CN113495364A - 光束偏转器、包括其的三维显示装置和使光束偏转的方法 - Google Patents

Abstract

提供了光束偏转器、包括其的三维显示装置和使光束偏转的方法。该光束偏转器包括：第一子偏转器，配置为使第一波段的光朝第一方向和与第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换第一波段的光的偏振方向；以及第二子偏转器，配置为使与第一波段不同的第二波段的光朝第一方向和第二方向偏转，并且转换第二波段的光的偏振方向，其中第一子偏转器和第二子偏转器被依次提供，使得第一波段的光和第二波段的光依次穿过第一子偏转器和第二子偏转器。

Description

光束偏转器、包括其的三维显示装置和使光束偏转的方法

技术领域

本公开的示例实施方式涉及光束偏转器、包括该光束偏转器的三维(3D)显示装置和使光束偏转的方法。

背景技术

改变光的行进方向的光束偏转器适用于三维(3D)显示器以形成方向性。为了消除其中由光束偏转器偏转的光在颜色与颜色之间具有微小的路径差异的散射现象，可以针对每种颜色划分光束偏转器的驱动。划分的方案可以包括空间复用和时间复用。

空间复用通过划分空间来针对每种颜色使光束偏转，这使整个系统笨重。时间复用划分时间以针对每种颜色适当地精细调节光束偏转器中的偏转方向。然而，此方案的不便之处在于，光束偏转器的响应速度需要是空间复用中的三倍。

发明内容

示例实施方式提供了光束偏转器、包括该光束偏转器的三维(3D)显示装置以及使光束偏转的方法。

另外的方面将在以下描述中被部分地阐述，并且将部分地自该描述明显，或者可以通过示例实施方式的实践而获知。

根据一示例实施方式的一方面，提供了一种光束偏转器，其包括：第一子偏转器，配置为使第一波段的光朝第一方向和与第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换第一波段的光的偏振方向；以及第二子偏转器，配置为使与第一波段不同的第二波段的光朝第一方向和第二方向偏转，并且转换第二波段的光的偏振方向，其中第一子偏转器和第二子偏转器被依次提供，使得第一波段的光和第二波段的光依次穿过第一子偏转器和第二子偏转器。

该光束偏转器可以进一步包括配置为转换第一波段的光的偏振方向的第一选择性偏振转换元件，其中第一选择性偏振转换元件可以相对于第一子偏转器与第二子偏转器相反地提供，使得第一波段的光和第二波段的光穿过第一选择性偏振转换元件并被提供到第一子偏转器。

该光束偏转器可以进一步包括配置为使非偏振光偏振的偏振产生元件，其中偏振产生元件可以相对于第一选择性偏振转换元件与第一子偏转器相反地提供，使得第一波段的光和第二波段的光穿过偏振产生元件并被提供到第一选择性偏振转换元件，入射到偏振产生元件的第一波段的光和第二波段的光中的每种可以是非偏振光。

第一子偏转器可以包括：第一偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转；第一通用偏振转换元件，配置为转换第一波段的光的偏振方向和第二波段的光的偏振方向；以及第二偏转元件，配置为使具有与第一偏振方向不同的第二偏振方向的光朝第一方向偏转，第一偏转元件、第一通用偏振转换元件和第二偏转元件可以被依次提供，使得第一波段的光和第二波段的光依次穿过第一偏转元件、第一通用偏振转换元件和第二偏转元件。

第一通用偏振转换元件可以包括半波片。

第一偏转元件可以包括在第二方向上排列的第一下电极、面对第一下电极的第一上电极层以及提供在第一下电极与第一上电极层之间的第一液晶层，第一液晶层可以由第一下电极和第一上电极层控制，并且可以包括第一光路转换平面，该第一光路转换平面配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转。

第二偏转元件可以包括在第一方向上排列的第二下电极、面对第二下电极的第二上电极层以及提供在第二下电极与第二上电极层之间的第二液晶层，第二液晶层可以由第二下电极和第二上电极层控制，并且可以包括第二光路转换平面，该第二光路转换平面配置为使具有第二偏振方向的光朝第一方向偏转。

第二子偏转器可以包括：第三偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转；第二通用偏振转换元件，配置为转换第一波段的光的偏振方向和第二波段的光的偏振方向；以及第四偏转元件，配置为使具有第二偏振方向的光朝第一方向偏转，第三偏转元件、第二通用偏振转换元件和第四偏转元件可以被依次提供，使得第一波段的光和第二波段的光依次穿过第三偏转元件、第二通用偏振转换元件和第四偏转元件。

第三偏转元件可以包括在第二方向上排列的第三下电极、面对第三下电极的第三上电极层以及提供在第三下电极与第三上电极层之间的第三液晶层，第四偏转元件可以包括在第一方向上排列的第四下电极、面对第四下电极的第四上电极层以及提供在第四下电极与第四上电极层之间的第四液晶层，第三液晶层可以由第三下电极和第三上电极层控制，并且可以包括第三光路转换平面，该第三光路转换平面配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转，第四液晶层可以由第四下电极和第四上电极层控制，并且可以包括第四光路转换平面，该第四光路转换平面配置为使具有第二偏振方向的光朝第一方向偏转。

该光束偏转器可以进一步包括：第三子偏转器，配置为使具有分别与第一波段和第二波段不同的第三波段的光偏转；第二选择性偏振转换元件，配置为转换第三波段的光的偏振方向；以及第三选择性偏振转换元件，配置为转换第一波段的光的偏振方向，第一子偏转器、第二选择性偏振转换元件、第二子偏转器、第三选择性偏振转换元件和第三子偏转器可以被依次提供，使得第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光依次穿过第一子偏转器、第二选择性偏振转换元件、第二子偏转器、第三选择性偏振转换元件和第三子偏转器。

第三子偏转器可以包括：第五偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转；第三通用偏振转换元件，配置为转换第一波段的光的偏振方向、第二波段的光的偏振方向和第三波段的光的偏振方向；以及第六偏转元件，配置为使具有第二偏振方向的光朝第一方向偏转，第五偏转元件、第三通用偏振转换元件和第六偏转元件可以被依次提供，使得第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光依次穿过第五偏转元件、第三通用偏振转换元件和第六偏转元件。

第五偏转元件可以包括在第二方向上排列的第五下电极、面对第五下电极的第五上电极层以及提供在第五下电极与第五上电极层之间的第五液晶层，第六偏转元件可以包括在第一方向上排列的第六下电极、面对第六下电极的第六上电极层以及提供在第六下电极与第六上电极层之间的第六液晶层，第五液晶层可以由第五下电极和第五上电极层控制，并且可以包括第五光路转换平面，该第五光路转换平面配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转，第六液晶层可以由第六下电极和第六上电极层控制，并且可以包括第六光路转换平面，该第六光路转换平面配置为使具有第二偏振方向的光朝第一方向偏转。

该光束偏转器可以进一步包括配置为转换第一波段的光的偏振方向的第一选择性偏振转换元件，其中第一选择性偏振转换元件可以相对于第一子偏转器与第二子偏转器相反地提供，使得第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光穿过第一选择性偏振转换元件并被提供到第一子偏转器。

该光束偏转器可以进一步包括配置为使非偏振光偏振的偏振产生元件，其中偏振产生元件可以相对于第一选择性偏振转换元件与第一子偏转器相反地提供，使得第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光穿过偏振产生元件并被提供到第一选择性偏振转换元件，入射到偏振产生元件的第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光中的每种可以是非偏振光。

第一液晶层、第三液晶层和第五液晶层中的每个可以进一步包括第一附加光路转换平面，该第一附加光路转换平面配置为使具有第一偏振方向的光朝与第二方向相反的第四方向偏转。

该光束偏转器可以进一步包括附加偏转器，该附加偏转器配置为转换从第三子偏转器发射的第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光的路径。

该光束偏转器可以进一步包括最后的偏振转换元件，该最后的偏振转换元件配置为将第一波段的光的偏振方向、第二波段的光的偏振方向和第三波段的光的偏振方向改变为彼此一致，其中最后的偏振转换元件可以配置为接收从第六偏转元件发射的第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光，并选择性地转换第一波段的光的偏振方向、第二波段的光的偏振方向和第三波段的光的偏振方向。

该光束偏转器可以进一步包括至少一个处理器，该至少一个处理器配置为控制第一偏转元件、第二偏转元件、第三偏转元件、第四偏转元件、第五偏转元件和第六偏转元件中的每个以使第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光偏转。

