KR101218151B1 - Method for generating fourier hologram of 3d object using multiple orthographic view image and optical apparatus for loading the fourier hologram - Google Patents

Method for generating fourier hologram of 3d object using multiple orthographic view image and optical apparatus for loading the fourier hologram Download PDF

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Abstract

물체를 전방위에서 촬영하여 복수의 2D 영상을 생성하는 단계와, 상기 생성된 2D 영상을 하나의 3D 영상으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 3D 영상 상의 물체의 각 점 O(x,y,z)을 직교 투영면 상에 투영되는 점 Ps ,t(xp, yp)으로 변환하여 산출하는 단계와, 상기 물체의 각 점 O(x,y,z)으로부터 위상항 Bs ,t(xp, yp)를 산출하는 단계와, 상기 산출된 Ps ,t(xp, yp) 및 상기 산출된 Bs ,t(xp, yp)를 곱하고 곱한 값을 상기 xp 및 yp에 대하여 각각 이중 적분하여 푸리에 홀로그램 H(s,t)를 산출하는 단계를 구성한다. 상술한 바에 따르면, 평행 투영(parallel projection) 내지는 직교 투영(orthographic projection)에 기초하여 홀로그램을 생성하고 재생함으로써, 재생 거리나 각도의 제한이 없어진다. 이에, 재생 거리를 임의로 변경하거나 상을 회전 내지는 역전할 수 있는 효과가 있다. 또한, 컴퓨터 생성 홀로그램(computer generated hologram, CGH) 방식에 따라 홀로그램을 생성함으로써, 광학적 시스템의 미세한 진동이나 기록 매질에 장시간 노출되어야 하는 광학적 방식의 문제점이 제거된다. 한편, 2D 영상이 아닌 3D 영상을 이용하여 홀로그램을 생성함으로써, 물체의 앞면뿐만 아니라 물체의 전면에 대하여 입체감을 갖는 홀로그램을 생성할 수 있는 효과가 있다.Photographing an object from all directions to generate a plurality of 2D images, converting the generated 2D image into one 3D image, and each point O (x, y, z) of the object on the converted 3D image Is calculated by converting to the point P s , t (x p , y p ) projected on the orthogonal projection plane , and the phase term B s , t (x p ) from each point O (x, y, z) of the object. , y p ), and multiplying the calculated P s , t (x p , y p ) and the calculated B s , t (x p , y p ) and multiplying the calculated values by x p and y p Double integration for each to calculate the Fourier hologram H (s, t). As described above, by generating and reproducing holograms based on parallel projection or orthographic projection, there is no limitation on the reproduction distance or angle. Thus, there is an effect that the reproduction distance can be arbitrarily changed or the image can be rotated or reversed. In addition, by generating the hologram according to the computer generated hologram (CGH) method, the problem of the optical method that requires long exposure to the minute vibration of the optical system or the recording medium is eliminated. On the other hand, by generating a hologram using a 3D image rather than a 2D image, there is an effect that can generate a hologram having a three-dimensional effect for the front of the object as well as the front of the object.

Description

다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법 및 그 광학적 재생 장치{METHOD FOR GENERATING FOURIER HOLOGRAM OF 3D OBJECT USING MULTIPLE ORTHOGRAPHIC VIEW IMAGE AND OPTICAL APPARATUS FOR LOADING THE FOURIER HOLOGRAM}FIELD OF GENERATING FOURIER HOLOGRAM OF 3D OBJECT USING MULTIPLE ORTHOGRAPHIC VIEW IMAGE AND OPTICAL APPARATUS FOR LOADING THE FOURIER HOLOGRAM}

본 발명은 홀로그램 생성 방법 및 그 광학적 재생 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법과 그 광학적 재생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hologram generating method and an optical reproducing apparatus, and more particularly, to a Fourier hologram generating method of a three-dimensional object using a multi-orthogonal projection image, and an optical reproducing apparatus.

종래의 홀로그램은 2 개의 레이저 광에 의한 가간섭성을 이용하는 입체적 영상으로서, 기록 매질에 기록되는 피사체의 반사광에 대한 진폭 정보와 위상 정보로 구성된다고 볼 수 있다. 이와 같은 종래의 홀로그램 생성 방식은 광학 시스템을 이용하는 방식이어서 작은 진동에도 간섭 무늬가 파괴될 수 있으므로, 매우 안정적이고 정교해야 한다는 단점이 있다. 또한, 기록 매질인 필름에 장시간 노출되어 현상되어야 한다는 문제점이 있다.The conventional hologram is a three-dimensional image using coherence by two laser lights, and may be regarded as being composed of amplitude information and phase information of reflected light of a subject recorded on a recording medium. Since the conventional hologram generation method uses an optical system, the interference fringes can be destroyed even with a small vibration, and thus, the hologram generation method needs to be very stable and precise. In addition, there is a problem in that it is developed by being exposed to a film, which is a recording medium, for a long time.

한편, 종래의 홀로그래피 방식은 원근 투영 내지는 투시 투영(perspective projection)에 기초하고 있으므로, 소실점(vanishing point)이 생긴다. 그리하여 재생 거리나 각도에 제약이 발생한다는 문제점이 있다. 이에, 수식적인 근사화가 요구된다.On the other hand, since the conventional holography method is based on perspective projection or perspective projection, vanishing point occurs. Thus, there is a problem that a restriction occurs in the reproduction distance or angle. For this reason, a formal approximation is required.

