KR102480680B1 - Hologram duplication method and system of 2D scan method - Google Patents
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Abstract
본발명은 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것으로, 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하는 광원부;
입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사되도록, 복수의 쐐기프리즘들과, 상기 쐐기프리즘을 회전시키는 회전스테이지들로 구성된 회전부;
마스터 홀로그램을 내포한 복사체와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체와, 대구경렌즈로 구성된 복제부;로 이루어지는 것이며,
그리고 본발명은 쐐기 프리즘을 이용한 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법에 관한 것으로, 광원부에서 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하고, 회전부에서 입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사시키게 되면 복제부에서 복제하는 것으로,쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점으로 빔 스캐닝할 수 있는 것으로,
본발명은 노출에너지의 균일성을 높이기 위하여, 쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점, 또는 연속적인 곡선경로로 빔 스캐닝할 수 있어서 공간적으로 균일한 에너지노출을 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a two-dimensional scanning method and system for replicating a hologram, comprising: a light source unit generating a parallel beam having a small width to be incident on a rotary drive unit;
a rotation unit composed of a plurality of wedge prisms and a rotation stage for rotating the wedge prism so that the incident beam is radiated to various points in the space of the replica unit;
It consists of a copying body containing a master hologram, a coating body on which a replica hologram is to be formed, and a replicating unit composed of a large-diameter lens.
In addition, the present invention relates to a two-dimensional scanning method hologram replication method using a wedge prism, in which a light source unit generates a parallel beam with a small width to be incident on a rotary drive unit, and the rotation unit irradiates the incident beam to various points in the copy unit space. If it is, it is copied from the replicating unit, and the beam scanning direction for the covered subject can be beam-scanned not only to several points on a straight line but also to several points on a curve by using the rotation of the wedge prism.
In order to increase the uniformity of the exposure energy, the present invention uses the rotation of the wedge prism to scan the beam not only at several points on a straight line but also at several points on a curve, or a continuous curved path. As a result, there is a remarkable effect of performing uniform energy exposure.
Description
본 발명은 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 복사체(마스터 홀로그램 필름)을 피복사체(홀로그램 기록매질)에 복제(또는 복사)함에 있어서, 고정된 위치에 레이저빔을 조사시키거나 기록매질을 이동시키는 복제방식과는 달리, 노출에너지의 균일성을 높이기 위하여, 쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점 뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점, 또는 연속적인 곡선경로로 빔 스캐닝할 수 있는 기술을 제안하는 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for duplicating a hologram using a two-dimensional scan method, and more particularly, in copying (or copying) a copying object (master hologram film) to a covering object (hologram recording medium), a laser beam is projected at a fixed position. Unlike the copying method that irradiates or moves the recording medium, in order to increase the uniformity of exposure energy, the rotation of the wedge prism is used to change the beam scan direction to several points on a straight line as well as several points on a curve, or It relates to a method and system for duplicating a hologram in a two-dimensional scan method, which proposes a technique capable of beam scanning with a continuous curved path.
본발명에서 서술하는 대표적인 용어를 정리하면, 복사체는마스터 홀로그램. 복제할 내용을 가지고 있는 원본 홀로그램이고, 피복사체는 홀로그램 기록매질. 복제할 내용이 옮겨져 갈 대상. 복제과정이 끝나면 복제품이 되는 물체이며, 복제 홀로그램은 복제작업의 결과물. 피복사체에 복사내용이 옮겨진 것. 마스터 홀로그램의 복제품이다.Summarizing the representative terms described in the present invention, the radiator is a master hologram. It is the original hologram that has the contents to be copied, and the object is the hologram recording medium. The object to which the contents to be duplicated will be moved. When the cloning process is over, it is an object that becomes a clone, and the cloning hologram is the result of the duplicating process. Copy content transferred to the covered body. It is a replica of the Master Hologram.
일반적으로 홀로그래피(holography)는 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭현상을 이용하여 입체정보를 기록하고 재생하는 기술을 의미하며, 홀로그램(hologram)은 그 기술로 촬영된 것을 가리킨다.In general, holography refers to a technology of recording and reproducing three-dimensional information by using the interference of light caused by two laser beams meeting each other, and a hologram refers to a photograph taken with the technology.
