KR20220075475A - 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본발명은 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법에 관한 것으로, 디지털 홀로그램을 제작함에 있어서, 홀로그램을 구성하는 스크린 호겔을 고속으로 균일하게 기록하기 위하여, 진공흡착기를 추가적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본발명은 고속 디지털 스크린용 홀로그램 시스템에 관한 것으로, 레이저광원의 광원부 기록매질을 거치한 고속 XY 이동 스테이지로 구성되며 홀로그램을 기록하는 이동기록부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 두 빔 중에 하나의 빔을 통하여 공간 필터, 렌즈 및 공간광변조기를 포함하는 물체빔부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 하나의 빔을 통하여 공간필터와 렌즈를 통하여 평행빔으로 구성되는 기준빔부;
상기 물체빔부와 기록매질 사이에 위치하며 기록매질을 진공흡착기에 의해 진공흡착하여 일정 간격 유지 및 진동 감쇄 역할을 수행하는 진공흡착부;
상기 공간광변조기, 진동흡착부 및 이동기록부를 제어하는 제어부;로 구성된것을 특징으로 한다.
그러므로 본발명은 디지털 스크린용 홀로그램의 호겔들을 생성할 때, XY 이동 스테이지로부터 발생하는 진동의 영향을 최소화할 목적으로, 진공흡착기를 추가적으로 사용하여 스크린용 호겔들을 안정적으로 제작할 수 있으며, 스테이지 안정화 시간을 축소 또는 제거함으로써 홀로그램 전체에 대한 기록 시간을 크게 줄일 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 본발명은 고속 디지털 스크린용 홀로그램 시스템에 관한 것으로, 레이저광원의 광원부 기록매질을 거치한 고속 XY 이동 스테이지로 구성되며 홀로그램을 기록하는 이동기록부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 두 빔 중에 하나의 빔을 통하여 공간 필터, 렌즈 및 공간광변조기를 포함하는 물체빔부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 하나의 빔을 통하여 공간필터와 렌즈를 통하여 평행빔으로 구성되는 기준빔부;
상기 물체빔부와 기록매질 사이에 위치하며 기록매질을 진공흡착기에 의해 진공흡착하여 일정 간격 유지 및 진동 감쇄 역할을 수행하는 진공흡착부;
상기 공간광변조기, 진동흡착부 및 이동기록부를 제어하는 제어부;로 구성된것을 특징으로 한다.
그러므로 본발명은 디지털 스크린용 홀로그램의 호겔들을 생성할 때, XY 이동 스테이지로부터 발생하는 진동의 영향을 최소화할 목적으로, 진공흡착기를 추가적으로 사용하여 스크린용 호겔들을 안정적으로 제작할 수 있으며, 스테이지 안정화 시간을 축소 또는 제거함으로써 홀로그램 전체에 대한 기록 시간을 크게 줄일 수 있는 현저한 효과가 있다.
Description
본 발명은 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 홀로그램을 제작함에 있어서, 홀로그램을 구성하는 스크린 호겔을 고속으로 균일하게 기록하기 위하여, 진공흡착기를 추가적으로 사용하는 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 반사형 디지털 홀로그램 제작 시스템이다.
레이저 광원은 두 개의 빔으로 분할된다. 물체빔쪽은 공간광변조기를 통하여 디지털 영상을 입력하여 기록매질로 입사한다. 반면에 기준빔은 물체빔의 반대 방향으로 입사되어 기록매질로 입사된다. 따라서 물체빔과 기준빔이 기록매질에 동시에 입사되면 홀로그램의 한 픽셀에 해상하는 호겔(Hogel) 홀로그램이 기록된다. 하나의 호겔이 기록된 후 XY 이동 스테이지를 이동하면서 전체 호겔을 기록한다.
종래의 홀로그래픽 스테레오그램에서 호겔을 기록할 때에는 XY 이동 스테이지가 움직임에 따라 기록매질의 미세한 진동 움직임이 발생한다. 이러한 미세한 진동은 호겔 홀로그램에 대한 올바른 간섭 기록을 방해한다. 따라서 진동이 충분히 감쇄되어 이동 스테이지가 안정화될 때까지 기다려서 호겔 홀로그램을 기록한다. 이러한 안정화 시간으로 인하여 빔노출대기 시간이 길어지게 되어, 고속으로 홀로그램을 제작하기 어렵다는 문제점을 가진다.
