KR20240085533A - 발산광을 이용한 홀로그래픽 광학소자의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 홀로그래픽 광학소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 간섭패턴이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자를 준비하는 단계; 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계; 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자와 상기 감광재료를 향해 발산광을 조사하는 단계;및 상기 발산광이 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자의 제1 간섭패턴에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 상기 감광재료에 제2 간섭패턴이 기록되는 단계를 포함하는 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법 및 상기 제조방법으로 제조된 홀로그래픽 광학소자에 관한 것이다.

Description

발산광을 이용한 홀로그래픽 광학소자의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 홀로그래픽 광학소자{Method for making Holographic optical element using a diffused light and Holographic optical element made by thereof}

본 발명은 발산광을 이용한 홀로그래픽 광학소자의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 홀로그래픽 광학소자에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 감광기재 및 마스터 홀로그래픽 광학소자에 발산광을 조사하여 간섭패턴 서로간의 피치가 동일하고 경사각이 상이한 홀로그래픽 광학소자를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학소자에 관한 것이다.

홀로그래픽 광학소자는 재생하고자 하는 물체파를 그 빛과 간섭성이 있는 다른 파인 기준파와 간섭시켜서 감광재료에 간섭패턴을 기록한 광학소자이다. 간섭패턴이 기록된 감광재료는 반사나 굴절 대신 회절을 이용하여 증강이미지 정보를 재생하므로, 이러한 감광재료는 회절광학소자의 한 종류로 분류되기도 한다.

한편, 홀로그래픽 광학소자는 상술한 것과 같이 물체파와 기준파를 감광재료에 조사하여 제조하는 것이 일반적이다.

이렇게 제조된 홀로그래픽 광학소자는 HUD(Head Up Display) 등에 적용될 수 있으며, 증강이미지를 시각으로 인식하려는 사용자(이하, 사용자라 한다)가 주변 환경과 함께 주행에 필요한 정보를 볼 수 있도록 주행에 필요한 증강이미지 빛을 사용자의 아이박스 영역으로 제공할 수 있다.

이처럼, HUD(Head Up Display)로 제공되는 증강이미지를 밝은 낮에도 사용자가 효과적으로 보기 위해서는 증강이미지의 휘도가 중요하다.

그러나, 종래의 HUD(Head Up Display)에 사용되는 홀로그래픽 광학소자의 경우, 입사되는 광의 특정 파장에 작동하는 각도가 크지 않으므로, 홀로그래픽 광학소자로 입사되는 재생 광원의 파장 선폭에 따라 시야각(Field Of View, FOV)이 증가하는데 한계가 있다. 이에 따라 보다 넓은 시야각을 확보하기 위해 재생 광원의 파장 선폭을 넓게 변경하게 되지만, 이러한 경우 시야각은 커질 수 있으나 입사되는 광이 분산하게 되어 색균일도가 저하될 수 있다.

