KR20130037159A

KR20130037159A - 홀로그램 기록/재생 장치

Info

Publication number: KR20130037159A
Application number: KR1020120098479A
Authority: KR
Inventors: 변경석; 앤드류 푸틸린; 알렉산더 모로조프; 이반 보프수노프스키; 블라디슬라프 드루진; 오상윤; 이상윤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2013-04-15
Also published as: RU2011140378A; RU2481611C1; US9207637B2; US20140063578A1; WO2014038766A1; KR101942973B1

Abstract

홀로그램 기록/재생 장치가 개시된다. 개시된 홀로그램 기록/재생 장치는, 간섭성 광원으로부터 출사된 빔을 신호빔과 참조빔으로 분리하는 빔 분리소자, 빔 분리소자에 의해 분리된 신호빔을 변조하여 홀로그램 기록매체 상에 조사하는 신호빔 형성유닛, 빔 분리소자에 의해 분리된 참조빔을 홀로그램 기록매체 상의 신호빔과 동일 위치에 조사되도록 하는 참조빔 형성유닛을 포함한다. 신호빔 형성유닛은, 빔 분리소자에 의해 분리되어 입력되는 신호빔을 전달하는 제1도광부재와, 제1도광부재를 통해 전달되는 신호빔을 변조하는 공간 광변조기 및 공간 광변조기에 의해 변조된 신호빔을 홀로그램 기록매체 상에 포커싱하는 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자를 포함한다.

Description

홀로그램 기록/재생 장치{Apparatus for recording/reconstruction of holograms}

홀로그램 기록/재생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컴팩트한 구조의 홀로그램 기록/재생 장치에 관한 것이다.

홀로그램 기술은 신호를 담고 있는 신호빔과 참조빔 사이의 간섭무늬를 기록함으로써 신호를 입체영상으로 재생할 수 있는 기술이다. 홀로그램 기술은 입체 영상의 기록 및 재생, 위조 방지 및 진품 확인, 디지털 데이터의 기록 및 재생 등의 분야에서 다양하게 활용될 수 있다. 또한, 평판 형태의 감광성 매체 상에 미세한 간섭무늬를 화소 단위로 기록하여, 2차원 평면 상에서 3차원 영상을 볼 수 있도록 하는 마이크로 홀로그램 기술이 상용화되고 있다.

마이크로 홀로그램에는 후방 투사형 마이크로 홀로그램과 반사형 마이크로 홀로그램이 있다. 후방 투사형 마이크로 홀로그램은 매체를 투과한 광이 입체 영상을 담고 있는 방식이며, 반사형 마이크로 홀로그램은 매체에서 반사된 광이 입체 영상을 담고 있는 방식이다. 특히, 반사형 마이크로 홀로그램은 풀-컬러 및 완전시차(full-parallax)를 갖는 영상을 기록/재생할 수 있고, 계조 표현이 가능하다.

마이크로 홀로그램의 기록은 일반적으로, 동일 광원에서 방출된 빔을 분할하여 신호빔과 참조빔을 만들고, 신호빔을 광변조한 후, 감광성 매체 상의 동일 위치에 신호빔과 참조빔을 조사하는 방식으로 수행될 수 있다. 신호빔의 변조는, 예를 들어, 감광성 매체로부터 최종적으로 재생될 영상에 기초하여 컴퓨터가 계산한 간섭 패턴에 따라 공간 광변조기(5)에 의해 수행될 수 있다.

이러한 홀로그램 기록 기술을 적용한 홀로그래픽 프린팅 장치를 가정용 또는 오피스 용으로 구현하기 위해서는, 소형화가 필수적이다.

가정용이나 오피용 등의 홀로그래픽 프린팅 장치를 구현할 수 있는 컴팩트한 구조를 갖는 홀로그램 기록/재생 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치는, 간섭성 광원과; 상기 광원으로부터 출사된 빔을 신호빔과 참조빔으로 분리하는 빔 분리소자; 상기 빔 분리소자에 의해 분리된 신호빔을 변조하여 홀로그램 기록매체 상에 조사하는 신호빔 형성유닛; 상기 빔 분리소자에 의해 분리된 참조빔을 홀로그램 기록매체 상의 상기 신호빔과 동일 위치에 조사되도록 하는 참조빔 형성유닛;을 포함하며, 상기 신호빔 형성유닛은, 상기 빔 분리소자에 의해 분리되어 입력되는 신호빔을 전달하는 제1도광부재와; 상기 제1도광부재를 통해 전달되는 신호빔을 변조하는 공간 광변조기; 및 상기 공간 광변조기에 의해 변조된 신호빔을 홀로그램 기록매체 상에 포커싱하는 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자;를 포함한다.

