광 변조 소자 및 전압 가변 액정을 사용한 그 동작 방법
LIGHT MODULATING DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF USING VOLTAGE VARIABLE DISPLAY
특허 요약
복수의 메타아톰을 지지하는 기판; 기판 상에 배치되며, 복수의 메타아톰을 포함하는 메타표면층; 및 복수의 메타아톰을 통과한 광선에 의해 생성되는 홀로그램 이미지의 편광 상태를 변조하는 전압 가변 액정을 포함하는 광 변조 소자 및 전압 가변 액정을 사용한 그 동작 방법이 제공된다.
청구항
번호청구항
1

홀로그램 이미지를 생성하는 장치로서,제1 편광판,상기 제1 편광판을 통과한 광선의 편광 상태를 변조하여 제1 홀로그램 이미지를 생성하는 메타표면,전압 가변 액정에 전압을 공급하는 제어부, 및상기 전압에 따라 상기 제1 홀로그램 이미지의 편광 상태를 변조하여 제2 홀로그램 이미지를 생성하는 전압 가변 액정을 포함하고,상기 메타표면은 기판 상에 배열된 복수의 메타아톰을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰의 배열은 복수의 슈퍼픽셀을 포함하고, 상기 복수의 슈퍼픽셀 각각은 복수의 픽셀을 포함하고,상기 복수의 픽셀 각각은 복수의 메타아톰 그룹을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰 그룹은 상기 광선의 오른쪽 원형 편광(right-circular polarization, RCP) 성분을 왼쪽 원형 편광(left-circular polarization, LCP) 성분으로 변조하는 제1 메타아톰 그룹 및/또는 상기 광선의 LCP 성분을 RCP 성분으로 변조하는 제2 메타아톰 그룹을 포함하고, 상기 제1 메타아톰 그룹의 메타아톰들은 이웃하는 메타아톰에 대해 시계 방향(clockwise, CW)으로 미리 결정된 회전 각도만큼 회전되어 있고, 상기 제2 메타아톰 그룹의 메타아톰들은 이웃하는 메타아톰에 대해 반시계 방향(counter-clockwise, CCW)으로 상기 회전 각도만큼 회전되어 있으며,상기 복수의 픽셀 중 제1 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제1 편광 상태로 변조하고, 상기 복수의 픽셀 중 제2 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제2 편광 상태로 변조하며, 상기 제1 편광 상태는 상기 제2 편광 상태와 서로 다르며상기 편광 상태는, 상기 복수의 메타아톰의 회전 각도 및 상기 복수의 픽셀에 포함된 메타아톰 그룹에 의해 결정되는, 장치.

2

제1항에서,상기 제1 편광판은, 오른쪽 원형 편광(right-circular polarization, RCP) 성분 및 왼쪽 원형 편광 (LCP) 성분을 모두 갖도록 광선의 편광 상태를 변조하는 0 편광판인, 장치.

3

제1항에서,상기 제2 홀로그램 이미지의 편광 상태에 따라 상기 제2 홀로그램 이미지를 차단하기 위한 제2 편광판을 더 포함하는, 장치.

4

제3항에서,상기 메타표면이 복수의 제1 홀로그램 이미지를 생성할 때, 상기 제2 편광판은 상기 복수의 제1 홀로그램 이미지의 편광 상태의 변조를 통해 생성되는 복수의 제2 홀로그램 이미지 중 적어도 하나의 제2 홀로그램 이미지를 차단하거나 또는 상기 복수의 제2 홀로그램 이미지를 차단하지 않는, 장치.

5

제1항에서,상기 메타표면은, 상기 편광 상태가 변조된 광선을 관심 영역으로 굴절시키고, 상기 제2 홀로그램 이미지는 상기 관심 영역에 형성되는, 장치.

6

삭제

7

삭제

8

삭제

9

제1항에서,상기 제어부에 의해 미리 결정된 크기의 전압이 상기 전압 가변 액정에 공급될 때, 상기 전압 가변 액정은 상기 제1 홀로그램 이미지의 편광 상태를 푸앵카레 구의 평면 상에서 변조하는, 장치.

