 빔을 합성하는 빔 합성기(BC)(beam combiner)를 포함할 수 있다. 상기 빔 합성기(BC)는 프리즘 어레이(20)와 회절 소자(30)를 포함할 수 있다.
공간 광변조기(10)는 전기적 신호에 의해 굴절률을 변화시킬 수 있는 광전 소자(optical electrical device)를 포함할 수 있다. 공간 광변조기(10)는 예를 들어 액정층과 같은 광전 물질층을 포함할 수 있다. 공간 광변조기(10)는 전압이 인가될 때 굴절률이 변화되어 출광되는 광의 위상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 공간 광변조기(10)는 폴리머 분산 액정층을 포함할 수 있다. 폴리머 분산 액정층에 인가되는 전압에 따라 광경로 길이가 변화될 수 있으며, 이에 따라 광의 위상을 변조할 수 있다. 한편, 광전 물질층의 특성에 따라 위상 지연(phase retardation)이 발생하여 편광 방향이 변할 수 있다. 도시되지 않았지만, 변화된 편광 방향을 보정하기 위해 공간 광변조기(10) 다음에 위상판과 편광판이 더 구비될 수 있다.
도 2a는 복합 공간 광변조기(1)의 측면도이고, 도 2b는 복합 공간 광변조기의 사시도이다. 공간 광변조기(10)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 복수 개의 픽셀(11)(12)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 픽셀은 예를 들어 2차원 메트릭스 형태로 배열될 수 있다. 프리즘 어레이(20)는 제1프리즘면(21)과 제2프리즘면(22)을 포함할 수 있다. 제1프리즘면(21)과 제2프리즘면(22)은 중심 선(CL)에 대해 대칭되게 배치될 수 있다. 제1프리즘면(21)과 제2프리즘면(22)은 서로 마주보게 배치되고, 예를 들어 제1프리즘면(21)과 제2프리즘면(22)은 중심 선(CL)에 대해 같은 기울기를 가질 수 있다. 두 개의 라인에 구비된 복수개의 픽셀들에 대응되게 하나의 프리즘부가 구비될 수 있다. 제1 라인(11-L)에 구비된 공간 광변조기의 픽셀들에 제1프리즘면(21)이 대응되고, 제2 라인(12-L)에 구비된 공간 광변조기의 픽셀들에 제2프리즘면(22)이 대응될 수 있다.
상기 프리즘 어레이(20)를 통과한 빔이 회절 소자(30)로 입사된다. 회절 소자(30)는 예를 들어 그레이팅일 수 있다. 상기 프리즘 어레이(20)는 제1방향으로 굴절시키는 제1프리즘면(21)과 제2방향으로 굴절시키는 제2프리즘면(22)이 교대로 배열된 구조를 가질 수 있다. 프리즘 어레이(20)의 제1프리즘면(21)과 제2프리즘면(22)은 하나의 세트를 이루고, 상기 제1프리즘면(21)과 제2프리즘면(22)에 대응되는 공간 광변조기의 두 라인의 픽셀이 한 세트를 이룰 수 있다.
도 3을 참조하여 복합 공간 광변조기의 동작을 설명한다. 상기 공간 광변조기(10)에서, 제1픽셀(11)과 제2픽셀(12)이 한 쌍을 구성하고, 제1픽셀(11)을 통과한 제1광(L1)과 제2픽셀(12)을 통과한 제2광(L2)이 빔 합성기에 의해 합성되어 광의 위상과 진폭이 변조될 수 있다.
상기 제1광(L1)이 프리즘 어레이(20)의 제1프리즘면(21)에 입사되어 소정 각도로 굴절되고, 제2광(L2)이 프리즘 어레이(20)의 제2프리즘면(22)을 통과할 수 있다. 상기 제1광(L1)과 제2광(L2)이 회절 소자(30)에 입사되고, 회절 소자(30)에 의해 제1광(L1)과 제2광(L2)이 회절된다.
회절 소자(30)는 예를 들어, 소정 피치 간격으로 배열된 복수 개의 돌출부(30a) 및 그루브(30b)를 가지도록 반도체 제조 공정을 이용하여 제조된 회절 소자를 포함할 수 있다. 그리하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 회절 소자(30)의 표면에 돌출 구조 형상을 형성한다. 회절 소자(30)의 피치 간격에 따라 회절광의 회절 각도를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 그루브의 깊이를 조절하여 회절 효율을 조절할 수 있다. 한편, 회절 소자는 입사광의 파장 및 입사각의 변화에 따라 회절 효율이 변화될 수 있다. 회절 소자(30)는 사용하는 광의 파장과 상기 프리즘 어레이를 통해 회절 소자에 입사되는 광의 입사각에 대해 최대 회절 효율을 가지도록 설계될 수 있다. 따라서, 회절 소자(30)의 설계 조건에 대응되지 않는 파장과 입사 각도를 가지는 광에 대해서는 회절 효율이 감소될 수 있다. 그러므로, 상기 프리즘 어레이(20)를 통과한 제1광(L1)과 제2광(L2)에 대해 회절 소자(30)의 회절 효율이 높게 되도록 회절 소자를 설계할 수 있다. 상기 회절 소자(30)에서 제1광(L1)과 제2광(L2)이 합성되어 위상과 진폭이 같이 변조된 제3광이 출력될 수 있다.
