KR101848894B1 - 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법 및 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템 - Google Patents

홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법 및 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템 Download PDF

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Abstract

홀로그래픽(holographic) 이미지 디스플레이 시스템은, 홀로그램(hologram) 데이터에 기초하여 레이저 광의 강도를 변조하도록 구성된 제1 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator); 상기 홀로그램 데이터에 기초하여 레이저 광의 위상을 변조하도록 구성된 제2 공간 광 변조기; 레이저 광을 두 방향으로 분할하여 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기에 각각 입사시키도록 구성된 편광 광 분할기(Polarizing Beam Splitter); 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이의 정렬 오차를 감소시키기 위하여 상기 홀로그램 데이터를 제어하도록 구성된 제어장치; 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이에 위상 지연을 발생시키도록 구성된 1/4 파장판(quarter-wave plate); 및 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조되어 상기 1/4 파장판을 통과한 레이저 광을 결합하도록 구성된 편광기(polarizer)를 포함한다.

Description

홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법 및 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템{METHOD FOR REMOVING THE CONJUGATE IMAGE IN HOLOGRAPHIC IMAGE AND SYSTEM FOR DISPLAY OF HOLOGRAPHIC IMAGE}
실시예들은 홀로그래픽(holographic) 이미지의 공액상 제거 방법 및 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 두 개의 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator) 간의 정렬 오차를 홀로그램(hologram) 데이터의 수치를 조정하여 보정하는 기술에 대한 것이다.
홀로그램(hologram)은 빛의 간섭성을 이용해 입체 정보를 기록, 재생, 창출하는 홀로그래피 기술을 이용해 실제 물체의 형상을 재현한 것으로 어떤 각도에서든 완전한 3차원(3D) 영상을 감상할 수 있는 것이 특징인 기술이다. 홀로그램은 물체로부터 반사되어 우리 눈에 들어오는 빛을 파동(즉, 광파(Light wave))으로 이해하고, 이 광파에 대한 모든 정보(예컨대, 세기, 위상 등)를 빛의 간섭 무늬의 형태로 기록한다.
홀로그래피(holography) 영상의 가장 큰 특징은 기존 스테레오 및 다시점 3D 방식에서 야기되는 초점과 수렴각의 불일치(Accommodation-Vergence Conflict)에 의한 시각 피로 현상이 없어 편안하고 자연스러운 3D 영상을 관찰할 수 있다는 것이다.
이러한 홀로그램은 기술의 발전으로, 디지털 소자를 사용하는 홀로그램이 대두되고 있다. 디지털 홀로그램에는 전기 혹은 광학적 방법으로 변조가 가능한 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)가 필요하다. 하지만 디지털 마이크로미러 장치(Digital Micromirror Device; DMD), 실리콘 액정표시장치(Liquid Crystal on Silicon; LCoS) 등의 일반적인 공간 광 변조기는 빛의 세기 또는 위상만을 변조시키는 한계가 있다. 이러한 이유로, 홀로그램 이미지 재생 시 0차 상(zero-order image)이나 공액상(conjugate image)이 발생하는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 2 개의 공간 광 변조기를 이용하여 각각 빛의 세기와 위상을 변조하는 방법이 개발되었으나, 두 공간 광 변조기 간의 정렬이 어려워 뚜렷한 이미지를 표현하기 힘든 문제가 있다.
미국 등록특허공보 제5,416,618호
본 발명의 일 측면에 따르면, 2 개의 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator)를 이용하여 빛의 세기와 위상 모두를 표현하여 복소 홀로그램(hologram)을 표현함에 있어서, 홀로그래픽(holographic) 이미지 데이터의 수치 조정을 통하여 공액상(conjugate image)을 제거할 수 있는 방법 및 이를 위한 홀로그래픽 이미지 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 홀로그래픽(holographic) 이미지 디스플레이 시스템은, 홀로그램(hologram) 데이터에 기초하여 레이저 광의 강도를 변조하도록 구성된 제1 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator); 상기 홀로그램 데이터에 기초하여 레이저 광의 위상을 변조하도록 구성된 제2 공간 광 변조기; 레이저 광을 두 방향으로 분할하여 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기에 각각 입사시키도록 구성된 편광 광 분할기(Polarizing Beam Splitter); 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이의 정렬 오차를 감소시키기 위하여 상기 홀로그램 데이터를 제어하도록 구성된 제어장치; 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이에 위상 지연을 발생시키도록 구성된 1/4 파장판(quarter-wave plate); 및 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조되어 상기 1/4 파장판을 통과한 레이저 광을 결합하도록 구성된 편광기(polarizer)를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이다.
