KR20150011220A - Hologram recording and reproducing apparatus and method using Fourier transformation - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, an apparatus for recording a hologram using Fourier transformation includes a light source unit configured to emit coherent light to form an interference pattern between a reference beam and an object light on a translucent medium; the translucent medium configured to transmit the interference pattern formed by the reference beam and the object light; a Fourier transformation lens configured to Fourier transform the interference pattern transmitted through the translucent medium; and a recording medium configured to record the interference pattern Fourier transformed by the Fourier transformation lens.

Description

푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 재생 장치 및 기록 재생 방법{Hologram recording and reproducing apparatus and method using Fourier transformation}[0001] The present invention relates to a hologram recording and reproducing apparatus and a recording and reproducing method using a Fourier transform,

본 발명은 홀로그램의 기록 재생 장치 및 기록 재생 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 재생 장치 및 기록 재생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus and a recording / reproducing method, and more particularly, to a hologram recording / reproducing apparatus and a recording / reproducing method using a Fourier transform.

홀로그램(HOLOGRAM)이란 그리스어의 전부(Whole)의 뜻을 가지는 'HOLOS'와 전달(Message)을 의미하는 'GRAM'이 결합된 말로써, 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들어지며 입체상을 재현하는 간섭 패턴(Fringe Pattern) 또는 이러한 간섭 패턴이 기록된 매체를 말한다.HOLOGRAM is a combination of 'HOLOS' meaning 'whole' in Greek and 'GRAM' meaning 'message'. It is made by using the principle of holography, (Fringe Pattern) or a medium on which such an interference pattern is recorded.

홀로그래피의 원리는 간섭성(coherent)의 광, 예를 들어 레이저에서 나온 광선을 빔 스플리터에 의해 2개로 나눠서 하나의 광은 직접 기록매체를 비추게 하고 다른 하나의 광은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이다. 이때 직접 기록매체를 비추는 광을 참조광(reference light)이라고 하고, 물체를 비추는 빛을 물체광(object light)이라고 한다. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사돼 나오는 광이기 때문에 물체 표면에 따라 위상차(물체 표면에서부터 기록매체까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다. 이때 변형되지 않은 참조광이 물체광과 간섭을 일으키는데, 홀로그램 기록 장치는 물체광과 참조광의 이러한 간섭 패턴(fringe pattern)을 사진 건판(photoplate)이나 카메라(CCD or CMOS imager)와 같은 기록매체에 기록한다. 또한, 홀로그램 재생 장치는 간섭 패턴(fringe pattern)이 기록된 기록매체에 광을 재조사하여 홀로그램을 재생하는데, 이때 기록 시와 동일한 파장 및 위상을 갖는 참조광이 조사된다.The principle of holography is that coherent light, for example a light beam from a laser, is split into two beams by a beam splitter so that one light directly impinges on the recording medium and the other light shines onto the object we are about to see. will be. At this time, the light directly illuminating the recording medium is referred to as a reference light, and the light illuminating the object is referred to as an object light. Since the object light is the light reflected from each surface of the object, the phase difference (distance from the object surface to the recording medium) varies depending on the surface of the object. At this time, the unmodified reference light interferes with the object light. The hologram recording apparatus records the fringe pattern of the object light and the reference light onto a recording medium such as a photo plate or a camera (CCD or CMOS imager) . Further, the hologram reproducing apparatus reproduces the hologram by re-examining the light onto a recording medium on which an interference pattern (fringe pattern) is recorded. At this time, the reference light having the same wavelength and phase as that at the time of recording is irradiated.

일반적으로 기록매체에 기록된 참조광과 물체광의 간섭 패턴은 해상도가 매우 높고 동적이다. 하지만, 디지털 홀로그램의 기록매체(CCD, CMOS sensor 등)의 경우, 고분해능의 홀로그램을 기록할 수 있을 만큼 높은 해상도를 갖지 못한다.Generally, the interference pattern of the reference light and the object light recorded on the recording medium is very high resolution and dynamic. However, in the case of digital hologram recording media (CCD, CMOS sensor, etc.), it does not have a resolution high enough to record high resolution holograms.

한편, 디지털 홀로그램 재생 장치는 액정 패널의 공간 광변조기(SLM : Spatial Light Modulator)를 사용하여 홀로그램을 재생하는데, 상기 공간 광변조기가 디지털 홀로그램 기록매체(CCD, CMOS sensor 등)에 비해 분해능이 더 낮아, 고해상도의 홀로그램을 재생하는데 큰 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 액정 패널의 화소를 더 작게 하고 고밀도로 만들어야 하지만, 현재의 기술 수준으로는 이러한 액정 패널을 제조하는 데 한계가 있다.On the other hand, a digital hologram reproducing apparatus reproduces a hologram using a spatial light modulator (SLM) of a liquid crystal panel. The spatial light modulator has a lower resolution than a digital hologram recording medium (CCD, CMOS sensor, etc.) , There is a great difficulty in reproducing a high-resolution hologram. In order to solve such a problem, it is necessary to make the pixels of the liquid crystal panel smaller and higher density, but there is a limit in manufacturing such a liquid crystal panel at the current technology level.