상술한 바와 같이, 그리고 도 7에 도시된 바와 같이 회절 소자가 사이즈에 한정되지 않고, 매우 크게 제조될 수 있다. 또한, 회절 소자가 반도체 회절 그레이팅이기 때문에, 편광에 의존하지 않고 아래 기술한 바와 같이 멀티 오더 회절을 제공한다.
예를 들어, 제1광(L1)이 회절 소자(30)에 의해 0차광과 ±1차광으로 회절 되고, 제2광(L2)이 0차광과 ±1차광으로 회절 될 수 있다. 제1광의 0차광(L10)과 제2광의 0차광(L20)은 회절 소자(30)를 직진해서 나간다. 제1광의 +1차광(L1a)과 제2광의 -1차광(L2b)이 합성될 수 있다. 제1프리즘면과 제2프리즘면에서 각각 굴절된 광이 회절 소자에 의해 광축에 수평한 방향으로 회절됨으로써 하나의 광축에서 합성되어 간섭성 복소 변조 광파로 될 수 있다. 그럼으로써 광의 위상과 진폭이 같이 변조될 수 있다.
예를 들어, 제1광(L1)이 공간 광변조기(10)에 의해 제1위상(φ1)을 가지고, 제2광(L2)이 공간 광변조기(10)에 의해 제2위상(φ2)을 가질 때, 제1광과 제2광이 합성되면 다음과 같은 식을 만족한다.
Figure 112014009474317-pat00001
<식 1>
식 1의 우변에서 cos 항은 진폭과 관련된 항이고, exp 항은 위상과 관련된 항으로, 제1위상(φ1)을 가지는 제1광(L1)과 제2위상(φ2)을 가지는 제2광(L2)이 하나의 광축을 가지는 빔으로 합성될 때 위상과 진폭이 같이 변조됨을 보여준다. 도 1에 도시된 복합 공간 광변조기(1)에서는 프리즘 어레이(20)와 회절 소자(30)에 의해 광이 하나의 광축을 가지는 빔으로 합성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 프리즘 어레이(20)와 회절 소자(30) 사이의 간격(h)은 아래식을 만족할 수 있다.
h=T/tan θ <식 2>
여기서, h는 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격을, T는 공간 광변조기의 픽셀의 피치를, θ는 회절 소자로 입사하는 광의 입사각을 나타낸다.
한편, 회절 소자(30)의 격자 주기를 Λ라고 할 때, 격자 주기는 다음과 같이 구해질 수 있다.
Λ = λ /sinθ <식 3>
여기서, λ는 제1광과 제2광의 파장을 나타낸다.
또한, 프리즘 어레이의 프리즘 각도를 Ψ(도 3 참조)라고 할 때, Ψ는 다음 식을 만족할 수 있다.
Figure 112014009474317-pat00002
<식 4>
여기서, n은 프리즘 어레이의 굴절률을 나타낸다.
회절 소자(30)는 입사광의 파장 및 입사각의 변화에 따라 회절 효율이 변화될 수 있다. 회절 소자(30)는 사용하는 광의 파장과 상기 프리즘 어레이를 통해 입사되는 광의 입사각에 대해 최대 회절 효율을 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 어레이(20)를 통과한 제1광(L1)과 제2광(L2)에 대해 제1광의 +1차광(L1a)과 제2광의 -1차광(L2b)의 회절 효율이 높게 되도록 회절 소자를 설계할 수 있다.
