KR100397261B1 - 홀로그램을 이용한 ohp - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대상 물체로 부터의 물체광을 기준광과 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬에 의거하여 상기 물체광을 저장하고 재생하는 홀로그램을 이용한 OHP에 관한 것으로, 홀로그램을 이용하여 저장 매체에 저장된 데이터를 페이지 단위로 재생하되, 원하는 페이지를 선택하여 재생하여 이를 프로젝션하고, 또한 페이지 단위의 재생 시간 간격도 자동으로 설정될수 있도록 함에 그 특징점이 있다.

Description

홀로그램을 이용한 ＯＨＰ{OHP TO USE HOLOGRAM}
본 발명은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬를 저장하고 재생하는 홀로그램을 이용한 OHP(OverHead Projector)에 관한 것이다.
일반적으로 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(intensity)에 반응하는 저장 매체, 예를들어 크리스탈(crystal) 등에 기록하는 것으로, 저장 매체를 소정 각도로 회전시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록함으로서, 물체의 3 차원상을 표시할수 있으며, 2진 데이터의 페이지(page)단위로 구성되는 수백에서 수천개의 홀로그램을 같은 장소에 저장할수 있다.
도 1에는 이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 전체 구성도가 도시된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 광원(10), 광분리기(20), 반사 미러(mirror)(30,40), 공간 광변조기(50), 저장 매체(60), CCD(Charge Coupled Device)(70)로 구성된다.
광원(10)은 홀로그래피에 요구되는 레이져광을 발생하며, 광분리기(20)는 광원(10)으로부터 입력되는 레이져광을 기준광 및 물체광으로 분리한후, 분리된 기준광 및 물체광이 서로 다른 전송경로를 거치도록 한다.
한편, 광분리기(20)에 의해 분리된 기준광은 회전 미러(30)에 입사된후, 다시 반사되어 저장 매체(60)에 전송된다.
또한, 물체광은 반사 미러(40)에 입사된후, 다시 반사되어 공간 광변조기(50)에 전송된다. 여기에서 공간 광변조기(50)는 LCD(Liquid Crystal Display)로 구성되어 있으며, 따라서 공간 광변조기(50)에 제공된 물체광은 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된후 저장 매체(60)에 전송된다.
저장 매체(60)는 반사 미러(30)에 의해 반사된 기준광과 공간 광변조기(50)에 의해 데이터의 페이지 단위로 변조된 물체광간의 간섭에 의해 발생되는 간섭 무늬를 저장하는데, 여기에서 간섭 무늬는 상술한 공간 광변조기(50)에 입력된 데이터에 상응한 것이다.
CCD(70)는 저장 매체(60)에서 재생된 물체광을 전기적 신호로 변환하는 작용을 한다.
이와 같이 구성된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 동작은 다음과 같다.
먼저, 광원(10)에서 발생된 레이져광은 광분리기(20)에 의해 기준광 및 물체광으로 분리된후, 기준광은 반사 미러(30)에, 물체광은 반사 미러(40)에 각각 전송된다. 반사 미러(40)에 의해 반사된 물체광은 공간 광변조기(50)에 입사되고, 공간 광변조기(50)에 입사된 물체광은 공간 광변조기(50)에 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된다.
즉, 공간 광변조기(50)에 입력되는 데이터가, 예를들어 영상의 한 프레임 단위로 제공되는 화상 데이터일 경우, 공간 광변조기(50)에 입사된 물체광은 한 프레임 단위로 변조되는 것이다. 한편, 공간 광변조기(50)가 입사되는 물체광을 데이터의 페이지 단위로 변조할 때, 저장 매체(60)는 이에 대응되게 소정 각도씩 스텝 바이 스텝(step by step)으로 회전한다.
이에 따라 입사된 물체광과 기준광은 저장 매체(60) 내부에서 간섭을 일으키게 되고, 이때, 발생되는 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(60) 내부의 운동 전하의 광유도 현상이 발생하고, 이러한 과정을 통해서 저장 매체(60)에는 저장 매체(60)의 회전 각도에 대응되는 소정의 방향과 크기를 갖는 벡터 형식의 간섭 무늬가 기록되며, 여기에서 간섭 무늬가 데이터에 해당되는 것이다.
