KR20070011121A - 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
광학부품이나 홀로그램(hologram) 기록재료를 손상시키지 않고, 홀로그래픽(holographic) 스테레오그램(stereogram)의 안길이 방향의 흐릿해짐을 저감(低減)시키는 것으로서,
SLM(6)에 의해 공간변조(空間變調)된 물체광(物體光)을 홀로그램 기록재료(50)에 조사(照射)하는 물체광 투영 광학계의 렌즈(11)와 렌즈(12)의 한가운데에서, 홀로그램 기록재료(50)와 켤레의 위치에서 불필요한 빛을 제거하는 슬릿(slit)(14)을 배치하고, 이 슬릿(14)에 볼록렌즈(141)를 끼워 넣음으로써, 볼록렌즈(141)를 홀로그램 기록재료(50)에 밀접 배치했을 경우와 등가(等價)로 함으로써, 볼록렌즈(141)나 홀로그램 기록재료(50)를 손상시키지 않고, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향에서의 흐릿해짐을 저감시킬 수 있으며, 안길이 방향으로 샤프한 3차원 화상을 얻을 수 있다.
Description
도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 관계되는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 물체광 투영 광학계의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 슬릿에 볼록렌즈를 장치한 다른 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제2의 실시형태에 관계되는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치의 주요부의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 5는, 종래의 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치의 물체광 투영 광학계의 구성예를 나타낸 블럭도이다.
도 6은, 횡시차(橫視差)만을 가지는 종래의 홀로그래픽 스테레오그램의 물체광 투영 광학계의 구성예를 나타낸 블럭도이다.
도 7은, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향의 흐릿해짐을 저감하는 종래의 방법을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
1 : 레이저 광원 2 : 셔터(shutter)
3 : 반파장판(HWP:half-wave plate)
4 : 편광 빔 스플리터(PBS:polarization beam splitter)
5 : 물체광 조명 광학계
6 : 공간변조기(SLM:spatial light modulator)
7 : 물체광 투영 광학계 8 : 참조광 조명 광학계
9 : 참조광 슬릿 10 : 참조광 투영 광학계
11, 12, 13 : 렌즈 14 : 슬릿
15, 142 : 실린드리컬(cylindrical) 렌즈 50 : 홀로그램 기록재료
141 : 볼록렌즈.
본 발명은, 화상을 3차원 인식할 수 있는 홀로그래픽 스테레오그램을 작성하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치 및 방법에 관한 것이며, 특히 안길이 방향의 흐릿해짐의 저감에 관한 것이다.
홀로그래픽 스테레오그램은, 피사체를 다른 관찰점에서 순차 촬영함으로써 얻어진 다수의 화상을 원화(原畵)로서, 이들을 1매의 홀로그램 기록매체에 띠(strip)모양 또는 도트(dot)모양의 요소 홀로그램으로서 순차 기록함으로써 작성된다. 예를 들면, 수평 방향으로만 시차(視差) 정보를 가지는 홀로그래픽 스테레오그램에서는, 피사체를 수평 방향의 다른 관찰점에서 순차 촬영함으로써 얻어진 복수의 원화가, 띠모양의 요소 홀로그램으로서 홀로그램 기록매체에 순차 기록된다. 이 홀로그래픽 스테레오그램은, 이것을 어떤 위치에서 한쪽의 눈으로 보았을 경우, 각 요소 홀로그램의 일부분의 화상정보의 집합체인 2차원 화상이 보이고, 눈의 위치를 수평 방향으로 이동시키면, 각 요소 홀로그램의 다른 부분의 화상 정보의 집합체인 2차원 화상이 보인다. 따라서, 이 홀로그래픽 스테레오그램을 관찰자가 두 눈으로 보았을 때에는, 좌우의 눈의 위치가 수평 방향에서 약간 다르기 때문에, 각각에 비치는 2차원 화상은 약간 다른 것이 된다. 이것에 의해, 관찰자는 시차를 느껴 3차원 화상으로서 인식된다.