또한, 최대회절효율각도가 일정한 간섭패턴이 형성되어 있어 휘도가 높은 빛이 일정한 방향으로만 출사되므로, 사용자의 아이박스 영역 외의 영역으로 휘도가 높은 빛이 대부분 출사되어 증강이미지의 휘도가 저하되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 감광기재 및 마스터 홀로그래픽 광학소자에 발산광을 조사하여 간섭패턴 서로간의 피치가 동일하고 경사각이 상이한 홀로그래픽 광학소자를 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학소자에 관한 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법은, 제1 간섭패턴이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자를 준비하는 단계, 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계, 마스터 홀로그래픽 광학 소자와 감광재료를 향해 발산광을 조사하는 단계 및 발산광이 마스터 홀로그래픽 광학소자의 제1 간섭패턴에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 감광재료에 제2 간섭패턴이 기록되는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 감광재료에 제2 간섭패턴이 기록되는 단계에서, 제2 간섭패턴은 서로간의 피치가 동일하고 경사각은 상이한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 간섭패턴이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자를 준비하는 단계에서, 제1 간섭패턴은 서로간의 피치와 경사각이 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계는, 기판 상에 마스터 홀로그래픽 광학소자를 적층한 후에 감광재료를 마스터 홀로그래픽 광학소자 상에 적층하여 배치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계는, 기판 상에 감광재료를 적층한 후에, 마스터 홀로그래픽 광학소자를 감광재료 상에 적층하여 배치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학 소자를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자는, 간섭패턴의 피치는 동일하고 경사각은 상이한 광학 소자로 형성됨으로써 휘도가 높은 증강이미지 빛을 사용자의 아이박스 영역으로 집중하여 출사하므로, 사용자는 휘도가 높은 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 증강이미지의 각 부분의 정보를 포함하는 빛이 높은 휘도를 가지고 고르게 사용자의 아이박스 영역으로 집중되어 출사되도록 하므로, 사용자가 고른 휘도를 가지는 증강이미지를 볼 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법은 발산광으로 피치가 동일하고 경사각이 상이한 간섭패턴을 기록할 수 있으므로, 간단하고 편리하게 홀로그래픽 광학소자를 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법의 순서도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법에서 홀로그래픽 광학소자로 간섭패턴을 기록하는 방법의 개략도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 파장의 선폭이 넓은 재생 광원에서 조사된 재생광에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자와 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자에서 사용자에게 입사되는 광의 개략도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 파장의 선폭이 좁은 재생 광원에서 조사된 재생광에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자와 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자에서 사용자에게 입사되는 광의 개략도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자의 위치별 파장에 따른 투과도(Transmittance)에 관한 그래프를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자와, 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 출사광 이미지를 도시한다.
도 7은 종래 발명인 평행광을 마스터에 조사하여 홀로그래픽 광학소자를 제조하는 방법의 개략도를 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법의 순서도를 도시하고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법의 개략도를 도시한다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법(S1)은, 제1 간섭패턴(210)이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)를 준비하는 단계(S10), 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)를 서로 접촉시켜 배치하는 단계(S20), 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)를 향해 발산광(DL)을 조사하는 단계(S30), 및 발산광(DL)이 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 제1 간섭패턴(210)에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 감광재료(300)에 제2 간섭패턴(310)이 기록되는 단계(S40)를 포함한다.

제1 간섭패턴(210)이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)를 준비하는 단계(S10)는, 복제하고자 하는 제1 간섭패턴(210)이 기록된 마스터를 준비하는 단계이다. 마스터는 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical element)로, 복제하고자 하는 제1 간섭패턴(210)이 기록되어 있다.

특히 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)에 기록된 제1 간섭패턴(210)은 서로간의 피치와 경사각이 동일하게 형성될 수 있다.

마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)를 서로 접촉시켜 배치하는 단계(S20)는, 복제하고자 하는 제1 간섭패턴(210)이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)를 기재(100)상에 적층하는 단계이다. 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)를 적층하는 순서는 이하 자세하게 설명한다.

기재(100)는 석영 유리, 소다라임 유리, 소다라임프리 유리, TAC(Tri-Acetyl Cellulose) 필름, COP(Cyclo-Olefin Polymer) 필름 등을 사용할 수 있지만, 복굴절이 없고 투명성을 갖는 소재로 사용될 수 있다. 이는 홀로그래픽 광학소자를 복제하는 방법과 관련된 기술 분야에서 기재(100)로 사용될 수 있는 재질은 제한 없이 이용될 수 있다.

감광재료(300)는 홀로그래픽 광학소자를 포함한 회절광학소자의 제조에 사용될 수 있는 다양한 종류의 감광재료가 공지되어 있으며, 이러한 재료가 제한없이 본 발명에서도 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 감광재료는, 포토폴리머(photopolymer), 포토레지스트(photoresist), 실버 팔라이드 에멀젼(silver halide emulsion), 중크롬산 젤라틴(dichromated gelatin), 포토그래픽 에멀젼(photographic emulsion), 포토써모플라스틱(photothermoplastic) 또는 광회절(photorefractive) 재료 등이 사용될 수 있다. 상기한 감광재료를 사용하여 간섭패턴을 용이하게 기록할 수 있다.

