KR102530552B1 - 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템 - Google Patents

서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 복수 파장의 광원을 발생하는 다파장 광원부와, 상기 복수 파장의 광원을 입사받아 간섭 현상에 의한 스캔빔을 생성하는 다파장 간섭부와, 상기 스캔빔을 이용하여 대상체를 스캔하는 스캐닝부와, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 각 파장 별로 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 다파장 광검출부, 및 상기 전기 신호 형태로 변환된 신호를 수치적으로 처리하는 신호 처리부를 포함하는 천연색 홀로그램 획득 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 단일의 음향 광 변조기만으로 물체에 대한 여러 파장의 홀로그램 정보를 획득할 수 있고 기존과 달리 하나의 음향 광 변조기만 필요로 하므로 천연색 홀로그램 획득을 위한 전체 시스템의 사이즈를 줄일 수 있다.

Description

서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템{Scanning holography system for recording different colors}
본 발명은 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실제 물체에 대한 서로 다른 색상의 홀로그램 정보를 획득할 수 있는 스캐닝 홀로그래피 기반의 홀로그램 획득 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 광 스캐닝 홀로그램 시스템은 간섭계를 이용하여 프레넬 윤대판(Fresnel zone plate)의 공간 분포를 갖는 빔 패턴을 형성하며, 형성한 빔 패턴을 대상체에 투사하고 대상체로부터 반사 또는 투과된 빛을 집광하여 검출하는 방식으로 물체의 홀로그램을 획득한다.
종래에 물체의 홀로그램을 획득하는 방법으로 실제 물체의 천연색 홀로그램 정보를 획득하는 기법이 개시된 바 있다. 해당 기법은 실제 물체의 홀로그램 정보를 여러 파장에 대하여 획득하는 스캐닝 홀로그래피 기반의 홀로그램 레코딩 장치에 대한 내용을 제시하고 있다.
그런데, 이러한 종래의 기법은 여러 파장에 해당하는 실제 물체의 홀로그램 정보를 획득하기 위하여 각 파장 별로 다수의 음향 광 변조기를 사용하는 기법을 제안하고 있다. 그런데, 다수의 음향 광 변조기를 사용하는 경우 서로 다른 파장을 동시 촬영 가능한 장점은 있으나 전체 시스템의 사이즈가 증가하는 단점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 미국등록특허 제6760134호(2004.07.06 등록)에 개시되어 있다.
본 발명은 하나의 음향 광 변조기를 이용하여 물체에 대한 서로 다른 색상의 홀로그램 정보를 획득할 수 있는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 복수 파장의 광원을 발생하는 다파장 광원부와, 상기 복수 파장의 광원을 입사받아 간섭 현상에 의한 스캔빔을 생성하는 다파장 간섭부와, 상기 스캔빔을 이용하여 대상체를 스캔하는 스캐닝부와, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 각 파장 별로 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 다파장 광검출부, 및 상기 전기 신호 형태로 변환된 신호를 수치적으로 처리하는 신호 처리부를 포함하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템을 제공한다.
또한, 상기 다파장 광원부는, 서로 다른 색상의 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장의 광원이 각각 나란히 입사되고, 서로 나란히 배치되는 제1 파장선택거울, 제2 파장선택거울 및 제1 거울을 포함하되, 상기 제1 파장선택거울은, 일면으로 입사되는 상기 제1 파장의 광원을 투과시키고, 상기 제2 파장선택 거울과 상기 제1 거울을 통해 타면으로 입사되는 제2 파장 및 제3 파장의 광원을 다시 반사시켜서, 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광원을 하나의 경로로 결합하여 상기 다파장 간섭부로 전달할 수 있다.
또한, 상기 다파장 광원부는, 서로 다른 파장의 제1 내지 제N 광원(N은 2 이상의 정수)을 입사받아 하나의 경로로 결합하여 출력하는 광 경로 결합 수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 경로 결합수단은, 서로 나란히 배치되는 N-1개의 파장선택거울과 1개의 거울을 통하여 상기 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 광 경로 결합수단은, 서로 나란히 배치되는 N개의 파장선택거울을 통하여 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 광 경로 결합수단은, 서로 나란히 배치되는 N개의 빔분할기를 통하여 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후 말단에 위치한 빔분할기에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 다파장 간섭부는, 상기 복수 파장의 광원을 입사받아 제1 및 제2 경로의 빔으로 분리하여 출력하는 제1 빔분할기와, 상기 제1 빔분할기에서 분리된 제1 경로의 빔을 입사받아 각 파장 별로 공간적으로 분리한 후 다시 결합하여 출력하는 다파장 변조기, 및 상기 다파장 변조기를 거친 제1 경로의 빔과 상기 제1 빔분할기에서 분리된 제2 경로의 빔을 입사받아 서로 간섭시켜 상기 스캔빔을 생성하는 제2 빔분할기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다파장 변조기는, 상기 제1 경로의 빔을 설정 주파수의 빛으로 변조하여 출력하되 각 파장 별로 서로 다른 회절 각도로 공간적으로 분리하여 출력하는 음향 광 변조기와, 상기 음향 광 변조기에 의해 공간적으로 분리 출력된 각 파장의 빛을 다시 결합하여 자유 공간 상에 도파시키는 광 결합기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 음향 광 변조기는, 상기 제1 경로의 빔을 설정 주파수의 빛으로 변조하여 출력하되 아래 수학식에 의해 각 파장(λ) 별로 서로 다른 회절 각도(θB)로 분리하여 공기 중으로 도파시킬 수 있다.
Figure 112022118407740-pat00001
여기서, λ는 입사하는 빛의 파장, n은 매질의 굴절률, Λ는 매질에 입사되는 음파의 파장을 나타낸다.