根据一示例实施方式的另一方面，提供了一种使光束偏转的方法，该方法包括：通过第一偏转元件，使具有第一偏振方向的第一波段的光朝第一方向偏转；通过第一通用偏振转换元件，将第一波段的光的偏振方向从第一偏振方向改变为与第一偏振方向交叉的第二偏振方向，并且将与第一波段不同的第二波段的光的偏振方向从第二偏振方向转换为第一偏振方向；通过第二偏转元件，使具有第二偏振方向的第一波段的光朝与第一方向交叉的第二方向偏转；通过第三偏转元件，使具有第一偏振方向的第二波段的光朝第一方向偏转；通过第二通用偏振转换元件，将第二波段的光的偏振方向从第一偏振方向转换为第二偏振方向，并且将第一波段的光的偏振方向从第二偏振方向转换为第一偏振方向；以及通过第四偏转元件，使具有第二偏振方向的第二波段的光朝第二方向偏转，其中第一波段的光和第二波段的光依次穿过第一偏转元件、第一通用偏振转换元件、第二偏转元件、第三偏转元件、第二通用偏振转换元件和第四偏转元件。

该方法可以进一步包括：通过第一选择性偏振转换元件，将具有第一偏振方向的第一波段的光和具有第二偏振方向的第二波段的光提供到第一偏转元件，其中第一选择性偏振转换元件可以将第一波段的光的偏振方向从第二偏振方向转换为第一偏振方向并将第二波段的光的偏振方向保持为第二偏振方向。

该方法可以进一步包括通过使用偏振产生元件，将具有第二偏振方向的第一波段的光和具有第二偏振方向的第二波段的光提供到第一选择性偏振转换元件，其中偏振产生元件可以使非偏振的第一波段的光和非偏振的第二波段的光在第二偏振方向上偏振，并将具有第二偏振方向的第一波段的光和具有第二偏振方向的第二波段的光提供到第一选择性偏振转换元件。

该方法可以进一步包括：通过第二选择性偏振转换元件，将与第一波段和第二波段不同的第三波段的光的偏振方向从第一偏振方向转换为第二偏振方向；通过第三选择性偏振转换元件，将第一波段的光的偏振方向从第一偏振方向转换为第二偏振方向；通过第五偏转元件，使具有第一偏振方向的第三波段的光朝第一方向偏转；通过第三通用偏振转换元件，将第三波段的光的偏振方向从第一偏振方向转换为第二偏振方向，并且将第一波段的光的偏振方向和第二波段的光的偏振方向从第二偏振方向转换为第一偏振方向；以及通过第六偏转元件，使具有第二偏振方向的第三波段的光朝第二方向偏转，其中第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光依次穿过第一选择性偏振转换元件、第一偏转元件、第一通用偏振转换元件、第二偏转元件、第二选择性偏振转换元件、第三偏转元件、第二通用偏振转换元件、第四偏转元件、第三选择性偏振转换元件、第五偏转元件、第三通用偏振转换元件和第六偏转元件，第一选择性偏振转换元件将第三波段的光的偏振方向保持为第二偏振方向，第一通用偏振转换元件将第三波段的光的偏振方向从第二偏振方向转换为第一偏振方向，第二通用偏振转换元件将第三波段的光的偏振方向从第二偏振方向转换为第一偏振方向。

该方法可以进一步包括通过最后的偏振转换元件，将第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光的偏振方向改变为彼此一致。

该方法可以进一步包括通过附加偏转元件，转换从第六偏转元件发射的第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光的路径。

该方法可以进一步包括通过至少一个处理器，控制第一偏转元件、第二偏转元件、第三偏转元件、第四偏转元件、第五偏转元件和第六偏转元件。

根据一示例实施方式的又一方面，提供了一种三维(3D)显示装置，其包括：光源，配置为发射包括多个波段的光束；光束偏转器，配置为使光束偏转；至少一个处理器，配置为控制光束偏转器使光朝预定方向偏转；以及空间光调制器，配置为衍射光束以形成全息图像，其中光束偏转器包括：第一子偏转器，配置为使具有第一波段的光朝第一方向和与第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换第一波段的光的偏振方向；以及第二子偏转器，配置为使具有与第一波段不同的第二波段的光朝第一方向和第二方向偏转，并且转换第二波段的光的偏振方向，其中第一子偏转器和第二子偏转器提供在从光源发射的光束的路径中。

第一子偏转器可以包括：第一偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转；第一通用偏振转换元件，配置为转换第一波段的光的偏振方向和第二波段的光的偏振方向；以及第二偏转元件，配置为使具有与第一偏振方向不同的第二偏振方向的光朝第一方向偏转，以及其中第二子偏转器可以包括：第三偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝第二方向偏转；第二通用偏振转换元件，配置为转换第一波段的光的偏振方向和第二波段的光的偏振方向；以及第四偏转元件，配置为使具有第二偏振方向的光朝第一方向偏转。

该3D显示装置可以进一步包括：第三子偏转器，配置为使具有分别与第一波段和第二波段不同的第三波段的光朝第一方向和第二方向偏转；第一选择性偏振转换元件，配置为选择性地转换第一波段的光的偏振方向；第二选择性偏振转换元件，配置为选择性地转换第三波段的光的偏振方向；以及第三选择性偏振转换元件，配置为选择性地转换第一波段的光的偏振方向，其中第一选择性偏振转换元件、第一子偏转器、第二选择性偏振转换元件、第二子偏转器、第三选择性偏振转换元件和第三子偏转器可以被依次提供，使得光束依次穿过第一选择性偏振转换元件、第一子偏转器、第二选择性偏振转换元件、第二子偏转器、第三选择性偏振转换元件和第三子偏转器。

该3D显示装置可以进一步包括最后的偏振转换元件，该最后的偏振转换元件配置为将第一波段的光的偏振方向、第二波段的光的偏振方向和第三波段的光的偏振方向改变为彼此一致，其中最后的偏振转换元件可以配置为接收从第三子偏转器发射的第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光，并选择性地转换第一波段的光的偏振方向、第二波段的光的偏振方向和第三波段的光的偏振方向。

第一子偏转器、第二子偏转器和第三子偏转器可以配置为分别分割第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光，其中第一波段的光可以被第一子偏转器分割成朝第一方向和第二方向偏转的光以及朝第一方向和与第二方向相反的方向偏转的光，其中第二波段的光可以被第二子偏转器分割成朝第一方向和第二方向偏转的光以及朝第一方向和与第二方向相反的方向偏转的光，以及其中第三波段的光可以被第三子偏转器分割成朝第一方向和第二方向偏转的光以及朝第一方向和与第二方向相反的方向偏转的光。

根据一示例实施方式的再一方面，提供了一种光束偏转器，其包括：第一子偏转器，配置为使第一波段的光朝第一方向和与第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换第一波段的光的偏振方向；第二子偏转器；配置为使与第一波段不同的第二波段的光朝第一方向和第二方向偏转，并且转换第二波段的光的偏振方向；以及第三子偏转器，配置为使具有分别与第一波段和第二波段不同的第三波段的光偏转，并且转换第一波段的光的偏振方向、第二波段的光的偏振方向和第三波段的光的偏振方向，其中第一子偏转器、第二子偏转器和第三子偏转器被依次提供，使得第一波段的光、第二波段的光和第三波段的光依次穿过第一子偏转器、第二子偏转器和第三子偏转器。

附图说明

某些示例实施方式的以上和/或其它方面、特征及优点将由以下结合附图的描述更加明显，附图中：

图1是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图2是沿第一方向看到的图1的光束偏转器的概念图；

图3是沿第二方向看到的图1的光束偏转器的概念图；

图4是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图5是沿第一方向看到的图4的光束偏转器的概念图；

图6是沿第二方向看到的图4的光束偏转器的概念图；

图7是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图8是沿第一方向看到的图7的光束偏转器的概念图；

图9是沿第二方向看到的图7的光束偏转器的概念图；

图10是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图11是沿第一方向看到的图10的光束偏转器的概念图；

图12是沿第二方向看到的图10的光束偏转器的概念图；

图13是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图14是沿第一方向看到的图13的光束偏转器的概念图；

图15是沿第二方向看到的图13的光束偏转器的概念图；

图16是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图17是沿第一方向看到的图16的光束偏转器的概念图；

图18是沿第二方向看到的图16的光束偏转器的概念图；

图19是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图；

图20是沿第一方向看到的图19的光束偏转器的概念图；

图21是沿第二方向看到的图19的光束偏转器的概念图；

图22是根据一示例实施方式的三维(3D)显示装置的概念图；以及

图23是根据一示例实施方式的3D显示装置的概念图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述示例实施方式，其中，相同的附图标记始终指代相同的元件。就此而言，示例实施方式可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于在此阐述的描述。因此，下面通过参照附图仅描述示例实施方式来说明各方面。如在此所使用地，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列举项目的任何及所有组合。诸如“中的至少一个”的表述当在一列元件之后时，修饰整列元件而不修饰该列中的个别元件。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应被理解为仅包括a，仅包括b，仅包括c，包括a和b两者，包括a和c两者，包括b和c两者，或包括a、b和c的全部。

