KR20140002848A - Device and method for generating hologram - Google Patents
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Abstract
Description
본원은 홀로그램 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 광필드데이터에 기초하여 홀로그램을 생성하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for generating a hologram, and more particularly, to an apparatus and a method for generating a hologram based on optical field data.
3차원 영상은 인간이 감지하는 실사에 가깝게 표현되므로, 2차원 영상보다 실감나고 자연스럽게 감지된다. 이에 따라, 3차원 영상에 관한 연구 및 수요가 증가하고 있는 추세이다.3D images are more realistic and naturally sensed than 2D images because they are expressed in close proximity to human realism. Accordingly, research and demand for 3D images are increasing.
이러한 3차원 영상 관련 기술 중 홀로그래피(Holography)는 파동으로 빛이 가지는 모든 정보, 즉 진폭과 위상(位相)을 모두 기록하는 기술이고, 홀로그래피 방식으로 기록된 사진 필름 또는 그에 의해 재현된 영상을 '홀로그램(hologram)'이라 한다.Of these three-dimensional image related technologies, holography is a technique of recording all the information of light with waves, that is, amplitude and phase (phase), and a photographic film recorded by a holographic method or an image reproduced by the holographic method is called ' quot; hologram ".
2차원 영상인 사진 기술은 물체(피사체)에서 반사되는 빛의 세기의 변화량만을 기록한다. 예를 들어, 반사광이 적은 부분은 어둡게, 반사광이 많은 부분은 밝게 기록한다.The photographic technique, which is a two-dimensional image, records only the amount of change in intensity of light reflected from an object (subject). For example, dark areas with low reflected light and bright areas with high reflected light are recorded.
그에 반해, 홀로그래피는 빛의 세기뿐만 아니라 파동으로서의 빛이 갖는 위상(phase)까지 기록하기 때문에, 3차원 상을 재현한다. 이때, 빛의 위상은 어느 한 광선에 비춰진 물체에 의해 반사된 물체광과, 홀로그래피 감광재료에 비춰지는 다른 한 광선인 참조광이 상호 간섭(interference) 현상을 일으켜서 발생되는 복잡한 간섭무늬로 기록된다.On the other hand, since holography records not only the intensity of light but also the phase of light as a wave, it reproduces a three-dimensional image. At this time, the phase of the light is recorded as a complex interference fringe which is generated by mutual interference between the object light reflected by the object illuminated by one light beam and the reference light which is another light beam reflected by the holographic photosensitive material.
그런데, 간섭무늬는 자연광 또는 백열등과 같이 여러가지 색이 포함된 백색광원으로는 형성되지 않고, 결맞음이 잘 일어나는 단색광원인 레이저를 사용해야만 용이하게 기록된다. However, the interference fringe is not formed by a white light source including various colors such as natural light or incandescent light, and is easily recorded only by using a laser which is a monochromatic light with good coherence.
도 1은 일반적으로 홀로그램을 기록하는 홀로그래픽 촬영 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a holographic photographing method for recording a hologram.
도 1에 도시한 바와 같이, 홀로그램을 촬영하기 위해서는, 간섭 광학계(10, interference optical system)를 구성한다. 간섭 광학계는 간섭성광원을 조사하는 레이저 광원(11), 간섭성광원 중 일부(12a)를 제 1 방향으로 투과하고, 나머지 일부(12b)를 제 2 방향으로 반사하는 빔 스플리터(12), 및 제 2 방향의 광(12b)을 감광재료(20) 측으로 반사시키는 미러(13)를 포함한다. As shown in Fig. 1, an interference
여기서, 제 1 방향의 광(12a)는 피사체(30)에 의해 반사되어 물체광(10a)이 되고, 제 2 방향의 광(12b)은 미러(13)에 의해 반사되어 참조광(10b)이 된다. 그리고, 물체광(10a)과 참조광(10b)이 상호 간섭하여 발생되는 복잡한 간섭무늬는 빛의 위상 정보를 포함하는 세기 분포로서 감광재료(20)에 기록된다.Here, the
이와 같이 홀로그램을 촬영하기 위해서는, 우선 간섭성광원을 이용함에 따라 일반 외부 조명 하에서는 용이하게 촬영될 수 없으므로 암실 환경에서 실시되어야 하는 문제점, 및 복잡한 간섭무늬가 진동에 의해 쉽게 변동될 수 있어 외부 진동이 차단된 광테이블 위에서만 실시될 수 있다는 문제점이 있다.In order to photograph the hologram, the hologram can not be easily photographed under ordinary external illumination due to the use of the interference light source. Therefore, it is necessary to perform the hologram in a dark room environment, and the complex interference fringe can be easily changed by the vibration, There is a problem that it can be performed only on the optical table.
