KR101233350B1 - hologram transcoding apparatus and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그램 기록 과정에서 사용된 참조광의 파장과 기록 매체의 픽셀 간격이 복원 과정에서 사용된 참조광의 파장과 공간광변조기의 픽셀 간격과 상이한 경우에도 원하는 3차원 공간상에 왜곡 없이 복원될 수 있도록 홀로그램을 변환하는 홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 장치는 제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부; 상기 픽셀간격 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 푸리에 변환하는 푸리에 변환부; 상기 푸리에 변환부에 의해 공간주파수 영역으로 변환된 홀로그램을 상기 제1 광원과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장에 의해 리샘플링하는 파장 리샘플링부 및 상기 파장 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 인버스 푸리에 변환함으로써 상기 제2 광원에 의해 복원할 수 있는 홀로그램을 생성하는 역푸리에 변환부를 포함하여 이루어진다.
The present invention can be restored without distortion in the desired three-dimensional space even when the wavelength of the reference light used in the hologram recording process and the pixel spacing of the recording medium differ from the wavelength of the reference light used in the restoration process and the pixel spacing of the spatial light modulator. A holographic transcoding apparatus and method for converting holograms.
According to an aspect of the present invention, there is provided a hologram transcoding apparatus comprising: a pixel interval resampling unit for resampling a digital hologram obtained using a first light source at pixel intervals of a spatial light modulator; A Fourier transform unit for Fourier transforming the hologram resampled by the pixel interval resampling unit; An inverse Fourier transform of the hologram resampled by the wavelength resampling unit and the wavelength resampling unit for resampling the hologram converted into the spatial frequency region by the Fourier transform unit by the wavelength of the second light source having a wavelength different from that of the first light source Thereby including an inverse Fourier transform unit that generates a hologram that can be restored by the second light source.

Description

홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법{hologram transcoding apparatus and the method thereof}Hologram transcoding apparatus and method

본 발명은 홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 디지털 홀로그램 기록 과정에서 사용된 참조광의 파장 및 기록 매체의 픽셀 간격이 복원 과정에서 사용될 참조광의 파장 및 공간광변조기의 픽셀 간격과 상이한 경우에도 3차원 공간상에 왜곡 없이 복원될 수 있도록 홀로그램을 변환하는 홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for hologram transcoding, in particular, even when the wavelength of the reference light used in the digital hologram recording process and the pixel spacing of the recording medium are different from the wavelength of the reference light to be used in the restoration process and the pixel spacing of the spatial light modulator. A holographic transcoding apparatus and method for transforming holograms to be restored without distortion in dimensional space.

잘 알려진 바와 같이 홀로그램은 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들어지며 입체상을 재현하는 간섭 줄무늬(Fringe Pattern) 또는 이러한 간섭 줄무늬가 기록된 매체를 말한다. 홀로그래피의 원리는 코히런트(coherent)한 광선, 예를 들어 레이저에서 나온 광선을 빔 스플리터에 의해 2개로 나눠서 하나의 광선은 직접 기록 매체를 비추게 하고 다른 하나의 광선은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이다. 이때 직접 기록 매체를 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 기록 매체까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다. 이때 변형되지 않은 참조광이 물체광과 간섭을 일으키는데, 이때의 간섭 무늬가 저장된 기록 매체를 홀로그램이라고 한다.As is well known, holograms are created using the principles of holography and refer to a fringe pattern (Fringe Pattern) that reproduces a three-dimensional image or a medium on which such interference fringe is recorded. The principle of holography is to split a coherent beam, for example a beam from a laser, into two by a beam splitter so that one beam directly illuminates the recording medium and the other beam is directed to the object we want to see. will be. In this case, the light directly shining on the recording medium is called a reference light, and the light shining on the object is called an object light. Since the object light is light reflected from each surface of the object, the phase difference (distance from the object surface to the recording medium) appears differently depending on the object surface. At this time, the unmodified reference light interferes with the object light, and the recording medium in which the interference fringe is stored is called a hologram.