그런데, 상기 홀로그래픽 스테레오그램을 작성할 때에, 각각의 요소 홀로그램은, 간섭성이 좋은 레이저 광원을 분기(分岐)하여, 하나는 화상 표시 수단(예를 들면 액정 패널)에 의해 2차원 화상 변조된 투영상(물체광)으로서, 하나는 참조광으로서, 감광재료를 기록재료로서 홀로그램 기록재료에 집광(集光)하고, 상기 감광재료의 굴절률 변화로서 간섭무늬를 기록함으로써 형성된다. 이때, 반사형의 홀로그램의 경우에는, 종방향(비시차(非視差) 방향)에서의 시점(視點)의 이동에 대응하기 위하여(비시차 방향의 시야각을 확보하기 위하여), 홀로그램 기록재료의 면전에 확산판(1차원 확산판)을 배치하는 일이 있다.(예를 들면, 특허문헌 1 참조)
도 5는 상기한 종래의 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치의 물체광 투영 광학계의 구성예를 나타낸 블럭도이다. 물체광 광학계는, 렌즈(21), 슬릿(22), 렌즈(23), 렌즈(24)로 구성되고, 공간변조기(SLM)(25)에 의해 변조된 물체광을 홀로그램 기록재료(50)에 집광한다. 그때, 슬릿(22)에 의해 SLM(25)으로부터 발생하 는 고차광(高次光)을 컷(cut)하는 것으로, 요소 홀로그램 이외의 부분이 홀로그램 기록재료(50)에 노광(露光)되고 있는 것을 막고 있다.
도 6은 횡시차만을 가지는 종래의 홀로그래픽 스테레오그램의 물체광 투영 광학계의 구성예를 나타낸 블럭도이다. 이 물체광 투영 광학계의 구성은 도 5의 그것과 거의 같지만, 대물렌즈(26)가 실린드리컬 렌즈로 되어 있다. 그 때문에, 도면중 상단의 비시차 방향에서는 물체광은 단지 실린드리컬 렌즈(26)를 투과할 뿐이지만, 하단의 시차 방향에서는 볼록렌즈로서 작용하는 실린드리컬 렌즈(26)에 의해 물체광이 홀로그램 기록재료(50)에 집광된다. 그때, 슬릿(22)에 의해 SLM(25)으로부터 발생하는 고차광을 컷하는 것으로, 요소 홀로그램 이외의 부분이 홀로그램 기록재료(50)에 노광되고 있는 것을 막고 있다.
그렇지만, 도 5에 나타낸 바와 같은 종래의 홀로그래픽 스테레오그램의 물체광 투영 광학계에서는, SLM(25)의 1점으로부터 나온 빛이, 홀로그램상에서 평행광(平行光)이 되지 않는 경우, 안길이 방향으로 흐릿해짐을 일으킨다. 또, 도 6에 나타낸 바와 같은 종래의 HPO(Horizontal Parallax Only) 스테레오그램의 물체광 투영 광학계에서는, 시차 방향에 관해서는 요소 홀로그램상에서의 광선의 평행도(平行度)는 의식하고 설계되어 있지 않기 때문에, SLM(25)의 1점으로부터 나온 빛이 홀로그램상에서 평행광이 되지 않는 경우, 안길이 방향으로 흐릿해짐을 일으킨다. 그래서, 안길이 방향의 흐릿해짐을 저감하는 방법으로서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 홀로그램 기록재료(50)에 근접하여 볼록렌즈(28)를 배치하는 방법이 있다.(예를 들면 특허문헌 1 참조)
[특허 문헌 1] Patent No:US 6330088B1(제 10페이지, 제 9도)
그렇지만, 상기와 같이 안길이 방향의 흐릿해짐을 저감하기 위하여, 홀로그램 기록재료(50)에 근접하여 볼록렌즈(28)를 배치하는 방법을 채택하면, 볼록렌즈(28)가 홀로그램 기록재료(50)에 근접하고 있기 때문에, 양자가 접촉하는 등 하는 일이 있고, 볼록렌즈(28)나 홀로그램 기록재료(50)에 상처가 날 우려가 있다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 안출된 것이며, 본 발명의 목적은 광학부품이나 홀로그램 기록재료를 손상시키지 않고, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향에서의 흐릿해짐을 저감시킬 수 있는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 다른 관찰점에 의해 묘화(描畵)된 복수의 화상에 의해 순차 공간변조된 물체광과 참조광과의 간섭무늬를 1매의 홀로그램 기록재료에 띠모양 또는 도트모양의 요소 홀로그램으로서 순차 기록하여 홀로그래픽 스테레오그램을 작성하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치이며, 상기 공간변조된 물체광을 상기 홀로그램 기록재료에 조사하는 물체광 투영 광학계의 상기 홀로그램 기록재료와 켤레인 위치에 배치되어 불필요한 빛을 제거하는 슬릿과, 상기 슬릿에 장치된 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에서는, 물체광 투영 광학계의 홀로그램 기록재료와 켤레 인 위치(요소 홀로그램과 켤레인 위치와 같음)에 위치하는 불필요한 빛 제거 슬릿에 볼록렌즈를 달면, 이 볼록렌즈는 홀로그램 기록재료의 장소에 장치하고 있는 것과 등가의 작용을 하기 때문에, 공간변조기의 1점으로부터 나온 빛은 홀로그램상에서 평행광이 되고, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향이 흐릿해짐 없는 샤프한 3차원 화상을 얻을 수 있다.
