KR20230097947A - Projector and display apparatus employing holographic optical element - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

홀로그래픽 광학 소자를 이용한 프로젝터 및 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 프로젝터는, 제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치; 제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치; 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제1 회절광에 해당하는 화소들과 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 제2 광을 제3 및 제4 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제3 회절광에 해당하는 화소들과 제4 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 제3 및 제4 회절광을 투과시키는 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 제1 화상과 제2 화상이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 제1 및 제2 회절광은 투과시키면서 제3 및 제4 회절광은 제1 및 제2 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 반사형 홀로그래픽 광학 소자; 및 제1 화상과 제2 화상을 적어도 부분적으로 중첩하여 생성된 중첩 화상에 해당하는 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함한다.A projector and a display device using a holographic optical element are disclosed. The disclosed projector includes a first display device emitting a first light corresponding to a first image; a second display device emitting second light corresponding to a second image; The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, and pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light have a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a first transmissive holographic optical element that transmits first and second diffracted light beams shifted by and overlapping each other; The second light is separated into third and fourth diffraction rays and transmitted, and pixels corresponding to the third and fourth diffraction rays have a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a second transmissive holographic optical element that transmits the third and fourth diffraction rays so that they are shifted by and overlapping; A reflective holographic device in which the first and second diffraction rays are transmitted and the third and fourth diffraction rays are diffracted and reflected in the same direction as the first and second diffraction rays so that the first image and the second image are at least partially overlapped. optical element; and a projection lens that projects light corresponding to an overlapped image generated by at least partially overlapping the first image and the second image.

Description

Translated fromKorean

홀로그래픽 광학 소자를 이용한 프로젝터 및 디스플레이 장치{Projector and display apparatus employing holographic optical element}Projector and display apparatus using holographic optical element {Projector and display apparatus employing holographic optical element}

본 개시는 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 프로젝터 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a projector and a display device using a holographic optical element.

최근 들어 마이크로 발광다이오드(Light emitting diode; LED) 소자를 이용한 마이크로 디스플레이 패널이 활발히 개발되고 있다. 이러한 마이크로 디스플레이 패널은 마이크로 LED 소자의 자체발광 특성을 이용하여 초소형 프로젝터에 사용되거나, AR/VR용 헤드마운트 디스플레이(head-mount display; HMD)와 같은 디스플레이 장치에서 가상 이미지(virtual image)를 제공하기 위해 사용될 수 있다.Recently, a micro display panel using a micro light emitting diode (LED) device has been actively developed. These micro display panels are used for micro-projectors by using the self-luminous properties of micro LED elements, or to provide virtual images in display devices such as head-mount displays (HMD) for AR/VR. can be used for

홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element; HOE)는 높은 회절효율과 협대역 파장 특성, 그리고 여러 가지 기능을 하나의 소자로 구현할 수 있다는 특성을 갖고 있어 HMD(head mounted display)와 같은 증강현실 장치에 커플링 소자로 사용되거나, 2D/3D 디스플레이용 스크린 등에 널리 활용되고 있다.Holographic Optical Element (HOE) has high diffraction efficiency, narrowband wavelength characteristics, and the ability to implement various functions with one element, so it is coupled to augmented reality devices such as HMD (head mounted display). It is used as a ring element or widely used in 2D/3D display screens.

마이크로 LED 소자는 상대적으로 고휘도, 저전력의 우수한 특성을 가지고 있 있지만, 초소형 프로젝터나 HMD 등에 사용되기에는 아직도 마이크로 디스플레이 패널의 밝기가 부족한 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 마이크로 LED 소자의 발광 면적을 넓힌다면, 동일 패널 면적에서 해상도(즉, Pixels per Inch, PPI)가 줄어드는 또 다른 문제가 발생될 것이다.Micro LED devices have excellent characteristics of relatively high luminance and low power consumption, but the brightness of micro display panels is still insufficient to be used in micro projectors or HMDs. If the light emitting area of the micro LED device is widened to solve this problem, another problem of reducing resolution (ie, pixels per inch, PPI) in the same panel area will occur.

해결하고자 하는 과제는 프로젝터의 밝기와 해상도를 동시에 향상시킬 수 있는 광학계를 제공하는데 있다.The problem to be solved is to provide an optical system capable of simultaneously improving the brightness and resolution of a projector.

디스플레이 장치의 밝기와 해상도를 동시에 향상시킬 수 있는 광학계를 제공하는데 있다.An optical system capable of simultaneously improving brightness and resolution of a display device is provided.

해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.The technical problem to be solved is not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.

일 측면에 따르면, 프로젝터는, 제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치; 제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치; 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제1 회절광에 해당하는 화소들과 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 제2 광을 제3 및 제4 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제3 회절광에 해당하는 화소들과 제4 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 제3 및 제4 회절광을 투과시키는 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 제1 화상과 제2 화상이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 제1 및 제2 회절광은 투과시키면서 제3 및 제4 회절광은 제1 및 제2 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 반사형 홀로그래픽 광학 소자; 및 제1 화상과 제2 화상을 적어도 부분적으로 중첩하여 생성된 중첩 화상에 해당하는 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함할 수 있다.According to one aspect, a projector may include a first display device emitting a first light corresponding to a first image; a second display device emitting second light corresponding to a second image; The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, and pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light have a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a first transmissive holographic optical element that transmits first and second diffracted light beams shifted by and overlapping each other; The second light is separated into third and fourth diffraction rays and transmitted, and pixels corresponding to the third and fourth diffraction rays have a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a second transmissive holographic optical element that transmits the third and fourth diffraction rays so that they are shifted by and overlapping; A reflective holographic device in which the first and second diffraction rays are transmitted and the third and fourth diffraction rays are diffracted and reflected in the same direction as the first and second diffraction rays so that the first image and the second image are at least partially overlapped. optical element; and a projection lens configured to project light corresponding to an overlapped image generated by at least partially overlapping the first image and the second image.

일 실시예에서, 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 제1 광이 제1 회절광과 제2 회절광으로 회절하며 투과하는 제1 홀로그래픽 회절층과 제1 회절광과 제2 회절광이 제1 간격을 가지고 같은 방향으로 향하도록 회절하며 투과하는 제2 홀로그래픽 회절층을 포함하며, 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 제2 광이 제3 회절광과 제4 회절광으로 회절하며 투과하는 제3 홀로그래픽 회절층과 제3 회절광과 제4 회절광이 제2 간격을 가지고 같은 방향으로 향하도록 회절하며 투과하는 제4 홀로그래픽 회절층을 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first transmissive holographic optical element includes a first holographic diffraction layer through which the first light is diffracted into first and second diffraction rays, and the first diffraction light and the second diffraction light are transmitted through the first diffraction light and the second diffraction light. It includes a second holographic diffraction layer that diffracts and transmits in the same direction at intervals, and the second transmissive holographic optical element has a third diffracted light that diffracts and transmits the second light into third and fourth diffracted light. It may include a holographic diffraction layer and a fourth holographic diffraction layer through which the third diffraction light and the fourth diffraction light diffract and transmit in the same direction at a second interval.

일 실시예에서, 제1 회절광은 제1 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 제1 광의 0차 회절광이며, 제2 회절광은 제1 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 제1 광의 1차 회절광이며, 제3 회절광은 제3 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 제2 광의 0차 회절광이며, 제4 회절광은 제4 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 제2 광의 1차 회절광일 수 있다.In one embodiment, the first diffraction light is a 0th-order diffraction light of the first light diffracted in the first holographic diffraction layer, and the second diffraction light is a 1st-order diffraction light of the first light diffracted in the first holographic diffraction layer. , The third diffraction light may be a 0th-order diffraction light of the second light diffracted in the third holographic diffraction layer, and the fourth diffraction light may be a 1st-order diffraction light of the second light diffracted in the fourth holographic diffraction layer.

일 실시예에서, 제1 홀로그래픽 회절층과 제2 홀로그래픽 회절층 사이의 거리 T는 d=|T(tanθ_1-tanθ_2)|와 같은 수학식을 만족하며, 여기서 θ_1은 제1 홀로그래픽 회절층의 제1 회절광의 회절각, θ_2는 제1 홀로그래픽 회절층의 제2 회절광의 회절각을 의미하며, d는 제1 간격을 의미한다.In one embodiment, the distance T between the first holographic diffraction layer and the second holographic diffraction layer satisfies an equation such as d=|T(tanθ_1-tanθ_2)|, where θ_1 is the first holographic diffraction layer The diffraction angle of the first diffraction light of , θ_2 means the diffraction angle of the second diffraction light of the first holographic diffraction layer, and d means the first interval.

일 실시예에서, 제1 간격은 a/n 이고, 여기서 a는 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이이고, n은 정수일 수 있다.In one embodiment, the first interval is a/n, where a is the length of one pixel in a predetermined direction, and n may be an integer.

일 실시예에서, 제1 및 제2 간격은 서로 같은 크기일 수 있다.,In one embodiment, the first and second intervals may be the same size as each other.

일 실시예에서, a는 하나의 화소의 대각선 길이이고, 제1 및 제2 간격은 a/2이고, 반사형 홀로그래픽 광학 소자는, 서로 대응되는 화소를 기준으로, 제3 회절광에 해당하는 화소가 제1 회절광에 해당하는 화소에 대해 대각방향으로 a/4 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 구성될 수 있다.In one embodiment, a is the diagonal length of one pixel, the first and second intervals are a/2, and the reflective holographic optical element corresponds to the third diffracted light based on the pixels corresponding to each other. Pixels may be shifted by an interval of a/4 in a diagonal direction with respect to a pixel corresponding to the first diffraction light and overlap each other.

일 실시예에서, a는 하나의 화소의 대각선 길이이고, 제1 및 제2 간격은 a/4이고, 반사형 홀로그래픽 광학 소자는, 서로 대응되는 화소를 기준으로, 제3차 회절광에 해당하는 화소가 제1 회절광에 해당하는 화소에 대해 대각방향으로 a/2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되게 구성될 수 있다.In one embodiment, a is the diagonal length of one pixel, the first and second intervals are a/4, and the reflective holographic optical element corresponds to the 3rd order diffracted light based on the pixels corresponding to each other. The pixels corresponding to the first diffracted light may be shifted by an interval of a/2 in a diagonal direction with respect to the pixels corresponding to the first diffraction light and overlap each other.

일 실시예에서, 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 제1 회절광의 광량과 제2 회절광의 광량이 실질적으로 동일하도록 구성되며, 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 제3 회절광의 광량과 제4 회절광의 광량이 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the first transmissive holographic optical element is configured such that the amount of light of the first diffraction light and the amount of light of the second diffraction light are substantially the same, and the second transmissive holographic optical element is configured such that the amount of light of the third diffraction light and the amount of light of the fourth diffraction light are substantially the same. The amount of light may be configured to be substantially the same.

일 실시예에서, 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 접할 수 있다.In one embodiment, the first transmissive holographic optical element and the reflective holographic optical element may contact each other.

일 실시예에서, 제1 및 제2 디스플레이 장치는 각각 마이크로 발광 디스플레이 패널일 수 있다.In one embodiment, each of the first and second display devices may be a micro light emitting display panel.

일 실시예에서, 제1 및 제2 디스플레이 장치 각각은 풀-컬러 디스플레이 패널일 수 있다.In one embodiment, each of the first and second display devices may be a full-color display panel.

일 실시예에서, 제1 및 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 각각 적색 파장, 녹색 파장 및 청색 파장에 대응되는 홀로그래픽 광학 소자 레이어들을 포함할 수 있다.In an embodiment, the first and second transmissive holographic optical elements and the reflective holographic optical element may include holographic optical element layers corresponding to red, green, and blue wavelengths, respectively.

일 실시예에서, 제1 및 제2 디스플레이 장치 각각은 단색 디스플레이 패널일 수 있다.In one embodiment, each of the first and second display devices may be a monochrome display panel.

일 실시예에서, 제1 화상과 제2 화상은 동일 화상이되, 서로 다른 화소 색상 정보를 가질 수 있다.In one embodiment, the first image and the second image may be the same image, but may have different pixel color information.

일 실시예에서, 프로젝터는 제3 화상에 해당하는 제3 광을 방출하는 제3 디스플레이 장치; 제3 광을 제5 및 제6 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제5 회절광에 해당하는 화소들과 제6 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제3 길이만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 제5 및 제6 회절광을 투과시키는 제3 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 및 제1 및 제2 화상의 화소들과 제3 화상의 화소들이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 제1 내지 제4 회절광을 투과시키고 제5 및 제6 회절광을 제1 내지 제4 화상의 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the projector includes a third display device emitting third light corresponding to a third image; The third light is separated into fifth and sixth diffraction rays and transmitted, and the pixels corresponding to the fifth and sixth diffraction rays have a third length shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a third transmissive holographic optical element that transmits the fifth and sixth diffraction rays so as to be shifted by and overlapping; and transmits the first to fourth diffraction lights so that the pixels of the first and second images and the pixels of the third image at least partially overlap, and converts the fifth and sixth diffraction lights into the diffraction lights of the first to fourth images. A second reflective holographic optical element that diffracts and reflects in the same direction as; may be further included.

일 실시예에서, 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 이격되어 위치하고, 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 반사형 홀로그래픽 광학 소자 사이의 제2 광의 경로에서 벗어나 위치할 수 있다.In one embodiment, the reflective holographic optical element and the second reflective holographic optical element are spaced apart from each other, and the second reflective holographic optical element is positioned between the second transmissive holographic optical element and the reflective holographic optical element. It may be positioned out of the path of the second light.

일 실시예에서, 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 접할 수 있다.In one embodiment, the reflective holographic optical element and the second reflective holographic optical element may contact each other.

일 실시예에서, 프로젝터는 제2 디스플레이 장치와 반사형 홀로그래픽 광학 소자 사이에 위치하며, 반사형 홀로그래픽 광학 소자에 의한 회절 반사에서 발생되는 제3 및 제4 회절광의 왜곡을 보정하는 보정 홀로그래픽 광학 소자를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the projector is located between the second display device and the reflective holographic optical element, and corrects distortion of the third and fourth diffracted light generated from diffraction reflection by the reflective holographic optical element. An optical element may be further included.

일 실시예에서, 프로젝터는 제1 및 제2 디스플레이 장치 각각의 전면에 배치되는 제1 및 제2 시준 광학계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the projector may further include first and second collimation optical systems disposed in front of the first and second display devices, respectively.

다른 측면에 따르면, 프로젝터는 제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치; 제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치; 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제1 회절광에 해당하는 화소들과 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 제1 화상과 제2 화상이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 제1 및 제2 회절광을 투과시키고 제2 화상의 광을 제1 및 제2 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 반사형 홀로그래픽 광학 소자; 및 적어도 부분적으로 중첩하여 생성된 중첩 화상에 해당하는 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함할 수 있다.According to another aspect, a projector includes a first display device emitting a first light corresponding to a first image; a second display device emitting second light corresponding to a second image; The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, and pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light have a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a transmissive holographic optical element that transmits the first and second diffraction lights so as to be shifted by and overlapping; A reflective holographic optical element that transmits the first and second diffraction rays and diffracts and reflects the light of the second image in the same direction as the first and second diffraction rays so that the first image and the second image are at least partially overlapped. ; and a projection lens configured to project light corresponding to an overlapped image generated by at least partially overlapping the image.

또 다른 측면에 따르면, 프로젝터는 제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치; 제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치; 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제1 회절광에 해당하는 화소들과 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 제2 광을 제3 및 제4 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제3 회절광에 해당하는 화소들과 제4 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 제3 및 제4 회절광을 투과시키는 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 및 웨이브가이드와, 제1 및 제2 회절광을 웨이브가이드에 결합시키는 제1 입력 커플러와, 제3 및 제4 회절광을 웨이브가이드에 결합시키는 제2 입력 커플러와, 웨이브가이드에 의해 가이드되는 제1 내지 제4 회절광을 출력시키는 출력 커플러를 포함하는 이미지 컴바이너; 및 이미지 컴바이너에서 결합된 화상의 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함할 수 있다.According to another aspect, a projector includes a first display device emitting a first light corresponding to a first image; a second display device emitting second light corresponding to a second image; The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, and pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light have a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a transmissive holographic optical element that transmits the first and second diffraction lights so as to be shifted by and overlapping; The second light is separated into third and fourth diffraction rays and transmitted, and pixels corresponding to the third and fourth diffraction rays have a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a second transmissive holographic optical element that transmits the third and fourth diffraction rays so that they are shifted by and overlapping; and a waveguide, a first input coupler coupling the first and second diffracted rays to the waveguide, a second input coupler coupling the third and fourth diffracted rays to the waveguide, and a first input coupler coupled by the waveguide. an image combiner including an output coupler outputting first to fourth diffraction lights; and a projection lens projecting light of images combined in the image combiner.

또 다른 측면에 따르면, 디스플레이 장치는 전술한 프로젝터; 및 프로젝터에서 방출된 광을 타겟 영역으로 가이드하는 이미지 컴바이너;를 포함하며, 타겟 영역은 사용자의 아이 모션 박스일 수 있다.According to another aspect, the display device includes the aforementioned projector; and an image combiner for guiding light emitted from the projector to a target area, and the target area may be a user's eye motion box.

일 실시예에서, 디스플레이 장치는 가상현실 장치 또는 증강현실 장치일 수 있다.In one embodiment, the display device may be a virtual reality device or an augmented reality device.

또 다른 측면에 따르면, 디스플레이 장치는 화상에 해당하는 광을 방출하는 디스플레이 장치; 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제1 회절광에 해당하는 화소들과 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 길이만큼 쉬프트되어 중첩되도록 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 및 외부 장면의 광을 투과시키고 제1 및 제2 회절광을 외부 장면의 광의 진행방향과 같은 방향으로 회절 반사시켜 외부 장면의 광과 제1 화상의 회절광들을 타겟 영역으로 가이드하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하며, 타겟 영역은 사용자의 아이 모션 박스일 수 있다.According to another aspect, a display device may include a display device that emits light corresponding to an image; The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, and pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light are shifted by a length shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a transmissive holographic optical element that transmits first and second diffracted light so as to overlap each other; and reflective holographic for guiding the light of the external scene and the diffracted rays of the first image to the target area by transmitting the light of the external scene and diffracting and reflecting the first and second diffracted lights in the same direction as the traveling direction of the light of the external scene. and an optical element, and the target area may be the user's eye motion box.

또 다른 측면에 따르면, 증강현실 장치는 사용자의 좌안 및 우안에 대응되는 좌안 소자 및 우안 소자를 포함하는 증강현실 안경으로서, 좌안 소자 및 우안 소자 각각은 제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항의 프로젝터와, 프로젝터에서 방출된 광을 타겟 영역으로 가이드하는 이미지 컴바이너를 포함할 수 있다.According to another aspect, the augmented reality device is augmented reality glasses including a left eye element and a right eye element corresponding to the left and right eyes of a user, each of the left eye element and the right eye element is a projector according to any one ofclaims 1 to 21. and an image combiner for guiding light emitted from the projector to a target area.

개시된 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 프로젝터 및 디스플레이 장치는 밝기와 해상도를 동시에 향상시킬 수 있다.A projector and a display device using the disclosed holographic optical element can simultaneously improve brightness and resolution.