또한, 상기 광 결합기는, 상기 음향 광 변조기에서 분리 출력된 각 파장의 빛을 해당 파장에 대응된 렌즈를 통해 입사받아 각각의 광섬유로 개별 집속시키는 복수의 콜리메이터, 상기 복수의 콜리메이터를 통해 집속된 각 파장의 빛을 입력받아 하나로 결합하여 단일 광섬유를 통해 출력하는 컴바이너, 및 상기 컴바이너에 의해 결합된 빔을 입사받아 자유 공간 상에 도파시키는 종단 콜리메이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 결합기는, 서로 나란히 배치되는 1개의 거울과 N-1개의 파장선택거울을 통하여 서로 다른 파장의 N개의 빔이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 광 결합기는, 서로 나란히 배치되는 N개의 파장선택거울을 통하여 서로 다른 파장의 N개의 빔이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 광 결합기는, 서로 나란히 배치되는 N개의 빔분할기를 통하여 서로 다른 파장의 N개의 빔이 개별 입사된 후 말단에 위치한 빔분할기에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 다파장 간섭부는, 상기 다파장 변조기를 거친 제1 경로의 빔을 입사받아 제1 곡률을 가지는 구면파로 변환하여 상기 제2 빔분할기로 전달하는 제1 빔 곡률 생성기, 및 상기 제1 빔분할기에서 분리된 제2 경로의 빔을 제2 곡률을 가지는 구면파로 변환하여 상기 제2 빔분할기로 전달하는 제2 빔 곡률 생성기를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 빔분할기는, 상기 제1 빔 곡률 생성기를 통과한 제1 경로의 빔과 상기 제2 곡률 생성기를 통과한 제2 경로의 빔을 결합하여 빔 간의 광원의 결맞음 특성에 의한 간섭 효과로 프레넬 윤대판의 패턴을 가진 스캔빔을 생성할 수 있다.
또한, 상기 프레넬 윤대판의 패턴은, 상기 제1 빔 곡률 생성기에 의해 생성된 빔의 곡률과 상기 제2 빔 곡률 생성기에 의해 생성된 빔의 곡률 간의 차이에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 다파장 광검출부는, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 N개의 각 파장의 빔을 각각 분리하는 빔 분리부, 및 상기 빔분리부에 의해 분리된 각 파장의 빔을 각각 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 N개의 광검출기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 빔 분리부는, 서로 나란히 배치되는 제3 파장선택거울, 제4 파장선택거울 및 제2 거울을 포함하되, 상기 제3 파장선택거울은 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 상기 제1 파장의 빔을 투과시켜 제1 광검출기로 전달하고, 상기 제4 파장선택거울은 상기 제3 파장선택거울로부터 반사된 제2 파장 및 제3 파장의 빔 중에서 제2 파장의 빔을 반사시켜 제2 광검출기로 전달하고 제3 파장의 빔을 투과시켜 상기 제2 거울로 전달하며, 상기 제2 거울은 상기 제4 파장선택거울로부터 받은 제3 파장의 빔을 반사시켜 제3 광검출기로 전달할 수 있다.
또한, 상기 빔 분리부는, N-1개의 파장선택거울과 1개의 거울을 포함한 총 N개의 거울 요소로 이루어지고, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 파장선택거울을 통하여 입사받은 후 상기 N개의 거울 요소를 통해 각 파장 별로 분리 출력하여 N개의 광 검출부로 개별 전달할 수 있다.
또한, 상기 빔 분리부는, N개의 파장선택거울로 이루어지고, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 파장선택거울을 통하여 입사받은 후 상기 N개의 파상선택거울을 통해 각 파장 별로 분리 출력하여 N개의 광 검출부로 개별 전달할 수 있다.
또한, 상기 빔 분리부는, N개의 빔분할기 및 서로 다른 파장의 빔을 각각 필터링하는 N개의 색상필터로 이루어지고, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 빔분할기를 통하여 입사받은 후 상기 N개의 빔분할기를 통해 빔을 N개로 분리하여 상기 N개의 색상필터로 개별 전달하고 상기 N개의 색상필터를 통하여 각 파장 별로 분리 출력되는 빔을 N개의 광 검출부로 개별 전달할 수 있다.
또한, 상기 다파장 광검출부는, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 서로 다른 파장의 빔을 시간에 따라 순차적으로 검출하는 하나의 광검출기를 포함하여 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 단일의 음향 광 변조기만으로 물체에 대한 여러 파장의 홀로그램 정보를 획득할 수 있다.
또한, 서로 다른 복수의 파장의 신호 처리를 위해 복수의 음향 광 변조기를 사용하는 기존과 달리 하나의 음향 광 변조기만 필요로 하므로 서로 다른 색상의 홀로그램 획득을 위한 전체 시스템의 사이즈를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 구성을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 다파장 광원부의 다른 예시를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 다파장 변조기의 일 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 다파장 변조기의 다른 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 빔 곡률 생성기의 구현 예시를 설명한 도면이다.
도 7은 도 2의 다파장 광검출부의 일 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2의 다파장 광검출부의 다른 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 구성을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템(100)는 다파장 광원부(110), 다파장 간섭부(120), 스캐닝부(130), 다파장 광검출부(140) 및 신호 처리부(150)를 포함한다.
다파장 광원부(110)는 복수 파장의 광원을 발생한다. 이를 위해, 다파장 광원부(110)는 최소 2종류의 서로 다른 파장의 광원을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 다파장 광원부(110)는 서로 다른 파장을 갖는 제1 광원 내지 제N 광원(N은 2 이상의 정수)을 포함하여 구현될 수 있다.
도 2는 설명의 편의를 위하여 3가지 파장의 광원(광원1, 광원2, 광원3)을 이용한 경우를 예시한 것이다. 이때, 서로 다른 파장의 광원으로 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)에 해당하는 파장의 광원(광원R, 광원G, 광원B)을 사용할 경우 제안한 시스템(100)을 통해 대상물(10)에 대한 천연색 홀로그램 획득이 가능하다. 물론 본 발명이 반드시 이에 한정되지 않는다.