在下文中，将参照附图详细描述示例实施方式。以下示例实施方式仅是说明性的，并且自示例实施方式的各种修改可以是可能的。贯穿附图，相同的附图标记指代相同的元件，并且为了清楚和便于描述，每个元件可以在尺寸方面被夸大。

诸如“在……上方”或“在……上”的表述不仅可以包括“以接触方式直接在……上”的含义，而且可以包括“以非接触方式在……上”的含义。

如在此所使用地，单数形式旨在还包括复数形式，除非上下文清楚地另行指示。当假设某一部分包括某一部件时，术语“包括”意思是对应的部件可以进一步包括其它部件，除非写了与该含义相反的特定含义。

“所述”和与其类似的其它指示词的使用可以对应于单数形式和复数形式两者。

这里，光朝一方向的偏转可以意思是光的行进方向新地具有该方向的分量或更多的分量。例如，当沿第三方向行进的光朝第一方向偏转时，该光可以沿第一方向和第三方向的组合方向行进。

方法的步骤可以按适当的顺序来执行，除非明确提及步骤必须按其描述的顺序来执行。所有示例性术语(例如“等”、“和(或)类似物”和“等等”)的使用仅旨在详细描述技术精神，并且范围不必然受到示例或示例性术语限制，除非由权利要求限定。

图1是根据一示例实施方式的光束偏转器的透视图。图2是沿第一方向看到的图1的光束偏转器的概念图。图3是沿第二方向看到的图1的光束偏转器的概念图。

参照图1至图3，可以提供光束偏转器1，其包括第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10。控制器10可以包括可通过一个或更多个微处理器的控制来执行相应功能的至少一个处理器。光束IB可以入射到第一子偏转器100。光束IB可以依次穿过第一子偏转器100和第二子偏转器200。光束IB可以被光束偏转器1偏转。光束IB可以包括具有第一波段的第一光L1和具有第二波段的第二光L2。第一波段和第二波段可以彼此不同。

入射到第一子偏转器100的第二光L2可以具有第二偏振方向(例如，由图2中的⊙或图3中的

表示)。第二偏振方向可以平行于第一方向DR1。入射到第一子偏转器100的第一光L1可以具有第一偏振方向(例如，由图2中的

或图3中的⊙表示)。第一偏振方向可以平行于第二方向DR2。包括第一光L1和第二光L2的光束IB可以沿第三方向DR3入射到第一子偏转器100，第三方向DR3与第一方向DR1和第二方向DR2交叉。例如，第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3可以彼此垂直。

第一子偏转器100可以使第一光L1偏转。第一子偏转器100可以包括第一偏转元件110、第一通用偏振转换元件120和第二偏转元件130。第一光L1和第二光L2可以依次穿过第一偏转元件110、第一通用偏振转换元件120和第二偏转元件130。例如，第一偏转元件110、第一通用偏振转换元件120和第二偏转元件130可以在第三方向DR3上依次排列。

第一偏转元件110可以包括第一下基板111、第一下电极112、第一上电极层114、第一上基板115和第一液晶层113。第一下基板111和第一上基板115可以彼此面对。第一下基板111和第一上基板115可以包括绝缘材料。例如，第一下基板111和第一上基板115可以包括玻璃或透明塑料。

第一下电极112可以提供在第一下基板111上。第一下电极112可以在第二方向DR2上排列，并且可以沿第一方向DR1延伸。驱动电压可以通过控制器10被施加到第一下电极112。驱动电压的大小和极性可以由控制器10独立地调节。例如，第一下电极112可以包括透明导电材料。例如，第一下电极112可以包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)或其组合。

第一上电极层114可以提供在第一上基板115下方。第一上电极层114可以在第一下基板111与第一上基板115之间面对第一下电极112。例如，第一上电极层114可以包括单个电极。公共电压可以通过控制器10被施加到第一上电极层114。公共电压的大小和极性可以由控制器10调节。例如，第一上电极层114可以包括透明导电材料。例如，第一上电极层114可以包括ITO、IZO、ITZO或其组合。

第一液晶层113可以提供在第一下电极112与第一上电极层114之间。第一液晶层113可以包括液晶分子。液晶分子可以在第一液晶层113中产生第一光路转换平面116。第一光路转换平面116可以是第一液晶层113中的在其上发生折射率变化的界面。第一光路转换平面116可以因为由于第一下电极112与第一上电极层114之间的电压差引起液晶分子的排列改变而形成。第一光路转换平面116可以折射穿过其的光。第一光路转换平面116的形成可以由液晶分子在长轴方向上的折射率与其在短轴方向上的折射率之间的差异引起。这是因为，液晶分子相对于入射在液晶分子上的光之中的平行于长轴的偏振的光和平行于与长轴垂直的方向的偏振的光具有不同的折射率。第一光路转换平面116的斜度可以基于施加到第一下电极112的驱动电压来调节。

第一光路转换平面116可以使具有第一偏振方向的光朝第二方向DR2偏转。例如，第一光路转换平面116可以使第一光L1朝第二方向DR2偏转。穿过第一光路转换平面116的第一光L1可以沿第三方向DR3和第二方向DR2的组合方向行进。

第一光路转换平面116可以保持具有与第一偏振方向不同的偏振方向的光的路径。例如，第一光路转换平面116可以保持具有第二偏振方向的第二光L2的路径。例如，第一光路转换平面116可以不使第二光L2偏转。

第一光L1可以被第一偏转元件110朝第二方向DR2偏转。穿过第一偏转元件110的第一光L1可以具有第一偏振方向。第二光L2可以不被第一偏转元件110偏转。穿过第一偏转元件110的第二光L2可以具有第二偏振方向。

第一通用偏振转换元件120可以转换穿过其的光的偏振方向。第一通用偏振转换元件120可以将第一偏振方向改变或转换成第二偏振方向。例如，第一通用偏振转换元件120可以将第一光L1的偏振方向转换成第二偏振方向。第一通用偏振转换元件120可以将第二偏振方向转换成第一偏振方向。例如，第一通用偏振转换元件120可以将第二光L2的偏振方向转换成第一偏振方向。例如，第一通用偏振转换元件120可以包括半波片。

第二偏转元件130可以包括第二下基板131、第二下电极132、第二上电极层134、第二液晶层133和第二上基板135。第二下基板131和第二上基板135可以分别与第一下基板111和第一上基板115基本上相同。

除了排列方向以外，第二下电极132可以与第一下电极112基本上相同。第二下电极132可以在第一方向DR1上排列并沿第二方向DR2延伸。第二上电极层134可以与第一上电极层114基本上相同。

第二液晶层133可以与第一液晶层113基本上相同。由于第二下电极132可以在第一方向DR1上排列，因此第二液晶层133可以具有与第一光路转换平面116不同的第二光路转换平面136。第二光路转换平面136可以使具有第二偏振方向的光朝第一方向DR1偏转。例如，第二光路转换平面136可以使第一光L1朝第一方向DR1偏转。穿过第二光路转换平面136的第一光L1可以沿第三方向DR3、第一方向DR1和第二方向DR2的组合方向行进。

第二光路转换平面136可以保持具有与第二偏振方向不同的偏振方向的光的路径。例如，第二光路转换平面136可以保持具有第一偏振方向的第二光L2的路径。例如，第二光路转换平面136可以不使第二光L2偏转。

第一光L1可以被第二偏转元件130朝第一方向DR1偏转。穿过第二偏转元件130的第一光L1可以具有第二偏振方向。第二光L2可以不被第二偏转元件130偏转。穿过第二偏转元件130的第二光L2可以具有第一偏振方向。

第二子偏转器200可以使第二光L2偏转。第二子偏转器200可以包括第三偏转元件210、第二通用偏振转换元件220和第四偏转元件230。第一光L1和第二光L2可以依次穿过第三偏转元件210、第二通用偏振转换元件220和第四偏转元件230。例如，第三偏转元件210、第二通用偏振转换元件220和第四偏转元件230可以在第三方向DR3上依次排列。

第三偏转元件210可以包括第三下基板211、第三下电极212、第三上电极层214、第三液晶层213和第三上基板215。第三下电极212、第三上电极层214和第三液晶层213可以分别与第一下电极112、第一上电极层114和第一液晶层113基本上相同。第三下电极212可以在第二方向DR2上排列并沿第一方向DR1延伸。

第三液晶层213可以包括第三光路转换平面216。第三光路转换平面216可以使具有第一偏振方向的光朝第二方向DR2偏转。例如，第三光路转换平面216可以使第二光L2朝第二方向DR2偏转。穿过第三光路转换平面216的第二光L2可以沿第三方向DR3和第二方向DR2的组合方向行进。

第三光路转换平面216可以保持具有与第一偏振方向不同的偏振方向的光的路径。例如，第三光路转换平面216可以保持具有第二偏振方向的第一光L1的路径。例如，第三光路转换平面216可以不使第一光L1偏转。