도 4에서는 두 개의 픽셀에서 각각 진행하는 광이 프리즘 어레이와 회절 소자를 거쳐 정렬되고 하나의 광축에 대해 결합되어 복소 변조된 이미지를 보여 주고 있다. 이에 대해, 좀더 자세하게 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, (φn-4) 위상을 가지는 제(n-4) 광, (φn-3) 위상을 가지는 제(n-3)광, (φn-2) 위상을 가지는 제(n-2)광, (φn-1) 위상을 가지는 제(n-1)광, (φn) 위상을 가지는 제(n)광, (φn+1) 위상을 가지는 제(n+1)광, (φn+2) 위상을 가지는 제(n+2)광, (φn+3) 위상을 가지는 제(n+3)광, (φn+4) 위상을 가지는 제(n+4)광, (φn+5) 위상을 가지는 제(n+5)광이 프리즘 어레이(20)로 입사될 수 있다. 프리즘 어레이(20)를 통과한 광이 회절 소자(30)에 의해 중첩 및 간섭되어 다음과 같이 광의 진폭과 위상이 변조될 수 있다.
exp(iφn-4)+exp(iφn-3) = 2cos[{(φn-4)-(φn-3)}/2]exp[i{(φn-4)+(φn-3)}/2]
exp(iφn-2)+exp(iφn-1) = 2cos[{(φn-2)-(φn-1)}/2]exp[i{(φn-2)+(φn-1)}/2]
exp(iφn)+exp(iφn+1) = 2cos[{(φn)-(φn+1)}/2]exp[i{(φn)+(φn+1)}/2]
exp(iφn+2)+exp(iφn+3) = 2cos[{(φn+2)-(φn+3)}/2]exp[i{(φn+2)+(φn+3)}/2]
exp(iφn+4)+exp(iφn+5) = 2cos[{(φn+4)-(φn+5)}/2]exp[i{(φn+4)+(φn+5)}/2]
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에서는 공간 광변조에 의해 광의 위상이 변조되고, 빔 합성기에 의해 광의 진폭과 위상이 같이 변조될 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 광의 위상과 진폭을 같이 변조할 수 있어 트윈 영상이나 스페클 등에 의해 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 공간 광변조기와 빔 합성기를 나란하게 배열하므로 광학적 정렬을 용이하게 할 수 있다. 또한, 공간 광변조기와 빔 합성기를 슬림하게 제작 및 배치할 수 있어 복합 공간 광변조기를 슬림화할 수 있다. 따라서, 복합 공간 광변조기가 예를 들어 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 복합 공간 광변조기는 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치에 적용되어 실감나는 3차원 영상을 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 영상 표시 장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다.
3차원 영상 표시 장치(100)는 광을 조사하는 광원 유닛(101)과, 상기 광원 유닛(101)으로부터의 광을 이용하여 3차원 영상을 표시하는 복합 공간 광변조기(140)를 포함할 수 있다. 복합 공간 광변조기(140)는 위상 변조를 위한 공간 광변조기(110)와, 상기 공간 광변조기(110)로부터 나온 광을 합성하여 광의 위상과 진폭을 변조하는 빔 합성기(beam combiner)(120)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 공간 광변조기(140)에 홀로그래픽 영상 신호를 입력하는 영상 신호 회로부(115)가 구비될 수 있다. 상기 복합 공간 광변조기(140)로는 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한 복합 공간 광변조기(1)가 사용될 수 있다. 상기 복합 공간 광변조기(140)는 슬림하게 제작될 수 있으며, 평판형 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치에 채용되어 고화질의 3차원 영상을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 복합 공간 광변조기에서 사용하는 프리즘 어레이는 제작하기가 용이하여 생산 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 복합 공간 광변조기 및 이를 구비한 3차원 영상 표시 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
1...복합 공간 광변조기, 10...공간 광변조기
20...프리즘 어레이, 21,22...프리즘면
30...회절 소자, BC...빔 합성기
100...3차원 영상 표시 장치, 101...광원 유닛
110...공간 광변조기, 120...빔 합성기

Claims (20)

  1. 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기;
    제1프리즘면과 제2프리즘면을 가지는 복수 개의 프리즘부가 배열되고, 상기 공간 광변조기를 통과한 광이 입사되는 프리즘 어레이; 및
    상기 프리즘 어레이를 통과한 광을 회절시키는 것으로, 편광에 의존하지 않는 회절 소자;를 포함하고,
    상기 프리즘 어레이의 제1프리즘면에서 굴절된 제1광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 상기 회절 소자를 통과할 때 하나의 광축에서 합성되고, 상기 제1프리즘면에서 굴절된 제1광이 회절 소자를 통해 회절된 +1차광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 회절 소자를 통해 회절된 -1차광이 합성되고, 상기 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격은 아래 식을 만족하여 광의 위상과 진폭이 함께 변조되는 복합 공간 광변조기.