이러한 문제점으로 인해, 홀로그램의 촬영은 환경 제어가 용이한 실험실에서만 실시될 수 있을 뿐, 일반 외부 환경에서는 용이하게 실시될 수 없었다.Due to such a problem, shooting of the hologram can be performed only in a laboratory where environmental control is easy, and can not be easily performed in a general external environment.
한편, 다른 홀로그래픽 촬영 방식으로는, 간섭광학계를 이용하는 대신, 다수의 카메라를 이용하는 방식이 있다. 즉, 다수의 카메라를 이용하여 피사체를 서로 다른 각도에서 촬영하고, 이때 생성된 영상들 간의 격차(disparity)를 분석하여 피사체의 깊이 정보를 추출한다 그리고, 깊이 정보를 이용하여 영상들을 합성함으로써 홀로그램을 생성한다. 이와 같이 다수의 카메라를 이용한 홀로그래픽 촬영 방식은, 다수의 카메라를 일괄적으로 작동시켜야 하므로, 일상 생활에서 쉽게 이용하기 어려운 문제점이 있다. On the other hand, as another holographic imaging method, there is a method of using a plurality of cameras instead of using an interference optical system. That is, the subject is photographed at different angles using a plurality of cameras, and the disparity between the generated images is analyzed to extract the depth information of the subject. Then, the hologram is synthesized by using the depth information . As described above, the holographic photographing method using a plurality of cameras has a problem in that it is difficult to easily use the cameras in daily life because a plurality of cameras must be operated collectively.
본원의 일 실시예는 간섭성광원 또는 다수의 카메라를 이용하지 않음으로서, 특수 환경을 조성하지 않더라도 용이하게 홀로그램을 생성할 수 있는 홀로그램 생성 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a hologram generating apparatus and method that can easily generate a hologram without using an interference light source or a plurality of cameras, and without creating a special environment.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본원의 일 실시예는 홀로그램 생성 장치에 있어서, 피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 광필드 데이터 생성부; 및 상기 하나의 광필드 데이터에 기초하여, 상기 피사체에 관한 홀로그램 데이터를 생성하는 홀로그램 생성부를 포함하되, 상기 홀로그램 생성부는 상기 하나의 광필드데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 깊이면 설정부; 상기 하나의 광필드데이터에 기초하여, 상기 복수의 깊이면에 대응하는 복수의 재초점 영상데이터를 생성하는 재초점 영상데이터 생성부; 및 상기 복수의 재초점 영상 데이터를 상기 복수의 깊이면에 따라 배열한 스택을 이용하여, 상기 홀로그램 데이터를 생성하는 영상 배열부를 포함하는 것인 홀로그램 생성 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating holograms, comprising: an optical field data generator for generating optical field data on a subject; And a hologram generating unit for generating hologram data on the subject based on the one optical field data, wherein the hologram generating unit generates, based on the one optical field data, a plurality of different depths A depth surface setting unit for setting a surface; A refocusing image data generation unit that generates a plurality of refocused image data corresponding to the plurality of depth planes based on the one optical field data; And an image arrangement unit for generating the hologram data using a stack in which the plurality of refocused image data are arranged along the plurality of depth planes.
그리고, 본원의 일 실시예는 홀로그램 생성 장치가 홀로그램을 생성하는 방법에 있어서, 피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 단계; 상기 광필드 데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 단계; 상기 광필드 데이터에 기초하여, 상기 복수의 깊이면에 대응하는 복수의 재초점 영상데이터를 생성하는 단계; 및 상기 복수의 재초점 영상데이터에 기초하여, 홀로그램 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 홀로그램 생성 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of generating a hologram by a hologram generating apparatus, comprising: generating optical field data relating to a subject; Establishing a plurality of different depth planes based on the light field data, wherein the one or more rays gather; Generating a plurality of refocused image data corresponding to the plurality of depth planes based on the optical field data; And generating hologram data based on the plurality of refocused image data.
