KR102738368B1

KR102738368B1 - Apparatus, method for estimating a phase retarder and method of manufacturing the phase retarder using the same

Info

Publication number: KR102738368B1
Application number: KR1020220076169A
Authority: KR
Inventors: 최기홍; 박중기; 홍기훈
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2024-12-04
Anticipated expiration: 2042-06-22
Also published as: KR20230046195A

Abstract

위상차판의 평가 장치, 평가 방법 및 이를 이용한 위상차판의 제작 방법이 개시된다.
상기 위상차판의 평가 장치는, 입사광을 선형 편광으로 출력하여, 테스트할 위상차판으로 상기 선형 편광을 입사시키는 편광 소자; 상기 선형 편광이 입사된 상기 위상차판으로부터 출력되는 출사광을 수신하는 복수의 편광 픽셀을 구비하며, 상기 편광 픽셀에서 변조된 상기 출사광에 기반하여 상기 위상차판의 편광 이미지를 취득하는 편광 이미지 획득 모듈; 및 상기 편광 이미지의 편광 픽셀 간 밝기값의 균일도에 기초하여 상기 위상차판의 품질을 평가하는 프로세서를 포함한다. 상기 편광 픽셀은 상기 출사광을 복수의 투과각에 기반하여 변조하고, 상기 변조된 출사광을 검출한다. An evaluation device for a phase difference plate, an evaluation method, and a method for manufacturing a phase difference plate using the same are disclosed.
The evaluation device of the above-mentioned phase difference plate includes a polarizing element that outputs incident light as linearly polarized light and causes the linearly polarized light to be incident on a phase difference plate to be tested; a polarization image acquisition module that receives outgoing light output from the phase difference plate onto which the linearly polarized light has been incident, the polarization image acquisition module acquiring a polarization image of the phase difference plate based on the outgoing light modulated by the polarization pixels; and a processor that evaluates the quality of the phase difference plate based on the uniformity of brightness values between the polarization pixels of the polarization image. The polarization pixels modulate the outgoing light based on a plurality of transmission angles and detect the modulated outgoing light.

Description

{APPARATUS, METHOD FOR ESTIMATING A PHASE RETARDER AND METHOD OF MANUFACTURING THE PHASE RETARDER USING THE SAME}

본 개시는 위상차판의 평가 장치, 평가 방법 및 이를 이용한 위상차판의 제작 방법에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 단일 노출 및 대면적으로 위상차판의 성능을 평가함과 아울러서, 다양한 색상, 즉 풀 컬러(full color)에 대한 위상차판의 성능을 계측하는 위상차판의 평가 장치, 평가 방법 및 이를 이용한 위상차판의 제작 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an evaluation device for a phase difference plate, an evaluation method, and a method for manufacturing a phase difference plate using the same, and more specifically, to an evaluation device for a phase difference plate, an evaluation method, and a method for manufacturing a phase difference plate using the same for evaluating the performance of a phase difference plate with a single exposure and a large area, and measuring the performance of the phase difference plate for various colors, i.e., full color.

액정 디스플레이, 유기 발광 디스플레이, 홀로그램 디스플레이 등 다양한 화상 표시 장치가 최근에 폭넓게 개발되거나 사용되고 있다. Various image display devices, such as liquid crystal displays, organic light-emitting displays, and holographic displays, have been widely developed or used recently.

화상 표시 장치는 출시 전의 제조 과정 중에서 다양한 불량이 발생하게 되므로 여러 검사 과정을 거치며, 그 중에서 화상 표시 장치에서 가장 많이 사용되는 부품 중 하나가 편광자, 위상차판 등 여러 광학 소자이다. 광학 소자의 결함은 화상 표시 장치의 불량 원인의 주요 원인 중 하나이다. 광학 필름의 결함 검출은 먼저 결함인지 여부를 판별하여 결함으로 판별되면, 결함에 따른 수리, 폐기, 나아가 결함 원인의 제거 등은 제조 공정의 생산 수율 측면에서 중요한 부분이다. Since various defects occur during the manufacturing process before release, image display devices go through various inspection processes, and among them, one of the most used parts in image display devices is various optical elements such as polarizers and phase plates. Defects in optical elements are one of the main causes of defects in image display devices. Defect detection in optical films is first determined whether it is a defect, and if it is determined to be a defect, repair, disposal, and even removal of the cause of the defect are important parts in terms of the production yield of the manufacturing process.

한편, 편광의 상태는 두 개의 직교하는 축으로 표현할 수 있으며, 위상차판은 입사하는 광의 편광 기준축에서 직교하는 축을 상대적으로 지연시키는 광학 소자이다. 위상차판은 복굴절이 있는 결정체로 제작될 수 있다. 평판 디스플레이 기술에서 대면적의 박막을 갖는 파장판의 수요가 증가함에 따라, 고분자 액정 기반의 필름 타입의 위상차판도 널리 사용이 되고 있다.Meanwhile, the state of polarization can be expressed by two orthogonal axes, and the phase plate is an optical element that relatively retards the axis orthogonal to the polarization reference axis of the incident light. The phase plate can be made of a crystal with birefringence. As the demand for wave plates with large-area thin films in flat panel display technology increases, film-type phase plates based on polymer liquid crystals are also widely used.

위상차판의 결함 측정을 위해, 통상적으로 편광계(또는 선광계; polarimeter)가 활용된다. 편광계를 이용한 결함 측정법은 광센서 전방에서 편광판을 회전시키며, 특정 시간 간격의 밝기를 관찰하고 조합하여 편광 상태를 추정할 수 있다. 그러나, 상기 측정법에 의하면 위상차판의 편광 측정을 위한 샘플 데이터 수집에 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다. 또한, 상기 측정법은 대면적의 위상차판을 단시간에 계측할 수도 없다.To measure defects in a phase difference plate, a polarimeter (or polarimeter) is usually used. The defect measurement method using a polarimeter rotates a polarizing plate in front of a light sensor, observes brightness at specific time intervals, and combines them to estimate the polarization state. However, the above measurement method has a disadvantage in that it takes a lot of time to collect sample data for polarization measurement of the phase difference plate. In addition, the above measurement method cannot measure a large-area phase difference plate in a short period of time.

본 개시의 기술적 과제는 단일 노출 및 대면적으로 위상차판의 성능을 평가함과 아울러서, 다양한 색상, 즉 풀 컬러에 대한 위상차판의 성능을 계측하는 위상차판의 평가 장치, 평가 방법 및 이를 이용한 위상차판의 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The technical problem of the present disclosure is to provide an evaluation device and an evaluation method for a phase difference plate that evaluates the performance of the phase difference plate with a single exposure and a large area, and also measures the performance of the phase difference plate for various colors, i.e., full color, and a method for manufacturing a phase difference plate using the same.

본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present disclosure belongs from the description below.

본 개시의 일 양상에 따르면, 위상차판의 평가 장치가 개시된다. 상기 위상차판의 평가 장치는, 입사광을 선형 편광으로 출력하여, 테스트할 위상차판으로 상기 선형 편광을 입사시키는 편광 소자; 상기 선형 편광이 입사된 상기 위상차판으로부터 출력되는 출사광을 수신하는 복수의 편광 픽셀을 구비하며, 상기 편광 픽셀에서 변조된 상기 출사광에 기반하여 상기 위상차판의 편광 이미지를 취득하는 편광 이미지 획득 모듈; 및 상기 편광 이미지의 편광 픽셀 간 밝기값의 균일도에 기초하여 상기 위상차판의 품질을 평가하는 프로세서를 포함한다. 상기 편광 픽셀은 상기 출사광을 복수의 투과각에 기반하여 변조하고, 상기 변조된 출사광을 검출한다. According to one aspect of the present disclosure, an evaluation device for a phase difference plate is disclosed. The evaluation device for a phase difference plate includes: a polarizing element which outputs incident light as linearly polarized light and causes the linearly polarized light to be incident on a phase difference plate to be tested; a polarization image acquisition module which has a plurality of polarizing pixels which receive emitted light output from the phase difference plate onto which the linearly polarized light is incident, and acquires a polarization image of the phase difference plate based on the emitted light modulated by the polarizing pixels; and a processor which evaluates the quality of the phase difference plate based on the uniformity of brightness values between the polarization pixels of the polarization image. The polarizing pixels modulate the emitted light based on a plurality of transmission angles and detect the modulated emitted light.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 편광 픽셀은 각각 복수의 투과각을 갖도록 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, each of the plurality of polarizing pixels can be configured to have a plurality of transmission angles.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 편광 픽셀은 상기 복수의 투과각 별로 미세 픽셀을 포함하도록 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the polarizing pixel may be configured to include micro-pixels for each of the plurality of transmission angles.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 미세 픽셀은 상기 출사광을 수신하는 방향을 따라 배치되는 미세 편광자 및 이미지 센서를 포함하고, 상기 미세 편광자는 상기 편광 픽셀을 구성하는 상기 미세 픽셀 별로 서로 상이한 투과각의 투과축을 갖도록 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the micro-pixel includes a micro-polarizer and an image sensor arranged along a direction in which the light is received, and the micro-polarizer may be formed to have a transmission axis having a different transmission angle for each of the micro-pixels constituting the polarizing pixel.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 편광 이미지 획득 모듈은 상기 수신하는 방향을 따라 상기 미세 픽셀의 전방에 배치되는 마이크로 렌즈를 구비하는 마이크로 렌즈 어레이를 더 포함하고, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 복수의 편광 픽셀을 커버하도록 배열된 복수의 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the polarization image acquisition module further includes a micro lens array having micro lenses arranged in front of the micro pixels along the receiving direction, wherein the micro lens array may include a plurality of micro lenses arranged to cover the plurality of polarization pixels.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 편광 이미지로부터 상기 미세 픽셀 별 미세 밝기값을 취득하며, 상기 미세 픽셀 별 양자 효율에 기반하여 상기 미세 밝기값을 보정하고, 상기 보정된 미세 밝기값에 기초하여 상기 편광 픽셀 별 밝기값을 취득하되, 상기 양자 효율은 상기 출사광의 광량 및 상기 미세 픽셀을 통과한 상기 출사광의 출력 광량 간의 비율일 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the processor acquires a micro-brightness value for each micro-pixel from the polarization image, corrects the micro-brightness value based on a quantum efficiency for each micro-pixel, and acquires the brightness value for each polarization pixel based on the corrected micro-brightness value, wherein the quantum efficiency may be a ratio between a light amount of the emitted light and an output light amount of the emitted light passing through the micro-pixel.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양자 효율은 상기 출사광의 파장마다 상기 투과각 별로 측정된 상대적인 양자 효율을 이용하며, 상기 상대적인 양자 효율은 상기 미세 픽셀 별 실제의 양자 효율에 대하여, 상기 편광 픽셀을 구성하는 상기 미세 픽셀들의 투과각들에 상응하는 실제 양자 효율들의 평균값을 나눈 값일 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the quantum efficiency uses a relative quantum efficiency measured for each of the transmission angles for each wavelength of the emitted light, and the relative quantum efficiency may be a value obtained by dividing an average value of actual quantum efficiencies corresponding to the transmission angles of the micro-pixels constituting the polarizing pixel by the actual quantum efficiency for each micro-pixel.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 편광 픽셀은 그룹 별로 군집화되며, 상기 그룹 내의 편광 픽셀들 중 적어도 일부는 서로 상이한 색상 채널로 표현되도록 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the plurality of polarization pixels are clustered into groups, and at least some of the polarization pixels within the groups can be configured to be represented by different color channels.