이러한 다파장 광원부(110)는 레이저, LED 등의 가간섭성의 특징을 갖는 다양한 형태의 광원을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 다파장 광원부(110)는 서로 다른 파장의 광원(111,112,113) 뿐만 아니라, 서로 다른 파장의 빛을 하나의 경로로 합치기 위하여 파장 선택성이 있는 제1 파장선택거울(114), 제2 파장선택거울(115) 및 제1 거울(116)을 포함할 수 있다. 파장선택거울(114,115)은 특정 파장의 빛은 반사하고 특정 파장의 빛은 투과하는 특성을 가진 것이다. 여기서, 각각의 파장선택거울(114,115)은 색선별거울(dichroic mirror)로 구현 가능하고, 제1 거울(116)은 일반 거울(mirror)로 구현 가능하다.
도 2에서와 같이, 제1 파장선택거울(114), 제2 파장선택거울(115) 및 제1 거울(116)은 서로 나란히 배치될 수 있으며, 각각의 거울을 통해서는 예를 들어, 제1 파장의 광원(111, 광원 1), 제2 파장의 광원(112, 광원 2), 그리고 제3 파장의 광원(113, 광원 3)이 각각 나란히 입사될 수 있다. 만일, 천연색 홀로그램을 구현하고자 하는 경우, 광원 1, 2, 3은 각각 적색광, 녹색광, 청색광의 광원에 해당할 수 있다.
여기서, 제1 파장선택거울(114)은 일면으로 입사되는 광원 1(111)을 타면으로 투과시키는 동시에, 제2 파장선택거울(115)과 제1 거울(116)을 통해서 타면으로 입사되는 광원 2(112)와 광원 3(113)을 다시 반사시키는 것을 통해, 전체 3개의 광원(111,112,113)을 하나의 경로로 결합하여 다파장 간섭부(120)로 전달할 수 있다.
제2 파장선택거울(115)은 일면으로 입사되는 광원 2(112)를 반사시켜 제1 파장선택거울(114)의 타면으로 전달함과 아울러, 다른 파장의 광원 3(113)를 투과시켜 제1 파장선택거울(114)의 타면으로 전달할 수 있다. 제1 거울(116)은 일반 거울로 구현될 수 있으며 일면으로 입사되는 광원 3(113)를 반사시켜 제2 파장선택거울(115)의 타면으로 전달할 수 있다.
이와 같이, 다파장 광원부(110)는 파장선택거울을 이용하여 서로 다른 파장의 복수의 광원을 하나의 경로로 결합하여 다파장 간섭부(120)로 입력시킬 수 있다.
도 2는 세 가지 파장의 광원 1, 2, 3을 활용하는 경우에 대한 다파장 광원부(110)의 구현 예시를 보여준다. 도 2의 경우 다파장 광원부(110)는 서로 다른 파장의 3개의 광원을 하나의 경로로 결합해주는 수단으로 2개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 활용한 것을 예시하고 있다.
다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되지 않으며, 3개의 광원에 대응하여 모두 3개의 파장선택거울을 사용하거나, 3개의 빔분할기를 사용해도 동일한 효과를 볼 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 다파장 광원부의 다른 예시를 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에서 다파장 광원부(110)는 적어도 2 종류의 파장의 광원(광원 1, 광원2)을 포함하여 구현될 수 있다.
이러한 도 3은 서로 다른 파장(파장 1, 파장 2)의 2개의 광원을 활용하는 경우에 대한 다파장 광원부의 다양한 구현 예시를 구체적으로 보여준다.
여기서, 서로 다른 파장의 2개의 광원(광원1, 광원2)을 하나의 경로로 결합해주는 수단으로, 도 2의 (a)는 1개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 활용한 경우이고, (b)는 2개의 파장선택거울(DM)을 활용한 경우이고, (c)는 2개의 빔분할기(BS)를 활용한 경우이다.
이러한 점으로부터, 본 발명의 실시예에서 다파장 광원부(110)는 서로 다른 파장을 갖는 N개의 광원과 광 경로 결합 수단을 포함할 수 있다.
이때, 광 경로 결합 수단은 N-1개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 포함한 구조, N개의 파장선택거울(DM)을 포함한 구조, 혹은 N개의 빔분할기(BS)를 포함한 구조로 구현될 수 있다.
첫 번째 구조의 경우, 서로 나란히 배치되는 N-1개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 통해 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 최상단의 파장선택거울(DM)에서 단일 경로로 결합되어 출력될 수 있다.
두 번째 구조의 경우, 서로 나란히 배치되는 N개의 파장선택거울(DM)을 통해 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후 말단에 위치한 최상단의 파장선택거울(DM)에서 단일 경로로 결합되어 출력될 수 있다.
세 번째 구조의 경우, 서로 나란히 배치되는 N개의 빔분할기(BS)를 통해 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후 말단에 위치한 최상단의 빔분할기(BS)에서 단일 경로로 결합되어 출력될 수 있다.
다파장 간섭부(120)는 복수 파장의 광원을 입사받아 간섭 현상에 의한 스캔빔을 생성한다. 이를 위해, 다파장 간섭부(120)는 도 2와 같이 두 개의 빔분할기(121,127), 두 개의 거울(123,125), 그리고 한 개의 다파장 변조기(122), 그리고 두 개의 빔곡률 생성기(124,126)를 포함하여 구성될 수 있다.
다파장 광원부(110)에서 하나의 광 경로로 합쳐진 빛은 제1 빔분할기(121)를 지나면서 서로 다른 두 경로의 빛으로 나뉘게 된다. 이 때 한 쪽 경로(이하, 제1 경로)의 빛은 다파장 변조기(122)로 전달되고 나머지 경로(이하, 제2 경로)의 빛은 거울(125)을 통해 반사된 뒤 제2 빔 곡률 생성기(126)로 전달되어 특정 곡률 빔으로 확대될 수 있다. 다파장 변조기(122)를 통과한 빛은 제1 빔곡률 생성기(124)에 입사되어 특정 곡률(제1 곡률)의 빔으로 확대된 뒤, 제2 빔 곡률 생성기(126)를 통과하여 특정 곡률(제2 곡률)의 빔으로 확대된 빛과 제2 빔분할기(127)에서 합쳐지게 된다. 다파장 변조기(122)로 전달된 빛은 특정 주파수의 빛으로 변조될 수 있다.