본 발명의 목적은 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a Fourier hologram generation method of a three-dimensional object using multiple orthogonal projection images.

본 발명의 다른 목적은 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램의 광학적 재생 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an optical reproduction apparatus of a Fourier hologram of a three-dimensional object using multiple orthogonal projection images.

상술한 본 발명의 목적에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법은, 물체를 전방위에서 촬영하여 복수의 2D 영상을 생성하는 단계와, 상기 생성된 2D 영상을 하나의 3D 영상으로 변환하는 단계와, 상기 변환된 3D 영상 상의 물체의 각 점 O(x, y, z)을 직교 투영면 상에 투영되는 점 Ps,t(xp, yp)으로 변환하여 산출하는 단계와, 상기 물체의 각 점 O(x,y,z)으로부터 위상항 Bs ,t(xp, yp)를 산출하는 단계와, 상기 산출된 Ps ,t(xp, yp) 및 상기 산출된 Bs ,t(xp, yp)를 곱하고 곱한 값을 상기 xp 및 yp에 대하여 각각 이중 적분하여 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 산출하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 변환된 3D 영상 상의 물체의 각 점 O(x,y,z)을 직교 투영면 상에 투영되는 점 Ps,t(xp, yp)로 변환하여 산출하는 단계는, [수학식]

Figure 112011022729918-pat00001
,
Figure 112011022729918-pat00002
, 상기 수학식에 따라 상기 Ps ,t(xp, yp)를 산출하고, 여기에서, 상기 θx는 x축 투영 각도이고, 상기 θy는 y축 투영 각도이고, 상기 ㅣ은 고정 거리이다. 한편, 상기 물체의 각 점 O(x,y,z)으로부터 위상항 Bs ,t(xp, yp)를 산출하는 단계는, [수학식]
Figure 112011022729918-pat00003
, 상기 수학식에 따라 상기 위상항 Bs ,t(xp, yp)를 산출하고, 여기에서, b =
Figure 112011022729918-pat00004
이다. 그리고 상기 θx 및 θy는, 각각 - 5° 내지 + 5°의 범위 내인 것이 바람직하다.Fourier hologram generation method of a three-dimensional object using a multi-orthogonal projection image according to the object of the present invention, generating a plurality of 2D images by photographing the object from all directions, and the generated 2D image as a single 3D image And converting each point O (x, y, z) of the object on the converted 3D image into a point P s, t (x p , y p ) projected on an orthogonal projection surface. Calculating a phase term B s , t (x p , y p ) from each point O (x, y, z) of the object, the calculated P s , t (x p , y p ) and the And multiplying the calculated B s , t (x p , y p ) and double-integrating the multiplied values with respect to the x p and y p to calculate the Fourier hologram H (s, t). Here, the step of calculating and converting each point O (x, y, z) of the object on the converted 3D image into a point P s, t (x p , y p ) projected on an orthogonal projection plane is [math] expression]
Figure 112011022729918-pat00001
,
Figure 112011022729918-pat00002
, P s , t (x p , y p ) is calculated according to the equation, wherein θ x is the x-axis projection angle, θ y is the y-axis projection angle, and | to be. On the other hand, the step of calculating the phase term B s , t (x p , y p ) from each point O (x, y, z) of the object,
Figure 112011022729918-pat00003
, Calculating the phase term B s , t (x p , y p ) according to the above equation, wherein b =
Figure 112011022729918-pat00004
to be. And it is preferable that the said (theta) x and (theta) y exist in the range of -5 degrees-+5 degrees, respectively.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램의 광학적 재생 장치는, 레이저 광을 방사하는 레이저 광원부와, 상기 방사된 레이저 광을 투과시켜 평면파(plane wave)를 형성하는 제1 렌즈부와, 상기 형성된 평면파를 반사하는 미러(mirror)부와, 상기 반사된 평면파를 수신하여 방사하는 SLM(spatial light modulator)부와, 3D 영상으로부터 푸리에 홀로그램(Fourier hologram)을 합성하고, 합성된 푸리에 홀로그램을 상기 SLM부 상에 형성하는 홀로그램 합성부와, 상기 SLM부를 통해 방사되는 평면파를 투과시켜 소정의 초점 거리를 형성하는 제2 렌즈부와, 상기 제2 렌즈부와의 거리에 따라 상을 형성하는 CCD(charge coupled device)부와, 상기 형성된 상을 디스플레이에 표시하는 CCD 제어부를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 홀로그램 합성부는, [수학식]