또한, 디지털 홀로그램 재생 장치는 고분해능의 홀로그램을 재생하기 위해 고속으로 매우 높은 밴드의 데이터를 처리할 수 있는 시스템이 요구되나, 이러한 시스템을 갖추기 위해서는 제조비용이 급격히 증가하는 문제가 발생한다.In addition, a digital hologram reproducing apparatus requires a system capable of processing data of a very high band at a high speed in order to reproduce a high-resolution hologram. However, in order to equip such a system, a manufacturing cost rises sharply.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 푸리에 변환을 이용하여 고분해능의 홀로그램을 고속으로 기록하고 재생할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for recording and reproducing high-resolution holograms at high speed using Fourier transform.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치는, (1) 간섭성의 광을 방출하여 참조광과 물체광의 간섭 패턴을 반투명 매체에 형성시키는 광원부, (2) 상기 참조광과 물체광에 의해 형성된 간섭 패턴을 투과시키는 반투명 매체, (3) 상기 반투명 매체에서 투과된 간섭 패턴을 푸리에 변환하는 푸리에 변환 렌즈, (4) 상기 푸리에 변환 렌즈에서 푸리에 변환된 간섭 패턴을 기록하는 기록매체를 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, a hologram recording apparatus using Fourier transform according to the present invention includes: (1) a light source section that emits coherent light to form an interference pattern of a reference light and an object light on a translucent medium; (2) (3) a Fourier transform lens for Fourier transforming the interference pattern transmitted by the translucent medium, (4) a recording medium for recording an interference pattern Fourier transformed by the Fourier transform lens, .

또한, 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치는 (1) 상기 푸리에 변환 렌즈에서 푸리에 변환된 간섭 패턴을 확산시키는 확산판, (2) 상기 확산판에서 확산된 푸리에 변환 간섭 패턴을 확대하는 확대 렌즈를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기록매체는 상기 확대 렌즈에서 확대된 푸리에 변환 간섭 패턴을 기록한다.
Further, the hologram recording apparatus using the Fourier transform according to the present invention includes (1) a diffusing plate for diffusing a Fourier transformed interference pattern in the Fourier transform lens, (2) an enlarging unit for enlarging a Fourier transform interference pattern diffused by the diffusing plate, Lens. ≪ / RTI > In this case, the recording medium records the Fourier transform interference pattern magnified by the magnifying lens.

한편, 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치는, (1) 푸리에 변환된 간섭 패턴을 표시하는 표시매체, (2) 상기 표시매체에 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴을 역푸리에 변환하는 역푸리에 변환 렌즈, (3) 상기 역푸리에 변환 렌즈에서 역푸리에 변환된 간섭 패턴이 형성되는 반투명 매체, (4) 상기 반투명 매체에 참조광을 조사하여 홀로그램을 재생하는 광원부를 포함하여 구성된다.On the other hand, the hologram reproducing apparatus using the Fourier transform according to the present invention includes (1) a display medium for displaying a Fourier-transformed interference pattern, (2) an inverse Fourier transform lens for inverse Fourier transforming the Fourier transform interference pattern displayed on the display medium, (3) a translucent medium on which an inverse Fourier transformed interference pattern is formed by the inverse Fourier transform lens, and (4) a light source for irradiating the translucent medium with reference light to reproduce the hologram.

또한, 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치는, (1) 상기 표시매체에 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴을 축소하는 축소 렌즈, (2) 상기 축소 렌즈에서 축소된 푸리에 변환 간섭 패턴을 확산시키는 확산판을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 역푸리에 변환 렌즈는 상기 확산판에서 확산된 푸리에 변환 간섭 패턴을 역푸리에 변환한다.Further, the hologram reproducing apparatus using the Fourier transform according to the present invention includes: (1) a reduction lens for reducing the Fourier transform interference pattern displayed on the display medium; (2) a diffusion for diffusing the Fourier transform interference pattern reduced in the reduction lens; Plate. ≪ / RTI > In this case, the inverse Fourier transform lens performs an inverse Fourier transform on the Fourier transform interference pattern diffused by the diffusing plate.