본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 편광 이미지에서의 상기 복수의 편광 픽셀의 밝기값들에 기반하는 표준 편차에 기초하여 균일도를 결정하고, 상기 표준 편차가 허용 공차 이하인 것에 응답하여, 상기 위상차판을 양품(fair quality)으로 결정할 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, the processor can determine uniformity based on a standard deviation based on brightness values of the plurality of polarization pixels in the polarization image, and determine the phase difference plate to be fair quality in response to the standard deviation being less than or equal to an acceptable tolerance.

본 개시의 다른 양상에 따르면, 위상차판의 평가 방법이 개시된다. 편광 소자, 복수의 편광 픽셀을 갖는 편광 이미지 획득 모듈 및 프로세서를 구비하는 위상차판의 평가 장치를 이용한 위상차판 평가 방법에 있어서, 상기 편광 소자에 의해, 입사광을 선형 편광으로 출력하여, 테스트할 위상차판으로 상기 선형 편광을 입사하는 단계; 상기 편광 이미지 획득 모듈에 의해, 상기 선형 편광이 입사된 상기 위상차판으로부터 출력되는 출사광을 복수의 편광 픽셀에서 수신하여, 상기 편광 픽셀에서 변조된 상기 출사광에 기반하여 상기 위상차판의 편광 이미지를 취득하는 단계; 및 상기 프로세서에 의해, 상기 편광 이미지의 편광 픽셀 간 밝기값의 균일도에 기초하여 상기 위상차판의 품질을 평가하는 단계를 포함한다. 상기 편광 픽셀은 상기 출사광을 복수의 투과각에 기반하여 변조하고, 상기 변조된 출사광을 검출한다. According to another aspect of the present disclosure, a method for evaluating a phase difference plate is disclosed. A method for evaluating a phase difference plate using an evaluation device for a phase difference plate having a polarizing element, a polarizing image acquisition module having a plurality of polarizing pixels, and a processor, the method comprising: a step of outputting incident light as linearly polarized light by the polarizing element and causing the linearly polarized light to enter a phase difference plate to be tested; a step of receiving, by the polarizing image acquisition module, an outgoing light output from the phase difference plate on which the linearly polarized light is incident, at a plurality of polarizing pixels, and acquiring a polarization image of the phase difference plate based on the outgoing light modulated by the polarizing pixels; and a step of evaluating, by the processor, the quality of the phase difference plate based on uniformity of brightness values between the polarizing pixels of the polarization image. The polarizing pixels modulate the outgoing light based on a plurality of transmission angles, and detect the modulated outgoing light.

본 개시의 또 다른 양상에 따르면, 위상차판의 제작 방법이 개시된다. 편광 소자, 복수의 편광 픽셀을 갖는 편광 이미지 획득 모듈 및 프로세서를 구비하는 위상차판 샘플의 평가 장치를 이용한 위상차판의 제작 방법에 있어서, 상기 편광 소자에 의해, 입사광을 선형 편광으로 출력하여, 위상차판 샘플로 상기 선형 편광을 입사하는 단계; 상기 편광 이미지 획득 모듈에 의해, 상기 선형 편광이 입사된 상기 위상차판 샘플로부터 출력되는 출사광을 복수의 편광 픽셀에서 수신하여, 상기 편광 픽셀에서 변조된 상기 출사광에 기반하여 상기 위상차판 샘플의 편광 이미지를 취득하는 단계; 상기 프로세서에 의해, 상기 편광 이미지의 편광 픽셀 간 밝기값의 균일도에 기초하여 상기 위상차판 샘플의 품질을 평가하는 단계; 상기 위상차판 제조 장치에서 상기 샘플의 제작 공정 조건을 적용하도록, 상기 프로세서에 의해, 상기 위상차판 샘플이 양품으로 평가된 것에 응답하여, 양품 메시지를 상기 위상차판 제조 장치에 전송하는 단계; 및 상기 위상차판 제조 장치에서 상기 샘플의 제작 공정 조건을 변경하도록, 상기 프로세서에 의해, 상기 위상차판 샘플이 불량으로 평가된 것에 응답하여, 불량 메시지를 상기 위상차판 제조 장치에 전송하는 단계를 포함한다. 상기 편광 픽셀은 상기 출사광을 복수의 투과각에 기반하여 변조하고, 상기 변조된 출사광을 검출한다. According to another aspect of the present disclosure, a method for manufacturing a phase difference plate is disclosed. A method for manufacturing a phase difference plate using an evaluation device for a phase difference plate sample having a polarizing element, a polarizing image acquisition module having a plurality of polarizing pixels, and a processor, the method comprising: a step of: outputting incident light as linear polarization by the polarizing element, and incidenting the linear polarization onto a phase difference plate sample; a step of: receiving, by the polarizing image acquisition module, outgoing light output from the phase difference plate sample on which the linear polarization has been incident, at a plurality of polarizing pixels, and acquiring a polarization image of the phase difference plate sample based on the outgoing light modulated by the polarizing pixels; a step of: evaluating, by the processor, the quality of the phase difference plate sample based on uniformity of brightness values between the polarizing pixels of the polarization image; a step of: transmitting, by the processor, a good product message to the phase difference plate manufacturing device in response to the phase difference sample being evaluated as a good product, so as to apply a manufacturing process condition of the sample in the phase difference manufacturing device; And a step of transmitting a defective message to the phase difference plate manufacturing device in response to the phase difference plate sample being evaluated as defective by the processor so as to change the manufacturing process conditions of the sample in the phase difference plate manufacturing device. The polarizing pixel modulates the emitted light based on a plurality of transmission angles and detects the modulated emitted light.

본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.The features briefly summarized above regarding the present disclosure are merely exemplary aspects of the detailed description of the present disclosure that follows and do not limit the scope of the present disclosure.

본 개시에 따르면, 단일 노출 및 대면적으로 위상차판의 성능을 평가함과 아울러서, 다양한 색상, 즉 풀 컬러에 대한 위상차판의 성능을 계측하는 위상차판의 평가 장치, 평가 방법 및 이를 이용한 위상차판의 제작 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide an evaluation device and an evaluation method for a phase difference plate that evaluate the performance of the phase difference plate with a single exposure and a large area, and also measure the performance of the phase difference plate for various colors, i.e., full color, and a method for manufacturing a phase difference plate using the same.

구체적으로, 위상차판의 원편광 변조 성능을 평가할 때, 복수의 투과각을 갖는 편광 픽셀이 배열된 편광 이미지 획득 모듈을 이용함으로써, 단일 노출 및 대면적으로 위상차판의 복수 구획의 편광 상태와 관련된 품질을 동시에 평가할 수 있다. Specifically, when evaluating the circular polarization modulation performance of a phase difference plate, by using a polarization image acquisition module in which polarization pixels having multiple transmission angles are arranged, it is possible to simultaneously evaluate the quality related to the polarization state of multiple sections of the phase difference plate through a single exposure and over a large area.

또한, 복수의 편광 픽셀이 다양한 색상 채널로 표현되도록 형성됨으로써, 단일 노출로 풀 컬러에 대한 위상차판의 원편광 변조 성능을 측정할 수 있다. In addition, since multiple polarization pixels are formed to be expressed in various color channels, the circular polarization modulation performance of the phase difference plate for full color can be measured with a single exposure.