홀로그래피는 완벽한 3차원 영상을 제공할 수 있으며, 신용카드의 위조방지 및 소프트웨어의 복제방지, 지폐 또는 서류의 위조방지, 광통신, 홀로그램 아트 등 다양한 응용분야에 사용되고 있다.Holography can provide a perfect three-dimensional image and is used in various applications such as anti-counterfeiting of credit cards, anti-counterfeiting of software, anti-counterfeiting of banknotes or documents, optical communication, and hologram art.
근래에는 광학 기능을 갖춘 홀로그램 광학 소자 (HOE; holographic optical elements)의 구현에 많은 관심이 집중되고 있는데, HOE는 높은 회절효율과 협대역 주파수 특성, 그리고 여러가지 광학기능을 하나의 소자로 구현가능하기 때문에 비행기와 자동차의 정보 표시를 위한 HUD(head-up display), 증강현실용 HMD(head mounted display), 2D/3D 디스플레이용 스크린 등에 널리 활용되고 있다.In recent years, much attention has been focused on the implementation of holographic optical elements (HOE) with optical functions. Since HOE can implement high diffraction efficiency, narrowband frequency characteristics, and various optical functions with one element, It is widely used in HUD (head-up display) for displaying information of airplanes and automobiles, HMD (head mounted display) for augmented reality, and 2D/3D display screens.
홀로그래피 기술은 향후 더 광범위한 응용 분야에 적용될 것으로 예상된다.Holographic technology is expected to be applied to a wider range of applications in the future.
이처럼 다양한 응용분야와 응용사례에 대응하기 위해서는 향후에 홀로그램의 대량 생산과 보급이 필요하기 때문에 홀로그램 생산 및 복제 기술이 필수적이다.In order to respond to such diverse application fields and application cases, hologram production and replication technology is essential because mass production and dissemination of holograms are required in the future.
홀로그램 복제란 복사체인 원본 홀로그램, 즉 마스터(master) 홀로그램에 저장되어 있는 간섭정보를 피복사체(복제용 필름)에 옮기는 것을 의미한다.Replicating a hologram means transferring interference information stored in an original hologram, that is, a master hologram, which is a copy, to a coated body (film for duplication).
홀로그램 복제 기술은 복제기술의 특징에 따라 구분될 수 있다.Hologram replication technology can be classified according to the characteristics of the replication technology.
먼저 기계식과 광학식 방법으로 구분될 수 있는데, 기계식 복제기술은 엠보싱 홀로그램이 대표적인 기술로서, 마스터 홀로그램 정보를 가진 복사체(보통 금속판)을 물리적인 힘으로 피복사체(필름류)에 찍어서 피복사체의 표면에 양각 또는 음각 패턴을 새기는 기술을 뜻한다.First, it can be divided into mechanical and optical methods. For mechanical replication technology, embossing hologram is a representative technology. A copying object (usually a metal plate) with master hologram information is printed on a covering object (film) with physical force and embossed on the surface of the covering object. Or, it refers to the technique of carving intaglio patterns.
광학식 복제기술은 복사체(마스터 홀로그램 필름)와 피복사체(포토폴리머 필름같은 감광성 매질)에 간섭성 빛(보통 레이저빔)을 조사함으로써 홀로그램이 복사되는 기술을 말한다.Optical replication technology refers to a technology in which a hologram is copied by irradiating coherent light (usually a laser beam) to a copying body (master hologram film) and a covering body (photosensitive medium such as a photopolymer film).
본 발명에서 제안하는 방식은 광학식 복제에 주안점을 두고 서술한다.The method proposed in the present invention is described with a focus on optical replication.
본 발명에서는 반사형 홀로그램에 주안점을 두어 서술하며, 투과형에도 동일하게 적용될 수 있다.In the present invention, the focus is placed on the reflection type hologram, and the same can be applied to the transmission type.