일 실시예에서, 상기 제어장치는, 상기 홀로그램 데이터의 X축 값 및 Y축 값의 크기를 조절함으로써 홀로그래픽 이미지의 X축 방향, Y축 방향 또는 θ축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어장치는, 상기 홀로그램 데이터에 격자 패턴을 가하는 공간 캐리어를 곱하여 홀로그래픽 이미지의
Figure 112015128148330-pat00001
축 방향 또는
Figure 112015128148330-pat00002
축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어장치는, 홀로그래픽 이미지를 Z축 방향의 미리 설정된 제1 위치에 복원하기 위한 제1 연산자 및 홀로그래픽 이미지를 상기 제1 위치에서 Z축 방향의 오차가 반영된 제2 위치에 복원하기 위한 제2 연산자를 순차적으로 홀로그램 데이터에 적용하도록 구성된다.
일 실시예에 따른, 홀로그래픽 이미지의 공액상(conjugate image) 제거 방법은, 레이저 광을 생성하기 위한 홀로그램 데이터를 입력받는 단계로서, 상기 레이저 광은 두 방향으로 분할되어 레이저 광의 강도를 변조하는 제1 공간 광 변조기 및 레이저 광의 위상을 변조하는 제2 공간 광 변조기에 각각 입사되기 위한 것인, 상기 홀로그램 데이터를 입력받는 단계; 및 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이의 정렬 오차를 감소시키기 위하여 상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른, 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법은, 상기 홀로그램 데이터에 대응되는 레이저 광을 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기에 출력하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계는, 상기 홀로그램 데이터의 X축 값 및 Y축 값의 크기를 조절함으로써 홀로그래픽 이미지의 X축 방향, Y축 방향 또는 θ축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계는, 상기 홀로그램 데이터에 격자 패턴을 가하는 공간 캐리어를 곱하여 홀로그래픽 이미지의
Figure 112015128148330-pat00003
축 방향 또는
Figure 112015128148330-pat00004
축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계는, 홀로그래픽 이미지를 Z축 방향의 미리 설정된 제1 위치에 복원하기 위한 제1 연산자 및 홀로그래픽 이미지를 상기 제1 위치에서 Z축 방향의 오차가 반영된 제2 위치에 복원하기 위한 제2 연산자를 순차적으로 홀로그램 데이터에 적용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어와 결합되어 전술한 실시예들에 따른 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법을 실행하기 위한 것으로서, 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 홀로그래픽(holographic) 이미지의 공액상 제거 방법 및 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템에 의하면, 홀로그램 데이터의 수치 조정을 통하여 홀로그래픽 이미지 표현 시 발생하는 공액상(conjugate image)을 제거하고 뚜렷한 이미지를 표현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 홀로그래픽(holographic) 이미지 디스플레이 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템의 제어장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법의 순서도이다.
도 4는 홀로그래픽 이미지의 정렬 축을 표현한 이미지이다.
도 5a 및 5b는 일 실시예에 따라 홀로그래픽 이미지의 X축, Y축 및 θ축을 정렬한 결과를 나타내는 이미지이다.
도 6a 내지 6c는 일 실시예에 따라 홀로그래픽 이미지의
Figure 112015128148330-pat00005
축 및
Figure 112015128148330-pat00006
축을 정렬한 결과를 나타내는 이미지이다.
도 7은 일 실시예에 따라 홀로그래픽 이미지의 Z축을 정렬하는 과정을 나타내는 이미지이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 예시적인 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 일 실시예에 따른 홀로그래픽(holographic) 이미지 디스플레이 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템은 편광 광분할기(Polarizing Beam Splitter; PBS)(20), 제1 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)(30), 제2 공간 광 변조기(40), 1/4 파장판(quarter-wave plate)(50), 편광기(polarizer)(60) 및 제어장치(70)를 포함한다. 일 실시예에서, 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템은 광원(10)을 더 포함한다.