한편, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해서는 기준광만을 저장 매체(60)에 조사하면, 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되고, 저장 매체(60)에서 복원된 광변조된 물체광은 CCD(70)에 비추어져 원래의 데이터로 복원하게 되는 것이다. 여기에서, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해 적용되었던 기준광은, 실질적으로 저장 매체(60)에 데이터를 기록할 때 적용했던 기준광과 동일한 강도 및 각도를 갖는 기준광을 적용해야만 한다.
한편, 최근들어, 이상과 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템을 이용한 기술 분야는 반도체 레이져, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display)등 구성 부품의 눈부신 발전에 힘입어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 이미 지문을 저장하고 재생하는 지문 인식 시스템으로 실용화되고 있을뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 홀로그램을 이용하여 저장 매체에 저장된 데이터를 페이지 단위로 재생하되, 원하는 페이지를 선택하여 재생하여 이를 프로젝션하고, 또한 페이지 단위의 재생 시간 간격도 자동으로 설정될수 있도록 하는 홀로그램을 이용한 OHP를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 대상 물체로 부터의 물체광을 기준광과 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬에 의거하여 상기 물체광을 저장하고 재생하는 홀로그램을 이용한 OHP에 있어서: 외부로부터 입력되는 디지탈 영상 신호로부터 R성분의 데이터, G성분의 데이터, B 성분의 데이터를 각각 분리하여 출력하는 R,G,B 분리기; 상기 R,G,B 분리기로부터 상기 R성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 출력하는 제 1 버퍼; 상기 R,G,B 분리기로부터 상기 G성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 출력하는 제 2 버퍼; 상기 R,G,B 분리기로부터 상기 B성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 출력하는 제 3 버퍼; 상기 물체광을, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 버퍼에서 제공하는 상기 R성분, G성분, B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조하여 출력하는 흑백 LCD; 상기 R성분, G성분, B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조된 각각의 물체광을, 소정 기록 각도로 조사되는 기록 기준광에 의거하여 기록하되, 상기 기록 각도는 상기 R성분, G성분, B성분 데이터에 각각 일대일 대응되고, 소정의 재생 각도로 재생 기준광이 조사되면, 상기 재생 각도와 동일한 기록 각도로 기록된 R성분, G성분, 또는 B성분 데이터의 광변조된 물체광을 재생하는 저장 매체; 상기 재생된 상기 R성분, G성분, B성분 데이터의 광변조된 물체광을 합성하여 프레임 단위의 영상 신호를 스크린상에 프로젝션하는 R,G,B 신호 합성기; 상기 저장 매체에 저장된 다수 프레임의 물체광중 소정 프레임을 선택하여 재생하기 위한 키 신호를 발생하는 화면 선택키; 상기저장 매체에 저장된 다수 프레임의 물체광을 기록시의 저장 순서로 재생하기 위한 키 신호를 발생하는 연속 재생키; 상기 저장 매체에 저장된 다수 프레임의 물체광이 연속적으로 재생될 때, 재생 간격을 설정하기 위한 키 신호를 발생하는 시간 설정키; 상기 저장 매체에 소정 각도의 재생 기준광을 조사하는 재생 기준광 발생부; 상기 저장 매체에 조사되는 상기 재생 기준광의 재생 각도를 조절하는 각도 조절기; 상기 화면 선택키, 연속 재생키, 시간 설정키로부터 입력되는 키 신호에 의거하여 상기 각도 조절기의 작용을 제어하는 제어부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.
도 1은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 일반적인 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀로그램을 이용한 OHP의 상세 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210 ; R,G,B 분리기 220A, 220B, 220C ; 버퍼
230 ; 흑백 LCD 240 ; 저장 매체
250 ; R,G,B 신호 합성기 260 ; 재생 기준광 발생기
270 ; 각도 조절기 280 ; 제어부
290A ; 화면 선택키 290B ; 연속 재생키
290C ; 시간 설정키 300 ; 스크린
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 홀로그램을 이용한 OHP에 대한 바람직한 실시예를 나타내는 상세 구성도가 도시된다.
