KR20150017282A - 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러에 관한 것으로서 홀로그램 영사기에 백미러의 영상을 저장하고 자동차 내부 또는 외부에 홀로그래피의 영사기를 형성하고 홀로그래피의 영사기의 레이저로 영사함으로써 자동차 외부에 백미러의 상이 형성되게 하는 것이다.

Description

홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러{Rear view mirror using a hologram projector}

최근에 홀로(전체)그래피(기록하다) 기술이 각 분야에서 응용되면서부터 홀로그래피라는 말이 널리 알려지게 되었으나, 홀로그래피의 원리는 비교적 오래 전부터 알려져 있었던 것으로, 1948년 D.가보가 전자현미경의 분해능력을 향상시킬 목적으로 생각해낸 영상방법이 홀로그래피 기술이다.

홀로그래피 영상은 앞 뒤 전 후 좌 우 360도 전체에서 모든 영상을 찍기 때문에 영상을 안경을 끼지 않고도 앞뒤 옆면을 모두 볼 수 있다.

레이저에 의해서 홀로그래피 영상을 만드는데 레이저는 어떤 물체에 반사되면 회절이 되어서 다시 나온다. 이 회절이 되어서 나오는 그 영상에 모든 물체의 입체 영상이 담겨 있다. 그것을 화면에 기록해서 원래의 레이저를 비춰 주면 그 녹화되어 있는 입체 영상의 정보가 그대로 실물과 같이 똑같이 비춰 지는 그런 원리이다.

파동이 입자로서는 도저히 갈 수 없는 영역에 휘어져 도달하는 현상이 회절인데

현재의 기술 수준은 스틸(정지) 영상은 액자 수준까지 가능하며 광고. 전시, 홍보등에 이용되고 있다.

해외에서는 홀로그램을 프린트하는 단계까지와 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 홀로그래피 영상을 구현하는 것으로서

홀로그래피 영상은 앞 뒤 전 후 좌 우 360도 전체에서 모든 영상을 찍기 때문에 영상을 안경을 끼지 않고도 앞뒤 옆면을 모두 볼 수 있다.

레이저에 의해서 홀로그래피 영상을 만드는데 레이저는 어떤 물체에 반사되면 회절이 되어서 다시 나온다. 이 회절이 되어서 나오는 그 영상에 모든 물체의 입체 영상이 담겨 있다. 그것을 화면에 기록해서 원래의 레이저를 비춰 주면 그 녹화되어 있는 입체 영상의 정보가 그대로 실물과 같이 똑같이 비춰 지는 그런 원리이다.

파동이 입자로서는 도저히 갈 수 없는 영역에 휘어져 도달하는 현상이 회절인데

현재의 기술 수준은 스틸(정지) 영상은 액자 수준까지 가능하며 광고. 전시, 홍보등에 이용되고 있다.

Beam Splitter에 입사한 Laser는 기준광과 물체광으로 나누어 지고 물체광은 입력된 Data에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 Data의 한 Page 단위로 공간 광변조기( SLM: Spatial Light Modulator)에 의해서 변조되고, 이때 각각의 Page에는 회전 거울( Rotating Mirror) 의 각도를 조금씩 달리하는 기준광이 상응하게 작성된다. 이후 물체광과 기준광은 홀로그램을 기록하기 위한 저장 매체 내부에서 간섭을 일으키고 이때 발생하는 간섭무늬의 강도에 따라서 저장 매체 내부의 운동전하( Mobile Charge)의 광유도 현상이 발생 하고 이러한 과정을 통하여 간섭무늬가 기록된다. 저장 매체에 기록된 Data를 읽어 내기 위해서는 기준광만을 저장 매체에 조사하면 간섭무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되고 이후 읽어진 상을 CCD(Charge Coupled Device) 위에 비추어 원래의 Data로 복원하게 된다. 이때 각각의 기준광은 기록시와 동일하도록 회전 거울에 의해서 각도가 조절되어야 한다. 이와 같이 재생시 기준광은 기록시 사용된 기준광과 반드시 정확히 일치하도록 해야 하므로 회전 거울을 회동시키는 기구의 각도 분해능에는 엄격한 정밀도가 요구된다.

이러한 정밀도는 저장 물질인 Crystal의 두께에 크게 의존하는데 Crystal의 두께가 두꺼워 질수록 더욱 정확한 정밀도가 요구된다. 만약 Crystal의 두께가 1 Centimeter인 경우 재생시 회전 거울에 의한 기준광의 조사 각도가 기록시 기준광의 조사 각도에 비해서 1/1000 도만 편향되어도 재생 Image는 완전히 사라지고 말게 된다. 기록시 Data의 첫Page를 Crystal에 기록한 후, 기준광의 각도를 첫번째 홀로그램의 재생 복원상이 완전히 사라질 때까지 증가시키고 이때 다시 새로운 Data Page를 입력시켜 Crystal에 기록하게 된다. 이러한 과정을 Angle Multiplexing이라고 하며 이 과정의 반복을 통하여 Data를 Crystal 내부에 중첩 기록하게 되는 것이다.