이에 더하여, 기존의 카메라와 카메라 렌즈의 규격을 이용하여, 홀로그램 촬영을 수행할 수 있으며, 기존 카메라 렌즈와 홀로그래픽 카메라 렌즈 간 전환이 용이하게 실현될 수 있다. In addition, holographic shooting can be performed using the specifications of existing cameras and camera lenses, and switching between existing camera lenses and holographic camera lenses can be easily realized.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable from the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by a person skilled in the art to which the present disclosure belongs from the description below.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 위상차판의 평가 장치의 구성도이다.
도 2는 편광 이미지 획득 모듈의 구성도이다.
도 3은 컬러 편광 픽셀을 도시한 도면이다.
도 4은 미세 픽셀의 미세 밝기값을 보정하기 위해 적용되는 상대적인 양자 효율의 측정 데이터를 예시한 그래프이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시에 따른 위상차판의 평가 방법을 이용한 위상차판의 제작 방법에 관한 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 양품 및 불량으로 판정되는 편광 이미지의 밝기값 분포들을 예시한 도면들이다.FIG. 1 is a configuration diagram of an evaluation device for a phase difference plate according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 2 is a configuration diagram of a polarization image acquisition module.
Figure 3 is a diagram illustrating color polarization pixels.
Figure 4 is a graph illustrating measurement data of relative quantum efficiency applied to correct the fine brightness value of fine pixels.
FIG. 5 is a flowchart of a method for manufacturing a phase difference plate using a method for evaluating a phase difference plate according to another embodiment of the present disclosure.
Figures 6a and 6b are diagrams illustrating the distributions of brightness values of polarization images judged as good and bad, respectively.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings so that those skilled in the art can easily implement the present disclosure. However, the present disclosure may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In describing embodiments of the present disclosure, if it is determined that a specific description of a known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted. In addition, parts in the drawings that are not related to the description of the present disclosure have been omitted, and similar parts have been given similar drawing reference numerals.

본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결 관계 뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present disclosure, when a component is said to be "connected," "coupled," or "connected" to another component, this may include not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship in which another component exists in between. In addition, when a component is said to "include" or "have" another component, this does not exclude the other component unless specifically stated otherwise, but rather means that the other component may be included.

본 개시에 있어서, 제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들 간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제 1 구성요소는 다른 실시 예에서 제 2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제 2 구성요소를 다른 실시 예에서 제 1 구성요소라고 칭할 수도 있다. In this disclosure, the terms first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, and do not limit the order or importance between the components unless specifically stated. Accordingly, within the scope of this disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment may be referred to as a first component in another embodiment.

본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함 이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. In the present disclosure, the components that are distinguished from each other are intended to clearly explain the characteristics of each, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form a single hardware or software unit, or a single component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even if not mentioned separately, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.

본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.In the present disclosure, the components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment that consists of a subset of the components described in one embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, an embodiment that includes other components in addition to the components described in various embodiments is also included in the scope of the present disclosure.

본 개시에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나(at least one of A, B, C or combination thereof)"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. In this disclosure, each of the phrases "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B", "A, B or C", "at least one of A, B and C", and "at least one of A, B, C or combination thereof" can include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or all possible combinations thereof.

본 개시에 있어서, 본 명세서에 사용되는 위치 관계의 표현, 예컨대 상부, 하부, 좌측, 우측 등은 설명의 편의를 위해 기재된 것이고, 본 명세서에 도시된 도면을 역으로 보는 경우에는, 명세서에 기재된 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다.In the present disclosure, expressions of positional relationships used in the present specification, such as top, bottom, left, right, etc., are described for convenience of explanation, and when the drawings illustrated in the present specification are viewed in reverse, the positional relationships described in the specification may be interpreted in the opposite way.

이하, 도 1을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 위상차판의 평가 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 위상차판의 평가 장치의 구성도이다.Hereinafter, an evaluation device for a phase difference plate according to one embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a configuration diagram of an evaluation device for a phase difference plate according to one embodiment of the present disclosure.

위상차판의 평가 장치(100)의 설명에 앞서, 평가 또는 테스트의 대상인 위상차판은 반파장판(half-waveplate)과 사분파장판(quarter-waveplate)로 분류될 수 있다. 반파장판은 입사 파장을 기준으로 지연되는 양이 파장의 절반인 위상차판일 수 있다. 선편광 성분이 입사하여 반파장판을 통과하면 선편광 성분의 진동방향은 90도 회전된 광이 출력될 수 있다. 사분파장판은 입사 파장을 기준으로 지연되는 양이 파장의 1/4인 위상차판일 수 있다. 선편광 성분이 사분파장판을 통과하여, 사분파장판의 광축이 선편광 성분의 진동방향과 45도로 정렬되면, 원편광이 출력될 수 있다. IEEE 부호 규약 기준으로 광이 진행하는 방향을 엄지손가락의 지시방향이라 가정할 때, 편광 벡터의 회전 방향 및 나머지 손가락이 감기는 방향이 오른손과 일치하면 우원 편광으로 칭하고, 상기 회전 방향과 상기 감기는 방향이 왼손과 일치하면 좌원 편광으로 칭해질 수 있다. Before describing the evaluation device (100) of the phase plate, the phase plate to be evaluated or tested can be classified into a half-wave plate and a quarter-wave plate. The half-wave plate can be a phase plate in which the amount of delay based on the incident wavelength is half of the wavelength. When a linearly polarized component is incident and passes through the half-wave plate, light in which the vibration direction of the linearly polarized component is rotated by 90 degrees can be output. The quarter-wave plate can be a phase plate in which the amount of delay based on the incident wavelength is 1/4 of the wavelength. When the linearly polarized component passes through the quarter-wave plate and the optical axis of the quarter-wave plate is aligned at 45 degrees to the vibration direction of the linearly polarized component, circularly polarized light can be output. Assuming that the direction in which light propagates is the pointing direction of the thumb according to the IEEE symbol convention, if the rotation direction of the polarization vector and the direction in which the remaining fingers are wound are the same as those of the right hand, it is called right-handed polarization, and if the rotation direction and the winding direction are the same as those of the left hand, it can be called left-handed polarization.

본 개시에서는 평가 장치에서 테스트되는 대상 또는 샘플로서의 위상차판이 사분파장판인 것을 예시하여 설명하기로 한다. 이하의 개시는 위상차판이 반파장판인 경우에도 적용될 수 있다. 또한, 본 개시에서는 위상차판 제조 장치(200)에서 생산된 위상차판 샘플을 테스트하여 평가 결과를 위상차판 제조 장치(200)로 피드백하는 위상차판의 평가 장치(100)를 예시한다. 이에 의하면, 위상차판 제조 장치(200)는 피드백받은 평가 결과와 관련된 메시지에 따라, 샘플과 동일한 제작 공정 조건을 유지하거나, 후속 제작되는 위상차판의 제작 공정 조건을 변경하여 후속 샘플을 생산할 수 있다. 따라서, 본 개시는 위상차판의 평가 장치(100)와 위상차판 제조 장치(200)를 포함하는 시스템을 위주로 설명하나, 다른 예에서, 정식으로 제작된 위상차판의 품질을 평가하기 위해, 위상차판의 평가 장치(100)는 위상차판 제조 장치(200)와 연계됨이 없이, 최종 생산된 위상차판을 독립적으로 평가할 수 있다. In this disclosure, a phase plate as a target or sample to be tested in an evaluation device is described by way of example when the phase plate is a quarter-wave plate. The following disclosure can also be applied to a case where the phase plate is a half-wave plate. In addition, this disclosure exemplifies an evaluation device (100) of a phase plate that tests a phase plate sample produced in a phase plate manufacturing device (200) and feeds back the evaluation result to the phase plate manufacturing device (200). According to this, the phase plate manufacturing device (200) can maintain the same manufacturing process conditions as the sample or change the manufacturing process conditions of a phase plate to be manufactured subsequently to produce a subsequent sample, depending on a message related to the feedbacked evaluation result. Accordingly, the present disclosure mainly describes a system including a phase plate evaluation device (100) and a phase plate manufacturing device (200), but in another example, in order to evaluate the quality of a formally manufactured phase plate, the phase plate evaluation device (100) can independently evaluate the final produced phase plate without being connected to the phase plate manufacturing device (200).

도 1을 참조하면, 위상차판의 평가 장치(100)는 광원(110), 편광 소자(120), 위상차판 제조 장치(200)에서 제작되어 테스트할 위상차판(PRS)이 안착되는 로딩부, 편광 이미지 획득 모듈(130), 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다. 본 개시는 상술한 바와 같이, 위상차판(PRS)은 제조 장치(200)에서 생산된 위상차판 샘플(또는 사분파장판 샘플)이며, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 위상차판 샘플이 위상차판(PRS)으로 약칭되어 서술될 수 있다. Referring to FIG. 1, the evaluation device (100) of the phase difference plate may include a light source (110), a polarizing element (120), a loading unit in which a phase difference plate (PRS) to be tested is mounted and manufactured in a phase difference plate manufacturing device (200), a polarization image acquisition module (130), and a processor (140). As described above, in the present disclosure, the phase difference plate (PRS) is a phase difference plate sample (or quarter wave plate sample) manufactured in the manufacturing device (200), and for convenience of explanation, the phase difference plate sample may be abbreviated as a phase difference plate (PRS) and described below.

광원(110)은 위상차판(PRS)을 향하여 입사광을 출력하며, 자연광 또는 레이저광을 포함하는 발광 소자일 수 있다. The light source (110) outputs incident light toward the phase shift plate (PRS) and may be a light-emitting element including natural light or laser light.

편광 소자(120)는 입사광을 선형 편광으로 출력하여, 테스트할 위상차판으로 선형 편광을 입사시킬 수 있다. 편광 소자(120)는 예컨대 선형 편광판으로 구성될 수 있다. 선형 편광 상태는 무편광된 광을 고분자를 한 축 방향으로 길게 늘어뜨리거나 미세한 와이어를 밀집하여 배치한 편광 소자(120)에 통과시킴으로써 생성할 수 있다.The polarizing element (120) outputs incident light as linear polarization, and can input the linear polarization to a phase difference plate to be tested. The polarizing element (120) can be configured as, for example, a linear polarizing plate. The linear polarization state can be created by passing unpolarized light through a polarizing element (120) that stretches a polymer in one axial direction or densely arranges fine wires.