도 2에서, 홀로그램을 이용한 OHP는 R(Red),G(Green),B(Blue) 분리기(210), 버퍼(220A,220B,220C), 흑백 LCD(230), 저장 매체(240), R,G,B 신호 합성기(250), 재생 기준광 발생기(260), 각도 조절기(270), 제어부(280), 화면 선택키(290A), 연속 재생키(290B), 시간 설정키(290C), 및 스크린(screen, 300)으로 구성된다.
여기에서, R,G,B 분리기(210)는 입력되는 영상 신호로부터 R성분의 데이터, G성분의 데이터, B 성분의 데이터를 각각 분리하여 대응되는 버퍼(220A,220B,220C)에 제공한다.
버퍼(220A)는 R,G,B 분리기(210)로부터 R성분의 데이터를 영상의프레임(frame) 단위로 일시 저장한후 흑백 LCD(230)로 제공하고, 버퍼(220B)는 R,G,B 분리기(210)로부터 G성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 흑백 LCD(230)로 제공하며, 버퍼(220C)는 R,G,B 분리기(210)로부터 B성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 흑백 LCD(230)로 제공한다.
흑백 LCD(230)는 외부로부터 입력되는 물체광을 버퍼(220A,220B,220C)에서 제공하는 R성분, G성분, B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조하여 저장 매체(240)에 제공한다.
저장 매체(240)에는 광변조된 물체광과 외부로부터 입사되는 기록 기준광에 의거하여 다수 프레임으로 광변조된 물체광이 기록되고, 기록 기준광과 동일 강도 및 동일 각도를 갖는 재생 기준광이 저장 매체(240)에 조사되면 광변조된 물체광을 재생하는 작용을 한다.
R,G,B 신호 합성기(250)는 저장 매체(240)로부터 재생된 R,G,B 물체광을 합성하여 프레임 단위의 영상 신호를 스크린(300)에 프로젝션한다. 재생 기준광 발생부(260)는 저장 매체(240)에 기록 기준광과 동일 강도 및 동일 각도의 재생 기준광을 조사하고, 이때, 각도 조절기(270)는 재생 기준광 발생부(260)의 재생 기준광의 재생 각도를 조절하는 작용을 한다.
화면 선택키(290A)는 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광중 소정 프레임을 선택하여 재생하기 위한 키 신호를 발생하고, 연속 재생키(290B)는 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광을 기록시의 저장 순서로 재생하기 위한 키 신호를 발생하며, 시간 설정키(290C)는 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의물체광이 연속적으로 재생될 때, 재생 간격을 설정하기 위한 키 신호를 발생한다.
제어부(280)는 화면 선택키(290A), 연속 재생키(290B), 시간 설정키(290C)로부터 입력되는 키 신호에 의거하여 각도 조절기(270)의 작용을 제어한다.
이와 같이 구성된 홀로그램을 이용한 OHP에 대한 동작은 다음과 같다.
먼저, R,G,B 분리기(210)는 입력되는 디지탈 영상 신호로부터 R성분의 데이터, G성분의 데이터, B성분의 데이터를 각각 분리하여 R성분의 데이터는 버퍼(220A)에 제공하고, G성분의 데이터는 버퍼(220B)에 제공하며, B성분의 데이터는 버퍼(220C)에 제공한다. 이때, R,G,B분리기(210)는 입력되는 디지탈 영상 신호를 프레임 단위로 수신하여 1프레임 내의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터를 각각 분리하여 버퍼(220A,220B,220C)에 제공한다.
버퍼(220A)는 R,G,B 분리기(210)로부터 R성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 흑백 LCD(230)로 제공한다. 버퍼(220B)는 R,G,B 분리기(210)로부터 G성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 버퍼(220A)에서 R성분의 데이터를 흑백 LCD(230)에 제공하고 난후에 G성분의 데이터를 흑백 LCD(230)로 제공하고, 버퍼(220C)는 R,G,B 분리기(210)로부터 B성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 버퍼(220B)에서 G성분의 데이터를 흑백 LCD(230)에 제공하고 난후에 B성분의 데이터를 흑백 LCD(230)로 제공한다.