일반적으로 홀로그램(hologram)이란 렌즈를 사용하지 않는 사진 기술인 홀로그래피(holography)에서 두 빛의 간섭 무늬 패턴을 감광 건판상에 기록한 것을 말한다. 따라서 홀로그래피를 볼 때는 코히어런시(coherency) 즉 간섭성이 좋은 빛을 조사(照射)하여 원래의 상을 재생하도록 되어 있으며, 이를 위한 광원으로서는 레이저가 사용된다.

홀로그램은 물체로부터의 투과광이나 산란광의 간섭 무늬를 필름이나 건판 등의 기록재료에 기록한 것으로, 홀로그램에 간섭성이 좋은 빛을 입사시키면 원래 빛의 파면(진폭과 위상)이 재현되므로 3차원 물체의 기록 또는 재현이 가능하게 된다. 또한 기록 장치에의 응용에서는 진폭, 위상 정보의 기록이 가능한 특징을 살려 1㎜ 각으로 1만 비트나 되는 고밀도 기록이 가능한 것으로 알려져 있다.

이와 같이 홀로그램은 홀로그래피에 사용되는 소자로서 물체에서 회전을 받은 광파(신호파)를 그것과 간섭성이 있는 다른 광파(참조파)와 간섭시켜서 생긴 간섭 줄무늬를 감광재료에 기록한다. 1948년 디. 가보(D. Gabor)에 의해 창시된 홀로그램은 콘트라스트가 낮은 투과성 물체를 평행광으로 조명하고, 물체에서 회절을 받지 않고 투과한 균일한 광파를 참조파, 물체에서 회절을 받은 광파를 신호파로서 사용하고, 이 양자의 간섭 줄무늬를 촬영한 사진원판을 양화(陽畵)에 반전해서 사용하였다.

1962년 이. 엔. 리스(E. N. Leith)에 의해 개량된 홀로그램은 물체에서 회절한 신호파에 다른 균일한 참조파를 비스듬히 가해서 양자의 간섭 줄무늬를 촬영한 사진원판이며, 음화(陰畵)를 그대로 사용할 수 있다. 신호파면의 모양에 따라 프레넬 홀로그램 사용할 수 있다. 신호파면의 모양에 따라 프레넬 홀로그램, 프라운호퍼 홀로그램, 푸리에 변환 홀로그램, 준푸리에 변환홀로그램이 있고, 기록된 간섭 줄무늬의 상태에 따라 2차원 홀로그램, 3차원 홀로그램의 구별이 있다. 홀로그램의 작성에는 간섭성이 큰 레이저광이 사용되나, 특별한 고안에 의해 간섭성이 작은 빛, X선, 마이크로파, 전자선, 음파 등에 의해서도 실현될 수 있다.

따라서 이러한 홀로그램을 이용하여 화상 데이타 등을 기억하도록 되어 있는 홀로그래픽 메모리는 2차원의 명암 도트 패턴에 적당한 참조파를 주어서 홀로그램에 기록을 하고, 이 홀로그램을 참조파와 같은 파로 조명함으로써 원래의 도트 패턴이 재생되므로 2차원 광검출기와 전자회로에 의해 처리할 수 있다. 아날로그 정보를 기록하는 화상 파일도 가능하며, 홀로그래픽 메모리는 고밀도 기록을 할 수 있고 기록의 여유도가 큰 이점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 홀로그래피 영상을 구현하는 기술을 이용하여 자동차의 백미러를 홀로 그램 영상으로 자동차 내부에서 자동차 외부로 상이 맺히게 하여 자동차의 외부에 백미러의 설치 없이 비가 와도 백미러에 물이 맺히지 않는 백미러를 구현하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제의 해결 수단은 홀로그램 영사기에 백미러의 영상을 저장하고 자동차 내부에서 레이저로 영사함으로써 자동차 외부에 백미러의 상이 형성되게 하는 것이다.

본 발명의 효과는 자동차의 외부에 백미러를 설치하지 않음으로써 주차시의 불편이 감소되며 비가 올 때에 백미러에 빗물이 맺힘으로써 백미러의 상을 잘 식별하지 못하게 되는 불편을 없앨 수 있다.

도 1은 본 발명의 홀로그램 영사기의 개념도이다.
도 2는 Angle Multiplexing 방법에 의한 저장장치의 일 례를 도시한 것이다.
도 3도 Angle Multiplexing 방법에 의한 저장장치의 일 례를 도시한 것이다.