광학부품이나 홀로그램 기록재료를 손상시키지 않고, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향에서의 흐릿해짐을 저감시키기 위해서, 공간변조된 물체광을 상기 홀로그램 기록재료에 조사하는 물체광 투영 광학계의 상기 홀로그램 기록재료와 켤레인 위치에 배치되는 불필요한 빛 제거 슬릿에, 슬릿 기능을 남기고 볼록렌즈 기능을 부여함으로써, 광학부품이나 홀로그램 기록재료를 손상시키지 않고, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향에서의 흐릿해짐을 저감시킬 수 있다.
[실시예 1]
도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에 관계되는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치는, 레이저 광원(1), 셔터(2), 반파장판(HWP)(3), 편광 빔 스플리터(PBS)(4), 물체광 조명 광학계(5), 공간변조기(SLM)(6), 물체광 투영 광학계(7), 홀로그램 기록재료(50), 참조광 조명 광학계(8), 참조광 슬릿(9), 참조광 투영 광학계(10)를 가지고 구성된다.
다음에 본 실시형태의 동작에 대하여 설명한다. 레이저 광원(1)으로부터 출사된 레이저 광은 HWP(3)를 통하여 편광 방향이 조정된 후, PBS(4)에 입사되고, 물체광(100)과 참조광(200)으로 분기된다. 물체광(100)은 물체광 조명 광학계(5)를 통하여 공간변조기(6)에 입사 되어, 표시 화상에 의해 강도(强度) 변조된 후, 물체광 투영 광학계(7)를 통하여 홀로그램 기록재료(50)에 조사된다. 한편, 참조광(200)은 참조광 조명 광학계(8), 참조광 슬릿(9), 참조광 투영 광학계(10)를 통하여 홀로그램 기록재료(50)에 조사된다. 이것에 의해, 물체광(100)과 참조광(200)의 간섭무늬가 홀로그램 기록재료(50)에 기록된다. 그때, 피사체를 수평 방향의 다른 관찰점에서 순차 촬영함으로써 얻어진 복수의 원화를 공간변조기(6)에 표시함으로써, 띠모양의 요소 홀로그램이 홀로그램 기록재료(50)에 순차 기록된다.
도 2는 도 1에 나타낸 물체광 투영 광학계(7)의 구성을 나타낸 블록도이다. 물체광 투영 광학계(7)는, 렌즈(11), 렌즈(12), 렌즈(13), 및 홀로그램 기록재료(50)와 켤레인 위치에 배치되고, 볼록렌즈(141)를 가지는 슬릿(14)을 가지고 있다.
본 실시형태에 의하면, 홀로그램 기록재료(50)와 켤레인 위치에 배치된 슬릿(14)의 슬릿 부분에 끼워 넣어지는 것과 같은 모양의 볼록렌즈(141)를 설치함으로써, 볼록렌즈(141)를 홀로그램 기록재료(50)에 근접하여 배치했을 경우와 등가하게 된다. 이것에 의해, 공간변조기(6)의 1점으로부터 나온 빛이 홀로그램 기록재료(50)상에서 평행광이 되어, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향으로 흐릿해짐을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 더구나, 볼록렌즈(141)는 홀로그램 기록재료(50)로부터 떨어져 있기 때문에, 볼록렌즈(141)와 홀로그램 기록재료(50)가 접촉하는 일이 없기 때문에, 볼록렌즈(141)나 홀로그램 기록재료(50)가 손상되는 일 이 없어져, 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 슬릿(14)에 볼록렌즈(141)를 다는 방법으로서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 슬릿(14)의 전면에 볼록렌즈(141)를 밀착 배치하면, 홀로그램 기록재료(50)의 기록면에 볼록렌즈(141)를 밀착하여 배치한 것과 등가하게 되어, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향을 보다 샤프하게 핀트가 맞은 3차원 화상으로 할 수 있다.