PBS(20)는 광원(10)으로부터 조사된 레이저 광(1)을 두 방향으로 분할하여 제1 광선(2) 및 제2 광선(3)을 생성한다. 제1 광선(2)은 PBS(20)의 기준 편광 방향에 직교하는 성분이며, 제2 광선(3)은 상기 기준 편광 방향과 평행한 성분일 수 있다. 레이저 광을 X축 및 Y축 편광 성분을 갖는 행렬 형태로 표시하며, PBS(20)의 기준 편광 방향이 X축 방향일 경우, 제1 광선(2)은
Figure 112015128148330-pat00007
로 표현되고 제2 광선(3)은
Figure 112015128148330-pat00008
로 표현될 수 있다.
제1 광선(2)은 레이저 광의 강도를 변조하기 위한 제1 SLM(30)에 입사되며, 제2 광선(3)은 레이저 광의 위상을 변조하기 위한 제2 SLM(40)에 입사된다. 각각의 SLM(30, 40)에서는 제어장치(70)에 의해 조정되어 각 SLM(30, 40)에 출력된 홀로그램(hologram) 데이터에 기초하여 레이저 광의 강도 또는 위상에 대한 변조를 실시한다. 예컨대, 제1 SLM(30)에 의해 변조되어 반사된 제1 광선(2')은
Figure 112015128148330-pat00009
로 표현될 수 있으며, 제2 SLM(40)에 의해 변조되어 반사된 제2 광선(3')
Figure 112015128148330-pat00010
로 표현될 수 있다.
본 명세서에서 홀로그램 데이터란, 홀로그래픽 이미지로 표현될 3차원 영상 정보의 모든 점을 점광원으로 해석하여 각각의 점광원이 생성하는 일정한 평면에서의 간섭 패턴을 수치화한 것으로서, X축 및 Y축에 대응되는 값을 갖는 행렬 형태일 수 있다. 홀로그램을 표현하기 위한 광파(light wave)의 장(field)은 복소수로 표현되지만, SLM은 복소수 표현이 불가능하다. 따라서, 두 개의 SLM을 이용하여 복소수의 실수부 및 허수부에 대응되도록 각각 변조된 광을 합성하는 방식으로 복소수를 표현하게 된다. 그러나, 위와 같은 처리 방식의 한계로 인하여 홀로그램 이미지 재생 시 공액상(conjugate image) 등 불필요한 성분들이 표현된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 실시예들에서 제어장치(70)는 홀로그래픽 이미지를 생성하기 위한 홀로그램 데이터를 각 SLM(30, 40)에 제공하되, 제1 SLM(30) 및 제2 SLM(40) 사이의 정렬 오차를 감소 및/또는 제거하도록 홀로그램 데이터를 조정하여 각 SLM(30, 40)에 출력하도록 구성된다. 제1 및 제2 SLM(30, 40)에서 변조된 광선(2', 3')은 제어장치(70)에 의해 정렬된 홀로그램 데이터에 기초하여 변조된 것이다. 제어장치(70)의 보다 구체적인 동작에 대해서는 상세히 후술한다.
제1 SLM(30)에서 변조되어 반사된 제1 광선(2')이 다시 PBS(20)를 통과하면서, 제1 광선(2') 중 PBS(20)의 기준 편광 방향과 평행한 성분, 즉,
Figure 112015128148330-pat00011
이 1/4 파장판(50)에 입사될 수 있다. 한편, 제2 SLM(40)에서 변조되어 반사된 제2 광선(3')이 다시 PBS(20)를 통과하면서, 제2 광선(3') 중 PBS(20)의 기준 편광 방향과 직교하는 성분, 즉,
Figure 112015128148330-pat00012
이 1/4 파장판(50)에 입사될 수 있다.
각각의 광선(2', 3')은 1/4 파장판(50)에 의하여 하나의 레이저 광(4)으로 합성된다. 1/4 파장판(50)은 이의 빠른 축(fast axis)의 편광 방향이 PBS(2)의 기준 편광 방향과 일치하도록 구성되어, 1/4 파장판(50)에 의한 위상 지연으로 인하여 레이저 광(4)은 1/4 파장판(50)에 입사되기 전의
Figure 112015128148330-pat00013
로부터 1/4 파장판(50) 통과 후
Figure 112015128148330-pat00014
로 변환될 수 있다. 이후, 1/4 파장판(50)의 빠른 축에 대하여 45°를 이루는 편광 방향을 가진 편광기(60)에 의하여 레이저 광은
Figure 112015128148330-pat00015
로 변환될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템의 제어장치의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 제어장치(70)는 데이터 입력부(71), 데이터 제어부(72) 및 데이터 출력부(73)를 포함한다. 데이터 입력부(71)는 표현하고자 하는 홀로그래픽 이미지에 대응되는 홀로그램 데이터를 입력받는다. 또한, 데이터 입력부(71)는 각각 강도와 위상을 변조하는 두 SLM 사이의 정렬 오차에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 정렬 오차는 홀로그래픽 이미지를 관찰하는 사용자에 의하여 직접 입력 및 조절될 수도 있다.