다음으로, 이와 같이 홀로그램에 저장된 영상을 복원하려면 광선을 다시 기록 매체에 조사하면 되는데, 복원 시에도 기록 시와 동일한 파장과 위상을 갖는 참조광이 조사되어야 한다.Next, in order to reconstruct the image stored in the hologram, the light ray may be irradiated to the recording medium again, and the reconstructed reference light having the same wavelength and phase as the recording time should be irradiated.

한편, 컴퓨터의 기술의 발전에 따라 홀로그램을 수학적인 방법(numerical method)에 의해 인위적으로 생성하는 것이 가능해졌는데, 이와 같이 컴퓨터에 의해 생성된 홀로그램(Computer Generated Hologram; CGH)은 이후 광학적으로 복원된다. 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device)에 프레넬(Fresnel) 홀로그램을 직접 기록하는데 방법이 개발되었는바, 이 방법은 현재 중간 과정으로 어떠한 사진적인 기록 없이도 홀로그램의 완전한 디지털 기록과 처리를 가능하게 한다. 이와 같은 디지털 샘플링과 수학적인 홀로그램 복원을 디지털 홀로그래피라 한다.Meanwhile, according to the development of computer technology, it is possible to artificially generate a hologram by a numerical method. Thus, a computer generated hologram (CGH) is optically restored. For example, a method has been developed for directly recording Fresnel holograms on a Charge Coupled Device (CCD), which is now an intermediate process that allows full digital recording and processing of holograms without any photographic recording. . Such digital sampling and mathematical hologram reconstruction are called digital holography.

홀로그램을 기록하는데 사용되는 광감성 물질은 물체의 모든 점으로부터 산란된 물체광과 참조광의 중첩에 의해 발생하는 간섭 패턴을 분해(resolve)할 수 있어야 한다. 여기에서 분해능을 갖는 최대 공간주파수(

Figure 112011028943226-pat00001
)는 아래의 수학식 1에서와 같이 물체광과 산란광 사이의 최대 회절각(
Figure 112011028943226-pat00002
)에 의해 결정된다.The photosensitive material used to record the hologram should be able to resolve the interference pattern caused by the superposition of the object light and the reference light scattered from all points of the object. Where the maximum spatial frequency with resolution
Figure 112011028943226-pat00001
Is the maximum diffraction angle between the object light and the scattered light, as shown in Equation 1 below.
Figure 112011028943226-pat00002
Is determined by

Figure 112011028943226-pat00003
Figure 112011028943226-pat00003

CCD의 인접 픽셀 사이의 간격(

Figure 112011028943226-pat00004
)을, 예를 들어 대략 10㎛라 할 때 최대 분해능을 갖는 공간주파수(이하 간단히 '최대 공간주파수'라 한다)는 아래의 수학식 2에 의해 대략 50Lp㎜(Linepair per ㎜) 정도가 된다.Spacing between adjacent pixels on the CCD (
Figure 112011028943226-pat00004
), For example, about 10 μm, the spatial frequency having the maximum resolution (hereinafter, simply referred to as “maximum spatial frequency”) is approximately 50 Lp mm (Linepair per mm) by Equation 2 below.

Figure 112011028943226-pat00005
Figure 112011028943226-pat00005

위의 수학식 1에 따라 참조광과 물체광 사이의 최대 회절각은 아주 작은 각도로 제한되는데, 이 경우에 수학식 1에서의 사인함수는 아래의 수학식 3과 같이 근사될 수 있다.According to Equation 1 above, the maximum diffraction angle between the reference light and the object light is limited to a very small angle. In this case, the sine function in Equation 1 may be approximated as Equation 3 below.