특히, 상기 표시매체는 디스플레이 장치나 액정 공간 광변조기(Liquid Crystal Spatial Light Modulator)인 것이 바람직하다.In particular, the display medium may be a display device or a liquid crystal spatial light modulator.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 재생 장치 및 기록 재생 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The recording and reproducing apparatus and the recording and reproducing method of the hologram using the Fourier transform according to the present invention configured as described above have the following effects.

(1) 고분해능인 물체광과 참조광의 간섭 패턴을 푸리에 변환하여 기록매체에 기록하므로, 낮은 해상도를 갖는 디지털 홀로그램의 기록매체(CCD, CMOS sensor 등)로도 홀로그램을 기록할 수 있다.(1) Since the interference pattern of the high-resolution object light and the reference light is Fourier-transformed and recorded on the recording medium, the hologram can be recorded on a recording medium (CCD, CMOS sensor, etc.) of a digital hologram having a low resolution.

(2) 푸리에 변환된 간섭 패턴을 재생하므로, 재생에 필요한 처리 데이터가 줄어들어 홀로그램을 고속으로 재생할 수 있으며, 이에 따라 정지한 물체뿐만 아니라 움직이는 물체도 실시간으로 홀로그램을 기록 및 재생할 수 있다.(2) Since the Fourier transformed interference pattern is reproduced, processing data necessary for reproduction is reduced, and the hologram can be reproduced at a high speed. Accordingly, not only a stationary object but also a moving object can record and reproduce a hologram in real time.

(3) 고분해능의 기록매체 및 고속의 데이터 처리 시스템이 필요 없어, 홀로그램 기록 및 재생 장치의 제작비용이 낮아지므로 경제적이다.(3) A high-resolution recording medium and a high-speed data processing system are not required, and the manufacturing cost of the hologram recording and reproducing apparatus is reduced, which is economical.

도 1 및 2는 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3 및 4는 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 재생 장치의 구성을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 and Fig. 2 are diagrams showing the configuration of a recording apparatus of a hologram using Fourier transform according to an embodiment of the present invention. Fig.
3 and 4 are views showing the configuration of a reproducing apparatus for a hologram using Fourier transform according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, . In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
Furthermore, terms used herein are for the purpose of illustrating embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular forms include plural forms as the case may be, unless the context clearly indicates otherwise. &Quot; comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the stated element. Unless defined otherwise, all terms used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치에 대하여 설명하도록 한다.First, a hologram recording apparatus using Fourier transform according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 간섭성(coherent)의 광을 방출하여 참조광(reference light)과 물체광(object light)의 간섭 패턴(fringe pattern)을 반투명 매체(20)에 형성시키는 광원부(10), 상기 참조광(reference light)과 물체광(object light)에 의해 형성된 간섭 패턴(fringe pattern)을 푸리에 변환 렌즈(30)로 투과시키는 반투명 매체(20), 상기 반투명 매체(20)에서 투과된 간섭 패턴(fringe pattern)을 푸리에 변환(Fourier Transformation)하는 푸리에 변환 렌즈(30), 상기 푸리에 변환 렌즈에서 푸리에 변환된 간섭 패턴(fringe pattern)을 기록하는 기록매체(40)를 포함한다.1, a hologram recording apparatus using Fourier transform according to an embodiment of the present invention emits coherent light to generate interference patterns of reference light and object light a fringe pattern formed by a reference light and an object light is transmitted through a Fourier transform lens 30 to form a fringe pattern on a translucent medium 20, A translucent medium 20, a Fourier transform lens 30 for performing a Fourier transform on the fringe pattern transmitted through the translucent medium 20, a fringe pattern converted by the Fourier transform lens, And a recording medium 40 for recording the information.

상기 광원부(10)는 간섭성(coherent)의 광을 발생시키는 구성으로서, 빔 스플리터(beam splitter)를 구비하여 광을 2개로 분리하고, 반사판과 같은 광조절부를 구비하여 참조광(reference light)과 물체광(object light)이 상기 반투명 매체(20)에서 간섭 패턴(fringe pattern)을 형성하도록 광의 방향을 조절한다. 상기 광원부(10)는 LED 등의 광원에서 발생한 일반적인 광원을 칼라 필터(color filter)와 편광판(polarizer)을 거쳐 간섭성의 광으로 변환시켜 방출할 수도 있고, 레이저 빔과 같은 간섭성의 광원을 사용할 수도 있다.The light source unit 10 generates a coherent light. The light source unit 10 includes a beam splitter to divide the light into two light sources. The light source unit 10 includes a light control unit such as a reflection plate, And adjusts the direction of light so that object light forms a fringe pattern in the translucent medium (20). The light source unit 10 may convert a common light source generated from a light source such as an LED into a coherent light through a color filter and a polarizer and emit the coherent light and use a coherent light source such as a laser beam .