다파장 간섭부(120)의 구성을 도 2를 통해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1 빔분할기(121)는 다파장 광원부(110)로부터 받은 복수 파장이 결합된 광원을 입사받아 제1 및 제2 경로의 빔으로 분리하여 출력할 수 있다. 이러한 제1 빔분할기(121)는 입사된 빔의 일부를 투과시켜 다파장 변조기(122)로 전달하고 입사된 빔의 나머지를 반사시켜서 제2 거울(123)로 전달하여 빛을 두 가지 경로로 분할할 수 있다.
다파장 변조기(122)는 제1 빔분할기(121)에서 분리된 제1 경로의 빔을 입사받아 각 파장 별로 공간적으로 분리한 후 다시 결합하여 출력할 수 있다.
다파장 변조기(122)는 하나의 음향 광 변조기(AOM)와 그 후단에 배치된 광 결합기를 포함할 수 있다. 광 결합기는 음향 광 변조기(AOM)에 의해 서로 다른 회절 각도로 분리 도파된 각 파장의 빛을 입사받은 후 다시 결합하여 공기 중에 도파시킬 수 있다.
이하의 도 4는 광 결합기를 광섬유 형태의 컴바이너 구조로 구현한 것이고 도 5는 광 결합기를 자유 공간 형태의 컴바이너 구조로 구현한 것을 나타낸다.
도 4는 도 2의 다파장 변조기의 일 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 나타낸 것과 같이, 다파장 변조기(122)는 하나의 음향 광 변조기(AOM, acousto-optic modulator), 컴바이너(Combiner), 그리고 복수의 콜리메이터(C1,C2,C3) 및 종단 콜리메이터(C)를 포함할 수 있다.
여기서 만일, 서로 다른 파장의 N개의 빔을 활용하는 경우, 음향 광 변조기(AOM)와 종단 콜리메이터(C) 사이에 총 N개의 콜리메이터가 사용될 수 있다.
도 4은 설명의 편의상 서로 다른 파장을 갖는 3개의 빔을 분리 후 결합하여 출력하는 것을 예시한다. 이때 3가지 파장의 빔은 R, G, B 에 해당할 수 있고, 이 경우 물체에 대한 천연색 홀로그램 구현이 가능하다. 물론, 3가지 파장의 빔이 활용된다 하더라도 반드시 R, G, B의 파장으로 국한되지 않는다.
도 4에서 음향 광 변조기(AOM)는 제1 빔분할기(121)로부터 분리된 제1 경로의 빔을 입사받아 설정 주파수의 빛으로 변조하여 출력하되 각 파장 별로 서로 다른 회절 각도로 공간적으로 분리하여 출력하게 된다.
이러한 음향 광 변조기(AOM)는 브래그 조건(bragg condition)을 사용하며 이때 회절 각도는 아래의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112022118407740-pat00002
여기서, λ는 입사하는 빛의 파장, n은 매질의 굴절률, Λ는 매질에 입사되는 음파의 파장을 나타낸다. 수학식 1에서 볼 수 있듯이 음향 광 변조기(AOM)에 의하여 변조된 빛은 파장에 따라 회절되는 각도가 달라지게 된다.
음향 광 변조기(AOM)는 제1 빔분할기(121)로부터 분리된 제1 경로의 빔을 설정 주파수의 빛으로 변조하며 이때 변조한 빛을 수학식 1과 같이 각 파장(λ) 별로 서로 다른 회절 각도(θB)로 분리하여 공기 중으로 도파시킬 수 있다.
제1 내지 제3 콜리메이터(C1,C2,C3)는 음향 광 변조기(AOM)에 의해 서로 다른 회절 각도로 도파된 각 파장의 빛을 해당 파장에 최적화된 자신의 렌즈를 통해 입사받아 도 4와 같이 각각의 광섬유에 개별 집속시킬 수 있다. 각각의 콜리메이터(C1~C3) 및 종단 콜리메이터(C)는 광섬유형 콜리메이터로 구현될 수 있다.
컴바이너(Combiner)는 복수의 콜리메이터(C1,C2,C3)를 통해 집속된 각 파장의 빛을 입력받아 하나로 결합하여 단일 광섬유를 통해 출력할 수 있다. 여기서, 각 파장이 R, G, B인 경우 컴바이너(Combiner)는 통상의 RGB 결합기(RGB Combiner)가 활용될 수 있다. 단일 광섬유를 통해 출력된 빔은 종단 콜리메이터(C)로 전달될 수 있다.
종단 콜리메이터(C)는 컴바이너(Combiner)에 의해 결합된 빔을 입사받아 렌즈를 통해 자유 공간 상으로 도파시킬 수 있다.
즉, 간단히 도 4의 실시 예를 보면, 다파장 변조기(122)는 하나의 음향 광 변조기(AOM)를 사용한다. 아울러, R, G, B에 대한 동작으로 가정하여 보면, 음향 광 변조기(AOM)를 통과한 빨강, 초록, 녹색의 빛은 서로 다른 각도만큼 회절되어 공기 중으로 도파하게 된다. 제1 콜리메이터(C1)는 빨강에 최적화된 렌즈로 구성되어 빨강색 파장에 해당하는 빛을 광섬유로 집속할 수 있다. 제2 콜리메이터(C2)는 초록색에 최적화된 렌즈로 구성되어 초록색 파장에 해당하는 빛을 광섬유로 집속할 수 있다. 제3 콜리메이터(C3)는 파랑색에 최적화된 렌즈로 구성되어 파랑색 파장에 해당하는 빛을 광섬유로 집속할 수 있다.
컴바이너(Combiner)는 서로 다른 파장의 빛을 하나의 광섬유로 합치게 되고 합쳐진 빔(다파장 결합 빔)은 종단 콜리메이터(C)를 통해 자유 공간으로 도파하게 된다. 이때, 종단 콜리메이터(C) 내부의 렌즈 위치 변화에 따라 자유 공간을 도파하는 빛의 곡률이 달라지게 된다.
여기서, 다파장 변조기(122)는 도 4와 같이 광섬유 형태의 컴바이너 구조로 구현될 수도 있지만, 도 5와 같이 자유공간 형태의 컴바이너 구조로 구현될 수도 있다.
