KR20200109766A - 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치와 이를 이용한 노이즈 보정패턴 획득방법 - Google Patents

표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치와 이를 이용한 노이즈 보정패턴 획득방법 Download PDF

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Abstract

표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치와 이를 이용한 보정패턴 획득방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 보정패턴 획득장치는 보정패턴 획득 대상을 포함하는 평판 표시장치와, 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광을 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터 주어지는 광 신호에 기초해서 상기 평판 표시장치에 테스트 패턴을 입력하는 연산부(컴퓨터)를 포함한다.
일 실시예에 의한 보정패턴 획득방법은 보정패턴 획득 대상이 포함된 평판 표시장치에 서로 다른 복수의 테스트 패턴을 차례로 입력하는 과정과, 상기 입력된 복수의 테스트 패턴 각각에 대해서 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광의 세기를 측정하는 과정과, 상기 측정된 광의 세기에 기초해서 상기 복수의 테스트 패턴들을 주어진 비율로 포함하는 보정패턴을 획득하는 과정을 포함할 수 있다
다른 실시예에 의한 보정패턴 획득방법은 보정패턴 획득 대상이 포함된 평판 표시장치에 테스트 패턴을 입력하는 과정과, 상기 입력된 테스트 패턴에 대해서 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광의 세기를 측정하는 과정과, 상기 광의 세기를 측정한 후, 상기 테스트 패턴에 변화를 주는 과정을 포함할 수 있다.

Description

표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치와 이를 이용한 노이즈 보정패턴 획득방법{Correction pattern gaining apparatus for correction of noise by optical element included in display and method of gaining noise using the same}
본 개시는 광학요소에 의해 발생되는 광학 노이즈를 보정 혹은 제거하기 위한 보정패턴의 획득과 그 방법에 관련된 것으로써, 보다 자세하게는 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치와 이를 이용한 노이즈 보정패턴 획득방법에 관한 것이다.
대부분의 디스플레이는 디스플레이 패널과 광학부재들이 결합된 구조를 갖는다. 정확한 영상을 재생하기 위해서 디스플레이에 포함된 광학부재에서 발생하는 노이즈(noise)를 측정하고 이를 개선하려는 노력이 계속되고 있다.
플랫 패널 홀로그래픽 디스플레이(Flat Panel Holographic display)에 사용되는 필드 렌즈(Field Lens), 예컨대 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)는 부드럽게 연결된 일반 렌즈와 달리 불연속적 구조(discrete structure)를 포함한다. 따라서 홀로그래픽 영상을 만들 경우 렌즈의 기계적 구조에 의한 노이즈(아펙스(Apex)에 의한 산란, 드래프트 슬로프(draft slope)에 의한 노이즈, 가공 공차에 의한 노이즈)가 나타날 수 있다.
일 실시예는 완제품 형태의 표시장치를 이용하여 해당 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치를 제공한다.
일 실시예는 이러한 획득장치를 이용하여 노이즈 보정패턴을 획득하는 방법을 제공한다.
일 실시예에 의한, 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치는 보정패턴 획득 대상을 포함하는 평판 표시장치와, 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광을 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터 주어지는 광 신호에 기초해서 상기 평판 표시장치에 테스트 패턴을 입력하는 연산부를 포함한다.
일 예에서, 상기 평판 표시장치는 광원과, 상기 광원으로부터 평행광 또는 비평행광이 입사되는 플랫 패널과, 상기 평행광 또는 비형행광이 통과하는 광학요소를 포함할 수 있다. 상기 광학요소는 상기 보정패턴 획득 대상일 수 있다.
일 예에서, 상기 검출기의 광 센서의 크기는 상기 보정패턴 획득 대상에 의한 회절 한계 스폿의 크기보다 작을 수 있다.
일 예에서, 상기 평판 표시장치와 상기 검출기 사이에 상기 검출기에 입사되는 광을 단일모드로 제한하는 요소가 배치될 수 있다.
다른 예에서, 상기 보정패턴 획득장치는,
상기 평판 표시장치로부터 주어지는 광을 제1 방향과 제2 방향으로 분할하는 빔분할기와, 렌즈와, 촬상소자를 더 포함하고, 상기 검출기는 상기 제1 방향에 배치되어 있고, 상기 렌즈와 상기 촬상소자는 상기 제2 방향으로 배치될 수 있다.
상기 플랫 패널은 홀로그래픽 표시패널일 수 있다.
상기 광학요소는 프레넬 렌즈일 수 있다. 상기 광학요소는 상기 광원과 상기 플랫 패널 사이에 배치될 수 있고, 다른 예에서, 상기 광학요소는 상기 플랫 패널과 상기 검출기 사이에 배치될 수도 있다.
일 예에서, 상기 요소는 핀홀 마스크일 수 있고, 다른 예에서, 상기 요소는 광 섬유와, 상기 평판 표시장치로부터 입사되는 광을 상기 광 섬유에 집광시키는 렌즈를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 보정패턴 획득방법은 보정패턴 획득 대상이 포함된 평판 표시장치에 서로 다른 복수의 테스트 패턴을 차례로 입력하는 과정과, 상기 입력된 복수의 테스트 패턴 각각에 대해서 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광의 세기를 측정하는 과정과, 상기 측정된 광의 세기에 기초해서 상기 복수의 테스트 패턴들을 주어진 비율로 포함하는 보정패턴을 획득하는 과정을 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 광의 세기는 검출기로 측정하고, 상기 검출기와 상기 평판 표시장치 사이에 상기 검출기에 입사되는 광을 단일모드로 제한하는 요소가 배치될 수 있다.