홀로그램 복제에 쓰이는 마스터 홀로그램은 일반적으로 레이저와 같은 간섭성(coherence)이 높은 빛으로 구성된 기준빔과 물체빔 사이의 간섭패턴 정보를 포토폴리머(photopolymer) 또는 실버할라이드 같은 감광성 홀로그램 기록매질에 기록하여 제작된다.A master hologram used for hologram replication is generally produced by recording interference pattern information between a reference beam composed of light with high coherence such as a laser and an object beam on a photosensitive hologram recording medium such as photopolymer or silver halide. do.
또한 복제는 복사체과 피복사체를 밀착 또는 근접시킨 후에 기준빔을 입사시키면 이루어지는데, 이 때에 광원인 레이저빔을 변형하여 평행빔(collimated beam)이나 평행빔에 가깝게 만든 빛을 입사빔으로 주로 사용한다.In addition, replication is performed by bringing the copying object and the covering object close or close to each other and then entering the reference beam. At this time, a collimated beam or light made close to the collimated beam by transforming the laser beam, which is the light source, is mainly used as the incident beam.
홀로그램 복제 구조는 마스터 홀로그램 생성된 방법에 따라서 크게 투과형과 반사형으로 분류되는데, 그 구조적인 차이를 살펴보면 입사빔 기준으로 복사체와 피복사체의 배치 순서가 반대임을 알 수 있다.The hologram replication structure is largely classified into a transmission type and a reflection type according to the method of generating the master hologram. Looking at the structural difference, it can be seen that the arrangement order of the radiator and the covering object is reversed based on the incident beam.
투과형에서는 그와 반대로 입사빔이 복사체를 먼저 통과한 다음에 피복사체를 만나고, 반면에 반사형에서는 입사빔이 피복사체를 먼저 통과한 다음에 복사체를 만난다.Conversely, in the transmissive type, the incident beam passes through the radiator first before meeting the covered object, whereas in the reflection type, the incident beam passes through the coated object first and then encounters the radiator.
광학식 복제에 사용되는 입사빔의 광원은 높은 간섭성이 요구되기 때문에 레이저가 주로 사용되는데, 레이저 광원의 특징은 일반적으로 공간적인 세기분포가 2차원 등방성 가우시안 분포를 가진다는 것이다.A light source of an incident beam used in optical replication requires high coherence, so a laser is mainly used. A characteristic of a laser light source is that a spatial intensity distribution generally has a two-dimensional isotropic Gaussian distribution.
레이저 광원은 일반적인 렌즈류의 광학소자(예, 볼록·오목 렌즈 또는 거울 등)를 통하여 단순하게 확대·축소될 수 있는데, 이 경우에도 확대·축소된 빔의 최대 진폭이나 폭은 변화되지만 그 세기분포는 여전히 2차원 등방성 가우시안 분포가 유지된다.A laser light source can be simply enlarged or reduced through a general lens-type optical element (eg, convex or concave lens or mirror). Even in this case, the maximum amplitude or width of the expanded or reduced beam is changed, but the intensity distribution still maintains a two-dimensional isotropic Gaussian distribution.
복제에 사용되는 입사빔(또는 기준빔)의 세기(또는 에너지)가 공간적으로 균일할수록 피복제품(복제 홀로그램)의 품질이 높아진다.The more spatially uniform the intensity (or energy) of the incident beam (or reference beam) used for replication, the higher the quality of the coated product (replica hologram).
예를 들면, 레이저 광원을 단순히 확대한 뒤에 빛을 차단하는 공간필터를 통과시켜 에너지 세기가 높은 부분만을 획득하는 것인데, 이 방법은 입사빔의 구현이 쉽고 간단한 것이 장점인 반면에 에너지 손실이 무척 크고 비효율적인 것이 단점이다.For example, after simply enlarging the laser light source, pass through a spatial filter that blocks light to obtain only the high-energy portion. This method has the advantage of being easy and simple to implement the incident beam, but the energy loss is very large. The downside is that it is inefficient.
홀로그램 복제에 관한 선행연구 중에서 2018년에 Makoto Okui는 작은 광학 시스템으로 대형 홀로그램을 복제할 수 있는 스팟 스캐닝(spot scanning) 방법을 제안하였다.Among previous studies on hologram replication, Makoto Okui in 2018 proposed a spot scanning method that can replicate large holograms with a small optical system.