상기 반투명 매체(20)에서는 상기 광원부(10)에서 조사된 참조광(reference light)과 물체광(object light)에 의해 간섭 패턴(fringe pattern)이 형성된다. 즉, 상기 반투명 매체(20)는 참조광(reference light)과 물체광(object light)의 간섭 패턴(fringe pattern)의 이미지가 형성되는 매체로 활용된다. 상기 반투명 매체(20)는 형성된 간섭 패턴(fringe pattern)의 일부, 예를 들어 50% 내지 90%를 상기 푸리에 변환 렌즈(30)로 투과시킨다. 구체적으로, 상기 반투명 매체(20)는 반투명층의 판이나 투명 수지에 반투명 소재를 함유한 판으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반투명 매체(20)로 통상의 확산판을 이용할 수도 있다.In the translucent medium 20, a fringe pattern is formed by a reference light and an object light emitted from the light source unit 10. That is, the translucent medium 20 is used as a medium in which an image of a fringe pattern of a reference light and an object light is formed. The translucent medium 20 transmits a part of the formed fringe pattern, for example 50% to 90%, to the Fourier transform lens 30. Specifically, the translucent medium 20 may be formed of a plate of a semi-transparent layer or a plate containing a translucent material in a transparent resin. In addition, a normal diffusion plate may be used as the translucent medium 20.

상기 푸리에 변환 렌즈(30)는 상기 반투명 매체(20)에서 투과된 참조광(reference light)과 물체광(object light)의 간섭 패턴(fringe pattern)을 푸리에 변환(Fourier Transform)시킨다. 이에 따라, 상기 푸리에 변환 렌즈(30)의 초점면(Focal Plane)에는 간섭 패턴(fringe pattern)의 공간주파수가 분포된다.The Fourier transform lens 30 performs a Fourier transform on an interference pattern (fringe pattern) of a reference light and an object light transmitted through the translucent medium 20. Accordingly, a spatial frequency of an interference fringe pattern is distributed to the focal planes of the Fourier transform lens 30.

상기 기록매체(40)는 상기 푸리에 변환 렌즈(30)를 통과하면서 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 기록하는 구성으로서, 상기 푸리에 변환 렌즈(30)의 초점면(focus area)에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 기록매체(40)는 통상적으로 홀로그램을 기록하기 위해 사용되는 매체로 구성되며, 필름·사진 건판(photoplate) 등의 감광판, CCD(Charge Coupled Device), CMOS 이미지센서(Complementary Metal oxide Semiconductor image sensor) 등으로 구성될 수 있다.The recording medium 40 is configured to record a Fourier transformed fringe pattern while passing through the Fourier transform lens 30 and is arranged in a focus area of the Fourier transform lens 30 . The recording medium 40 is typically composed of a medium used for recording a hologram, and may be a photosensitive plate such as a film or photo plate, a Charge Coupled Device (CCD), a Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor And the like.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 홀로그램을 이용하는 홀로그램 기록 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광원부(10), 반투명 매체(20), 푸리에 변환 렌즈(30) 및 기록매체(40) 외에도 확산판(diffuser)(50)과 확대 렌즈(60)를 더 포함할 수 있다.2, the hologram recording apparatus using the hologram according to the embodiment of the present invention can be used in addition to the light source unit 10, the translucent medium 20, the Fourier transform lens 30, and the recording medium 40 And may further include a diffuser 50 and a magnifying lens 60.

상기 확산판(diffuser)(50)은 입사된 광을 확산시키는 다수의 확산입자를 구비한 판으로서, 상기 푸리에 변환 렌즈(30)에서 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 투과시키면서 확산시킨다. 즉, 상기 확산판(diffuser)(50)은 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)의 이미지를 형성하는 매체로 활용된다. 또한, 상기 확산판(diffuser)(50)은 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 분산시켜 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 확산입자의 크기에 따라 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)의 확산각은 변화될 수 있다. 이 경우, 상기 확산판(diffuser)(50)은 상기 푸리에 변환 렌즈(30)의 초점면(focus area)에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 확산판(diffuser)(50)은 PC(polycarbonate), 투명 아크릴(acryl) 계열 수지, PS(polystryrene), 내열PS, PMMA (polymethylmethacrylate), 열가소성 수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어질 수 있다.The diffuser 50 diffuses the Fourier transformed fringe pattern transmitted through the Fourier transform lens 30 with a plurality of diffusing particles for diffusing the incident light, . That is, the diffuser 50 is used as a medium for forming an image of a Fourier transformed fringe pattern. In addition, the diffuser 50 disperses the Fourier transformed fringe pattern to prevent the Fourier transformed fringe pattern from being partially concentrated. The diffusing angle of the Fourier transformed fringe pattern may vary depending on the size of the diffusion particle. In this case, it is preferable that the diffuser 50 is disposed in a focus area of the Fourier transform lens 30. The diffuser 50 may be made of polycarbonate, transparent acryl resin, polystryrene, heat resistant PS, polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET) have.