일 예에서, 상기 요소는 핀홀 마스크일 수 있다. 다른 예에서, 상기 요소는 광 섬유와 상기 평판 표시장치로부터 입사되는 광을 상기 광 섬유에 집광시키는 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 평판 표시장치는 광원과, 상기 광원으로부터 평행광 또는 비평행광이 입사되는 플랫 패널과, 상기 평행광 또는 비평행광이 통과하는 광학요소를 포함하고, 상기 광학요소는 상기 보정패턴 획득 대상일 수 있다.
상기 플랫 패널은 홀로그래픽 표시패널일 수 있다.
상기 복수의 테스트 패턴은 홀로그래픽 패턴일 수 있다.
상기 획득방법에서, 상기 평판 표시장치로부터 주어지는 광을 제1 방향과 제2 방향으로 분할하는 빔분할기와, 렌즈와, 촬상소자를 더 포함하고, 상기 검출기는 상기 제1 방향에 배치되어 있고, 상기 렌즈와 상기 촬상소자는 상기 제2 방향으로 배치될 수 있다. 일 예에서, 상기 보정패턴을 획득하기 전에 상기 촬상소자를 통해서 상기 보정패턴 획득 대상으로부터 발생되는 광 노이즈의 변화를 확인하는 과정을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 의한 보정패턴 획득방법은 보정패턴 획득 대상이 포함된 평판 표시장치에 테스트 패턴을 입력하는 과정과, 상기 입력된 테스트 패턴에 대해서 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광의 세기를 측정하는 과정과, 상기 광의 세기를 측정한 후, 상기 테스트 패턴에 변화를 주는 과정을 포함할 수 있다.
상기 테스트 패턴에 변화를 주는 단계를 수행한 후, 상기 변화된 테스트 패턴을 상기 평판 표시장치에 입력하고, 최종 보정패턴을 얻을 때까지 상기 과정들을 반복할 수 있다.
상기 테스트 패턴은 홀로그래픽 패턴일 수 있다.
일 예에서, 상기 테스트 패턴에 변화를 주는 과정은 상기 테스트 패턴을 주어진 방향으로 이동시키는 과정을 포함할 수 있다.
다른 예에서, 상기 테스트 패턴에 변화를 주는 과정은 상기 테스트 패턴의 일부를 변형하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 광의 세기는 검출기로 측정하고, 상기 검출기와 상기 평판 표시장치 사이에 상기 검출기에 입사되는 광을 단일모드로 제한하는 요소가 배치될 수 있다.
일 예에서, 상기 평판 표시장치로부터 주어지는 광을 제1 방향과 제2 방향으로 분할하는 빔분할기와, 렌즈와, 촬상소자를 더 포함하고, 상기 검출기는 상기 제1 방향에 배치되어 있고, 상기 렌즈와 상기 촬상소자는 상기 제2 방향으로 배치될 수 있다. 상기 보정패턴을 획득하기 전에 상기 촬상소자를 통해서 상기 보정패턴 획득 대상으로부터 발생되는 광 노이즈의 변화를 확인하는 과정을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치는 보정패턴을 찾는 광학요소가 포함된 완제품 형태의 표시장치와 이것으로부터 방출되는 광을 검출하기 위한 검출기를 포함한다. 개시된 보정패턴 획득방법은 이와 같은 완제품 형태의 표시장치를 이용하여 원하는 광학요소(예, 프레넬 렌즈)의 보정패턴을 획득하는 바, 기존의 광간섭계 등의 복잡한 광학장비가 필요치도 않고, 잘 정의된 기준광도 필요치 않는 바, 보정패턴 획득방법을 단순화할 수 있다. 또한, 완제품 형태의 표시장치가 이용되는 바, 보정패턴 획득방법은 그 안에 포함된 광학요소의 크기와 관계없다. 따라서 실시예에 의한 보정패턴 획득방법을 이용할 경우, 대구경의 광학요소에 대한 보정패턴도 간단히 획득할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 노이즈 보정패턴 획득장치를 구체화한 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 노이즈 보정패턴 획득장치를 구체화한 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치를 구체화한 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치를 구체화한 또 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치를 구체화한 예에서 비 평행광(예, 발산광)이 홀로그래픽 표시장치에 입사되는 경우를 나타낸 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 의한 보정패턴 획득장치를 이용한 보정패턴 획득방법에서 보정패턴 획득장치에 입력되는 복수의 테스트 패턴(홀로그래픽 패턴들)을 예시한 평면도이다.
도 8 및 도 9는 도 2 내지 도 5의 보정패턴 획득장치를 이용하는, 다른 실시예에 의한(되풀이(iteration) 방식에 의한) 보정패턴 획득방법에 사용되는 홀로그래픽 패턴의 변화를 나타낸 평면도이다.
완성도가 높은 프레넬 렌즈를 구현하기 위해서는 렌즈의 불연속 부분의 상단부와 하단부를 지나가는 광의 경로차가 해당 광의 파장의 정수배가 되어야 한다. 그러나 광의 파장 수준의(가시광 역역에서 수백nm) 정확성을 갖는 정밀한 렌즈를 제작하기는 쉽지 않으며, 불가피한 공차(tolerance)가 늘 존재한다.