이 기술은 복제영역 일부만을 조사하는 입사빔을 전체 복제영역에 걸쳐서 2차원으로 스캔함으로써 대면적 전체를 복제하는 기술, 다시 말하면 접촉식 소면적 복제기술과 균일한 빔노출이 가능한 2차원 스캐닝 기술을 접목하여 효율적이고 고품질인 복제가 가능함을 보였다.This technology is a technology that copies the entire large area by two-dimensionally scanning an incident beam that irradiates only a part of the copy area over the entire copy area, in other words, a contact type small area copy technology and a two-dimensional scanning technology that enables uniform beam exposure. It was shown that efficient and high-quality cloning is possible by grafting.
쐐기프리즘(Wedge prizm)에 관한 선행연구 중에서 2000년에 장주석 그룹은 디스크 형태의 저장매체에 2개의 쐐기프리즘을 이용하여 회전, 각, 그리고 공간다중화를 복합적으로 구현하는 방법을 제안하였다.Among previous studies on wedge prisms, Jang Ju-seok's group in 2000 proposed a method of complexly realizing rotation, angle, and spatial multiplexing using two wedge prisms in a disk-type storage medium.
이 기술은 2개의 쐐기프리즘의 회전 및 제어를 통하여 기준빔의 입사각을 회전시킬 수 있음을 보였다.This technique showed that the angle of incidence of the reference beam can be rotated through the rotation and control of two wedge prisms.
회전하는 쐐기프리즘의 기본원리는 도 4, 5와 같다.The basic principle of the rotating wedge prism is shown in FIGS. 4 and 5.
광선이 쐐기프리즘을 통과하면 굴절하여 진행하는데, 쐐기프리즘에서 일정거리에 스크린을 놓고 관측하면, 광축에서 반지름 r, 각도 f 의 위치 (r, f)에 광선이 도달한다.When a light ray passes through a wedge prism, it refracts and proceeds. When observed with a screen placed at a certain distance from the wedge prism, the light ray arrives at a position (r, f) of radius r and angle f from the optical axis.
쐐기프리즘을 360도 회전시키면, 스크린에서의 광선의 궤적은 반지름 r인 원이 된다.When the wedge prism is rotated 360 degrees, the trajectory of the ray on the screen becomes a circle of radius r.
2개의 쐐기프리즘을 사용할 경우, 광선이 도달하는 위치는 각 쐐기프리즘에 의한 위치 (r1, f1)와 (r2, f2)의 위상합 또 벡터합으로 결정된다.When two wedge prisms are used, the position where the ray arrives is determined by the phase sum or vector sum of the positions (r1, f1) and (r2, f2) of each wedge prism.
2개의 쐐기프리즘의 각 회전각을 적절히 조합하면, 반지름 r1+r2인 원 안의 원하는 지점으로 광선을 보낼 수 있다.By properly combining the respective rotation angles of the two wedge prisms, a ray can be directed to a desired point within a circle with radius r1+r2.
쐐기프리즘의 수를 더 늘리면, 그에 따라서 광선이 도달할 수 있는 영역의 면적이 늘어나게 된다.If the number of wedge prisms is further increased, the area of the area that the ray can reach increases accordingly.