상기 확대 렌즈(60)는 상기 확산판(diffuser)(50)에서 확산된 푸리에 변환 간섭 패턴(diffused Fourier transformation fringe pattern)을 확대한다. 즉, 확대 렌즈(60)는 상기 확산판(diffuser)(50)으로부터 확산되어 전달된 푸리에 변환 간섭 패턴(diffused Fourier transformation fringe pattern)을 일정각도 범위, 예를 들어 -45°~ +45°로 더 넓게 확대시켜준다.The magnifying lens 60 enlarges a diffused Fourier transformation fringe pattern diffused by the diffuser 50. [ That is, the magnifying lens 60 diffuses the diffused Fourier transformation fringe pattern transmitted from the diffuser 50 to a predetermined angle range, for example, from -45 ° to + 45 °. It enlarges widely.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치가 확산판(diffuser)(50)과 확대 렌즈(60)를 더 포함할 경우, 상기 기록매체(40)는 상기 확대 렌즈(60)에서 확대된 푸리에 변환 간섭 패턴(magnified Fourier transformation fringe pattern)을 기록한다. 이에 따라, 고분해능의 홀로그램을 상대적으로 저분해능의 기록매체(예를 들어 CCD, CMOS sensor 등)에 기록할 수 있게 된다.
When the hologram recording apparatus using the Fourier transform according to the embodiment of the present invention further includes a diffuser 50 and a magnifying lens 60, The magnified Fourier transformation fringe pattern is recorded. This makes it possible to record a high-resolution hologram on a relatively low-resolution recording medium (for example, a CCD, a CMOS sensor, or the like).

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치에 대하여 설명하도록 한다.Next, a hologram reproducing apparatus using Fourier transform according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 표시하는 표시매체(100), 상기 표시매체(100)에 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transformation)하는 역푸리에 변환 렌즈(200), 상기 역푸리에 변환 렌즈에서 역푸리에 변환된 간섭 패턴(inverse Fourier transformed fringe pattern)이 형성되는 반투명 매체(300), 상기 반투명 매체(300)에 참조광(reference light)을 조사하여 홀로그램을 재생하는 광원부(400)를 포함한다.3, the hologram reproducing apparatus using the Fourier transform according to the embodiment of the present invention includes a display medium 100 displaying a Fourier transformed fringe pattern, An inverse Fourier transform lens 200 for performing an inverse Fourier transform (Fourier transform) on a Fourier transformed fringe pattern shown in FIG. 2, and an inverse Fourier transformed fringe pattern in the inverse Fourier transform lens. And a light source 400 for irradiating a reference light to the translucent medium 300 to reproduce the hologram.

상기 표시매체(100)는 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치에 의해 기록매체에 기록된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 표시하는 화상표시장치로서, 디스플레이 장치나 액정 공간 광변조기 (Liquid Crystal Spatial Light Modulator; LC SLM)로 구성되는 것이 바람직하다. 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transform fringe pattern)을 표시하기 위해 필요한 광원은 상기 표시매체(100)의 자체 광원이나 상기 광원부(400)를 통해 제공받으며, 이에 따라 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)은 역푸리에 변환 렌즈(200)로 전달된다.The display medium 100 is an image display apparatus for displaying a Fourier transformed fringe pattern recorded on a recording medium by a hologram recording apparatus using the Fourier transform according to the present invention. The display apparatus 100 includes a display device, a liquid crystal spatial light modulator (Liquid Crystal Spatial Light Modulator) (LC SLM). A light source required to display a Fourier transform fringe pattern is provided through the light source unit 400 or a self light source of the display medium 100, and a Fourier transformed fringe pattern, Is transmitted to the inverse Fourier transform lens 200.

상기 역푸리에 변환 렌즈(200)는 상기 표시매체(20)에서 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transform)시킨다. 이에 따라, 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)은 역푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transform fringe pattern), 즉 참조광(reference light)과 물체광(object light) 간의 간섭 패턴(fringe pattern)으로 변환되어 상기 반투명 매체(300)에 형성된다.The inverse Fourier transform lens 200 performs an inverse Fourier transform on the Fourier transformed fringe pattern displayed on the display medium 20. Accordingly, the Fourier transformed fringe pattern is transformed into a fringe pattern between a reference light and an object light, Is formed in the translucent medium (300).