편광 이미지 획득 모듈(130)은 선형 편광이 입사된 위상차판(PRS)으로부터 출력되는 출사광을 수신하는 복수의 편광 픽셀(138)을 구비하며, 편광 픽셀(138)에서 변조된 출사광에 기반하여 위상차판(PRS)의 편광 이미지를 취득할 수 있다. 편광 픽셀(138)은 출사광을 복수의 투과각에 기반하여 변조하고, 변조된 출사광을 검출할 수 있다. 편광 픽셀(138)은 복수의 투과각을 갖는 단위 픽셀로 정의될 수 있으며, 편광 이미지 획득 모듈(130)은 2차원적으로 복수 배열될 단위 픽셀들로 구성될 수 있다. 도 2에 예시된 바와 같이, 동일한 복수 투과각을 갖는 편광 픽셀(138)이 편광 이미지 획득 모듈(130)의 전체에 반복적으로 배열될 수 있다. The polarization image acquisition module (130) has a plurality of polarization pixels (138) that receive the light output from the phase difference plate (PRS) onto which linear polarization is incident, and can acquire a polarization image of the phase difference plate (PRS) based on the light modulated by the polarization pixels (138). The polarization pixels (138) can modulate the light based on a plurality of transmission angles and detect the modulated light. The polarization pixels (138) can be defined as unit pixels having a plurality of transmission angles, and the polarization image acquisition module (130) can be configured with a plurality of unit pixels that are arranged two-dimensionally. As illustrated in FIG. 2, polarization pixels (138) having the same plurality of transmission angles can be repeatedly arranged throughout the polarization image acquisition module (130).

도 2는 편광 이미지 획득 모듈의 구성도이다. 도 2는 본 개시에 적용 가능한 단색 편광 이미지 센서의 픽셀 구조로 형성된 편광 이미지 획득 모듈을 설명하기 위한 도면이다.Fig. 2 is a configuration diagram of a polarization image acquisition module. Fig. 2 is a drawing for explaining a polarization image acquisition module formed with a pixel structure of a monochrome polarization image sensor applicable to the present disclosure.

도 2를 참조하면, 편광 이미지 획득 모듈(130)은 출사광을 수신하는 방향을 따라 배열하도록, 마이크로 렌즈 어레이(132), 미세 편광자 어레이(134) 및 이미지 센서 어레이(136)를 구비할 수 있다. 미세 편광자 어레이(134) 및 이미지 센서 어레이(136)의 조합은 2차원적으로 복수 배열되는 편광 픽셀들(138)를 구성할 수 있다. Referring to FIG. 2, a polarization image acquisition module (130) may be provided with a micro lens array (132), a micro polarizer array (134), and an image sensor array (136) arranged along a direction in which light is received. A combination of the micro polarizer array (134) and the image sensor array (136) may configure a plurality of two-dimensionally arranged polarization pixels (138).

편광 픽셀(138)은 출사광을 복수의 투과각에 기반하여 변조하고, 변조된 출사광을 검출할 수 있다. 각 편광 픽셀(138)은 복수의 투과각 별로 미세 픽셀(138a)을 포함하도록 구성될 수 있다. 미세 픽셀(138a)은 출사광을 수신하는 방향을 따라 배치되는 미세 편광자 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 미세 편광자 어레이(134)는 편광 픽셀(138)의 미세 픽셀(138a) 별로 서로 상이한 투과각의 투과축을 갖도록 배열된 미세 편광자들을 포함할 수 있다. 이미지 센서 어레이(136)는 미세 편광자 어레이(134)에 부착되며, 각 미세 픽셀(138a)의 미세 편광자에 대응되도록 배열된 이미지 센서들을 포함할 수 있다. The polarizing pixel (138) can modulate the emitted light based on a plurality of transmission angles and detect the modulated emitted light. Each polarizing pixel (138) can be configured to include a micro-pixel (138a) for a plurality of transmission angles. The micro-pixel (138a) can include a micro-polarizer and an image sensor arranged along a direction in which the emitted light is received. The micro-polarizer array (134) can include micro-polarizers arranged to have transmission axes of different transmission angles for each micro-pixel (138a) of the polarizing pixel (138). The image sensor array (136) is attached to the micro-polarizer array (134) and can include image sensors arranged to correspond to the micro-polarizers of each micro-pixel (138a).

이미지 센서는 예컨대 포토다이오드(Photodiodes)로 구성되며, 이미지 센서 어레이(136)는 포토다이오드가 2차원으로 배열된 구조로 형성될 수 있다. 편광 픽셀(138) 내의 다수개의 미세 편광자는 위상차판(PRS)의 원형 편광을 선형 편광으로 변조시킬 수 있다. 또한, 다수개의 미세 편광자는 편광 픽셀(138) 내의 이미지 센서의 다수개 분할 영역에 각각 대응하여 배열할 수 있다. The image sensor is composed of, for example, photodiodes, and the image sensor array (136) can be formed with a structure in which the photodiodes are arranged two-dimensionally. A plurality of micro-polarizers in the polarization pixel (138) can modulate the circular polarization of the phase difference plate (PRS) into linear polarization. In addition, a plurality of micro-polarizers can be arranged to correspond to a plurality of divided areas of the image sensor in the polarization pixel (138), respectively.

이때, 미세 편광자를 통해 변환되는 선형 편광의 위상이 각 미세 편광자마다 서로 상이하도록, 미세 편광자의 광 투과축은 서로 다른 각도를 갖도록 형성될 수 있다. 위상차판(PRS)이 사분파장판인 경우, 미세 편광자에서의 광 투과축의 투과각은 도 2에 예시된 바와 같이, 45도 차이로 순차적으로 변화하는 서로 다른 4개 종류의 광 투과축 각도 중 어느 하나를 갖도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 편광 픽셀(138)은 4개의 투과축을 갖도록, 2x2의 서로 상이한 투과각으로 형성된 미세 편광자들을 구비할 수 있다. 각 미세 편광자의 투과각은 예컨대, 0도, 45도, 90도, 135도만큼 회전될 수 있으며, 이는 상술한 바와 같이, 광파의 기하학적 위상을 조절하기 위한 것이다. 상술한 미세 편광자의 회전된 투과각은 예시에 해당하며, 상기의 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 위상차판(PRS)으로부터의 원형 편광이 편광 픽셀(138)의4개의 투과각을 갖는 미세 픽셀(138a)에 의해 변조되어, 4개의 투과각에 각각 대응하는 선형 편광 이미지가 출사될 수 있다. At this time, the light transmission axes of the micro-polarizers may be formed to have different angles so that the phases of the linear polarization converted through the micro-polarizers are different for each micro-polarizer. When the phase difference plate (PRS) is a quarter wave plate, the transmission angle of the light transmission axis in the micro-polarizers may be formed to have any one of four different light transmission axis angles that sequentially change with a difference of 45 degrees, as exemplified in FIG. 2. Specifically, the polarization pixel (138) may be provided with micro-polarizers formed with 2x2 different transmission angles so as to have four transmission axes. The transmission angle of each micro-polarizer may be rotated, for example, by 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, and 135 degrees, which is for controlling the geometric phase of the light wave as described above. The rotated transmission angles of the micro-polarizers described above are examples and are not limited to the examples described above. That is, circular polarization from the phase shift plate (PRS) is modulated by micro pixels (138a) having four transmission angles of the polarization pixels (138), so that linear polarization images corresponding to each of the four transmission angles can be output.

마이크로 렌즈 어레이(132)는 용이한 대면적 측정을 위해 출사광의 수신 화각을 확대하도록, 출사광의 수신 방향을 따라 미세 픽셀(138a)의 전방에 배치되는 마이크로 렌즈를 구비할 수 있다. 마이크로 렌즈는 복수의 편광 픽셀을 전부 커버하도록 복수로 배열될 수 있다. The micro lens array (132) may be provided with micro lenses arranged in front of the micro pixels (138a) along the receiving direction of the emitted light to expand the receiving angle of the emitted light for easy large-area measurement. The micro lenses may be arranged in multiples to cover all of the plurality of polarizing pixels.

다른 예로서, 편광 이미지 획득 모듈(130)은 도 3에 예시된 바와 같이, 컬러 편광 이미지 센서의 픽셀 구조로 형성될 수 있다. 도 3은 컬러 편광 픽셀을 도시한 도면이다. As another example, the polarization image acquisition module (130) may be formed as a pixel structure of a color polarization image sensor, as illustrated in Fig. 3. Fig. 3 is a drawing illustrating a color polarization pixel.