도 1은 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 제1 투과형 HOE를 개략적으로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 반사형 HOE를 개략적으로 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따라 부분적으로 중첩된 화소를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 투과형 HOE에 의해 제1 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 제2 투과형 HOE에 의해 제2 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 반사형 HOE에 의해 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 투과형 HOE에 의해 제1 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 제2 투과형 HOE에 의해 제2 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 반사형 HOE(140)에 의해 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따라 부분적으로 중첩된 화소를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 투과형 HOE의 제조 예를 설명하는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 반사형 HOE의 제조 예를 설명하는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 투과형 HOE의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 반사형 HOE의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 16은 일 실시예에 따른 프로젝터의 투과형 HOE를 이용한 화상 형성 방법을 설명하는 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 프로젝터의 반사형 HOE를 이용한 화상 형성 방법을 설명하는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 프로젝터의 투과형 HOE 및 반사형 HOE의 조합을 이용한 화상 형성 방법을 설명하는 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 20은 보정 HOE가 없는 경우에 발생되는 영상 왜곡을 설명하는 도면이다.
도 21은 보정 HOE에 의해 의도적으로 발생시키는 영상 선왜곡을 설명하는 도면이다.
도 22는 보정 HOE에 의해 보정된 영상을 설명하는 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 24는 일 실시예에 따른 투과형 HOE에 의해 제1 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 25는 일 실시예에 따른 반사형 HOE에 의해 제1 화상과 제2 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 26은 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 27은 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 28은 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 29는 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시한다.
도 30은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한다.
도 31은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한다.
도 32는 일 실시예에 따른 증강현실 안경을 개략적으로 도시한다.1 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
2 schematically illustrates a first transmissive HOE according to an embodiment.
3 schematically illustrates a reflective HOE according to an embodiment.
4 shows partially overlapping pixels according to one embodiment.
5 schematically shows a state in which a first image is partially overlapped by a first transmissive HOE according to an exemplary embodiment.
6 schematically illustrates a state in which a second image is partially overlapped by a second transmissive HOE according to an exemplary embodiment.
7 schematically illustrates a state in which a first sub-overlapping image and a second sub-overlapping image are partially overlapped by a reflective HOE according to an exemplary embodiment.
8 schematically shows a state in which a first image is partially overlapped by a first transmissive HOE according to an exemplary embodiment.
9 schematically illustrates a state in which a second image is partially overlapped by a second transmissive HOE according to an exemplary embodiment.
FIG. 10 schematically shows a state in which a first sub-overlapping image and a second sub-overlapping image are partially overlapped by thereflective HOE 140 according to an exemplary embodiment.
11 illustrates partially overlapping pixels according to one embodiment.
12 is a diagram for explaining an example of manufacturing a transmissive HOE according to an embodiment.
13 is a diagram illustrating a manufacturing example of a reflective HOE according to an embodiment.
14 schematically illustrates the configuration of a transmissive HOE according to an embodiment.
15 schematically illustrates the configuration of a reflective HOE according to an embodiment.
16 is a diagram for explaining an image forming method using a transmissive HOE of a projector according to an exemplary embodiment.
17 is a diagram for explaining an image forming method using a reflective HOE of a projector according to an exemplary embodiment.
18 is a diagram for explaining an image forming method using a combination of a transmissive HOE and a reflective HOE of a projector according to an exemplary embodiment.
19 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
20 is a diagram explaining image distortion that occurs when there is no correction HOE.
21 is a diagram explaining image predistortion intentionally generated by the correction HOE.
22 is a diagram for explaining an image corrected by the correction HOE.
23 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
24 schematically shows a state in which first images are partially overlapped by a transmissive HOE according to an exemplary embodiment.
25 schematically illustrates a state in which a first image and a second image are partially overlapped by a reflective HOE according to an exemplary embodiment.
26 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
27 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
28 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
29 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment.
30 schematically illustrates a display device according to an exemplary embodiment.
31 schematically illustrates a display device according to an exemplary embodiment.
32 schematically illustrates augmented reality glasses according to an embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였으며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice them with reference to the accompanying drawings. However, the present disclosure may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description have been omitted, similar reference numerals have been attached to similar parts throughout the specification, and the size of each component in the drawings is exaggerated for clarity and convenience of description. There may be.

본 명세서의 실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the embodiments of this specification have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions of the present disclosure, but they may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. . In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding embodiment. Therefore, the term used in this specification should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present disclosure, not a simple name of the term.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 프로젝터(100)의 광학계를 개략적으로 도시한다.1 schematically illustrates an optical system of aprojector 100 according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 프로젝터(100)는 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112), 제1 및 제2 투과형 HOE(131, 132), 반사형 HOE(140) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , aprojector 100 includes first andsecond display devices 111 and 112 , first andsecond transmissive HOEs 131 and 132 , areflective HOE 140 and aprojection lens 150 . include

제1 디스플레이 장치(111)는 제1 화상에 해당하는 제1 광(L1)을 방출한다. 제1 화상은 제1 화소들의 행과 열로 이루어질 수 있다.Thefirst display device 111 emits a first light L1 corresponding to a first image. The first image may include rows and columns of first pixels.

제2 디스플레이 장치(112)는 제2 화상에 해당하는 제2 광(L2)을 방출한다. 제2 화상은 제2 화소들의 행과 열로 이루어질 수 있다. 제2 화상은 제1 화상과 동일한 이미지를 표시하나 화소 색상 정보가 다를 수 있다. 후술하는 바와 같이 제1 및 제2 화상은 본 실시예의 광학계에 의해 형성되는 중첩 화상의 화소 색상 정보가 타겟 화상의 화소 색상 정보과 최대한 유사하도록 결정될 수 있다.Thesecond display device 112 emits second light L2 corresponding to the second image. The second image may include rows and columns of second pixels. The second image displays the same image as the first image, but may have different pixel color information. As will be described later, the first and second images may be determined such that pixel color information of an overlapping image formed by the optical system of the present embodiment is as similar as possible to pixel color information of a target image.

일 실시예에서 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 각각 자체적으로 빛을 방출하는 자발광 디스플레이 패널일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, each of the first andsecond display devices 111 and 112 may be a self-emitting display panel that emits light by itself, but is not limited thereto.

일 실시예에서 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 각각 마이크로 발광 디스플레이 패널일 수 있다. 마이크로 발광 디스플레이 패널은 마이크로 발광 다이오드들(light emitting diodes; LEDs)로 화소 어레이를 형성하는 패널일 수 있다.In one embodiment, each of the first andsecond display devices 111 and 112 may be a micro light emitting display panel. A micro light emitting display panel may be a panel that forms a pixel array with micro light emitting diodes (LEDs).

일 실시예에서 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 각각 유기발광 디스플레이 패널일 수도 있다.In one embodiment, each of the first andsecond display devices 111 and 112 may be an organic light emitting display panel.

일 실시예에서 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 단색 화상을 표시하는 단색 디스플레이 패널일 수 있다. 여기서, 단색이라 함은 적색, 녹색, 또는 청색과 같은 원색(primary color)이나, 그 밖의 다른 단일 색상뿐만 아니라, 단순 명암만을 갖는 흑백을 의미할 수도 있다.In one embodiment, the first andsecond display devices 111 and 112 may be a monochrome display panel displaying a monochrome image. Here, the monochromatic may mean a primary color such as red, green, or blue, or other single colors, as well as black and white having only simple contrast.

제1 디스플레이 장치(111)의 전면에는 제1 디스플레이 장치(111)에서 방출되는 제1 광(L1)을 평행광속으로 시준(collimation)하는 제1 시준렌즈(121)가 마련될 수 있다. 마찬가지로, 제2 디스플레이 장치(112)의 전면에는 제2 디스플레이 장치(112)에서 방출되는 제2 광(L2)을 평행광속으로 시준하는 제2 시준렌즈(122)가 마련될 수 있다. 제1 및 제2 시준렌즈(121, 122)는 마이크로렌즈 어레이일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Afirst collimating lens 121 may be provided on the front of thefirst display device 111 to collimate the first light L1 emitted from thefirst display device 111 into a parallel beam. Similarly, asecond collimating lens 122 may be provided on the front of thesecond display device 112 to collimate the second light L2 emitted from thesecond display device 112 into a parallel beam. The first and secondcollimating lenses 121 and 122 may be microlens arrays, but are not limited thereto.

제1 투과형 HOE(131)는 제1 디스플레이 장치(111)의 전면에 배치된다. 제1 시준렌즈(121)는 제1 디스플레이 장치(111)와 제1 투과형 HOE(131) 사이에 배치될 수 있다. 제1 투과형 HOE(131)는 제1 광(L1)이 제1 투과형 HOE(131)의 입사면에 수직으로 입사되도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thefirst transmissive HOE 131 is disposed in front of thefirst display device 111 . Thefirst collimating lens 121 may be disposed between thefirst display device 111 and thefirst transmissive HOE 131. Thefirst transmissive HOE 131 may be disposed so that the first light L1 is perpendicularly incident to the incident surface of thefirst transmissive HOE 131, but is not limited thereto.

제1 투과형 HOE(131)는 제1 광(L1)을 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)으로 분리하여 투과시키되, 제1 회절광(L11)에 해당하는 화소들과 제2 회절광(L12)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트(shift)되어 중첩되도록 한다. 여기서, 하나의 화소의 소정 방향은 화소의 대각 방향, 열 방향, 또는 행 방향일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이라 함은 하나의 화소에서 소정 방향으로 길이 중 최대 길이일 수 있다. 예를 들어, 상기 소정 방향이 대각 방향인 경우, 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이는 하나의 화소의 대각선 길이를 의미한다.Thefirst transmissive HOE 131 separates the first light L1 into first diffraction light L11 and second diffraction light L12 and transmits the first diffraction light L1 to pixels corresponding to the first diffraction light L11. Pixels corresponding to the 2-diffracted light L12 are shifted and overlapped by a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. Here, the predetermined direction of one pixel may be a diagonal direction, a column direction, or a row direction of the pixel, but is not limited thereto. Meanwhile, the length of one pixel in a predetermined direction may be the maximum length among the lengths of one pixel in a predetermined direction. For example, when the predetermined direction is a diagonal direction, the length of one pixel in the predetermined direction means the diagonal length of one pixel.

일 실시예에서 제1 회절광(L11)에 해당하는 화소들과 제2 회절광(L12)에 해당하는 화소들은 제1 투과형 HOE(131)에 의해 하나의 화소의 대각 방향으로 대각선 길이보다 작은 간격으로 쉬프트되어 중첩될 수 있다.In one embodiment, the pixels corresponding to the first diffraction light L11 and the pixels corresponding to the second diffraction light L12 are separated by thefirst transmissive HOE 131 in the diagonal direction of one pixel smaller than the diagonal length. It can be shifted to and overlapped.

제2 투과형 HOE(132)는 제2 디스플레이 장치(112)의 전면에 배치된다. 제2 시준렌즈(122)는 제2 디스플레이 장치(112)와 제2 투과형 HOE(132) 사이에 배치될 수 있다. 제2 투과형 HOE(132)는 제2 광(L2)이 제2 투과형 HOE(132)의 입사면에 수직으로 입사되도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thesecond transmissive HOE 132 is disposed in front of thesecond display device 112 . Thesecond collimating lens 122 may be disposed between thesecond display device 112 and thesecond transmissive HOE 132 . Thesecond transmissive HOE 132 may be disposed so that the second light L2 is perpendicularly incident to the incident surface of thesecond transmissive HOE 132, but is not limited thereto.

제2 투과형 HOE(132)는 제2 광(L2)을 제3 회절광(L21)과 제4 회절광(L22)으로 분리하여 투과시키되, 제3 회절광(L21)에 해당하는 화소들과 제4 회절광(L22)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 같은 방향으로 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 제3 및 제4 회절광(L21, L22)의 쉬프트되는 제2 간격은 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 쉬프트되는 제1 간격과 같을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thesecond transmissive HOE 132 separates the second light L2 into a third diffraction light L21 and a fourth diffraction light L22 and transmits the second light L2 to pixels corresponding to the third diffraction light L21. Pixels corresponding to the 4-diffracted light L22 are shifted in the same direction by a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction so that they overlap. The shifted second spacing of the third and fourth diffracted rays L21 and L22 may be the same as the shifted first spacing of the first and second diffracted rays L11 and L12, but is not limited thereto.

일 실시예에서 제3 회절광(L21)에 해당하는 화소들과 제4 회절광(L22)에 해당하는 화소들은 제2 투과형 HOE(132)에 의해 하나의 화소의 대각 방향으로 대각선 길이보다 작은 간격으로 쉬프트되어 중첩될 수 있다.In one embodiment, the pixels corresponding to the third diffraction light L21 and the pixels corresponding to the fourth diffraction light L22 are separated by thesecond transmissive HOE 132 in the diagonal direction of one pixel smaller than the diagonal length. It can be shifted to and overlapped.

도 2는 일 실시예에 따른 제1 투과형 HOE(131)를 개략적으로 도시한다. 도 2를 참조하면, 제1 투과형 HOE(131)는 제1 홀로그래픽 회절층(1311)과 제2 홀로그래픽 회절층(1313)을 포함할 수 있다.2 schematically shows afirst transmissive HOE 131 according to an embodiment. Referring to FIG. 2 , thefirst transmissive HOE 131 may include a firstholographic diffraction layer 1311 and a secondholographic diffraction layer 1313 .

제1 홀로그래픽 회절층(1311)은 입사하는 제1 광(L1)이 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)으로 회절하며 투과되도록 한다. 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)은 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에 의해 회절된 서로 다른 차수의 회절광일 수 있다. 일 실시예에서 제1 회절광(L11)은 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에 의해 0차 회절된 광이고, 제2 회절광(L12)은 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에 의해 1차 회절된 광일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The firstholographic diffraction layer 1311 diffracts and transmits the incident first light L1 into first diffracted light L11 and second diffracted light L12. The first diffraction light L11 and the second diffraction light L12 may be diffracted lights of different orders diffracted by the firstholographic diffraction layer 1311 . In one embodiment, the first diffraction light L11 is the 0th diffracted light by the firstholographic diffraction layer 1311, and the second diffraction light L12 is 1 diffracted by the firstholographic diffraction layer 1311. It may be second diffracted light, but is not limited thereto.

제2 홀로그래픽 회절층(1313)은 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에서 회절되어 형성된 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)이 재차 회절되어 같은 방향을 향하며 투과하도록 한다. 일 실시예에서 제1 및 제2 회절광(L11, L12)은 제2 홀로그래픽 회절층(1313)에 의해 재차 회절되어 제2 홀로그래픽 회절층(1313)의 출사면에 대해 수직하게 출사될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The secondholographic diffraction layer 1313 causes the first diffraction light L11 and the second diffraction light L12 formed by being diffracted by the firstholographic diffraction layer 1311 to be diffracted again and transmitted in the same direction. In an embodiment, the first and second diffraction lights L11 and L12 may be diffracted again by the secondholographic diffraction layer 1313 and emitted perpendicularly to the emission surface of the secondholographic diffraction layer 1313. However, it is not limited thereto.

제1 투과형 HOE(131)은 제1 회절광(L11)의 광량과 제2 회절광(L12)의 광량이 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다.Thefirst transmissive HOE 131 may be configured such that the amount of light of the first diffracted light L11 and the amount of light of the second diffracted light L12 are substantially the same.

일 실시예에서 제1 홀로그래픽 회절층(1311)은 제1 광(L1)을 회절함에 있어서 제1 회절광(L11)의 회절차수에 대한 회절 효율과 제2 회절광(L12)의 회절차수에 대한 회절 회율이 실질적으로 동일하도록 구성되고, 바람직하게는 각각 50%에 근접한 값을 갖도록 구성될 수 있다. 예시적으로 제1 홀로그래픽 회절층(1311)은 제1 광(L1)을 회절함에 있어서 0차 회절차수에 대한 회절 효율과 1차 회절차수에 대한 회절 효율이 각각 50%에 근접한 값을 가질 수 있도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 제1 광(L1)은 광량 손실이 거의 없는 상태로 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)으로 분리될 수 있다.In an embodiment, the firstholographic diffraction layer 1311 diffracts the first light L1, diffraction efficiency with respect to the diffraction order of the first diffracted light L11 and the diffraction order of the second diffracted light L12. It is configured so that the diffraction diffraction ratio for each number is substantially the same, and preferably each has a value close to 50%. For example, when the firstholographic diffraction layer 1311 diffracts the first light L1, the diffraction efficiency for the 0th diffraction order and the diffraction efficiency for the 1st diffraction order each have a value close to 50%. Accordingly, the first light L1 can be separated into the first diffracted light L11 and the second diffracted light L12 with almost no light quantity loss.

일 실시예에서 제2 홀로그래픽 회절층(1313)은 제1 및 제2 회절광(L11, L12)을 같은 방향으로 회절시키며, 제1 회절광(L11)에 대한 회절 효율과 제2 회절광(L12)에 대한 회절 회율이 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있으며, 바람직하게는 제1 및 제2 회절광(L11, L12)이 광량 손실이 거의 없는 상태로 (예를 들어 90% 이상의 회절효율로) 회절하도록 구성될 수 있다.In an embodiment, the secondholographic diffraction layer 1313 diffracts the first and second diffraction lights L11 and L12 in the same direction, and the diffraction efficiency of the first diffraction light L11 and the second diffraction light ( L12) may be configured to have substantially the same diffraction diffraction rate, and preferably, the first and second diffracted rays L11 and L12 are in a state in which there is little loss of light amount (eg, with a diffraction efficiency of 90% or more) It can be configured to diffract.

상기와 같이 제1 투과형 HOE(131)은 제1 광(L1)을 광량 손실이 거의 없는 상태로 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)으로 분리하여 같은 방향으로 진행하도록 할 수 있다.As described above, thefirst transmissive HOE 131 can separate the first light L1 into the first diffraction light L11 and the second diffraction light L12 with almost no loss of light quantity, so that they propagate in the same direction. there is.

일 실시예에서 제1 홀로그래픽 회절층(1311)과 제2 홀로그래픽 회절층(1313)을 지지하는 투명 부재(1312)가 마련될 수 있다. 투명 부재(1312)는 제1 광(L1)의 파장대역에 대해 투명한 재질로 형성된다.In one embodiment, atransparent member 1312 supporting the firstholographic diffraction layer 1311 and the secondholographic diffraction layer 1313 may be provided. Thetransparent member 1312 is made of a material that is transparent to the wavelength band of the first light L1.

일 실시예에서 투명 부재(1312)는 제1 홀로그래픽 회절층(1311)과 제2 홀로그래픽 회절층(1313) 사이에 위치할 수 있다.In one embodiment, thetransparent member 1312 may be positioned between the firstholographic diffraction layer 1311 and the secondholographic diffraction layer 1313 .

일 실시예에서, 제1 회절광(L11)이 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에 의해 회절각 θ₁로 회절된 광이고, 제2 회절광(L12)은 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에 의해 회절각 θ₂로 회절된 광인 경우에 있어서, 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L120 사이의 제1 간격 d와, 제1 투과형 HOE(131)의 두께 T는 다음과 같은 수학식을 만족할 수 있다.In an embodiment, the first diffraction light L11 is diffracted by the firstholographic diffraction layer 1311 at a diffraction angle θ₁ , and the second diffraction light L12 is the first holographic diffraction layer 1311 ) at a diffraction angle θ₂ , the first distance d between the first diffraction light L11 and the second diffraction light L120 and the thickness T of thefirst transmissive HOE 131 are as follows: The same equation can be satisfied.