데이터 조정부(72)는 두 SLM 사이의 정렬 오차에 대한 정보에 기초하여 홀로그램 데이터의 수치를 조정한다. 홀로그램 데이터의 조정은 홀로그래픽 이미지의 총 6개의 축에 대하여 수행될 수 있다. 구체적인 데이터 조정 과정에 대해서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세히 후술한다. 조정이 완료된 홀로그램 데이터는 데이터 출력부(73)를 통해 제1 및 제2 SLM에 각각 출력되어, 각각의 SLM에서 이에 기초하여 레이저 광의 강도 또는 위상을 변조할 수 있도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법의 순서도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 먼저 제어장치(70)는 홀로그래픽 이미지로 표현될 원본 홀로그램 데이터를 수신할 수 있다(S1). 다음으로, 각각 강도와 위상을 변조하는 제1 및 제2 SLM(30, 40) 사이의 정렬 오차를 결정할 수 있다(S2). 정렬 오차는 홀로그래픽 이미지를 관찰하는 사용자가 정렬 오차 정도를 결정하고 이를 정렬 오차 정보로서 제어장치(70)에 입력할 수 있다.
제어장치(70)는, 제1 및 제2 SLM(30, 40) 사이의 정렬 오차에 기초하여 홀로그램 데이터의 수치에 대한 조정을 수행할 수 있다. 도 4는 홀로그래픽 이미지의 정렬 축을 표현한 이미지로서, 제어장치(70)는 홀로그래픽 이미지가 위치하는 평면을 정의하는 X축과 Y축, 이들 축에 수직인 Z축, Z축을 회전축으로 한 회전에 대응되는 θ축, X축을 회전축으로 한 회전에 대응되는
Figure 112015128148330-pat00016
축, 및 Y축을 회전축으로 한 회전에 대응되는
Figure 112015128148330-pat00017
축으로 구성된 6개의 축에 대하여 제1 및 제2 SLM(30, 40)이 정렬되도록 할 수 있다.
먼저, X, Y 및 θ축을 정렬하는 과정(S3)에 대하여 설명하면, 도 5a 및 5b는 일 실시예에 따라 홀로그래픽 이미지의 X, Y 및 θ축을 정렬한 결과를 나타내는 이미지이다. 도 5a에 도시된 정 위치와 비교하여, 도 5b에 도시된 것과 같이 X축 및 Y축 방향으로 (x, y) 만큼의 정렬 오차가 있고 θ축 방향으로도 각도 θ 만큼 정렬이 틀어져 있다고 가정한다. 이때, 제어장치(70)는 홀로그램 데이터 행렬을 (-x, -y) 만큼 평행 이동시키도록 데이터 수치를 조절함으로써 정렬을 수행할 수 있으며, 홀로그램 데이터 행렬에 각도 (-θ)에 대응되는 회전 행렬을 곱하여 데이터 수치를 조절함으로써 정렬을 수행할 수 있다.
다음으로,
Figure 112015128148330-pat00018
축 및
Figure 112015128148330-pat00019
축을 정렬하는 과정(S4)에 대하여 설명하면, 제어장치(70)는 홀로그램 데이터에 격자 패턴을 가하는 공간 캐리어(spatial carrier)를 곱하여 홀로그래픽 이미지의
Figure 112015128148330-pat00020
축 방향 및
Figure 112015128148330-pat00021
축 방향의 오차를 감소시킬 수 있다. 정렬 전 홀로그램 데이터를 Hini(x, y)라고 하고, 정렬이 완료된 홀로그램 데이터를 Hreal(x, y)라고 하며, 정렬 오차를 해소하기 위하여
Figure 112015128148330-pat00022
축 방향 및
Figure 112015128148330-pat00023
축 방향으로 회전시키고자 하는 각도를 각각
Figure 112015128148330-pat00024
및
Figure 112015128148330-pat00025
로 표시할 경우, 공간 캐리어는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 하기 수학식 1에서 λ는 레이저 광의 파장을 나타낸다.