또한, 프레넬 렌즈는 입사되는 광의 파장성분에 따라 다른 노이즈를 겪게 된다. 따라서 프레넬 렌즈 노이즈를 광학적으로 보정하기 위해서는 사용되는 모든 프레넬 렌즈의 특성화(characterization)가 요구되고, 디스플레이 패널과 프레넬 렌즈 사이의 정렬도 중요할 수 있다.
기존의 프레넬 렌즈의 투과행렬 측정기술은 광간섭계 등의 복잡한 광학 장비를 요구한다. 특히, 카메라를 이용하여 간섭이미지를 측정하기 위해서는 잘 정의된 기준광(reference beam)을 요구한다. 또한, 대면적 투과행렬의 특성화를 위해서 대면적 광학부재가 사용되는데, 대면적 광학부재 자체에서 발생하는 수차(aberration) 등도 무시할 수 없다.
개시되는 실시예는 프레넬 렌즈와 같은 광학요소로부터 발생되는 노이즈의 특성화하고, 광학적 보정을 수행한다. 개시된 실시예는 완제품 상태의 홀로그래픽 표시장치에서도 프레넬 렌즈의 특성화와 보정이 가능할 수 있다.
이와 관련해서, 여러 실시예들에 의한 표시장치에 포함된 광학요소에 의한 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴 획득장치와 이를 이용한 노이즈 보정패턴 획득방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1은 일 실시예에 의한, 디스플레이에 포함된 광학부재에 의해 발생되는 광 노이즈를 보정하기 위한 보정패턴을 획득하기 위한 장치(이하, 보정패턴 획득장치)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 보정패턴 획득장치(100)는 디스플레이(110)와 검출기(detector)(150)와 연산부(160)를 포함할 수 있다. 디스플레이(110)는 평판 표시장치를 포함할 수 있는데, 예를 들면 플랫 패널 홀로그래픽 표시장치를 포함할 수 있다. 디스플레이(110)는 광원(120), 평판 표시패널(130), 필드 렌즈(field lens)(140)을 포함할 수 있다. 광원(120), 평판 표시패널(130), 필드 렌즈(140)는 도 1에 도시된 순서대로 배치될 수 있으나, 다른 예에서 필드 렌즈(140)는 광원(120)과 평판 표시패널(130) 사이에 위치할 수도 있다.
광원(120)은 평판 표시패널(130)을 향해 평행광을 방출하는 광원일 수 있다. 일 예로 광원(120)은 간섭성을 갖는 평행광, 예컨대 레이저 광을 방출하는 광원일 수 있다. 평판 표시패널(130)은 홀로그래픽 표시패널이거나 홀로그래픽 표시패널을 포함할 수 있다. 필드 렌즈(140)는 일 예로 프레넬 렌즈(Fresnel lens)를 포함할 수 있으나, 이것으로 제한되지 않는다. 다른 예에서 필드 렌즈(140)는 프레넬 렌즈와 동등한 역할을 수행할 수 있는 터비드 매체(turbid medium)을 포함할 수 있다. 검출기(150)는 디스플레이(110)로부터 방출되는 광을 수신하여 디스플레이(110)로부터 방출된 광의 특성, 예컨대 광의 세기를 측정한다. 검출기(150)는 일 예로 포토다이오드를 포함할 수 있으나, 이것으로 제한되지 않으며, 광을 수신하여 광전변환을 수행할 수 있는 광학소자가 사용될 수도 있다. 연산부(160)는 검출기(150)로부터 주어지는 광 신호에 기초하여 광학적 연산을 수행하고, 평판 표시 패널(130)에 다양한 테스트 패턴을 입력한다. 이때, 상기 테스트 패턴은 필드 렌즈(140)의 노이즈 보정을 위한 보정 패턴을 찾는데 사용되는 홀로그래픽 패턴일 수 있다. 검출기(150)에서 수신된 광의 세기 측정은 연산부(160)에서 수행할 수도 있다. 곧, 검출기(150)는 디스플레이(110)로부터 방출되는 광을 수신하고, 광 신호, 곧 광전변환에 의해 상기 수신된 광에 대응하는 전기신호를 연산부(160)에 제공할 수 있다. 연산부(160)는 이렇게 제공되는 광 신호에 기초하여 검출기(150)에서 검출된 광의 세기를 판단할 수 있다. 연산부(160)는 이러한 기능을 수행하는 컴퓨터를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치(100)에 대한 구현한 일 예를 보여준다. 도 2를 참조하면, 제1 보정패턴 획득장치(200)는 홀로그래픽 표시 패널(210)과 검출기(230) 사이에 배치된 프레넬 렌즈(220)를 포함한다. 홀로그래픽 표시 패널(210)에 간섭성을 갖는 평행광(L1)이 입사된다. 홀로그래픽 표시 패널(210)의 우측에 배치된 프레넬 렌즈(220)는 홀로그래픽 표시패널(210)의 좌측으로 이동하여 배치될 수도 있다. 프레넬 렌즈(220)가 어디에 배치되더라도 광원으로부터 방출된 광(L1)은 프레넬 렌즈(220)를 통과하므로, 프레넬 렌즈(220)로부터 발생되는 광학적 노이즈는 검출기(230)에 입사되는 광(220L)에 반영될 수 있다. 