상기 빔 분리소자에 의해 분리된 신호빔은 상기 제1도광부재를 통해 전달되면서 확대될 수 있다.

상기 제1도광부재의 일면의 소정 위치에는 입사되는 신호빔을 콜리메이팅하여 상기 공간 광변조기로 전달되도록 하는 조명 홀로그램 소자;를 더 포함할 수 있다.

상기 빔 분리소자는 상기 제1도광부재의 상기 조명 홀로그램 소자가 위치되는 일면이나 그 반대면 상의 소정 위치에 마련되어, 상기 간섭성 광원으로부터 입사되는 광빔을 신호빔 및 참조빔으로 분리하며, 신호빔이 상기 제1도광부재로 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사되도록 하는 복합 홀로그램 소자일 수 있다.

상기 공간 광변조기는, 반사형 공간 광변조기며, 상기 제1도광부재의 일면이나 반대면에 마련되어, 상기 공간 광변조기에서 변조된 신호빔이 상기 제1도광부재를 더 경유하여 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 진행하도록 마련될 수 있다.

이때, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 상기 제1도광부재의 일면이나 반대면에 마련될 수 있다.

또한, 상기 공간 광변조기와 상기 홀로그래픽 조명소자는 상기 제1도광부재의 서로 반대면에 결합될 수 있다.

상기 제1도광부재와 공간 광변조기 사이에는 부가적인 조명 홀로그램 소자를 더 구비할 수 있다.

상기 공간 광변조기는 투과형이며, 상기 조명 홀로그램 소자는, 신호빔이 각도를 가지고 공간 광변조기로 입사되고, 공간 광변조기를 투과한 신호빔이 각도를 가지고 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 입사되도록 하며, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비할 수 있다.

상기 공간 광변조기는 투과형이며, 상기 조명 홀로그램 소자는, 신호빔이 수직으로 공간 광변조기로 입사되고, 공간 광변조기를 투과한 신호빔이 수직으로 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 입사되도록 하며, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비할 수 있다.

상기 공간 광변조기는 투과형이며, 상기 조명 홀로그램 소자는, 신호빔이 수직으로 공간 광변조기로 입사되도록 하며, 상기 공간 광변조기와 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자 사이에 프리즘을 더 구비하여, 공간 광변조기를 투과한 신호빔이 각도를 가지고 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 입사되도록 하며, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비할 수 있다.

상기 제1도광부재는 투명 재질의 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 참조빔 형성유닛은, 상기 제1도광부재와 나란하게 배치되는 제2도광부재와; 상기 빔 분리소자로부터 입사되는 참조빔을 상기 제2도광부재 내로 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사되도록 하는 홀로그램 소자와; 상기 제2도광부재를 진행한 참조빔을 상기 홀로그램 기록매체 상의 상기 신호빔과 중첩되게 조사되도록 하는 굴절소자;를 포함하며, 상기 홀로그램 소자와 굴절소자는 상기 제2도광부재의 동일 면상이나 서로 반대면 상에 배치될 수 있다.

상기 제2도광부재는 투명 재질의 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2도광부재 사이는, 상기 참조광이 직진 통과하는 투명부재에 의해 고정될 수 있다.

상기 홀로그램 소자는 상기 투명부재와 상기 제2도광부재가 접하는 면과 반대면에 마련될 수 있다.

상기 참조빔 형성유닛은, 상기 신호빔이 조사되는 면과 반대면쪽에서 상기 홀로그램 기록매체에 참조빔을 조사하도록 마련되어, 반사형 홀로그램을 기록하도록 마련될 수 있다.