第二光L2可以被第三偏转元件210朝第二方向DR2偏转。穿过第三偏转元件210的第二光L2可以具有第一偏振方向。第一光L1可以不被第三偏转元件210偏转。穿过第三偏转元件210的第一光L1可以具有第二偏振方向。

第二通用偏振转换元件220可以转换穿过其的光的偏振方向。第二通用偏振转换元件220可以将第一偏振方向转换成第二偏振方向。例如，第二通用偏振转换元件220可以将第二光L2的偏振方向转换成第二偏振方向。第二通用偏振转换元件220可以将第二偏振方向转换成第一偏振方向。例如，第二通用偏振转换元件220可以将第一光L1的偏振方向转换成第一偏振方向。例如，第二通用偏振转换元件220可以包括半波片。

第四偏转元件230可以包括第四下基板231、第四下电极232、第四上电极层234、第四液晶层233和第四上基板235。第四下电极232、第四上电极层234和第四液晶层233可以分别与第二下电极132、第二上电极层134和第二液晶层133基本上相同。第四下电极232可以在第一方向DR1上排列并沿第二方向DR2延伸。

第四液晶层233可以包括第四光路转换平面236。第四光路转换平面236可以使具有第二偏振方向的光朝第一方向DR1偏转。例如，第四光路转换平面236可以使第二光L2朝第一方向DR1偏转。穿过第四光路转换平面236的第二光L2可以沿第三方向DR3、第一方向DR1和第二方向DR2的组合方向行进。

第四光路转换平面236可以保持具有与第二偏振方向不同的偏振方向的光的路径。例如，第四光路转换平面236可以保持具有第一偏振方向的第一光L1的路径。例如，第四光路转换平面236可以不使第一光L1偏转。

第二光L2可以被第四偏转元件230朝第一方向DR1偏转。穿过第四偏转元件230的第二光L2可以具有第二偏振方向。第一光L1可以不被第四偏转元件230偏转。穿过第四偏转元件230的第一光L1可以具有第一偏振方向。

控制器10可以独立地控制第一偏转元件110、第二偏转元件130、第三偏转元件210和第四偏转元件230。例如，为了使沿第三方向DR3入射到光束偏转器1的光束IB偏转至第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向，控制器10可以向第一偏转元件110和第三偏转元件210施加电压，并且可以不向第二偏转元件130和第四偏转元件230施加电压。例如，为了使沿第三方向DR3入射到光束偏转器1的光束IB偏转至第一方向DR1和第三方向DR3的组合方向，控制器10可以不向第一偏转元件110和第三偏转元件210施加电压，并且可以向第二偏转元件130和第四偏转元件230施加电压。例如，为了使沿第三方向DR3入射到光束偏转器1的光束IB偏转至第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向，控制器10可以向第一偏转元件110、第二偏转元件130、第三偏转元件210和第四偏转元件230施加电压。

根据示例实施方式，光束偏转器1可以控制具有不同波段的光的行进方向。具有不同波段的第一光L1和第二光L2可以分别被第一子偏转器100和第二子偏转器200偏转。第一光L1可以朝第一方向DR1、第二方向DR2或其组合方向偏转。因此，第一光L1可以沿第三方向DR3和第一方向DR1的组合方向行进，沿第三方向DR3和第二方向DR2的组合方向行进，或沿第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向行进。第二光L2可以朝第一方向DR1、第二方向DR2或其组合方向偏转。因此，第二光L2可以沿第三方向DR3和第一方向DR1的组合方向行进，沿第三方向DR3和第二方向DR2的组合方向行进，或沿第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向行进。

根据一示例实施方式，当与使用空间复用的光束偏转器相比时，光束偏转器1可以被小型化。根据一示例实施方式，与使用时间复用的光束偏转器不同，光束偏转器1可以不需要高响应速度。

图4是根据一示例实施方式的光束偏转器2的透视图。图5是沿第一方向看到的图4的光束偏转器2的概念图。图6是沿第二方向看到的图4的光束偏转器2的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图3描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

参照图4至图6，可以提供光束偏转器2，其包括第一子偏转器100、第二子偏转器200、附加偏转元件20和控制器10。第一子偏转器100和第二子偏转器200可以与参照图1至图3描述的第一子偏转器100和第二子偏转器200基本上相同。

附加偏转元件20可以相对于第二子偏转器200提供在与第一子偏转器100相反的一侧。光束IB可以经过第一子偏转器100和第二子偏转器200被提供到附加偏转元件20。例如，第一子偏转器100、第二子偏转器200和附加偏转元件20可以在第三方向DR3上依次排列。附加偏转元件20可以改变或转换穿过第二子偏转器200的光束IB的光路。例如，附加偏转元件20可以包括二向色镜。附加偏转元件20相对于光束IB的斜度可以由控制器10控制。

根据一示例实施方式，包括附加偏转元件20的光束偏转器2可以使光朝所需方向偏转。

图7是根据一示例实施方式的光束偏转器3的透视图。图8是沿第一方向看到的图7的光束偏转器3的概念图。图9是沿第二方向看到的图7的光束偏转器3的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图3描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

参照图7至图9，可以提供光束偏转器3，其包括第一子偏转器100、第二子偏转器200、最后的偏振转换元件30和控制器10。第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10可以与参照图1至图3描述的第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10基本上相同。

最后的偏振转换元件30可以相对于第二子偏转器200提供在与第一子偏转器100相反的一侧。光束IB可以依次穿过第一子偏转器100、第二子偏转器200和最后的偏振转换元件30。例如，第一子偏转器100、第二子偏转器200和最后的偏振转换元件30可以在第三方向DR3上依次排列。如参照图1至图3所述，穿过第二子偏转器200的第一光L1和第二光L2可以分别具有第一偏振方向(例如，由图8中的

或图9中的⊙表示)和第二偏振方向(例如，由图8中的⊙或图9中的

表示)。

最后的偏振转换元件30可以转换某个波段的光的偏振方向。例如，最后的偏振转换元件30可以包括具有波长选择性的光学各向异性的聚合物或无机材料。光学各向异性可以是具有随入射光的偏振而不同的折射率的性质。可以应用具有波长选择性的光学各向异性材料来转换某个波段的光的偏振。最后的偏振转换元件30可以将第一偏振方向转换成第二偏振方向或将第二偏振方向转换成第一偏振方向。例如，最后的偏振转换元件30可以将第一光L1的偏振方向转换成第二偏振方向，如图8和9所示。在另一示例中，最后的偏振转换元件30可以将第二光L2的偏振方向转换成第一偏振方向。因此，第一光L1的偏振方向和第二光L2的偏振方向可以彼此一致。

根据一示例实施方式，光束偏转器3可以发射具有不同波段和相同偏振方向的第一光L1和第二光L2。

图10是根据一示例实施方式的光束偏转器4的透视图。图11是沿第一方向看到的图10的光束偏转器4的概念图。图12是沿第二方向看到的图10的光束偏转器4的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图3描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

参照图10至图12，可以提供光束偏转器4，其包括第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10。第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10可以与参照图1至图3描述的第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10基本上相同。

第一选择性偏振转换元件40可以相对于第一子偏转器100提供在与第二子偏转器200相反的一侧。光束IB可以依次穿过第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100和第二子偏转器200。例如，第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100和第二子偏转器200可以在第三方向DR3上依次排列。

入射到第一选择性偏振转换元件40的第一光L1和第二光L2可以具有相同的偏振方向。例如，入射到第一选择性偏振转换元件40的第一光L1和第二光L2中的每种可以具有第二偏振方向(例如，由图11中的⊙或图12中的

表示)。

第一选择性偏振转换元件40可以选择性地转换具有第一波段的第一光L1的偏振方向。例如，第一选择性偏振转换元件40可以包括相对于第一波段具有波长选择性的光学各向异性的聚合物或无机材料。第一选择性偏振转换元件40可以将第一光L1的偏振方向转换成第一偏振方向(例如，由图11中的

或图12中的⊙表示)。第一选择性偏振转换元件40可以保持具有除了第一波段以外的波段的光的偏振方向。例如，第一选择性偏振转换元件40可以将第二偏振方向保持为具有与第一波段不同的第二波段的第二光L2的偏振方向。第一选择性偏振转换元件40可以将具有第一偏振方向的第一光L1和具有第二偏振方向的第二光L2提供到第一子偏转器100。

根据一示例实施方式，包括第一选择性偏振转换元件40的光束偏转器4可以选择性地转换第一光L1的偏振方向。

图13是根据一示例实施方式的光束偏转器5的透视图。图14是沿第一方向看到的图13的光束偏转器5的概念图。图15是沿第二方向看到的图13的光束偏转器5的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图3描述的内容以及以上参照图10至图12描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