그리고 종래특허기술의 일례로서, 등록특허공보 등록번호 10-0190739호에는 정보를 광 저장 매체상에 기록하며 그로부터 정보를 재생하기 위한 광학 장치에 있어서, 제 1 광 표면과 상기 제 1 광 표면에 대향하는 제 2 광 표면을 갖고, 그 사이각이 각도a를 이루는 광학 어셈블리와, 상기 제 1 광 표면상에 소정의 각도로 입사하는 시준된 광 빔을 발생하는 광원을 포함하되, 상기 광 빔은 상기 제 1 광 표면을 통해 상기 광학 어셈블리내로 보내진후, 상기 제 2 광 표면상의 제 1 위치에서 상기 광학 어셈블리로부터 방출되어 상기 매체로 보내지고, 상기 매체로부터 반사되어 복귀하는 광 빔은 상기 제 2광 표면으로 입사하여 상기 제 2 광 표면을 통해 그의 상기 제 1 위치에서 상기 광학 어셈블리 내로 보내지며, 상기 제 1 광 표면의 내측면으로 입사하여 그로부터 상기 광 표면의 제 2 위치의 내측면쪽으로 반사된 후, 상기 제 2 위치에서 상기 광학 어셈블리로부터 방출되며, 상기 제 1 광 표면과 상기 제 2 광 표면간의 상기 각도 a는 상기 제 1광 표면의 외측면상으로 입사하는 상기 시준된 광 빔에 대한 왜상 확대율과, 상기 제 1 광 표면의 내측면으로부터 반사된 상기 복귀하는 광 빔의 반사 각도, 즉, 반사된 복귀 광 빔의 각도와 상기 제 2 위치에서 상기 제 2 광 표면의 내측면상으로 입사하는 상기 반사된 복귀 광 빔의 입사각을 실질적으로 부루스터의 각도로 동시에 제어할 수 있도록 사전 결정된 값으로 설정되는 광학 장치가 공개되어 있다.And as an example of prior patent technology, Registered Patent Publication No. 10-0190739 discloses an optical device for recording information on an optical storage medium and reproducing information therefrom, with a first optical surface and a first optical surface opposite to the first optical surface. a light source generating a collimated light beam incident on the first optical surface at an angle; After being directed into the optical assembly through the first optical surface, a light beam emitted from the optical assembly at a first location on the second optical surface and directed to the medium, reflected from the medium and returning, is directed to the second optical surface enters the optical surface and is directed through the second optical surface into the optical assembly at its first location and is incident on and reflected from the inner side of the first optical surface toward the inner side of the second location of the optical surface; emitted from the optical assembly at the second position, wherein the angle a between the first and second optical surfaces is an anamorphic magnification for the collimated light beam incident on an outer surface of the first optical surface; a reflection angle of the returning light beam reflected from the inner surface of the first optical surface, i.e., an angle of the reflected returning light beam incident on the inner surface of the second optical surface at the second position; An optical device is disclosed in which an angle of incidence of a light beam is set to a predetermined value so as to be able to simultaneously control substantially the angle of the blaster.
또한 등록특허공보 등록번호 10-1038206호에는 가변시야 광학계의 동작방법이 공개되어 있다.In addition, in Registered Patent Publication No. 10-1038206, a method for operating a variable field of view optical system is disclosed.
그러나 상기 종래기술들은 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점, 또는 연속적인 곡선경로로 빔 스캐닝할 수 없어서 노출에너지의 균일성이 낮은 단점이 있었다.However, the prior art has a disadvantage in that the uniformity of exposure energy is low because the beam scanning direction for the covered subject cannot be beam scanned not only at several points on a straight line but also at several points on a curve or a continuous curved path.
따라서 본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명에서는 공간적으로 균일한 에너지노출을 수행할 수 있는, 쐐기프리즘의 회전을 이용하는 2차원 빔스캔 방법, 이를 적용하는 홀로그램 복제 방법, 그리고 복제 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and in the present invention, a two-dimensional beam scanning method using rotation of a wedge prism capable of performing spatially uniform energy exposure, a hologram replication method using the same, and It is intended to provide a replication system.
본발명은 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것으로, 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하는 광원부;The present invention relates to a two-dimensional scanning method and system for replicating a hologram, comprising: a light source unit generating a parallel beam having a small width to be incident on a rotary drive unit;
입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사되도록, 복수의 쐐기프리즘들과, 상기 쐐기프리즘을 회전시키는 회전스테이지들로 구성된 회전부;a rotation unit composed of a plurality of wedge prisms and a rotation stage for rotating the wedge prism so that the incident beam is radiated to various points in the space of the replica unit;
마스터 홀로그램을 내포한 복사체와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체와, 대구경렌즈로 구성된 복제부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it consists of a copying body including a master hologram, a coating body on which a replica hologram is to be formed, and a replica unit composed of a large-diameter lens.