상기 참조빔 형성유닛은, 상기 신호빔이 조사되는 면과 같은 면쪽에서 상기 홀로그램 기록매체에 참조빔을 조사하도록 마련되어, 투과형 홀로그램을 기록하도록 마련될 수 있다.

상기 홀로그램 기록매체와 장치의 다른 구성요소들의 상대적인 배치를 제어하는 기계적인 위치 제어 시스템;을 더 포함하도록 마련될 수 있다.

상기 홀로그램 기록매체와 장치의 다른 구성요소들의 상대적인 배치를 제어하는 기계적인 위치 제어 시스템; 및 상기 간섭성 광원, 공간 광변조기 및 기계적인 위치 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 전자 제어 유닛;을 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치에 따르면, 빔 분리소자, 조명 홀로그램 소자, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자 등을 홀로그램 소자로 제작함으로써, 컴팩트하고 소형화된 홀로그램 기록/재생 장치를 구현할 수 있어, 이를 프린팅 장치 등에 적용시, 소형화된 홀로그래픽 프린팅 장치를 구현할 수 있다. 따라서, 이러한 컴팩트한 구조를 갖는 홀로그램 기록/재생 장치를 적용하면, 가정용이나 오피용 등의 홀로그래픽 프린팅 장치를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.
도 2는 도 1의 공간 광변조기 부분을 확대하여 보여준다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치의 전체 구성을 개략적으로 보여준다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.
도 5 내지 도 7은 공간 광변조기로 투과형 공간 광변조기를 사용할 때의 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 신호빔 형성유닛의 다양한 변형 예를 보여준다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 신호빔 형성유닛의 또 다른 변형 예를 보여준다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 전체적인 구조를 개략적으로 보여준다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 구성요소를 나타내며, 각 구성요소의 크기나 두께 등은 설명의 명료성을 위해 과장되어 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다. 도 2는 도 1의 공간 광변조기(5) 부분을 확대하여 보여준다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치의 전체 구성을 개략적으로 보여준다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치는, 간섭성 광원(2)과, 상기 간섭성 광원(2)으로부터 출사된 빔을 신호빔(S)과 참조빔(R)으로 분리하는 빔 분리소자(11)와, 상기 빔 분리소자(11)에 의해 분리된 참조빔(R)을 감광 물질 즉, 홀로그램 기록매체(9) 상의 상기 신호빔(S)과 동일 위치에 조사되어 신호빔(S)과 참조빔(R)의 간섭 패턴이 기록되도록 하는 참조빔 형성유닛을 포함한다. 상기 신호빔 형성유닛은, 상기 빔 분리소자(11)에 의해 분리되어 입력되는 신호빔(S)을 전달하는 제1도광부재(10)와, 이 제1도광부재(10)를 통해 전달되는 신호빔(S)을 변조하는 공간 광변조기(5), 및 상기 공간 광변조기(5)에 의해 변조된 신호빔(S)을 홀로그램 기록매체(9) 상에 포커싱하는 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)를 포함한다.

상기 간섭성 광원(2)은, 간섭성 광을 방출할 수 있는 레이저 광원을 포함할 수 있으며, 방사 플럭스의 시간 변조를 수행할 수 있도록 마련될 수 있다. 상기 간섭성 광원(2)은 예를 들어, 연속파(CW; continuous wave) 레이저, 연속파성(quasi-CW) 레이저, 또는 펄스파 레이저를 방출하는 레이저 광원이 사용될 수 있다. 연속파(CW) 레이저 또는 연속파성(quasi-CW) 레이저를 방출하는 레이저 광원은 펄스 레이저를 방출하는 레이저 광원에 비하여 그 비용이 상대적으로 저렴할 수 있다.