参照图13至图15，可以提供光束偏转器5，其包括偏振产生元件50、第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10。第一子偏转器100、第二子偏转器200和控制器10可以与参照图1至图3描述的那些基本上相同。第一选择性偏振转换元件40可以与参照图10至图12描述的第一选择性偏振转换元件40基本上相同。

偏振产生元件50可以相对于第一选择性偏振转换元件40提供在与第一子偏转器100相反的一侧。光束IB可以依次穿过偏振产生元件50、第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100和第二子偏转器200。例如，偏振产生元件50、第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100和第二子偏转器200可以在第三方向DR3上依次排列。入射到偏振产生元件50的光束IB可以是非偏振光。光束IB可以包括具有第一波段的第一光L1和具有与第一波段不同的第二波段的第二光L2。入射到偏振产生元件50的第一光L1和第二光L2可以是非偏振光。

偏振产生元件50可以使光束IB偏振。例如，偏振产生元件50可以使第一光L1和第二光L2中的每种偏振至第二偏振方向(例如，由图14中的⊙或图15中的

表示)，如图14和图15所示。作为另一示例，偏振产生元件50可以使第一光L1和第二光L2中的每种偏振至第一偏振方向。偏振产生元件50可以将偏振光束IB提供到第一选择性偏振转换元件40。

如参照图10至图12所述，第一光L1的偏振方向可以被第一选择性偏振转换元件40从第二偏振方向转换为第一偏振方向(例如，由图14中的

或图15中的⊙表示)。第一选择性偏振转换元件40可以不转换具有与第一波段不同的第二波段的第二光L2的偏振方向。第一选择性偏振转换元件40可以将具有第一偏振方向的第一光L1和具有第二偏振方向的第二光L2提供到第一子偏转器100。

根据一示例实施方式，包括偏振产生元件50的光束偏转器5可以使包括非偏振光的光束IB偏转。

图16是根据一示例实施方式的光束偏转器6的透视图。图17是沿第一方向看到的图16的光束偏转器6的概念图。图18是沿第二方向看到的图16的光束偏转器6的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图3描述的内容以及以上参照图10至图12描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

参照图16至图18，可以提供光束偏转器6，其包括第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100、第二选择性偏振转换元件60、第二子偏转器200、第三选择性偏振转换元件70、第三子偏转器300和控制器10。第一子偏转器100和第二子偏转器200可以与参照图1至图3描述的那些基本上相同。第一选择性偏振转换元件40可以与参照图10至图12描述的第一选择性偏振转换元件40基本上相同。

光束IB可以依次穿过第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100、第二选择性偏振转换元件60、第二子偏转器200、第三选择性偏振转换元件70和第三子偏转器300。例如，第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100、第二选择性偏振转换元件60、第二子偏转器200、第三选择性偏振转换元件70和第三子偏转器300可以在第三方向DR3上依次排列。

光束IB可以进一步包括第三光L3。第三光L3可以是第三波段的光。第三波段可以分别不同于第一波段和第二波段。第一选择性偏振转换元件40可以选择性地转换具有第一波段的第一光L1的偏振方向。第一选择性偏振转换元件40可以不转换第二光L2和第三光L3的偏振方向。

入射到第一子偏转器100的第一光L1、第二光L2和第三光L3可以分别具有第一偏振方向(例如，由图17中的

或图18中的⊙表示)、第二偏振方向(例如，由图17中的⊙或图18中的

表示)和第二偏振方向。如参照图1至图3所述，第一子偏转器100可以使第一光L1偏转。第一子偏转器100可以保持第二光L2和第三光L3的光路。例如，第一子偏转器100可以不使第二光L2和第三光L3偏转。在第一子偏转器100中的第一通用偏振转换元件120可以将第一光L1、第二光L2和第三光L3的偏振方向分别转换为第二偏振方向、第一偏振方向和第一偏振方向。

第二选择性偏振转换元件60可以选择性地转换具有第三波段的第三光L3的偏振方向。例如，第二选择性偏振转换元件60可以包括相对于第三波段具有波长选择性的光学各向异性的聚合物或无机材料。第二选择性偏振转换元件60可以将第三光L3的偏振方向从第一偏振方向转换成第二偏振方向。第二选择性偏振转换元件60可以保持具有除了第三波段以外的波段的光的偏振方向。例如，第二选择性偏振转换元件60可以将第二偏振方向和第一偏振方向分别保持为第一光L1的偏振方向和第二光L2的偏振方向。

入射到第二子偏转器200的第一光L1、第二光L2和第三光L3可以分别具有第二偏振方向、第一偏振方向和第二偏振方向。如参照图1至图3所述，第二子偏转器200可以使第二光L2偏转。第二子偏转器200可以保持第一光L1和第三光L3的光路。例如，第二子偏转器200可以不使第一光L1和第三光L3偏转。在第二子偏转器200中的第二通用偏振转换元件220可以将第一光L1、第二光L2和第三光L3的偏振方向分别转换为第一偏振方向、第二偏振方向和第一偏振方向。

第三选择性偏振转换元件70可以选择性地转换具有第一波段的第一光L1的偏振方向。例如，第三选择性偏振转换元件70可以包括相对于第一波段具有波长选择性的光学各向异性的聚合物或无机材料。第三选择性偏振转换元件70可以将第一光L1的偏振方向转换成第二偏振方向。第三选择性偏振转换元件70可以保持具有除了第一波段以外的波段的光的偏振方向。第三选择性偏振转换元件70可以将第二偏振方向和第一偏振方向分别保持为第二光L2的偏振方向和第三光L3的偏振方向。

入射到第三子偏转器300的第一光L1、第二光L2和第三光L3可以分别具有第二偏振方向、第二偏振方向和第一偏振方向。第三子偏转器300可以使第三光L3偏转。第三子偏转器300可以包括第五偏转元件310、第三通用偏振转换元件320和第六偏转元件330。第一光L1、第二光L2和第三光L3可以依次穿过第五偏转元件310、第三通用偏振转换元件320和第六偏转元件330。例如，第五偏转元件310、第三通用偏振转换元件320和第六偏转元件330可以在第三方向DR3上依次排列。

第五偏转元件310可以包括第五下基板311、第五下电极312、第五上电极层314、第五液晶层313和第五上基板315。第五下基板311、第五下电极312、第五上电极层314、第五液晶层313和第五上基板315可以分别与第一下基板111、第一下电极112、第一上电极层114、第一液晶层113和第一上基板115基本上相同。第五下电极312可以在第二方向DR2上排列并沿第一方向DR1延伸。

第五液晶层313可以包括第五光路转换平面316。第五光路转换平面316可以使具有第一偏振方向的光朝第二方向DR2偏转。例如，第五光路转换平面316可以使第三光L3朝第二方向DR2偏转。穿过第五光路转换平面316的第三光L3可以沿第三方向DR3和第二方向DR2的组合方向行进。

第五光路转换平面316可以保持具有与第一偏振方向不同的偏振方向的光的路径。例如，第五光路转换平面316可以保持第一光L1的路径和第二光L2的路径。例如，第五光路转换平面316可以不使第一光L1和第二光L2偏转。

第三光L3可以被第五偏转元件310朝第二方向DR2偏转。穿过第五偏转元件310的第三光L3可以具有第一偏振方向。第一光L1和第二光L2可以不被第五偏转元件310偏转。穿过第五偏转元件310的第一光L1和第二光L2中的每种可以具有第二偏振方向。

第三通用偏振转换元件320可以转换穿过其的光的偏振方向。第三通用偏振转换元件320可以将第一偏振方向转换成第二偏振方向。例如，第三通用偏振转换元件320可以将第三光L3的偏振方向转换成第二偏振方向。第三通用偏振转换元件320可以将第二偏振方向转换成第一偏振方向。例如，第三通用偏振转换元件320可以将第一光L1的偏振方向和第二光L2的偏振方向转换成第一偏振方向。例如，第三通用偏振转换元件320可以包括半波片。

第六偏转元件330可以包括第六下基板331、第六下电极332、第六上电极层334、第六液晶层333和第六上基板335。第六下基板331、第六下电极332、第六上电极层334、第六液晶层333和第六上基板335可以分别与第二下基板131、第二下电极132、第二上电极层134、第二液晶层133和第二上基板135基本上相同。第六下电极332可以在第一方向DR1上排列并沿第二方向DR2延伸。

第六液晶层333可以包括第六光路转换平面336。第六光路转换平面336可以使具有第二偏振方向的光朝第一方向DR1偏转。例如，第六光路转换平面336可以使第三光L3朝第一方向DR1偏转。穿过第六光路转换平面336的第三光L3可以沿第三方向DR3、第一方向DR1和第二方向DR2的组合方向行进。

