KR20220080960A - 전반사로 인해 생기는 간섭패턴에 의한 왜곡 없이 홀로그램을 프린팅하는 방법 - Google Patents

전반사로 인해 생기는 간섭패턴에 의한 왜곡 없이 홀로그램을 프린팅하는 방법 Download PDF

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Abstract

전반사로 인해 생기는 간섭패턴에 의한 왜곡 없이 홀로그램을 프린팅하는 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 홀로그래픽 프린팅 방법은, 홀로그래픽 프린지 패턴을 생성하고, 생성된 홀로그래픽 프린지 패턴을 유리판에 부착된 홀로그램 매질에 기록하되, 유리판의 두께는 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사되는 경우 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께이다. 이에 의해, 물체광/참조광의 원래 간섭패턴 이외의 다른 간섭패턴이 생기지 않도록 하여 노이즈가 감소하게 된다.

Description

전반사로 인해 생기는 간섭패턴에 의한 왜곡 없이 홀로그램을 프린팅하는 방법{Holographic printing method without distortion caused by interference pattern from internal reflection}
본 발명은 홀로그래픽 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그램 매질에 홀로그래픽 프린지 패턴을 호겔 단위로 기록하는 홀로그램 프린팅 기술에 관한 것이다.
기존에 개발되었던 홀로그램 프린터는 방대한 계산량을 바탕으로 홀로그램을 표현할 수 있는 소자에 홀로그램을 기록하는 방법으로 도 1에 도시된 바와 같이 원하는 파면을 재생하기 위한 홀로그램을 계산하고 이를 단위 호겔(hogel)로 나누어 공간광변조기(SLM: Spatial light modulator)를 이용하여 광파를 변조시키고 이를 기록하는 방법이다.
호겔 단위로 구성된 홀로그램의 경우 사용자가 원하는 임의의 광파를 재현하기 위해 컴퓨터 생성 홀로그램(CGH: Computer generated hologram)의 방식을 이용하여 홀로그램을 생성한다.
생성된 홀로그램은 호겔 단위로 홀로그램을 표현할 수 있는 소자인 홀로그래픽 매질(holographic material)에 기록하는데, 이 매질은 본래 두께가 아주 얇은 소자에 해당하지만 이를 고착화시켜 홀로그램 프린팅의 절차를 진행해야 하기 때문에 보통은 유리판 같은 소재에 부착된 제품을 이용한다.
홀로그래픽 매질이 부착된 유리판은 XY 스테이지에 부착하여 한 호겔씩 홀로그램을 인쇄하는데, 이 때 물체광과 참조광이 간섭되어 기록되는 구조인데, 이 때 부착된 유리판 때문에 물체광이나 참조광의 일부가 유리판 내부에서 전반사(Internal reflection)를 일으켜 본래 재현하고자 하는 광파를 재현하기 위한 간섭 패턴이 기록되지 않고 다른 광파가 간섭패턴으로 기록될 수 있다.
물론 유리판 내부에서 일어나는 전반사는 전체 광파의 비율에 비해 한정적이기는 하지만 이 광파가 최종 홀로그램 기록물에 영향을 미쳐 노이즈가 발생하거나 기록이 제대로 되지 못하는 이유가 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 물체광/참조광의 원래 간섭패턴 이외의 다른 간섭패턴이 생기지 않도록 하여 노이즈를 줄이기 위한 방안으로, 홀로그램 매질이 부착된 유리판의 두께를 확장하거나 유리판과 굴절률이 동일한 물질이 담겨진 보관함에 실장하여 홀로그램 기록매체를 구현하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린팅 방법은, 홀로그래픽 프린지 패턴을 생성하는 단계; 생성된 홀로그래픽 프린지 패턴을 유리판에 부착된 홀로그램 매질에 기록하는 단계;를 포함하고, 유리판의 두께는, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께이다.
유리판의 두께는, 유리판의 후면에서 반사되는 참조광이 기록광과 간섭되지 않도록 할 수 있는 정도의 두께일 수 있다.
홀로그램 매질의 기록 영역은, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 물체광과 참조광이 모두 입사되는 영역일 수 있다.
홀로그램 매질의 기록 영역은, 홀로그래픽 프린지 패턴이 호겔 단위로 기록되는 영역일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 홀로그램 기록매체는, 유리판; 및 유리판에 부착되는 홀로그램 매질;을 포함하고, 유리판의 두께는, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린팅 방법은, 홀로그래픽 프린지 패턴을 생성하는 단계; 생성된 홀로그래픽 프린지 패턴을 유리판에 부착된 홀로그램 매질에 기록하는 단계;를 포함하고, 홀로그램 매질이 부착된 유리판은, 보관함의 내부에 위치하며, 보관함의 두께는, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 보관함의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께이다.