이때, 광(220L)의 회절 한계 스폿(diffraction limited spot)의 크기는 검출기(230)에 포함된 광 센서의 크기보다 클 수 있다. 따라서 검출기(230)에서 측정되는 광신호는 단일모드 광신호가 될 수 있다. 프레넬 렌즈(220)를 통과하여 검출기(230)에 입사되는 광(220L)에는 광원으로부터 방출된 평행광(L1)과 함께 프레넬 렌즈(220)로부터 발생되는 노이즈가 포함된다. 컴퓨터(240)로부터 홀로그래픽 표시패널(210)에 홀로그래픽 패턴이 입력되는 경우, 검출기(230)에 수신되는 광(220L)은 상기 홀로그래픽 패턴과 상기 노이즈가 중첩된 것일 수 있다. 프레넬 렌즈(220)에 의해 발생되는 광학 노이즈는 일정할 것이므로, 검출기(230)에 수신되는 광의 세기는 상기 홀로그래픽 패턴의 종류에 달라질 수 있다. 따라서 홀로그래픽 표시 패널(210)에 다양한 홀로그래픽 패턴을 입력하고 그에 따른 광학적 특성(예, 광 세기)을 측정하여 비교함으로써, 프레넬 렌즈(220)에 의해 발생되는 노이즈를 제거하거나 최소할 수 있는, 곧 상기 노이즈를 보정하는데 적합한 홀로그래픽 패턴을 알 수 있다. 곧, 상기 노이즈를 보정하는데 적합한 보정패턴을 획득할 수 있다. 이러한 목적으로 컴퓨터(240)는 최초 설정된 다양한 홀로그래픽 패턴들을 순서에 따라 홀로그래픽 표시 패널(210)에 입력시킬 수 있다. 이때, 상기 홀로그래픽 패턴은 전기적 신호, 예컨대 전압신호로 홀로그래픽 표시패널(210)에 입력될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치(100)를 구현한 다른 예를 보여준다. 도 3을 참조하면, 제2 보정패턴 획득장치(300)는 홀로그래픽 표시 패널(310)과 검출기(330) 사이에 배치된 프레넬 렌즈(320)와 핀홀 마스크(350)를 포함한다. 핀홀 마스크(350)는 검출기(330)에 가깝게 배치되어 검출기(330)에 입사되는 광의 스폿 사이즈를 제한하는 역할을 한다. 곧, 핀홀 마스크(350)는 검출기(330)에 입사되는 광(320L)의 스폿 사이즈를 회절 한계 스폿 사이즈로 제한한다. 이에 따라 프레넬 렌즈(320)를 통과하여 수렴되는 광(320L)의 스폿 사이즈가 검출기(330)에 포함된 광 센서의 사이즈보다 작은 경우에도 검출기(330)에는 단일모드 광신호만 입사될 수 있다. 핀홀 마스크(350) 대신에 핀홀 마스크(350)와 동등한 역할을 할 수 있는 광학요소(예, 터비드 매체)가 사용될 수도 있다. 검출기(330)에 포함된 광 센서의 사이즈는 입사광(320L)의 회절 한계 스폿 사이즈보다 큰 것일 수 있다. 홀로그래픽 표시 패널(310), 프레넬 렌즈(320), 컴퓨터(340)로써, 도 2의 홀로그래픽 표시 패널(210), 프레넬 렌즈(220), 컴퓨터(240)가 사용될 수도 있다. 홀로그래픽 표시패널(310)에 입사되는 평행광(L2)은 도 2의 평행광(L1)과 동일한 것일 수 있다.
도 4는 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치(100)를 구현한 또 다른 예를 보여준다. 도 4를 참조하면, 제3 보정패턴 획득장치(400)는 홀로그래픽 표시 패널(410)과 검출기(430) 사이에 배치된 프레넬 렌즈(420)와 광섬유(450)를 포함한다. 광 섬유(450)는 검출기(430)에 입사되는 광의 스폿 사이즈를 제한하는 역할을 한다. 곧, 광 섬유(450)는 도 2의 핀홀 마스크(350)과 동등한 역할을 수행하는 부재일 수 있다. 구체적으로, 광 섬유(450)는 검출기(430)에 입사되는 광(420L)의 스폿 사이즈를 회절 한계 스폿 사이즈로 제한하도록 마련된 것일 수 있다. 이를 위해 광 섬유(450)의 광이 입사되는 단의 바로 앞에는 입사광(420L)에 대해서 회절 한계 스폿을 형성할 수 있는 렌즈(460)가 배치될 수 있다. 이 렌즈(460)는 광 섬유(450)에 직접 접촉될 수도 있다. 광 섬유(450)가 구비됨에 따라 프레넬 렌즈(420)를 통과하여 수렴되는 광(420L)의 스폿 사이즈가 검출기(430)에 포함된 광 센서의 사이즈보다 작은 경우에도 검출기(430)에는 단일모드 광신호만 입사될 수 있다. 광 섬유(450) 대신에 광 섬유(450)와 동등한 역할을 할 수 있는 광학요소가 사용될 수도 있다. 검출기(430)에 포함된 광 센서의 사이즈는 입사광(420L)의 회절 한계 스폿 사이즈보다 큰 것일 수 있다. 홀로그래픽 표시 패널(410), 프레넬 렌즈(420), 컴퓨터(440)로써, 도 2의 홀로그래픽 표시 패널(210), 프레넬 렌즈(220), 컴퓨터(240)가 사용될 수도 있다. 홀로그래픽 표시패널(410)에 입사되는 평행광(L3)은 도 2의 평행광(L1)과 동일한 것일 수 있다.