第六光路转换平面336可以保持具有与第二偏振方向不同的偏振方向的光的路径。例如，第六光路转换平面336可以保持第一光L1和第二光L2的路径。例如，第六光路转换平面336可以不使第一光L1和第二光L2偏转。

第三光L3可以被第六偏转元件330朝第一方向DR1偏转。第一光L1和第二光L2可以不被第六偏转元件330偏转。穿过第六偏转元件330的第三光L3可以具有第二偏振方向。穿过第六偏转元件330的第一光L1和第二光L2可以具有第一偏振方向。

控制器10可以独立地控制第一偏转元件110、第二偏转元件130、第三偏转元件210、第四偏转元件230、第五偏转元件310和第六偏转元件330。例如，为了使沿第三方向DR3入射到光束偏转器6的光束IB偏转至第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向，控制器10可以向第一偏转元件110、第三偏转元件210和第五偏转元件310施加电压，并且可以不向第二偏转元件130、第四偏转元件230和第六偏转元件330施加电压。例如，为了使沿第三方向DR3入射到光束偏转器6的光束IB偏转至第一方向DR1和第三方向DR3的组合方向，控制器10可以不向第一偏转元件110、第三偏转元件210和第五偏转元件310施加电压，并且可以向第二偏转元件130、第四偏转元件230和第六偏转元件330施加电压。例如，为了使沿第三方向DR3入射到光束偏转器6的光束IB偏转至第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向，控制器10可以向第一偏转元件110、第二偏转元件130、第三偏转元件210、第四偏转元件230、第五偏转元件310和第六偏转元件330施加电压。

根据一示例实施方式，光束偏转器6可以控制具有不同波段的光的行进方向。具有不同波段的第一光L1、第二光L2和第三光L3可以分别被第一子偏转器100、第二子偏转器200和第三子偏转器300偏转。第一光L1、第二光L2和第三光L3中的每种可以朝第一方向DR1和/或第二方向DR2偏转。因此，第一光L1、第二光L2和第三光L3中的每种可以沿第三方向DR3和第一方向DR1的组合方向行进，沿第三方向DR3和第二方向DR2的组合方向行进，或沿第一方向DR1、第二方向DR2和第三方向DR3的组合方向行进。

图19是根据一示例实施方式的光束偏转器7的透视图。图20是沿第一方向看到的图19的光束偏转器7的概念图。图21是沿第二方向看到的图19的光束偏转器7的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图16至图18描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

参照图19至图21，可以提供光束偏转器7，其包括第一选择性偏振转换元件40、第一子偏转器100、第二选择性偏振转换元件60、第二子偏转器200、第三选择性偏振转换元件70、第三子偏转器300和控制器10。除了与第一光路转换平面116、第三光路转换平面216和第五光路转换平面316相关的内容以外，光束偏转器7可以与以上参照图16至图18描述的光束偏转器6基本上相同。

根据如图19至图21所示的示例实施方式，第一光路转换平面116、第三光路转换平面216和第五光路转换平面316可以包括具有不同斜度的第一子转换平面116A、216A和316A以及第二子转换平面116B、216B和316B。

第一光路转换平面116、第三光路转换平面216和第五光路转换平面316的第一子转换平面116A、216A和316A可以使具有第一偏振方向(例如，由图20中的

或图21中的⊙表示)的光朝第二方向DR2偏转。例如，第一光路转换平面116、第三光路转换平面216和第五光路转换平面316的第一子转换平面116A、216A和316A可以使具有第一偏振方向的第一光L1、第二光L2和第三光L3朝第二方向DR2偏转。在图20和图21中，指示朝第二方向DR2偏转的第一光L1、第二光L2和第三光L3的附图标记分别是L1A、L2A和L3A。

第一光路转换平面116、第三光路转换平面216和第五光路转换平面316的第二子转换平面116B、216B和316B可以使具有第一偏振方向的光朝与第二方向DR2相反的第四方向DR4偏转。例如，第一光路转换平面116、第三光路转换平面216和第五光路转换平面316的第二子转换平面116B、216B和316B可以使具有第一偏振方向的第一光L1、第二光L2和第三光L3朝第四方向DR4偏转。在图20和图21中，指示朝第四方向DR4偏转的第一光L1、第二光L2和第三光L3的附图标记分别是L1B、L2B和L3B。

控制器10可以调节施加到第一下电极112、第三下电极212和第五下电极312的电压以在第一液晶层113、第三液晶层213和第五液晶层313中形成第一子转换平面116A、216A和316A以及第二子转换平面116B、216B和316B。

根据一示例实施方式，光束偏转器7可以同时产生多个偏转的光束IB。

图22是根据一示例实施方式的三维(3D)显示装置1000的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图21描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

3D显示装置1000可以包括可发射包括多个波段的相干光束的光源1100、可使来自光源1100的光偏转的光束偏转器1200、可控制用于在光束偏转器1200中使光偏转的方向的控制器1800、以及可通过衍射入射光而形成全息图像的空间光调制器1600。

3D显示装置1000可以进一步包括可将由光束偏转器1200偏转的光朝向空间光调制器1600引导的导光件1300、以及可在某个空间上聚焦全息图像的场镜(field lens)1500。

光束偏转器1200可以包括图1至图3所示的光束偏转器1、图4至图6所示的光束偏转器2、图7至图9的光束偏转器3、图10至图12的光束偏转器4、图13至图15的光束偏转器5、图16至图18的光束偏转器6和图19至图21的光束偏转器7中的任何一个、变型或组合。

光束偏转器1200可以使从光源1100发射的光偏转至两个方向。被偏转至两个方向的光可以分别是第一偏转光LA和第二偏转光LB。例如，第一偏转光LA和第二偏转光LB可以是分别被指引到左眼的光和被指引到右眼的光。当光束偏转器1200是图1至图18的光束偏转器1、2、3、4、5和6中的任何一个时，入射到光束偏转器1200以形成第一偏转光LA和第二偏转光LB的光可以在控制器400的控制下分别被时间上顺次地(time-serially)偏转至两个方向。例如，可以首先产生第一偏转光LA，然后可以产生第二偏转光LB。在另一示例中，可以首先产生第二偏转光LB，然后可以产生第一偏转光LA。当光束偏转器1200是图19至图21的光束偏转器7时，入射到光束偏转器1200的光可以被同时偏转至两个方向。

在从光源1100发射的光被光束偏转器1200偏转之后，光可以被导光件1300引导，被放大至与空间光调制器1600对应的尺寸，并朝向空间光调制器1600发射。导光件1300可以进一步包括用于使被光束偏转器1200偏转的光入射的输入耦合器1310、以及用于发射行进经过导光件1300的光的输出耦合器1320。

通过导光件1300发射的两种定向光束可以经过场镜1500入射到空间光调制器1600。空间光调制器1600可以形成具有用于调制入射光的干涉图案的全息图案。入射光可以被空间光调制器1600所形成的全息图案衍射和调制，因此在某个空间的一位置中再现全息图像。左眼全息图像可以在左眼位置被再现，右眼全息图像可以在右眼位置被再现。

根据一示例实施方式，包括光束偏转器1200的3D显示装置1000可以控制具有不同波段的光的行进方向。

图23是根据一示例实施方式的3D显示装置2000的概念图。为了描述的简洁，与以上参照图1至图22描述的内容基本上相同的内容将不被描述。

3D显示装置2000可以包括可发射包括多个波段的相干光束的光源2100、可使来自光源2100的光偏转的光束偏转器2300、可控制用于在光束偏转器2300中使光偏转的方向的控制器2800、以及可通过衍射入射光而形成全息图像的空间光调制器2600。

3D显示装置2000可以进一步包括可将来自光源2100的光朝向空间光调制器2600引导的导光件2200、以及可在某个空间上聚焦全息图像的场镜2500。

光束偏转器2300可以包括图1至图3所示的光束偏转器1、图4至图6所示的光束偏转器2、图7至图9的光束偏转器3、图10至图12的光束偏转器4、图13至图15的光束偏转器5、图16至图18的光束偏转器6和图19至图21的光束偏转器7中的任何一个、变型或组合。

3D显示装置2000可以在光束偏转器2300的布置位置方面不同于图22的3D显示装置1000。

从光源2100发射的光被导光件2200引导，被放大至与空间光调制器2600对应的尺寸，然后入射到光束偏转器2300。光束偏转器2300可以使入射光偏转至某一期望方向，例如，朝向使用者左眼的方向和朝向使用者右眼的方向。为了形成定向光，入射到光束偏转器2300的光可以在控制器2800的控制下分别被时间上顺次地偏转至两个方向，或者入射光可以通过使用图19至图21所示的光束偏转器7被同时偏转至所述两个方向。

