KR101423163B1 - 홀로그래픽 프린지 패턴을 호겔 단위로 필터링하여 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 홀로그래픽 프린터 및 그의 홀로그래픽 프린팅 방법 - Google Patents

홀로그래픽 프린지 패턴을 호겔 단위로 필터링하여 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 홀로그래픽 프린터 및 그의 홀로그래픽 프린팅 방법 Download PDF

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Abstract

홀로그래픽 프린터 및 그의 홀로그래픽 프린팅 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 홀로그래픽 프린터는, 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴이 디스플레이되어 입사파를 회절시키는 광변조부 및 광변조부에서 출사되는 회절된 웨이브 필드 중 일부 성분을 차단하여 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역으로 전달하는 필터링부를 포함한다. 이에 의해, 홀로그래픽 프린지 패턴을 호겔 단위로 일부분씩 홀로그래픽 기록매질에 기록할 수 있어 보다 실감적인 홀로그램 기록이 가능하고, 홀로그래픽 프린지 패턴에서 출사되는 회절된 웨이브 필드를 필터링하여 부적합한 성분들을 제거하면서 기록할 수 있게 되어 홀로그램의 타일화 현상을 없앨 수 있게 된다.

Description

홀로그래픽 프린지 패턴을 호겔 단위로 필터링하여 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 홀로그래픽 프린터 및 그의 홀로그래픽 프린팅 방법{Holographic Printer for Filtering Holographic Fringe Pattern and Recording That on Holographic Recording Medium by the Hogel and Holographic Printing Method thereof}
본 발명은 홀로그래픽 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 객체에 대한 홀로그래픽 간섭패턴이 디스플레이 된 공간 광 변조기에 의해 회절된 웨이브 필드(wave-field)를 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 장치와 방법에 관한 것이다.
기존의 홀로그래픽 스테레오그램은 다수의 2차원 영상을 다중화 하여 홀로그래픽 기록 매질에 기록하는 방법으로써, 홀로그래픽 기록 매질을 고해상도 디스플레이 패널로 활용한 방법이다. 기록된 콘텐츠가 다수의 2차원 영상이며, 이를 통해 3차원 입체 영상을 실현한 방법이다.
하지만, 이러한 방법은 기존의 양안식 기반의 3차원 입체 영상 디스플레이에서 발생되는 시각 피로 및 렌즈에 의한 영상 왜곡 등의 문제점이 유지되기 때문에, 홀로그램 본연의 특징인 완벽한 3차원 공간 재현이 불가능하다.
또한, 기존의 프린지 프린터는 3차원 객체에 대한 홀로그래픽 간섭패턴을 축소하여 홀로그래픽 기록 매질에 기록하는 방법으로써, thin hologram 특성을 갖기 때문에 회절 효율이 낮고, color selectivity가 없으므로 고효율의 풀컬러 홀로그램 재생이 어렵다는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 보다 실감적인 홀로그램 기록을 위해, 홀로그래픽 프린지 패턴을 일부분씩 필터링하면서 홀로그래픽 기록매질에 기록하기 위한 홀로그래픽 프린터 및 그의 홀로그래픽 프린팅 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 보다 실감적인 홀로그래픽 기록을 위해, 3차원 객체에 대한 홀로그래픽 간섭 패턴을 공간 광 변조기에 디스플레이하고 빔을 입사함으로써, 입사빔을 홀로그래픽 간섭 패턴에 따라 회절 시키고, spatial band pass filter에 의해 원하는 1차 회절 성분(1st diffracted light field)만을 투과 시킨다. 투과된 1차 회절광 성분은 홀로그램상을 구성하는 wave-field로써, 이러한 wave-field를 홀로그래픽 기록 매질에 기록한다. 이는 기존의 디지털 처리가 전혀 없는 아날로그 필름 홀로그램 특성과 동일한 방법으로써, 아날로그 필름 홀로그램과 동일한 완벽한 3차원 공간 재현이 가능한 홀로그램 제작을 위한 디지털 홀로그래픽 프린팅 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린터는, 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴을 디스플레이하고, 입사파를 회절시키는 광변조부; 및 상기 광변조부에서 출사되는 회절된 웨이브 필드 중 일부 성분을 차단하여 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역으로 전달하는 필터링부;를 포함한다.
그리고, 상기 필터링부는, 상기 회절된 웨이브 필드 중, 1차 회절 성분은 통과시키고, -1차 회절 성분과 비회절 성분은 차단할 수 있다.
또한, 상기 광변조부와 상기 필터링부 사이에 마련되며, 상기 광변조부에서 출사되는 회절된 웨이브 필드를 상기 필터링부에 포커싱하는 제1 렌즈; 및 상기 필터링부와 상기 홀로그래픽 기록매질 사이에 마련되어, 상기 필터링부를 투과한 회절된 웨이브 필드를 정렬하여 상기 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역에 입사시키는 제2 렌즈;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈에 의해, 상기 광변조부에 디스플레이된 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴에 의해 회절된 웨이브 필드가 상기 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역에 축소되어 입사될 수 있다.