상기 빔 분리소자(11)는, 상기 간섭성 광원(2)으로부터 출사된 레이저 빔을 참조빔(R)(reference beam; R)과 신호빔(S)(signal beam; S)으로 분리하고, 분리된 신호빔(S)(S)이 신호빔 형성유닛의 제1도광부재(10)에 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사되도록 하여, 이 제1도광부재(10)를 통해 전달되면서 확대(expand)될 수 있도록 한다. 이러한 복합 기능을 수행하기 위해서 상기 빔 분리소자(11)로는 복합 홀로그램 소자를 구비할 수 있다. 상기 빔 분리소자(11)는 제1도광부재(10)의 일면 상의 소정 위치에 마련될 수 있다. 여기서, 상기 간섭성 광원(2)은 빔 분리소자(11)로부터 이격되거나, 빔 분리소자(11)에 근접되게 위치될 수 있다. 도 1 및 후술하는 다른 실시예들에서는, 간섭성 광원(2)으로부터 출사된 빔이 빔 분리소자(11)에 수직으로 입사되는 경우를 예시적으로 보여주는데, 빔이 빔 분리소자(11)에 일정 각도로 경사지게 입사되게 간섭성 광원(2)이 배치되고, 이러한 비스듬히 입사되는 빔에 대해, 빔 분리, 신호빔(S) 확대 및 제1도광부재(10)내에서 내부 전반사가 이루어지도록 빔 분리소자(11) 즉, 복합 홀로그램 소자가 설계될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 신호빔 형성유닛은, 제1도광부재(10), 공간 광변조기(5) 및 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)를 포함한다. 신호빔 형성유닛은, 제1도광부재(10) 일면의 소정 위치에 입사되는 신호빔(S)을 콜리메이팅하여 공간 광변조기(5)로 전달되도록 하는 조명 홀로그램 소자(12)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1도광부재(10)는, 빔 분리소자(11)에 의해 분리되어 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사된 신호빔(S)을 내부 전반사시키면서 진행 시킨다. 상기 제1도광부재(10)는 투명 재질의 플레이트로 이루어질 수 있다. 신호빔(S)은 내부 전반사에 의해 제1도광부재(10) 내를 진행하면서 확대를 계속하게 되고, 원하는 크기로 확대된 신호빔(S)은 제1도광부재(10) 상에 마련된 조명 홀로그램 소자(12)에 도달하게 된다.

상기 조명 홀로그램 소자(12)는, 입사되는 신호빔(S)을 변형하여 밝고 균일한 광 필드를 형성하고 공간 광변조기(5) 평면에서 신호빔(S)이 원하는 발산각을 가지도록 하기 위한 것으로, 제1도광부재(10)의 일 면 상의 소정 위치에 마련된다. 제1도광부재(10)에 입사된 신호빔(S)이 내부 전반사되면서 진행하다가 조명 홀로그램 소자(12) 위치에 도달하면, 조명 홀로그램 소자(12)는 입사되는 신호빔(S)을 반사시켜 제1도광부재(10)를 통해 공간 광변조기(5)로 진행하도록 하며, 아울러 신호빔(S)을 콜리메이팅하여 신호빔(S)을 형상화하고 균일한 밝기를 가지도록 균질화한다.

조명 홀로그램 소자(12)에 의해 콜리메이팅되어, 공간 광변조기(5)로 입사되는 신호빔(S)은, 공간 광변조기(5)에서 기록하고자 하는 이미지 정보에 따라 변조된다.

상기 공간 광변조기(5)는 도 1 내지 도 3에서와 같이, 반사형 공간 광변조기를 구비할 수 있다. 이 경우, 공간 광변조기(5)에서 변조된 신호빔(S)은 제1도광부재(10)를 더 경유하여, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)로 진행하게 된다. 도 1에서는 공간 광변조기(5)가 조명 홀로그램 소자(12)와 반대면에 위치하도록 제1도광부재(10)에 마련된 예를 보여준다.

도 1 내지 도 3에서와 같이 공간 광변조기(5)로 반사형을 구비하는 경우, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는, 제1도광부재(10)의 홀로그램 기록매체(9)를 향하는 면에 마련될 수 있다. 여기서, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는 제1도광부재(10)의 면에서 이격되게 배치될 수도 있다.

상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는, 홀로그래픽 푸리에 변환 렌즈로서 역할을 하도록 마련될 수 있다. 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는, 공간 광변조기(5)로부터 입사되는 변조된 신호빔(S)의 파면의 굴곡을 바꾸고, 풀(full) 또는 부분 푸리에 변환을 수행하여, 홀로그램 기록매체(9)의 면에 포커싱한다. 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는, 변조된 신호빔(S)이 수직 입사하는 경우, 축상 홀로그래픽 푸리에 변환소자로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는 변조된 신호빔(S)이 일정 각도로 입사하는 경우, 비축상 홀로그래픽 변환소자로 이루어질 수 있다.