상기 반투명 매체(300)는 반투명층의 판이나 투명 수지에 반투명 소재를 함유한 판으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 반투명한 매체(300)는 역푸리에 변환된 간섭 패턴(inverse Fourier transformed fringe pattern)의 이미지가 형성되는 매체로 활용된다. 상기 반투명 매체(30)로 통상의 확산판을 이용할 수도 있다.The translucent medium 300 may be formed of a plate of a semi-transparent layer or a plate containing a translucent material in a transparent resin. That is, the semi-transparent medium 300 is utilized as a medium on which an image of an inverse Fourier transformed fringe pattern is formed. The translucent medium 30 may be a conventional diffusion plate.

상기 광원부(400)는 기록매체에 홀로그램을 기록할 때에 사용했던 참조광(reference light)을 발생시킨다. 즉, 상기 광원부(400)는 반사판과 같은 광조절부를 구비하여, 참조광(reference light)이 상기 반투명 매체(300)에 형성된 간섭 패턴(fringe pattern)에 조사되도록 하여 홀로그램을 재생하도록 한다. 또한, 상기 광원부(400)는 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 표시하기 위한 광원으로 사용될 수도 있다. 이 경우, 상기 광원부(400)에서 조사된 참조광(reference light)은 상기 표시매체(100) 및 역푸리에 변환 렌즈(200)를 거쳐 상기 반투명 매체(300)에 간섭 패턴(fringe pattern)을 형성시키는 광원으로 사용됨과 동시에, 상기 반투명 매체(300)에 형성된 간섭 패턴(fringe pattern)을 홀로그램 영상으로 재생하는 광원으로도 사용된다.The light source unit 400 generates a reference light used in recording a hologram on a recording medium. That is, the light source unit 400 includes a light control unit such as a reflection plate, so that a reference light is irradiated on a fringe pattern formed on the translucent medium 300 to reproduce the hologram. Also, the light source unit 400 may be used as a light source for displaying a Fourier transformed fringe pattern. In this case, the reference light emitted from the light source unit 400 is transmitted through the display medium 100 and the inverse Fourier transform lens 200 to form a fringe pattern on the translucent medium 300, And is also used as a light source for reproducing an interference pattern (fringe pattern) formed on the translucent medium 300 as a hologram image.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 표시매체(100), 역푸리에 변환 렌즈(200), 반투명 매체(300) 및 광원부(400) 외에도 축소 렌즈(500)와 확산판(diffuser)(600)을 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치에서 확대 렌즈(60)를 사용하여 확대된 푸리에 변환 간섭 패턴(magnified Fourier transformation fringe pattern)을 기록매체에 기록한 경우, 상기 축소 렌즈(500)와 확산판(diffuser)(600)이 더 구비된다.4, the hologram reproducing apparatus using the Fourier transform according to the embodiment of the present invention includes the display medium 100, the inverse Fourier transform lens 200, the translucent medium 300, and the light source 400 (Not shown) and a diffuser 600. The diffuser 600 differs from the diffuser 600 shown in FIG. That is, in the hologram recording apparatus using the Fourier transform according to the present invention, when an enlarged Fourier transform fringe pattern is recorded on a recording medium by using the magnifying lens 60, A diffuser 600 is further provided.

상기 축소 렌즈(500)는 상기 표시매체(100)에 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 축소한다. 즉, 상기 축소 렌즈(500)는 상기 표시매체(100)에 표시되어 전달된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 일정각도 범위, 예를 들어 -45°~ +45°로 축소시켜준다.The reduction lens 500 reduces a Fourier transformed fringe pattern displayed on the display medium 100. [ That is, the reduction lens 500 reduces the Fourier transformed fringe pattern displayed on the display medium 100 to a predetermined angle range, for example, -45 ° to + 45 °.