본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치 및 방법은 제 1 및 제 2 렌즈부에 의해 생성된 광필드 데이터에 기초하여 홀로그램 데이터를 생성한다. 이에 따라, 홀로그램 생성을 위한 특수 환경 조건, 즉 간섭성광원과 광테이블이 불필요하며, 일반 조명 환경, 즉 외부 환경에서의 피사체에 대해서도 홀로그램 데이터를 생성할 수 있다.An apparatus and method for generating a hologram according to an embodiment of the present invention generate hologram data based on optical field data generated by first and second lens units. Thus, special environmental conditions for generating a hologram, that is, an interference light source and an optical table are unnecessary, and hologram data can be generated for a general illumination environment, that is, a subject in an external environment.
또한, 하나의 광필드 데이터는 서로 다른 둘 이상의 깊이면에 대응하는 둘 이상의 재초점 영상데이터를 포함하므로, 서로 다른 초점거리로 설정된 다수의 카메라를 이용하여 피사체를 1회 이상 촬영하지 않고서, 단지 1회의 촬영에 의한 하나의 광필드 데이터로 홀로그램 데이터를 생성할 수 있다.Also, since one optical field data includes two or more refocused image data corresponding to two or more different depth planes, it is possible to use a plurality of cameras set at different focal lengths, It is possible to generate the hologram data with one optical field data by the conference shooting.
따라서, 종래보다 간편하고 용이하게 홀로그램 데이터를 생성할 수 있어, 사용자의 편리성을 향상시킬 수 있다.Therefore, hologram data can be generated more easily and easily than before, and the user's convenience can be improved.
도 1은 일반적으로 홀로그램을 기록하는 홀로그래픽 촬영 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치가 피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 예시이다.
도 5는 도 4의 예시에 있어서, 홀로그램 생성 장치가 피사체에 관한 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 예시에 있어서, 홀로그램 생성 장치가 생성한 홀로그램 데이터이다.1 is a view for explaining a holographic photographing method for recording a hologram.
2 is a block diagram illustrating a hologram generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of generating a hologram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an illustration for explaining that the hologram generating apparatus according to the embodiment of the present invention generates optical field data relating to a subject.
Fig. 5 is a diagram for explaining how the hologram generating apparatus sets a plurality of different depth planes with respect to an object in the example of Fig. 4. Fig.
Fig. 6 is a hologram data generated by the hologram generating device in the example of Fig. 4 and Fig.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
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.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치 및 방법에 대해 설명한다.First, an apparatus and method for generating a hologram according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a hologram generating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of generating a hologram according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치(100)는 피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 광필드 데이터 생성부(110)와, 광필드 데이터 생성부(110)에 의한 하나의 광필드 데이터에 기초하여 홀로그램을 생성하는 홀로그램 생성부(120)를 포함한다.2, the
광필드 데이터 생성부(110)는 제 1 렌즈부(111), 제 2 렌즈부(112) 및 촬상부(113)를 포함한다.The optical field
제 1 렌즈부(111)는 피사체에 관한 광선들을 집속시킨다. 즉, 제 1 렌즈부(111)는 촬영할 피사체에 대한 초점거리(focal length)와 화각(angle of view)을 조절하는 수단이다.The
제 2 렌즈부(112)는 복수의 마이크로 렌즈가 NxM 매트릭스 배열되어 이루어진 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다. 이러한 제 2 렌즈부(112)는 제 1 렌즈부(111)를 통과한 광선들을 각각의 방향에 따라 분리한다.The
촬상부(113)는 복수의 감광소자가 XxY 매트릭스 배열되어 이루어진 센서 어레이를 포함한다. 이러한 촬상부는 제 1 및 제 2 렌즈부(111, 112)를 통과한 광선들을 캡처하여, 피사체(미도시)에 관한 광필드 데이터를 생성한다.The
여기서, 광필드(Light Field) 데이터는 3차원 공간 상의 모든 점에서 모든 방향으로 빛이 얼마만큼의 세기를 가지는지에 관한 정보를 포함하므로, 방향별, 위치별 광선 분포가 도출될 수 있다.Here, since the light field data includes information on how much light has intensity in all directions in all points on the three-dimensional space, a light ray distribution according to directions and positions can be derived.