여기서, 제1 투과형 HOE(131)의 두께 T는 제1 홀로그래픽 회절층(1311)과 제2 홀로그래픽 회절층(1313) 사이의 거리로 이해될 수 있다. 달리 표현하면, 제1 홀로그래픽 회절층(1311)에서 회절되어 형성된 제1 및 제2 회절광(L11, L12)은 투명 부재(1312)를 지나면서 제1 간격 d으로 벌어진다.Here, the thickness T of thefirst transmissive HOE 131 may be understood as a distance between the firstholographic diffraction layer 1311 and the secondholographic diffraction layer 1313 . In other words, the first and second diffraction rays L11 and L12 formed by being diffracted by the firstholographic diffraction layer 1311 spread at a first distance d while passing through thetransparent member 1312 .

일 실시예에서 제1 홀로그래픽 회절층(1311)과 제2 홀로그래픽 회절층(1313)이 서로 접하고, 투명 부재(1312)는 제1 홀로그래픽 회절층(1311)의 입사면에 부착되어 지지할 수도 있다. 이러한 경우, 제1 투과형 HOE(131)의 두께 T는 제1 홀로그래픽 회절층(1311)의 두께로 이해될 수 있다.In one embodiment, the firstholographic diffraction layer 1311 and the secondholographic diffraction layer 1313 are in contact with each other, and thetransparent member 1312 is attached to the incident surface of the firstholographic diffraction layer 1311 to support it. may be In this case, the thickness T of thefirst transmissive HOE 131 may be understood as the thickness of the firstholographic diffraction layer 1311 .

일 실시예에서 제1 홀로그래픽 회절층(1311)과 제2 홀로그래픽 회절층(1313)이 서로 접하고, 투명 부재(1312)는 제2 홀로그래픽 회절층(1313)의 출사면에 부착되어 지지할 수도 있다. 이러한 경우, 제1 투과형 HOE(131)의 두께 T는 제1 홀로그래픽 회절층(1311)의 두께로 이해될 수 있다.In one embodiment, the firstholographic diffraction layer 1311 and the secondholographic diffraction layer 1313 are in contact with each other, and thetransparent member 1312 is attached to and supported on the emission surface of the secondholographic diffraction layer 1313. may be In this case, the thickness T of thefirst transmissive HOE 131 may be understood as the thickness of the firstholographic diffraction layer 1311 .

제2 투과형 HOE(132) 역시 제2 광(L2)이 제3 회절광(L21)과 제4 회절광(L22)으로 회절하며 투과하는 제3 홀로그래픽 회절층과 제3 회절광(L21)과 제4 회절광(L22)이 제2 간격을 가지고 같은 방향으로 향하도록 회절하며 투과하는 제4 홀로그래픽 회절층을 포함할 수 있다. 이러한 제2 투과형 HOE(132)는 도 2를 참조하여 설명한 제1 투과형 HOE(131)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Thesecond transmissive HOE 132 also diffracts the second light L2 into the third diffraction light L21 and the fourth diffraction light L22 and transmits the third holographic diffraction layer and the third diffraction light L21. It may include a fourth holographic diffraction layer through which the fourth diffracted light L22 is diffracted and transmitted in the same direction at a second interval. Since thesecond transmissive HOE 132 may have substantially the same structure as thefirst transmissive HOE 131 described with reference to FIG. 2 , overlapping descriptions will be omitted.

다시 도 1을 참조하면, 반사형 HOE(140)는 제1 화상의 제1 및 제2 회절광(L11, L12)과 제2 화상의 제3 및 제4 회절광(L21, L22)을 결합하여 제1 화상의 화소들과 제2 화상의 화소들이 적어도 부분적으로 중첩되도록 한다.Referring back to FIG. 1, thereflective HOE 140 combines the first and second diffraction rays L11 and L12 of the first image and the third and fourth diffraction rays L21 and L22 of the second image. The pixels of the first image and the pixels of the second image are at least partially overlapped.

반사형 HOE(140)는 제1 투과형 HOE(131)의 출사면과 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서 반사형 HOE(140)는 제1 투과형 HOE(131)에 접하게 배치될 수도 있다. 일 실시예에서 반사형 HOE(140)는 제1 투과형 HOE(131)는 접합되어 일체의 광학소자처럼 구성될 수도 있다.Thereflective HOE 140 may be disposed adjacent to the emission surface of thefirst transmissive HOE 131 . In one embodiment, thereflective HOE 140 may be disposed in contact with thefirst transmissive HOE 131 . In one embodiment, thereflective HOE 140 may be configured as an integral optical element by bonding thefirst transmissive HOE 131 to each other.

반사형 HOE(140)는 제2 투과형 HOE(132)과 비스듬히 마주보도록 배치될 수 있다. 반사형 HOE(140)는 제2 투과형 HOE(132) 사이에는 별도의 광학소자(예를 들어 보정소자나 반사부재)가 배치될 수도 있다.Thereflective HOE 140 may be disposed to obliquely face thesecond transmissive HOE 132 . In thereflective HOE 140, a separate optical element (for example, a correction element or a reflective member) may be disposed between thesecond transmissive HOE 132.

도 3은 일 실시예에 따른 반사형 HOE(140)를 개략적으로 도시한다. 도 3을 참조하면, 반사형 HOE(140)는 투명 몸체(1401)와 투명 몸체(1401)에 부착된 반사형 홀로그래픽 회절층(1402)을 포함할 수 있다. 반사형 홀로그래픽 회절층(1402)이 제1 투과형 HOE(131)에 직접 부착되는 경우, 투명 몸체(1401)는 생략될 수도 있다. 투명 몸체(1401) 및 반사형 홀로그래픽 회절층(1402)은 제1 투과형 HOE(131)에서 회절 투과된 제1 화상의 제1 및 제2 회절광(L11, L12)을 투과시킨다.3 schematically illustrates areflective HOE 140 according to one embodiment. Referring to FIG. 3 , thereflective HOE 140 may include atransparent body 1401 and a reflectiveholographic diffraction layer 1402 attached to thetransparent body 1401 . When the reflectiveholographic diffraction layer 1402 is directly attached to thefirst transmissive HOE 131, thetransparent body 1401 may be omitted. Thetransparent body 1401 and the reflectiveholographic diffraction layer 1402 transmit the first and second diffraction rays L11 and L12 of the first image diffracted and transmitted by the firsttransmission type HOE 131 .

반사형 홀로그래픽 회절층(1402)은 입사되는 광을 광량 손실이 거의 없는 상태로 (예를 들어 90% 이상의 회절효율로) 회절 반사시키며, 배면(즉, 회절반사면의 대향면)에 입사되는 광을 광량 손실이 거의 없는 상태로 (예를 들어 90% 이상의 회절효율로) 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 일 실시예로, 반사형 홀로그래픽 회절층(1402)은 입사되는 광을 특정 회절차수(예를 들어 1차 회절)에 대해 회절효율이 90% 이상을 갖도록 회절 반사시키며, 배면에 입사되는 광을 특정 회절차수(예를 들어 0차 회절)에 대해 효율이 90% 이상을 갖도록 투과시킬 수 있다. 이에 따라, 반사형 홀로그래픽 회절층(1402)의 배면에 입사되는 제1 화상의 제1 및 제2 회절광(L11, L12)은 실질적으로 회절하지 않고(달리 말하면 0차 회절하고) 광량 손실이 무시될 수 있는 상태로 투과되고, 반사형 홀로그래픽 회절층(1402)에 입사되는 제3 및 제4 회절광(L3, L4)은 특정 회절차수(예를 들어 1차)로 회절되어 광량 손실이 무시될 수 있는 상태로 반사하여 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 진행방향과 같은 방향으로 될 수 있다.The reflectiveholographic diffraction layer 1402 diffracts and reflects incident light with almost no loss of light quantity (for example, with a diffraction efficiency of 90% or more), and Light can be transmitted with almost no loss of light quantity (for example, with a diffraction efficiency of 90% or more). For example, in one embodiment, the reflectiveholographic diffraction layer 1402 diffracts and reflects incident light to have a diffraction efficiency of 90% or more for a specific diffraction order (eg, 1st order diffraction), and The light incident on may be transmitted to have an efficiency of 90% or more for a specific diffraction order (for example, 0th order diffraction). Accordingly, the first and second diffraction rays L11 and L12 of the first image incident on the rear surface of the reflectiveholographic diffraction layer 1402 are not substantially diffracted (in other words, they are diffracted to the 0th order) and the amount of light is lost. The third and fourth diffraction rays L3 and L4 transmitted in a negligible state and incident on the reflectiveholographic diffraction layer 1402 are diffracted with a specific diffraction order (eg, first order), resulting in loss of light quantity. This can be reflected in a negligible state and become in the same direction as the traveling direction of the first and second diffracted rays L11 and L12.

반사형 HOE(140)는 반사된 제3 및 제4 회절광(L3, L4)과 투과된 제1 및 제2 회절광(L11, L12) 사이의 간격 △이 0과 같거나 크고 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 작은 범위 내에 있을 수 있다. 일 실시예에서 간격 △가 0인 경우, 반사형 HOE(140)에 의해 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 화소들과 제3 및 제4 회절광(L3, L4)의 화소들은 완전히 중첩되며, 간격 △가 0보다 크고 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 작은 범위 내에 있는 경우, 반사형 HOE(140)에 의해 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 화소들과 제3 및 제4 회절광(L3, L4)의 화소들은 부분적으로 중첩된다.In thereflective HOE 140, the distance Δ between the reflected third and fourth diffraction rays L3 and L4 and the transmitted first and second diffraction rays L11 and L12 is greater than or equal to 0 and represents one pixel. It may be within a range smaller than the length in a predetermined direction. In one embodiment, when the distance Δ is 0, the pixels of the first and second diffraction rays L11 and L12 and the pixels of the third and fourth diffraction rays L3 and L4 are formed by thereflective HOE 140 completely overlapping, and when the interval Δ is greater than 0 and within a range smaller than the length of one pixel in a predetermined direction, the pixels of the first and second diffracted lights L11 and L12 are separated by thereflective HOE 140 and Pixels of the third and fourth diffracted lights L3 and L4 partially overlap.

투영 렌즈(150)는 반사형 HOE(140)에서 적어도 부분적으로 중첩된 중첩 화상의 광을 투영시킨다. 투영 렌즈(150)는 단일 렌즈 또는 복수의 렌즈들로 구성될 수 있다.Projection lens 150 projects light of an at least partially overlapped superimposed image onreflective HOE 140 . Theprojection lens 150 may consist of a single lens or a plurality of lenses.

다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 일 실시예에 따른 프로젝터의 중첩 화상을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.Next, with reference to FIGS. 4 to 7 , a method of forming an overlapping image of a projector according to an exemplary embodiment will be described in detail.

도 4는 일 실시예에 따라 부분적으로 중첩된 화소를 도시한다.4 shows partially overlapping pixels according to one embodiment.

도 4를 참조하면, 제1 투과형 HOE(131)는 제1 광(L1)의 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)을 하나의 화소의 대각 방향으로 제1 거리 d만큼 쉬프트시켜 제1 회절광(L11)에 해당되는 제1 화소(P1)와 제2 회절광(L12)에 해당되는 제2 화소(P1')가 부분적으로 중첩되도록 한다. 이때, 제1 거리 d는 다음과 같은 수학식 2를 만족할 수 있다.Referring to FIG. 4 , thefirst transmissive HOE 131 shifts the first diffracted light L11 and the second diffracted light L12 of the first light L1 in the diagonal direction of one pixel by a first distance d. so that the first pixel P1 corresponding to the first diffracted light L11 partially overlaps the second pixel P1' corresponding to the second diffracted light L12. In this case, the first distance d may satisfyEquation 2 below.

여기서 a는 화소의 대각선의 길이일 수 있다. 예를 들어, 가로 길이 및 세로 길이가 p인 정사각형인 화소에 대해 a는 p√2 이다.Here, a may be the length of a diagonal of a pixel. For example, for a square pixel with a horizontal length and a vertical length of p, a is p√2.

일 예로, 도 4에 도시된 예는 d가 a/2인 경우로서, 제2 화소(P1')는 제1 화소(P1)으로부터 대각 방향으로 a/2 (정사각형인 경우, p√2/2)만큼 쉬프트된다. 물론, 제1 화소(P1)가 제2 화소(P1')로부터 쉬프트될 수도 있다. 이 결과, 제1 화소(P1)와 제2 화소(P1')는 면적 기준 1/4이 중첩하게 된다.For example, in the example shown in FIG. 4 , when d is a/2, the second pixel P1′ is a/2 (in the case of a square, p√2/2 in a diagonal direction from the first pixel P1). ) is shifted by Of course, the first pixel P1 may be shifted from the second pixel P1'. As a result, the first pixel P1 and the second pixel P1' overlap by 1/4 of the area reference.

도 2와 도 3을 참조하면, 일 실시예에서 제1 투과형 HOE(131)의 두께가 30μm이고, 제1 회절광(L11)의 회절각 θ₁이 0°(deg)이고, 제2 회절광(L12)의 회절각 θ₂이 0.5°(deg)이 되도록 구성되어, 제1 간격은 5μm가 될 수 있다. 따라서, 화소 크기가 7μm*7μm인 경우, 제1 화소(P1)와 제2 화소(P1')는 대각 방향으로 대각선의 1/2만큼 부분적으로 중첩될 수 있다.2 and 3, in one embodiment, the thickness of thefirst transmissive HOE 131 is 30 μm, the diffraction angle θ₁ of the first diffracted light L11 is 0° (deg), and the second diffracted light L11 is 0° (deg). The diffraction angle θ₂ of (L12) is configured to be 0.5° (deg), so that the first interval may be 5 μm. Accordingly, when the pixel size is 7μm*7μm, the first pixel P1 and the second pixel P1' may partially overlap each other by 1/2 of the diagonal in the diagonal direction.

도 5는 일 실시예에 따른 제1 투과형 HOE(131)에 의해 제1 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시하며, 도 6은 일 실시예에 따른 제2 투과형 HOE(132)에 의해 제2 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시하며, 도 7은 일 실시예에 따른 반사형 HOE(140)에 의해 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.FIG. 5 schematically shows a state in which a first image is partially overlapped by afirst transmissive HOE 131 according to an embodiment, and FIG. A state in which two images are partially overlapped is schematically shown, and FIG. 7 schematically shows a state in which a first sub overlapping image and a second sub overlapping image are partially overlapped by thereflective HOE 140 according to an embodiment. show

도 5를 참조하면, 제1 광(L1)의 제1 회절광(L11)에 의한 제1 회절 화상(I₁)과 제1 광(L1)의 제2 회절광(L12)에 의한 제2 회절 화상(I₁')은, 대응되는 화소들끼지 부분적으로 중첩되어 제1 서브 중첩 화상을 형성한다. 제1 및 제2 회절 화상(I₁, I₁')은 동일한 화상이며, 예시적으로 대각선을 표시하는 이미지일 수 있다. 제1 및 제2 회절 화상(I₁, I₁')은 행 방향으로 p/2만큼, 열 방향으로 p/2만큼 쉬프트되어 있다. 달리 말하면, 제1 회절 화상(I₁)과 제2 회절 화상(I₁')은 대각 방향으로 p√2/2 만큼 쉬프트되어 중첩되며, 서로 대응되는 화소들끼리 1/4 면적이 중첩될 수 있다. 제1 회절 화상(I₁)의 화소 좌표(0,0)와 제2 회절 화상(I₁')의 화소 좌표(0,0)가 중첩되는 영역은 각각의 광세기의 합(즉, I₁(0.0) + I₁'(0,0))을 가져 밝기를 최대 2배 높일 수 있다. 또한, 대응되는 화소들끼지 부분적으로 중첩됨에 따라, 제1 서브 중첩 화상의 화소 밀도는 2배로 늘어나게 되어, 이미지를 좀 더 세밀하게 표시하여 좀 더 선명한 이미지를 가지게 됨을 볼 수 있다.Referring to FIG. 5 , a first diffraction image I 1 by the first diffraction light L11 of the first light_L1 and a second diffraction image I by the second diffraction light L12 of the first light L1 In the image I₁ ′, corresponding pixels are partially overlapped to form a first sub-overlapped image. The first and second diffraction images I₁ and I₁ ′ are the same image, and may be illustratively an image displaying a diagonal line. The first and second diffraction images I₁ and I₁ ′ are shifted by p/2 in the row direction and by p/2 in the column direction. In other words, the first diffraction image I₁ and the second diffraction image I₁ ′ are shifted in the diagonal direction by p√2/2 and overlapped, and the 1/4 area of pixels corresponding to each other may overlap. there is. The area where the pixel coordinates (0,0) of the first diffraction image (I₁ ) and the pixel coordinates (0,0) of the second diffraction image (I₁ ') overlap is the sum of the respective light intensities (ie, I₁ With (0.0) + I₁ '(0,0)), the brightness can be increased up to twice. In addition, as the corresponding pixels partially overlap, the pixel density of the first sub-overlapping image doubles, so that the image is displayed in more detail, resulting in a clearer image.

도 6을 참조하면, 제2 광(L2)의 제3 회절광(L21)에 제3 회절 화상(I₂)과 제2 광(L2)의 제4 회절광(L22)에 의한 제4 회절 화상(I₂')은, 대응되는 화소들끼지 부분적으로 중첩되어 제2 서브 중첩 화상을 형성한다. 제3 및 제4 회절 화상(I₂, I₂')은 동일한 화상이며, 예시적으로 대각선을 표시하는 이미지일 수 있다. 제3 및 제4 회절 화상(I₂, I₂')의 화소 색상 정보는 제1 및 제2 회절 화상(I₁, I₁')의 화소 색상 정보와 다를 수 있다. 전술한 제1 투과형 HOE(131)와 유사하게, 제2 투과형 HOE(132)에 의해 제3 회절 화상(I₂)과 제4 회절 화상(I₂')은 대각 방향으로 p√2/2 만큼 쉬프트되어 중첩되며, 서로 대응되는 화소들끼리 1/4 면적이 중첩될 수 있다.Referring to FIG. 6 , a third diffraction image I₂ of the third diffraction light L21 of the second light L2 and a fourth diffraction image by the fourth diffraction light L22 of the second light L2 (I₂ ′), corresponding pixels are partially overlapped to form a second sub-overlapped image. The third and fourth diffraction images I₂ and I₂ ′ are the same image, and may be illustratively an image displaying a diagonal line. Pixel color information of the third and fourth diffraction images I₂ and I₂ ′ may be different from pixel color information of the first and second diffraction images I₁ and I₁ ′. Similar to thefirst transmissive HOE 131 described above, the third diffraction image I₂ and the fourth diffraction image I₂ ′ by thesecond transmissive HOE 132 are generated by p√2/2 in the diagonal direction. Shifted and overlapped, pixels corresponding to each other may overlap each other in a 1/4 area.