[실시예 2]
도 4는, 본 발명의 제2의 실시형태에 관계되는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치의 주요부의 구성을 나타낸 블록도이다. 본 예는 HPO 스테레오그램의 물체광 투영 광학계의 예이며, 그 구성은 제1의 실시형태와 동일하지만, 홀로그램 기록재료(50)의 대물렌즈가 실린드리컬 렌즈(15)가 되고 있는 점과, 슬릿(14)의 슬릿 부분에 실린드리컬 렌즈(142)가 끼워 넣어져 있는 점이 다르다. 따라서, 도면중 상단의 비시차 방향에서는 물체광은 단지 실린드리컬 렌즈(142), 실린드리컬 렌즈(15)를 투과할 뿐이지만, 하단의 시차 방향에서는 이들 실린드리컬 렌즈는 볼록렌즈로서 작용하고, 공간변조기(6)의 1점으로부터 나온 빛이 홀로그램 기록재료(50)상에서 평행광으로 되어 홀로그램 기록재료(50)에 조사된다.
본 실시형태에 의하면, 시차 방향에서는, 홀로그램 기록재료(50)와 켤레인 위치에 배치된 슬릿(14)의 슬릿 부분에 장치된 실린드리컬 렌즈(142)에 의해, 공간변조기(6)의 1점으로부터 나온 빛이 홀로그램 기록재료(50)상에서 평행광이 되기 때문에, 홀로그램 기록재료(50)에 기록된 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향 의 흐릿해짐을 없앨 수 있다.
또한, 본 실시형태도 도 3과 마찬가지로 슬릿에 실린드리컬 렌즈를 장치함으로써, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향을 샤프하게 핀트가 맞은 3차원 화상으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구체적인 구성, 기능, 작용, 효과에 있어서, 다른 여러 가지의 형태에 의해서도 실시할 수 있다.
본 발명에 의하면, 공간변조된 물체광을 상기 홀로그램 기록재료에 조사하는 물체광 투영 광학계의 상기 홀로그램 기록재료와 켤레인 위치에 배치되는 불필요한 빛 제거 슬릿에, 슬릿 기능을 남기고 볼록렌즈 기능을 부여함으로써, 홀로그래픽 스테레오그램의 안길이 방향에서의 흐릿해짐을 저감시킬 수 있다.
또, 렌즈 기능을 가지는 슬릿은 홀로그램 기록재료로부터 떨어져 있기 때문에, 렌즈나 홀로그램 기록재료를 손상시키지 않고, 상기 효과를 얻을 수 있다.
또한, 홀로그램 기록재료에 근접하는 광학부품수를 줄이게 하므로, 기구상의 제약을 적게 할 수 있다.
Claims (7)
- 다른 관찰점에 의해 묘화(描畵)된 복수의 화상에 의해 순차 공간변조(空間變調)된 물체광(物體光)과 참조광(參照光)과의 간섭무늬를 1매의 홀로그램 기록재료에 띠(strip)모양 또는 도트(dot)모양의 요소 홀로그램(hologram)으로서 순차 기록하여 홀로그래픽(holographic) 스테레오그램(stereogram)을 작성하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치이며,상기 공간변조된 물체광을 상기 홀로그램 기록재료에 조사(照射)하는 물체광 투영 광학계의 상기 홀로그램 기록재료와 켤레인 위치에 배치되고, 불필요한 빛을 제거하는 슬릿(slit)과,상기 슬릿에 장치된 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 홀로그래픽 스테레오그램은, 횡시차(橫視差)만을 가지는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 복수의 화상은, 피사체를 다른 관찰점에서 순차 촬영함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 렌즈는 상기 슬릿에 끼워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 렌즈는, 상기 슬릿의 전면에 이 슬릿을 덮도록 밀착하고 있는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치.
- 제 1항 내지 제 5항에 있어서,상기 렌즈는 볼록렌즈 혹은 실린드리컬(cylindrical) 렌즈인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 장치.
- 다른 관찰점에 의해 묘화된 복수의 화상에 의해 순차 공간변조된 물체광과 참조광과의 간섭무늬를 1매의 홀로그램 기록재료에 띠모양 또는 도트모양의 요소 홀로그램으로서 순차 기록하여 홀로그래픽 스테레오그램을 작성하는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 방법이며,상기 공간변조된 물체광을 상기 홀로그램 기록재료에 조사하는 물체광 투영 광학계의 상기 홀로그램 기록재료와 켤레인 위치에 불필요한 빛 제거 슬릿을 배치하여, 이 슬릿에 슬릿 기능을 남기고 볼록렌즈 기능을 부여하는 것을 특징으로 하 는 홀로그래픽 스테레오그램 작성 방법.
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