Figure 112011028943226-pat00006
Figure 112011028943226-pat00006

도 1은 홀로그램 기록 및 복원 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 3차원 물체(O)에 대한 홀로그램을 기록(Acquisition)할 때 기록 측에서의 광의 파장을

Figure 112011028943226-pat00007
, 기록 매체인 CCD의 픽셀 간격을
Figure 112011028943226-pat00008
이라 하고, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 홀로그램을 복원(Display)할 때 공간광변조기(Spatial Light Modulation; SLM), 예를 들어 LCD(Liquid Crystal Display)나 LCoS(Liquid Crystal on Silicon)과 같은 공간광변조기에 의해 3차원 공간상에서 디스플레이(복원)될 때의 참조광의 파장을
Figure 112011028943226-pat00009
라 하고, 공간광변조기의 픽셀 간격을
Figure 112011028943226-pat00010
라 할 때 3차원 공간이 왜곡 없이 복원되기 위해서는
Figure 112011028943226-pat00011
가 되어야 한다.1 is a conceptual diagram illustrating a hologram recording and reconstruction process. As shown in Fig. 1A, the wavelength of the light at the recording side is measured when the hologram for the three-dimensional object O is recorded.
Figure 112011028943226-pat00007
The pixel spacing of the CCD
Figure 112011028943226-pat00008
As shown in FIG. 1B, a spatial light modulator (SLM), for example, a liquid crystal display (LCD) or a liquid crystal on silicon (LCoS), is used to recover a hologram. The wavelength of the reference light when displayed (restored) in three-dimensional space by a spatial light modulator such as
Figure 112011028943226-pat00009
And the pixel spacing of the spatial light modulator
Figure 112011028943226-pat00010
In order to restore 3D space without distortion
Figure 112011028943226-pat00011
Should be

도 2는 적외광을 사용하여 3차원 물체로부터 홀로그램을 기록하는 과정을 설명하기 위한 도이고, 도 3은 가시광을 사용하여 도 2에 도시한 홀로그램을 3차원 공간상에 복원하는 과정을 설명하기 위한 도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 적외광을 사용하여 3차원 물체에 대한 홀로그램을 CCD에 기록하는 과정에서는 비록 왜곡이 발생하지 않더라도 이렇게 기록된 홀로그램을 가시광을 사용하여 3차원 공간상에 복원함에 있어서 아무런 보정을 행하지 않는 경우에는 기록 과정과 복원 과정에서 사용된, 물리적인 파라미터가 상이하기 때문에 도 3에 도시한 바와 같이 길이는 늘어나는 반면에 높이는 줄어드는 식으로 왜곡이 발생하게 된다.FIG. 2 is a diagram illustrating a process of recording a hologram from a 3D object using infrared light, and FIG. 3 is a diagram illustrating a process of restoring the hologram shown in FIG. 2 on a 3D space using visible light. It is also. As shown in FIG. 2, in the process of recording the hologram of the three-dimensional object using the infrared light on the CCD, even if no distortion occurs, the hologram recorded in the three-dimensional space using the visible light has no effect. In the case of not performing the correction, since the physical parameters used in the recording process and the restoration process are different, as shown in Fig. 3, the length increases while the height decreases, so that distortion occurs.

즉, 원래의 3차원 물체에 해당하는 모든 정보는 회절각으로부터 오는데, 이러한 회절각 정보를 유지하기 위해서는 공간주파수가 파장에 따라서 수정되어야 한다. 그러나 파장과 픽셀 간격의 차이로 인하여 적외광 홀로그램의 회절각이 가시광의 경우보다 매우 커지게 된다. 따라서 홀로그램의 광학적인 복원 과정에서 3차원 공간의 높이가 위축되는 반면에 그 깊이는 확장됨으로써 복원 영상의 왜곡이 발생하는 문제점이 있었다.That is, all information corresponding to the original three-dimensional object comes from the diffraction angle. In order to maintain the diffraction angle information, the spatial frequency must be modified according to the wavelength. However, due to the difference in wavelength and pixel spacing, the diffraction angle of the infrared hologram becomes much larger than that of visible light. Therefore, in the optical reconstruction of the hologram, the height of the three-dimensional space is shrunk, while the depth thereof is expanded, thereby causing distortion of the reconstructed image.