또한, 상기 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴은, 컴퓨터에 의해 생성된 가상 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴일 수 있다.
상기 광변조부에 디스플레이되는 상기 물체의 특정 부분은 순차적으로 변화하고, 상기 필터링부가 상기 회절된 웨이브 필드를 전달하는 상기 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역은, 상기 물체의 특정 부분에 대응하여 순차적으로 변화할 수 있다.
그리고, 상기 홀로그래픽 기록매질에 참조파를 조사하여 상기 홀로그래픽 기록매질로부터 출사되는 물체파를 다른 홀로그래픽 기록매질에 입사시키고, 상기 다른 홀로그래픽 기록매질에 참조파를 조사하여 상기 홀로그래픽 기록매질에 기록된 홀로그램을 상기 다른 홀로그래픽 기록매질에 기록할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린팅 방법은, 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴으로 입사파를 회절시키는 단계; 및 상기 회절단계에서 생성된 회절된 웨이브 필드 중 일부 성분을 차단하여 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역으로 전달하는 단계;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 홀로그래픽 프린지 패턴에 의해 회절된 가상의 객체에 대한 wave-field를 필터링하여 부적합한 성분들을 제거하면서 홀로그래픽 기록매질에 기록할 수 있게 되어 기존의 아날로그 필름 홀로그램과 같이, 보다 실감적인 홀로그래픽 기록이 가능해진다. 또한, 기록된 홀로그램으로부터 second 홀로그램을 제작함으로써, 홀로그램의 타일화 현상을 없애고 자연스러운 홀로그램을 제작할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 프린터의 설명에 제공되는 도면,
도 2는 홀로그래픽 프린터에 의해, 홀로그래픽 프린지 패턴이 홀로그래픽 기록매질에 호겔 단위로 부분적/순차적으로 기록되는 개념을 도식적으로 나타낸 도면,
도 3은 마스터 홀로그램으로 2차 홀로그램을 생성하는 개념을 도식적으로 나타낸 도면, 그리고,
도 4는 2차 홀로그램 복원 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 프린터(Holographic Printer)의 설명에 제공되는 도면이다. 본 실시예에 따른 홀로그래픽 프린터는 홀로그램을 기록하기 위한 장치이다.
이를 위해, 홀로그래픽 프린터는 홀로그램으로 기록하고자 하는 물체에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴(Holographic Fringe Pattern)에 의해 발생하는 회절된 웨이브 필드(Wave Field)를 홀로그래픽 기록매질인 홀로그래픽 에멀젼(Holographic Emulsion)(160)에 기록한다.
이와 같은 기능을 수행하는 홀로그래픽 프린터는, 도 1에 도시된 바와 같이, SLM(Spatial Light Module)(120), 렌즈-1(L1)(130), BPF(Band Pass Filter)(140) 및 렌즈-2(L2)(150)를 구비한다.
홀로그래픽 프린터의 구성은 아니지만, 도 1에서는 이해와 설명의 편의를 위해 컴퓨터(110)와 홀로그래픽 에멀젼(160)을 더 도시하였으며, 이하에서 홀로그래픽 프린터의 구성들과 함께 설명할 것이다.
컴퓨터(110)는 홀로그램으로 기록할 가상의 물체(Virtual Object)에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴을 그래픽 툴로 생성하는 장치이다. 컴퓨터(110)에 의해 생성된 홀로그래픽 프린지 패턴은 부분들로 분할되어 SLM(120)에 인가된다.
예를 들어, 컴퓨터(110)는 생성한 홀로그래픽 프린지 패턴을 8×8로 분할하고, (1,1) 부분, (1,2) 부분, ... , (1,8) 부분, (2,1) 부분, (2,2) 부분, ... , (8,8) 부분을 순차적으로 SLM(120)에 인가한다.
이에 의해, 광 변조장치의 일종인 SLM(120)에는 물체의 특정 부분(컴퓨터(110)로부터 인가되는 부분)의 홀로그래픽 프린지 패턴이 디스플레이되어, 입사파(Illuminating Wave)를 회절시킨다.
SLM(120)에서 출사되는 회절된 웨이브 필드는 SLM(120)과 BPF(140) 사이에 마련된 렌즈-1(130)로 입사된다. 렌즈-1(130)은 이 회절된 웨이브 필드를 BPF(140)에 포커싱한다.
BPF(140)는 회절된 웨이브 필드에서 일부 성분은 투과시키고, 나머지는 차단한다. 구체적으로, BPF(140)는 1차 회절 성분(1st Order Diffracted Wave Field)는 투과시키고, -1차 회절 성분(-1st Order Diffracted Wave)과 비회절 성분(Non-Diffracted Wave)은 차단한다.
BPF(140)를 투과한 1차 회절 성분은 BPF(140)와 홀로그래픽 에멀젼(160) 사이에 마련된 렌즈-2(150)로 입사된다. 렌즈-2(150)는 이 BPF(140)를 투과한 1차 회절 성분을 홀로그래픽 에멀젼(160)의 특정 영역에 정렬하여 입사시킨다.