단일 노출로 풀 컬러에 대한 위상차판의 원편광 변조 성능을 측정하도록, 복수의 컬러 편광 픽셀(138)은 그룹 별로 군집화되며, 그룹 내의 컬러 편광 픽셀들(138b) 중 적어도 일부는 서로 상이한 색상 채널로 표현되도록 구성될 수 있다. 컬러 편광 픽셀(138)은, 예를 들어, 도 2의 이미지 센서에 컬러 필터가 추가적으로 부착되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 동일한 색상의 컬러 필터는, 동일한 색상 채널에 할당된 서로 다른 투과각을 갖는 미세 편광자들에 대응하는 복수의 이미지 센서들에 결합될 수 있다. 컬러 필터의 결합 외에, 컬러 편광 픽셀(138)은 도 2의 편광 픽셀(138)과 유사하게, 서로 다른 투과각의 투과축을 갖는 복수의 미세 편광자들 및 대응 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 즉, 컬러 편광 픽셀(138)은 서로 상이한 투과각의 컬러 미세 픽셀(138c)을 다수 구비할 수 있다. 도 3에 예시된 편광 이미지 획득 모듈(130)은 도 2와 마찬가지로, 컬러 편광 픽셀들(138b) 전부를 커버하는 마이크로 렌즈 어레이를 더 구비할 수 있다. To measure the circular polarization modulation performance of the phase shifter for full color with a single exposure, a plurality of color polarization pixels (138) are clustered into groups, and at least some of the color polarization pixels (138b) within the group can be configured to be expressed by different color channels. The color polarization pixel (138) can be formed, for example, by additionally attaching a color filter to the image sensor of FIG. 2. Specifically, a color filter of the same color can be coupled to a plurality of image sensors corresponding to micro-polarizers having different transmission angles assigned to the same color channel. In addition to the combination of the color filter, the color polarization pixel (138) can include a plurality of micro-polarizers and corresponding image sensors having transmission axes of different transmission angles, similar to the polarization pixel (138) of FIG. 2. That is, the color polarization pixel (138) can include a plurality of color micro-pixels (138c) having different transmission angles. The polarization image acquisition module (130) illustrated in FIG. 3 may further include a micro lens array covering all of the color polarization pixels (138b), similar to FIG. 2.

위상차판(PRS)이 사분파장판인 경우, 위상차판(PRS)에 대한 1회 촬영으로 4 가지 편광 성분은 각 3개의 색상 채널, 예컨대, R, G, B 로 표현될 수 있다. 그룹이 4개의 색상 채널을 갖는 경우, 그룹은 도 3에 예시된 바와 같이, 서로 상이한 3개의 색상 채널과 함께, 이들 중 하나와 동일한 색상 채널을 갖도록 설정될 수 있다. 구체적인 예시로, 그룹은 R, G, G, B로 구성될 수 있다. 여기서, 각 색상 채널은 도 2와 유사하게, 서로 상이한 투과각을 갖는 2X2의 미세 픽셀들 갖도록 구성될 수 있다. 각 픽셀은 서로 다른 와이어 그리드(wire-grid) 방향을 기반으로 할 수 있다. 이에 따라, 위상차판(PRS)의 원형 편광이 각 색상 채널마다 서로 다른 4개 위상의 선형 편광으로 변조될 수 있다. When the phase shifter (PRS) is a quarter wave plate, the four polarization components can be expressed by three color channels, for example, R, G, B, with one shot of the phase shifter (PRS). When a group has four color channels, the group can be set to have the same color channel as one of them, together with three different color channels, as illustrated in FIG. 3. As a specific example, the group can be composed of R, G, G, B. Here, each color channel can be configured to have 2X2 fine pixels having different transmission angles, similar to FIG. 2. Each pixel can be based on a different wire-grid direction. Accordingly, the circular polarization of the phase shifter (PRS) can be modulated into linear polarization of four different phases for each color channel.

이하에서는, 컬러 편광 픽셀(138b) 및 컬러 미세 픽셀(138c)이 풀 컬러에 대한 위상차판(PRS)의 성능 평가 관점에서 의도적으로 설명하는 점 외에, 컬러 편광 픽셀(138b) 및 컬러 미세 픽셀(138c)은 각각 편광 픽셀 및 미세 픽셀로 약칭되거나, 이들과 혼용되어 서술될 수 있다. In the following, the color polarization pixel (138b) and the color micro-pixel (138c) are intentionally described from the perspective of performance evaluation of a phase difference plate (PRS) for full color, except that the color polarization pixel (138b) and the color micro-pixel (138c) may be abbreviated as polarization pixel and micro-pixel, respectively, or may be described interchangeably therewith.

다시 도 1을 참조하면, 프로세서(140)는 편광 이미지의 편광 픽셀(138, 138b) 간 밝기값의 균일도에 기초하여 위상차판의 품질을 평가할 수 있다. 위상차판의 품질은 예를 들어, 위상차판(PRS)의 국소적 결함이 아닌, 전체면에 대한 원편광 변조 성능의 균일성 정도일 수 있다. Referring back to FIG. 1, the processor (140) can evaluate the quality of the phase shifter based on the uniformity of brightness values between polarization pixels (138, 138b) of the polarization image. The quality of the phase shifter can be, for example, the degree of uniformity of circular polarization modulation performance over the entire surface, rather than a local defect in the phase shifter (PRS).

구체적으로, 프로세서(140)는 위상차판(PRS)의 원형 편광이 편광 픽셀(138, 138b)에 의해 변조되는 복수의 선형 편광의 이미지를 취득하여, 각 선형 편광 이미지의 밝기값을 획득할 수 있다. 위상차판(PRS)이 사분파장판인 경우, 원형 편광이 편광 픽셀(138, 138b)의4개의 투과각을 갖는 미세 픽셀(138a, 138c)에 의해 변조되어, 4개의 투과각에 각각 대응하는 선형 편광 이미지가 출사될 수 있다. Specifically, the processor (140) can acquire a plurality of linearly polarized images in which the circular polarization of the phase difference plate (PRS) is modulated by the polarization pixels (138, 138b), and can acquire the brightness value of each linearly polarized image. When the phase difference plate (PRS) is a quarter wave plate, the circular polarization is modulated by the micro pixels (138a, 138c) having four transmission angles of the polarization pixels (138, 138b), and linearly polarized images corresponding to each of the four transmission angles can be output.

상술한 바에 따라, 프로세서(140)는 편광 이미지 획득 모듈(130)의 편광 이미지로부터 미세 픽셀(138a) 별 미세 밝기값을 취득할 수 있다. 프로세서(140)는 균일도 평가의 정확성을 확보하기 위해, 미세 픽셀(138a) 별 양자 효율에 기반하여 미세 밝기값을 보정하고, 보정된 미세 밝기값에 기초하여 편광 픽셀(138, 138b) 별 밝기값을 취득할 수 있다. 본 개시에서는 미세 밝기값과 구별하기 위해, 복수의 미세 밝기값에 기반하는 편광 픽셀(138, 138b)의 밝기값은 단위 밝기값으로 지칭될 수 있다. As described above, the processor (140) can acquire the fine brightness value for each fine pixel (138a) from the polarization image of the polarization image acquisition module (130). In order to secure the accuracy of the uniformity evaluation, the processor (140) can correct the fine brightness value based on the quantum efficiency for each fine pixel (138a), and acquire the brightness value for each polarization pixel (138, 138b) based on the corrected fine brightness value. In the present disclosure, in order to distinguish it from the fine brightness value, the brightness value of the polarization pixel (138, 138b) based on a plurality of fine brightness values can be referred to as a unit brightness value.

양자 효율은 미세 픽셀(138a, 138c)로 조사되는 출사광의 입력 광량 및 미세 픽셀(138a, 138c)을 통과한 상기 출사광의 출력 광량 간의 비율일 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4에 예시된 바와 같이, 양자 효율은 위상차판(PRS)의 출사광 파장마다 투과각 별로 측정된 상대적인 양자 효율을 이용할 수 있다. 상대적인 양자 효율은 미세 픽셀(138a, 138c) 별 실제의 양자 효율에 대하여, 편광 픽셀(138, 138b)을 구성하는 미세 픽셀들(138a, 138c)의 투과각들에 상응하는 실제 양자 효율들의 평균값을 나눈 값일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 투과각을 갖는 녹색의 컬러 편광 픽셀(138b)을 예로 들면, 광의 특정 파장에서 각 투과각마다 획득되는 녹색 미세 픽셀(138c)의 실제 양자 효율에 대해, 4개의 녹색 미세 픽셀(138c) 전부의 실제 양자 효율들의 평균값들을 나눔으로써, 녹색에 따른 상대적인 양자 효율이 산출될 수 있다. 상기 산출에 따른 도 3을 통해, 45, 135도의 투과각을 갖는 적색 미세 픽셀(138c)이 1보다 큰 상대적인 양자 효율을 가지며, 0, 90도의 투과각을 갖는 적색 미세 픽셀(138c)이 1보다 작은 상대적인 양자 효율을 가짐을 알 수 있다. 적색, 청색의 컬러 편광 픽셀(138c)의 상대적인 양자 효율도 상술의 예시와 마찬가지로 산출될 수 있다. The quantum efficiency may be a ratio between the input light amount of the light emitted by the micro-pixel (138a, 138c) and the output light amount of the light emitted passing through the micro-pixel (138a, 138c). More specifically, as illustrated in FIG. 4, the quantum efficiency may utilize the relative quantum efficiency measured for each transmission angle for each wavelength of the light emitted by the phase shift plate (PRS). The relative quantum efficiency may be a value obtained by dividing the average value of the actual quantum efficiencies corresponding to the transmission angles of the micro-pixels (138a, 138c) constituting the polarizing pixel (138, 138b) by the actual quantum efficiency of each micro-pixel (138a, 138c). As illustrated in FIG. 3, taking a green color polarization pixel (138b) having four transmission angles as an example, by dividing the average values of the actual quantum efficiencies of all four green micropixels (138c) by the actual quantum efficiency of the green micropixel (138c) obtained at each transmission angle at a specific wavelength of light, the relative quantum efficiency according to green can be calculated. Through FIG. 3 according to the above calculation, it can be seen that the red micropixel (138c) having transmission angles of 45 and 135 degrees has a relative quantum efficiency greater than 1, and the red micropixel (138c) having transmission angles of 0 and 90 degrees has a relative quantum efficiency less than 1. The relative quantum efficiencies of the red and blue color polarization pixels (138c) can also be calculated in the same manner as in the above-described example.