도 7을 참조하면, 반사형 HOE(140)는 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상을 결합시키되, 제1 서브 중첩 화상에 해당되는 화소와 제2 서브 중첩 화상에 해당되는 화소가 부분적으로 중첩되도록 하여 중첩 화상을 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 예와 같이, 제1 서브 중첩 화상에 해당되는 화소(예를 들어 제1 회절 화상(I₁)의 화소 좌표(0,0))와, 제2 서브 중첩 화상에 해당되는 화소(예를 들어 제3 회절 화상(I₂)의 화소 좌표(0,0))는 행 방향으로 p/4만큼, 열 방향으로 p/4만큼 쉬프트되어 있다. 달리 말하면, 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상은 대각 방향으로 p√2/4 만큼 쉬프트되어 중첩될 수 있다.Referring to FIG. 7 , thereflective HOE 140 combines a first sub-overlapped image and a second sub-overlaid image, and pixels corresponding to the first sub-overlapped image and pixels corresponding to the second sub-overlapped image are partially overlapped. It is possible to form overlapping images by overlapping them. Specifically, as in the example shown in FIG. 7 , pixels corresponding to the first sub-overlaid image (eg, pixel coordinates (0,0) of the first diffraction image I₁ ) and the second sub-overlaid image A corresponding pixel (for example, pixel coordinates (0,0) of the third diffraction image I₂ ) is shifted by p/4 in the row direction and by p/4 in the column direction. In other words, the first sub-overlapping image and the second sub-overlapping image may be shifted in a diagonal direction by p√2/4 and overlapped.

이 결과, 제1 회절 화상(I₁), 제2 회절 화상(I₁'), 제3 회절 화상(I₂), 제4 회절 화상(I₂')이 중첩되어 형성되는 중첩 화상의 화소 밀도는 4배로 늘어나, 이미지를 좀 더 세밀하게 표시하여 좀 더 선명한 이미지를 가지게 되며, 밝기도 최대 4배 증가될 수 있다.As a result, the pixel density of the superimposed image formed by overlapping the first diffraction image I₁ , the second diffraction image I₁ ′, the third diffraction image I₂ , and the fourth diffraction image I₂ ′ is increased by 4 times, so that the image is displayed in more detail to have a clearer image, and the brightness can be increased up to 4 times.

도 8 내지 도 10을 참조하여, 일 실시예에 따른 프로젝터의 중첩 화상을 형성하는 방법을 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 8 to 10 , a method of forming an overlapping image of a projector according to an exemplary embodiment will be described.

도 8은 일 실시예에 따른 제1 투과형 HOE(131)에 의해 제1 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시하며, 도 9는 일 실시예에 따른 제2 투과형 HOE(132)에 의해 제2 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시하며, 도 10은 일 실시예에 따른 반사형 HOE(140)에 의해 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.8 schematically shows a state in which a first image is partially overlapped by afirst transmissive HOE 131 according to an embodiment, and FIG. 9 is asecond transmissive HOE 132 according to an embodiment. A state in which two images are partially overlapped is schematically shown, and FIG. 10 schematically shows a state in which a first sub overlapped image and a second sub overlapped image are partially overlapped by thereflective HOE 140 according to an embodiment. show

도 8 내지 도 10을 참조하여 설명하는 중첩 화상 형성 방법은, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하는 중첩 화상 형성 방법과 쉬프트되는 크기(간격)과 이에 따른 배치의 차이를 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.The overlapping image forming method described with reference to FIGS. 8 to 10 is substantially the same as the overlapping image forming method described with reference to FIGS. So, let's focus on the differences.

도 8을 참조하면, 제1 및 제2 회절 화상(I₁, I₁')은 행 방향으로 p/4만큼, 열 방향으로 p/4만큼 쉬프트되어 제1 서브 중첩 화상을 형성한다. 달리 말하면, 제1 회절 화상(I₁)과 제2 회절 화상(I₁')은 대각 방향으로 p√2/4 만큼 쉬프트되어 중첩되며, 서로 대응되는 화소들끼리 9/16 면적이 중첩될 수 있다. 마찬가지로, 도 9를 참조하면, 제3 회절 화상(I₂)과 제4 회절 화상(I₂')은 대각 방향으로 p√2/4 만큼 쉬프트되어 중첩되어 제2 서브 중첩 화상을 형성하며, 서로 대응되는 화소들끼리 9/16 면적이 중첩될 수 있다.Referring to FIG. 8 , first and second diffraction images I₁ and I₁ ′ are shifted by p/4 in a row direction and by p/4 in a column direction to form a first sub-overlapped image. In other words, the first diffraction image I₁ and the second diffraction image I₁ ′ are shifted in the diagonal direction by p√2/4 and overlapped, and 9/16 areas of pixels corresponding to each other may overlap. there is. Similarly, referring to FIG. 9 , the third diffraction image I₂ and the fourth diffraction image I₂ ′ are shifted in the diagonal direction by p√2/4 and overlapped to form a second sub-overlapped image, and each other An area of 9/16 may overlap between corresponding pixels.

도 10을 참조하면, 제1 및 제2 서브 중첩 화상은 행 방향으로 p/2만큼, 열 방향으로 p/2만큼 쉬프트되어 제2 서브 중첩 화상을 형성한다. 달리 말하면, 제1 서브 중첩 화상에 해당되는 화소(예를 들어 제1 회절 화상(I₁)의 화소 좌표(0,0))와, 제2 서브 중첩 화상에 해당되는 화소(예를 들어 제3 회절 화상(I₂)의 화소 좌표(0,0))는 행 방향으로 p/2만큼, 열 방향으로 p/2만큼 쉬프트된다. 달리 말하면, 제1 서브 중첩 화상과 제2 서브 중첩 화상은 대각 방향으로 p√2/2 만큼 쉬프트되어 중첩 화상을 형성한다.Referring to FIG. 10 , first and second sub-superimposed images are shifted by p/2 in a row direction and by p/2 in a column direction to form a second sub-overlapped image. In other words, pixels corresponding to the first sub-superposed image (eg, pixel coordinates (0,0) of the first diffraction image I₁ ) and pixels corresponding to the second sub-superimposed image (eg, the third diffraction image I 1 ) The pixel coordinates (0,0) of the diffraction image I₂ are shifted by p/2 in the row direction and by p/2 in the column direction. In other words, the first sub superimposed picture and the second sub superimposed picture are shifted in the diagonal direction by p√2/2 to form a superimposed picture.

이 결과, 제1 회절 화상(I₁), 제2 회절 화상(I₁'), 제3 회절 화상(I₂), 제4 회절 화상(I₂')이 중첩되어 형성되는 중첩 화상의 화소 밀도는 4배로 늘어나, 이미지를 좀 더 세밀하게 표시하여 좀 더 선명한 이미지를 가지게 되며, 밝기도 최대 4배 증가될 수 있다.As a result, the pixel density of the superimposed image formed by overlapping the first diffraction image I₁ , the second diffraction image I₁ ′, the third diffraction image I₂ , and the fourth diffraction image I₂ ′ is increased by 4 times, so that the image is displayed in more detail to have a clearer image, and the brightness can be increased up to 4 times.

도 4 내지 도 10을 참조하여 설명한 프로젝터의 중첩 화상을 형성하는 방법은 화소들이 하나의 화소의 대각 방향으로 쉬프트되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 다른 방향으로 쉬프트될 수도 있다.The method of forming an overlapping image of a projector described with reference to FIGS. 4 to 10 has been described as an example in which pixels are shifted in a diagonal direction of one pixel, but shifts in other directions may be possible.

도 11은 일 실시예에 따라 부분적으로 중첩된 화소를 도시한다. 도 11을 참조하면, 제1 회절광(L11)에 해당되는 제1 화소(P1)와 제2 회절광(L12)에 해당되는 제2 화소(P1')는 하나의 화소의 열 방향(y축 방향)으로 제1 거리(예를 들어 p/2)만큼 쉬프트되어 부분적으로 중첩되도록 할 수도 있다.11 illustrates partially overlapping pixels according to one embodiment. Referring to FIG. 11, a first pixel P1 corresponding to the first diffracted light L11 and a second pixel P1' corresponding to the second diffracted light L12 are arranged in the column direction (y axis) of one pixel. direction) by a first distance (eg, p/2) to partially overlap.

도 11에 도시된 열 방향(y축 방향)의 쉬프트는 예시적인 것이며, 가령 행 방향(x축 방향) 또는 그밖의 다른 방향으로 쉬프트될 수 있음은 물론이다.The shift in the column direction (y-axis direction) shown in FIG. 11 is exemplary, and may be shifted in the row direction (x-axis direction) or other directions.

도 12는 일 실시예에 따른 투과형 HOE의 제조 예를 설명하는 도면이다. 도 12를 참조하면, 투과형 HOE의 홀로그래픽 회절층은 포토 폴리머(photo polymer), 광 굴절 유리 등과 같은 투명 감광성 재료(200)의 제1 면(200a)에 물체광(L_O)과 참조광(L_R)을 각도 θ의 사잇각을 가지고 서로 교차되도록 조사하여 제조할 수 있다. 물체광(L_O)과 참조광(L_R)은 같은 파장을 갖는 가간섭성 광으로서, 투명 감광성 재료(200) 내에서 보강 및 간섭을 일으켜 간섭 무늬의 굴절률 변화 패턴을 형성한다. 이와 같이 제조된 투명 감광성 재료(200)의 제1 면(200a)에 참조광(L_R)과 같은 방향, 같은 파장의 광을 조사하게 되면, 투명 감광성 재료(200)의 제1 면(200a)에 대향되는 제2 면(200b)으로 각도 θ로 회절하며 투과하게 된다. 조사되는 물체광(L_O)과 참조광(L_R)의 강도나 개수에 따라 홀로그래픽 회절층은 전술한 제1 및 제2 투과형 HOE(131, 132)에서 요청되는 회절 특성에 맞게 제조될 수 있다.12 is a diagram for explaining an example of manufacturing a transmissive HOE according to an embodiment. Referring to FIG. 12, the holographic diffraction layer of the transmissive HOE is composed of object light (LO) and reference light (_L ) on the first surface (200a) of a transparent photosensitive material (200), such as photo polymer or light refraction glass._R ) can be prepared by irradiating so as to intersect each other with an intersecting angle of angle θ. The object light L_O and the reference light L_R are coherent lights having the same wavelength, and cause reinforcement and interference in the transparentphotosensitive material 200 to form a refractive index change pattern of an interference fringe. When thefirst surface 200a of the transparentphotosensitive material 200 prepared as described above is irradiated with light having the same wavelength and direction as the reference light L_R , thefirst surface 200a of the transparentphotosensitive material 200 It diffracts and transmits at an angle θ to the oppositesecond surface 200b. Depending on the intensity or number of the object light L_O and the reference light L_R to be irradiated, the holographic diffraction layer may be manufactured to meet the diffraction characteristics required by the first andsecond transmissive HOEs 131 and 132 described above. .

도 13은 일 실시예에 따른 반사형 HOE의 제조 예를 설명하는 도면이다. 도 13을 참조하면, 반사형 HOE의 홀로그래픽 회절층은 포토 폴리머, 광 굴절 유리 등과 같은 투명 감광성 재료(300)의 제1 면(300a)에 물체광(L_O)을 조사하고, 투명 감광성 재료(300)의 제1 면(300a)에 대향되는 제2 면(300b)에 참조광(L_R)을 각도 θ의 사잇각을 가지고 서로 교차되도록 조사하여 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 투명 감광성 재료(300)의 제2 면(300b)에 참조광(L_R)과 같은 방향, 같은 파장의 광을 조사하게 되면, 제2 면(300b)에서 각도 θ로 회절하며 반사하게 된다. 조사되는 물체광(L_O)과 참조광(L_R)의 강도에 따라 홀로그래픽 회절층은 전술한 반사형 HOE(140)에서 요청되는 회절 특성에 맞게 제조될 수 있다.13 is a diagram illustrating a manufacturing example of a reflective HOE according to an embodiment. Referring to FIG. 13 , the holographic diffraction layer of the reflective HOE irradiates object light L_O onto afirst surface 300a of a transparentphotosensitive material 300 such as photo polymer or light refraction glass, and Thesecond surface 300b opposite to thefirst surface 300a of 300 may be irradiated with the reference light L_R at an angle θ so as to intersect with each other. When thesecond surface 300b of the transparentphotosensitive material 300 prepared as described above is irradiated with light having the same direction and the same wavelength as the reference light L_R , thesecond surface 300b diffracts and reflects at an angle θ. do. Depending on the intensity of the object light L_O and the reference light L_R , the holographic diffraction layer may be manufactured to meet diffraction characteristics required for thereflective HOE 140 described above.

전술한 실시예는 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)가 단색 화상을 표시하는 단색 디스플레이 장치인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Although the foregoing embodiment has been described as an example in which the first andsecond display devices 111 and 112 are monochromatic display devices displaying a monochromatic image, it is not limited thereto.

일 실시예에서 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 풀-컬러 화상을 표시하는 풀-컬러 디스플레이 패널일 수 있다. 달리 말하면, 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 화상 패널 면에 적색 서브화소들, 녹색 서브화소들, 청색 서브화소들을 포함하며, 적색 서브화소, 녹색 서브화소, 및 청색 서브화소의 조합으로 하나의 풀-컬러 화소가 구현될 수 있다.In one embodiment, the first andsecond display devices 111 and 112 may be full-color display panels displaying full-color images. In other words, the first andsecond display devices 111 and 112 include red sub-pixels, green sub-pixels, and blue sub-pixels on the image panel surface, and the red sub-pixels, green sub-pixels, and blue sub-pixels are In combination, one full-color pixel can be implemented.

일 실시예에서 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)는 각각 적색 디스플레이 패널, 녹색 디스플레이 패널, 및 청색 디스플레이 패널과, 이들 디스플레이 패널에서 방출되는 적색 화상의 광, 녹색 화상의, 및 청색 화상의 광을 결합시켜 풀-컬러 화상을 표시하는 광결합기를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first andsecond display devices 111 and 112 include a red display panel, a green display panel, and a blue display panel, respectively, and light of a red image, green image, and blue image emitted from these display panels. It may include an optical coupler that couples light to display a full-color image.

도 14 및 도 15를 참조하여, 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)가 풀 컬러의 광을 방출하는 경우에 대응되는 HOE에 대해 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 14 and 15 , an HOE corresponding to the case where the first andsecond display devices 111 and 112 emit full-color light will be described.

도 14는 일 실시예에 따른 투과형 HOE(400)의 구성을 개략적으로 도시한다. 도 14를 참조하면, 투과형 HOE(400)은 제1 투과형 HOE 레이어(401), 제2 투과형 HOE 레이어(402) 및 제3 투과형 HOE 레이어(403)를 포함한다. 제1 내지 제3 투과형 HOE 레이어(401, 402, 403)는 서로 접하여 적층되어 있거나, 또는 이격되고 그 사이에 투명한 스페이서가 개재될 수도 있다. 제1 내지 제3 투과형 HOE 레이어(401, 402, 403)는 각각 적색 파장, 청색 파장 및 녹색 파장에 대응된다. 도 12에서 설명하였듯이, HOE는 소정 파장의 광에 대응한 회절 특성을 갖도록 제조될 수 있으므로, 제1 내지 제3 투과형 HOE 레이어(401, 402, 403)는 제조 단계에서 적색 파장, 청색 파장 및 녹색 파장에 대응되는 회절 특성을 갖도록 제조된다. 예를 들어, 제1 투과형 HOE 레이어(401)는 적색 광(R)만 제1 및 제2 회절광으로 회절하며 투과하고, 녹색 광(G) 및 청색 광(B)은 실질적으로 회절없이 투과하는 회절 특성을 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 투과형 HOE 레이어(402)는 녹색 광(G)만 제1 및 제2 회절광으로 회절하며 투과하고, 적색 광(R) 및 청색 광(B)은 실질적으로 회절없이 투과하는 회절 특성을 가지고, 제3 투과형 HOE 레이어(403)는 청색 광(B)만 제1 및 제2 회절광으로 회절하며 투과하고, 적색 광(R) 및 녹색 광(G)은 실질적으로 회절없이 투과하는 회절 특성을 가질 수 있다. 이와 같은 투과형 HOE(400)는 전술한 제1 및 제2 투과형 HOE(131, 132)가 될 수 있다.14 schematically illustrates the configuration of atransmissive HOE 400 according to an embodiment. Referring to FIG. 14 , thetransmissive HOE 400 includes a firsttransmissive HOE layer 401 , a secondtransmissive HOE layer 402 , and a thirdtransmissive HOE layer 403 . The first to third transmissive HOE layers 401, 402, and 403 may be stacked in contact with each other or spaced apart and a transparent spacer may be interposed therebetween. The first to third transmissive HOE layers 401, 402, and 403 correspond to red, blue, and green wavelengths, respectively. As described in FIG. 12, since the HOE can be manufactured to have diffraction characteristics corresponding to light of a predetermined wavelength, the first to third transmissive HOE layers 401, 402, and 403 have red wavelength, blue wavelength, and green wavelength in the manufacturing step. It is manufactured to have diffraction characteristics corresponding to the wavelength. For example, the firsttransmissive HOE layer 401 diffracts and transmits only red light (R) into first and second diffracted light, and transmits green light (G) and blue light (B) without substantially diffraction. may have diffraction properties. Similarly, the secondtransmissive HOE layer 402 diffracts and transmits only green light (G) into first and second diffracted light, and transmits red light (R) and blue light (B) without substantially diffraction. , the thirdtransmissive HOE layer 403 diffracts and transmits only blue light (B) into first and second diffracted light, and transmits red light (R) and green light (G) without diffraction substantially. may have characteristics. Such atransmissive HOE 400 may be the first andsecond transmissive HOEs 131 and 132 described above.

도 15는 일 실시예에 따른 반사형 HOE(500)의 구성을 개략적으로 도시한다. 도 15를 참조하면, 반사형 HOE(500)는 제1 반사형 HOE 레이어(501), 제2 반사형 HOE 레이어(502) 및 제3 반사형 HOE 레이어(503)를 포함한다. 제1 내지 제3 반사형 HOE 레이어(501, 502, 503)는 서로 접하여 적층되어 있거나, 또는 이격되고 그 사이에 투명한 스페이서가 개재될 수도 있다. 제1 내지 제3 반사형 HOE 레이어(501, 502, 503)는 각각 적색 파장, 청색 파장 및 녹색 파장에 대응된다. 도 12에서 설명하였듯이, HOE는 소정 파장의 광에 대응한 회절 특성을 갖도록 제조될 수 있으므로, 제1 내지 제3 반사형 HOE 레이어(501, 502, 503)는 제조 단계에서 적색 파장, 청색 파장 및 녹색 파장에 대응되는 회절 특성을 갖도록 제조된다. 예를 들어, 제1 반사형 HOE 레이어(501)는 적색 광(R)만 제1 및 제2 회절광으로 회절하며 반사하고, 녹색 광(G) 및 청색 광(B)은 실질적으로 회절없이 반사하는 회절 특성을 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 반사형 HOE 레이어(502)는 녹색 광(G)만 제1 및 제2 회절광으로 회절하며 반사하고, 적색 광(R) 및 청색 광(B)은 실질적으로 회절없이 반사하는 회절 특성을 가지고, 제3 반사형 HOE 레이어(503)는 청색 광(B)만 제1 및 제2 회절광으로 회절하며 반사하고, 적색 광(R) 및 녹색 광(G)은 실질적으로 회절없이 투과하는 회절 특성을 가질 수 있다. 이와 같은 반사형 HOE(500)는 전술한 반사형 HOE(140)가 될 수 있다.15 schematically illustrates a configuration of areflective HOE 500 according to an embodiment. Referring to FIG. 15 , areflective HOE 500 includes a firstreflective HOE layer 501 , a secondreflective HOE layer 502 , and a thirdreflective HOE layer 503 . The first to third reflective HOE layers 501, 502, and 503 may be stacked in contact with each other, or spaced apart and a transparent spacer may be interposed therebetween. The first to third reflective HOE layers 501, 502, and 503 correspond to red, blue, and green wavelengths, respectively. As described in FIG. 12, since the HOE can be manufactured to have diffraction characteristics corresponding to light of a predetermined wavelength, the first to third reflective HOE layers 501, 502, and 503 have red wavelength, blue wavelength and It is manufactured to have diffraction characteristics corresponding to the green wavelength. For example, the firstreflective HOE layer 501 diffracts and reflects only red light R into first and second diffracted light, and reflects green light G and blue light B substantially without diffraction. It may have a diffraction characteristic that Similarly, the secondreflective HOE layer 502 diffracts and reflects only green light G into first and second diffracted light, and reflects red light R and blue light B substantially without diffraction. Characteristically, the thirdreflective HOE layer 503 diffracts and reflects only blue light (B) into first and second diffracted light, and transmits red light (R) and green light (G) substantially without diffraction. It may have a diffraction characteristic that Such areflective HOE 500 may be thereflective HOE 140 described above.