10

복수의 메타아톰을 지지하는 기판;상기 기판 상에 배치되며, 상기 복수의 메타아톰을 포함하는 메타표면층; 및상기 복수의 메타아톰을 통과한 광선에 의해 생성되는 홀로그램 이미지의 편광 상태를 변조하는 전압 가변 액정을 포함하고,상기 메타표면은 기판 상에 배열된 복수의 메타아톰을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰의 배열은 복수의 슈퍼픽셀을 포함하고, 상기 복수의 슈퍼픽셀 각각은 복수의 픽셀을 포함하고,상기 복수의 픽셀 각각은 복수의 메타아톰 그룹을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰 그룹은 상기 광선의 오른쪽 원형 편광(right-circular polarization, RCP) 성분을 왼쪽 원형 편광(left-circular polarization, LCP) 성분으로 변조하는 제1 메타아톰 그룹 및/또는 상기 광선의 LCP 성분을 RCP 성분으로 변조하는 제2 메타아톰 그룹을 포함하고, 상기 제1 메타아톰 그룹의 메타아톰들은 이웃하는 메타아톰에 대해 시계 방향(clockwise, CW)으로 미리 결정된 회전 각도만큼 회전되어 있고, 상기 제2 메타아톰 그룹의 메타아톰들은 이웃하는 메타아톰에 대해 반시계 방향(counter-clockwise, CCW)으로 상기 회전 각도만큼 회전되어 있으며,상기 복수의 픽셀 중 제1 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제1 편광 상태로 변조하고, 상기 복수의 픽셀 중 제2 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제2 편광 상태로 변조하며, 상기 제1 편광 상태는 상기 제2 편광 상태와 서로 다르며, 상기 홀로그램 이미지의 상기 편광 상태는, 상기 복수의 메타아톰의 회전 각도 및 상기 복수의 픽셀에 포함된 메타아톰 그룹에 의해 결정되는, 광 변조 소자.

11

제10항에서,상기 복수의 픽셀은 각각 상기 광선의 상기 편광 상태 및 상기 광선의 위상 정보를 결정하는, 광 변조 소자.

12

제11항에서,상기 슈퍼픽셀의 제1 슈퍼픽셀에 포함된 메타아톰의 크기는 상기 슈퍼픽셀의 제2 슈퍼픽셀에 포함된 메타아톰의 크기와 서로 다른, 광 변조 소자.

13

제11항에서,상기 슈퍼픽셀의 제1 슈퍼픽셀 및 제2 슈퍼픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 동일하게 변조하는 제1 픽셀을 포함하는, 광 변조 소자.

14

제13항에서,상기 제1 픽셀의 상기 제1 슈퍼픽셀 내에서의 위치는, 상기 제1 픽셀의 상기 제2 슈퍼픽셀 내에서의 위치와 서로 다른, 광 변조 소자.

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삭제

16

삭제

17

삭제

18

제10항에서,상기 편광 상태는 상기 제1 메타아톰 그룹 및 상기 메타아톰 그룹의 개수의 비율과 상기 제1 메타아톰 그룹에서 굴절되는 광선의 위상과 상기 제2 메타아톰 그룹에서 굴절되는 광선의 위상 간의 위상차에 따라 결정되는, 광 변조 소자.

19

제18항에서,상기 위상 정보는 상기 복수의 픽셀에 포함된 상기 제1 메타아톰 그룹 또는 상기 제2 메타아톰 그룹의 첫 번째 메타아톰의 회전 각도에 따라 또한 결정되는, 광 변조 소자.

20

제10항에서,상기 편광 상태는 푸앵카레 구 상의 구면 좌표에 대응하고, 상기 좌표의 제1 좌표 성분은 상기 제1 메타아톰 그룹 및 상기 메타아톰 그룹의 개수의 비율에 따라 결정되고, 상기 좌표의 제2 좌표 성분은 상기 제1 메타아톰 그룹에서 굴절되는 광선의 위상과 상기 제2 메타아톰 그룹에서 굴절되는 광선의 위상 간의 위상차에 따라 결정되는, 광 변조 소자.

21

제10항에서,상기 복수의 슈퍼픽셀 중 제1 슈퍼픽셀 내의 제1 픽셀과 상기 복수의 슈퍼픽셀 중 제2 슈퍼픽셀 내의 제2 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제1 편광 상태로 변조하는, 광 변조 소자.

22

제21항에서,상기 제1 픽셀에 의해 변조된 제1 광선의 위상값과 상기 제2 픽셀에 의해 변조된 제2 광선의 위상값은 서로 다르고, 상기 제1 광선과 상기 제2 광선은 관심 영역에서 하나의 홀로그램 이미지를 형성하는, 광 변조 소자.

23

제10항에서,상기 전압 가변 액정은, 상기 복수의 메타아톰을 통과함으로써 생성되는 상기 홀로그램 이미지의 상기 편광 상태를 상기 전압 가변 액정에 공급되는 전압의 크기에 따라 변조하는, 광 변조 소자.