    <식>
    h=T/tan θ
    여기서, h는 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격을, T는 공간 광변조기의 픽셀의 피치를, θ는 회절 소자로 입사하는 광의 입사각을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1프리즘면과 제2프리즘면이 서로 대칭되게 배치된 복합 공간 광변조기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1프리즘면은 상기 공간 광변조기의 제1라인의 복수 개의 픽셀과 마주보게 배치되고, 상기 제2프리즘면은 상기 공간 광변조기의 제2 라인의 복수 개의 픽셀과 마주보게 배치된 복합 공간 광변조기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리즘 어레이의 제1프리즘면과 제2프리즘면이 서로 마주보도록 배치되고, 제1프리즘면과 제2프리즘면 사이의 중심 라인에 대해 같은 기울기로 기울어진 복합 공간 광변조기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공간 광변조기는 액정층을 포함하는 복합 공간 광변조기.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회절 소자는 돌출부와 그루브의 어레이를 포함하는 반도체 회절 소자인 복합 공간 광변조기.
  10. 광을 조사하는 광원 유닛;
    상기 광원 유닛으로부터의 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기;
    상기 공간 광변조기에 영상 신호를 입력하는 영상 신호 회로부; 및
    상기 공간 광변조기로부터의 광의 위상과 진폭을 변조하는 빔 합성기;를 포함하고,
    상기 빔 합성기가, 제1프리즘면과 제2프리즘면을 가지는 복수 개의 프리즘부가 배열되고, 상기 공간 광변조기를 통과한 광이 입사된 프리즘 어레이 및 상기 프리즘 어레이를 통과한 광을 회절시키는 회절 소자를 포함하고,
    상기 프리즘 어레이의 제1프리즘면에서 굴절된 제1광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 상기 회절 소자를 통과할 때 하나의 광축에서 합성되고, 상기 제1프리즘면에서 굴절된 제1광이 회절 소자를 통해 회절된 +1차광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 회절 소자를 통해 회절된 -1차광이 합성되고, 상기 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격은 아래 식을 만족하는 3차원 영상 표시 장치.
    <식>
    h=T/tan θ
    여기서, h는 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격을, T는 공간 광변조기의 픽셀의 피치를, θ는 회절 소자로 입사하는 광의 입사각을 나타낸다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1프리즘면과 제2프리즘면이 서로 대칭되게 배치된 3차원 영상 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1프리즘면은 상기 공간 광변조기의 제1라인의 복수 개의 픽셀과 마주보게 배치되고, 상기 제2프리즘면은 상기 공간 광변조기의 제2 라인의 복수 개의 픽셀과 마주보게 배치된 3차원 영상 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 프리즘 어레이의 제1프리즘면과 제2프리즘면이 서로 마주보도록 배치되고, 제1프리즘면과 제2프리즘면 사이의 중심 라인에 대해 같은 기울기로 기울어진 3차원 영상 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 공간 광변조기는 액정층을 포함하는 3차원 영상 표시 장치.
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 회절 소자는 돌출부와 그루브의 어레이를 포함하는 반도체 회절 소자인 3차원 영상 표시 장치.
  19. 통과된 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기;
    상기 공간 광변조기로부터의 광이 입사하는 것으로, 복수 개의 프리즘부의 어레이를 포함하는 프리즘 어레이; 및
    돌출부와 그루브의 어레이를 포함하는 것으로, 복수 개의 프리즘 부의 각각에 대해, 제1프리즘면을 통과한 광과 제2프리즘면을 통과한 광을 합성하여 하나의 광축 상으로 진행시키는 반도체 회절 소자;를 포함하고,
    상기 제1프리즘면에서 굴절된 제1광이 회절 소자를 통해 회절된 +1차광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 회절 소자를 통해 회절된 -1차광이 합성되고, 상기 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격은 아래 식을 만족하는 복합 공간 광변조기.
    <식>
    h=T/tan θ
    여기서, h는 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격을, T는 공간 광변조기의 픽셀의 피치를, θ는 회절 소자로 입사하는 광의 입사각을 나타낸다.
  20. 광을 조사하는 광원 유닛;
    통과된 광의 위상을 변조하는 공간 광변조기;
    상기 공간 광변조기로부터의 광이 입사하는 것으로, 복수 개의 프리즘부의 어레이를 포함하는 프리즘 어레이; 및
    돌출부와 그루브의 어레이를 포함하는 것으로, 복수 개의 프리즘 부의 각각에 대해, 제1프리즘면을 통과한 광과 제2프리즘면을 통과한 광을 합성하여 하나의 광축 상으로 진행시키는 반도체 회절 소자;를 포함하고,
    상기 제1프리즘면에서 굴절된 제1광이 회절 소자를 통해 회절된 +1차광과 제2프리즘면에서 굴절된 제2광이 회절 소자를 통해 회절된 -1차광이 합성되고, 상기 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격은 아래 식을 만족하는 3차원 영상 표시 장치.
    <식>
    h=T/tan θ
    여기서, h는 프리즘 어레이와 회절 소자 사이의 간격을, T는 공간 광변조기의 픽셀의 피치를, θ는 회절 소자로 입사하는 광의 입사각을 나타낸다.
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