풀-컬러에 대응되는 투과형 HOE나 반사형 HOE는 도 14 및 도 15를 참조하여 설명된 다층 구조의 HOE로 제한되지 않으며, 단층 구조의 HOE에서도 풀-컬러에 대응되는 회절특성을 갖도록 할 수도 있다.The transmissive HOE or reflective HOE corresponding to full-color is not limited to the multi-layered HOE described with reference to FIGS. 14 and 15, and even a single-layer HOE may have diffraction characteristics corresponding to full-color. .

다음으로, 도 16 내지 도 18을 참조하여, 일 실시예에 따른 프로젝터의 화상 형성 방법을 설명하기로 한다.Next, referring to FIGS. 16 to 18, a method of forming an image of a projector according to an embodiment will be described.

도 16은 일 실시예에 따른 프로젝터의 투과형 HOE를 이용한 화상 형성 방법을 설명하는 도면이다.16 is a diagram for explaining an image forming method using a transmissive HOE of a projector according to an exemplary embodiment.

도 16을 참조하면, 서로 동일한 화소 색상 정보를 갖고 있는 저해상도 서브프레임 영상을 N개 생성한다. 예를 들어, 하나의 투과형 HOE를 이용하는 경우, N=2일 수 있다. 한 장의 서브프레임 정보는, 화소들이 겹쳐진 영역에서, 화소의 색상 정보(RGB의 광세기) 값이 타겟 영상의 화소 정보와 최대한 유사하도록 공지의 방법을 통해 결정될 수 있다. 하나의 디스플레이 장치(Src 1)에 서브프레임의 영상 정보를 입력하고, 투과형 HOE를 이용하여 서브프레임 영상을 화소 대각 방향으로 화소 대각선 길이보다 작은 크기로 쉬프트한 상태로 합쳐 고해상도 프레임의 영상을 생성한다.Referring to FIG. 16, N low-resolution subframe images having the same pixel color information are generated. For example, in the case of using one transmissive HOE, N=2 may be present. Subframe information on one sheet may be determined through a known method so that color information (RGB light intensity) values of pixels in an area where pixels overlap are as similar as possible to pixel information of a target image. Sub-frame image information is input to one display device (Src 1), and a high-resolution frame image is generated by shifting the sub-frame images in a pixel diagonal direction to a size smaller than the pixel diagonal length using a transmissive HOE and combining them. .

도 17은 일 실시예에 따른 프로젝터의 반사형 HOE를 이용한 화상 형성 방법을 설명하는 도면이다.17 is a diagram for explaining an image forming method using a reflective HOE of a projector according to an exemplary embodiment.

도 17을 참조하면, 서로 다른 화소 색상 정보를 갖고 있는 저해상도 서브프레임 영상을 N개 생성한다. 예를 들어, 하나의 반사형 HOE를 이용하는 경우, N=2일 수 있다. 서브프레임의 정보들은 화소들이 쉬프트로 인해 합쳐졌을 때, 겹쳐진 영역에서 화소의 색상 정보(RGB의 광세기) 값이 타겟 영상의 화소 정보와 최대한 유사하도록 정한다. 서브프레임의 정보들를 획득하는 방법은, 예를 들어, 와뷸레이션(wobulation) 기법과 같은 공지의 알고리즘을 이용할 수 있다. 2개의 디스플레이 장치에 서브프레임의 영상 정보를 입력하고, 반사형 HOE를 이용하여 서브프레임 영상을 화소 대각 방향으로 화소 대각선 길이보다 작은 크기로 쉬프트한 상태로 합쳐 고해상도 프레임의 영상을 생성한다.Referring to FIG. 17, N low-resolution subframe images having different pixel color information are generated. For example, in the case of using one reflective HOE, N=2 may be used. The information of the subframe is determined so that, when the pixels are combined due to shift, the color information (RGB light intensity) value of the pixel in the overlapping area is as similar as possible to the pixel information of the target image. A method of obtaining subframe information may use a known algorithm such as a wobulation technique. Sub-frame image information is input to two display devices, and a high-resolution frame image is generated by combining the sub-frame images in a state in which the sub-frame images are shifted in a pixel diagonal direction to a size smaller than the pixel diagonal length using a reflective HOE.

도 18은 일 실시예에 따른 프로젝터의 투과형 HOE 및 반사형 HOE의 조합을 이용한 화상 형성 방법을 설명하는 도면이다.18 is a diagram for explaining an image forming method using a combination of a transmissive HOE and a reflective HOE of a projector according to an exemplary embodiment.

제1 디스플레이에 서브프레임 1의 정보를 입력하고, 제1 투과형 HOE를 통해 서브프레임 1의 영상을 쉬프트하고 합쳐서 고해상도 프레임 1의 영상을 생성한다.The information ofsubframe 1 is input to the first display, and the image ofsubframe 1 is shifted and merged through the first transmissive HOE to generate a high-resolution image offrame 1.

제2 디스플레이에 서브프레임 2의 정보를 입력하고, 제2 투과형 HOE를 통해 서브프레임 2의 영상을 쉬프트하고 합쳐서 고해상도 프레임 2의 영상을 생성한다.The information ofsubframe 2 is input to the second display, and the image ofsubframe 2 is shifted and merged through the second transmissive HOE to generate a high-resolution image offrame 2.

반사형 HOE를 통해, 프레임 1과 프레임 2의 결합을 수행한다. 이때 2가지 케이스로 영상 생성이 가능하다.Through the reflective HOE,frame 1 andframe 2 are combined. At this time, it is possible to generate images in two cases.

케이스 1은 2배의 화소밀도(2x ppi)를 갖는 경우로서, 프레임 1과 프레임 2가 서로 다른 영상이고, 이를 합쳤을 때 생성되는 각 p/2 화소의 값이 타겟 영상의 각 화소의 값과 동일하도록 한다.Case 1 is a case with twice the pixel density (2x ppi), whereframe 1 andframe 2 are different images, and the value of each p/2 pixel generated when they are combined is the value of each pixel of the target image. make it the same

케이스 2는 4배의 화소밀도(4x ppi)를 타겟으로 하는 경우로서, 프레임 1과 프레임 2가 서로 다른 영상 또는 서로 같은 영상이고, 이를 합쳤을 때 생성되는 p/4의 값이 타겟 영상의 각 화소의 값과 최대한 동일하도록 한다.Case 2 is a case where a 4x pixel density (4x ppi) is targeted, andFrame 1 andFrame 2 are different images or the same image, and the value of p/4 generated when they are combined is each of the target images. Make it the same as the pixel value as much as possible.

프레임 1에서 화소들이 겹쳐지면서 만들어지는 블러(blur)현상과 같은 영상의 정보를, 프레임 2에서 에지(edge) 부분을 강조(highlight)해 줄 수 있는 정보와 결합하여 더 선명하게 만들어 줄 수 있다.Image information, such as a blur created by overlapping pixels inFrame 1, can be combined with information for highlighting an edge inFrame 2 to make it clearer.

도 19는 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계를 개략적으로 도시하며, 도 20은 보정 HOE가 없는 경우에 발생되는 영상 왜곡을 설명하는 도면이며, 도 21은 보정 HOE에 의해 의도적으로 발생시키는 영상 선왜곡을 설명하는 도면이며, 도 22는 보정 HOE에 의해 보정된 영상을 설명하는 도면이다.19 schematically illustrates an optical system of a projector according to an embodiment, FIG. 20 is a diagram for explaining image distortion generated when there is no correction HOE, and FIG. 21 is an image pre-distortion intentionally generated by the correction HOE. 22 is a diagram explaining an image corrected by the correction HOE.

도 19 내지 도 22를 참조하면, 프로젝터(600)는 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112), 제1 및 제2 투과형 HOE(131, 132), 반사형 HOE(140), 보정 소자(660) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다. 본 실시예의 프로젝터(600)는 보정 소자(660)를 더 포함한다는 점을 제외하고는 전술한 실시예들의 프로젝터와 실질적으로 동일하므로, 보정 소자(660)와 관련된 사항을 중심으로 설명하기로 한다.19 to 22, theprojector 600 includes first andsecond display devices 111 and 112, first andsecond transmissive HOEs 131 and 132, areflective HOE 140, a correction element ( 660) and aprojection lens 150. Since theprojector 600 of the present embodiment is substantially the same as the projectors of the above-described embodiments except that thecorrection element 660 is further included, details related to thecorrection element 660 will be mainly described.

보정 소자(660)는제2 투과형 HOE(132)과 반사형 HOE(140) 사이의 제3 및 제4 회절광(L21, L22)의 경로상에 배치된다.Thecorrection element 660 isIt is disposed on the path of the third and fourth diffraction rays L21 and L22 between thesecond transmissive HOE 132 and thereflective HOE 140 .

도 19에 도시되듯이, 제2 투과형 HOE(132)은 반사형 HOE(140)에서 중첩되어 투영 렌즈(150)로 향하는 제1 내지 제4 회절광(L11, L12, L21, L22)의 경로를 방해하지 않게 배치되어야 하므로, 제2 투과형 HOE(132)에서 나온 제3 및 제4 회절광(L21, L22)은 반사형 HOE(140)에 비스듬히 입사한다. 한편, 반사형 HOE(140)는 나온 제3 및 제4 회절광(L21, L22)을 제1 및 제2 회절광(L11, L12)과 같은 방향으로 진행하도록 회절 반사시키므로, 제3 및 제4 회절광(L21, L22)의 입사각과 반사각은 다르게 된다. 이와 같이 반사형 HOE(140)에 비스듬히 입사되고 회절 반사되는 제3 및 제4 회절광(L21, L22)에 담긴 화상은 도 20에 도시되듯이 영상 왜곡이 발생되게 된다. 이에 대응하여, 보정 소자(660)는 도 21에 도시되듯이 제3 및 제4 회절광(L21, L22)을 미리 왜곡시킴으로써 반사형 HOE(140)의 회절 반사에서 발생되는 왜곡을 보정하여, 도 22에 도시되듯이 정상 영상을 디스플레이할 수 있도록 한다. 이와 같은 보정 소자(660)는 제3 및 제4 회절광(L21, L22)을 반사형 HOE(140)에서 발생되는 각도 관계에 대응되게 회절시킴으로써 영상 선왜곡을 발생하도록 구성된 HOE일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As shown in FIG. 19, thesecond transmissive HOE 132 overlaps thereflective HOE 140 and directs the paths of the first to fourth diffraction rays L11, L12, L21, and L22 toward theprojection lens 150. Since they must be disposed not to interfere, the third and fourth diffraction rays L21 and L22 emitted from thesecond transmissive HOE 132 obliquely enter thereflective HOE 140 . Meanwhile, thereflective HOE 140 diffracts and reflects the third and fourth diffracted rays L21 and L22 to travel in the same direction as the first and second diffracted rays L11 and L12, so that the third and fourth diffracted rays L21 and L22 are diffracted and reflected. Incident angles and reflection angles of the diffracted light L21 and L22 are different. As such, an image contained in the third and fourth diffraction rays L21 and L22 that are obliquely incident on thereflective HOE 140 and diffracted is reflected, as shown in FIG. 20 , causes image distortion. Correspondingly, as shown in FIG. 21, thecorrection element 660 corrects the distortion generated from the diffraction reflection of thereflective HOE 140 by distorting the third and fourth diffraction rays L21 and L22 in advance, As shown in 22, a normal image can be displayed. Thecorrection element 660 may be an HOE configured to generate image line distortion by diffracting the third and fourth diffracted rays L21 and L22 to correspond to the angular relationship generated in thereflective HOE 140. It is not limited.

도 23은 일 실시예에 따른 프로젝터(700)의 광학계를 개략적으로 도시하며, 도 24는 일 실시예에 따른 투과형 HOE에 의해 제1 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시하며, 도 25는 일 실시예에 따른 반사형 HOE에 의해 제1 화상과 제2 화상이 부분적으로 중첩된 모습을 개략적으로 도시한다.23 schematically shows an optical system of aprojector 700 according to an embodiment, FIG. 24 schematically shows a state in which a first image is partially overlapped by a transmissive HOE according to an embodiment, and FIG. A state in which a first image and a second image are partially overlapped by a reflective HOE according to an exemplary embodiment is schematically illustrated.

도 23을 참조하면, 프로젝터(700)는 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112), 제1 투과형 HOE(131), 반사형 HOE(140) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다. 본 실시예의 프로젝터(700)는 전술한 프로젝터(100, 600)와 비교하여 제2 투과형 HOE(132)가 빠져 있다는 점을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 23 , theprojector 700 includes first andsecond display devices 111 and 112 , afirst transmissive HOE 131 , areflective HOE 140 and aprojection lens 150 . Since theprojector 700 of this embodiment is substantially the same as the above-describedprojectors 100 and 600 except for the fact that thesecond transmissive HOE 132 is omitted, the differences will be mainly described.

제1 디스플레이 장치(111)에서 방출된 제1 광(L1)은 제1 투과형 HOE(131)에 의해 제1 회절광(L11)과 제2 회절광(L12)으로 분리된다.The first light L1 emitted from thefirst display device 111 is separated into a first diffracted light L11 and a second diffracted light L12 by thefirst transmissive HOE 131 .

제1 회절광(L11)에 의한 제1 회절 화상(I₁)과 제2 회절광(L12)에 의한 제2 회절 화상(I₁')은 도 24에 도시되듯이 행 방향으로 p/3만큼, 열 방향으로 p/3만큼 쉬프트되어 서브 중첩 화상을 형성한다. 달리 말하면, 제1 및 제2 회절 화상(I₁, I₁')은 대각 방향으로 대각선 길이의 1/3만큼 쉬프트되어 중첩되며, 서로 대응되는 화소들끼리 4/9 면적이 중첩될 수 있다.The first diffraction image I₁ by the first diffraction light L11 and the second diffraction image I₁ 'by the second diffraction light L12 are as much as p/3 in the row direction as shown in FIG. 24 . , shifted by p/3 in the column direction to form sub-overlapping images. In other words, the first and second diffraction images I₁ and I₁ ′ are shifted in a diagonal direction by 1/3 of the diagonal length and overlapped, and pixels corresponding to each other may overlap each other in an area of 4/9.

반사형 HOE(140)에서 회절 반사된 제2 광(L2)의 제2 화상(I₂)은 제1 회절 화상(I₁)에 대해 도 25에 도시되듯이 행 방향으로 p2/3만큼, 열 방향으로 p2/3만큼 쉬프트된다. 이 결과, 제1 투과형 HOE(131)에 의해 형성된 제1 및 제2 회절 화상(I₁, I₁')과 제2 화상(I₂)은 반사형 HOE(140)에서 합쳐져 중첩 화상을 형성한다. 이러한 중첩 화상은 화소 밀도가 3배로 늘어나, 이미지를 좀 더 세밀하게 표시하여 좀 더 선명한 이미지를 가지게 되며, 밝기도 최대 3배 증가될 수 있다.The second image I 2 of the second light L2 diffracted and reflected by thereflective HOE 140 is a column by p2/3 in the row direction as shown in_FIG . 25 with respect to the first diffraction image I₁ is shifted by p2/3 in the direction. As a result, the first and second diffraction images I₁ and I₁ ′ and the second image I₂ formed by thefirst transmissive HOE 131 are combined in thereflective HOE 140 to form an overlapped image. . The pixel density of such an overlapping image is tripled, so the image is displayed in more detail, resulting in a clearer image, and brightness can be increased up to three times.

도 26은 일 실시예에 따른 프로젝터(800)의 광학계를 개략적으로 도시한다. 도 26을 참조하면, 프로젝터(800)는 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813), 제1 내지 제3 투과형 HOE(131, 132, 833), 반사형 HOE(140), 제2 반사형 HOE(140) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다. 본 실시예의 프로젝터(800)는 전술한 프로젝터(100, 600, 700)와 비교하여 제3 디스플레이 장치(813)와, 제3 투과형 HOE(833) 및 제2 반사형 HOE(842)를 더 포함한다는 점을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.26 schematically illustrates an optical system of aprojector 800 according to an embodiment. Referring to FIG. 26, theprojector 800 includes first tothird display devices 111, 112, and 813, first tothird transmissive HOEs 131, 132, and 833, areflective HOE 140, and a second It includes a reflective HOE (140) and a projection lens (150). Compared to theprojectors 100, 600, and 700 described above, theprojector 800 of this embodiment further includes athird display device 813, a thirdtransmissive HOE 833, and a secondreflective HOE 842. Since they are substantially the same except for the points, the differences will be mainly described.

제3 디스플레이 장치(813)는 제3 화상에 해당하는 제3 광(L3)을 방출한다. 제3 화상은 제3 화소들의 행과 열로 이루어질 수 있다. 제3 화상은 제1 및 제2 디스플레이 장치(111, 112)에서 표시되는 제1 및 제2 화상과 동일한 이미지를 표시하나 제1 및 제2 화상의 화소 색상 정보가 다를 수 있다. 제1 내지 제3 화상은 본 실시예의 광학계에 의해 형성되는 중첩 화상의 화소 색상 정보가 타겟 화상의 화소 색상 정보과 최대한 유사하도록 결정될 수 있다.Thethird display device 813 emits third light L3 corresponding to a third image. The third image may include rows and columns of third pixels. The third image displays the same image as the first and second images displayed on the first andsecond display devices 111 and 112 , but pixel color information of the first and second images may be different. The first to third images may be determined such that the pixel color information of the overlapped image formed by the optical system of the present embodiment is as similar as possible to the pixel color information of the target image.

일 실시예에서 제3 디스플레이 장치(813)의 전면에는 제3 디스플레이 장치(813)에서 방출되는 제3 광(L3)을 평행광속으로 시준하는 제3 시준렌즈(823)가 마련될 수 있다.In one embodiment, athird collimating lens 823 may be provided on the front of thethird display device 813 to collimate the third light L3 emitted from thethird display device 813 into a parallel beam.

제3 투과형 HOE(833)는 제3 디스플레이 장치(813)의 전면에 배치된다. 제3 시준렌즈(823)는 제3 디스플레이 장치(813)와 제3 투과형 HOE(833) 사이에 배치될 수 있다. 제3 투과형 HOE(833)는 제3 광(L3)이 제3 투과형 HOE(833)의 입사면에 수직으로 입사되도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thethird transmissive HOE 833 is disposed in front of thethird display device 813 . Thethird collimating lens 823 may be disposed between thethird display device 813 and thethird transmissive HOE 833. Thethird transmissive HOE 833 may be disposed so that the third light L3 is perpendicularly incident to the incident surface of thethird transmissive HOE 833, but is not limited thereto.