Figure 112011022729918-pat00005
, 상기 수학식에 따라 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 합성하고, 여기에서, 상기 Ps ,t(xp, yp)는 상기 3D 영상 상의 물체의 한 점 O(x, y, z)로부터 직교 투영면 상에 투영된 점으로서 하기 수학식에 따라 산출되고, [수학식]
Figure 112011022729918-pat00006
,
Figure 112011022729918-pat00007
, 여기에서, 상기 θx는 x축 투영 각도이고, 상기 θy는 y축 투영 각도이고, 상기 l은 고정 거리이고, 상기 Bs ,t(xp, yp)는 위상항으로서 하기 수학식에 따라 산출되고, [수학식]
Figure 112011022729918-pat00008
, 여기에서,
Figure 112011022729918-pat00009
이다. 그리고 상기 CCD 제어부는, 상기 CCD부의 위치를 변경하여 상기 푸리에 홀로그램의 재생 거리 및 회전을 임의로 제어하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 레이저 광원부는, 405 nm, 532 nm 또는 633 nm의 파장을 갖는 레이저 광을 방사하도록 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, an optical reproducing apparatus of a Fourier hologram of a three-dimensional object using a multi-orthogonal projection image includes a laser light source for emitting laser light, and a plane wave by transmitting the emitted laser light. A first lens portion to be formed, a mirror portion to reflect the formed plane wave, a spatial light modulator (SLM) portion to receive and radiate the reflected plane wave, and a Fourier hologram from a 3D image And a hologram synthesizing portion for forming a synthesized Fourier hologram on the SLM portion, a second lens portion for transmitting a plane wave emitted through the SLM portion to form a predetermined focal length, and a distance between the second lens portion. The CCD may be configured to include a charge coupled device (CCD) unit configured to form an image, and a CCD controller configured to display the formed image on a display. Here, the hologram synthesis unit, [mathematical formula]
Figure 112011022729918-pat00005
, Synthesize the Fourier hologram H (s, t) according to the equation, wherein P s , t (x p , y p ) is a point O (x, y, z) of the object on the 3D image It is calculated according to the following formula as a point projected on the orthogonal projection surface from
Figure 112011022729918-pat00006
,
Figure 112011022729918-pat00007
, Wherein θ x is the x-axis projection angle, θ y is the y-axis projection angle, l is a fixed distance, and B s , t (x p , y p ) is a phase term Calculated according to [Equation]
Figure 112011022729918-pat00008
, From here,
Figure 112011022729918-pat00009
to be. The CCD control unit may be configured to arbitrarily control the reproduction distance and rotation of the Fourier hologram by changing the position of the CCD unit. The laser light source unit may be configured to emit laser light having a wavelength of 405 nm, 532 nm, or 633 nm.

상기와 같은 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법에 따르면, 평행 투영(parallel projection) 내지는 직교 투영(orthographic projection)에 기초하여 홀로그램을 생성하고 재생함으로써, 재생 거리나 각도의 제한이 없어진다. 이에, 재생 거리를 임의로 변경하거나 상을 회전 내지는 역전할 수 있는 효과가 있다. 또한, 컴퓨터 생성 홀로그램(computer generated hologram, CGH) 방식에 따라 홀로그램을 생성함으로써, 광학적 시스템의 미세한 진동이나 기록 매질에 장시간 노출되어야 하는 광학적 방식의 문제점이 제거된다. 아울러 겹쳐져 있는 두 물체에 대해서도 홀로그램을 생성 및 재생할 수 있는 효과가 있다.According to the Fourier hologram generation method of a three-dimensional object using the multi-orthogonal projection image as described above, by limiting the reproduction distance or the angle by generating and reproducing the hologram based on a parallel projection or an orthographic projection, Disappear. Thus, there is an effect that the reproduction distance can be arbitrarily changed or the image can be rotated or reversed. In addition, by generating the hologram according to the computer generated hologram (CGH) method, the problem of the optical method that requires long exposure to the minute vibration of the optical system or the recording medium is eliminated. In addition, the hologram can be generated and reproduced for two overlapping objects.

한편, 2D 영상이 아닌 3D 영상을 이용하여 홀로그램을 생성함으로써, 물체의 앞면뿐만 아니라 물체의 전면에 대하여 입체감을 갖는 홀로그램을 생성할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, by generating a hologram using a 3D image rather than a 2D image, there is an effect that can generate a hologram having a three-dimensional effect for the front of the object as well as the front of the object.

도 1a는 직교 투영의 개념도이고, 도 1b는 투시 투영의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 투영 좌표계의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법의 흐름도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 거리에 있는 두 물체의 푸리에 홀로그램의 크기이고, 도 4b는 푸리에 홀로그램의 위상이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 거리 550 mm에 있는 물체의 재생 영상이고, 도 5b는 실제 거리 650 mm에 있는 물체의 재생 영상이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 역전된 거리 200 mm에 있는 물체의 재생 영상이고, 도 6b는 역전된 거리 300 mm에 있는 물체의 재생 영상이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전된 거리 200 mm에 있는 물체의 재생 영상이고, 도 7b는 회전된 거리 300 mm에 있는 물체의 재생 영상이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램의 광학적 재생 장치의 블록 구성도이다.
1A is a conceptual diagram of an orthogonal projection, and FIG. 1B is a conceptual diagram of a perspective projection.
2 is a structural diagram of an orthographic projection coordinate system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method for generating a Fourier hologram of a 3D object using multiple orthogonal projection images according to an exemplary embodiment of the present invention.
4A is the magnitude of the Fourier holograms of two objects at different distances, and FIG. 4B is the phase of the Fourier hologram.
FIG. 5A is a reproduced image of an object at an actual distance of 550 mm according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a reproduced image of an object at an actual distance of 650 mm.
FIG. 6A is a reproduced image of an object at an inverted distance of 200 mm, and FIG. 6B is a reproduced image of an object at an inverted distance of 300 mm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a reproduction image of an object at a rotated distance of 200 mm, and FIG. 7B is a reproduction image of an object at a rotated distance of 300 mm. Referring to FIG.
8 is a block diagram illustrating an optical reproducing apparatus of a Fourier hologram of a 3D object using multiple orthogonal projection images according to an exemplary embodiment.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 직교 투영이고, 도 1b는 투시 투영의 개념도이다.1A is an orthographic projection and FIG. 1B is a conceptual diagram of perspective projection.