마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)를 향해 발산광(DL)을 조사하는 단계(S30)는, 가간섭성(coherent) 특성 광원인 레이저 또는 LED의 간섭 노광을 이용하여 감광재료(300)에 간섭패턴을 기록하기 위해 광을 조사하는 단계이다.

일반적으로 홀로그래픽 광학소자는 입사되는 광의 특정 파장에 작동하는 각도가 크지 않으므로, 홀로그래픽 광학소자로 입사되는 재생 광원의 파장 선폭에 따라 시야각(Field Of View, FOV)이 증가하는데 한계가 있다. 시야각은 HUD 장치 등에 입사되는 영상을 보다 넓게 시청하기 위해 필수적인 요소로, 보다 넓은 시야각을 확보하기 위해 재생 광원의 파장 선폭을 넓게 변경하게 된다. 다만, 이러한 경우 시야각은 커질 수 있으나, 입사되는 광이 분산하게 되어 색균일도가 저하되고 휘도의 손실이 커진다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 도 2a 및 도 2b를 참조하면 본 발명에서는 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)에 발산광(DL)을 조사한다.

도 7을 참조하면, 일반적으로 평행광(PL)을 조사하여 간섭패턴(2100)을 복제하는 경우, 경사진 간섭패턴이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자(2000)에 입사된 광은 평행하게 회절되어 감광재료(3000)에 입사하게 된다. 이에 따라 감광재료(3000) 역시 마스터 홀로그래픽 광학소자(2000)와 동일한 피치와 간격의 간섭패턴(3100)이 기록된다.

반면, 본 발명은 발산광(DL)이 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 제1 간섭패턴(210)에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 감광재료(300)에 제2 간섭패턴(310)이 기록되는 단계(S40)를 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법은 발산광(DL)을 조사하여 마스터 홀로그래픽 광학조사에 입사한 광이 평행하지 않게 회절되는 것을 특징으로 한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 발산광(DL)을 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 감광재료(300)에 조사하게 된다.

특히, 도 2a를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법에서, 기판(100) 상에 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)를 적층한 후에 감광재료(300)를 마스터 홀로그래픽 광학소자(200) 상에 적층하여 배치할 수 있다. 이는 광원에서 조사된 발산광(DL)이 감광재료(300)를 투과한 후, 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 제1 간섭패턴(210)에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 감광재료(300)에 조사되어 제2 간섭패턴(310)이 기록될 수 있다. 이러한 홀로그래픽 광학소자의 경우 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 효율이 높을수록 유리하다.

또는, 도 2b를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법에서, 기판(100) 상에 감광재료(300)를 적층한 후에 마스터 홀로그래픽 광학소자(300)를 감광재료(300) 상에 적층하여 배치할 수 있다. 이는 광원에서 조사된 발산광(DL)이 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 제1 간섭패턴(210)에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 감광재료(300)에 조사되어 제2 간섭패턴(310)이 기록될 수 있다. 이러한 홀로그래픽 광학소자의 경우 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 효율이 50%일 때 가장 유리하다.

마스터 홀로그래픽 광학소자(200)는 입사되는 발산광(DL)을 회절하게 되는데, 회절되는 발산광(DL) 역시 발산하는 형태의 광으로 감광재료(300)에 입사하게 된다. 이는, 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)에 형성된 경사진 제1 간섭패턴(210)에 입사되는 광의 각도가 위치에 따라 서로 상이하므로, 제1 간섭패턴(210)에서 회절되는 광의 각도 역시 각각 상이하게 형성된다. 결국, 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)에서 회절되어 감광재료(300)에 입사되는 광에 의해 제2 간섭패턴(310)이 기록된다.

여기서 제2 간섭패턴(310)은 제1 간섭패턴(210)과 다소 상이한 형상으로 기록된다.