프로세서(140)는 보정된 편광 픽셀의 단위 밝기값들에 기반하는 표준 편차에 기초하여 균일도를 결정하고, 표준 편차가 허용 공차 이하인 것에 응답하여, 위상차판(PRS)을 양품(fair quality)으로 결정할 수 있다. 프로세서(140)는 위상차판(PRS)에 대한 양품 메시지를 위상차판 제조 장치(200)에 전송할 수 있다. 위상차판 제조 장치(200)는 양품 메시지를 수신하여, 위상차판(PRS)의 샘플 제작시 공정 조건을 실제 위상차판의 제작에 적용할 수 있다. The processor (140) can determine the uniformity based on the standard deviation based on the unit brightness values of the corrected polarization pixels, and in response to the standard deviation being less than or equal to the allowable tolerance, determine the phase plate (PRS) as fair quality. The processor (140) can transmit a fair quality message for the phase plate (PRS) to the phase plate manufacturing device (200). The phase plate manufacturing device (200) can receive the fair quality message and apply the process conditions during sample manufacturing of the phase plate (PRS) to the manufacturing of the actual phase plate.

프로세서(140)는 표준 편차가 허용 공차를 초과하는 경우, 위상차판을 불량으로 판정할 수 있다. 프로세서(140)는 위상차판(PRS)에 대한 불량 메시지를 위상차판 제조 장치(200)에 전송할 수 있다. 위상차판 제조 장치(200)는 불량 메시지를 수신하여, 위상차판(PRS)의 샘플 제작 공정 조건을 변경할 수 있다. 위상차판 제조 장치(200) 변경된 조건에 따라 신규 샘플을 제작하여 위상차판의 평가 장치(100)에 이송하고, 위상차판의 평가 장치(100)는 신규 샘플의 품질을 평가하여, 평가 결과를 위상차판 제조 장치(200)에 피드백할 수 있다.The processor (140) can determine the phase plate as defective if the standard deviation exceeds the allowable tolerance. The processor (140) can transmit a defective message for the phase plate (PRS) to the phase plate manufacturing device (200). The phase plate manufacturing device (200) can receive the defective message and change the sample manufacturing process conditions of the phase plate (PRS). The phase plate manufacturing device (200) can manufacture a new sample according to the changed conditions and transfer it to the phase plate evaluation device (100), and the phase plate evaluation device (100) can evaluate the quality of the new sample and feed back the evaluation results to the phase plate manufacturing device (200).

위상차판의 평가 장치(100)의 편광 소자(120), 위상차판(PRS) 및 편광 이미지 획득 모듈(130)에서 적용되는 광학적 원리 및 위상차판(PRS)의 평가에 적용되는 수학식에 대해 설명하기로 한다. The optical principles applied in the polarizing element (120), the phase difference plate (PRS) and the polarization image acquisition module (130) of the evaluation device (100) of the phase difference plate and the mathematical formulas applied to the evaluation of the phase difference plate (PRS) will be described.

광에서의 편광상태의 관찰은 횡축으로 진동하는 전자기파들의 통계적인 거동을 확인하는 것일 수 있다. 통계적으로 광의 진동 방향이 1차원으로만 표현될 수 있으면, 상기 광은 선형 편광 상태로 일컬어질(referred) 수 있다. 광의 진동 방향이 2차원 벡터로 표현될 수 있으면, 상기 광은 타원 편광 상태로 일컬어질 수 있다. 직교하는 편광의 두 벡터의 위상차가 90도일 경우, 원형 편광 상태가 될 수 있다. 직교하는 두 벡터의 기준에 비해 다른 벡터의 위상이 선행하거나 지연되는 경우에 따라, 좌원편광 혹은 우원편광 상태가 될 수 있다.Observation of polarization state in light can be a statistical behavior of electromagnetic waves vibrating along the transverse axis. If the vibration direction of light can be statistically expressed in only one dimension, the light can be referred to as a linear polarization state. If the vibration direction of light can be expressed as a two-dimensional vector, the light can be referred to as an elliptical polarization state. If the phase difference of two orthogonal polarization vectors is 90 degrees, it can be a circular polarization state. Depending on whether the phase of the other vector leads or lags the reference of the two orthogonal vectors, it can be a left-handed or right-handed circular polarization state.

원형 편광 상태는 선형 편광된 광을 선편광 각도 대비 45도의 회전된 광축을 가지는 사분파장판을 통과시킴으로써 생성될 수 있다. 사용된 파장판의 광경로가 입사광 파장의 1/4에서 멀어질수록, 출력 편광은 타원이 될 수 있다.Circular polarization can be generated by passing linearly polarized light through a quarter wave plate having an optical axis rotated 45 degrees relative to the linear polarization angle. The farther the optical path of the wave plate used is from one-quarter of the wavelength of the incident light, the more elliptical the output polarization can be.

각도 θ의 투과축을 갖는 선편광,Γ의 위상차값(retardation)과 Ψ의 광축을 갖는 파장판(또는 위상차판), 각도 δ의 투과축을 갖는 검광판(analyzer; 또는 미세 픽셀(138a, 138c))를 이용하여, 선형편광된 광이 출력하는 일련의 회로는 수학식 1과 같이 존스행렬(Jones matrix) 표기법으로 나타낼 수 있다.A series of circuits that output linearly polarized light using a wave plate (or phase plate) having a transmission axis of angle θ, a retardation value of Γ and an optical axis of Ψ, and an analyzer (or micropixel (138a, 138c)) having a transmission axis of angle δ can be expressed in the Jones matrix notation as in mathematical equation 1.

[수학식 1][Mathematical formula 1]

여기서 이며, 회전변환을 의미한다. 입사광이 0도의 선형 편광 상태로 입사하며 인 사분파장판을 통과할 경우 행렬 표현은 수학식 2와 같이 간소화된다.Here , and means rotational transformation. The incident light is incident with a linear polarization state of 0 degrees. When passing through the human quarter wave plate, the matrix representation is simplified as in mathematical expression 2.

[수학식 2][Mathematical formula 2]

사분파장판이 이상적으로 제작되고, 광축이 선형 편광판(편광 소자(120))과 45도의 각도로 정렬되어 있으며, 사분파장판으로부터 출력되는 광은 완전한 원형 편광일 수 있다. 그러나, 실제 제작된 사분파장판이 파장의 1/4만큼의 위상지연을 시키지 못하거나, 오정렬된 각도를 갖거나, 혹은, 물질적 특성으로 광변조가 정상적으로 발생되지 못하는 등의 문제가 발생하여, 약간의 타원 편광 성분이 출력될 수 있다. 이 경우, 선형 편광된 광을 제작된 사분파장판에 통과시킨 후, 본 개시에 따른 편광 이미지 획득 모듈(130)을 이용하면, 편광 픽셀(138, 138b) 별로 밝기도의 차이가 현저하게 나타날 수 있다. If a quarter wave plate is ideally manufactured, and its optical axis is aligned at a 45 degree angle with respect to a linear polarizing plate (polarizing element (120)), light output from the quarter wave plate can be completely circularly polarized. However, problems may occur, such as when an actually manufactured quarter wave plate does not have a phase delay of 1/4 of a wavelength, has a misaligned angle, or has material characteristics that prevent normal light modulation, so that a small amount of elliptical polarization component may be output. In this case, when linearly polarized light is passed through the manufactured quarter wave plate and the polarization image acquisition module (130) according to the present disclosure is used, a significant difference in brightness may appear for each polarization pixel (138, 138b).

선형 편광의 성분이 이상적인 사분파장판을 통과하고, 임의 각도의 선형 편광판(또는 미세 편광판)을 재차 통과하면, 이미지 센서에 기록되는 밝기는 수학식 3과 같이 선형 편광판(또는 미세 편광판)의 각도에 상관없이 균일하게 될 수 있다.When a component of linear polarization passes through an ideal quarter wave plate and then passes again through a linear polarizing plate (or micro polarizing plate) of an arbitrary angle, the brightness recorded on the image sensor can be made uniform regardless of the angle of the linear polarizing plate (or micro polarizing plate), as in mathematical expression 3.

[수학식 3][Mathematical Formula 3]

본 개시에 따르면, 위상차판의 원편광 변조 성능을 평가할 때, 복수의 투과각을 갖는 편광 픽셀(138, 138b)이 배열된 편광 이미지 획득 모듈(130) 및 수학식 2, 3 등의 간단한 연산을 이용함으로써, 단일 노출 및 대면적으로 위상차판의 복수 구획의 편광 상태와 관련된 품질을 동시에 평가할 수 있다. 또한, 복수의 컬러 편광 픽셀(138b)이 다양한 색상 채널로 표현되도록 형성됨으로써, 단일 노출로 풀 컬러에 대한 위상차판의 원편광 변조 성능을 측정할 수 있다.According to the present disclosure, when evaluating the circular polarization modulation performance of a phase difference plate, by using a polarization image acquisition module (130) in which polarization pixels (138, 138b) having a plurality of transmission angles are arranged and simple operations such as mathematical expressions 2 and 3, it is possible to simultaneously evaluate the quality related to the polarization states of a plurality of sections of the phase difference plate with a single exposure and over a large area. In addition, since a plurality of color polarization pixels (138b) are formed to be expressed with various color channels, the circular polarization modulation performance of the phase difference plate for full color can be measured with a single exposure.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 위상차판의 평가 장치를 이용한 평가 방법과 아울러서, 위상차판의 제작 방법에 대하여 설명하기로 한다. 도 5는 본 개시의 다른 실시에 따른 위상차판의 평가 방법을 이용한 위상차판의 제작 방법에 관한 순서도이다. Hereinafter, with reference to Fig. 5, an evaluation method using an evaluation device for a phase difference plate and a method for manufacturing a phase difference plate will be described. Fig. 5 is a flowchart of a method for manufacturing a phase difference plate using an evaluation method for a phase difference plate according to another embodiment of the present disclosure.