도 1 내지 도 3에서와 같이, 공간 광변조기(5)로 반사형을 구비하는 경우, 공간 광변조기(5)에서 변조된 신호빔(S)은 제1도광부재(10)를 경유하여, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)로 일정 각도를 가지고 입사되게 된다. 따라서, 도 1 및 도 3의 경우에는, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)로는 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환소자를 구비할 수 있다. 이와 같이 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환소자를 구비하는 경우, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는, 비축상으로 입사되는 변조된 신호빔(S)을, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)에 수직한 축에 대해 대략적으로 대칭이 되는 포커싱빔으로 바꾸어, 홀로그램 기록매체(9)에 포커싱할 수 있다.

한편, 신호빔 형성유닛은, 공간 광변조기(5)로 반사형을 구비하는 경우, 도 1 및 도 3에서와 같이, 조명 홀로그램 소자(12)와 공간 광변조기(5) 사이에 부가적인 조명 홀로그램 소자(14)를 더 구비할 수 있다. 상기 부가적인 조명 홀로그램 소자(14)는, 공간 광변조기(5)로 입사되는 신호빔(S)의 보다 균일한 밝기 광 필드를 형성하고, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)에서 신호빔(S)이 필요한 발산각을 만들도록 변형한다.

상기 참조빔 형성유닛은, 참조빔(R)을 위한 광학적 지연 길이를 조정하는 기능을 수행하며, 아울러, 참조빔(R)이 홀로그램 기록매체(9)의 신호빔(S)이 조사되는 위치에 겹쳐지게 조사되어 간섭 패턴을 형성하도록 한다.

상기 참조빔 형성유닛은, 제2도광부재(16), 홀로그램 소자(17) 및 굴절소자를 포함할 수 있다. 상기 홀로그램 소자(17)와 굴절소자(18)는 제2도광부재(16)의 동일 면상이나 서로 반대면 상에 배치될 수 있다. 도 1에서는 상기 홀로그램 소자(17)가 투과형이고, 이 홀로그램 소자(17)와 굴절소자(18)의 제2도광부재(16)의 동면 면상에 배치되는 예를 보여준다.

상기 제2도광부재(16)는 상기 제1도광부재(10)와 나란하게 배치될 수 있다. 상기 제2도광부재(16)는 투명 재질의 플레이트 일 수 있다. 상기 홀로그램 소자(17)는, 빔 분리소자(11)로부터 입사되는 참조빔(R)을 제2도광부재(16) 내로 내부 전반사 조건을 만족하도록 각도로 입사되도록 한다. 상기 굴절소자(18)는 제2도광부재(16) 내를 진행한 참조빔(R)을 일정 각도로 굴절시켜 홀로그램 기록매체(9) 상에 신호빔(S)과 중첩되게 조사되도록 한다. 상기 굴절소자(18)로 홀로그램 소자를 구비할 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치는, 홀로그램 기록매체(9)와 장치의 다른 구성요소들의 상대적인 배치를 제어하는 기계적인 위치 제어 시스템(4)을 더 포함할 수 있다. 또한, 간섭성 광원(2), 공간 광변조기(5) 및 기계적인 위치 제어 시스템(4) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 전자 제어 유닛(1)을 더 포함할 수 있다. 전자 제어 유닛(1)은, 외부의 정보 소스들과 인터페이스하기 위한 인터페이스 블록을 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치에 따르면, 홀로그램 기록매체(9) 상에서 신호빔(S)과 참조빔(R)이 서로 간섭을 일으킴으로써 간섭 패턴이 기록될 수 있다.