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면에 도시된 도면을 예로 들어 구체적으로 설명하면 도 1은 본 발명의 홀로그램 영사기의 개념도로서 레이저홀로그램 영사기에 백미러의 영상의 물체광과 참조광을 저장하고 자동차 내부에서 레이저로 참조광을 조사함으로써 자동차 외부에 백미러의 허상이 형성되게 하는 것이다.

도 2는 Angle Multiplexing 방법에 의한 저장장치의 일 례를 도시한 것으로서 광원에서 발생된 광을 분할하는 광분할부와, 분할된 광의 광량분포를 변조시켜 그 광이 일정한 정보를 가지도록 하는 광 변조부와, 광 변조부와 광 분할부로부터 입사되는 광을 임의의 방향으로 굴절시키는 제1, 제2 광주사부와, 제1 및 제2 광 주사부로부터 입사되는 광을 지정한 위치로 입사시키는 제1, 제2 홀로그램 광학소자(Holographic Optical Element) 어레이부와, 제1 및 제2 홀로그램 광학소자에서 입사되는 광의 정보를 기록 및 재생하는 홀로그램 기록 셀 어레이부와, 홀로그램 기록 셀 어레이부에서 재생된 광 정보를 전기적 신호로 변환시키는 광 검지부로 구성되어 있다.

따라서 홀로그램 저장장치에 따르면, O(i,j)의 중심점 P3와 집속점 04를 잇는 선분상에 홀로그램 셀 C(i,j)의 중심인 P(i,j)가 위치되도록 한다. 이때 P(i,j)로 입사되는 제1 정보광(3)은 광 검지기(6)의 중심점 PO를 향하는 방향으로 입사한다. 중첩기록을 위해 광의 방향이 달라지도록 조정되어 제1 참조광(5)고 다른 방향으로 진행하는 제2 참조광(4)을 발생시킨다. 제2 참조광(4)은 제 1 홀로그램 광학소자 어레이(9)의 R(i,j)에 의해 굴절되어 홀로그램 기록 셀C(i,j)의 중심 P(i,j)에 입사되어, 점 PO를 향하는 방향으로 입사되고, 차단 상태로 하여 물체광(10)을 차단한다.

그리고, 제1 광 주사기(11)를 조정하여 제1 광주사기(11)에 입사되는 참조광(13)을 굴절시켜 제1 홀로그램 광학소자 어레이(9)로 입사시키고, 제1 홀로그램 광학소자 어레이(9)는 참조광(13)을 회절시켜 원하는 정보가 기록된 홀로그램 기록셀로 입사되도록 한다.

도 3은 각도 제어부(12)에 의한 빔의 각도 조절과,기록시간제어부(15)에 의해 멀티플렉싱시 발생되는 지워짐 현상을 방지하는 기록시간 조절을 따로 따로 제어하게 된다.

1 : 홀로 그래피 감광 재료
2 : 렌즈
3 : 재생산된 피사체(백미러)
4 : 제2 참조광
5 : 공간 광변조기( SLM: Spatial Light Modulator)
6 : 광 검지기
8 : 전하 결합 소자 CCD(Charge Coupled Device)
9 : 제 1 홀로그램 광학소자 어레이
10 : 물체광
11 : 제1 광 주사기
12 : 각도 제어부의 회전 거울
13 : 참조광
15 : 기록시간 제어부
20 : 제1 광 주사기

Claims (7)

1. 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러에 있어서 홀로그램 영사기에 백미러의 영상을 홀로그램으로 저장하고 자동차 내부 또는 외부에 홀로그래피의 영사기를 형성하고 홀로그래피의 영사기의 레이저로 참조광을 조사함으로써 자동차 외부에 백미러의 허상이 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
2. 제 1항에 있어서 홀로그램 영사기에 저장된 백미러의 영상의 각도를 여러 각도로 다수 저장된 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
3. 제 1항 내지 제 2항에서 백미러의 영상의 각도를 홀로그램 영사기에서 임의로 조정이 가능하게 된 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
4. 제 1항 내지 제 3항에서 홀로그램에 백미러의 각도를 다양하게 저장하여 필요한 각도의 백미러를 영사하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
5. 제 1항 내지 제 4항에서 레이저로 홀로그램을 영사할 때에 백미러의 크기를 다양하게 저장하여 필요한 백미러의 크기를 영사함으로써 백미러의 허상의 크기를 조절할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
6. 제 1항 내지 제 5항에서 홀로그램의 저장은 Angle Multiplexing방식에 의한 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
7. 제 1항 내지 제 6항에 있어서 홀로그램의 재생시 기준광은 기록시와 동일하도록 회전 거울에 의해서 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 영사기를 이용한 자동차의 백미러.
   
   

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