제3 투과형 HOE(833)는 제3 광(L3)을 제5 회절광(L31)과 제6 회절광(L32)으로 분리하여 투과시키되, 제5 회절광(L31)에 해당하는 화소들과 제6 회절광(L32)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제3 간격만큼 같은 방향으로 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 제5 및 제6 회절광(L31, L32)의 쉬프트되는 제3 간격은 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 쉬프트되는 제1 간격 및/또는 제3 및 제4 회절광(L21, L22)의 쉬프트되는 제2 간격과 같을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Thethird transmissive HOE 833 separates the third light L3 into a fifth diffraction light L31 and a sixth diffraction light L32 and transmits the same, and transmits the third light L3 to pixels corresponding to the fifth diffraction light L31. Pixels corresponding to the 6 diffracted light L32 are shifted in the same direction by a third interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction so as to be overlapped. The shifted third interval of the fifth and sixth diffraction rays L31 and L32 is the shifted first interval of the first and second diffracted rays L11 and L12 and/or the third and fourth diffracted rays L21, L22) may be the same as the shifted second interval, but is not limited thereto.

일 실시예에서 제5 회절광(L31)에 해당하는 화소들과 제6 회절광(L32)에 해당하는 화소들은 제3 투과형 HOE(833)에 의해 하나의 화소의 대각 방향으로 대각선 길이보다 작은 간격으로 쉬프트되어 중첩될 수 있다.In an embodiment, the pixels corresponding to the fifth diffraction light L31 and the pixels corresponding to the sixth diffraction light L32 are separated by a thirdtransmissive HOE 833 in a diagonal direction of one pixel smaller than the diagonal length. It can be shifted to and overlapped.

제3 투과형 HOE(833)는 제3 광(L3)이 제5 회절광(L31)과 제6 회절광(L32)으로 회절하며 투과하는 제5 홀로그래픽 회절층과 제5 회절광(L31)과 제6 회절광(L32)이 제3 간격을 가지고 같은 방향으로 향하도록 회절하며 투과하는 제6 홀로그래픽 회절층을 포함할 수 있다. 이러한 제3 투과형 HOE(833)는 도 2를 참조하여 설명한 제1 투과형 HOE(131)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Thethird transmissive HOE 833 diffracts the third light L3 into the fifth diffraction light L31 and the sixth diffraction light L32 and transmits the fifth holographic diffraction layer and the fifth diffraction light L31. It may include a sixth holographic diffraction layer through which the sixth diffracted light L32 is diffracted and transmitted in the same direction at a third interval. Since thethird transmissive HOE 833 may have substantially the same structure as thefirst transmissive HOE 131 described with reference to FIG. 2 , overlapping descriptions will be omitted.

제2 반사형 HOE(842)는 제5 및 제6 회절광(L31, L32)을 반사하고, 제1 및 제2 화상의 제1 내지 제4 회절광(L11, L12, L21, L22)을 투과함으로써, 제1 및 제2 화상의 제1 내지 제4 회절광(L11, L12, L21, L22)과, 제3 화상의 제5 및 제6 회절광(L31, L32)을 결합하여 제1 화상의 화소들과 제2 화상의 화소들과 제3 화상의 화소들이 적어도 부분적으로 중첩되도록 한다. 제2 반사형 HOE(842)는 반사된 제5 및 제6 회절광(L31, L32)과 투과된 제1 및 제2 회절광(L11, L12) 사이의 간격이 0과 같거나 크고 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 작은 범위 내에 있을 수 있다.The secondreflective HOE 842 reflects the fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 and transmits the first to fourth diffracted rays L11, L12, L21 and L22 of the first and second images. By doing so, the first to fourth diffracted rays L11, L12, L21, and L22 of the first and second images and the fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 of the third image are combined to form the first image. The pixels of the second image and the pixels of the third image are at least partially overlapped. In the secondreflective HOE 842, the distance between the reflected fifth and sixth diffraction rays L31 and L32 and the transmitted first and second diffraction rays L11 and L12 is greater than or equal to 0 and has one pixel. It may be within a range smaller than the length of in a predetermined direction.

제2 반사형 HOE(842)는 제3 투과형 HOE(833)과 비스듬히 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 반사형 HOE(842)는 제3 투과형 HOE(833) 사이에는 별도의 광학소자(예를 들어 보정소자나 반사부재)가 배치될 수도 있다.The secondreflection type HOE 842 may be disposed to obliquely face the thirdtransmission type HOE 833 . A separate optical element (for example, a correction element or a reflective member) may be disposed between the secondreflective HOE 842 and thethird transmissive HOE 833 .

제2 반사형 HOE(842)는 반사형 HOE(140)와 이격되게 위치하고, 나아가 제2 반사형 HOE(842)는 제2 투과형 HOE(132)와 반사형 HOE(140) 사이의 제3 및 제4 회절광(L21, L22)의 경로에서 벗어나 위치할 수 있다.The secondreflective HOE 842 is located apart from thereflective HOE 140, and furthermore, the secondreflective HOE 842 is located between thesecond transmissive HOE 132 and thereflective HOE 140 in third and fourth 4 It can be located out of the path of the diffracted light (L21, L22).

제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)는 단색 디스플레이 장치 또는 풀-컬러 디스플레이 장치일 수 있다. 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)가 풀-컬러 디스플레이 장치인 경우, 도 14 및 도 15를 참조하여 설명하였듯이, 제3 투과형 HOE(833) 및 제2 반사형 HOE(842)은 적색 파장, 청색 파장 및 녹색 파장에 대응되는 회절 특성을 갖는 HOE 레이어들의 다층 구조이거나, 또는 풀-컬러에 대응되는 회절특성을 갖는 단층 구조의 HOE일 수 있다.The first tothird display devices 111, 112, and 813 may be monochrome display devices or full-color display devices. When the first tothird display devices 111, 112, and 813 are full-color display devices, as described with reference to FIGS. 14 and 15, thethird transmissive HOE 833 and the secondreflective HOE 842 may be a multilayer structure of HOE layers having diffraction characteristics corresponding to red, blue, and green wavelengths, or a single-layer HOE having diffraction characteristics corresponding to full-color.

제2 반사형 HOE(842)에서 제1 내지 제6 회절광(L11, L12, L21, L22, L31, L32)의 결합에 의해 형성된 중첩 화상의 광은 투영 렌즈(150)에 의해 투영된다.In the secondreflective HOE 842 , light of a superimposed image formed by combining the first to sixth diffraction rays L11 , L12 , L21 , L22 , L31 , and L32 is projected by theprojection lens 150 .

도 27은 일 실시예에 따른 프로젝터(900)의 광학계를 개략적으로 도시한다. 도 27을 참조하면, 프로젝터(900)는 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813), 제1 내지 제3 투과형 HOE(131, 132, 833), 반사형 HOE(140), 제2 반사형 HOE(942) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다. 본 실시예의 프로젝터(900)는 도 26을 참조하여 설명한 프로젝터(800)와 비교하여 제2 반사형 HOE(942)가 반사형 HOE(140)에 인접하여 배치되어 있고, 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)가 단색 디스플레이로 한정된다는 점을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.27 schematically illustrates an optical system of aprojector 900 according to an embodiment. Referring to FIG. 27, theprojector 900 includes first tothird display devices 111, 112, and 813, first tothird transmissive HOEs 131, 132, and 833, areflective HOE 140, and a second It includes areflective HOE 942 and aprojection lens 150. Compared to theprojector 800 described with reference to FIG. 26, theprojector 900 of this embodiment has the secondreflective HOE 942 disposed adjacent to thereflective HOE 140, and the first to third display devices. Since 111, 112, and 813 are substantially the same except that they are limited to monochrome displays, the differences will be mainly described.

도 27을 참조하면, 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)는 서로 다른 색상의 단색 디스플레이 장치일 수 있다. 일 예로, 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)는 각기 적색, 녹색, 및 청색 디스플레이 장치일 수 있다. 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)에서 형성되는 제1 내지 제3 화상은 예를 들어 동일한 이미지를 표시하는 적색, 녹색, 및 청색 화상일 수 있으며, 제1 내지 제3 화상의 결합에 의해 풀-컬러의 화상이 구현될 수 있다.Referring to FIG. 27 , the first tothird display devices 111, 112, and 813 may be monochromatic display devices having different colors. For example, the first tothird display devices 111, 112, and 813 may be red, green, and blue display devices, respectively. The first to third images formed by the first tothird display devices 111, 112, and 813 may be, for example, red, green, and blue images displaying the same image. A full-color image can be realized by combination.

제2 반사형 HOE(942)는 반사형 HOE(140)에 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서 제2 반사형 HOE(942)는 반사형 HOE(140)에 접하게 배치될 수도 있다. 일 실시예에서 제2 반사형 HOE(942)는 반사형 HOE(140)는 접합되어 일체의 광학소자처럼 구성될 수도 있다.The secondreflective HOE 942 may be disposed adjacent to thereflective HOE 140 . In one embodiment, the secondreflective HOE 942 may be disposed in contact with thereflective HOE 140 . In one embodiment, the secondreflective HOE 942 may be bonded to thereflective HOE 140 and configured as an integral optical element.

제2 반사형 HOE(942)는 제3 디스플레이 장치(813)에서 방출된 제3 광(L3)의 파장 대역에 대응되도록 설계되어, 동일 입사면에 입사된 제3 내지 제6 회절광(L21, L22, L31, L32) 중 제5 및 제6 회절광(L31, L32)만을 반사하고, 제3 및 제4 회절광(L21, L22)을 반사하지 않고 투과하도록 할 수 있다. 또한, 제2 반사형 HOE(942)의 상기 입사면에 대향되는 면(배면)에 입사되는 제1 내지 제4 회절광(L11, L12, L21, L22)는 실질적으로 회절없이 투과하도록 할 수 있다.The secondreflective HOE 942 is designed to correspond to the wavelength band of the third light L3 emitted from thethird display device 813, and the third to sixth diffracted lights L21 incident on the same incident surface, Of the L22 , L31 , and L32 , only the fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 may be reflected, and the third and fourth diffracted rays L21 and L22 may be transmitted without being reflected. In addition, the first to fourth diffraction rays L11, L12, L21, and L22 incident on the surface (rear surface) of the secondreflective HOE 942 opposite to the incident surface may transmit substantially without diffraction. .

한편, 반사형 HOE(140)은 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 화소들과 제3 및 제4 회절광(L3, L4)의 화소들은 중첩되도록 하고, 제2 반사형 HOE(942)는 제1 및 제2 회절광(L11, L12)의 화소들과 제3 및 제4 회절광(L3, L4)의 화소들과 제5 및 제6 회절광(L31, L32)의 화소들이 중첩되도록 할 수 있다, 이는 도 3을 참조하여 설명한 실시예에서 간격 △가 0인 경우로 이해될 수 있다.Meanwhile, thereflective HOE 140 overlaps the pixels of the first and second diffraction lights L11 and L12 and the pixels of the third and fourth diffraction lights L3 and L4, and the second reflection type HOE ( 942) is the pixels of the first and second diffraction lights L11 and L12, the pixels of the third and fourth diffraction lights L3 and L4, and the pixels of the fifth and sixth diffraction lights L31 and L32. This can be understood as the case where the interval Δ is 0 in the embodiment described with reference to FIG. 3 .

이 결과, 제2 반사형 HOE(942)에서 제1 내지 제6 회절광(L11, L12, L21, L22, L31, L32)의 결합에 의해 형성된 중첩 화상은 적색, 녹색, 및 청색 화상의 중첩에 의해 풀-컬러 화상이 될 수 있다.As a result, an overlapping image formed by combining the first to sixth diffraction rays L11, L12, L21, L22, L31, and L32 in the secondreflective HOE 942 is overlapped with red, green, and blue images. A full-color image can be obtained by

도 28은 일 실시예에 따른 프로젝터의 광학계(1000)를 개략적으로 도시한다.28 schematically illustrates anoptical system 1000 of a projector according to an embodiment.

도 28을 참조하면, 프로젝터(1000)는 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813), 제1 내지 제3 투과형 HOE(131, 132, 833), 제1 및 제2 웨이브가이드(1071, 1072), 제1 및 제2 입력 커플러(1081, 1082), 제1 및 제2 출력 커플러(1091, 1092) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다. 본 실시예의 프로젝터(1000)는 전술한 프로젝터(800)와 비교하여 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813), 제1 내지 제3 투과형 HOE(131, 132, 833)는 실질적으로 동일하므로, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.Referring to FIG. 28, theprojector 1000 includes first tothird display devices 111, 112, and 813, first tothird transmissive HOEs 131, 132, and 833, and first andsecond waveguides 1071. , 1072), first andsecond input couplers 1081 and 1082, first andsecond output couplers 1091 and 1092, and aprojection lens 150. Compared to theprojector 800 described above, theprojector 1000 of this embodiment has substantially the same first tothird display devices 111, 112, and 813 and first tothird transmissive HOEs 131, 132, and 833. So, let's focus on the differences.

제1 및 제2 웨이브가이드(1071, 1072)는 제1 내지 제3 광(L1, L2, L3)에 대해 투명한 재질로 형성되며 평판형 형상을 지닐 수 있다. 제1 및 제2 웨이브가이드(1071, 1072)는 서로 이격되어 있을 수 있다. 제1 및 제2 웨이브가이드(1071, 1072) 사이에는 스페이서(미도시)가 개재되어 있을 수 있다.The first andsecond waveguides 1071 and 1072 are formed of a material transparent to the first to third lights L1, L2, and L3 and may have a flat plate shape. The first andsecond waveguides 1071 and 1072 may be spaced apart from each other. A spacer (not shown) may be interposed between the first andsecond waveguides 1071 and 1072 .

제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)은 제1 웨이브가이드(1071)의 일 면에 나란히 배열될 수 있다.The first tothird display devices 111, 112, and 813 may be arranged side by side on one surface of thefirst waveguide 1071.

제1 내지 제3 투과형 HOE(131, 132, 833)는 각각 제1 내지 제3 디스플레이 장치(111, 112, 813)과 제1 웨이브가이드(1071) 사이에 배치될 수 있다.The first tothird transmissive HOEs 131, 132, and 833 may be disposed between the first tothird display devices 111, 112, and 813 and thefirst waveguide 1071, respectively.

제1 입력 커플러(1081)는 제1 투과형 HOE(131)에 의해 분리된 제1 및 제2 회절광(L11, L12)을 제1 웨이브가이드(1071)의 내부로 결합시킨다. 제1 입력 커플러(1081)는 예를 들어, 회절 광학 소자(Diffractive Optical Element; DOE)나 HOE일 수 있다. 제1 입력 커플러(1081)는 제1 웨이브가이드(1071)의 제1 투과형 HOE(131)에 마주보는 면, 또는 상기 면에 대향되는 면에 마련될 수 있다.Thefirst input coupler 1081 couples the first and second diffraction rays L11 and L12 separated by thefirst transmissive HOE 131 into thefirst waveguide 1071. Thefirst input coupler 1081 may be, for example, a diffractive optical element (DOE) or HOE. Thefirst input coupler 1081 may be provided on a surface of thefirst waveguide 1071 facing thefirst transmissive HOE 131 or on a surface opposite to the surface.

제2 입력 커플러(1082)는 제3 투과형 HOE(833)에 의해 분리된 제5 및 제6 회절광(L31, L32)을 제2 웨이브가이드(1072)의 내부로 결합시킨다. 제2 입력 커플러(1082)는 예를 들어, DOE 또는 HOE일 수 있다. 제2 입력 커플러(1082)는 제2 웨이브가이드(1072)의 제3 투과형 HOE(833)에 마주보는 면, 또는 상기 면에 대향되는 면에 마련될 수 있다.Thesecond input coupler 1082 couples the fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 separated by thethird transmissive HOE 833 into thesecond waveguide 1072 . Thesecond input coupler 1082 may be, for example, DOE or HOE. Thesecond input coupler 1082 may be provided on a surface of thesecond waveguide 1072 facing thethird transmissive HOE 833 or on a surface opposite to the surface.

제1 출력 커플러(1091)는 제1 웨이브가이드(1071)의 내부에서 전파되는 제1 및 제2 회절광(L11, L12)을 외부로 출력시킨다. 제1 출력 커플러(1091)는 예를 들어, DOE 또는 HOE일 수 있다. 제1 출력 커플러(1091)는 제1 웨이브가이드(1071)의 제2 투과형 HOE(132)에 마주보는 면에 대향되는 면에 마련될 수 있다.Thefirst output coupler 1091 outputs the first and second diffracted rays L11 and L12 propagating inside thefirst waveguide 1071 to the outside. Thefirst output coupler 1091 may be, for example, DOE or HOE. Thefirst output coupler 1091 may be provided on a surface opposite to a surface of thefirst waveguide 1071 facing thesecond transmissive HOE 132 .

제2 출력 커플러(1092)는 제2 웨이브가이드(1072)의 내부에서 전파되는 제5 및 제6 회절광(L31, L32)을 외부로 출력시킨다. 제2 출력 커플러(1092)는 예를 들어, DOE 또는 HOE일 수 있다. 제2 출력 커플러(1092)는 제2 웨이브가이드(1072)의 제2 투과형 HOE(132)에 마주보는 면에 대향되는 면에 마련될 수 있다.Thesecond output coupler 1092 outputs the fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 propagating inside thesecond waveguide 1072 to the outside. Thesecond output coupler 1092 may be, for example, DOE or HOE. Thesecond output coupler 1092 may be provided on a surface opposite to a surface of thesecond waveguide 1072 facing thesecond transmissive HOE 132 .

제1 디스플레이 장치(111)는 제1 화상을 담은 제1 광(L1)을 방출하고, 제1 투과형 HOE(131)은 제1 광(L1)을 회절하여 제1 및 제2 회절광(L11, L12)으로 분리하되, 제1 회절광(L11)에 해당하는 화소들과 제2 회절광(L12)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 제1 및 제2 회절광(L11, L12)은 제1 입력 커플러(1081)를 통해 제1 웨이브가이드(1071)에 결합되고, 제1 웨이브가이드(1071)의 내부에서 전반사 전파된다. 제1 웨이브가이드(1071)의 내부에서 전반사 전파되는 제1 및 제2 회절광(L11, L12)은 제1 출력 커플러(1091)를 통해 제1 웨이브가이드(1071)에서 출력된다. 제1 웨이브가이드(1071)에서 출력된 제1 및 제2 회절광(L11, L12)은 제2 웨이브가이드(1072)를 관통하여 통과한다.Thefirst display device 111 emits a first light L1 containing a first image, and thefirst transmissive HOE 131 diffracts the first light L1 to obtain first and second diffracted lights L11, L12), but the pixels corresponding to the first diffraction light L11 and the pixels corresponding to the second diffraction light L12 are shifted and overlapped by a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. do. The first and second diffracted rays L11 and L12 are coupled to thefirst waveguide 1071 through thefirst input coupler 1081, and are propagated through total internal reflection inside thefirst waveguide 1071. The first and second diffracted rays L11 and L12 propagated through total internal reflection inside thefirst waveguide 1071 are output from thefirst waveguide 1071 through thefirst output coupler 1091 . The first and second diffraction rays L11 and L12 output from thefirst waveguide 1071 pass through thesecond waveguide 1072 .