이때, 도 1 및 도 3에서와 같이, 신호빔(S)과 참조빔(R)이 서로 반대면을 통해 홀로그램 기록매체(9)에 조사될 때, 홀로그램 기록매체(9)에 기록된 홀로그램은 반사형 홀로그램이 된다. 즉, 참조빔 형성유닛을 도 1 및 도 3에서와 같이, 신호빔(S)이 조사되는 면과 반대면 쪽에서 홀로그램 기록매체(9)에 참조빔(R)을 조사하도록 마련하면, 반사형 홀로그램을 기록할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 광학적 구성을 개략적으로 보인 것으로, 투과형 홀로그램을 기록하기 위한 구성을 보여준다. 도 4의 홀로그램 기록/재생장치 및 후술하는 다른 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 경우에도 도 3을 참조로 설명한, 기계적인 위치 제어 시스템(4), 간섭성 광원(2), 공간 광변조기(5) 및 기계적인 위치 제어 시스템(4) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 전자 제어 유닛(1)을 더 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 참조빔 형성유닛은, 신호빔(S)이 조사되는 면과 같은 면쪽에서 홀로그램 기록매체(9)에 참조빔(R)을 조사하도록 마련될 수 있다. 이 경우, 홀로그램 기록매체(9)에 기록된 홀로그램은 투과형 홀로그램이 된다. 도 4에서와 같이, 투과형 홀로그램을 기록하는 경우, 참조빔 형성유닛은 수직 상의 위치 상, 제1도광부재(10)와 홀로그램 기록매체(9) 사이에 위치하게 되며, 빔 분리소자(11)에서 분리되어 입사되는 참조빔(R)을 제2도광부재(16)에 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사되도록 하는 홀로그램 소자(17)는 제2도광부재(16)의 저면에 배치되며, 반사형 홀로그램 소자로 형성될 수 있다. 물론, 이 홀로그램 소자(17)는 제1도광부재(10)와 마주하는 제2도광부재(16)의 면에 배치되고, 투과형 홀로그램 소자로 형성될 수도 있다. 도 4의 경우, 빔 분리소자(11)에서 참조빔 형성유닛의 홀로그램 소자(17)에 이르는 광경로 길이가, 도 1의 경우에 비해 작으므로, 이러한 광 길이 차이를 보완하도록, 홀로그램 소자(17)나 제2도광부재(16)는 참조빔(R)을 제2도광부재(16)의 내부 반사면에 내부 전반사 조건을 만족하는 동시에 보다 작은 각도로 입사되어 제2도광부재(16) 내에서 반사되는 횟수를 증가시킬 수 있도록 변형될 수 있다.

이상에서는 도 1 내지 도 4를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치가, 공간 광변조기(5)로 반사형 공간 광변조기를 포함하는 경우를 예를 들어 설명 및 도시하였는데, 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치는 도 5 내지 도 7에 변형예로서 보인 바와 같이 공간 광변조기(5)로 투과형 공간 광변조기를 사용할 수도 있다.

도 5 내지 도 7은 공간 광변조기(5)로 투과형 공간 광변조기를 사용할 때의 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 신호빔 형성유닛의 다양한 변형 예를 보여준다. 도 5 내지 도 7에서는 공간 광변조기(5)로 투과형 공간 광변조기를 사용하고, 공간 광변조기(5)를 제1도광부재(10)로부터 이격되게 배치한 예를 보여준다. 공간 광변조기(5)는 제1도광부재(10)의 면에 마련되거나 근접되게 배치될 수도 있다.

도 5에서와 같이, 신호빔 형성유닛은, 공간 광변조기(5)로 투과형 공간 광변조기를 포함하며, 조명 홀로그램 소자(12)가, 신호빔(S)이 각도를 가지고 공간 광변조기(5)로 입사되고, 공간 광변조기(5)를 투과한 변조된 신호빔(S)이 각도를 가지고 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)로 입사되도록 하며, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)가 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비하도록 마련될 수도 있다.

도 6에서와 같이, 신호빔 형성유닛은, 상기 공간 광변조기(5)로 투과형 공간 광변조기를 포함하며, 조명 홀로그램 소자(12)가, 신호빔(S)이 수직으로 공간 광변조기(5)로 입사되고, 공간 광변조기(5)를 투과한 신호빔(S)이 수직으로 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)로 입사되도록 하며, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)가 축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비하도록 마련될 수도 있다.