본 발명에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 및 재생 방법은 도 1a에서 도시된 평행 투영(parallel projection) 내지는 직교 투영(orthographic projection) 방식에 기초하여 컴퓨터 생성 홀로그램(computer generated hologram)을 생성한다. 기존에는 도 1b와 같이 원근 투영 내지는 투시 투영(perspective projection) 방식에 기초하고 있으므로, 소실점(vanishing point) 내지는 소실면(vanishing plane)이 존재한다. 그리하여, 상이 형성될 수 있는 거리 상의 제한이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 무한대 거리에 존재하는 하나의 레이저 광으로부터 형성되는 홀로그램을 컴퓨터로 시뮬레이션하여 생성하므로, 소실점 내지는 소실면이 존재하지 않는다. 이에, 재생 시 재생 거리에 제한이 없다는 장점이 있다. 또한, 정교한 광학적 구성이나 기록 매질이 필요치 않다는 장점이 있음은 물론이다.Fourier hologram generation and reproduction method of a three-dimensional object using a multi-orthogonal projection image according to the present invention is a computer generated hologram based on a parallel or orthographic projection method shown in FIG. ). Conventionally, as shown in FIG. 1B, a perspective or perspective projection method is used, and thus, vanishing points or vanishing planes exist. Thus, there was a limit on the distance over which images could be formed. However, in the present invention, since a hologram formed from one laser light at an infinite distance is generated by computer simulation, there is no vanishing point or vanishing surface. Therefore, there is an advantage that there is no restriction on the reproduction distance during reproduction. In addition, it is a matter of course that there is no need for a sophisticated optical configuration or recording medium.

한편, 본 발명에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 및 재생 방법은 물체의 전방위에서 촬영한 복수의 2D 영상을 3D 영상으로 합성한 후, 이를 기초로 컴퓨터 생성 홀로그램을 생성한다. 이에, 기존에는 물체의 한 면에서만 입체적 영상을 생성할 수 있었지만, 본 발명에서는 물체의 전면에서 홀로그램을 생성하고 재생할 수 있는 특징이 있다.Meanwhile, the Fourier hologram generation and reproduction method of a three-dimensional object using a multi-orthogonal projection image according to the present invention synthesizes a plurality of 2D images taken from all directions of the object into a 3D image, and then generates a computer-generated hologram based on this. . Thus, although a stereoscopic image can be generated only on one side of an object, the present invention has a feature of generating and playing a hologram in front of an object.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 투영 좌표계의 구조도이다.2 is a structural diagram of an orthographic projection coordinate system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 영상 내 물체의 각 점 O(x, y, z)가 x 축과 y 축 상의 투영면(projection plane)에 투영되는 것을 나타내고 있다. 이때, z 축은 물체와 투영면 간의 거리를 나타내는 축이 될 수 있다.Referring to FIG. 2, each point O (x, y, z) of an object in an image is projected onto a projection plane on the x axis and the y axis. In this case, the z axis may be an axis representing a distance between the object and the projection surface.

한편, Ps ,t(xp, yp)는 물체의 각 점 O(x, y, z)가 투영면 상에 투영도니 각 점을 나타낸다. 여기에서, s 및 t는 x 축 및 y 축 상의 각 픽셀 좌표에 해당된다. 이하에서는 이러한 직교 투영 좌표계를 기초하여 설명한다.On the other hand, P s , t (x p , y p ) represents each point where each point O (x, y, z) of the object is projected on the projection surface. Here, s and t correspond to each pixel coordinate on the x and y axes. The following description will be made based on such an orthogonal projection coordinate system.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법의 흐름도이다. 이하, 세부적인 단계에 대하여 설명한다.3 is a flowchart of a method for generating a Fourier hologram of a 3D object using multiple orthogonal projection images according to an exemplary embodiment of the present invention. Detailed steps will be described below.

먼저, 물체를 물체의 전방위에 대하여 복수의 2D 영상을 생성한다(S110). 이때, 일정한 간격으로 배치된 수많은 마이크로렌즈 어레이(microlens array)를 이용하여 물체에 대한 복수의 2D 영상을 생성하도록 하는 것이 바람직하다.First, a plurality of 2D images are generated for an object in all directions of the object (S110). In this case, it is preferable to generate a plurality of 2D images of the object by using a plurality of microlens arrays arranged at regular intervals.

다음으로, 앞서 생성된 복수의 2D 영상을 하나의 3D 영상으로 변환한다(S120). 이와 같이, 하나의 3D 영상으로 합성함으로써, 물체의 전면에 대하여 홀로그램을 생성할 수 있게 된다.Next, the plurality of previously generated 2D images are converted into one 3D image (S120). In this way, by compositing one 3D image, it is possible to generate a hologram for the front of the object.

다음으로, 앞서 변환된 3D 영상 상의 물체의 각 점 O(x, y, z)를 직교 투영면 상에 투영되는 점 Ps ,t(xp, yp)로 변환하여 산출한다(S130). 여기에서, Ps ,t(xp, yp)는 하기 수학식 1로부터 산출될 수 있다.Next, each point O (x, y, z) of the object on the 3D image converted before is converted into a point P s , t (x p , y p ) projected on the orthogonal projection surface and calculated (S130). Here, P s , t (x p , y p ) may be calculated from Equation 1 below.