먼저, 위상차판 제조 장치(200)에서 제작된 위상차판 샘플(PRS)을 위상차판의 평가 장치(100)의 로딩부에 배치시킬 수 있다(S105). First, a phase plate sample (PRS) manufactured in a phase plate manufacturing device (200) can be placed in the loading section of a phase plate evaluation device (100) (S105).

또한, 편광 소자(120)는 광원(110)으로부터의 입사광을 선형 편광으로 출력하여, 위상차판 샘플(PRS)로 선형 편광을 입사시킬 수 있다. In addition, the polarizing element (120) can output incident light from the light source (110) as linear polarization and cause the linear polarization to be incident on the phase difference plate sample (PRS).

본 개시는 위상차판 샘플(PRS)이 사분파장판을 예시하고 있으나, 반파장판 샘플에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. Although the present disclosure exemplifies a quarter-wave plate as a phase shift plate sample (PRS), it can be substantially equally applied to a half-wave plate sample.

다음으로, 편광 이미지 획득 모듈(130)은 선형 편광이 입사된 위상차판 샘플(PRS)로부터 출력되는 출사광을 복수의 편광 픽셀(138)에서 수신하여, 편광 픽셀(138)에서 출사광에 기반하여 위상차판 샘플(PRS)의 편광 이미지를 취득할 수 있다(S110). Next, the polarization image acquisition module (130) receives the light output from the phase difference plate sample (PRS) onto which linear polarization is incident through a plurality of polarization pixels (138), and can acquire a polarization image of the phase difference plate sample (PRS) based on the light output from the polarization pixels (138) (S110).

위상차판 샘플(PRS)로부터의 출사광, 예컨대 원형 편광이 편광 픽셀(138, 138b)의4개의 투과각을 갖는 미세 픽셀(138a, 138c)에 의해 변조되어, 4개의 투과각에 각각 대응하는 선형 편광 이미지가 출사될 수 있다. 컬러 편광 픽셀인 경우, 위상차판 샘플(PRS)의 원형 편광이 각 색상 채널마다 서로 다른 4개 위상의 선형 편광으로 변조되어, 색상 채널 별로 4개의 선형 편광 이미지가 출력될 수 있다. Light emitted from a phase difference plate sample (PRS), for example, circularly polarized light, is modulated by micro-pixels (138a, 138c) having four transmission angles of polarizing pixels (138, 138b), so that linearly polarized images corresponding to each of the four transmission angles can be output. In the case of color polarization pixels, the circularly polarized light of the phase difference plate sample (PRS) is modulated into linearly polarized light of four different phases for each color channel, so that four linearly polarized images can be output for each color channel.

다음으로, 프로세서(140)는 편광 이미지로부터 미세 픽셀(138a, 138c) 별 미세 밝기값을 취득할 수 있다(S115).Next, the processor (140) can obtain micro brightness values for each micro pixel (138a, 138c) from the polarization image (S115).

이어서, 프로세서(140)는 미세 픽셀(138a, 138c) 별 양자 효율에 기반하여 미세 밝기값을 보정할 수 있다(S120). Next, the processor (140) can correct the micro brightness value based on the quantum efficiency of each micro pixel (138a, 138c) (S120).

양자 효율은 출사광의 광량 및 미세 픽셀(138a, 138c)을 통과한 상기 출사광의 출력 광량 간의 비율일 수 있다. 양자 효율은 측정되어진 상대적인 양자 효율을 이용할 수 있다. 상대적인 양자 효율은 미세 픽셀(138a, 138c) 별 실제의 양자 효율에 대하여, 편광 픽셀(138)을 구성하는 미세 픽셀들(138a, 138c)의 투과각들에 상응하는 실제 양자 효율들의 평균값을 나눈 값일 수 있다. 컬러 미세 픽셀(138c)에 기반하여 미세 밝기값을 보정하는 경우, 도 4에 예시된 상대적인 양자 효율이 상기 보정에 적용될 수 있다. The quantum efficiency can be a ratio between the amount of light emitted and the output light amount of the light emitted passing through the micro-pixel (138a, 138c). The quantum efficiency can utilize the measured relative quantum efficiency. The relative quantum efficiency can be a value obtained by dividing the actual quantum efficiency of each micro-pixel (138a, 138c) by an average value of the actual quantum efficiencies corresponding to the transmission angles of the micro-pixels (138a, 138c) constituting the polarization pixel (138). When correcting the micro-brightness value based on the color micro-pixel (138c), the relative quantum efficiency illustrated in FIG. 4 can be applied to the correction.

계속해서, 프로세서(140)는 보정된 미세 밝기값에 기초하여 편광 픽셀(138, 138b) 별 단위 밝기값을 취득할 수 있다(S125). Continuing, the processor (140) can obtain a unit brightness value for each polarization pixel (138, 138b) based on the corrected fine brightness value (S125).

사분파장인 경우, 단위 밝기값은 각 편광 픽셀(138, 138b)의 개별 미세 밝기값의 집합 또는 각 편광 픽셀(138, 138b)에서의 미세 밝기값들의 평균 등일 수 있으나, 상술한 예에 제한되지 않고 다양한 방식으로 결정될 수 있다. In the case of a quarter wavelength, the unit brightness value may be a set of individual micro-brightness values of each polarization pixel (138, 138b) or an average of micro-brightness values in each polarization pixel (138, 138b), but is not limited to the above-described examples and may be determined in various ways.

다음으로, 프로세서(140)는 보정된 편광 픽셀의 단위 밝기값들에 기반하는 표준 편차에 기초하여 균일도를 획득할 수 있다(S130).Next, the processor (140) can obtain uniformity based on a standard deviation based on unit brightness values of the corrected polarization pixels (S130).

프로세서(140)는 표준 편차가 허용 공차 이하인 경우(S135의 Y), 위상차판(PRS)을 양품으로 결정하고, 프로세서(140)는 위상차판(PRS)에 대한 양품 메시지를 위상차판 제조 장치(200)에 전송할 수 있다(S140). 위상차판 제조 장치(200)는 양품 메시지를 수신하여, 위상차판(PRS)의 샘플 제작시 공정 조건을 실제 위상차판의 제작에 적용할 수 있다. If the standard deviation is less than or equal to the allowable tolerance (Y of S135), the processor (140) determines that the phase plate (PRS) is a good product, and the processor (140) can transmit a good product message for the phase plate (PRS) to the phase plate manufacturing device (200) (S140). The phase plate manufacturing device (200) can receive the good product message and apply the process conditions during sample manufacturing of the phase plate (PRS) to the manufacturing of the actual phase plate.

도 6a 및 도 6b는 각각 양품 및 불량으로 판정되는 편광 이미지의 밝기값 분포들을 예시한 도면들이다. Figures 6a and 6b are diagrams illustrating the distributions of brightness values of polarization images judged as good and bad, respectively.

사분파장판으로 형성된 위상차판 샘플(PRS)에서 도 6a에 예시된 편광 이미지의 밝기값 분포(150a)를 살펴보면, 각 편광 픽셀(138)의 단위 밝기값 분포(152a)는 낮은 불균일도를 보여주고 있다. 이는 위상차판 샘플(PRS)로부터 출력된 출사광이 원형 편광에 근접함을 알 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 단위 밝기값들에 기반하는 표준 편차가 허용 공차 이하인 것으로 판정하여, 위상차판 샘플(PRS)을 양품으로 결정할 수 있다. When examining the brightness value distribution (150a) of the polarization image exemplified in Fig. 6a in the phase difference plate sample (PRS) formed by the quarter wave plate, the unit brightness value distribution (152a) of each polarization pixel (138) shows low non-uniformity. This shows that the light output from the phase difference plate sample (PRS) is close to circular polarization. In this case, the processor (140) can determine that the standard deviation based on the unit brightness values is less than the allowable tolerance, and thus determine the phase difference plate sample (PRS) as a good product.

프로세서(140)는 표준 편차가 허용 공차를 초과하는 경우(S135의 N), 위상차판을 불량으로 판정하고, 위상차판(PRS)에 대한 불량 메시지를 위상차판 제조 장치(200)에 전송할 수 있다(S145). 위상차판 제조 장치(200)는 불량 메시지를 수신하여, 위상차판(PRS)의 샘플 제작 공정 조건을 변경할 수 있다. 위상차판 제조 장치(200) 변경된 조건에 따라 신규 샘플을 제작하여 위상차판의 평가 장치(100)에 이송하고, 위상차판의 평가 장치(100)는 신규 샘플의 품질을 평가하여, 평가 결과를 위상차판 제조 장치(200)에 피드백할 수 있다.The processor (140) can determine that the phase plate is defective if the standard deviation exceeds the allowable tolerance (N of S135), and can transmit a defective message for the phase plate (PRS) to the phase plate manufacturing device (200) (S145). The phase plate manufacturing device (200) can receive the defective message and change the sample manufacturing process conditions of the phase plate (PRS). The phase plate manufacturing device (200) can manufacture a new sample according to the changed conditions and transfer it to the phase plate evaluation device (100), and the phase plate evaluation device (100) can evaluate the quality of the new sample and feed back the evaluation result to the phase plate manufacturing device (200).