도 5는 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치(100)를 구현한 또 다른 예를 보여준다. 도 5를 참조하면, 제4 보정패턴 획득장치(500)는 홀로그래픽 표시 패널(510)과 검출기(530) 사이에 순차적으로 배치된 프레넬 렌즈(520)와 빔 분할기(splitter)(550)를 포함한다. 홀로그래픽 표시패널(510), 프레넬 렌즈(520), 빔 분할기(550) 및 검출기(530)는 동일 광축 상에 일렬로 나란히 배치될 수 있다. 제4 보정패턴 획득장치(500)는 또한 이미지 촬상소자(560)와 렌즈(570)와 컴퓨터(540)를 포함한다. 촬상소자(560)와 렌즈(570)는 상기 광축에 수직한 방향으로 일렬로 나란히 배열되어 있다. 렌즈(570)는 빔 분할기(550)와 촬상소자(560) 사이에 배치되어 있다. 빔 분할기(550)에서 분할된 광 중 하나(520L2)는 렌즈(570)에 의해 촬상소자(560)에 수렴될 수 있다. 렌즈(570)는 볼록렌즈 또는 동등한 역할을 하는 다른 광학요소(예, 메타 렌즈)일 수도 있다. 촬상소자(560)는 프레넬 렌즈(510)에 의해 발생되는 광학적 노이즈, 예컨대 프레넬 렌즈(510)의 불연속적 구조에 의해 발생되는 간섭패턴을 촬영하기 위한 것일 수 있다. 촬상소자(560)는 일 예로 전하결합소자(Charge Coupled Device, CCD)일 수 있으나, 이것으로 제한되지 않는다.
빔 분할기(550)는 프레넬 렌즈(520)를 통과하여 입사되는 광(520L)을 제1 광(520L1)과 제2 광(520L2)으로 분할한다. 제1 광(520L1)은 빔 분할기(550)를 그대로 통과하여 검출기(530)에 입사되는 광이다. 제2 광(520L2)은 빔 분할기(550)의 분할면(550S)에서 반사되어 제1 광(520L1)의 진행방향에 수직한 방향으로 진행하여 렌즈(570)를 거쳐 촬상소자(560)에 입사된다. 검출기(530)를 통해서는 입사되는 광(520L1)의 광량 혹은 광 세기가 측정되고, 촬성소자(560)를 통해서는 상기한 바와 같이 프레넬 렌즈(520)에 의한 간섭패턴이 검출될 수 있다. 검출기(530) 앞에는 도 3의 핀홀 마스크(350) 또는 도 4의 광 섬유(450)이 배치될 수도 있다. 홀로그래픽 표시패널(510), 프레넬 렌즈(520), 컴퓨터(540)로는 도 2의 홀로그래픽 표시 패널(210), 프레넬 렌즈(220), 컴퓨터(240)가 사용될 수도 있다. 홀로그래픽 표시패널(510)에 입사되는 평행광(L4)은 도 2의 평행광(L1)과 동일한 것일 수 있다. 검출기(530)는 도 2의 검출기(230) 또는 도 3의 검출기(330)나 도 4의 검출기(340)일 수 있다.
촬상소자(560)는 프레넬 렌즈(520)의 광학 노이즈, 예컨대 프레넬 렌즈(520)의 불연속적 구조로 인해 나타나는 고유 간섭패턴이 기록되는 바, 컴퓨터(540)로부터 홀로그래픽 표시 패널(510)로 다양한 홀로그래픽 패턴이 입력되는 과정에서 상기 고유 간섭패턴이 사라지거나 최소화되는 홀로그래픽 패턴이 있을 때, 해당 홀로그래픽 패턴이 프레넬 렌즈(520)의 상기 고유 간섭패턴을 보정하는 보정패턴으로 결정될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시한 보정패턴 획득장치(100)를 구현한 예에서 홀로그래픽 표시장치(610)에 발산광(divergent light)(L6)이 입사되는 경우를 보여준다. 발산광(L6)은 홀로그래픽 표시장치(610)에 입사될 수 있는 비 평행광의 일 예일 수 있다. 도 6에서 프레넬 렌즈(620) 우측에 배치된 구성요소들은 편의상 생략하였는데, 도 2 내지 도 5의 프레넬 렌즈들(220, 320, 420, 520) 중 어느 하나의 우측에 배치된 구성요소들과 동일할 수 있다.
도 6에서 홀로그래픽 표시장치(610)는 도 2 내지 도 5의 홀로그래픽 표시장치들(210, 310, 410, 510) 중 하나일 수 있다. 프레넬 렌즈(620)는 도 2 내지 도 5의 플레넬 렌즈들(220, 320, 420, 520) 중 하나일 수 있다.다음에는 상술한 실시예들에 의한 보정패턴 획득장치들을 이용한 보정패턴 획득방법을 설명한다.