Figure 112011022729918-pat00010
Figure 112011022729918-pat00010

Figure 112011022729918-pat00011
Figure 112011022729918-pat00011

여기에서, 상기 θx는 x축 투영 각도이고, 상기 θy는 y축 투영 각도이고, 상기 ㅣ은 고정 거리이다. 이때, θx 및 θy는 각각 - 5° 내지 + 5°의 범위 내에서 조정 가능하도록 구성될 수 있다.Here, θ x is the x-axis projection angle, θ y is the y-axis projection angle, and | At this time, θ x and θ y may be configured to be adjustable within the range of −5 ° to + 5 °, respectively.

고정 거리 l이 5미터이고, 투영 각도 θx 및 θy가 각각 - 5° 내지 + 5°인 경우, 투영 각도의 최소값과 최대값 사이의 간격이 87개가 되도록 나눈 경우 87 X 87 픽셀의 홀로그램이 생성될 수 있다. 즉, 홀로그램의 픽셀 사이즈는 다중 직교 투영 영상의 개수와 관련되어 있다.If the fixed distance l is 5 meters and the projection angles θ x and θ y are -5 ° to + 5 °, respectively, then the hologram of 87 X 87 pixels is divided by 87 intervals between the minimum and maximum projection angles. Can be generated. That is, the pixel size of the hologram is related to the number of multiple orthogonal projection images.

다음으로, 물체의 각 점 O(x, y, z)로부터 위상항 Bs ,t(xp, yp)를 산출한다(S140). 이때, Bs ,t(xp, yp)는 하기 수학식 2로부터 산출될 수 있다.Next, a phase term B s , t (x p , y p ) is calculated from each point O (x, y, z) of the object (S140). In this case, B s , t (x p , y p ) may be calculated from Equation 2 below.

Figure 112011022729918-pat00012
Figure 112011022729918-pat00012

여기에서,

Figure 112011022729918-pat00013
이다.From here,
Figure 112011022729918-pat00013
to be.

다음으로, 앞서 산출된 Ps ,t(xp, yp) 및 Bs ,t(xp, yp)를 곱하고 곱한 값을 xp 및 yp에 대하여 각각 이중 적분하여 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 산출한다(S150). 수학적으로 표현하면 하기의 수학식 3과 같다.Next, multiply the previously calculated P s , t (x p , y p ) and B s , t (x p , y p ) and double-integrate the multiplied values for x p and y p , respectively, to determine the Fourier hologram H (s , t) is calculated (S150). Mathematically, it is expressed as Equation 3 below.

Figure 112011022729918-pat00014
Figure 112011022729918-pat00014

상기 수학식 3은 푸리에 홀로그램 H(s, t)는 각 픽셀이 직교 투영면의 한 점인 Ps ,t(xp, yp)와 위상항 Bs ,t(xp, yp)를 곱하여 이중 적분한 것으로서, s는 홀로그램의 가로 픽셀의 개수와 일치하고, t는 홀로그램의 세로 픽셀의 개수와 일치한다. 이는 홀로그램 픽셀 수의 총합이 다중 직교 투영 여상 수의 총합과 같다는 의미이기도 한다.Equation 3 is a Fourier hologram H (s, t) is to multiply each pixel is P s , t (x p , y p ) and the phase term B s , t (x p , y p ), each point of the orthogonal projection surface As an integral, s matches the number of horizontal pixels in the hologram, and t matches the number of vertical pixels in the hologram. This also means that the total number of holographic pixels is equal to the total number of multiple orthogonal projection images.

이와 같은 산출은 컴퓨터 상에서 미리 구현된 프로그램을 통해 구현될 수 있음은 앞서 언급한 바와 같다. 이와 같이 푸리에 홀로그램 생성 방법은 컴퓨터 상에서 구현되어 참조광(reference light)을 필요로 하지 않으며, 간섭성을 요하지도 않으면서 정확한 푸리에 홀로그램을 생성한다.As described above, the calculation may be implemented through a program that is pre-implemented on a computer. As such, the Fourier hologram generation method is implemented on a computer, which does not require a reference light and generates accurate Fourier holograms without requiring coherence.

한편, 시뮬레이션된 푸리에 홀로그램은 컴퓨터 상에서 그대로 재생이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 푸리에 홀로그램의 재생 방법은 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 하기 수학식 4에 따라 컴퓨터 상에서 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the simulated Fourier hologram can be played on a computer as it is. The method for reproducing a Fourier hologram according to an embodiment of the present invention may be configured to simulate the Fourier hologram H (s, t) on a computer according to Equation 4 below.

Figure 112011022729918-pat00015
Figure 112011022729918-pat00015

여기에서,

Figure 112011022729918-pat00016
이고,
Figure 112011022729918-pat00017
이다. 이때, z1 및 z2는 서로 다른 물체의 거리, f는 초점 거리, d1 및 d2는 서로 다른 물체의 재생 거리이다.From here,
Figure 112011022729918-pat00016
ego,
Figure 112011022729918-pat00017
to be. In this case, z 1 and z 2 are distances of different objects, f is focal length, and d 1 and d 2 are reproduction distances of different objects.

이러한 푸리에 홀로그램은 평행 투영법에 기초하고 있으므로, 임의의 재생 거리 d에서 재생할 수 있음은 앞서 언급된 바와 같다.Since this Fourier hologram is based on the parallel projection method, it can be reproduced at any reproduction distance d as mentioned above.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 거리에 있는 두 물체의 푸리에 홀로그램의 크기이고, 도 4b는 푸리에 홀로그램의 위상이다.4A is the magnitude of the Fourier holograms of two objects at different distances, and FIG. 4B is the phase of the Fourier hologram.