사분파장판으로 형성된 위상차판 샘플(PRS)에서 도 6b에 예시된 편광 이미지의 밝기값 분포(150b)를 살펴보면, 각 편광 픽셀(138)의 단위 밝기값 분포(152b)는 심한 불균일도를 보여주고 있다. 이는 위상차판 샘플(PRS)로부터 출력된 출사광이 원형 편광으로 출력되지 않음을 알 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 단위 밝기값들에 기반하는 표준 편차가 허용 공차를 초과한 것으로 판정하여, 위상차판 샘플(PRS)을 불량으로 결정할 수 있다. When examining the brightness value distribution (150b) of the polarization image exemplified in Fig. 6b in the phase difference plate sample (PRS) formed by the quarter wave plate, the unit brightness value distribution (152b) of each polarization pixel (138) shows severe non-uniformity. This shows that the light output from the phase difference plate sample (PRS) is not output as circular polarization. In this case, the processor (140) may determine that the standard deviation based on the unit brightness values exceeds the allowable tolerance, and thus determine the phase difference plate sample (PRS) as defective.

아울러, 컬러 편광 픽셀(138b)인 경우, 편광 이미지는 R, G, B 등의 풀 컬러에 복수의 투과각 별로 획득되며, 색상 및 투과각 별 선형 편광 이미지의 미세 밝기값 및 단위 밝기값을 이용하여, 사분파장판 전면적에서의 풀 컬러의 원편광 변조 성능(또는 변조 성능의 균일성)을 평가할 수 있다.In addition, in the case of a color polarization pixel (138b), a polarization image is acquired for multiple transmission angles in full colors such as R, G, and B, and by using the minute brightness value and unit brightness value of the linear polarization image for each color and transmission angle, the full color circular polarization modulation performance (or uniformity of modulation performance) in the entire area of the quarter wave plate can be evaluated.

본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.Although the exemplary methods of the present disclosure are presented as a series of operations for clarity of description, this is not intended to limit the order in which the steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order, if desired. In order to implement a method according to the present disclosure, additional steps may be included in addition to the steps illustrated, or some of the steps may be excluded and the remaining steps may be included, or some of the steps may be excluded and additional other steps may be included.

본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.The various embodiments of the present disclosure are not intended to list all possible combinations but rather to illustrate representative aspects of the present disclosure, and the matters described in the various embodiments may be applied independently or in combinations of two or more.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. Additionally, various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of hardware implementation, the embodiments may be implemented by one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), general processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.

본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.The scope of the present disclosure includes software or machine-executable instructions (e.g., an operating system, an application, firmware, a program, etc.) that cause operations according to the methods of various embodiments to be executed on a device or a computer, and a non-transitory computer-readable medium having such software or instructions stored thereon and being executable on the device or the computer.

Claims

A polarizing element that outputs incident light as linear polarization and causes the linear polarization to be incident on a phase difference plate to be tested;
A polarization image acquisition module having a plurality of polarization pixels that receive light emitted from the phase difference plate onto which the linear polarization is incident, and acquires a polarization image of the phase difference plate based on the light emitted by the polarization pixels modulated; and
Including a processor for evaluating the quality of the phase difference plate based on the uniformity of brightness values between polarization pixels of the polarization image,
The above polarizing pixel is an evaluation device of a phase difference plate that modulates the emitted light based on a plurality of transmission angles and detects the modulated emitted light.

In paragraph 1,
An evaluation device for a phase difference plate, wherein each of the plurality of polarizing pixels is configured to have a plurality of transmission angles.

In paragraph 1,
An evaluation device of a phase difference plate, wherein the polarizing pixels are configured to include micro pixels for each of the plurality of transmission angles.

In the third paragraph,
An evaluation device for a phase difference plate, wherein the above-mentioned micro-pixels include a micro-polarizer and an image sensor arranged along a direction in which the light is emitted, and the micro-polarizers are formed to have transmission axes with different transmission angles for each of the micro-pixels constituting the polarizing pixels.

In paragraph 4,
An evaluation device for a phase difference plate, wherein the polarization image acquisition module further includes a micro lens array having micro lenses arranged in front of the micro pixels along the receiving direction, and the micro lens array includes a plurality of micro lenses arranged to cover the plurality of polarization pixels.

In the third paragraph,
The above processor obtains the micro-brightness value for each micro-pixel from the polarization image, corrects the micro-brightness value based on the quantum efficiency for each micro-pixel, and obtains the brightness value for each polarization pixel based on the corrected micro-brightness value.
The above quantum efficiency is an evaluation device of a phase difference plate, which is a ratio between the amount of light of the emitted light and the amount of light output of the emitted light passing through the fine pixel.

In paragraph 6,
The above quantum efficiency uses the relative quantum efficiency measured for each transmission angle for each wavelength of the emitted light, and the relative quantum efficiency is a value obtained by dividing the average value of the actual quantum efficiencies corresponding to the transmission angles of the micro pixels constituting the polarizing pixel by the actual quantum efficiency for each micro pixel. An evaluation device for a phase difference plate.

In paragraph 1,
An evaluation device for a phase difference plate, wherein the plurality of polarization pixels are clustered into groups, and at least some of the polarization pixels within the groups are configured to be expressed with different color channels.

In paragraph 1,
An evaluation device for a phase difference plate, wherein the processor determines uniformity based on a standard deviation based on brightness values of the plurality of polarization pixels in the polarization image, and determines the phase difference plate to be fair quality in response to the standard deviation being less than or equal to an allowable tolerance.

A method for evaluating a phase difference plate using an evaluation device for a phase difference plate having a polarizing element, a polarizing image acquisition module having a plurality of polarizing pixels, and a processor,
A step of outputting incident light as linear polarization by the polarizing element and causing the linear polarization to be incident on a phase difference plate to be tested;
A step of receiving the light output from the phase difference plate onto which the linear polarization is incident through the polarization image acquisition module at a plurality of polarization pixels, and acquiring a polarization image of the phase difference plate based on the light modulated at the polarization pixels; and
A step of evaluating the quality of the phase difference plate based on the uniformity of brightness values between polarization pixels of the polarization image by the processor,
The above polarizing pixel is a method for evaluating a phase difference plate that modulates the emitted light based on a plurality of transmission angles and detects the modulated emitted light.

In Article 10,
A method for evaluating a phase difference plate, wherein each of the plurality of polarizing pixels is configured to have a plurality of transmission angles.

In Article 10,
A method for evaluating a phase difference plate, wherein the polarizing pixels are configured to include micro pixels for each of the plurality of transmission angles.

In Article 12,
A method for evaluating a phase difference plate, wherein the micro-pixel includes a micro-polarizer and an image sensor arranged along a direction in which the light is emitted, and the micro-polarizer is formed to have a transmission axis having a different transmission angle for each of the micro-pixels constituting the polarizing pixel.

In Article 13,
A method for evaluating a phase difference plate, wherein the polarization image acquisition module further includes a micro lens array having micro lenses arranged in front of the micro pixels along the receiving direction, and the micro lens array includes a plurality of micro lenses arranged to cover the plurality of polarization pixels.

In Article 12,
The step of evaluating the quality of the above phase difference plate is:
A step of acquiring a micro-brightness value for each micro-pixel from the above polarization image;
A step of correcting the micro brightness value based on the quantum efficiency of each micro pixel; and
Further comprising a step of acquiring the brightness value for each polarization pixel based on the above-mentioned corrected fine brightness value,
A method for evaluating a phase difference plate, wherein the quantum efficiency is a ratio between the amount of light emitted and the amount of light output from the emitted light passing through the micropixel.

In Article 15,
The above quantum efficiency uses the relative quantum efficiency measured for each transmission angle for each wavelength of the emitted light, and the relative quantum efficiency is a value obtained by dividing the average value of the actual quantum efficiencies corresponding to the transmission angles of the micro-pixels constituting the polarizing pixel by the actual quantum efficiency for each micro-pixel. A method for evaluating a phase difference plate.

In Article 10,
A method for evaluating a phase difference plate, wherein the plurality of polarization pixels are clustered into groups, and at least some of the polarization pixels within the groups are configured to be expressed with different color channels.

In Article 10,
The step of evaluating the quality of the above phase difference plate is:
A step of determining uniformity based on a standard deviation based on brightness values of the plurality of polarization pixels in the polarization image; and
A method for evaluating a phase difference plate, comprising the step of determining that the phase difference plate is a good product in response to the standard deviation being less than or equal to an allowable tolerance.

A method for manufacturing a phase difference plate using an evaluation device for a phase difference plate sample having a polarizing element, a polarizing image acquisition module having a plurality of polarizing pixels, and a processor,
A step of outputting incident light as linear polarization by the polarizing element and causing the linear polarization to be incident on a phase difference plate sample;
A step of receiving, by the polarization image acquisition module, the light output from the phase difference plate sample onto which the linear polarization is incident at a plurality of polarization pixels, and acquiring a polarization image of the phase difference plate sample based on the light modulated at the polarization pixels;
A step of evaluating the quality of the phase difference plate sample based on the uniformity of brightness values between polarization pixels of the polarization image by the processor;
A step of transmitting a good product message to the phase plate manufacturing device in response to the phase plate sample being evaluated as good, by the processor, so as to apply the manufacturing process conditions of the sample in the phase plate manufacturing device; and
Including a step of transmitting a defective message to the phase plate manufacturing device in response to the phase plate sample being evaluated as defective by the processor so as to change the manufacturing process conditions of the sample in the phase plate manufacturing device,
The above polarizing pixel modulates the emitted light based on a plurality of transmission angles, and a method for manufacturing a phase difference plate that detects the modulated emitted light.

In Article 19,
A method for manufacturing a phase difference plate, wherein each of the plurality of polarizing pixels is configured to have a plurality of transmission angles.