通过光束偏转器2300发射的两种定向光束可以经过场镜2500入射到空间光调制器2600。空间光调制器2600可以形成具有用于调制入射光的干涉图案的全息图案。入射光可以被空间光调制器2600所形成的全息图案衍射和调制，因此在某个空间的一位置中再现全息图像。左眼全息图像可以在左眼位置被再现，右眼全息图像可以在右眼位置被再现。

图22和图23的3D显示装置1000和2000可以进一步包括眼睛跟踪传感器，使用者的左眼位置和右眼位置可以使用眼睛跟踪传感器被跟踪以控制偏转光束发射到对应的位置。

一个或更多个示例实施方式可以提供使包括具有不同波段的光的光束偏转的光束偏转器。

一个或更多个示例实施方式可以提供使包括具有不同波段的光的光束偏转的方法。

一个或更多个示例实施方式可以提供包括光束偏转器的3D显示装置，该光束偏转器使包括具有不同波段的光的光束偏转。

然而，实施方式的效果不限于前述公开内容。

应理解，在此描述的示例实施方式应仅在描述性的意义上被考虑，而不是出于限制的目的。对每个示例实施方式内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其它实施方式中的其它类似的特征或方面。

虽然已经参照附图描述了示例实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，在不背离如由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

本申请要求享有2020年3月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0033418号的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全文合并于此。

Claims (31)

1.一种光束偏转器，包括：

第一子偏转器，配置为使第一波段的光朝第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换所述第一波段的光的偏振方向；以及

第二子偏转器，配置为使与所述第一波段不同的第二波段的光朝所述第一方向和所述第二方向偏转，并且转换所述第二波段的光的偏振方向，

其中所述第一子偏转器和所述第二子偏转器被依次提供，使得所述第一波段的光和所述第二波段的光依次穿过所述第一子偏转器和所述第二子偏转器。

2.根据权利要求1所述的光束偏转器，进一步包括配置为转换所述第一波段的光的偏振方向的第一选择性偏振转换元件，

其中所述第一选择性偏振转换元件相对于所述第一子偏转器与所述第二子偏转器相反地提供，使得所述第一波段的光和所述第二波段的光穿过所述第一选择性偏振转换元件并被提供到所述第一子偏转器。

3.根据权利要求2所述的光束偏转器，进一步包括配置为使非偏振光偏振的偏振产生元件，

其中所述偏振产生元件相对于所述第一选择性偏振转换元件与所述第一子偏转器相反地提供，使得所述第一波段的光和所述第二波段的光穿过所述偏振产生元件并被提供到所述第一选择性偏振转换元件，以及

其中入射到所述偏振产生元件的所述第一波段的光和所述第二波段的光中的每种是非偏振光。

4.根据权利要求1所述的光束偏转器，其中所述第一子偏转器包括：

第一偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转；

第一通用偏振转换元件，配置为转换所述第一波段的光的偏振方向和所述第二波段的光的偏振方向；以及

第二偏转元件，配置为使具有与所述第一偏振方向不同的第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转，以及

其中所述第一偏转元件、所述第一通用偏振转换元件和所述第二偏转元件被依次提供，使得所述第一波段的光和所述第二波段的光依次穿过所述第一偏转元件、所述第一通用偏振转换元件和所述第二偏转元件。

5.根据权利要求4所述的光束偏转器，其中所述第一通用偏振转换元件包括半波片。

6.根据权利要求4所述的光束偏转器，其中所述第一偏转元件包括：

第一下电极，在所述第二方向上排列；

第一上电极层，面对所述第一下电极；以及

第一液晶层，提供在所述第一下电极与所述第一上电极层之间，以及

其中所述第一液晶层由所述第一下电极和所述第一上电极层控制，并且包括第一光路转换平面，所述第一光路转换平面配置为使具有所述第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转。

7.根据权利要求6所述的光束偏转器，其中所述第二偏转元件包括：

第二下电极，在所述第一方向上排列；

第二上电极层，面对所述第二下电极；以及

第二液晶层，提供在所述第二下电极与所述第二上电极层之间，以及

其中所述第二液晶层由所述第二下电极和所述第二上电极层控制，并且包括第二光路转换平面，所述第二光路转换平面配置为使具有所述第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转。

8.根据权利要求7所述的光束偏转器，其中所述第二子偏转器包括：

第三偏转元件，配置为使具有所述第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转；

第二通用偏振转换元件，配置为转换所述第一波段的光的偏振方向和所述第二波段的光的偏振方向；以及

第四偏转元件，配置为使具有所述第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转，以及

其中所述第三偏转元件、所述第二通用偏振转换元件和所述第四偏转元件被依次提供，使得所述第一波段的光和所述第二波段的光依次穿过所述第三偏转元件、所述第二通用偏振转换元件和所述第四偏转元件。

9.根据权利要求8所述的光束偏转器，其中所述第三偏转元件包括在所述第二方向上排列的第三下电极、面对所述第三下电极的第三上电极层以及提供在所述第三下电极与所述第三上电极层之间的第三液晶层，

其中所述第四偏转元件包括在所述第一方向上排列的第四下电极、面对所述第四下电极的第四上电极层以及提供在所述第四下电极与所述第四上电极层之间的第四液晶层，

其中所述第三液晶层由所述第三下电极和所述第三上电极层控制，并且包括第三光路转换平面，所述第三光路转换平面配置为使具有所述第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转，以及

其中所述第四液晶层由所述第四下电极和所述第四上电极层控制，并且包括第四光路转换平面，所述第四光路转换平面配置为使具有所述第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转。

10.根据权利要求9所述的光束偏转器，进一步包括：

第三子偏转器，配置为使分别与所述第一波段和所述第二波段不同的第三波段的光偏转；

第二选择性偏振转换元件，配置为转换所述第三波段的光的偏振方向；以及

第三选择性偏振转换元件，配置为转换所述第一波段的光的偏振方向，

其中所述第一子偏转器、所述第二选择性偏振转换元件、所述第二子偏转器、所述第三选择性偏振转换元件和所述第三子偏转器被依次提供，使得所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光依次穿过所述第一子偏转器、所述第二选择性偏振转换元件、所述第二子偏转器、所述第三选择性偏振转换元件和所述第三子偏转器。

11.根据权利要求10所述的光束偏转器，其中所述第三子偏转器包括：

第五偏转元件，配置为使具有所述第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转；

第三通用偏振转换元件，配置为转换所述第一波段的光的偏振方向、所述第二波段的光的偏振方向和所述第三波段的光的偏振方向；以及

第六偏转元件，配置为使具有所述第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转，以及

其中所述第五偏转元件、所述第三通用偏振转换元件和所述第六偏转元件被依次提供，使得所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光依次穿过所述第五偏转元件、所述第三通用偏振转换元件和所述第六偏转元件。

12.根据权利要求11所述的光束偏转器，其中所述第五偏转元件包括在所述第二方向上排列的第五下电极、面对所述第五下电极的第五上电极层以及提供在所述第五下电极与所述第五上电极层之间的第五液晶层，

其中所述第六偏转元件包括在所述第一方向上排列的第六下电极、面对所述第六下电极的第六上电极层以及提供在所述第六下电极与所述第六上电极层之间的第六液晶层，

其中所述第五液晶层由所述第五下电极和所述第五上电极层控制，并且包括第五光路转换平面，所述第五光路转换平面配置为使具有所述第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转，以及

其中所述第六液晶层由所述第六下电极和所述第六上电极层控制，并且包括第六光路转换平面，所述第六光路转换平面配置为使具有所述第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转。

13.根据权利要求11所述的光束偏转器，进一步包括配置为转换所述第一波段的光的偏振方向的第一选择性偏振转换元件，

其中所述第一选择性偏振转换元件相对于所述第一子偏转器与所述第二子偏转器相反地提供，使得所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光穿过所述第一选择性偏振转换元件并被提供到所述第一子偏转器。

14.根据权利要求13所述的光束偏转器，进一步包括配置为使非偏振光偏振的偏振产生元件，

其中所述偏振产生元件相对于所述第一选择性偏振转换元件与所述第一子偏转器相反地提供，使得所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光穿过所述偏振产生元件并被提供到所述第一选择性偏振转换元件，以及

其中入射到所述偏振产生元件的所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光中的每种是非偏振光。

15.根据权利要求12所述的光束偏转器，其中所述第一液晶层、所述第三液晶层和所述第五液晶层中的每个进一步包括第一附加光路转换平面，所述第一附加光路转换平面配置为使具有所述第一偏振方向的光朝与所述第二方向相反的第四方向偏转。

16.根据权利要求15所述的光束偏转器，进一步包括附加偏转器，所述附加偏转器配置为转换从所述第三子偏转器发射的所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光的路径。

17.根据权利要求11所述的光束偏转器，进一步包括最后的偏振转换元件，所述最后的偏振转换元件配置为将所述第一波段的光的偏振方向、所述第二波段的光的偏振方向和所述第三波段的光的偏振方向改变为彼此一致，