도 5는 도 2의 다파장 변조기의 다른 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 다파장 변조기(122)는 하나의 음향 광 변조기(AOM)와, 복수의 거울 혹은 복수의 빔분할기를 포함하여 구현된 광 결합기를 포함할 수 있다.
이러한 도 5는 서로 다른 파장(파장 1, 파장 2)의 2개의 광원을 활용하는 경우에 적용 가능한 자유 공간 형태의 다파장 변조기(122)의 실시 예를 보여준다.
음향 광 변조기(AOM)의 후단에 서로 다른 회절 각도로 도파된 각 파장의 빛을 결합해주는 광 결합기로, 도 5의 (a)는 1개의 거울(M)과 1개의 파장선택거울(DM)을 활용한 경우이고, (b)는 2개의 파장선택거울(DM)을 활용한 경우이고, (c)는 2개의 빔분할기(BS)를 활용한 경우이다.
여기서, 이를 응용하여, 서로 다른 파장의 N개의 빛을 결합하는 상황을 가정하면, 광 결합기는 1개의 거울(M)과 N-1개의 파장선택거울(DM)을 포함한 구조, N개의 파장선택거울(DM)을 포함한 구조, 혹은 N개의 빔분할기(BS)를 포함한 구조로 구현될 수 있다.
첫 번째 구조의 경우, 서로 나란히 배치되는 1개의 거울(M)과 N-1개의 파장선택거울(DM)을 통해 각 파장의 빔이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 최하단의 파장선택거울(DM)에서 단일 경로로 결합되어 출력될 수 있다.
두 번째 구조의 경우, 서로 나란히 배치되는 N개의 파장선택거울(DM)을 통해 각 파장의 빔이 개별 입사된 후 말단에 위치한 최하단의 파장선택거울(DM)에서 단일 경로로 결합되어 출력될 수 있다.
세 번째 구조의 경우, 서로 나란히 배치되는 N개의 빔분할기(BS)를 통해 각 파장의 빔이 개별 입사된 후 말단에 위치한 최하단의 빔분할기(BS)에서 단일 경로로 결합되어 출력될 수 있다.
이와 같이, 다파장 변조기(122)는 도 4와 같이 단일의 음향 광 변조기(AOM)와 광섬유 형태의 광 결합기를 포함한 구조 혹은 도 5와 같이 단일의 음향 광 변조기(AOM)와 자유 도파 형태의 광 결합기를 포함한 구조로 구현될 수 있다.
다파장 변조기(122)를 통해서 변조되어 최종적으로 자유 공간에 도파된 결합 빔은 제2 거울(123)을 맞고 반사되어 제1 빔 곡률 생성기(124)로 전달될 수 있고, 제1 빔 곡률 생성기(124)는 빔을 확대하여 제2 빔분할기(127)로 전달할 수 있다.
앞서, 제1 빔분할기(121)에서 분리된 제2 경로 상의 빔 또한 제3 거울(125)을 맞고 반사되어 제2 빔 곡률 생성기(126)로 전달될 수 있고, 제2 빔 곡률 생성기(126)는 입사된 빔을 확대하여 제2 빔분할기(127)로 전달할 수 있다.
다파장 변조기(122)를 거친 제1 경로의 빔은 제1 빔 곡률 생성기(124)를 통과하면서 특정 곡률의 빛을 생성할 수 있다. 제2 경로의 빔은 제2 빔 곡률 생성기(126)를 통과하면서 특정 곡률의 빛을 생성할 수 있다. 제1, 제2 빔 곡률 생성기(124,126)는 서로 다른 곡률로 설정되거나 필요에 따라 동일한 곡률로 설정될 수 있다.
여기서, 제1,2 빔 곡률 생성기(124,126)는 각각의 빔을 입사받아 콜리메이트된 빔을 포함하여 음의 곡률에서 양의 곡률 사이의 곡률을 갖는 확대된 빔을 생성한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 빔 곡률 생성기의 구현 예시를 설명한 도면이다. 도 6의 (a)는 제1 빔 곡률 생성기, (b)는 제2 빔 곡률 생성기, (c)는 제1 빔 곡률 생성기를 통과한 빔의 곡률 변화 예시를 나타낸다.
제1 빔 곡률 생성기(124)의 구체적인 구현 예로는, 거울(123)에서 반사된 제 1 경로의 빔은 제1 빔 곡률 생성기(124)를 통과하면서 곡률을 가진 구면파를 생성하게 된다. 이러한 제1 빔 곡률 생성기(124)는 거울(123)에서 반사된 제1 경로의 빔을 구면파로 변환하는 제1 렌즈(L1)와 구면파를 입사받아 곡률이 있는 구면파(제1 곡률의 빔)를 생성하는 제2 렌즈(L2)를 포함할 수 있다. 이때 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2)의 간격을 변경함으로써 빔의 곡률을 조절할 수 있다.
제2 빔 곡률 생성기(126)의 구체적인 구현 예로는, 거울(125)에서 반사된 제 2경로의 빔은 제2 곡률 빔 생성기(126)를 통과하면서 곡률을 가진 구면파(제2 곡률빔)를 생성하게 된다. 구체적으로 제2 빔 곡률 생성기(126)는 거울(125)에서 반사된 제2 경로의 빔을 구면파로 변환하는 제3 렌즈(L3)와 구면파를 입사받아 곡률이 있는 구면파를 생성하는 제4 렌즈(L4)를 포함할 수 있다. 이때 제3 렌즈(L3)와 제4 렌즈(L4) 간의 간격을 변경함으로써 빔의 곡률을 조정할 수 있다.
제1 빔 곡률 생성기(124)는 제1 경로의 빔을 제1 곡률의 빔으로 변환하여 제2 빔분할기(127)로 전달한다. 즉, 제1 빔 곡률 생성기(124)는 제1 경로의 빔의 공간분포를 변조하여 제1 곡률의 빔을 생성한다.