일 실시예에 의한 보정 패턴을 획득하는 방법은 상술한 보정패턴 획득장치에 설정된 복수의 테스트 패턴(홀로그래픽 패턴)을 입력하는 과정과 각 입력 과정을 통해서 측정한 광 세기를 바탕으로 광 세기가 최대화가 되는 홀로그래픽 패턴을 얻는 과정을 포함한다.
도 7은 일 실시예에 의한 보정패턴 획득장치를 이용한 보정패턴 획득방법(이하, 제1 획득방법)에서 보정패턴 획득장치에 입력되는 복수의 테스트 패턴으로써, 복수의 홀로그래픽 패턴들(6P1-6P8)을 예시한다. 홀로그래픽 표시 패널에 입력되는 홀로그래픽 패턴의 형태와 수는 도 7에 도시한 것으로 한정되지 않으며, 보다 다양한 형태의 홀로그래픽 패턴이 있을 수 있고, 그 수도 8개 이상 또는 이하가 될 수 있다.
복수의 홀로그래픽 패턴들(6P1-6P8)은 임의의 정규직교 패턴(orthonormal pattern)일 수 있다. 곧, 제1 홀로그래픽 패턴(6P1)과 제2 홀로그래픽 패턴(6P2)는 서로 직교하고, 제3 및 제4 홀로그래픽 패턴(6P3, 6P4)도 서로 그러하고, 제5 및 제6 홀로그래픽 패턴(6P5, 6P6)도 서로 그러하며, 제7 및 제8 홀로그래픽 패턴(6P7,6P8)도 서로 그러할 수 있다.
상기 제1 획득방법은 상술한 보정패턴 회득장치, 예컨대 도 3의 제2 보정패턴 획득장치(300)를 이용하여 수행할 수 있다.
구체적으로, 제2 보정패턴 획득장치(300)의 홀로그래픽 표시패널(310)에 컴퓨터(340)를 통해서 도 7의 제1 홀로그래픽 패턴(6P1)이 입력되고, 제1 홀로그래픽 패턴(6P1)이 입력된 홀로그래픽 표시 패널(310)과 프레넬 렌즈(320)을 통과한 광이 검출기(330)에 의해 검출되고, 검출기(330) 혹은 컴퓨터(340)에 의해 검출기(330)에 의해 검출된 광의 세기가 측정될 수 있다. 이러한 과정을 다른 모든 홀로그래픽 패턴(6P2-6P8)에 대해서도 실시한다. 각 홀로그래픽 패턴(6P1-6P8)에 대한 광 세기를 측정한 후, 측정된 데이터에 기초해서 최대 광 세기를 나타내는 패턴이 얻어질 수 있는데, 얻어진 최대 광 세기를 나타내는 홀로그래픽 패턴은 제1 내지 제8 홀로그래픽 패턴(6P1-6P8)을 각각 일정 비율 포함한 패턴일 수 있다. 예를 들면, 상기 최대 광 세기를 나타내는 홀로그래픽 패턴은 제1 홀로그래픽 패턴(6P1)을 일정비율(예, 5%) 포함하고, 제2 홀로그래픽 패턴(6P2)을 또 일정비율(예, 10%) 포함하고, 제3 홀로그래픽 패턴(6P3)을 또 일정비율(예, 3%) 포함하며, 비슷한 방식으로 제4 내지 제8 홀로그램 패턴(6P4-6P8)도 일정비율씩 포함한다.
상기 얻어진 최대 광 세기를 나타내는 홀로그래픽 패턴은 프레넬 렌즈(320)의 광학 노이즈를 보정하는데 사용될 최종 보정패턴이 된다. 따라서 홀로그래픽 표시장치에 주어진 영상을 표시하면서 상기 얻어진 최대 광 세기를 나타내는 홀로그래픽 패턴을 상기 홀로그래픽 표시장치에 인가함으로써, 프레넬 렌즈(320)의 고유 간섭패턴이 보정된(제거된) 깨끗한 홀로그래픽 영상을 시청자에게 제공할 수 있다.
상술한 보정패턴을 획득하는 방법은 완제품 형태의 홀로그래픽 표시장치를 이용하므로, 프레넬 렌즈만 따로 분리할 필요가 없고, 프레넬 렌즈의 크기와 관계없이 수행할 수 있다. 따라서 소구경의 프레넬 렌즈는 물론이고, 대구경의 프레넬 렌즈에 대해서도 보정패턴을 쉽게 획득할 수 있다.
상술한 보정패턴을 획득하는 방법에서 도 5의 제4 보정패턴 획득장치(50)가 사용될 수도 있다. 이 경우에는 촬상소자(560)를 통해서 각 홀로그래픽 패턴(6P1-6P8)이 입력됨에 따른 프레넬 렌즈(520)의 노이즈의 변화를 관찰할 수도 있다.
한편, 제1 내지 제8 홀로그래픽 패턴(6P1-6P8)에서 각 패턴의 피치(P1-P8)는 조절될 수 있다. 따라서 제1 내지 제8 홀로그래픽 패턴(6P1-6P8)는 8개 이상의 홀로그래픽 패턴이 될 수 있다.
도 8과 9는 다른 실시예에 의한, 보정 패턴 획득 장치를 이용한 보정패턴 획득방법에 사용되는 홀로그래픽 패턴의 변화를 보여준다. 달리 말하면, 도 8과 9는 되풀이(iteration) 방식이 적용된 보정패턴 획득방법에서 과정이 되풀이 될 때마다 홀로그래픽 패턴의 변화를 보여준다.