그리고 종래특허기술로서 공개특허공보 공개번호 10-2008-0009000호에는 기록 데이터를 담지한 홀로그램을 복제 홀로그램 기록 매체 상에 복제하기 위해 사용되는 복제 마스터를 제조하기 위한 장치이며, 레이저 광원으로부터의 광선을 동축 빔과 마스터-제조용 참조 빔으로 분할하는 빔 스플리터와, 상기 동축 빔에 대해 공간 광변조를 실시하여, 소정의 참조 빔과 기록 데이터에 대응하는 신호 빔이 동축적으로 배열되는 변조된 동축 빔을 발생시키는 공간 광 변조기와, 복제 홀로그램 기록 매체를 복제할 때 발생되는 수차를 미리 보정하면서, 상기 변조된 동축 빔을 복제 마스터의 기록층에 집광하기 위한 집광 수단과, 마스터-제조용 참조 빔과 변조된 동축 빔 사이의 간섭에 의해 홀로그램이 형성되는 기록층의 위치를 이동시키기 위한 홀로그램-형성-위치 이동 수단을 포함하는 복제 마스터 제조 장치가 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-2136552호에는 투과형 홀로그래픽 광학소자의 복제 방법이 공개되어 있다. 그러나 여전히 종래기술들은 진동이 충분히 감쇄되어 이동 스테이지가 안정화될 때까지 기다려서 호겔 홀로그램을 기록한다. 이러한 안정화 시간으로 인하여 빔노출대기 시간이 길어지게 되어, 고속으로 홀로그램을 제작하기 어렵다는 문제점을 가지는 단점이 있었다.
본 발명은 디지털 스크린용 홀로그램을 제작함에 있어서 홀로그램을 구성하는 호겔을 고속으로 균일하게 기록하기 위하여 진공흡착기를 추가적으로 사용하는 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법은 가간섭성이 우수한 레이저광원의 광원부;
기록매질을 거치한 고속 XY 이동 스테이지로 구성되며 홀로그램을 기록하는 이동기록부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 두 빔 중에 하나의 빔을 통하여 공간 필터, 렌즈 및 공간광변조기를 포함하는 물체빔부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 하나의 빔을 통하여 공간필터와 렌즈를 통하여 평행빔으로 구성되는 기준빔부;
상기 물체빔부와 기록매질 사이에 위치하며 기록매질을 진공합착하여 일정 간격 유지 및 진동 감쇄 역할을 수행하는 진공흡착부;
상기 공간광변조기, 진동흡착부 및 이동기록부를 제어하는 제어부;로 구성한다.
본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법 및 시스템은 디지털 스크린용 홀로그램의 호겔들을 생성할 때, XY 이동 스테이지로부터 발생하는 진동의 영향을 최소화할 목적으로, 진공흡착기를 추가적으로 사용하여 스크린용 호겔들을 안정적으로 제작할 수 있으며, 스테이지 안정화 시간을 축소 또는 제거함으로써 홀로그램 전체에 대한 기록 시간을 크게 줄일 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 디지털 홀로그램 제작 시스템
도 2는 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 개념도
도 3은 종래의 진공흡착기의 사용 예시도
도 4는 본 발명에서 진공흡착기와 기록매질 사이의 위치 관계도
도 5는 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 개념도
도 6은 설명한 내용을 기반으로 작성된 광학 설계도
도 7은 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 광학 설계의 예시도
도 8은 스크린용 호겔을 제작하기 위한 공간광변조기에 표시하는 영상의 예시도
도 2는 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 개념도
도 3은 종래의 진공흡착기의 사용 예시도
도 4는 본 발명에서 진공흡착기와 기록매질 사이의 위치 관계도
도 5는 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 개념도
도 6은 설명한 내용을 기반으로 작성된 광학 설계도
도 7은 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 광학 설계의 예시도
도 8은 스크린용 호겔을 제작하기 위한 공간광변조기에 표시하는 영상의 예시도
본 발명은 디지털 스크린용 홀로그램의 호겔들을 생성할 때, XY 이동 스테이지로부터 발생하는 진동의 영향을 최소화할 목적으로, 진공흡착기를 추가적으로 사용하여 스크린 호겔들을 안정적으로 제작할 수 있으며, 스테이지 안정화 시간을 축소 또는 제거함으로써 홀로그램 전체에 대한 기록 시간을 크게 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 대해 구체적으로 기술하면, 도 2는 본 발명 고속 디지털 홀로그램 제작 방법의 개념도이다. 본 발명의 디지털 홀로그램 제작 방법은 가간섭성이 우수한 레이저광원의 광원부 기록매질을 거치한 고속 XY 이동 스테이지로 구성되며 홀로그램을 기록하는 이동기록부; 상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 두 빔 중에 하나의 빔을 통하여 공간 필터, 렌즈 및 공간광변조기를 포함하는 물체빔부; 상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 하나의 빔을 통하여 공간필터와 렌즈를 통하여 평행빔으로 구성되는 기준빔부; 상기 물체빔부와 기록매질 사이에 위치하며 기록매질을 진공흡착하여 일정 간격 유지 및 진동 감쇄 역할을 수행하는 진공흡착부; 상기 공간광변조기, 진동합착부 및 이동기록부를 제어하는 제어부;로 구성된다.
일반적으로 진공흡착기는 기존 반도체 공정에서 웨이퍼 고정을 위한 완전 흡착 시스템으로 사용된다. 도 3에서와 같이 가공소재 고정에 따른 정밀가공에서 진공흡착기는 오염 및 진동 등 문제점을 해소 하여 보다 안전하고 효율적으로 작업공정이 가능하며 표준 표면조도 품질향상이 가능한 시스템이다.