제2 빔 곡률 생성기(126)는 제2 경로의 빔을 제2 곡률의 빔으로 변환하여 제2 빔분할기(127)로 전달한다. 즉, 제2 빔 곡률 생성기(126)는 제2 경로의 빔의 공간분포를 변조하여 제2 곡률의 빔을 생성한다.
제2 빔분할기(127)는 제1 빔 곡률 생성기(124)를 통과한 제1 경로의 빔과 제1 빔분할기(121)에서 분리되어 제2 빔 곡률 생성기(126)를 통과한 제2 경로의 빔을 서로 다른 면을 통해 입사받고 서로 결합하여 빔 간의 광원의 결맞음 특성에 의한 간섭 효과로 프레넬 윤대판의 패턴을 가진 스캔빔을 생성하게 된다.
이때, 프레넬 윤대판의 패턴은 제1 빔 곡률 생성기(124)에 의해 생성된 빔의 곡률과 제2 빔 곡률 생성기(126)에 의해 생성된 빔의 곡률 간의 차이에 따라 결정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 한 개의 음향 광변조기(AOM)를 사용하여 파장 특성에 따른 서로 다른 회절 각도의 변화에 맞춰 공간적으로 분리된 서로 다른 파장의 빛을 개별적으로 광섬유에 집속할 수 있다.
스캐닝부(130)는 다파장 간섭부(120)에 의해 형성된 프레넬 윤대판의 패턴을 가진 스캔빔을 이용하여 대상체(10)를 스캔할 수 있다. 이러한 스캐닝부(130)는 갈바 미러, 폴리곤 미러, 레조넌트 미러, DMD 등 다양한 스캐닝 모듈을 포함할 수 있다. 단, 서로 다른 파장의 빛을 사용하여 스캔하기 때문에 스캐닝 모듈에 사용되는 거울은 서로 다른 파장의 빛을 사용할 수 있어야 한다.
다파장 광검출부(140)는 대상체(10)로부터 반사 또는 투과된 빔을 각 파장 별로 검출하여 전기 신호 형태로 변환할 수 있다. 여기서 도 2의 경우 대상체(10)로부터 반사된 빔을 각 파장 별로 검출하는 것을 예시한 것으로, 대상체(10)가 반사형 대상물이 아닌 투과형 대상물인 경우에는 대상체(10)의 후단에 다파장 광검출부(140)를 배치하여 대상체(10)를 투과한 빔을 각 파장 별로 검출할 수 있다.
여기서 다파장 광검출부(140)는 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 각 파장 별로 빔을 각각 분리하는 빔 분리부와, 빔분리부에 의해 분리된 N개의 각 파장의 빔을 개별 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 N개의 광검출기를 포함할 수 있다.
도 7은 도 2의 다파장 광검출부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 이러한 도 7은 3가지 파장의 광원(광원1, 광원2, 광원3)을 이용한 경우를 예시한 것이다.
도 7을 참조하면, 다파장 광검출부(140)는 대상체(10)로부터 반사 또는 투과된 빔으로부터 각 파장의 빔을 각각 분리하는 빔 분리부와, 분리된 각 파장의 빔을 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 제1 내지 제3 광검출기(144,145,146)의 구성을 포함할 수 있다.
이러한 다파장 광검출부(140)는 서로 다른 파장의 빛을 파장 선택 거울을 사용하여 분기 한 후 개별의 광 검출기를 사용하여 빛을 전기 신호 형태로 변환해줄 수 있다.
이를 위해, 빔 분리부는 서로 나란히 배치되는 제3 파장선택거울(141), 제4 파장선택거울(142) 및 제4 거울(143)을 포함할 수 있다.
만일, 천연색 홀로그램을 구현하고자 하는 경우, 제3 파장선택거울(141)은 대상체(10)로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 제1 파장의 빔(R, 적색광)을 투과시켜 제1 광검출기(144)로 전달할 수 있다. 제4 파장선택거울(142)은 제3 파장선택거울(141)로부터 반사된 제2 파장의 빔(G, 녹색광) 및 제3 파장의 빔(B, 청색광) 중에서 제2 파장의 빔(G)을 반사시켜 제2 광검출기(145)로 전달하고 제3 파장의 빔(B)을 투과시켜 하단의 제4 거울(143)로 전달할 수 있다. 그러면 제4 거울(143)은 제4 파장선택거울(142)로부터 받은 제3 파장의 빔(B)을 반사시켜 제3 광검출기(146)로 전달할 수 있다. 물론, 이러한 RGB의 3색 광을 이용한 천연색 홀로그램 구현 예시는 단지 하나의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명의 실시 예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
각각의 광 검출기(144,145,146)는 수신된 각 파장의 빔을 검출하여 전기 신호 형태로 변환 후 신호 처리부(150)로 동시에 전달할 수 있다.
물론, 다른 실시예로, 다파장 광검출부(140)는 두 개의 파장 선택 거울(141,142)과 거울(143) 없이도, 단일의 광 검출기를 사용하여, 시간에 따라 서로 다른 파장에 해당한 빔(예: R,G,B)의 정보를 순차로 검출하는 방법을 사용할 수 있다.
즉, 다파장 광검출부(140)는 하나의 광검출기로도 구현 가능하며 이 경우 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 서로 다른 파장의 빔을 시간에 따라 순차적으로 검출하면 된다.
도 8은 도 2의 다파장 광검출부의 다른 구현 예시를 설명하기 위한 도면이다. 이러한 도 8는 서로 다른 파장(파장 1, 파장 2)의 2개의 광원을 활용하는 경우에 적용 가능한 다파장 광검출부의 다양한 실시 예를 보여준다.
이때, 도 8의 (a)는 1개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 활용한 경우이고, (b)는 2개의 파장선택거울(DM)을 활용한 경우이고, (c)는 2개의 빔분할기(BS)와 2개의 컬러필터(F)를 활용한 경우이다.
여기서, 이를 응용하여, 서로 다른 파장의 N개의 빛을 각각 검출하는 상황을 가정하면, 다파장 광 검출부(140)의 빔 분리부는 N-1개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 포함한 구조, N개의 파장선택거울(DM)을 포함한 구조, 혹은 N개의 빔분할기(BS)와 N개의 컬러필터(F)를 포함한 구조로 구현될 수 있다.