이 방법에도 상술한 보정패턴 획득장치들이 사용될 수 있으며, 일 예로 도 3의 제2 보정패턴 획득장치(300)를 사용하여 설명한다. 제2 보정패턴 획득장치(300)에서 컴퓨터(340)를 통해서 홀로그래픽 표시 패널(310)에 도 8의 제1 홀로그래픽 패턴(700)이 입력될 수 있다. 제1 홀로그래픽 패턴(700)은 임의로 설정한 패턴일 수 있다. 제1 홀로그래픽 패턴(700)이 입력된 후, 홀로그래픽 표시패널(310)과 프레넬 렌즈(320)를 통과한 광(320)을 검출기(330)로 측정한다. 이어서 제1 홀로그래픽 패턴(700)을 주어진 방향으로, 일 예로 우측으로 주어진 거리만큼 이동시킨 결과인 제2 홀로그래픽 패턴(710)을 홀로그래픽 표시패널(310)에 입력한 다음, 검출기(330)로 광(320)의 세기를 검출할 수 있다. 검출결과를 토대로 제2 홀로그래픽 패턴(710)의 다음 이동 방향을 예측 혹은 결정할 수 있다. 혹은 상기 검출결과를 토대로 도 9에 도시한 바와 같이 제1 홀로그래픽 패턴(700)의 일부를 변형할 수도 있다. 도 9에서 참조번호 700a는 제1 홀로그래픽 패턴(700)의 일단을 주어진 길이만큼 주어진 방향으로 연장한 부분을 나타낸다.
이와 같이 최초 입력된 홀로그래픽 패턴(700)을 이동 및/또는 변형시키는 과정을 반복하여 광 세기가 최대가 되는 홀로그래픽 패턴을 찾을 수 있다.
한편, 도 5에 도시한 제4 보정패턴 획득장치(500)를 이용하여 상술한 보정패턴 획득방법을 수행하는 경우, 촬상소자(560)를 통해서 프레넬 렌즈(520)의 고유 간섭패턴의 변화를 반복단계마다 이미지로 관측할 수 있어 보다 정확한 보정패턴을 획득할 수 있다.
앞선 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 권리의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 권리의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
100:보정패턴 획득장치 110:디스플레이
120:광원 130:평판 표시패널
140:필드 렌즈 150, 230, 330, 430, 530:검출기
160:연산부
200, 300, 400, 500:제1 내지 제4 보정패턴 획득장치
210, 310, 410, 510, 610:홀로그래픽 표시패널
220, 320, 420, 520, 620:프레넬 렌즈
220L:프레넬 렌즈를 통과하여 검출기에 입사되는 광
240, 340, 440, 540:컴퓨터
320L:프레넬 렌즈를 통과하여 검출기에 입사되는 광
350:핀홀 마스크
420L:프레넬 렌즈를 통과하여 검출기에 입사되는 광
450:광 섬유 460:광 섬유 앞 단에 배치된 렌즈
520L:프레넬 렌즈를 통과하여 빔 분할기에 입사되는 광
520L1, 520L2:빔 분할기로부터 발생되는 제1 및 제2 광
550:빔 분할기 550S:빔분할면
560:촬상소자 570:렌즈
700, 710:제1 및 제2 홀로그래픽 패턴
700a:제1 홀로그래픽 패턴(700)의 일단이 연장된 부분
L1-L3:홀로그래픽 표시패널에 입사되는 평행광
L6:홀로그래픽 표시패널에 입사되는 발산광

Claims (38)

  1. 보정패턴 획득 대상을 포함하는 평판 표시장치;
    상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광을 검출하는 검출기; 및
    상기 검출기로부터 주어지는 광 신호에 기초해서 상기 평판 표시장치에 테스트 패턴을 입력하는 연산부;를 포함하는 보정패턴 획득장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치는,
    광원;
    상기 광원으로부터 평행광 또는 비 평행광이 입사되는 플랫 패널; 및
    상기 평행광 또는 비 평행광이 통과하는 광학요소;를 포함하고,
    상기 광학요소는 상기 보정패턴 획득 대상인 보정패턴 획득장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기의 광 센서의 크기는 상기 보정패턴 획득 대상에 의한 회절 한계 스폿의 크기보다 작은 보정패턴 획득장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치와 상기 검출기 사이에 상기 검출기에 입사되는 광을 단일모드로 제한하는 요소가 배치된 보정패턴 획득장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치로부터 주어지는 광을 제1 방향과 제2 방향으로 분할하는 빔분할기;
    렌즈; 및 촬상소자;를 더 포함하고,
    상기 검출기는 상기 제1 방향에 배치되어 있고,
    상기 렌즈와 상기 촬상소자는 상기 제2 방향으로 배치된 보정패턴 획득장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랫 패널은 홀로그래픽 표시패널인 보정패턴 획득장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학요소는 프레넬 렌즈인 보정패턴 획득장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학요소는 상기 광원과 상기 플랫 패널 사이에 배치된 보정패턴 획득장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학요소는 상기 플랫패널과 상기 검출기 사이에 배치된 보정패턴 획득장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 요소는 핀홀 마스크인 보정패턴 획득장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 요소는,
    광 섬유; 및
    상기 평판 표시장치로부터 입사되는 광을 상기 광 섬유에 집광시키는 렌즈;를 포함하는 보정패턴 획득장치.