상기 확산판(diffuser)(600)은 상기 축소 렌즈(500)에서 축소된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 투과시키면서 확산시킨다. 즉, 상기 확산판(diffuser)(50)은 축소된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)의 이미지를 형성하는 매체로 활용된다. 확산입자의 크기에 따라 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)의 확산각은 변화될 수 있다. 상기 확산판(diffuser)(600)은 PC(polycarbonate), 투명 아크릴(acryl) 계열 수지, PS(polystryrene), 내열PS, PMMA(polymethylmethacrylate), 열가소성 수지인 PET(polyethylene terephthalate) 등으로 이루어질 수 있다. The diffuser 600 transmits and diffuses a reduced Fourier transformed fringe pattern in the reduction lens 500. That is, the diffuser 50 is utilized as a medium for forming an image of a reduced Fourier transformed fringe pattern. The diffusing angle of the Fourier transformed fringe pattern may vary depending on the size of the diffusion particle. The diffuser 600 may be made of polycarbonate, transparent acryl resin, polystryrene, heat resistant PS, polymethylmethacrylate (PMMA), or polyethylene terephthalate (PET), which is a thermoplastic resin.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치가 축소 렌즈(500)와 확산판(diffuser)(600)을 더 포함할 경우, 상기 역푸리에 변환 렌즈(200)는 상기 확산판(600)에서 확산된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transformation)한다. 이에 따라, 고분해능의 홀로그램을 상대적으로 저분해능의 기록매체(예를 들어 CCD, CMOS sensor 등)에 기록 및 재생할 수 있게 된다.
When the hologram reproducing apparatus using the Fourier transform according to the embodiment of the present invention further includes the miniature lens 500 and the diffuser 600, the inverse Fourier transform lens 200 is disposed between the diffuser plate Inverse Fourier transform (Fourier transform) of the Fourier transformed fringe pattern is performed. This makes it possible to record and reproduce a high-resolution hologram on a relatively low-resolution recording medium (for example, a CCD, a CMOS sensor, or the like).

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 방법에 대하여 설명하도록 한다.Next, the hologram recording method using the Fourier transform according to the embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 방법은 참조광(reference light)과 물체광(object light)의 간섭 패턴(fringe pattern)을 반투명 매체에 형성시키는 제1단계(S10), 상기 반투명 매체에 형성된 간섭 패턴(fringe pattern)을 푸리에 변환(Fourier Transformation)하는 제2단계(S20), 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 기록매체에 기록하는 제3단계(S30)를 포함한다.A method of recording a hologram using Fourier transform according to an embodiment of the present invention includes a first step (S10) of forming a fringe pattern of a reference light and an object light on a semi-transparent medium, A second step S20 of performing Fourier transformation on the fringe pattern formed on the medium and a third step S30 of recording a Fourier transformed fringe pattern on the recording medium .

특히, 상기 제3단계(S30)는 푸리에 변환된 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 확대 렌즈로 확대시켜 기록매체에 기록하는 단계일 수 있다.
In particular, the third step S30 may be a step of enlarging a Fourier transformed fringe pattern with an enlarged lens and recording the enlarged Fourier transformed fringe pattern on a recording medium.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 재생 방법에 대하여 설명하도록 한다.Next, a method of reproducing a hologram using the Fourier transform according to the embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 재생 방법은 기록매체에 기록된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 표시하는 제1단계(S100), 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 역푸리에 변환(Inverse Fourier Transformation)하는 제2단계(S200), 역푸리에 변환된 간섭 패턴(Inverse Fourier transformed fringe pattern)을 반투명 매체에 투영시키는 제3단계(S300), 상기 반투명 매체에 참조광을 조사하여 홀로그램을 재생하는 제4단계(S400)를 포함한다.A method of reproducing a hologram using Fourier transform according to an embodiment of the present invention includes a first step (SlOO) of displaying a Fourier transformed fringe pattern recorded on a recording medium, a Fourier transformed fringe (S300) of projecting an inverse Fourier transformed fringe pattern onto a semitransparent medium, a second step of performing inverse Fourier transform (FFT) on the semi- And reproducing the hologram (S400).

특히, 상기 2단계(S200)는 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴(Fourier transformed fringe pattern)을 축소 렌즈로 축소하여 역푸리에 변환(Inverse Fourier transformed fringe pattern)하는 단계를 포함한다.
In particular, the second step S200 includes an inverse Fourier transformed fringe pattern reducing the Fourier transformed fringe pattern to a reduction lens.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be appreciated that one embodiment is possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims.

10, 400 : 광원부 20, 300 : 반투명 매체
30 : 푸리에 변환 렌즈 40 : 기록매체
50, 600 : 확산판 60 : 확대 렌즈
100 : 표시매체 200 : 역푸리에 변환 렌즈
500 : 축소 렌즈10, 400: light source unit 20, 300: translucent medium
30: Fourier transform lens 40: Recording medium
50, 600: diffuser plate 60: magnifying lens
100: display medium 200: inverse Fourier transform lens
500: reduction lens

Claims (9)