홀로그램 생성부(120)는 깊이면 설정부(121), 재초점 영상데이터 생성부(122) 및 영상 배열부(123)를 포함한다.The hologram
깊이면 설정부(121)는 하나의 광필드 데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 설정한다. The depth-
앞서 언급한 바와 같이, 광필드 데이터로부터 방향 별, 위치 별 광선 분포가 도출될 수 있으므로, 깊이면 설정부(121)는 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 깊이면을 도출할 수 있다. 이때, 복수의 깊이면은 사용자에 의해 선택되거나 기설정된 피사체의 상과 적어도 일부 접하거나 중첩하여 피사체와 연관되는 적어도 하나의 깊이면을 포함할 수 있다.As described above, since the light ray distribution by direction and position can be derived from the light field data, the depth
재초점 영상데이터 생성부(122)는 하나의 광필드 데이터에 기초하여, 설정된 복수의 깊이면에 대응하는 복수의 재초점 영상데이터를 생성한다. 즉, 재초점 영상데이터 생성부(122)는 광필드 데이터 중에서 각 깊이면에 모이는 광선들을 역추적하고, 역추적한 광선들에 대해 평균을 내어, 각 깊이면에 대응한 재초점 영상 데이터를 생성한다.The refocusing image
영상 배열부(123)는 복수의 재초점 영상 데이터를 복수의 깊이면에 따라 배열한 스택을 이용하여, 피사체에 관한 홀로그램 데이터를 생성한다.The
일 예로, 영상 배열부(123)는 아래의 수학식 1에 기초하여 홀로그램 데이터를 생성할 수 있다.For example, the
수학식 1에서, H(u,v)는 홀로그램 데이터이고, k△z는 복수의 깊이면 중 어느 하나이며, I(x, y; k△z)는 하나의 깊이면(k△z)에 대응하는 재초점 영상데이터이다. 그리고, h(x, y; k△z)는 하나의 깊이면(k△z)만큼의 재초점에 대한 광필드 데이터 생성부(110)의 점상 강도 분포 함수(point spread funtion)이고, λ는 광선의 파장이며, f는 초점거리이고, FT는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 나타낸다.In Equation 1, H (u, v) is hologram data, and k DELTA z is any one of a plurality of depth planes, and I (x, y; k DELTA z) Is the corresponding refocused image data. H (x, y; kΔz) is a point spread funtion of the optical field
도 3에 도시한 바와 같이, 홀로그램 생성 장치(100)가 홀로그램을 생성하는 방법은, 피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 단계(S100), 광필드 데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 단계(S110), 광필드 데이터에 기초하여, 복수의 깊이면에 대응하는 복수의 재초점 영상데이터를 생성하는 단계(S120), 및 복수의 재초점 영상데이터에 기초하여, 홀로그램 데이터를 생성하는 단계(S130)를 포함한다.As shown in FIG. 3, a method of generating a hologram by the
광필드 데이터를 생성하는 단계(S100)에서, 광필드 데이터는 광필드 데이터 생성부(110)에 의해 생성된다. 즉, 제 1 렌즈부(111)를 통과한 광선들은 제 2 렌즈부(112)에 의해 각각의 방향으로 분리되고, 촬상부(113)에 의해 캡처됨으로써, 광필드 데이터가 생성된다. In step S100 of generating the optical field data, the optical field data is generated by the optical field
복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 단계(S110)에서, 광필드 데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 도출한다. 이때, 복수의 깊이면은 광필드 데이터 생성부(110)로부터 서로 다른 거리로 이격된다. 그리고, 복수의 깊이면 중 적어도 하나는 피사체의 상과 적어도 일부 접하거나 중첩할 수 있다.In step S110 of setting a plurality of different depth planes, a plurality of different depth planes, in which one or more rays gather, are derived based on the light field data. At this time, the plurality of depth planes are spaced apart from the optical
복수의 재초점 영상데이터를 생성하는 단계(S120)에서, 각 깊이면에 모이는 광선들을 역추적하여, 각 깊이면에 대응한 재초점 영상 데이터를 생성한다.In a step of generating a plurality of refocused image data (S120), refocused image data corresponding to each depth surface is generated by tracing the rays gathered on each depth surface.