그리고 본발명은 쐐기 프리즘을 이용한 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법에 관한 것으로, 광원부에서 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하고, 회전부에서 입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사시키게 되면 복제부에서 복제하는 것으로,쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점으로 빔 스캐닝할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to a two-dimensional scanning method hologram replication method using a wedge prism, in which a light source unit generates a parallel beam with a small width to be incident on a rotary drive unit, and the rotation unit irradiates the incident beam to various points in the copy unit space. If it is replicated in the replicating unit, it is characterized in that the beam scanning direction for the covered subject can be beam-scanned not only to several points on a straight line but also to several points on a curve by using the rotation of the wedge prism.
따라서 본발명은 노출에너지의 균일성을 높이기 위하여, 쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점, 또는 연속적인 곡선경로로 빔 스캐닝할 수 있어서 공간적으로 균일한 에너지노출을 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다.Therefore, in order to increase the uniformity of exposure energy, the present invention can use the rotation of the wedge prism to beam scan the direction of the beam scan for the covered object not only at several points on a straight line but also at several points on a curve, or a continuous curved path. There is a remarkable effect of being able to perform spatially uniform energy exposure.
도 1은 종래의 홀로그램 복제의 기본개념도
도 2는 종래의 스폿 스캐닝 접근방법(spot scanning approach)에 의한 홀로그램 복제개념도
도 3은 종래의 회전,각,그리고 공간 다중화 방법을 결합 사용하는 홀로그래픽 디스크 메모리에서의 면적저장밀도도(장주석 외, Vol. 11, No. 5, pp.371-376, 2000, 한국광학회지)
도 4는 1개 쐐기프리즘 동작의 기본원리도
도 5는 2개의 쐐기프리즘 동작의 기본원리도
도 6은 본발명의 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템 구성도
도 7은 본발명의 쐐기 프리즘을 이용한 2차원 빔스캔방식의 개념도
도 8은 본발명의 쐐기 프리즘이 없는 기본상황도
도 9는 1개의 쐐기 프리즘을 사용한 상황도(0도 회전)
도 10은 1개의 쐐기 프리즘을 사용한 상황도(180도 회전)
도 11은 2개의 쐐기 프리즘을 사용한 상황도(0도 회전)
도 12는 2개의 쐐기 프리즘을 사용한 상황도(2번 180도 회전)
도 13은 2개의 쐐기 프리즘을 사용한 상황도(1, 2번 180도 회전)
도 14는 본발명의 수직, 수평방향으로 4×4지점도
도 15는 본발명의 나선형, 불연속 또는 연속스캔가능도
도 16은 본발명의 원형, 불연속 및 원주 연속 스캔 가능도1 is a basic conceptual diagram of conventional hologram replication
2 is a conceptual diagram of hologram replication by a conventional spot scanning approach;
3 is an areal storage density diagram in a holographic disk memory using a combination of conventional rotational, angular, and spatial multiplexing methods (Juseok Chang et al., Vol. 11, No. 5, pp.371-376, 2000, Journal of the Korean Optical Society) )
Figure 4 is a basic principle diagram of the operation of one wedge prism
Figure 5 is a basic principle diagram of the operation of two wedge prisms
Figure 6 is a two-dimensional scan method hologram replication method and system configuration diagram of the present invention
7 is a conceptual diagram of a two-dimensional beam scan method using a wedge prism of the present invention.
8 is a basic situation diagram without a wedge prism of the present invention
9 is a situation diagram using one wedge prism (0 degree rotation)
10 is a situation diagram using one wedge prism (rotated 180 degrees)
11 is a situation diagram using two wedge prisms (0 degree rotation)
12 is a situation diagram using two wedge prisms (rotated 2 times 180 degrees)
13 is a situation diagram using two wedge prisms (rotated 180
14 is a 4 × 4 point diagram in the vertical and horizontal directions of the present invention
15 is a spiral, discontinuous or continuous scanability of the present invention
16 is the possibility of circular, discontinuous and circumferential continuous scan of the present invention
본발명은 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것으로, 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하는 광원부;The present invention relates to a two-dimensional scanning method and system for replicating a hologram, comprising: a light source unit generating a parallel beam having a small width to be incident on a rotary drive unit;
입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사되도록, 복수의 쐐기프리즘들과, 상기 쐐기프리즘을 회전시키는 회전스테이지들로 구성된 회전부;a rotation unit composed of a plurality of wedge prisms and a rotation stage for rotating the wedge prism so that the incident beam is radiated to various points in the space of the replica unit;
마스터 홀로그램을 내포한 복사체와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체와, 대구경렌즈로 구성된 복제부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it consists of a copying body including a master hologram, a coating body on which a replica hologram is to be formed, and a replica unit composed of a large-diameter lens.