보관함의 내부는, 유리판과 동일한 굴절률을 갖는 물질로 채워져 있을 수 있다. 여기서, 물질은 오일일 수 있다.
보관함의 두께는, 보관함의 후면에서 반사되는 참조광이 기록광과 간섭되지 않도록 할 수 있는 정도의 두께일 수 있다.
홀로그램 매질의 기록 영역은, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 물체광과 참조광이 모두 입사되는 영역일 수 있다.
보관함의 두께는, 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사된다면, 홀로그램 매질의 기록 영역을 지나가도록 하는 두께일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 홀로그램 기록매체는, 유리판; 유리판에 부착되는 홀로그램 매질; 및 내부 공간에 유리판을 실장하는 보관함;을 포함하고, 보관함의 두께는, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 보관함의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 홀로그램 매질이 부착된 유리판의 두께를 확장하거나 유리판과 굴절률이 동일한 물질이 담겨진 보관함에 실장하여 홀로그램 기록매체를 구현함으로써, 물체광/참조광의 원래 간섭패턴 이외의 다른 간섭패턴이 생기지 않도록 하여 노이즈가 감소하게 된다.
도 1은 홀로그래픽 프린터의 기록 절차,
도 2는 기존 홀로그래픽 프린터의 기록 방법,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 프린팅 방법의 설명에 제공되는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그램 프린팅 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서는, 전반사로 인해 생기는 간섭패턴에 의한 왜곡 없이 홀로그램을 프린팅하는 방법을 제시한다.
홀로그래픽 프린터의 경우 호겔을 인쇄할 때 홀로그램 매질이 부착된 유리판에 물체광과 참조광의 일부가 전반사되어 원래의 간섭패턴 이외에 다른 광파가 간섭패턴으로 기록되면서 노이즈 및 기록이 제대로 되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 홀로그램 매질이 부착된 유리판의 두께를 확장하거나, 유리판과 굴절률이 맞는 Index matching oil을 활용하면 물체광과 참조광의 유리판 내부 전반사를 방지하여 홀로그램을 기록하는데 왜곡이나 노이즈를 감소시켰다.
도 2는 기존 홀로그래픽 프린터의 기록 방법을 나타낸다. 홀로그램 매질(10)은 유리판(20)에 고착화되어 기록시에 평평하게 기록할 수 있는 토대를 마련하며, 물체광과 참조광이 간섭을 일으켜 간섭패턴을 홀로그램 매질에 기록하게 되는 방식이다.
물체광과 참조광이 간섭을 일으켜 홀로그램 매질(10)에 기록이 되지만, 물체광이나 참조광이 간섭되고 난 이후에 그 일부의 광선이 유리판(20)의 뒷면을 맞고 전반사로 인해 내부로 다시 광파가 반사되어 이 광파가 물체광/참조광과 재간섭을 일으켜서 기존의 간섭패턴의 질을 저하시키는 영향이 있을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램 프린팅 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 프린팅 방법에서 이용하는 홀로그램 기록매체는 홀로그램 매질(10)을 유리판(100)에 부착하여 구성한다는 점에서, 도 2에서 제시하고 있는 홀로그램 기록매체와 동일하다.
하지만, 도 3에서 제시하고 있는 홀로그램 기록매체를 구성하고 있는 홀로그램 매질(10)이 부착되는 유리판(100)의 두께는 도 2에서 제시하고 있는 유리판(20)의 두께 보다 더 두껍다는 점에서 차이가 있다.
구체적으로, 유리판(100)의 두께는 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질(10)로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질(10)의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께이다.
즉, 유리판(100)의 두께는 유리판(100)의 후면에서 반사되는 참조광이 기록광과 간섭되지 않도록 할 수 있는 정도의 두께인 것이다.
이에 의해, 물체광/참조광이 간섭을 일으킨 이후의 잔여 광파가 유리판(100)의 내부를 통과하여 후면에서 전반사가 일어나더라도 원래 간섭되는 위치를 벗어나기 때문에 기존 간섭 패턴에 방해가 되지 않는다.