홀로그램 데이터를 생성하는 단계(S130)에서, 복수의 재초점 영상 데이터를 복수의 깊이면에 따라 배열한 스택을 이용하여, 피사체에 관한 홀로그램 데이터를 생성한다. 이때, 앞서 설명한 수학식 1이 적용될 수 있다.In the step of generating hologram data (S130), hologram data on a subject is generated using a stack in which a plurality of refocused image data are arranged along a plurality of depth planes. At this time, Equation 1 described above can be applied.
이상과 같이, 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치 및 방법은 광 필드 데이터를 이용하여 홀로그램을 생성한다. 이에 따라, 간섭성 광원, 광테이블과 같은 간섭 광학계를 구성하기 위한 특수 환경이 불필요하고, 다수의 카메라를 조작하는 등의 불편하고 어려운 제어가 불필요하므로, 더욱 용이하게 홀로그램을 생성할 수 있다.As described above, the apparatus and method for generating a hologram according to an embodiment of the present invention generate a hologram using optical field data. This eliminates the need for a special environment for constructing the interference optical system such as the coherent light source and the optical table, and it is unnecessary and inconvenient to control a large number of cameras. Therefore, the hologram can be generated more easily.
다음, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치 및 방법에 대해 예시들을 들어 더욱 상세히 설명하기로 한다.Next, referring to Figs. 4 to 6, examples of the apparatus and method for generating a hologram according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 홀로그램 생성 장치가 피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 것을 설명하기 위한 예시이고, 도 5는 도 4의 예시에 있어서, 홀로그램 생성 장치가 피사체에 관한 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 4 및 도 5의 예시에 있어서, 홀로그램 생성 장치가 생성한 홀로그램 데이터이다.FIG. 4 is an illustration for explaining that the hologram producing apparatus according to an embodiment of the present invention generates optical field data relating to a subject, and FIG. 5 is an example of FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining setting of different depths, and FIG. 6 is hologram data generated by the hologram generating device in the example of FIGS.
도 4에 도시한 바와 같이, 광필드 데이터를 생성하는 단계(S100)에서, 광필드 데이터 생성부(110)는 사용자에 의한 제어신호에 응답하여, 피사체(200)에 관한 광필드 데이터를 생성한다.4, in step S100 of generating the optical field data, the optical field
광필드 데이터 생성부(110)에 있어서, 제 1 렌즈부(111)는 광선이 들어오는 방향으로 나란하게 배열된 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. In the optical field
제 2 렌즈부(112)는 광선이 들어오는 방향에 수직한 면에 NxM 매트릭스 배열된 복수의 마이크로 렌즈로 이루어진 마이크로 렌즈 어레이를 포함한다.The
촬상부(113)는 제 2 렌즈부(112)의 마이크로 렌즈 어레이에 평행한 면에 XxY 매트릭스 배열된 복수의 감광소자를 포함한다. The
도 5에 도시한 바와 같이, 깊이면 설정부(121)는 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면(Z1, Z2, Z3)을 설정한다 (S110).As shown in FIG. 5, the
이때, 깊이면 설정부(121)는 광필드 데이터로부터 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 도출한다. 이때 도출된 복수의 깊이면은 광필드 데이터 생성부(110)로부터 서로 다른 거리로 이격된다. 그리고, 복수의 깊이면은 피사체의 상(201)과 접하거나 중첩하여 피사체와 연관되는 적어도 하나의 깊이면을 포함할 수 있다.At this time, the depth-
예를 들어, 복수의 깊이면은 광필드 데이터 생성부(110)로부터 제 1 거리로 이격되는 제 1 깊이면(Z1), 광필드 데이터 생성부(110)로부터 제 1 거리보다 긴 제 2 거리로 이격되는 제 2 깊이면(Z2), 및 광필드 데이터 생성부(110)로부터 제 2 거리보다 긴 제 3 거리로 이격되는 제 3 깊이면(Z3)을 포함할 수 있다.For example, the plurality of depth planes may include a first depth plane Z1 spaced from the optical field
재초점 영상데이터 생성부(122)는 하나의 광필드 데이터에 기초하여, 단계(S110)에서 설정된 복수의 깊이면에 대응한 복수의 재초점 영상데이터를 생성한다 (S120). 여기서, 복수의 재초점 영상데이터는 서로 다른 복수의 깊이면에 대응한다.The refocusing image
다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 영상 배열부(123)는 수학식 1에 기초하여, 복수의 재초점 영상 데이터를 복수의 깊이면에 따라 배열한 스택으로부터, 피사체(200)에 관한 홀로그램 데이터를 생성한다 (S130).6, the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
100: 홀로그램 생성 장치 110: 광필드 데이터 생성부