종적 왜곡(Longitudinal distortion)과 횡적 왜곡(Transverse distortion)은 각각 아래의 수학식 4 및 5에 의해 구해질 수 있다.Longitudinal distortion and transverse distortion can be obtained by Equations 4 and 5, respectively.

Figure 112011028943226-pat00012
Figure 112011028943226-pat00012

Figure 112011028943226-pat00013
Figure 112011028943226-pat00013

위의 수학식 4 및 5에서,

Figure 112011028943226-pat00014
은 홀로그램 기록 과정에서 물체와 기록 매체, 예를 들어 CCD 사이의 거리를 나타내고,
Figure 112011028943226-pat00015
는 홀로그램 복원 과정에서 공간광변조기와 복원 영상 사이의 거리를 나타낸다.
Figure 112011028943226-pat00016
은 기록 과정에서 기록 매체인 CCD에 촬영된 물체의 크기, 즉 높이를 나타내고,
Figure 112011028943226-pat00017
는 복원 과정에서 복원 영상의 크기, 즉 높이를 나타낸다.In Equations 4 and 5 above,
Figure 112011028943226-pat00014
Represents the distance between the object and the recording medium, for example a CCD, during the hologram recording process,
Figure 112011028943226-pat00015
Denotes the distance between the spatial light modulator and the reconstructed image during the hologram restoration process.
Figure 112011028943226-pat00016
Represents the size, i.e., the height of the object photographed on the CCD as the recording medium in the recording process,
Figure 112011028943226-pat00017
Represents the size, that is, the height of the restored image during the restoration process.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 홀로그램 기록 과정에서 사용된 참조광의 파장과 기록 매체의 픽셀 간격이 복원 과정에서 사용된 참조광의 파장과 공간광변조기의 픽셀 간격과 상이한 경우에도 원하는 3차원 공간상에 왜곡 없이 복원될 수 있도록 홀로그램을 변환하는 홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is desirable even if the wavelength of the reference light used in the hologram recording process and the pixel spacing of the recording medium are different from the wavelength of the reference light used in the restoration process and the pixel spacing of the spatial light modulator. An object of the present invention is to provide a hologram transcoding apparatus and method for converting holograms to be restored without distortion in three-dimensional space.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 장치는 제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부; 상기 픽셀간격 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 푸리에 변환하는 푸리에 변환부; 상기 푸리에 변환부에 의해 공간주파수 영역으로 변환된 홀로그램을 상기 제1 광원과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장에 의해 리샘플링하는 파장 리샘플링부 및 상기 파장 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 인버스 푸리에 변환함으로써 상기 제2 광원에 의해 복원할 수 있는 홀로그램을 생성하는 역푸리에 변환부를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hologram transcoding apparatus comprising: a pixel interval resampling unit for resampling a digital hologram obtained using a first light source at pixel intervals of a spatial light modulator; A Fourier transform unit for Fourier transforming the hologram resampled by the pixel interval resampling unit; An inverse Fourier transform of the hologram resampled by the wavelength resampling unit and the wavelength resampling unit for resampling the hologram converted into the spatial frequency region by the Fourier transform unit by the wavelength of the second light source having a wavelength different from that of the first light source Thereby including an inverse Fourier transform unit that generates a hologram that can be restored by the second light source.

본 발명의 제2 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 장치는 제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 푸리에 변환하는 푸리에 변환부; 상기 푸리에 변환부에 의해 공간주파수 영역으로 변환된 홀로그램을 상기 제1 광원과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장에 의해 리샘플링하는 파장 리샘플링부; 상기 파장 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 인버스 푸리에 변환하는 역푸리에 변환부 및 상기 역푸리에 변환부에 의해 변환된 홀로그램을 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부를 포함하여 이루어진다.A holographic transcoding device according to a second aspect of the present invention includes a Fourier transform unit for Fourier transforming a digital hologram obtained using a first light source; A wavelength resampling unit for resampling the hologram converted into the spatial frequency region by the Fourier transform unit by the wavelength of the second light source having a wavelength different from that of the first light source; And an inverse Fourier transform unit for inverse Fourier transforming the hologram resampled by the wavelength resampling unit and a pixel interval resampling unit for resampling the hologram converted by the inverse Fourier transform unit at pixel intervals of the spatial light modulator.