제2 디스플레이 장치(112)는 제2 화상을 담은 제2 광(L2)을 방출하고, 제2 투과형 HOE(132)은 제2 광(L2)을 회절하여 제3 및 제4 회절광(L21, L22)으로 분리하되, 제3 회절광(L21)에 해당하는 화소들과 제4 회절광(L22)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 제3 및 제4 회절광(L21, L22)은 제1 및 제2 웨이브가이드(1072)를 관통하여 통과한다. 제1 출력 커플러(1091)가 제1 웨이브가이드(1071)의 제2 투과형 HOE(132)에 마주보는 면에 대향되는 면에 마련됨에 따라, 제1 및 제2 회절광(L11, L12)에 해당하는 화소들과 제3 및 제4 회절광(L21, L22)에 해당하는 화소들이 적어도 부분적으로 중첩되도록 할 수 있다.Thesecond display device 112 emits second light L2 containing a second image, and thesecond transmissive HOE 132 diffracts the second light L2 to third and fourth diffraction lights L21, L22), but pixels corresponding to the third diffraction light L21 and pixels corresponding to the fourth diffraction light L22 are shifted and overlapped by a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. do. The third and fourth diffraction rays L21 and L22 pass through the first andsecond waveguides 1072 . As thefirst output coupler 1091 is provided on the side opposite to the side facing thesecond transmissive HOE 132 of thefirst waveguide 1071, it corresponds to the first and second diffracted rays L11 and L12. The pixels corresponding to the third and fourth diffracted lights L21 and L22 may overlap at least partially.

제3 디스플레이 장치(813)는 제3 화상을 담은 제3 광(L3)을 방출하고, 제3 투과형 HOE(833)은 제3 광(L3)을 회절하여 제5 및 제6 회절광(L31, L32)으로 분리하되, 제5 회절광(L31)에 해당하는 화소들과 제6 회절광(L32)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 제5 및 제6 회절광(L31, L32)은 제1 웨이브가이드(1071)를 관통하고 제2 입력 커플러(1082)를 통해 제2 웨이브가이드(1072)에 결합되고, 제2 웨이브가이드(1072)의 내부에서 전반사 전파된다. 제2 웨이브가이드(1072)의 내부에서 전반사 전파되는 제5 및 제6 회절광(L31, L32)은 제2 출력 커플러(1092)를 통해 제2 웨이브가이드(1072)에서 출력된다.Thethird display device 813 emits third light L3 containing a third image, and thethird transmissive HOE 833 diffracts the third light L3 to form fifth and sixth diffracted lights L31, L32), but pixels corresponding to the fifth diffraction light L31 and pixels corresponding to the sixth diffraction light L32 are shifted and overlapped by a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. do. The fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 pass through thefirst waveguide 1071 and are coupled to thesecond waveguide 1072 through thesecond input coupler 1082, and thesecond waveguide 1072 is propagated by total internal reflection. The fifth and sixth diffracted rays L31 and L32 propagated through total reflection inside thesecond waveguide 1072 are output from thesecond waveguide 1072 through thesecond output coupler 1092 .

제2 출력 커플러(1092)가 제2 웨이브가이드(1072)의 제2 투과형 HOE(132)에 마주보는 면에 대향되는 면에 마련됨에 따라, 제1 내지 제4 회절광(L11, L12, L21, L22)에 해당하는 화소들과 제5 및 제6 회절광(L31, L32)에 해당하는 화소들이 적어도 부분적으로 중첩되도록 할 수 있다.As thesecond output coupler 1092 is provided on a surface of thesecond waveguide 1072 opposite to the surface facing thesecond transmissive HOE 132, the first to fourth diffracted rays L11, L12, L21, The pixels corresponding to L22) and the pixels corresponding to the fifth and sixth diffracted lights L31 and L32 may overlap at least partially.

제1 내지 제6 회절광(L11, L12, L21, L22, L31)은 각기 대응되는 화소들끼리 적어도 부분적으로 중첩된 상태로 투영 렌즈(150)에 의해 투영될 수 있다.The first to sixth diffraction rays L11 , L12 , L21 , L22 , and L31 may be projected by theprojection lens 150 while at least partially overlapping corresponding pixels.

도 29는 일 실시예에 따른 프로젝터(1100)의 광학계를 개략적으로 도시한다. 도 29를 참조하면, 프로젝터(1100)는 제1 디스플레이 장치(111), 제1 및 제2 투과형 HOE(1131, 1132) 및 투영 렌즈(150)를 포함한다.29 schematically illustrates an optical system of aprojector 1100 according to an embodiment. Referring to FIG. 29 , theprojector 1100 includes afirst display device 111 , first andsecond transmissive HOEs 1131 and 1132 , and aprojection lens 150 .

제1 디스플레이 장치(111)는 도 1을 참조하여 설명한 프로젝터(100)와 실질적으로 동일하다. 제1 및 제2 투과형 HOE(1131, 1132)는 도 2를 참조하여 설명한 제1 투과형 HOE(131)과 실질적으로 동일하다.Thefirst display device 111 is substantially the same as theprojector 100 described with reference to FIG. 1 . The first andsecond transmissive HOEs 1131 and 1132 are substantially the same as thefirst transmissive HOE 131 described with reference to FIG. 2 .

제1 디스플레이 장치(111)는 제1 화상을 담은 제1 광(L1)을 방출한다. 제1 투과형 HOE(1131)는 제1 광(L1)을 회절하여 제1 및 제2 회절광(L11, L12)으로 분리하되, 제1 회절광(L11)에 해당하는 화소들과 제2 회절광(L12)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 제2 투과형 HOE(1132)는 제1 회절광(L11)을 재차 회절하여 제1-1 및 제1-2 회절광(L111, L112)으로 분리하되, 제1-1 회절광(L111)에 해당하는 화소들과 제1-2 회절광(L112)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다. 마찬가지로, 제2 투과형 HOE(1132)는 제2 회절광(L12)을 재차 회절하여 제2-1 및 제2-2 회절광(L121, L122)으로 분리하되, 제2-1 회절광(L121)에 해당하는 화소들과 제2-2 회절광(L122)에 해당하는 화소들이 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다.Thefirst display device 111 emits a first light L1 containing a first image. Thefirst transmissive HOE 1131 diffracts the first light L1 and separates it into first and second diffracted rays L11 and L12, pixels corresponding to the first diffraction light L11 and the second diffracted light L11. The pixels corresponding to (L12) are shifted and overlapped by a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. Thesecond transmissive HOE 1132 diffracts the first diffracted light L11 again and separates it into 1-1st and 1-2nd diffracted light L111 and L112, which correspond to the 1-1st diffracted light L111. The pixels corresponding to the first and second diffracted lights L112 are shifted and overlapped by a second interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. Similarly, thesecond transmissive HOE 1132 diffracts the second diffracted light L12 again and separates it into the 2-1st and 2-2nd diffracted light L121 and L122, but the 2-1st diffracted light L121 The pixels corresponding to and the pixels corresponding to the 2-2nd diffraction light L122 are shifted by a second distance and overlap each other.

상기와 같이 제1 및 제2 투과형 HOE(1131, 1132)에 의해 제1 광(L1)은 제1-1 및 제1-2 회절광(L111, L112)과 제2-1 및 제2-2 회절광(L121, L122)으로 분리하되, 각기 대응되는 화소들끼리 적어도 부분적으로 중첩되도록 할 수 있다.As described above, by the first andsecond transmissive HOEs 1131 and 1132, the first light L1 is combined with the 1-1 and 1-2 diffracted rays L111 and L112 and the 2-1 and 2-2 It is separated into diffraction rays L121 and L122, but corresponding pixels may be at least partially overlapped.

도 30은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1200)를 개략적으로 도시한다. 도 30을 참조하면, 디스플레이 장치(1200)는 제1 디스플레이 장치(111), 제1 투과형 HOE(131), 웨이브가이드(1270), 입력 커플러(1280) 및 출력 커플러(1290)를 포함한다. 제1 디스플레이 장치(111) 및 제1 투과형 HOE(131)는 전술한 실시예들과 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.30 schematically illustrates adisplay device 1200 according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 30 , thedisplay device 1200 includes afirst display device 111, afirst transmissive HOE 131, awaveguide 1270, aninput coupler 1280, and anoutput coupler 1290. Since thefirst display device 111 and thefirst transmissive HOE 131 are substantially the same as those of the foregoing embodiments, duplicate descriptions will be omitted.

제1 디스플레이 장치(111)는 가상 화상의 광(L_V)을 방출한다. 제1 투과형 HOE(131)는 가상 화상의 광(L_V)을 회절하여 제1 및 제2 회절광(L11, L12)으로 분리하되, 제1 회절광(L11)에 해당하는 화소들과 제2 회절광(L12)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다.Thefirst display device 111 emits light L_V of a virtual image. Thefirst transmissive HOE 131 diffracts the light L_V of the virtual image and separates it into first and second diffracted light L11 and L12, and pixels corresponding to the first diffracted light L11 and second diffracted light L11 Pixels corresponding to the diffracted light L12 are shifted and overlapped by a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction.

웨이브가이드(1270)는 가상 화상의 광(L_V)과, 외부 장면의 광(L_O)에 대해 투명한 재질로 형성되며 평판형 형상을 지닐 수 있다.Thewaveguide 1270 may be formed of a material that is transparent to light (L_V ) of a virtual image and light (L_O ) of an external scene and may have a flat plate shape.

입력 커플러(1280)는 제1 투과형 HOE(131)에 의해 분리된 제1 및 제2 회절광(L11, L12)을 웨이브가이드(1270)의 내부로 결합시킨다. 입력 커플러(1280)는 예를 들어, DOE나 HOE일 수 있다. 입력 커플러(1280)는 웨이브가이드(1270)의 제1 투과형 HOE(131)에 마주보는 면, 또는 상기 면에 대향되는 면에 마련될 수 있다.Theinput coupler 1280 couples the first and second diffracted rays L11 and L12 separated by thefirst transmissive HOE 131 into thewaveguide 1270.Input coupler 1280 may be, for example, a DOE or HOE. Theinput coupler 1280 may be provided on a surface of thewaveguide 1270 facing the firsttransmission type HOE 131 or on a surface opposite to the surface.

출력 커플러(1290)는 웨이브가이드(1270)의 내부에서 전파되는 제1 및 제2 회절광(L11, L12)을 타겟 영역으로 출력시킨다. 출력 커플러(1290)는 예를 들어, DOE 또는 HOE일 수 있다. 출력 커플러(1290)는 웨이브가이드(1270)의 타겟 영역에 마주보는 면 또는 이에 대향되는 면에 마련될 수 있다. 타겟 영역은 사용자의 눈(E)쪽 영역인 아이 모션 박스(eye motion box)일 수 있다.Theoutput coupler 1290 outputs the first and second diffraction rays L11 and L12 propagating inside thewaveguide 1270 to a target area.Output coupler 1290 may be, for example, a DOE or HOE. Theoutput coupler 1290 may be provided on a surface facing the target area of thewaveguide 1270 or on a surface opposite thereto. The target area may be an eye motion box that is an area toward the eye (E) of the user.

웨이브가이드(1270)는 투명 재질로 형성되므로, 외부 장면의 광(L_O)은 웨이브가이드(1270)를 관통하여 타겟 영역(즉, 아이 모션 박스)으로 향할 수 있다.Since thewaveguide 1270 is formed of a transparent material, light L_O of an external scene may pass through thewaveguide 1270 and be directed to the target area (ie, the eye motion box).

사용자의 아이 모션 박스에 가상 화상의 광(L_V)과 외부 장면의 광(L_O)이 모두 도달할 수 있으므로, 본 실시예의 디스플레이 장치(1200)는 사용자가 사용자의 가상 화상과 외부 장면을 동시에 볼 수 있는 증강현실 장치일 수 있다. 본 실시예의 디스플레이 장치(1200)는 가상 화상의 광(L_V)은 제1 투과형 HOE(131)에 의해 대응되는 화소들끼리 부분적으로 중첩되어 밝기의 감소없이 해상도가 증대될 수 있다. 선택적으로, 웨이브가이드(1270)의 일측에 외부 장면의 광(L_O)을 차단하는 차단막이 마련된 경우, 디스플레이 장치(1200)는 가상 화상만을 보여주는 가상현실 장치가 될 것이다.Since both the light (L_V ) of the virtual image and the light (L_O ) of the external scene can reach the user's eye motion box, thedisplay device 1200 of the present embodiment allows the user to simultaneously view the user's virtual image and the external scene. It can be an augmented reality device that can be seen. In thedisplay device 1200 of the present embodiment, the light L_V of the virtual image is partially overlapped with corresponding pixels by thefirst transmissive HOE 131, so that resolution can be increased without decreasing brightness. Optionally, when a blocking film for blocking light L_O of an external scene is provided on one side of thewaveguide 1270, thedisplay device 1200 will become a virtual reality device that shows only virtual images.

도 31은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1300)를 개략적으로 도시한다.31 schematically illustrates adisplay device 1300 according to an exemplary embodiment.

도 31을 참조하면, 디스플레이 장치(1300)는 제1 디스플레이 장치(111), 제1 투과형 HOE(131) 및 반사형 HOE(1370)을 포함한다. 제1 디스플레이 장치(111) 및 제1 투과형 HOE(131)는 전술한 실시예들과 실질적으로 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 31 , adisplay device 1300 includes afirst display device 111 , afirst transmissive HOE 131 and areflective HOE 1370 . Since thefirst display device 111 and thefirst transmissive HOE 131 are substantially the same as those of the foregoing embodiments, duplicate descriptions will be omitted.

제1 디스플레이 장치(111)는 가상 화상의 광(L_V)을 방출한다. 제1 투과형 HOE(131)는 가상 화상의 광(L_V)을 회절하여 제1 및 제2 회절광(L11, L12)으로 분리하되, 제1 회절광(L11)에 해당하는 화소들과 제2 회절광(L12)에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 한다.Thefirst display device 111 emits light L_V of a virtual image. Thefirst transmissive HOE 131 diffracts the light L_V of the virtual image and separates it into first and second diffracted light L11 and L12, and pixels corresponding to the first diffracted light L11 and second diffracted light L11 Pixels corresponding to the diffracted light L12 are shifted and overlapped by a first interval shorter than the length of one pixel in a predetermined direction.

반사형 HOE(1370)는 가상 화상의 광(L_V)을 타겟 영역(즉, 아이 모션 박스)으로 반사하고, 외부 장면의 광(L_O)을 투과하도록 구성될 수 있다.Thereflective HOE 1370 may be configured to reflect light (L_V ) of a virtual image to a target area (ie, an eye motion box) and transmit light (L_O ) of an external scene.

사용자의 아이 모션 박스에 가상 화상의 광(L_V)과 외부 장면의 광(L_O)이 모두 도달할 수 있으므로, 본 실시예의 디스플레이 장치(1300)는 사용자가 사용자의 가상 화상과 외부 장면을 동시에 볼 수 있는 증강현실 장치일 수 있다. 가상 화상의 광(L_V)은 제1 투과형 HOE(131)에 의해 대응되는 화소들끼리 부분적으로 중첩되어 해상도가 증대되고 밝기가 향상될 수 있다. 선택적으로, 반사형 HOE(1370)의 배면에 외부 장면의 광(L_O)을 차단하는 차단막이 마련된 경우, 디스플레이 장치(1300)는 가상 화상만을 보여주는 가상현실 장치가 될 것이다.Since both the light (L_V ) of the virtual image and the light (L_O ) of the external scene can reach the user's eye motion box, thedisplay device 1300 of the present embodiment allows the user to simultaneously view the user's virtual image and the external scene. It can be an augmented reality device that can be seen. The light L_V of the virtual image may be partially overlapped with corresponding pixels by thefirst transmissive HOE 131 to increase resolution and improve brightness. Optionally, when a blocking film is provided on the rear surface of thereflective HOE 1370 to block light L_O of an external scene, thedisplay device 1300 becomes a virtual reality device that shows only virtual images.

도 32는 일 실시예에 따른 증강현실 안경(1400)을 개략적으로 도시한다. 도 32를 참조하면, 증강현실 안경(1400)은 이미지 컴바이너(1410)와 디스플레이 엔진(1420)을 포함할 수 있다. 이미지 컴바이너(1410)는 프레임(1490)에 고정될 수 있다. 디스플레이 엔진(1420)은 사용자 머리의 관자놀이 부근에 위치하고 프레임(1490)에 고정될 수 있다. 디스플레이 엔진(1420)으로 전술한 실시예들의 프로젝터(100, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100)가 사용될 수 있다. 디스플레이 엔진(1420)을 위한 정보 처리 및 이미지 형성은, 증강현실 안경(1400)자체의 컴퓨터에서 직접 이루어지거나, 증강현실 안경(1400)이 스마트 폰, 태블릿, 컴퓨터, 노트북, 기타 모든 지능형(스마트) 디바이스 등과 같은 외부 전자 디바이스에 연결되어 외부 전자 디바이스에서 이루어질 수 있다. 증강현실 안경(1400)과 외부 전자 디바이스 간의 신호 전송은 유선 통신 및/또는 무선 통신을 통해 수행될 수 있다. 증강현실 안경(1400)은 내장된 전원(충전식 배터리)과 외부 디바이스 및 외부 전원 중 적어도 어느 하나에서 전원을 공급받을 수 있다.32 schematically illustrates augmentedreality glasses 1400 according to an embodiment. Referring to FIG. 32 ,augmented reality glasses 1400 may include animage combiner 1410 and adisplay engine 1420. Theimage combiner 1410 may be fixed to theframe 1490 .Display engine 1420 may be positioned near the temple of the user's head and secured to frame 1490 . As thedisplay engine 1420, theprojectors 100, 600, 700, 800, 900, 1000, and 1100 of the above-described embodiments may be used. Information processing and image formation for thedisplay engine 1420 is performed directly on the computer of theaugmented reality glasses 1400 itself, or theaugmented reality glasses 1400 can be used for smart phones, tablets, computers, laptops, and all other intelligent (smart) devices. It may be connected to an external electronic device, such as a device, and may be made in an external electronic device. Signal transmission between theaugmented reality glasses 1400 and an external electronic device may be performed through wired communication and/or wireless communication. Theaugmented reality glasses 1400 may receive power from at least one of a built-in power source (rechargeable battery), an external device, and an external power source.

이미지 컴바이너(1410)의 입력-커플러(1430)는 웨이브가이드(도 30의 1270 참조)의 디스플레이 엔진(1420)에 대향되는 면이나 그 이면에 위치하여 디스플레이 엔진(1420)에서 출력되는 광을 웨이브가이드로 입력시킨다. 웨이브가이드는 입력된 광을 출력-커플러(도 30의 1290 참조) 쪽으로 가이드하며, 출력-커플러를 통해 타겟 영역으로 출력한다. 이때, 타겟 영역은 사용자의 아이 모션 박스일 수 있다.The input-coupler 1430 of theimage combiner 1410 is located on a surface opposite to or behind thedisplay engine 1420 of the waveguide (see 1270 in FIG. 30 ) to transmit light output from thedisplay engine 1420. Enter the waveguide. The waveguide guides the input light toward the output-coupler (see 1290 in FIG. 30), and outputs it to the target area through the output-coupler. In this case, the target area may be the user's eye motion box.