종래발명은, 도 7을 참조하면 마스터 홀로그래픽 광학소자(2000)의 간섭패턴을 동일한 피치와 경사각으로 복제하는 것을 볼 수 있다. 이는 마스터 홀로그래픽 광학소자(2000)를 향해 평행광(PL)을 조사함에 따른 결과이다.

반면, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법에 따라 서로간의 피치가 동일하고 경사각은 상이한 간섭패턴이 감광재료(300)에 기록될 수 있다. 즉, 제2 간섭패턴(310)은 제1 간섭패턴(210)과 비교 시, 피치는 동일하게 기록되나 간섭패턴의 경사각은 위치에 따라 상이하게 형성된다.

마스터 홀로그래픽 광학소자(200)에 발산광(DL)이 입사하는 경우, 입사되는 광의 위치에 따라 서로 다른 각도로 회절시킨다. 여기서, 발산광(DL)이 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 위치에 따라 서로 상이한 각도로 입사하는데, 이는 각도 선택성(Angular Selectivity)의 범위 내에서 회절이 효과적으로 발생할 수 있다.

마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 각도 선택성은, 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)의 굴절률 변조(refractive index modulation)가 클수록, 두께가 얇을수록 유리하다.

한편, 본 발명에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법(S1)에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자를 포함할 수 있다. 이는 앞서 언급한 것과 마찬가지로, 홀로그래픽 광학소자의 감광재료(300)에 서로간의 피치가 동일하고 경사각은 상이하게 형성될 수 있다.

상기 기술적 특징에 따른 본 발명의 홀로그래픽 광학소자의 효과에 대해 이하 검토한다.

도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자와 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 파장 선폭에 따른 차이를 도시한 개략도를 도시한다.

도 3a 및 도 3b는 파장의 선폭이 넓은 재생 광원, 예를 들어 LED에서 조사된 재생광에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자와 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자에서 사용자에게 입사되는 광의 개략도를 도시한다.

도 3a를 참조하면, 비교 예인 홀로그래픽 광학소자의 경우 광원인 LED에서 조사된 재생광이 홀로그래픽 광학소자를 통해 사용자의 동공을 향해 넓은 시야각을 유지하여 출사되는 경우, 재생광의 색 균일도가 저하되는 문제가 발생한다. 이는 홀로그래픽 광학소자에 형성된 간섭패턴의 기울기가 위치에 따라 동일하므로, 위치에 따라 사용자의 동공을 향하는 광의 파장이 다르기 때문이다.

반면 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 경우 광원인 LED에서 조사된 재생광이 홀로그래픽 광학소자를 통해 사용자의 동공을 향해 넓은 시야각을 유지하여 출사되더라도, 재생광의 색 균일도가 저하되는 문제가 발생하지 않는다. 이는 홀로그래픽 광학소자에 형성된 간섭패턴의 기울기가 위치에 따라 상이하므로, 각 위치에서 입사되는 광의 각도에 따라 회절 효율이 높은 파장을 조절하게 되어 사용자에게 같은 파장의 영상을 출사할 수 있다. 결국, 회절된 광은 사용자의 동공을 향해 발산되지 않는 광으로 형성되므로 넓은 시야각을 유지함과 동시에 색 균일도 역시 향상될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 파장의 선폭이 좁은 재생 광원, 예를 들어 레이저에서 조사된 재생광에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자와 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자에서 사용자에게 입사되는 광의 개략도를 도시한다.

도 4a를 참조하면, 비교 예인 홀로그래픽 광학소자의 경우 광원인 레이저에서 조사된 재생광이 홀로그래픽 광학소자를 통해 출사하는 경우, 사용자의 동공 방향으로 출사되는 광이 줄어 휘도가 낮게 형성될 수 있다.

반면 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 경우 휘도가 높게 유지될 수 있다. 이는 홀로그래픽 광학소자에 형성된 간섭패턴의 기울기가 위치에 따라 상이하므로, 각 위치에서 입사되는 광의 각도에 따라 사용자의 동공을 향해 재생광을 출사할 수 있다. 결국, 회절된 광은 사용자의 동공을 향해 형성되므로 넓은 시야각을 유지함과 동시에 높은 휘도를 유지할 수 있다.