본 발명에서는 진공 펌프 및 진공 척을 이용하여 진동을 감쇄한다. 도 4와 같이 각각의 호겔을 기록할 때에는 XY 이동 스테이지가 움직임에 따른 미세한 진동을 충분히 감쇄하여 호겔 홀로그램을 기록하여 고속 프린팅을 가능하게 한다.
기존 반도체 공정에서의 진공척 사용은 완전 흡착 고정을 위함이지만 본 발명에서는 후면 천공으로 인한 흡입력 유지 및 진공 감쇄로 인한 유리판 슬라이딩이 가능하게 한다. 도 5는 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 개념도이다.
컬러 디지털 홀로그램을 만들기 위해서는 RGB 레이저 광원은 하나의 레이저 빔이 되도록 미러와 빔분할기 등의 광학소자를 통하여 모이도록 한다. 하나의 RGB 광원은 셔터를 통과하고 빔 분할기를 통하여 2개의 빔으로 나누어진다. 2개의 빔은 각각 진공흡착기가 부착된 xy 스테이지 위에 거치된 홀로그램 기록 매질로 빔이 모이도록 구성한다. 이때 기록매질에 모여지는 빔은 하나의 홀로그램 스크린용 호겔을 생성한다.
한편, 셔터의 개폐 및 스테이지를 이동거리를 조절하기 위하여 컴퓨터로 프로그램하여 자동화하여 각각의 호겔들을 이동하면서 기록하도록 한다. 이때 진공흡착기는 상시 동작하며 매질을 안정적으로 고정하도록 하여 스크린용 호겔이 잘 기록되도록 작동한다. 도 6은 본 발명 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법의 광학 구성도이다.
도 5의 개념도를 보다 상세히 도 6에서 광학적 시스템으로 구성하여 설명한다. RGB광원으로 부터 나온 광원은 셔터를 통과하고 빔분할기를 통하여 기준빔과 물체빔으로 나눈다.
기준빔쪽에는 거울 및 공간필터를 이용하여 평행빔을 제작한다. 반면에 물체빔쪽은 공간필터와 공간광변조기(SLM)을 사용하여 구면파 형태의 빔을 제작하다. 이때 SLM에서 스크린용 홀로그램을 만들기 위해서 랜덤패턴 또는 화이트 영상을 표시하는 것이 가능하다. 기준빔과 물체빔은 진공흡착기가 장착된 xy이동 스테이지에 위의 홀로그램 기록매질에서 서로 만나게 된다. 이렇게 만난 두개의 빔은 하나의 호겔 홀로그램을 생성한다. 수많은 호겔들은 xy 이동 스테이지의 이동으로 얻어진다.
도 8은 스크린용 호겔을 제작하기 위한 공간광변조기에 표시하는 영상의 예시를 나타낸다. 공간광변조기에 랜덤패턴을 표시하거나 화이트 영상을 표시하는 예시를 나타낸다. 이때 호겔의 시야각을 조절하기 위해서 영상의 크기에 블랙마스크영상을 추가하여 사용할 수 있다.
1 : 셔터 2 : 진공척
3 : XY 트랜스레이션 스테이지
4 : RGB레이저 5 : 빔분할기
6, 12 : 거울 7, 11 : 공간필터
8, 10 : 렌즈 9 : SLM
13 : 제어부 14 : 이동기록부
15 : 기록매질
3 : XY 트랜스레이션 스테이지
4 : RGB레이저 5 : 빔분할기
6, 12 : 거울 7, 11 : 공간필터
8, 10 : 렌즈 9 : SLM
13 : 제어부 14 : 이동기록부
15 : 기록매질
Claims (3)
- 디지털 홀로그램을 제작함에 있어서, 홀로그램을 구성하는 스크린 호겔을 고속으로 균일하게 기록하기 위하여, 진공흡착기를 추가적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법
- 레이저광원의 광원부 기록매질을 거치한 고속 XY 이동 스테이지로 구성되며 홀로그램을 기록하는 이동기록부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 두 빔 중에 하나의 빔을 통하여 공간 필터, 렌즈 및 공간광변조기를 포함하는 물체빔부;
상기 광원부에서 조사된 빔에서 나누어진 하나의 빔을 통하여 공간필터와 렌즈를 통하여 평행빔으로 구성되는 기준빔부;
상기 물체빔부와 기록매질 사이에 위치하며 기록매질을 진공흡착기에 의해 진공흡착하여 일정 간격 유지 및 진동 감쇄 역할을 수행하는 진공흡착부;
상기 공간광변조기, 진동합착부 및 이동기록부를 제어하는 제어부;로 구성된것을 특징으로 하는 고속 디지털 스크린용 홀로그램 시스템 - 제2항에 있어서, 상기 진공흡착기는 진공 척인 것을 특징으로 하는 고속 디지털 스크린용 홀로그램 시스템
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| KR1020200163567A KR20220075475A (ko) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 고속 디지털 스크린용 홀로그램 제작 방법 및 시스템 |
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