도 1에 도시된 바를 통해 알 수 있는 바와 같이, 렌즈-1(130)과 렌즈-2(150)에 의해 SLM(120)에 디스플레이된 '물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴'에 의해 발생하는 회절된 웨이브 필드는 홀로그래픽 에멀젼(160)에 축소되어 나타나게 된다.
홀로그래픽 에멀젼(160)에 입사된 1차 회절 성분은 물체파가 된다. 이 1차 회절 성분은 홀로그래픽 에멀젼(160)에 입사되는 참조파(Reference Wave)와 간섭(Interference)하는데, 이 간섭 패턴(Interference Pattern)이 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록된다.
홀로그래픽 에멀젼(160)에 입사되는 1차 회절 성분인 물체파는 물체 전체가 아닌 물체의 특정 부분에 대한 물체파이다. 따라서, 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록되는 간섭 패턴은 물체 전체가 아닌 특정 부분에 대한 간섭 패턴이므로, 이를 홀로그래픽 엘리먼트(Hologram Element)의 줄임말인 호겔(Hogel)로 명명한다.
이후, 컴퓨터(110)는 물체의 다른 부분의 홀로그래픽 프린지 패턴을 SLM(120)에 디스플레이한다. 또한, 컴퓨터(110)는 SLM(120)에 의해 생성되고 BPF(140)에서 투과된 1차 회절 성분이 홀로그래픽 에멀젼(160)의 다른 영역으로 입사되도록, 홀로그래픽 프린터를 제어한다. 여기서, 홀로그래픽 에멀젼(160)의 다른 영역은 물체의 다른 부분에 대응하는 영역이다.
즉, 물체에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴이 8×8개의 부분들로 분할되는 경우, 홀로그래픽 에멀젼(160)도 8×8개의 영역들로 분할되고,
1) SLM(120)에 홀로그래픽 프린지 패턴의 (1,1) 부분이 표시된 경우, 이에 의한 1차 회절 성분은 홀로그래픽 에멀젼(160)의 (1,1) 영역으로 입사되며,
2) SLM(120)에 홀로그래픽 프린지 패턴의 (1,2) 부분이 표시된 경우, 이에 의한 1차 회절파 성분은 홀로그래픽 에멀젼(160)의 (1,2) 영역으로 입사되고,
....
8) SLM(120)에 홀로그래픽 프린지 패턴의 (1,8) 부분이 표시된 경우, 이에 의한 1차 회절 성분은 홀로그래픽 에멀젼(160)의 (1,8) 영역으로 입사되며,
9) SLM(120)에 홀로그래픽 프린지 패턴의 (2,1) 부분이 표시된 경우, 이에 의한 1차 회절 성분은 홀로그래픽 에멀젼(160)의 (2,1) 영역으로 입사되고,
...
64) SLM(120)에 홀로그래픽 프린지 패턴의 (8,8) 부분이 표시된 경우, 이에 의한 1차 회절 성분은 홀로그래픽 에멀젼(160)의 (8,8) 영역으로 입사된다.
이에 따라, 물체에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴은, 홀로그래픽 프린터에 의해 호겔 단위로 부분적/순차적으로 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록되게 된다.
도 2에는 홀로그래픽 프린터에 의해, 홀로그래픽 프린지 패턴이 홀로그래픽 에멀젼(160)에 호겔 단위로 부분적/순차적으로 기록되는 개념을 도식적으로 나타내었다. 도 2에서 홀로그래픽 에멀젼(160)을 구성하는 다수의 영역들은 호겔들이 되고, 이 호겔들이 모여 홀로그램이 형성된다.
위 실시예에 의해 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록된 홀로그램을 마스터 홀로그램(Master Hologram)으로 이용하여 다른 홀로그래픽 에멀젼에 2차 홀로그램(Second Hologram)을 기록할 수 있는데, 도 3에 이 방법을 도시하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 홀로그래픽 에멀젼(160)에 참조파를 조사하면 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록된 홀로그램이 복원된다. 즉, 홀로그래픽 에멀젼(160)에서 물체파가 출사되는데, 이는 또 다른 홀로그래픽 에멀젼(170)으로 입사된다.
이때, 홀로그래픽 에멀젼(170)에 참조파를 조사하여 홀로그래픽 에멀젼(160)로부터 입사된 물체파와 간섭시켜, 간섭 패턴을 홀로그래픽 에멀젼(170)에 기록하면, 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록된 마스터 홀로그램이 홀로그래픽 에멀젼(170)에 2차 홀로그램으로 기록된다.
따라서, 기록이 완료된 홀로그래픽 에멀젼(170)에 참조파를 조사하면, 도 4에 도시된 바와 같이 홀로그램이 복원되는데, 이 홀로그램은 홀로그래픽 에멀젼(160)으로부터 복원된 홀로그램과 동일하다.
한편, 하나의 마스터 홀로그램으로부터 다수의 2차 홀로그램들을 생성하는 것도 가능하다. 즉, 홀로그래픽 에멀젼(160)에 기록된 마스터 홀로그램을 다수의 다른 홀로그래픽 에멀젼들에 기록하는 것이 가능하다.
위 실시예에서 호겔을 64(=8×8)개로 상정하였는데, 이는 설명의 편의를 위한 예시적인 것에 불과하다. 호겔의 개수를 이와 다르게 구현하는 경우도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 컴퓨터 120 : SLM(Spatial Light Module)
130 : 렌즈-1(L1) 140 : BPF(Band Pass Filter)
150 : 렌즈-2(L2) 160,170 : 홀로그래픽 에멀젼