제2 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 장치에서 상기 제2 광원을 사용하여 복원될 홀로그램의 픽셀 간격이 상기 제1 광원을 사용하여 획득된 홀로그램의 픽셀 간격이 보다 작은 것을 특징으로 한다.In the hologram transcoding apparatus according to the second aspect, the pixel spacing of the hologram to be restored using the second light source is smaller than the pixel spacing of the hologram obtained using the first light source.

본 발명의 제3 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 장치는 제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 복원에 사용될 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부 및 상기 픽셀간격 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 상기 제1 광원의 파장(

Figure 112011028943226-pat00018
)과는 다른 파장(
Figure 112011028943226-pat00019
)을 갖는 제2 광원의 파장(
Figure 112011028943226-pat00020
)으로 리샘플링하는 파장 리샘플링부를 포함하여 이루어지되, 상기 파장 리샘플링의 비율은
Figure 112011028943226-pat00021
인 것을 특징으로 한다.The hologram transcoding apparatus according to the third aspect of the present invention is a pixel spacing resampling unit for resampling a digital hologram obtained using a first light source with a pixel spacing of a spatial light modulator to be used for reconstruction, and the resampling by the pixel spacing resampling unit. The hologram is a wavelength of the first light source (
Figure 112011028943226-pat00018
) And a different wavelength (
Figure 112011028943226-pat00019
Wavelength of the second light source with
Figure 112011028943226-pat00020
Including a wavelength resampling unit for resampling, the ratio of the wavelength resampling is
Figure 112011028943226-pat00021
It is characterized by that.

제3 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 장치는 상기

Figure 112011028943226-pat00022
은 1보다 큰 것을 특징으로 한다.The hologram transcoding device according to the third aspect is
Figure 112011028943226-pat00022
Is greater than one.

본 발명의 다른 특징에 따른 홀로그램 트랜스코딩 방법은 제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 상기 제1 광원을 사용하여 수학적으로 복원한 영상의

Figure 112011028943226-pat00023
축 상의 관심 물체 영역을 적절한 간격으로 샘플링하여 복수의 2차원 이산 영상을 생성하는 (a) 단계; 상기 2차원 이산 영상을 상기 디지털 홀로그램 측으로 후방 전파시켜서 상기
Figure 112011028943226-pat00024
축 상의 원하는 레이어에서의 수학적인 복원 영상을 획득하는 (b) 단계 및 상기 각 샘플링 간격에서 상기 후방 전파를 통해 얻어진 복원 영상을 모두 중첩함으로써 관심 물체 영역에서의 3차원 영상을 복원할 수 있는 가시광 홀로그램을 생성하는 (c) 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 2차원 이산 영상은 상기 제1 광원의 파장과 홀로그램의 픽셀 간격을 사용하여 생성되고, 상기 복원 영상은 복원 시 사용될 제2 광원의 파장(≠제1 광원의 파장)과 공간광변조기의 픽셀 간격을 사용하여 생성된다.According to another aspect of the present invention, a hologram transcoding method includes a digital hologram obtained by using a first light source and mathematically reconstructing an image obtained by using the first light source.
Figure 112011028943226-pat00023
(A) sampling a region of interest on the axis at appropriate intervals to generate a plurality of two-dimensional discrete images; Propagating the two-dimensional discrete image backward to the digital hologram
Figure 112011028943226-pat00024
(B) acquiring a mathematically reconstructed image in a desired layer on an axis, and a visible light hologram capable of reconstructing a three-dimensional image in the object region of interest by superimposing all reconstructed images obtained through the back propagation at each sampling interval. And (c) generating an image, wherein the two-dimensional discrete image is generated using the wavelength of the first light source and the pixel spacing of the hologram, and the reconstructed image is a wavelength of the second light source to be used for restoration. The wavelength of the first light source) and the pixel spacing of the spatial light modulator.