其中所述最后的偏振转换元件配置为接收从所述第六偏转元件发射的所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光，并且选择性地转换所述第一波段的光的偏振方向、所述第二波段的光的偏振方向和所述第三波段的光的偏振方向。

18.根据权利要求11所述的光束偏转器，进一步包括至少一个处理器，所述至少一个处理器配置为控制所述第一偏转元件、所述第二偏转元件、所述第三偏转元件、所述第四偏转元件、所述第五偏转元件和所述第六偏转元件中的每个以使所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光偏转。

19.一种使光束偏转的方法，所述方法包括：

通过第一偏转元件，使具有第一偏振方向的第一波段的光朝第一方向偏转；

通过第一通用偏振转换元件，将所述第一波段的光的偏振方向从所述第一偏振方向改变为与所述第一偏振方向交叉的第二偏振方向，并且将与所述第一波段不同的第二波段的光的偏振方向从所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向；

通过第二偏转元件，使具有所述第二偏振方向的所述第一波段的光朝与所述第一方向交叉的第二方向偏转；

通过第三偏转元件，使具有所述第一偏振方向的所述第二波段的光朝所述第一方向偏转；

通过第二通用偏振转换元件，将所述第二波段的光的偏振方向从所述第一偏振方向转换为所述第二偏振方向，并且将所述第一波段的光的偏振方向从所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向；以及

通过第四偏转元件，使具有所述第二偏振方向的所述第二波段的光朝所述第二方向偏转，

其中所述第一波段的光和所述第二波段的光依次穿过所述第一偏转元件、所述第一通用偏振转换元件、所述第二偏转元件、所述第三偏转元件、所述第二通用偏振转换元件和所述第四偏转元件。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

通过第一选择性偏振转换元件，将具有所述第一偏振方向的所述第一波段的光和具有所述第二偏振方向的所述第二波段的光提供到所述第一偏转元件，

其中所述第一选择性偏振转换元件将所述第一波段的光的偏振方向从所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向并且将所述第二波段的光的偏振方向保持为所述第二偏振方向。

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括通过使用偏振产生元件，将具有所述第二偏振方向的所述第一波段的光和具有所述第二偏振方向的所述第二波段的光提供到所述第一选择性偏振转换元件，

其中所述偏振产生元件使非偏振的所述第一波段的光和非偏振的所述第二波段的光在所述第二偏振方向上偏振，并且将具有所述第二偏振方向的所述第一波段的光和具有所述第二偏振方向的所述第二波段的光提供到所述第一选择性偏振转换元件。

22.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

通过第二选择性偏振转换元件，将与所述第一波段和所述第二波段不同的第三波段的光的偏振方向从所述第一偏振方向转换为所述第二偏振方向；

通过第三选择性偏振转换元件，将所述第一波段的光的偏振方向从所述第一偏振方向转换为所述第二偏振方向；

通过第五偏转元件，使具有所述第一偏振方向的所述第三波段的光朝所述第一方向偏转；

通过第三通用偏振转换元件，将所述第三波段的光的偏振方向从所述第一偏振方向转换为所述第二偏振方向，并且将所述第一波段的光的偏振方向和所述第二波段的光的偏振方向从所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向；以及

通过第六偏转元件，使具有所述第二偏振方向的所述第三波段的光朝所述第二方向偏转，

其中所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光依次穿过所述第一选择性偏振转换元件、所述第一偏转元件、所述第一通用偏振转换元件、所述第二偏转元件、所述第二选择性偏振转换元件、所述第三偏转元件、所述第二通用偏振转换元件、所述第四偏转元件、所述第三选择性偏振转换元件、所述第五偏转元件、所述第三通用偏振转换元件和所述第六偏转元件，

其中所述第一选择性偏振转换元件将所述第三波段的光的偏振方向保持为所述第二偏振方向，

其中所述第一通用偏振转换元件将所述第三波段的光的偏振方向从所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向；以及

其中所述第二通用偏振转换元件将所述第三波段的光的偏振方向从所述第二偏振方向转换为所述第一偏振方向。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括通过最后的偏振转换元件，将所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光的偏振方向改变为彼此一致。

24.根据权利要求22所述的方法，进一步包括通过附加偏转元件，转换从所述第六偏转元件发射的所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光的路径。

25.根据权利要求22所述的方法，进一步包括通过至少一个处理器，控制所述第一偏转元件、所述第二偏转元件、所述第三偏转元件、所述第四偏转元件、所述第五偏转元件和所述第六偏转元件。

26.一种三维显示装置，包括：

光源，配置为发射包括多个波段的光束；

光束偏转器，配置为使所述光束偏转；

至少一个处理器，配置为控制所述光束偏转器使光朝预定方向偏转；以及

空间光调制器，配置为衍射所述光束以形成全息图像，

其中所述光束偏转器包括：

第一子偏转器，配置为使第一波段的光朝第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换所述第一波段的光的偏振方向；以及

第二子偏转器，配置为使与所述第一波段不同的第二波段的光朝所述第一方向和所述第二方向偏转，并且转换所述第二波段的光的偏振方向，以及

其中所述第一子偏转器和所述第二子偏转器提供在从所述光源发射的所述光束的路径中。

27.根据权利要求26所述的三维显示装置，其中所述第一子偏转器包括：

第一偏转元件，配置为使具有第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转；

第一通用偏振转换元件，配置为转换所述第一波段的光的偏振方向和所述第二波段的光的偏振方向；以及

第二偏转元件，配置为使具有与所述第一偏振方向不同的第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转，以及

其中所述第二子偏转器包括：

第三偏转元件，配置为使具有所述第一偏振方向的光朝所述第二方向偏转；

第二通用偏振转换元件，配置为转换所述第一波段的光的偏振方向和所述第二波段的光的偏振方向；以及

第四偏转元件，配置为使具有所述第二偏振方向的光朝所述第一方向偏转。

28.根据权利要求27所述的三维显示装置，进一步包括：

第三子偏转器，配置为使分别与所述第一波段和所述第二波段不同的第三波段的光朝所述第一方向和所述第二方向偏转；

第一选择性偏振转换元件，配置为选择性地转换所述第一波段的光的偏振方向；

第二选择性偏振转换元件，配置为选择性地转换所述第三波段的光的偏振方向；以及

第三选择性偏振转换元件，配置为选择性地转换所述第一波段的光的偏振方向，

其中所述第一选择性偏振转换元件、所述第一子偏转器、所述第二选择性偏振转换元件、所述第二子偏转器、所述第三选择性偏振转换元件和所述第三子偏转器被依次提供，使得所述光束依次穿过所述第一选择性偏振转换元件、所述第一子偏转器、所述第二选择性偏振转换元件、所述第二子偏转器、所述第三选择性偏振转换元件和所述第三子偏转器。

29.根据权利要求28所述的三维显示装置，进一步包括最后的偏振转换元件，所述最后的偏振转换元件配置为将所述第一波段的光的偏振方向、所述第二波段的光的偏振方向和所述第三波段的光的偏振方向改变为彼此一致，

其中所述最后的偏振转换元件配置为接收从所述第三子偏转器发射的所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光，并且选择性地转换所述第一波段的光的偏振方向、所述第二波段的光的偏振方向和所述第三波段的光的偏振方向。

30.根据权利要求29所述的三维显示装置，其中所述第一子偏转器、所述第二子偏转器和所述第三子偏转器配置为分别分割所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光，

其中所述第一波段的光被所述第一子偏转器分割成朝所述第一方向和所述第二方向偏转的光以及朝所述第一方向和与所述第二方向相反的方向偏转的光，

其中所述第二波段的光被所述第二子偏转器分割成朝所述第一方向和所述第二方向偏转的光以及朝所述第一方向和与所述第二方向相反的所述方向偏转的光，以及

其中所述第三波段的光被所述第三子偏转器分割成朝所述第一方向和所述第二方向偏转的光以及朝所述第一方向和与所述第二方向相反的所述方向偏转的光。

31.一种光束偏转器，包括：

第一子偏转器，配置为使第一波段的光朝第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向偏转，并且转换所述第一波段的光的偏振方向；

第二子偏转器；配置为使与所述第一波段不同的第二波段的光朝所述第一方向和所述第二方向偏转，并且转换所述第二波段的光的偏振方向；以及

第三子偏转器，配置为使具有分别与所述第一波段和所述第二波段不同的第三波段的光偏转，并且转换所述第一波段的光的偏振方向、所述第二波段的光的偏振方向和所述第三波段的光的偏振方向，

其中所述第一子偏转器、所述第二子偏转器和所述第三子偏转器被依次提供，使得所述第一波段的光、所述第二波段的光和所述第三波段的光依次穿过所述第一子偏转器、所述第二子偏转器和所述第三子偏转器。

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