또한 상기 2차원 스캔 유형 중에서 나선형의 경우, 곡선궤도를 따라서 연속적인 스캔이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, among the two-dimensional scan types, in the case of a spiral, continuous scanning is possible along a curved trajectory.
또한, 원형의 경우, 원주궤도를 따라서 연속 스캔이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, in the case of a circular shape, it is characterized in that continuous scanning is possible along a circumferential orbit.
그리고 본발명은 쐐기 프리즘을 이용한 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 방법에 관한 것으로, 광원부에서 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하고, 회전부에서 입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사시키게 되면 복제부에서 복제하는 것으로,쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점으로 빔 스캐닝할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to a two-dimensional scanning method hologram replication method using a wedge prism, in which a light source unit generates a parallel beam with a small width to be incident on a rotary drive unit, and the rotation unit irradiates the incident beam to various points in the copy unit space. If it is replicated in the replicating unit, it is characterized in that the beam scanning direction for the covered subject can be beam-scanned not only to several points on a straight line but also to several points on a curve by using the rotation of the wedge prism.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 구성은 광원부, 회전제어부, 광원부로 구성된다.The configuration of the present invention is composed of a light source unit, a rotation control unit, and a light source unit.
회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하는 광원부, 입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사되도록, 복수의 쐐기프리즘들, 쐐기프리즘을 회전시키는 회전스테이지들, 부속물로 구성된 회전부, 마스터 홀로그램을 내포한 복사체와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체, 대구경렌즈 부속물 등으로 구성된 복제부,로 구성된다.A light source unit that generates a parallel beam with a small width to be incident on the rotary drive unit, a plurality of wedge prisms so that the incident beam is irradiated to various points in the space of the replica unit, a rotation stage that rotates the wedge prism, a rotating unit composed of accessories, and a master hologram It consists of a copying unit including a copying body containing , a coating body on which a replica hologram will be formed, and a large-diameter lens attachment.
본 발명에서 제안하는 쐐기프리즘의 회전을 이용하는 2차원 빔스캔 방법의 개념은 도 7과 같다.The concept of the two-dimensional beam scanning method using the rotation of the wedge prism proposed in the present invention is shown in FIG.
도 8 ~ 13은 광학 시물레이션 프로그램을 이용하여 본 발명에서 제안하는 쐐기프리즘 회전을 이용한 2차원 빔스캔 방식을 모의실험한 결과를 보여준다.8 to 13 show results obtained by simulating the two-dimensional beam scanning method using wedge prism rotation proposed in the present invention using an optical simulation program.
이 결과에서 여러 개의 쐐기프리즘을 이용하여 2차원 빔스캔이 가능함을 확인할 수 있다.From this result, it can be confirmed that two-dimensional beam scanning is possible using several wedge prisms.
3개 이상의 쐐기프리즘을 사용하는 경우, 보다 넓은 영역에 대하여 2차원 빔스캔이 가능하다.In the case of using three or more wedge prisms, two-dimensional beam scanning is possible over a wider area.
다음은 본 발명에서 제안 방식으로 구현이 가능한 2차원 스캔 유형 중에서 대표적인 예를 나타낸다.The following shows representative examples among 2D scan types that can be implemented in the method proposed in the present invention.
나선형의 경우, 곡선궤도를 따라서 연속적인 스캔도 가능하다.In the case of a spiral, continuous scanning along a curved trajectory is also possible.
원형의 경우, 원주궤도를 따라서 연속 스캔도 가능하다.In the case of a circular shape, continuous scanning along a circumferential trajectory is also possible.
다음은 본 발명의 복제시스템에 대한 광학적 구성도이다.The following is an optical configuration diagram of the replication system of the present invention.
본 발명에서 제안하는 쐐기프리즘의 회전을 이용하는 2차원 빔스캔 방법의 개념은 다음과 같다.The concept of the two-dimensional beam scanning method using the rotation of the wedge prism proposed in the present invention is as follows.