111: 제 1 렌즈부 112: 제 2 렌즈부
113: 촬상부 120: 홀로그램 생성부
121: 깊이면 설정부 122: 재초점 영상데이터 생성부
123: 영상 배열부 200: 피사체
201: 피사체의 상100: hologram generating device 110: optical field data generating unit
111: first lens unit 112: second lens unit
113: image pickup unit 120: hologram generating unit
121: depth setting unit 122: refocusing image data generating unit
123: image arrangement unit 200: subject
201: Top of the subject
Claims (9)
피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 광필드 데이터 생성부; 및
상기 광필드 데이터 생성부에 의한 하나의 광필드 데이터에 기초하여, 상기 피사체에 관한 홀로그램 데이터를 생성하는 홀로그램 생성부를 포함하되,
상기 홀로그램 생성부는
상기 하나의 광필드데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 깊이면 설정부;
상기 하나의 광필드데이터에 기초하여, 상기 복수의 깊이면에 대응하는 복수의 재초점 영상데이터를 생성하는 재초점 영상데이터 생성부; 및
상기 복수의 재초점 영상 데이터를 상기 복수의 깊이면에 따라 배열한 스택을 이용하여, 상기 홀로그램 데이터를 생성하는 영상 배열부를 포함하는 것인 홀로그램 생성 장치.An apparatus for generating a hologram,
An optical field data generation unit generating optical field data relating to a subject; And
And a hologram generating unit for generating hologram data on the subject based on one optical field data by the optical field data generating unit,
The hologram-
A depth plane setting unit for setting a plurality of different depth planes in which one or more light rays are collected based on the one light field data;
A refocus image data generation unit configured to generate a plurality of refocus image data corresponding to the plurality of depth planes based on the one light field data; And
And an image arranging unit which generates the hologram data by using the stack in which the plurality of refocused image data are arranged along the plurality of depth planes.
상기 광필드 데이터 생성부는,
광선들을 집속시키는 제 1 렌즈부;
마이크로 렌즈 어레이를 포함하여, 상기 제 1 렌즈부를 통과한 광선들을 각각의 방향에 따라 분리하는 제 2 렌즈부; 및
상기 제 1 및 제 2 렌즈부를 통과한 광선들을 캡처하여, 상기 광필드데이터를 생성하는 촬상부를 포함하는 것인 홀로그램 생성 장치.The method of claim 1,
Wherein the optical field data generator comprises:
A first lens unit focusing the rays;
A second lens unit including a microlens array, the second lens unit separating the light rays passing through the first lens unit according to respective directions; And
And an imaging unit that captures light rays that have passed through the first and second lens units and generates the optical field data.
상기 복수의 깊이면은 상기 피사체의 상과 적어도 일부 접하거나 중첩하는 적어도 하나의 깊이면을 포함하는 홀로그램 생성 장치.The method of claim 1,
Wherein the plurality of depth surfaces include at least one depth surface that is at least partially in contact with or overlapped with an image of the subject.
상기 영상 배열부는, 하기 수학식 1에 기초하여 상기 홀로그램 데이터를 생성하는 것이되,
(수학식 1)
상기 수학식 1에서, 상기 H(u,v)는 홀로그램 데이터이고, 상기 k△z는 상기 복수의 깊이면 중 어느 하나이며, 상기 I(x, y; k△z)는 상기 어느 하나의 깊이면(k△z)에 대응하는 재초점 영상데이터이고, 상기 h(x, y; k△z)는 상기 어느 하나의 깊이면(k△z) 만큼의 재초점에 대한 상기 광필드 데이터 생성부의 점상 강도 분포 함수(point spread funtion)이며, 상기 λ는 상기 광선의 파장이고, 상기 f는 초점거리이며, 상기 FT는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 나타내는 것인 홀로그램 생성 장치.The method of claim 1,
The image arrangement unit generates the hologram data based on the following equation (1)
(1)
In Equation 1, H (u, v) is hologram data, kΔz is any one of the plurality of depth planes, and I (x, y; kΔz) is any one of the depths. Refocus image data corresponding to a plane kΔz, wherein h (x, y; kΔz) is the light field data generation unit for the refocus of one of the depth planes kΔz. A point spread funtion, λ is the wavelength of the light beam, f is the focal length, and FT represents a Fourier Transform.