첫 번째 구조의 경우, 빔 분리부는 N-1개의 파장선택거울(DM)과 1개의 거울(M)을 포함한 총 N개의 거울 요소로 이루어지며, 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 파장선택거울(DM)을 통하여 입사받은 후 N개의 거울 요소를 통해 각 파장 별로 분리 출력하여 N개의 광 검출부로 개별 전달할 수 있다.
두 번째 구조의 경우, 빔 분리부는 N개의 파장선택거울(DM)로 이루어지고, 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 파장선택거울(DM)을 통하여 입사받은 후 N개의 파상선택거울을 통해 각 파장 별로 분리 출력하여 N개의 광 검출부로 개별 전달할 수 있다.
세 번째 구조의 경우, 빔 분리부는 N개의 빔분할기(BS) 및 서로 다른 파장의 빔을 각각 필터링하는 N개의 색상필터(F)로 이루어지며, 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 빔분할기(BS)를 통하여 입사받은 후 N개의 빔분할기를 통해 N개로 분리하여 N개의 색상필터(F)로 개별 전달하고 N개의 색상필터(F)를 통하여 각 파장 별로 분리 출력되는 빔을 N개의 광 검출부로 개별 전달할 수 있다.
한편, 도 2와 같이, 다파장 광검출부(140)는 집광 효율을 향상 시키기 위하여 별도의 집광기(135)를 포함하여 구현할 수 있으며, 집광기(135)는 광 다이오드, PMT 등 다양한 광 검출 수단을 포함할 수 있다.
다파장 광검출부(140)를 통하여 전기 신호 형태로 변환된 대상체(10)의 정보는 신호 처리부(150)에서 수치적인 처리를 통해 복원될 수 있다. 수치적으로 신호처리하는 과정은 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112022118407740-pat00003
여기서, Io(x,y;z)는 대상체(10)로부터 반사된 빛 혹은 대상체(10)를 투과 후 광검출부(140)를 통해 검출된 빛을 나타내며,
Figure 112022118407740-pat00004
은 콘볼루션 연산,
Figure 112022118407740-pat00005
은 스캐닝 홀로그래피 기반의 홀로그램 시스템(100)의 간섭부(제2 빔분할기,127)에서 형성된 프레넬 윤대판 형태의 빔의 패턴을 나타낼 수 있다. 또한, Hcom(x,y)는 대상체의 홀로그램 정보, ∝는 비례 기호, λ는 사용된 빔의 파장을 나타낸다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 단일의 음향 광 변조기만으로 물체에 대한 여러 파장의 홀로그램 정보를 획득할 수 있다.
또한, 서로 다른 복수의 파장의 신호 처리를 위해 복수의 음향 광 변조기를 사용하는 기존과 달리 하나의 음향 광 변조기만 필요로 하므로 서로 다른 색상의 홀로그램 획득을 위한 전체 시스템의 사이즈를 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템
110: 다파장 광원부 111: 광원 1
112: 광원 2 113: 광원 3
114: 제1 파장선택거울 115: 제2 파장선택거울
116: 제1 거울 120: 다파장 간섭부
121: 제1 빔분할기 122: 다파장 변조기
123: 제2 거울 124: 제1 빔 곡률 생성기
125: 제3 거울 126: 제2 빔 곡률 생성기
127: 제2 빔분할기 130: 스캐닝부
135: 집광기 140: 다파장 광검출부
141: 제3 파장선택거울 142: 제4 파장선택거울
143: 제4 거울 144: 제1 광검출기
145: 제2 광검출기 146: 제3 광검출기
150: 신호 처리부

Claims (21)

  1. 복수 파장의 광원을 발생하는 다파장 광원부;
    상기 복수 파장의 광원을 입사받아 간섭 현상에 의한 스캔빔을 생성하는 다파장 간섭부;
    상기 스캔빔을 이용하여 대상체를 스캔하는 스캐닝부;
    상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 각 파장 별로 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 다파장 광검출부; 및
    상기 전기 신호 형태로 변환된 신호를 수치적으로 처리하는 신호 처리부를 포함하며,
    상기 다파장 간섭부는,
    상기 복수 파장의 광원을 입사받아 제1 및 제2 경로의 빔으로 분리하여 출력하는 제1 빔분할기;
    상기 제1 빔분할기에서 분리된 제1 경로의 빔을 입사받아 설정 주파수의 빛으로 변조하여 출력하되 각 파장 별로 서로 다른 회절 각도로 공간적으로 분리하여 출력하는 하나의 음향 광 변조기와, 상기 공간적으로 분리 출력된 각 파장의 빛을 다시 결합하여 자유 공간 상에 도파시키는 광 결합기를 포함하는 다파장 변조기; 및
    상기 다파장 변조기를 거친 제1 경로의 빔과 상기 제1 빔분할기에서 분리된 제2 경로의 빔을 입사받아 서로 간섭시켜 상기 스캔빔을 생성하는 제2 빔분할기를 포함하고,
    상기 음향 광 변조기는,
    상기 제1 경로의 빔을 설정 주파수의 빛으로 변조하여 출력하되 아래 수학식에 의해 각 파장(λ) 별로 서로 다른 회절 각도(θB)로 분리하여 공기 중으로 도파시키는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템:
    Figure 112023018376431-pat00015

    여기서, λ는 입사하는 빛의 파장, n은 매질의 굴절률, Λ는 매질에 입사되는 음파의 파장을 나타낸다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다파장 광원부는,
    적색광, 녹색광, 청색광 중에서 선택된 어느 하나인 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장의 광원이 각각 나란히 입사되고, 서로 나란히 배치되는 제1 파장선택거울, 제2 파장선택거울 및 제1 거울을 포함하되,
    상기 제1 파장선택거울은,
    일면으로 입사되는 상기 제1 파장의 광원을 투과시키고, 상기 제2 파장선택 거울과 상기 제1 거울을 통해 타면으로 입사되는 제2 파장 및 제3 파장의 광원을 다시 반사시켜서, 상기 제1, 제2 및 제3 파장의 광원을 하나의 경로로 결합하여 상기 다파장 간섭부로 전달하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다파장 광원부는,
    서로 다른 파장의 제1 내지 제N 광원(N은 2 이상의 정수)을 입사받아 하나의 경로로 결합하여 출력하는 광 경로 결합 수단을 포함하고,
    상기 광 경로 결합수단은,
    서로 나란히 배치되는 N-1개의 파장선택거울과 1개의 거울을 통하여 상기 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가지는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다파장 광원부는,
    서로 다른 파장의 제1 내지 제N 광원(N은 2 이상의 정수)을 입사받아 하나의 경로로 결합하여 출력하는 광 경로 결합 수단을 포함하고,