흑백 LCD(230)는 외부로부터 입력되는 물체광을 버퍼(220A)에서 제공하는 R성분 데이터의 프레임 단위로 광변조하여 저장 매체(240)에 제공한후, 다시 버퍼(220B)에서 제공하는 G성분 데이터의 프레임 단위로 광변조하여 저장매체(240)에 제공하고, 이어서, 버퍼(220C)에서 제공하는 B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조하여 저장 매체(240)에 제공한다.
저장 매체(240)에 R성분 데이터의 프레임 단위로 광변조된 물체광과 외부로부터 조사되는 기록 기준광에 의거한 간섭 무늬가 기록되고 나면, 저장 매체(240)는 소정 각도로 회전하고, 이에 대응되게 저장 매체(240)에 G성분 데이터의 프레임 단위로 광변조된 물체광과 외부로부터 조사되는 기록 기준광에 의거한 간섭 무늬가 기록되고 나면, 다시 소정 각도로 회전하여 B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조된 물체광과 외부로부터 조사되는 기록 기준광에 의거한 간섭 무늬가 저장 매체(240)에 기록됨으로서, 한 프레임의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터는 서로 다른 기록 각도로 각각 저장 매체(240)에 기록된다.
따라서, 이와 같은 작용에 의해 저장 매체(240)에는 한 프레임의 디지탈 영상 신호라 할지라도, 한프레임내의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터 각각은 서로 다른 기록 각도로 기록된다.
이와 같이 저장 매체(240)에 각 프레임 단위의 디지탈 영상 신호가 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터로 분리되어 기록된 상태에서, 저장 매체(240)에 기록시에 적용했던 기준광과 동일 강도 및 각도의 재생 기준광을 조사하면, 저장 매체(240)는 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터의 광변조된 물체광을 순차적으로 재생하고, 재생된 R성분 데이터의 광변조된 물체광과, G성분 데이터의 광변조된 물체광 및, B성분 데이터의 광변조된 물체광은 R,G,B 신호 합성기(250)에 의해 합성되고, 스크린(300)에 프로젝션된다.
이때, 상술한 저장 매체(240)에 제공되는 재생 기준광의 조사 각도에 따라, 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 데이타중 소정 프레임 데이타만을 선택적으로 재생할수 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
즉, 사용자가 화면 선택키(290A)를 이용하여 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광중 소정 프레임을 선택하여 재생하기 위한 키 신호를 발생하면, 제어부(280)는 선택된 프레임을 재생하기 위한 재생 기준광의 재생 각도를 판별한후 이에 의거하여 각도 조절기(270)를 제어한다.
각도 조절기(270)는 제어부(280)의 제어에 의해 재생 기준광 발생부(260)에서 발생되는 재생 기준광이, 사용자가 선택한 프레임의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터가 재생될수 있는 각도로 조사되도록 재생 기준광 발생부(260)를 조절한다.
즉, 상술한 바와 같이 사용자가 선택한 프레임의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터가 저장 매체(240)에 저장될 때, 소정의 기록 각도로 각각 기록되었기 때문에, 재생시, 기록 각도와 동일한 재생 각도로 재생 기준광을 각각 조사하면, 사용자가 선택한 프레임의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터가 순차적으로 재생되는 것이다.
따라서, 재생 기준광 발생부(260)는 각도 조절기(270)에 의해 각도 조절된 재생 기준광을 저장 매체(240)에 조사하고, 저장 매체(240)는 선택된 프레임의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터의 물체광을 R,G,B합성기(250)에 제공한다.
한편, 사용자가 연속 재생키(290B)를 누르면, 제어부(280)는 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광을 순차적으로 재생하기 위한 재생 기준광의 재생 각도를 판별한후 이에 의거하여 각도 조절기(270)를 제어한다.