피사체에 관한 광필드 데이터를 생성하는 단계;
상기 광필드 데이터에 기초하여, 하나 이상의 광선이 모이는 복수의 서로 다른 깊이면을 설정하는 단계;
상기 광필드 데이터에 기초하여, 상기 복수의 깊이면에 대응하는 복수의 재초점 영상데이터를 생성하는 단계; 및
상기 복수의 재초점 영상데이터에 기초하여, 홀로그램 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 홀로그램 생성 방법.A method of generating a hologram by a hologram generating device,
Generating optical field data relating to a subject;
Establishing a plurality of different depth planes based on the light field data, wherein the one or more rays gather;
Generating a plurality of refocused image data corresponding to the plurality of depth planes based on the optical field data; And
And generating hologram data based on the plurality of refocused image data.
상기 홀로그램 데이터를 생성하는 단계는,
상기 복수의 재초점 영상 데이터를 상기 복수의 깊이면에 따라 배열한 스택을 이용하여, 상기 홀로그램 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 홀로그램 생성 방법.The method of claim 5, wherein
Wherein the step of generating the hologram data comprises:
And generating the hologram data using a stack in which the plurality of refocused image data are arranged along the plurality of depth planes.
상기 광필드 데이터를 생성하는 단계에서,
상기 광필드 데이터는 광필드 데이터 생성부에 의해 생성되되,
상기 광필드 데이터 생성부는, 광선들을 집속시키는 제 1 렌즈부, 마이크로 렌즈 어레이를 포함하여 상기 제 1 렌즈부를 통과한 광선들을 각각의 방향에 따라 분리하는 제 2 렌즈부, 및 상기 각각의 방향으로 분리된 광선들을 캡처하여 상기 광필드 데이터를 생성하는 촬상부에 의해 생성되는 것인 홀로그램 생성 방법.The method of claim 5, wherein
In the step of generating the optical field data,
Wherein the optical field data is generated by an optical field data generator,
The optical field data generation unit includes a first lens unit for focusing the light beams, a second lens unit including a microlens array and separating the light beams passing through the first lens unit along the respective directions, Wherein the light field data is generated by an imaging unit that captures the light beams and generates the light field data.
상기 복수의 깊이면을 설정하는 단계에서,
상기 복수의 깊이면은 상기 피사체의 상과 적어도 일부 접하거나 중첩하는 적어도 하나의 깊이면을 포함하는 홀로그램 생성 방법.The method of claim 5, wherein
In the step of setting the plurality of depth planes,
Wherein the plurality of depth surfaces include at least one depth surface that is at least partially in contact with or overlapped with an image of the subject.
상기 홀로그램 데이터를 생성하는 단계에서,
상기 홀로그램 데이터는 하기 수학식 1에 기초하여 생성되되,
(수학식 1)
상기 수학식 1에서, 상기 H(u,v)는 홀로그램 데이터이고, 상기 k△z는 상기 복수의 깊이면 중 어느 하나이며, 상기 I(x, y; k△z)는 상기 어느 하나의 깊이면(k△z)에 대응하는 재초점 영상데이터이고, 상기 h(x, y; k△z)는 상기 어느 하나의 깊이면(k△z) 만큼의 재초점에 대한 상기 광필드 데이터 생성부의 점상 강도 분포 함수(point spread funtion)이며, 상기 λ는 상기 광선의 파장이고, 상기 f는 초점거리이며, 상기 FT는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 나타내는 것인 홀로그램 생성 방법.The method of claim 5, wherein
In the step of generating the hologram data,
Wherein the hologram data is generated based on the following equation (1)
(1)
In Equation 1, H (u, v) is hologram data, kΔz is any one of the plurality of depth planes, and I (x, y; kΔz) is any one of the depths. Refocus image data corresponding to a plane kΔz, wherein h (x, y; kΔz) is the light field data generation unit for the refocus of one of the depth planes kΔz. A point spread funtion, wherein λ is the wavelength of the light beam, f is the focal length, and FT represents a Fourier Transform.
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