  12. 보정패턴 획득 대상이 포함된 평판 표시장치에 서로 다른 복수의 테스트 패턴을 차례로 입력하는 단계;
    상기 입력된 복수의 테스트 패턴 각각에 대해서 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광의 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 광의 세기에 기초해서 상기 복수의 테스트 패턴들을 주어진 비율로 포함하는 보정패턴을 획득하는 단계;를 포함하는 보정패턴 획득방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광의 세기는 검출기로 측정하고, 상기 검출기와 상기 평판 표시장치 사이에 상기 검출기에 입사되는 광을 단일모드로 제한하는 요소가 배치된 보정패턴 획득방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치는,
    광원;
    상기 광원으로부터 평행광 또는 비 평행광이 입사되는 플랫 패널; 및
    상기 평행광 또는 비평행광이 통과하는 광학요소;를 포함하고,
    상기 광학요소는 상기 보정패턴 획득 대상인 보정패턴 획득방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 테스트 패턴은 홀로그래픽 패턴인 보정패턴 획득방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치로부터 주어지는 광을 제1 방향과 제2 방향으로 분할하는 빔분할기;
    렌즈; 및 촬상소자;를 더 포함하고,
    상기 검출기는 상기 제1 방향에 배치되어 있고, 상기 렌즈와 상기 촬상소자는 상기 제2 방향으로 배치된 보정패턴 획득방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 보정패턴을 획득하기 전에 상기 촬상소자를 통해서 상기 보정패턴 획득 대상으로부터 발생되는 광 노이즈의 변화를 확인하는 단계를 포함하는 보정패턴 획득방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 요소는 핀홀 마스크인 보정패턴 획득방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 요소는,
    광 섬유; 및
    상기 평판 표시장치로부터 입사되는 광을 상기 광 섬유에 집광시키는 렌즈;를 포함하는 보정패턴 획득방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 플랫 패널은 홀로그래픽 표시패널인 보정패턴 획득방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학요소는 프레넬 렌즈인 보정패턴 획득방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학요소는 상기 광원과 상기 플랫 패널 사이에 배치된 보정패턴 획득방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 광학요소는 상기 플랫패널과 상기 검출기 사이에 배치된 보정패턴 획득방법.
  24. 보정패턴 획득 대상이 포함된 평판 표시장치에 테스트 패턴을 입력하는 단계;
    상기 입력된 테스트 패턴에 대해서 상기 평판 표시장치로부터 방출되는 광의 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 광의 세기를 측정한 후, 상기 테스트 패턴에 변화를 주는 단계;를 포함하는 보정패턴 획득방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 테스트 패턴에 변화를 주는 단계를 수행한 후, 상기 변화된 테스트 패턴을 상기 평판 표시장치에 입력하고, 최종 보정패턴을 얻을 때까지 상기 단계들을 반복하는 보정패턴 획득방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 테스트 패턴은 홀로그래픽 패턴인 보정패턴 획득방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 테스트 패턴에 변화를 주는 단계는,
    상기 테스트 패턴을 주어진 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 보정패턴 획득방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 테스트 패턴에 변화를 주는 단계는,
    상기 테스트 패턴의 일부를 변형하는 단계를 포함하는 보정패턴 획득 방법.
  29. 제 24 항에 있어서,
    상기 광의 세기는 검출기로 측정하고, 상기 검출기와 상기 평판 표시장치 사이에 상기 검출기에 입사되는 광을 단일모드로 제한하는 요소가 배치된 보정패턴 획득방법.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치는,
    광원;
    상기 광원으로부터 평행광 또는 비평행광이 입사되는 플랫 패널; 및
    상기 평행광 또는 비평행광이 통과하는 광학요소;를 포함하고,
    상기 광학요소는 상기 보정패턴 획득 대상인 보정패턴 획득방법.
  31. 제 24 항에 있어서,
    상기 평판 표시장치로부터 주어지는 광을 제1 방향과 제2 방향으로 분할하는 빔분할기;
    렌즈; 및 촬상소자;를 더 포함하고,
    상기 검출기는 상기 제1 방향에 배치되어 있고, 상기 렌즈와 상기 촬상소자는 상기 제2 방향으로 배치된 보정패턴 획득방법.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 요소는 핀홀 마스크인 보정패턴 획득방법.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 요소는,
    광 섬유; 및
    상기 평판 표시장치로부터 입사되는 광을 상기 광 섬유에 집광시키는 렌즈;를 포함하는 보정패턴 획득방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 플랫 패널은 홀로그래픽 표시패널인 보정패턴 획득방법.
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 광학요소는 프레넬 렌즈인 보정패턴 획득방법.
  36. 제 30 항에 있어서,
    상기 광학요소는 상기 광원과 상기 플랫 패널 사이에 배치된 보정패턴 획득방법.
  37. 제 30 항에 있어서,
    상기 광학요소는 상기 플랫패널과 상기 검출기 사이에 배치된 보정패턴 획득방법.
  38. 제 31 항에 있어서,
    상기 보정패턴을 획득하기 전에 상기 촬상소자를 통해서 상기 보정패턴 획득 대상으로부터 발생되는 광 노이즈의 변화를 확인하는 단계를 포함하는 보정패턴 획득방법.
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