간섭성의 광을 방출하여 참조광과 물체광의 간섭 패턴을 반투명 매체에 형성시키는 광원부;
상기 참조광과 물체광에 의해 형성된 간섭 패턴을 투과시키는 반투명 매체;
상기 반투명 매체에서 투과된 간섭 패턴을 푸리에 변환하는 푸리에 변환 렌즈;
상기 푸리에 변환 렌즈에서 푸리에 변환된 간섭 패턴을 기록하는 기록매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치.A light source unit that emits coherent light to form an interference pattern of the reference light and the object light on a translucent medium;
A translucent medium for transmitting the interference pattern formed by the reference light and the object light;
A Fourier transform lens for Fourier transforming the interference pattern transmitted from the translucent medium;
And a recording medium for recording the Fourier-transformed interference pattern in the Fourier transform lens. 제1항에 있어서,
상기 푸리에 변환 렌즈에서 푸리에 변환된 간섭 패턴을 확산시키는 확산판;
상기 확산판에서 확산된 푸리에 변환 간섭 패턴을 확대하는 확대 렌즈를 더 포함하고,
상기 기록매체는 상기 확대 렌즈에서 확대된 푸리에 변환 간섭 패턴을 기록하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 장치.The method according to claim 1,
A diffusion plate for diffusing the Fourier transformed interference pattern in the Fourier transform lens;
Further comprising an enlargement lens for enlarging the Fourier transform interference pattern diffused in the diffuser plate,
Wherein the recording medium records the Fourier transform interference pattern magnified in the magnifying lens. 푸리에 변환된 간섭 패턴을 표시하는 표시매체;
상기 표시매체에 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴을 역푸리에 변환하는 역푸리에 변환 렌즈;
상기 역푸리에 변환 렌즈에서 역푸리에 변환된 간섭 패턴이 형성되는 반투명 매체;
상기 반투명 매체에 참조광을 조사하여 홀로그램을 재생하는 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치.A display medium for displaying a Fourier transformed interference pattern;
An inverse Fourier transform lens for performing an inverse Fourier transform on the Fourier transform interference pattern displayed on the display medium;
A semi-transparent medium on which an inverse Fourier transformed interference pattern is formed by the inverse Fourier transform lens;
And a light source unit for irradiating the translucent medium with reference light to reproduce the hologram. 제3항에 있어서,
상기 표시매체는 디스플레이 장치나 액정 공간 광변조기(Liquid Crystal Spatial Light Modulator)인 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 장치.The method of claim 3,
Wherein the display medium is a display device or a liquid crystal spatial light modulator. 제3항에 있어서,
상기 표시매체에서 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴을 축소하는 축소 렌즈;
상기 축소 렌즈에서 축소된 푸리에 변환 간섭 패턴을 확산시키는 확산판을 더 포함하고,
상기 역푸리에 변환 렌즈는 상기 확산판에서 확산된 푸리에 변환 간섭 패턴을 역푸리에 변환하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 장치.The method of claim 3,
A reduction lens for reducing the Fourier transform interference pattern displayed on the display medium;
Further comprising a diffusion plate for diffusing the reduced Fourier transform interference pattern in the reduction lens,
Wherein the inverse Fourier transform lens performs an inverse Fourier transform on the Fourier transform interference pattern diffused in the diffusing plate. 참조광과 물체광의 간섭 패턴을 반투명 매체에 형성시키는 제1단계;
상기 반투명 매체에 형성된 간섭 패턴을 푸리에 변환하는 제2단계;
푸리에 변환된 간섭 패턴을 기록매체에 기록하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램의 기록 방법.A first step of forming an interference pattern of a reference light and an object light on a translucent medium;
A second step of Fourier-transforming the interference pattern formed on the semi-transparent medium;
And recording the Fourier-transformed interference pattern on a recording medium. The method of recording a hologram using Fourier transform. 제6항에 있어서,
상기 제3단계는 푸리에 변환된 간섭 패턴을 확대시켜 기록매체에 기록하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 기록 방법.The method according to claim 6,
Wherein the third step enlarges the Fourier transformed interference pattern and records the enlarged Fourier transformed interference pattern onto a recording medium. 기록매체에 기록된 푸리에 변환 간섭 패턴을 표시하는 제1단계;
표시된 푸리에 변환 간섭 패턴을 역푸리에 변환하는 제2단계;
역푸리에 변환된 간섭 패턴을 반투명 매체에 투영시키는 제3단계;
상기 반투명 매체에 참조광을 조사하여 홀로그램을 재생하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 방법.A first step of displaying a Fourier transform interference pattern recorded on a recording medium;
A second step of inverse Fourier transforming the Fourier transform interference pattern shown;
A third step of projecting an inverse Fourier transformed interference pattern onto a translucent medium;
And a fourth step of irradiating the translucent medium with reference light to reproduce the hologram. 제8항에 있어서,
상기 2단계는 표시된 푸리에 변환 간섭 패턴을 축소하여 역푸리에 변환하는 것을 특징으로 하는 푸리에 변환을 이용하는 홀로그램 재생 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step (2) reduces the Fourier transform interference pattern and inverse Fourier transforms the Fourier transform interference pattern.
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