Figure 112015128148330-pat00026
도 6a 내지 6c는 일 실시예에 따라 홀로그래픽 이미지의
Figure 112015128148330-pat00027
축 및
Figure 112015128148330-pat00028
축을 정렬한 결과를 나타내는 이미지이다. 도 6a는 상기 수학식 1에서
Figure 112015128148330-pat00029
=1.7°,
Figure 112015128148330-pat00030
=0°인 경우의 정렬 결과를 나타내며, 도 6b는 상기 수학식1 에서
Figure 112015128148330-pat00031
=0.4°,
Figure 112015128148330-pat00032
=0°인 경우의 정렬 결과를 나타내고, 도 6c는 상기 수학식 1에서
Figure 112015128148330-pat00033
=0.1°,
Figure 112015128148330-pat00034
=0.1°인 경우의 정렬 결과를 나타낸다. 도시되는 것과 같이, 공간 캐리어에 의하여 홀로그래픽 이미지에 격자 무늬가 적용되는 효과가 있음을 알 수 있으며,
Figure 112015128148330-pat00035
축 및
Figure 112015128148330-pat00036
축 방향의 오차가 있을 경우 상기 효과를 이용하여 오차를 상쇄할 수 있다.
다음으로, Z축을 정렬하는 과정(S5)에 대하여 설명하면, 이는 홀로그래픽 이미지까지의 거리가 제1 SLM(30) 및 제2 SLM(40)에서 동일하도록 조정하는 과정을 의미한다. Z축 방향의 정렬은, 홀로그래픽 이미지를 Z축 방향의 미리 설정된 제1 위치에 복원하기 위한 제1 연산자를 적용하는 단계 및 홀로그래픽 이미지를 상기 제1 위치에서 Z축 방향의 오차가 반영된 제2 위치에 복원하기 위한 제2 연산자를 적용하는 단계의 두 단계가 순차적으로 수행됨으로써 이루어진다. 이는 스칼라 회절 이론(scalar diffraction theory)으로 인해 일정 이상의 짧은 거리에서는 회절식(diffraction formula)을 적용하여 홀로그램 데이터를 조정할 수 없기 때문이다.
도 7은 일 실시예에 따라 홀로그래픽 이미지의 Z축을 정렬하는 과정을 나타내는 이미지이다. 도 7을 참조하면, 먼저 원본 홀로그래픽 이미지로부터 z0만큼 떨어진 제1 위치에 홀로그래픽 이미지가 복원되도록 홀로그램 데이터 Hz0를 조정할 수 있다. 이러한 조정은 하기 수학식 2에 의하여 수행되며, Him은 조정된 홀로그램 데이터를 나타내고,
Figure 112015128148330-pat00037
는 함수와 함수의 합성 곱인 컨볼루션(convolution) 연산자를 나타낸다.
Figure 112015128148330-pat00038
다음으로, Z축 방향의 정렬 오차가 -dz0 라고 할 경우, 홀로그래픽 이미지가 Him에 의해 복원되는 홀로그래픽 이미지로부터 z0+dz0 만큼 떨어진 제2 위치에 위치하도록 홀로그램 데이터를 조정할 수 있다. 이러한 조정은 하기 수학식 3에 의하여 수행되며, H z0+ dz0은 조정된 최종 홀로그램 데이터를 나타낸다.
Figure 112015128148330-pat00039
도 3에서 전술한 단계 S3 내지 S5은 병렬적인 것으로 도시되었으나, 공액상을 제거하기 위하여 반드시 단계 S3 내지 S5 모두가 수행되거나 또는 동시에 수행되어야 하는 것이 아니며, 정렬 오차가 존재하는 축에 대한 정렬이 수행되면 족하다는 점이 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 것이다.