여기서, 홀로그램 매질(10)의 기록 영역은 공간광변조기(SLM: Spatial light modulator)에서 생성된 홀로그래픽 프린지 패턴이 호겔 단위로 기록되는 영역으로, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 물체광과 참조광이 모두 입사되는 영역이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그램 프린팅 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 홀로그램 프린팅 방법에서 이용하는 홀로그램 기록매체는 홀로그램 매질(10)을 유리판(20)에 부착하여 구성한다는 점에서 도 2에서 제시하고 있는 홀로그램 기록매체와 동일하고, 유리판(20)의 두께도 도 2에서 제시하고 있는 홀로그램 기록매체를 구성하는 유리판(20)의 두께와 동일하다.
하지만, 도 4에서 제시하고 있는 홀로그램 기록매체를 구성하고 있는 홀로그램 매질(10)이 부착된 유리판(20)은 Index matching oil Box(200)의 내부에 위치한다는 점에서 차이가 있다.
Index matching oil Box(200)는 내부 공간에 홀로그램 매질(10)이 부착된 유리판(20)을 실장하는 보관함에 해당한다. Index matching oil Box(200)의 내부 공간은 유리판(10)과 동일한 굴절률(Refractive index)을 갖는 Index matching oil로 채워져 있다.
Index matching oil Box(200)의 내부 공간에 있는 유리판(10)과 Index matching oil은 굴절률 차이가 없기 때문에, 물체광과 참조광은 Index matching oil Box(200)의 내부에서 굴절되지 않는다.
Index matching oil Box(200)의 두께는 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질(10)로 입사되는 참조광이 Index matching oil Box(200)의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질(10)의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께이다.
즉, Index matching oil Box(200)의 두께는 Index matching oil Box(200)의 후면에서 반사되는 참조광이 기록광과 간섭되지 않도록 할 수 있는 정도의 두께인 것이다.
이에 의해, 물체광/참조광이 간섭을 일으킨 이후의 잔여 광파가 유리판(10)을 통과하여 Index matching oil Box(200)의 후면에서 전반사가 일어나더라도 원래 간섭되는 위치를 벗어나기 때문에 기존 간섭 패턴에 방해가 되지 않는다.
여기서도, 홀로그램 매질(10)의 기록 영역은 공간광변조기(SLM)에서 생성된 홀로그래픽 프린지 패턴이 호겔 단위로 기록되는 영역으로, 홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 물체광과 참조광이 모두 입사되는 영역이다.
한편, Index matching oil Box(200)에 채워지는 Index matching oil은 다른 물질로 대체될 수 있다. 유리판(10)과 굴절률만 동일하다면 오일이 아닌 어떠한 물질이어도 무방하다.
지금까지, 전반사로 인해 생기는 간섭패턴에 의한 왜곡 없이 홀로그램을 프린팅하는 방법 및 이를 위한 홀로그램 기록매체에 대해 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하였다.
기존의 홀로그래픽 프린터는 홀로그래픽 스테레오그램 프린터나 홀로그래픽 파면 프린터 모두 홀로그래픽 기록 매질에 홀로그램을 기록하는 방법인데, 기록 매질을 고착화하기 위하여 유리판에 고정된 형태의 홀로그램 기록 매질을 사용하기 때문에 홀로그래픽 매질이 부착된 유리판에 물체광과 참조광의 일부가 전반사되어 원래 의도하고자 했던 간섭패턴 이외에 다른 광파가 간섭패턴으로 기록되어 노이즈가 생길 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에서는, 물체광이나 참조광의 전반사된 일부 광파가 간섭패턴을 생성하여 노이즈가 기록되지 않도록 홀로그램 매질이 부착된 유리판의 두께를 확장하여 물체광/참조광의 원래 간섭패턴 이외의 다른 간섭패턴이 생기지 않도록 하여 노이즈를 감소시켰다.
또한, 이와 유사한 원리를 이용하여 유리판과 굴절률이 맞는 Index matching oil을 활용하여 물체광/참조광의 일부가 전반사되지 않고 투과할 수 있도록 함으로써 반사로 인해 생기는 간섭패턴을 없애는 방법을 제시하였다.
이에 의해, 의도하지 않은 간섭패턴으로 인한 노이즈가 감소된 홀로그램 프린팅 결과물을 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 홀로그래픽 프린팅 방법/장치에 대한 제한은 없다. 홀로그래픽 스테레오그램 프린터, 홀로그래픽 파면 프린터는 물론이고 그 밖의 다른 방식이 적용된 홀로그래픽 프린터에 대해 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 홀로그램 매질
20,100 : 유리판
200 : Index matching oil Box