한편, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자의 위치별 파장에 따른 투과도(Transmittance)에 관한 그래프를 도시한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자에 577nm의 파장을 형성하는 광을 13도로 발산하는 광을 조사하였다. 이에 대해 조사되는 광의 축을 중심으로 ±1cm, ±2cm, ±3cm 및 ±3.5cm 간격으로 광투과도를 측정하였다.

도 5b를 참조하면, 500nm에서 550nm까지의 투과도에 대한 그래프로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자의 피치는 마스터 홀로그래픽 광학소자(200)와 동일한 422.5nm로 형성되고, 제조된 홀로그래픽 광학소자의 위치별 파장은 516.6nm 에서 536nm로 변하여 약 1.5도의 경사각 변조가 발생되었음을 확인할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자의 효과는 아래의 실시 예와 비교 예를 통해 판단할 수 있다.

실시 예와 비교 예

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자와, 비교 예에 따른 홀로그래픽 광학소자의 출사광 이미지를 도시한다.

실시 예와 비교 예는, In-coupler의 너비는 2cm, Out-coupler의 너비는 7cm로 형성되고, 경사각 변조가 동일하게 형성된 도광판을 사용하였다. 도광판의 In-coupler로 입사되는 광의 광원은 518nm의 파장을 가지는 레이저 광원인 실리콘 액정표시장치(LCoS)를 사용하였다. 입사광 이미지는 도 6의 증강 이미지를 동일하게 입사하였고, 출사광 이미지는 근거리와 원거리에서 측정한 이미지로 Out-coupler로부터 출사되는 광의 경로 상에 스크린을 위치하여 맺히는 상을 촬영한 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자의 출사광 이미지는, 5개의 출사광 중에 3번째 및 4번째 출사광의 휘도가 높으며, 원거리의 경우 출사되는 광의 각도가 각각 상이하므로 출사광이 수렴하는 것을 확인할 수 있다.

반면, 비교 예의 홀로그래픽 광학소자의 출사광 이미지는, 5개의 출사광 중에 1번째 및 2번째 출사광의 휘도가 높으며, 원거리의 경우 출사되는 광의 각도가 모두 동일하므로 출사광의 너비가 변하지 않는 것을 확인할 수 있다.

결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 홀로그래픽 광학소자 제조 방법에 따라 제조된 홀로그래픽 광학소자에 의해 사용자는 광의 휘도가 높고 균일도가 우수한 증강이미지를 볼 수 있다.

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

100: 기재
200: 마스터 홀로그래픽 광학소자
210: 제1 간섭패턴
300: 감광재료
310: 제2 간섭패턴
DL: 발산광
PL: 평행광

Claims (6)

1. 제1 간섭패턴이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자를 준비하는 단계;
   상기 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계;
   상기 마스터 홀로그래픽 광학소자와 상기 감광재료를 향해 발산광을 조사하는 단계;및
   상기 발산광이 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자의 제1 간섭패턴에 회절되어 형성되는 회절광에 의해 상기 감광재료에 제2 간섭패턴이 기록되는 단계;를 포함하는 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 감광재료에 제2 간섭패턴이 기록되는 단계에서,
   상기 제2 간섭패턴은 서로간의 피치가 동일하고 경사각은 상이한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 간섭패턴이 기록된 마스터 홀로그래픽 광학소자를 준비하는 단계에서,
   상기 제1 간섭패턴은 서로간의 피치와 경사각이 동일한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계는,
   기판 상에 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자를 적층한 후에, 상기 감광재료를 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자 상에 적층하여 배치하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 마스터 홀로그래픽 광학소자와 감광재료를 서로 접촉시켜 배치하는 단계는,
   기판 상에 상기 감광재료를 적층한 후에, 상기 마스터 홀로그래픽 광학소자를 상기 감광재료 상에 적층하여 배치하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 홀로그래픽 광학소자의 제조 방법으로 제조된 홀로그래픽 광학 소자.
   

Images