도 4a 및 도 4b에는 서로 다른 거리에 있는 두 물체에 대한 푸리에 홀로그램의 크기값과 위상값이 각각 캡쳐되어 있다. 이러한 두 물체에 대한 푸리에 홀로그램을 실제 거리와 회전 각도에 따라 재생한 영상이 도 5a 내지 도 7b에 도시되어 있다.4A and 4B, the magnitude and phase values of the Fourier holograms of two objects at different distances are captured, respectively. The images of the Fourier holograms of the two objects according to actual distances and rotation angles are shown in FIGS. 5A to 7B.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 거리 550 mm에 있는 물체의 재생 영상이고, 도 5b는 실제 거리 650 mm에 있는 물체의 재생 영상이다. 그리고 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 역전된 거리 200 mm에 있는 물체의 재생 영상이고, 도 6b는 역전된 거리 300 mm에 있는 물체의 재생 영상이다. 그리고 도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전된 거리 200 mm에 있는 물체의 재생 영상이고, 도 7b는 회전된 거리 300 mm에 있는 물체의 재생 영상이다.FIG. 5A is a reproduced image of an object at an actual distance of 550 mm according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a reproduced image of an object at an actual distance of 650 mm. FIG. 6A is a reproduction image of an object at an inverted distance of 200 mm, and FIG. 6B is a reproduction image of an object at an inverted distance of 300 mm according to an embodiment of the present invention. 7A is a playback image of an object at a rotated distance of 200 mm, and FIG. 7B is a playback image of an object at a rotated distance of 300 mm.

이와 같이, 본 발명에 따른 푸리에 홀로그램은 서로 다른 거리에 있는 물체를 정확하게 재생해 낼 수 있으며, 회전 각도도 자유롭게 제어할 수 있다. 또한, 두 물체가 겹쳐진 경우에도 정확하게 각각 재생해 낼 수 있다.As such, the Fourier hologram according to the present invention can accurately reproduce objects at different distances, and can freely control the rotation angle. In addition, even when two objects overlap, each can be reproduced accurately.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램의 광학적 재생 장치의 블록 구성도이다.8 is a block diagram illustrating an optical reproducing apparatus of a Fourier hologram of a 3D object using multiple orthogonal projection images according to an exemplary embodiment.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램의 광학적 재생 장치(100)(이하, '광학적 재생 장치'라 함)는 광원부(110), 제1 렌즈부(120), 미러부(130), SLM부(140)(spatial light modulator), 홀로그램 합성부(150), 제2 렌즈부(160), CCD부(170) 및 CCD 제어부(180)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8, an optical reproducing apparatus 100 (hereinafter, referred to as an “optical reproducing apparatus”) of a Fourier hologram of a 3D object using a multi-orthogonal projection image according to an exemplary embodiment may include a light source unit 110, First lens unit 120, mirror unit 130, SLM unit 140 (spatial light modulator), hologram synthesizing unit 150, second lens unit 160, CCD unit 170 and CCD control unit 180 It can be configured to include).

광학적 재생 장치(100)는 컴퓨터 생성 홀로그램인 H(s, t)를 광학적으로 재생하기 위한 장치로서, 상이 맺히는 재생 거리를 임의로 조정 가능하도록 구성된다. 이때, 평면파(plane wave)에 의해 투영되도록 구성된다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.The optical reproducing apparatus 100 is an apparatus for optically reproducing H (s, t), which is a computer-generated hologram, and is configured to arbitrarily adjust the reproduction distance at which an image is formed. At this time, it is configured to be projected by a plane wave (plane wave). Hereinafter, the detailed configuration will be described.

레이저 광원부(110)는 레이저 광을 방사한다. 여기에서, 레이저 광원부(110)는 405 nm, 532 nm 또는 633 nm의 파장을 갖는 레이저 광을 방사하도록 구성될 수 있다. 기존에는 532 nm의 광원만 이용되고 있으나, 본 발명에서는 다양한 파장의 레이저 광원이 이용될 수 있는 특징이 있다.The laser light source unit 110 emits laser light. Here, the laser light source unit 110 may be configured to emit laser light having a wavelength of 405 nm, 532 nm or 633 nm. Conventionally, only a light source of 532 nm is used, but in the present invention, laser light sources of various wavelengths may be used.

제1 렌즈부(120)는 레이저 광원부(110)에서 방사된 레이저 광을 투과시켜 평면파(plane wave)를 형성한다. 기존의 광학적 홀로그래피 시스템은 주로 원근 투영에 따른 레이저 광이 이용되고 있으나, 본 발명에서는 평행 투영에 따른 평면파가 요구된다.The first lens unit 120 transmits the laser light emitted from the laser light source unit 110 to form a plane wave. Conventional optical holography systems mainly use laser light according to perspective projection, but in the present invention, plane waves according to parallel projection are required.

미러(mirror)부(130)는 제1 렌즈부(120)에서 형성된 평면파를 반사한다.The mirror unit 130 reflects the plane wave formed by the first lens unit 120.