도 7에서와 같이, 신호빔 형성유닛은, 상기 공간 광변조기(5)로 투과형 공간 광변조기를 포함하며, 조명 홀로그램 소자(12)가, 신호빔(S)이 수직으로 공간 광변조기(5)로 입사되도록 하며, 공간 광변조기(5)와 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15) 사이에 프리즘(28)을 더 구비하여, 공간 광변조기(5)를 투과한 신호빔(S)이 각도를 가지고 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)로 입사되도록 하며, 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)는 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비하도록 마련될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 신호빔 형성유닛의 또 다른 변형 예를 보여준다.

도 8에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치에서, 신호빔 형성유닛은 집적형으로 형성될 수 있다. 즉, 투명 플레이트인 제1도광부재(10)의 상면에 빔 분리소자(11) 및 조명 홀로그램 소자(12)가 집적되고, 제1도광부재(10)의 하면에 공간 광변조기(5) 및 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15)가 집적될 수 있다. 이때, 공간 광변조기(5)는 도 1 내지 도 4에서와 같이, 반사형 공간 광변조기로 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같은 신호빔 형성유닛은 구비하는 경우, 홀로그램 기록/재생장치는 참조빔 형성유닛으로 도 1 또는 도 3의 구조나 이를 적절히 변형한 구조를 적용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생장치의 전체적인 구조를 개략적으로 보여준다.

도 9는 도 4와 비교할 때, 제1 및 제2도광부재(10)(16) 사이가 참조광이 직진 통과하는 투명부재(30)에 의해 고정되는 점에 차이가 있다. 이와 같이, 투명부재(30)를 도입하는 경우, 배치의 용이성을 위해, 참조빔 형성유닛의 홀로그램 소자(17)는 투명부재()30와 제2도광부재(16)가 접하는 면의 반대면에 마련되고 반사형 홀로그램 소자로 형성될 수 있다.

여기서, 도 3의 투과형 홀로그램을 기록하는 구조의 경우에도 투명부재를 이용하여 제1 및 제2도광부재(16) 사이를 고정할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 홀로그램 기록/재생 장치에 따르면, 빔 분리소자(11), 조명 홀로그램 소자(12), 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자(15) 등을 홀로그램 소자로 제작함으로써, 컴팩트하고 소형화된 홀로그램 기록/재생 장치를 구현할 수 있어, 이를 프린팅 장치 등에 적용시, 소형화된 홀로그래픽 프린팅 장치를 구현할 수 있다.

따라서, 이러한 컴팩트한 구조를 갖는 홀로그램 기록/재생 장치를 적용하면, 가정용이나 오피용 등의 홀로그래픽 프린팅 장치를 구현할 수 있다.