24

제23항에서,상기 복수의 픽셀에 의해 복수의 홀로그램 이미지가 형성될 때, 상기 전압 가변 액정은 상기 복수의 픽셀 중 제1 픽셀에 의한 제1 홀로그램 이미지의 편광 상태 및 상기 복수의 픽셀 중 제2 픽셀에 의한 제2 홀로그램 이미지의 편광 상태를 각각 서로 다르게 변조하는, 광 변조 소자.

25

광 변조 소자를 사용하여 서버에 액세스하는 방법으로서,상기 서버에 액세스를 요청한 후 상기 서버로부터 제1 난수 키를 수신하는 단계, 그리고키-전압 변환표로부터 결정되는, 상기 제1 난수 키에 대응하는 전압 값을 상기 광 변조 소자에 공급함으로써 제2 난수 키를 표시하는 단계, 그리고상기 제2 난수 키를 사용하여 상기 서버에 액세스하는 단계를 포함하고,상기 제2 난수 키를 표시하는 단계는,상기 제1 난수 키에 대응하는 상기 전압 값의 리스트에 따라 상기 광 변조 소자에 상기 전압 값을 공급하는 단계, 그리고상기 광 변조 소자를 사용하여 상기 리스트의 순서대로 상기 제2 난수 키에 대응하는 홀로그램 이미지를 표시하는 단계를 포함하고,상기 광 변조 소자는 복수의 메타아톰을 포함하는 메타표면층을 포함하고, 상기 메타표면층의 상기 메타표면은 기판 상에 배열된 복수의 메타아톰을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰의 배열은 복수의 슈퍼픽셀을 포함하고, 상기 복수의 슈퍼픽셀 각각은 복수의 픽셀을 포함하고,상기 복수의 픽셀 각각은 복수의 메타아톰 그룹을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰 그룹은 광선의 오른쪽 원형 편광(right-circular polarization, RCP) 성분을 왼쪽 원형 편광(left-circular polarization, LCP) 성분으로 변조하는 제1 메타아톰 그룹 및/또는 상기 광선의 LCP 성분을 RCP 성분으로 변조하는 제2 메타아톰 그룹을 포함하고, 상기 제1 메타아톰 그룹의 메타아톰들은 이웃하는 메타아톰에 대해 시계 방향(clockwise, CW)으로 미리 결정된 회전 각도만큼 회전되어 있고, 상기 제2 메타아톰 그룹의 메타아톰들은 이웃하는 메타아톰에 대해 반시계 방향(counter-clockwise, CCW)으로 상기 회전 각도만큼 회전되어 있으며,상기 복수의 픽셀 중 제1 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제1 편광 상태로 변조하고, 상기 복수의 픽셀 중 제2 픽셀은 상기 광선의 편광 상태를 제2 편광 상태로 변조하며, 상기 제1 편광 상태는 상기 제2 편광 상태와 서로 다르며상기 편광 상태는, 상기 복수의 메타아톰의 회전 각도 및 상기 복수의 픽셀에 포함된 메타아톰 그룹에 의해 결정되는, 방법.

26

제25항에서,상기 광 변조 소자 상의 반사 이미지를 사용하여 상기 서버에게 상기 액세스를 요청하는 단계를 더 포함하는 방법.

27

제26항에서,상기 반사 이미지는 1차원 코드 또는 2차원 코드를 나타내는, 방법.

28

제25항에서,상기 액세스의 요청은 상기 광 변조 소자의 식별자를 포함하는, 방법.

29

제25항에서,상기 서버로부터 상기 키-전압 변환표를 수신하거나 또는 상기 서버의 제어에 의해 상기 키-전압 변환표를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 방법.

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삭제

31

제25항에서,상기 광 변조 소자는,복수의 메타아톰을 지지하는 기판;상기 기판 상에 배치되며, 상기 복수의 메타아톰을 포함하는 메타표면층; 및상기 복수의 메타아톰을 통과한 광선에 의해 생성되는 홀로그램 이미지의 편광 상태를 변조하는 전압 가변 액정을 포함하고, 상기 복수의 메타아톰은 상기 메타표면층 내에서 복수의 슈퍼픽셀을 구성하고, 상기 복수의 슈퍼픽셀 각각은 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 복수의 픽셀 중 각 픽셀은 서로 다른 홀로그램 이미지를 형성하며, 상기 서로 다른 홀로그램 이미지의 편광 상태는 상기 전압 가변 액정에 의해 변조되는, 방법.