각도 조절기(270)는 제어부(280)의 제어에 의해 재생 기준광 발생부(260)에서 발생되는 재생 기준광의 재생 각도를, 기록시와 마찬가지로 스텝 바이 스텝으로 변화시키고, 이에 따라 재생 기준광 발생부(260)는 각도 조절기(270)에 의해 각도 조절된 재생 기준광을 저장 매체(240)에 조사한다. 따라서, 저장 매체(240)는 조사되는 재생 기준광의 재생 각도에 대응되게 저장된 각 프레임의 R성분 데이터, G성분 데이터, B성분 데이터의 물체광을 스텝 바이 스텝으로 재생하여 R,G,B합성기(250)에 제공한다.
이때, 시간 설정키(290C)는 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광을 순차적으로 재생할 때, 각 프레임의 프로젝션 시간을 설정해주기 위한 키로서, 예를들어 1분이 설정되면, 각도 조절기(270)는 소정의 재생 각도로 1분동안 재생 기준광을 조사한후, 다시 소정 각도만큼 재생 기준광의 재생 각도를 변화시켜 1분동안 유지하는 과정을 반복함으로서, 실제로 스크린에는 1분에 한 프레임의 화면들이 프레젝션되는 것이다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명은 홀로그램을 이용하여 OHP 기능을 구현함으로서, 홀로그램 이용 분야를 보다 확대하고, 종래의 수동 OHP 기능을 자동화한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 대상 물체로 부터의 물체광을 기준광과 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬에 의거하여 상기 물체광을 저장하고 재생하는 홀로그램을 이용한 OHP에 있어서:
    외부로부터 입력되는 디지탈 영상 신호로부터 R성분의 데이터, G성분의 데이터, B 성분의 데이터를 각각 분리하여 출력하는 R,G,B 분리기(210);
    상기 R,G,B 분리기(210)로부터 상기 R성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 출력하는 제 1 버퍼(220A);
    상기 R,G,B 분리기(210)로부터 상기 G성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 출력하는 제 2 버퍼(220B);
    상기 R,G,B 분리기(210)로부터 상기 B성분의 데이터를 영상의 프레임 단위로 일시 저장한후 출력하는 제 3 버퍼(220C);
    상기 물체광을, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 버퍼(220A,220B,220C)에서 제공하는 상기 R성분, G성분, B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조하여 출력하는 흑백 LCD(230);
    상기 R성분, G성분, B성분 데이터의 프레임 단위로 광변조된 각각의 물체광을, 소정 기록 각도로 조사되는 기록 기준광에 의거하여 기록하되, 상기 기록 각도는 상기 R성분, G성분, B성분 데이터에 각각 일대일 대응되고, 소정의 재생 각도로 재생 기준광이 조사되면, 상기 재생 각도와 동일한 기록 각도로 기록된 R성분, G성분, 또는 B성분 데이터의 광변조된 물체광을 재생하는 저장 매체(240);
    상기 재생된 상기 R성분, G성분, B성분 데이터의 광변조된 물체광을 합성하여 프레임 단위의 영상 신호를 스크린상에 프로젝션하는 R,G,B 신호 합성기(250);
    상기 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광중 소정 프레임을 선택하여 재생하기 위한 키 신호를 발생하는 화면 선택키(290A);
    상기 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광을 기록시의 저장 순서로 재생하기 위한 키 신호를 발생하는 연속 재생키(290B);
    상기 저장 매체(240)에 저장된 다수 프레임의 물체광이 연속적으로 재생될 때, 재생 간격을 설정하기 위한 키 신호를 발생하는 시간 설정키(290C);
    상기 저장 매체(240)에 소정 각도의 재생 기준광을 조사하는 재생 기준광 발생부(260);
    상기 저장 매체(240)에 조사되는 상기 재생 기준광의 재생 각도를 조절하는 각도 조절기(270);
    상기 화면 선택키(290A), 연속 재생키(290B), 시간 설정키(290C)로부터 입력되는 키 신호에 의거하여 상기 각도 조절기(270)의 작용을 제어하는 제어부(280)를 구비하여 구성한 홀로그램을 이용한 OHP.
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