도 32에는 이미지 컴바이너(1410) 및 디스플레이 엔진(1420)이 좌측 및 우측 각각에 마련된 경우를 도시하고 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에서 이미지 컴바이너(1410) 및 디스플레이 엔진(1420)은 좌측 및 우측 중 어느 한 쪽에 마련될 수도 있다. 일 실시예에서 이미지 컴바이너(1410)는 좌측 및 우측 전체를 걸쳐 마련되고, 디스플레이 엔진(1420)은 좌우측 공용으로 마련되거나, 좌측 및 우측 각각에 대응되게 마련될 수도 있다.32 shows a case where theimage combiner 1410 and thedisplay engine 1420 are provided on the left and right sides, respectively, but is not limited thereto. In one embodiment, theimage combiner 1410 and thedisplay engine 1420 may be provided on either the left side or the right side. In one embodiment, theimage combiner 1410 may be provided across the entire left and right sides, and thedisplay engine 1420 may be provided for both left and right sides, or may be provided to correspond to each of the left and right sides.

증강현실 안경(1400)은 근안 디스플레이 장치의 구체적인 일 예이다. 도 32를 참조하여 설명된 증강현실 안경(1400)은 두부(頭部)에 착용하는 헤드 마운트 디스플레이(Head Mounted Display; HMD)나 증강 현실 헬멧(Augmented Reality Helmet), 해드업디스플레이 (Head Up Display; HUD) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이 장치에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하게 이해될 수 있을 것이다.Theaugmented reality glasses 1400 are a specific example of a near eye display device. Theaugmented reality glasses 1400 described with reference to FIG. 32 include a Head Mounted Display (HMD) worn on the head, an Augmented Reality Helmet, a Head Up Display; It will be apparent to those skilled in the art that it can be applied to various types of display devices such as HUD).

전술한 본 발명인 홀로그래픽 광학 소자를 이용한 프로젝터 및 디스플레이 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.The projector and display device using the holographic optical element, which is the present invention, has been described with reference to the embodiments shown in the drawings to aid understanding, but this is only exemplary, and those skilled in the art can use various It will be appreciated that other embodiments that are equivalent and modified are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

100, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100: 프로젝터
1071, 1072, 1270: 웨이브가이드
1081, 1082, 1280, 1290, 1430: 입력 커플러
1091, 1092: 출력 커플러
111, 112, 813: 디스플레이 장치
1131, 1132: 투과형 HOE
1200, 1300: 디스플레이 장치
131, 132, 400, 833: 투과형 HOE
140, 500, 842, 942, 1370: 반사형 HOE
1400: 증강현실 안경
1410: 이미지 컴바이너
1420: 디스플레이 엔진
150: 투영 렌즈
200, 300: 투명 감광성 재료
401, 402, 403: 투과형 HOE 레이어100, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100: projector
1071, 1072, 1270: Waveguide
1081, 1082, 1280, 1290, 1430: Input Coupler
1091, 1092: output coupler
111, 112, 813: display device
1131, 1132: Transmissive HOE
1200, 1300: display device
131, 132, 400, 833: Transmissive HOE
140, 500, 842, 942, 1370: reflective HOE
1400: augmented reality glasses
1410: image combiner
1420: display engine
150: projection lens
200, 300: transparent photosensitive material
401, 402, 403: transmissive HOE layer

Claims (26)

Translated fromKorean

제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치;
제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치;
상기 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 상기 제1 회절광에 해당하는 화소들과 상기 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 상기 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자;
상기 제2 광을 제3 및 제4 회절광으로 분리하여 투과시키되, 상기 제3 회절광에 해당하는 화소들과 상기 제4 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 상기 제3 및 제4 회절광을 투과시키는 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자;
상기 제1 화상과 상기 제2 화상이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 상기 제1 및 제2 회절광은 투과시키면서 상기 제3 및 제4 회절광은 상기 제1 및 제2 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 반사형 홀로그래픽 광학 소자; 및
상기 제1 화상과 상기 제2 화상을 적어도 부분적으로 중첩하여 생성된 중첩 화상에 해당하는 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함하는,
프로젝터.a first display device emitting a first light corresponding to a first image;
a second display device emitting second light corresponding to a second image;
The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, wherein pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a first transmissive holographic optical element that transmits the first and second diffraction rays so that they are shifted by a first distance and overlap each other;
The second light is separated into third and fourth diffraction rays and transmitted, wherein the pixels corresponding to the third diffraction light and the pixels corresponding to the fourth diffraction light are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a second transmissive holographic optical element that transmits the third and fourth diffraction rays so as to be shifted by a second distance and overlap each other;
The third and fourth diffraction rays are diffracted and reflected in the same direction as the first and second diffraction rays while transmitting the first and second diffraction rays so that the first image and the second image are at least partially overlapped. a reflective holographic optical element; and
A projection lens for projecting light corresponding to an overlapped image generated by at least partially overlapping the first image and the second image;
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제1 광이 상기 제1 회절광과 상기 제2 회절광으로 회절하며 투과하는 제1 홀로그래픽 회절층과 상기 제1 회절광과 상기 제2 회절광이 상기 제1 간격을 가지고 같은 방향으로 향하도록 회절하며 투과하는 제2 홀로그래픽 회절층을 포함하며,
상기 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제2 광이 상기 제3 회절광과 상기 제4 회절광으로 회절하며 투과하는 제3 홀로그래픽 회절층과 상기 제3 회절광과 상기 제4 회절광이 상기 제2 간격을 가지고 같은 방향으로 향하도록 회절하며 투과하는 제4 홀로그래픽 회절층을 포함하는,
프로젝터.According to claim 1,
The first transmissive holographic optical element includes a first holographic diffraction layer through which the first light is diffracted into the first diffraction light and the second diffraction light, and the first diffraction light and the second diffraction light are transmitted. A second holographic diffraction layer that diffracts and transmits in the same direction at a first interval,
The second transmissive holographic optical element includes a third holographic diffraction layer through which the second light is diffracted into the third diffraction light and the fourth diffraction light, and transmits the third and fourth diffraction light. Including a fourth holographic diffraction layer that diffracts and transmits in the same direction with a second interval,
projector.제2 항에 있어서,
상기 제1 회절광은 상기 제1 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 상기 제1 광의 0차 회절광이며, 상기 제2 회절광은 상기 제1 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 상기 제1 광의 1차 회절광이며, 상기 제3 회절광은 상기 제3 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 상기 제2 광의 0차 회절광이며, 상기 제4 회절광은 상기 제4 홀로그래픽 회절층에서 회절되는 상기 제2 광의 1차 회절광인,
프로젝터.According to claim 2,
The first diffraction light is a 0th order diffraction light of the first light diffracted in the first holographic diffraction layer, and the second diffraction light is a 1st order diffraction light of the first light diffracted in the first holographic diffraction layer. The third diffraction light is a 0th-order diffraction light of the second light diffracted in the third holographic diffraction layer, and the fourth diffraction light is a first-order diffraction light of the second light diffracted in the fourth holographic diffraction layer. diffraction light,
projector.제2 항에 있어서,
상기 상기 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자의 두께 T는 하기의 수학식을 만족하며,

여기서 θ₁은 상기 제1 홀로그래픽 회절층의 제1 회절광의 회절각, θ₂는 상기 제1 홀로그래픽 회절층의 제2 회절광의 회절각을 의미하며, d는 제1 간격을 의미하는,
프로젝터.According to claim 2,
The thickness T of the first transmissive holographic optical element satisfies the following equation,

Here, θ₁ is the diffraction angle of the first diffraction light of the first holographic diffraction layer, θ₂ is the diffraction angle of the second diffraction light of the first holographic diffraction layer, d is the first interval,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 간격은 a/n 이고, 여기서 a는 상기 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이이고, n은 정수인,
프로젝터.According to claim 1,
The first interval is a / n, where a is the length of the one pixel in a predetermined direction, n is an integer,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 간격은 서로 같은 크기인,
프로젝터.According to claim 1,
The first and second intervals are the same size as each other,
projector.제6 항에 있어서,
상기 a는 상기 하나의 화소의 대각선 길이이고,
상기 제1 및 제2 간격은 a/2이고,
상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는, 서로 대응되는 화소를 기준으로, 상기 제3 회절광에 해당하는 화소가 상기 제1 회절광에 해당하는 화소에 대해 대각방향으로 a/4 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 구성된,
프로젝터.According to claim 6,
a is the diagonal length of the one pixel,
The first and second intervals are a / 2,
In the reflective holographic optical element, the pixel corresponding to the third diffraction light is shifted in a diagonal direction by an interval of a/4 with respect to the pixel corresponding to the first diffraction light and overlaps with respect to pixels corresponding to each other. composed,
projector.제6 항에 있어서,
상기 a는 상기 하나의 화소의 대각선 길이이고,
상기 제1 및 제2 간격은 a/4이고,
상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는, 서로 대응되는 화소를 기준으로, 상기 제3차 회절광에 해당하는 화소가 상기 제1 회절광에 해당하는 화소에 대해 대각방향으로 a/2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되게 구성된,
프로젝터.According to claim 6,
a is the diagonal length of the one pixel,
The first and second intervals are a/4,
In the reflective holographic optical element, pixels corresponding to the 3rd order diffraction light are shifted in a diagonal direction by an interval of a/2 with respect to pixels corresponding to the 1st diffraction light, based on pixels corresponding to each other, so that they are overlapped. composed to be
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 제1 회절광의 광량과 제2 회절광의 광량이 실질적으로 동일하도록 구성되며,
상기 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제3 회절광의 광량과 상기 제4 회절광의 광량이 실질적으로 동일하도록 구성되는,
프로젝터.According to claim 1,
The first transmissive holographic optical element is configured such that the amount of light of the first diffraction light and the amount of light of the second diffraction light are substantially the same;
The second transmissive holographic optical element is configured such that the amount of light of the third diffraction light and the amount of light of the fourth diffraction light are substantially the same.
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 접하는,
프로젝터.According to claim 1,
The first transmissive holographic optical element and the reflective holographic optical element contact each other,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디스플레이 장치는 각각 마이크로 발광 디스플레이 패널인,
프로젝터.According to claim 1,
The first and second display devices are each a micro light emitting display panel,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디스플레이 장치 각각은 풀-컬러 디스플레이 패널인,
프로젝터.According to claim 1,
Each of the first and second display devices is a full-color display panel,
projector.제12 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 각각 적색 파장, 녹색 파장 및 청색 파장에 대응되는 홀로그래픽 광학 소자 레이어들을 포함하는,
프로젝터.According to claim 12,
The first and second transmissive holographic optical elements and the reflective holographic optical element include holographic optical element layers corresponding to red, green, and blue wavelengths, respectively.
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디스플레이 장치 각각은 단색 디스플레이 패널인,
프로젝터.According to claim 1,
Each of the first and second display devices is a monochrome display panel,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 화상과 상기 제2 화상은 동일 화상이되, 서로 다른 화소 색상 정보를 갖는,
프로젝터.According to claim 1,
The first image and the second image are the same image, but have different pixel color information,
projector.제1 항에 있어서,
제3 화상에 해당하는 제3 광을 방출하는 제3 디스플레이 장치;
상기 제3 광을 제5 및 제6 회절광으로 분리하여 투과시키되, 제5 회절광에 해당하는 화소들과 제6 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제3 길이만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 상기 제5 및 제6 회절광을 투과시키는 제3 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 및
상기 제1 및 제2 화상의 화소들과 상기 제3 화상의 화소들이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 상기 제1 내지 제4 회절광을 투과시키고 상기 제5 및 제6 회절광을 상기 제1 내지 제4 화상의 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자;를 더 포함하는,
프로젝터.According to claim 1,
a third display device emitting third light corresponding to a third image;
The third light is separated into fifth and sixth diffraction rays and transmitted, and the pixels corresponding to the fifth and sixth diffraction rays are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a third transmissive holographic optical element that transmits the fifth and sixth diffraction rays so that they are shifted by a length and overlapped; and
The first to fourth diffraction rays are transmitted and the fifth and sixth diffraction rays are transmitted so that pixels of the first and second images and pixels of the third image at least partially overlap each other, and A second reflective holographic optical element that diffracts and reflects in the same direction as the diffracted light of the image; further comprising,
projector.제16 항에 있어서,
상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 이격되어 위치하고, 상기 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 상기 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자 사이의 상기 제2 광의 경로에서 벗어나 위치하는,
프로젝터.According to claim 16,
The reflective holographic optical element and the second reflective holographic optical element are spaced apart from each other, and the second reflective holographic optical element is positioned between the second transmissive holographic optical element and the reflective holographic optical element. Located away from the path of the second light,
projector.제16 항에 있어서,
상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자와 상기 제2 반사형 홀로그래픽 광학 소자는 접하는,
프로젝터.According to claim 16,
The reflective holographic optical element and the second reflective holographic optical element contact each other,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제2 디스플레이 장치와 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자 사이에 위치하며, 상기 반사형 홀로그래픽 광학 소자에 의한 회절 반사에서 발생되는 상기 제3 및 제4 회절광의 왜곡을 보정하는 보정 홀로그래픽 광학 소자를 더 포함하는,
프로젝터.According to claim 1,
a correction holographic optical element disposed between the second display device and the reflective holographic optical element and correcting distortion of the third and fourth diffracted light generated from diffraction reflection by the reflective holographic optical element; more inclusive,
projector.제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 디스플레이 장치 각각의 전면에 배치되는 제1 및 제2 시준 광학계를 더 포함하는,
프로젝터.According to claim 1,
Further comprising first and second collimating optical systems disposed in front of each of the first and second display devices,
projector.제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치;
제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치;
상기 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 상기 제1 회절광에 해당하는 화소들과 상기 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 상기 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 투과형 홀로그래픽 광학 소자;
상기 제1 화상과 상기 제2 화상이 적어도 부분적으로 중첩되도록, 상기 제1 및 제2 회절광을 투과시키고 상기 제2 화상의 광을 상기 제1 및 제2 회절광과 같은 방향으로 회절 반사시키는 반사형 홀로그래픽 광학 소자; 및
적어도 부분적으로 중첩하여 생성된 중첩 화상에 해당하는 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함하는,
프로젝터.a first display device emitting a first light corresponding to a first image;
a second display device emitting second light corresponding to a second image;
The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, wherein pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a transmissive holographic optical element that transmits the first and second diffracted light beams shifted by a first distance and overlapping each other;
Reflection for transmitting the first and second diffraction rays and diffracting and reflecting the light of the second image in the same direction as the first and second diffraction rays so that the first image and the second image are at least partially overlapped. a type holographic optical element; and
A projection lens for projecting light corresponding to an overlapping image generated by at least partially overlapping; including,
projector.제1 화상에 해당하는 제1 광을 방출하는 제1 디스플레이 장치;
제2 화상에 해당하는 제2 광을 방출하는 제2 디스플레이 장치;
상기 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 상기 제1 회절광에 해당하는 화소들과 상기 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제1 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록 상기 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 투과형 홀로그래픽 광학 소자;
상기 제2 광을 제3 및 제4 회절광으로 분리하여 투과시키되, 상기 제3 회절광에 해당하는 화소들과 상기 제4 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 제2 간격만큼 쉬프트되어 중첩되도록, 상기 제3 및 제4 회절광을 투과시키는 제2 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 및
웨이브가이드와, 상기 제1 및 제2 회절광을 상기 웨이브가이드에 결합시키는 제1 입력 커플러와, 상기 제3 및 제4 회절광을 상기 웨이브가이드에 결합시키는 제2 입력 커플러와, 상기 웨이브가이드에 의해 가이드되는 상기 제1 내지 제4 회절광을 출력시키는 출력 커플러를 포함하는 이미지 컴바이너; 및
상기 이미지 컴바이너에서 결합된 화상의 광을 투영시키는 투영 렌즈;를 포함하는,
프로젝터.a first display device emitting a first light corresponding to a first image;
a second display device emitting second light corresponding to a second image;
The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, wherein pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a transmissive holographic optical element that transmits the first and second diffracted light beams shifted by a first distance and overlapping each other;
The second light is separated into third and fourth diffraction rays and transmitted, wherein the pixels corresponding to the third diffraction light and the pixels corresponding to the fourth diffraction light are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a second transmissive holographic optical element that transmits the third and fourth diffraction rays so as to be shifted by a second distance and overlap each other; and
A waveguide, a first input coupler coupling the first and second diffracted rays to the waveguide, a second input coupler coupling the third and fourth diffracted rays to the waveguide, and an image combiner including an output coupler for outputting the first to fourth diffracted rays guided by a; and
Including, a projection lens for projecting the light of the image combined in the image combiner;
projector.제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항의 프로젝터; 및
상기 프로젝터에서 방출된 광을 타겟 영역으로 가이드하는 이미지 컴바이너;를 포함하며,
상기 타겟 영역은 사용자의 아이 모션 박스인,
디스플레이 장치.The projector according to any one of claims 1 to 21; and
An image combiner for guiding the light emitted from the projector to a target area; includes,
The target area is a user's eye motion box,
display device.제23 항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 가상현실 장치 또는 증강현실 장치인,
디스플레이 장치.According to claim 23,
The display device is a virtual reality device or an augmented reality device,
display device.화상에 해당하는 광을 방출하는 디스플레이 장치;
상기 제1 광을 제1 및 제2 회절광으로 분리하여 투과시키되, 상기 제1 회절광에 해당하는 화소들과 상기 제2 회절광에 해당하는 화소들이 하나의 화소의 소정 방향으로의 길이보다 짧은 길이만큼 쉬프트되어 중첩되도록 상기 제1 및 제2 회절광을 투과시키는 투과형 홀로그래픽 광학 소자; 및
외부 장면의 광을 투과시키고 상기 제1 및 제2 회절광을 상기 외부 장면의 광의 진행방향과 같은 방향으로 회절 반사시켜 상기 외부 장면의 광과 상기 제1 화상의 회절광들을 타겟 영역으로 가이드하는 반사형 홀로그래픽 광학 소자;를 포함하며,
상기 타겟 영역은 사용자의 아이 모션 박스인,
디스플레이 장치.a display device that emits light corresponding to an image;
The first light is separated into first and second diffracted light and transmitted, wherein pixels corresponding to the first diffraction light and pixels corresponding to the second diffraction light are shorter than the length of one pixel in a predetermined direction. a transmissive holographic optical element that transmits the first and second diffraction rays so that they are shifted by a length and overlap each other; and
Reflection for guiding the light of the external scene and the diffracted rays of the first image to a target area by transmitting the light of the external scene and diffracting and reflecting the first and second diffracted lights in the same direction as the traveling direction of the light of the external scene Including; type holographic optical element;
The target area is a user's eye motion box,
display device.사용자의 좌안 및 우안에 대응되는 좌안 소자 및 우안 소자를 포함하는 증강현실 안경으로서,
상기 좌안 소자 및 상기 우안 소자 각각은 제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항의 프로젝터와, 상기 프로젝터에서 방출된 광을 타겟 영역으로 가이드하는 이미지 컴바이너를 포함하는,
증강현실 안경.Augmented reality glasses comprising a left eye element and a right eye element corresponding to the left and right eyes of a user,
Each of the left eye element and the right eye element includes the projector according to any one of claims 1 to 21 and an image combiner for guiding light emitted from the projector to a target area.
Augmented reality glasses.

Images