    상기 광 경로 결합수단은,
    서로 나란히 배치되는 N개의 파장선택거울을 통하여 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가지는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다파장 광원부는,
    서로 다른 파장의 제1 내지 제N 광원(N은 2 이상의 정수)을 입사받아 하나의 경로로 결합하여 출력하는 광 경로 결합 수단을 포함하고,
    상기 광 경로 결합수단은,
    서로 나란히 배치되는 N개의 빔분할기를 통하여 제1 내지 제N 광원이 개별 입사된 후 말단에 위치한 빔분할기에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가지는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
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  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 결합기는,
    상기 음향 광 변조기에서 분리 출력된 각 파장의 빛을 해당 파장에 대응된 렌즈를 통해 입사받아 각각의 광섬유로 개별 집속시키는 복수의 콜리메이터;
    상기 복수의 콜리메이터를 통해 집속된 각 파장의 빛을 입력받아 하나로 결합하여 단일 광섬유를 통해 출력하는 컴바이너; 및
    상기 컴바이너에 의해 결합된 빔을 입사받아 자유 공간 상에 도파시키는 종단 콜리메이터를 포함하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 결합기는,
    서로 나란히 배치되는 1개의 거울과 N-1개의 파장선택거울을 통하여 서로 다른 파장의 N개의 빔이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가지는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 결합기는,
    서로 나란히 배치되는 N개의 파장선택거울을 통하여 서로 다른 파장의 N개의 빔이 개별 입사된 후에 말단에 위치한 파장선택거울에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가지는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 결합기는,
    서로 나란히 배치되는 N개의 빔분할기를 통하여 서로 다른 파장의 N개의 빔이 개별 입사된 후 말단에 위치한 빔분할기에서 단일 경로로 결합되어 출력되는 구조를 가지는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 다파장 간섭부는,
    상기 다파장 변조기를 거친 제1 경로의 빔을 입사받아 제1 곡률을 가지는 구면파로 변환하여 상기 제2 빔분할기로 전달하는 제1 빔 곡률 생성기; 및
    상기 제1 빔분할기에서 분리된 제2 경로의 빔을 제2 곡률을 가지는 구면파로 변환하여 상기 제2 빔분할기로 전달하는 제2 빔 곡률 생성기를 더 포함하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 빔분할기는,
    상기 제1 빔 곡률 생성기를 통과한 제1 경로의 빔과 상기 제2 빔 곡률 생성기를 통과한 제2 경로의 빔을 결합하여 빔 간의 광원의 결맞음 특성에 의한 간섭 효과로 프레넬 윤대판의 패턴을 가진 스캔빔을 생성하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 프레넬 윤대판의 패턴은,
    상기 제1 빔 곡률 생성기에 의해 생성된 빔의 곡률과 상기 제2 빔 곡률 생성기에 의해 생성된 빔의 곡률 간의 차이에 따라 결정되는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  16. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 다파장 광검출부는,
    상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 각 파장 별로 빔을 각각 분리하는 빔 분리부; 및
    상기 빔분리부에 의해 분리된 N개의 각 파장의 빔을 각각 검출하여 전기 신호 형태로 변환하는 N개의 광검출기를 포함하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 빔 분리부는,
    서로 나란히 배치되는 제3 파장선택거울, 제4 파장선택거울 및 제2 거울을 포함하되,
    상기 제3 파장선택거울은 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 상기 제1 파장의 빔을 투과시켜 제1 광검출기로 전달하고,
    상기 제4 파장선택거울은 상기 제3 파장선택거울로부터 반사된 제2 파장 및 제3 파장의 빔 중에서 제2 파장의 빔을 반사시켜 제2 광검출기로 전달하고 제3 파장의 빔을 투과시켜 상기 제2 거울로 전달하며,
    상기 제2 거울은 상기 제4 파장선택거울로부터 받은 제3 파장의 빔을 반사시켜 제3 광검출기로 전달하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 빔 분리부는,
    N-1개의 파장선택거울과 1개의 거울을 포함한 총 N개의 거울 요소로 이루어지고, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 파장선택거울을 통하여 입사받은 후 상기 N개의 거울 요소를 통해 각 파장 별로 분리 출력하여 N개의 광 검출부로 개별 전달하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 빔 분리부는,
    N개의 파장선택거울로 이루어지고, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 파장선택거울을 통하여 입사받은 후 상기 N개의 파상선택거울을 통해 각 파장 별로 분리 출력하여 N개의 광 검출부로 개별 전달하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 빔 분리부는,
    N개의 빔분할기 및 서로 다른 파장의 빔을 각각 필터링하는 N개의 색상필터로 이루어지고, 상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 말단의 어느 하나의 빔분할기를 통하여 입사받은 후 상기 N개의 빔분할기를 통해 빔을 N개로 분리하여 상기 N개의 색상필터로 개별 전달하고 상기 N개의 색상필터를 통하여 각 파장 별로 분리 출력되는 빔을 N개의 광 검출부로 개별 전달하는 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 다파장 광검출부는,
    상기 대상체로부터 반사 또는 투과된 빔을 입사받아 서로 다른 파장의 빔을 시간에 따라 순차적으로 검출하는 하나의 광검출기를 포함하여 구현된 서로 다른 색상의 홀로그램 획득 시스템.
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