마지막으로, 제어장치(70)는 정렬이 완료되도록 조정된 홀로그램 데이터를 제1 및 제2 SLM(30, 40)에 출력한다(S6). 제1 및 제2 SLM(30, 40)에서 조정된 홀로그램 데이터에 기초하여 레이저 광의 강도 또는 위상을 변조하며, 이와 같이 변조된 레이저 광이 1/4 파장판(50) 및 편광기(60)에 의해 결합됨으로써 두 SLM(30, 40) 사이의 정렬 오차로 인한 공액상이 홀로그래픽 이미지에서 제거될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 따른 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 실시예들에 따른 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(carrier wave)(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 홀로그램 데이터에 기초하여 레이저 광의 강도를 변조하도록 구성된 제1 공간 광 변조기;
    상기 홀로그램 데이터에 기초하여 레이저 광의 위상을 변조하도록 구성된 제2 공간 광 변조기;
    레이저 광을 두 방향으로 분할하여 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기에 각각 입사시키도록 구성된 편광 광 분할기;
    상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이의 정렬 오차를 감소시키기 위하여 상기 홀로그램 데이터를 제어하도록 구성된 제어장치;
    상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이에 위상 지연을 발생시키도록 구성된 1/4 파장판; 및
    상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조되어 상기 1/4 파장판을 통과한 레이저 광을 결합하도록 구성된 편광기를 포함하는 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이며,
    상기 제어장치는, 상기 홀로그램 데이터의 X축 값 및 Y축 값의 크기를 조절함으로써 홀로그래픽 이미지의 X축 방향, Y축 방향 또는 X축과 Y축에 수직인 Z축을 회전축으로 한 회전에 대응되는 θ축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키도록 구성된 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이며,
    상기 제어장치는 상기 홀로그램 데이터에 격자 패턴을 가하는 공간 캐리어를 곱하여 홀로그래픽 이미지의 X축을 회전축으로 한 회전에 대응되는
    Figure 112017105509990-pat00050
    축 방향 또는 Y축을 회전축으로 한 회전에 대응되는
    Figure 112017105509990-pat00051
    축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키도록 구성된 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이며,
    상기 제어장치는, 홀로그래픽 이미지를 Z축 방향의 미리 설정된 제1 위치에 복원하기 위한 제1 연산자 및 홀로그래픽 이미지를 상기 제1 위치에서 Z축 방향의 오차가 반영된 제2 위치에 복원하기 위한 제2 연산자를 순차적으로 홀로그램 데이터에 적용하도록 구성된 홀로그래픽 이미지 디스플레이 시스템.
  5. 레이저 광을 생성하기 위한 홀로그램 데이터를 입력받는 단계로서, 상기 레이저 광은 두 방향으로 분할되어 레이저 광의 강도를 변조하는 제1 공간 광 변조기 및 레이저 광의 위상을 변조하는 제2 공간 광 변조기에 각각 입사되기 위한 것인, 상기 홀로그램 데이터를 입력받는 단계; 및
    상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이의 정렬 오차를 감소시키기 위하여 상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계를 포함하는 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터에 대응되는 레이저 광을 상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기에 출력하는 단계를 더 포함하는 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이며,
    상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계는, 상기 홀로그램 데이터의 X축 값 및 Y축 값의 크기를 조절함으로써 홀로그래픽 이미지의 X축 방향, Y축 방향 또는 X축과 Y축에 수직인 Z축을 회전축으로 한 회전에 대응되는 θ축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키는 단계를 포함하는 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이며,
    상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계는, 상기 홀로그램 데이터에 격자 패턴을 가하는 공간 캐리어를 곱하여 홀로그래픽 이미지의 X축을 회전축으로 한 회전에 대응되는
    Figure 112017105509990-pat00052
    축 방향 또는 Y축을 회전축으로 한 회전에 대응되는
    Figure 112017105509990-pat00053
    축 방향 중 하나 이상을 따른 오차를 감소시키는 단계를 포함하는 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 홀로그램 데이터는 X축 값 및 Y축 값을 가지는 행렬이며,
    상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계는, 홀로그래픽 이미지를 Z축 방향의 미리 설정된 제1 위치에 복원하기 위한 제1 연산자 및 홀로그래픽 이미지를 상기 제1 위치에서 Z축 방향의 오차가 반영된 제2 위치에 복원하기 위한 제2 연산자를 순차적으로 홀로그램 데이터에 적용하는 단계를 포함하는 홀로그래픽 이미지의 공액상 제거 방법.
  10. 하드웨어와 결합되어,
    레이저 광을 생성하기 위한 홀로그램 데이터를 입력받는 단계로서, 상기 레이저 광은 두 방향으로 분할되어 레이저 광의 강도를 변조하는 제1 공간 광 변조기 및 레이저 광의 위상을 변조하는 제2 공간 광 변조기에 각각 입사되기 위한 것인, 상기 홀로그램 데이터를 입력받는 단계; 및
    상기 제1 공간 광 변조기 및 상기 제2 공간 광 변조기 각각에 의해 변조된 레이저 광 사이의 정렬 오차를 감소시키기 위하여 상기 홀로그램 데이터를 제어하는 단계를 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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