다음은 광학 시물레이션 프로그램을 이용하여 본 발명에서 제안하는 쐐기프리즘 회전을 이용한 2차원 빔스캔 방식을 모의실험한 결과를 보여준다.The following shows the result of simulating the two-dimensional beam scan method using wedge prism rotation proposed in the present invention using an optical simulation program.
이 결과에서 여러 개의 쐐기프리즘을 이용하여 2차원 빔스캔이 가능함을 확인할 수 있다.From this result, it can be confirmed that two-dimensional beam scanning is possible using several wedge prisms.
3개 이상의 쐐기프리즘을 사용하는 경우, 보다 넓은 영역에 대하여 2차원 빔스캔이 가능하다.When three or more wedge prisms are used, two-dimensional beam scanning is possible over a wider area.
도 14, 15는 본 발명에서 제안 방식으로 구현이 가능한 2차원 스캔 유형 중에서 대표적인 예를 나타낸다.14 and 15 show representative examples among 2D scan types that can be implemented by the method proposed in the present invention.
나선형의 경우, 곡선궤도를 따라서 연속적인 스캔도 가능하다.In the case of a spiral, continuous scanning along a curved trajectory is also possible.
원형의 경우, 원주궤도를 따라서 연속 스캔도 가능하다.In the case of a circular shape, continuous scanning along a circumferential trajectory is also possible.
도 16은 본 발명의 복제시스템에 대한 광학적 구성도이다.16 is an optical configuration diagram of the replication system of the present invention.
따라서 본발명은 노출에너지의 균일성을 높이기 위하여, 쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점, 또는 연속적인 곡선경로로 빔 스캐닝할 수 있어서 공간적으로 균일한 에너지노출을 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다.Therefore, in order to increase the uniformity of exposure energy, the present invention can use the rotation of the wedge prism to beam scan the direction of the beam scan for the covered object not only at several points on a straight line but also at several points on a curve, or a continuous curved path. There is a remarkable effect of being able to perform spatially uniform energy exposure.
Claims (3)
입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사되도록, 복수의 쐐기프리즘들과, 상기 쐐기프리즘을 회전시키는 회전스테이지들로 구성된 회전구동부;
마스터 홀로그램을 내포한 복사체와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체와, 대구경렌즈로 구성된 복제부;로 이루어지는 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 시스템에 있어서,
상기 광원부에서 회전구동부에 입사할 폭이 작은 평행빔을 생성하고, 회전부에서 입사빔을 복제부 공간상의 여러지점으로 조사시키게 되면 복제부에서 복제하는 것으로,쐐기프리즘의 회전을 이용하여 피복사체에 대한 빔스캔 방향을 직선상의 여러 지점뿐만 아니라 곡선상의 여러 지점으로 빔 스캐닝할 수 있으며,
상기 쐐기프리즘은 3개 이상을 사용하여, 넓은 영역에 대하여 2차원 빔스캔을 하며, 상기 2차원 스캔유형은 나선형 유형으로, 곡선궤도를 따라서 연속적인 스캔을 하는 것을 특징으로 하는 2차원 스캔방식의 홀로그램 복제 시스템a light source unit generating a parallel beam having a small width to be incident on the rotary drive unit;
a rotation drive unit composed of a plurality of wedge prisms and a rotation stage for rotating the wedge prism so that the incident beam is radiated to various points in the space of the replica unit;
In the two-dimensional scan method hologram replication system consisting of a copying body containing a master hologram, a coating body on which a replica hologram is to be formed, and a replicating unit composed of a large-diameter lens,
When the light source unit generates a parallel beam with a small width to be incident on the rotary drive unit, and the rotation unit irradiates the incident beam to various points in the replica unit space, the replica unit replicates the beam, using the rotation of the wedge prism to The beam scan direction can be beam scanned not only to multiple points on a straight line but also to multiple points on a curve.
The wedge prism uses three or more to perform a two-dimensional beam scan over a wide area, and the two-dimensional scan type is a spiral type, which is a two-dimensional scan method characterized in that continuous scans are performed along a curved trajectory. hologram cloning system
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