SLM부(140)는 미러부(130)에서 반사된 평면파를 수신하여 방사한다. SLM부(140)는 홀로그램의 진폭만을 이용하도록 구성될 수도 있다.The SLM unit 140 receives and radiates the plane wave reflected by the mirror unit 130. The SLM unit 140 may be configured to use only the amplitude of the hologram.

홀로그램 합성부(150)는 3D 영상으로부터 푸리에 홀로그램(Fourier hologram)을 합성하고, 합성된 푸리에 홀로그램을 SLM부(140) 상에 형성한다. 홀로그램 합성부(150)는 하기 수학식 5에 따라서 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 합성하도록 구성될 수 있다.The hologram synthesis unit 150 synthesizes a Fourier hologram from the 3D image and forms the synthesized Fourier hologram on the SLM unit 140. The hologram synthesizing unit 150 may be configured to synthesize the Fourier holograms H (s, t) according to Equation 5 below.

Figure 112011022729918-pat00018
Figure 112011022729918-pat00018

여기에서, Ps ,t(xp, yp)는 3D 영상 상의 물체의 한 점 O(x, y, z)로부터 직교 투영면 상에 투영된 점으로서 하기 수학식 6에 따라 산출될 수 있다.Here, P s , t (x p , y p ) is a point projected on an orthogonal projection surface from one point O (x, y, z) of the object on the 3D image and may be calculated according to Equation 6 below.

Figure 112011022729918-pat00019
Figure 112011022729918-pat00019

Figure 112011022729918-pat00020
Figure 112011022729918-pat00020

여기에서, θx는 x축 투영 각도이고, θy는 y축 투영 각도이고, l은 고정 거리이다.Here, θ x is the x-axis projection angle, θ y is the y-axis projection angle, and l is a fixed distance.

또한, 수학식 5의 Bs ,t(xp, yp)는 위상항으로서 하기 수학식 7에 따라 산출되도록 구성될 수 있다.In addition, B s , t (x p , y p ) in Equation 5 may be configured to be calculated according to Equation 7 as a phase term.

Figure 112011022729918-pat00021
Figure 112011022729918-pat00021

여기에서,

Figure 112011022729918-pat00022
이다.From here,
Figure 112011022729918-pat00022
to be.

제2 렌즈부(160)는 SLM부(140)를 통해 방사되는 평면파를 투과시켜 소정의 초점 거리를 형성한다.The second lens unit 160 transmits a plane wave emitted through the SLM unit 140 to form a predetermined focal length.

CCD부(170)는 제2 렌즈부(160)와의 거리에 따라 상을 형성한다.The CCD unit 170 forms an image according to the distance from the second lens unit 160.

CCD 제어부(180)는 CCD부(170)에서 형성된 상을 디스플레이에 표시한다. CCD 제어부(180)는 재생 거리에 따른 상을 캡쳐하여 CCD 제어부(180)에 구성되는 소정의 디스플레이에 표시하도록 구성될 수 있다. 그리고 CCD 제어부(180)는 CCD부(170)의 위치를 변경하여 푸리에 홀로그램의 재생 거리 및 회전을 임의로 제어하도록 구성될 수 있다.The CCD controller 180 displays an image formed by the CCD unit 170 on the display. The CCD controller 180 may be configured to capture an image according to a reproduction distance and display the image on a predetermined display configured in the CCD controller 180. The CCD controller 180 may be configured to arbitrarily control the reproduction distance and rotation of the Fourier hologram by changing the position of the CCD unit 170.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

110: 레이저 광원부
120: 제1 렌즈부
130: 미러부
140: SLM부
150: 홀로그램 합성부
160: 제2 렌즈부
170: CCD부
180: CCD 제어부
110: laser light source
120: first lens unit
130: mirror portion
140: SLM part
150: hologram synthesis
160: second lens unit
170: CCD unit
180: CCD control unit

Claims (8)

물체를 전방위에서 촬영하여 복수의 2D 영상을 생성하는 단계;
상기 생성된 2D 영상을 하나의 3D 영상으로 변환하는 단계;
상기 변환된 3D 영상 상의 물체의 각 점 O(x, y, z)을 직교 투영면 상에 투영되는 점 Ps,t(xp, yp)으로 변환하여 산출하는 단계;
상기 물체의 각 점 O(x,y,z)으로부터 위상항 Bs,t(xp, yp)를 산출하는 단계 및
상기 산출된 Ps,t(xp, yp) 및 상기 산출된 Bs,t(xp, yp)를 곱하고 곱한 값을 상기 xp 및 yp에 대하여 각각 이중 적분하여 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 변환된 3D 영상 상의 물체의 각 점 O(x,y,z)을 직교 투영면 상에 투영되는 점 Ps,t(xp, yp)로 변환하여 산출하는 단계는,
[수학식]
Figure 112012097355624-pat00023