Claims (8)

  1. 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴을 디스플레이하고, 입사파를 회절시키는 광변조부; 및
    상기 광변조부에서 출사되는 회절된 웨이브 필드 중 일부 성분을 차단하여 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역으로 전달하는 필터링부;를 포함하고,
    상기 홀로그래픽 기록매질에 참조파를 조사하여 상기 홀로그래픽 기록매질로부터 출사되는 물체파를 다른 홀로그래픽 기록매질에 입사시키고, 상기 다른 홀로그래픽 기록매질에 참조파를 조사하여 입사된 물체파와 간섭시켜 간섭 패턴을 상기 다른 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 필터링부는,
    상기 회절된 웨이브 필드 중, 1차 회절 성분은 통과시키고, -1차 회절 성분과 비회절 성분은 차단하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광변조부와 상기 필터링부 사이에 마련되며, 상기 광변조부에서 출사되는 회절된 웨이브 필드를 상기 필터링부에 포커싱하는 제1 렌즈; 및
    상기 필터링부와 상기 홀로그래픽 기록매질 사이에 마련되어, 상기 필터링부를 투과한 회절된 웨이브 필드를 정렬하여 상기 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역에 입사시키는 제2 렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈에 의해,
    상기 광변조부에 디스플레이된 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴에 의해 회절된 웨이브 필드가 상기 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역에 축소되어 입사되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴은,
    컴퓨터에 의해 생성된 가상 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광변조부에 디스플레이되는 상기 물체의 특정 부분은 순차적으로 변화하고,
    상기 필터링부가 상기 회절된 웨이브 필드를 전달하는 상기 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역은, 상기 물체의 특정 부분에 대응하여 순차적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  7. 삭제
  8. 물체의 특정 부분에 대한 홀로그래픽 프린지 패턴으로 입사파를 회절시키는 단계; 및
    상기 회절단계에서 생성된 회절된 웨이브 필드 중 일부 성분을 차단하여 홀로그래픽 기록매질의 특정 영역으로 전달하는 단계;를 포함하고,
    상기 홀로그래픽 기록매질에 참조파를 조사하여 상기 홀로그래픽 기록매질로부터 출사되는 물체파를 다른 홀로그래픽 기록매질에 입사시키고, 상기 다른 홀로그래픽 기록매질에 참조파를 조사하여 입사된 물체파와 간섭시켜 간섭 패턴을 상기 다른 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
KR1020120131158A 2012-11-19 2012-11-19 홀로그래픽 프린지 패턴을 호겔 단위로 필터링하여 홀로그래픽 기록매질에 기록하는 홀로그래픽 프린터 및 그의 홀로그래픽 프린팅 방법 KR101423163B1 (ko)

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