Claims

간섭성 광원과;
상기 광원으로부터 출사된 빔을 신호빔과 참조빔으로 분리하는 빔 분리소자;
상기 빔 분리소자에 의해 분리된 신호빔을 변조하여 홀로그램 기록매체 상에 조사하는 신호빔 형성유닛;
상기 빔 분리소자에 의해 분리된 참조빔을 홀로그램 기록매체 상의 상기 신호빔과 동일 위치에 조사되도록 하는 참조빔 형성유닛;을 포함하며,
상기 신호빔 형성유닛은,
상기 빔 분리소자에 의해 분리되어 입력되는 신호빔을 전달하는 제1도광부재와;
상기 제1도광부재를 통해 전달되는 신호빔을 변조하는 공간 광변조기; 및
상기 공간 광변조기에 의해 변조된 신호빔을 홀로그램 기록매체 상에 포커싱하는 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자;를 포함하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제1항에 있어서, 상기 빔 분리소자에 의해 분리된 신호빔은 상기 제1도광부재를 통해 전달되면서 확대되는 홀로그램 기록/재생 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1도광부재의 일면의 소정 위치에는 입사되는 신호빔을 콜리메이팅하여 상기 공간 광변조기로 전달되도록 하는 조명 홀로그램 소자;를 더 포함하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제3항에 있어서, 상기 빔 분리소자는 상기 제1도광부재의 상기 조명 홀로그램 소자가 위치되는 일면이나 그 반대면 상의 소정 위치에 마련되어, 상기 간섭성 광원으로부터 입사되는 광빔을 신호빔 및 참조빔으로 분리하며, 신호빔이 상기 제1도광부재로 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사되도록 하는 복합 홀로그램 소자인 홀로그램 기록/재생 장치.
제3항에 있어서,
상기 공간 광변조기는, 반사형 공간 광변조기며, 상기 제1도광부재의 일면이나 반대면에 마련되어, 상기 공간 광변조기에서 변조된 신호빔이 상기 제1도광부재를 더 경유하여 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 진행하도록 된 홀로그램 기록/재생 장치.
제5항에 있어서, 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 상기 제1도광부재의 일면이나 반대면에 마련되는 홀로그램 기록/재생 장치.
제5항에 있어서, 상기 공간 광변조기와 상기 홀로그래픽 조명소자는 상기 제1도광부재의 서로 반대면에 결합되는 홀로그램 기록/재생 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1도광부재와 공간 광변조기 사이에는 부가적인 조명 홀로그램 소자를 더 구비하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제3항에 있어서, 상기 공간 광변조기는 투과형이며,
상기 조명 홀로그램 소자는, 신호빔이 각도를 가지고 공간 광변조기로 입사되고, 공간 광변조기를 투과한 신호빔이 각도를 가지고 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 입사되도록 하며,
상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제3항에 있어서, 상기 공간 광변조기는 투과형이며,
상기 조명 홀로그램 소자는, 신호빔이 수직으로 공간 광변조기로 입사되고, 공간 광변조기를 투과한 신호빔이 수직으로 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 입사되도록 하며,
상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제3항에 있어서, 상기 공간 광변조기는 투과형이며,
상기 조명 홀로그램 소자는, 신호빔이 수직으로 공간 광변조기로 입사되도록 하며,
상기 공간 광변조기와 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자 사이에 프리즘을 더 구비하여, 공간 광변조기를 투과한 신호빔이 각도를 가지고 상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자로 입사되도록 하며,
상기 홀로그래픽 푸리에 변환 광학소자는 비축상 홀로그래픽 푸리에 변환 소자를 구비하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도광부재는 투명 재질의 플레이트를 포함하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 참조빔 형성유닛은,
상기 제1도광부재와 나란하게 배치되는 제2도광부재와;
상기 빔 분리소자로부터 입사되는 참조빔을 상기 제2도광부재 내로 내부 전반사 조건을 만족하는 각도로 입사되도록 하는 홀로그램 소자와;
상기 제2도광부재를 진행한 참조빔을 상기 홀로그램 기록매체 상의 상기 신호빔과 중첩되게 조사되도록 하는 굴절소자;를 포함하며,
상기 홀로그램 소자와 굴절소자는 상기 제2도광부재의 동일 면상이나 서로 반대면 상에 배치되는 홀로그램 기록/재생 장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2도광부재는 각각 투명 재질의 플레이트를 포함하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2도광부재 사이는, 상기 참조광이 직진 통과하는 투명부재에 의해 고정되는 홀로그램 기록/재생 장치.
제15항에 있어서, 상기 홀로그램 소자는 상기 투명부재와 상기 제2도광부재가 접하는 면과 반대면에 마련되는 홀로그램 기록/재생 장치.
제14항에 있어서, 상기 참조빔 형성유닛은, 상기 신호빔이 조사되는 면과 반대면쪽에서 상기 홀로그램 기록매체에 참조빔을 조사하도록 마련되어, 반사형 홀로그램을 기록하도록 된 홀로그램 기록/재생 장치.
제14항에 있어서, 상기 참조빔 형성유닛은, 상기 신호빔이 조사되는 면과 같은 면쪽에서 상기 홀로그램 기록매체에 참조빔을 조사하도록 마련되어, 투과형 홀로그램을 기록하도록 된 홀로그램 기록/재생 장치.
제14항에 있어서, 상기 홀로그램 기록매체와 장치의 다른 구성요소들의 상대적인 배치를 제어하는 기계적인 위치 제어 시스템;을 더 포함하는 홀로그램 기록/재생 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀로그램 기록매체와 장치의 다른 구성요소들의 상대적인 배치를 제어하는 기계적인 위치 제어 시스템; 및
상기 간섭성 광원, 공간 광변조기 및 기계적인 위치 제어 시스템 중 적어도 하나를 제어하는 전자 제어 유닛;을 더 포함하는 홀로그램 기록/재생 장치.