Claims (12)

  1. 홀로그래픽 프린지 패턴을 생성하는 단계;
    생성된 홀로그래픽 프린지 패턴을 유리판에 부착된 홀로그램 매질에 기록하는 단계;를 포함하고,
    유리판의 두께는,
    홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    유리판의 두께는,
    유리판의 후면에서 반사되는 참조광이 기록광과 간섭되지 않도록 할 수 있는 정도의 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    홀로그램 매질의 기록 영역은,
    홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 물체광과 참조광이 모두 입사되는 영역인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    홀로그램 매질의 기록 영역은,
    홀로그래픽 프린지 패턴이 호겔 단위로 기록되는 영역인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  5. 유리판; 및
    유리판에 부착되는 홀로그램 매질;을 포함하고,
    유리판의 두께는,
    홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록매체.
  6. 홀로그래픽 프린지 패턴을 생성하는 단계;
    생성된 홀로그래픽 프린지 패턴을 유리판에 부착된 홀로그램 매질에 기록하는 단계;를 포함하고,
    홀로그램 매질이 부착된 유리판은,
    보관함의 내부에 위치하며,
    보관함의 두께는,
    홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 보관함의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    보관함의 내부는,
    유리판과 동일한 굴절률을 갖는 물질로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    물질은,
    오일인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    보관함의 두께는,
    보관함의 후면에서 반사되는 참조광이 기록광과 간섭되지 않도록 할 수 있는 정도의 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    홀로그램 매질의 기록 영역은,
    홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 물체광과 참조광이 모두 입사되는 영역인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    보관함의 두께는,
    홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 유리판의 후면에서 반사된다면, 홀로그램 매질의 기록 영역을 지나가도록 하는 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  12. 유리판;
    유리판에 부착되는 홀로그램 매질; 및
    내부 공간에 유리판을 실장하는 보관함;을 포함하고,
    보관함의 두께는,
    홀로그래픽 프린지 패턴을 기록하기 위해 홀로그램 매질로 입사되는 참조광이 보관함의 후면에서 반사되는 경우, 홀로그램 매질의 기록 영역을 벗어난 위치를 지나가도록 하는 두께인 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록매체.
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