Figure 112012097355624-pat00024
,
상기 수학식에 따라 상기 Ps,t(xp, yp)를 산출하고,
여기에서, 상기 θx는 x축 투영 각도이고, 상기 θy는 y축 투영 각도이고, 상기 ㅣ은 고정 거리이고,
상기 물체의 각 점 O(x,y,z)으로부터 위상항 Bs,t(xp, yp)를 산출하는 단계는,
[수학식]
Figure 112012097355624-pat00025
,
상기 수학식에 따라 상기 위상항 Bs,t(xp, yp)를 산출하고,
여기에서, b =
Figure 112012097355624-pat00026
이고,
상기 θx 및 θy는,
각각 - 5° 내지 + 5°의 범위 내인 것을 특징으로 하는 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법.
Photographing an object from all directions to generate a plurality of 2D images;
Converting the generated 2D image into one 3D image;
Converting each point O (x, y, z) of the object on the converted 3D image into a point P s, t (x p , y p ) projected on an orthogonal projection surface;
Calculating a phase term B s, t (x p , y p ) from each point O (x, y, z) of the object, and
Multiply the calculated P s, t (x p , y p ) and the calculated B s, t (x p , y p ) and multiply the multiplied values with respect to the x p and y p to obtain a Fourier hologram H ( calculating s, t),
The step of calculating and converting each point O (x, y, z) of the object on the converted 3D image into a point P s, t (x p , y p ) projected on an orthogonal projection plane,
[Mathematical Expression]
Figure 112012097355624-pat00023

Figure 112012097355624-pat00024
,
Calculating P s, t (x p , y p ) according to the above equation,
Here, θ x is the x-axis projection angle, θ y is the y-axis projection angle, ㅣ is a fixed distance,
Computing a phase term B s, t (x p , y p ) from each point O (x, y, z) of the object,
[Mathematical Expression]
Figure 112012097355624-pat00025
,
Calculating the phase term B s, t (x p , y p ) according to the above equation,
Where b =
Figure 112012097355624-pat00026
ego,
Θ x and θ y are
Fourier hologram generation method for a three-dimensional object using multiple orthogonal projection images, each characterized in the range of-5 ° to + 5 °.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 레이저 광을 방사하는 레이저 광원부;
상기 방사된 레이저 광을 투과시켜 평면파(plane wave)를 형성하는 제1 렌즈부;
상기 형성된 평면파를 반사하는 미러(mirror)부;
상기 반사된 평면파를 수신하여 방사하는 SLM(spatial light modulator)부;
3D 영상으로부터 푸리에 홀로그램(Fourier hologram)을 합성하고, 합성된 푸리에 홀로그램을 상기 SLM부 상에 형성하는 홀로그램 합성부;
상기 SLM부를 통해 방사되는 평면파를 투과시켜 소정의 초점 거리를 형성하는 제2 렌즈부;
상기 제2 렌즈부와의 거리에 따라 상을 형성하는 CCD(charge coupled device)부 및
상기 형성된 상을 디스플레이에 표시하는 CCD 제어부를 포함하고,
상기 홀로그램 합성부는,
[수학식]
Figure 112012097355624-pat00027

상기 수학식에 따라 푸리에 홀로그램 H(s, t)를 합성하고,
여기에서, 상기 Ps,t(xp, yp)는 상기 3D 영상 상의 물체의 한 점 O(x, y, z)로부터 직교 투영면 상에 투영된 점으로서 하기 수학식에 따라 산출되고,
[수학식]
Figure 112012097355624-pat00028

Figure 112012097355624-pat00029
,
여기에서, 상기 θx는 x축 투영 각도이고, 상기 θy는 y축 투영 각도이고, 상기 l은 고정 거리이고,
상기 θx 및 θy는,
각각 - 5° 내지 + 5°의 범위 내이고,
상기 Bs,t(xp, yp)는 위상항으로서 하기 수학식에 따라 산출되고,
[수학식]
Figure 112012097355624-pat00030

여기에서,
Figure 112012097355624-pat00031
이고,
상기 CCD 제어부는,
상기 CCD부의 위치를 변경하여 상기 푸리에 홀로그램의 재생 거리 및 회전을 임의로 제어하고,
상기 레이저 광원부는,
405 nm, 532 nm 또는 633 nm의 파장을 갖는 레이저 광을 방사하는 것을 특징으로 하는 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 재생 장치.
A laser light source unit emitting laser light;
A first lens unit configured to transmit the emitted laser light to form a plane wave;
A mirror unit reflecting the formed plane wave;
A spatial light modulator (SLM) unit for receiving and radiating the reflected plane wave;
A hologram synthesis unit for synthesizing a Fourier hologram from a 3D image and forming a synthesized Fourier hologram on the SLM unit;
A second lens unit configured to transmit a plane wave emitted through the SLM unit to form a predetermined focal length;
A charge coupled device (CCD) unit configured to form an image according to a distance from the second lens unit;
A CCD controller which displays the formed image on a display,
The hologram synthesis unit,
[Mathematical Expression]
Figure 112012097355624-pat00027

Synthesize Fourier hologram H (s, t) according to the above equation,
Here, P s, t (x p , y p ) is a point projected on an orthogonal projection surface from a point O (x, y, z) of an object on the 3D image, and calculated according to the following equation,
[Mathematical Expression]
Figure 112012097355624-pat00028

Figure 112012097355624-pat00029
,
Here, θ x is the x-axis projection angle, θ y is the y-axis projection angle, l is a fixed distance,
Θ x and θ y are
Each in the range of −5 ° to + 5 °,
The B s, t (x p , y p ) is calculated according to the following equation as a phase term,
[Mathematical Expression]
Figure 112012097355624-pat00030

From here,
Figure 112012097355624-pat00031
ego,
The CCD control unit,
Change the position of the CCD unit to arbitrarily control the reproduction distance and rotation of the Fourier hologram,
The laser light source unit,
A Fourier hologram reproduction apparatus for a three-dimensional object using multiple orthogonal projection images, which emits laser light having a wavelength of 405 nm, 532 nm or 633 nm.
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