본 발명의 홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법에 따르면, 홀로그램 기록 과정에서 사용된 참조광의 파장과 기록 매체의 픽셀 간격이 복원 과정에서 사용된 참조광의 파장과 공간광변조기의 픽셀 간격과 상이한 경우에도 원하는 3차원 공간상에 왜곡 없이 복원하는 것이 가능해진다.According to the hologram transcoding apparatus and method of the present invention, even if the wavelength of the reference light used in the hologram recording process and the pixel spacing of the recording medium are different from the wavelength of the reference light used in the restoration process and the pixel spacing of the spatial light modulator, It is possible to restore without distortion in space.

도 1은 홀로그램 기록 및 복원 과정을 설명하기 위한 개념도.
도 2는 적외광을 사용하여 3차원 물체로부터 홀로그램을 기록하는 과정을 설명하기 위한 도.
도 3은 가시광을 사용하여 도 2에 도시한 홀로그램을 3차원 공간상에 복원하는 과정을 설명하기 위한 도.
도 4는 본 발명의 홀로그램 트랜스코딩 장치의 일 실시예에 따른 블록 구성도.
도 5는 본 발명의 홀로그램 트랜스코딩 장치의 다른 실시예에 따른 블록 구성도.
도 6은 도 5의 실시예에 따라 왜곡이 보정된 가시광 홀로그램을 보인 도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트랜스코딩 변환 방법을 설명하기 위한 도.
1 is a conceptual diagram illustrating a hologram recording and restoration process.
2 is a view for explaining a process of recording a hologram from a three-dimensional object using infrared light.
3 is a view for explaining a process of restoring the hologram shown in FIG. 2 on a three-dimensional space using visible light;
Figure 4 is a block diagram of an embodiment of a holographic transcoding device of the present invention.
Figure 5 is a block diagram according to another embodiment of the hologram transcoding apparatus of the present invention.
6 illustrates a visible light hologram with distortion corrected according to the embodiment of FIG. 5;
7 and 8 are diagrams for explaining a transcoding conversion method according to another embodiment of the present invention.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 홀로그램 트랜스코딩 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the hologram transcoding apparatus and method of the present invention.

아래의 표 1은 기록측과 복원측에서의 각종 물리적인 파라미터와 그들 사이의 관계를 예시적으로 보인 표이다.Table 1 below is an exemplary table showing various physical parameters on the recording side and the restoration side and the relationship between them.

픽셀 간격Pixel spacing 공간주파수Spatial frequency 파장wavelength 회절각Diffraction angle 물체 거리Object distance 물체 크기Object size 기록측Record side

Figure 112011028943226-pat00025
Figure 112011028943226-pat00025
Figure 112011028943226-pat00026
Figure 112011028943226-pat00026
Figure 112011028943226-pat00027
Figure 112011028943226-pat00027
Figure 112011028943226-pat00028
Figure 112011028943226-pat00028
Figure 112011028943226-pat00029
Figure 112011028943226-pat00029
Figure 112011028943226-pat00030
Figure 112011028943226-pat00030
복원측Restoration side
Figure 112011028943226-pat00031
Figure 112011028943226-pat00031
Figure 112011028943226-pat00032
Figure 112011028943226-pat00032
Figure 112011028943226-pat00033
Figure 112011028943226-pat00033
Figure 112011028943226-pat00034
Figure 112011028943226-pat00034
Figure 112011028943226-pat00035
Figure 112011028943226-pat00035
Figure 112011028943226-pat00036
Figure 112011028943226-pat00036

도 4는 본 발명의 홀로그램 트랜스코딩 장치의 일 실시예에 따른 블록 구성도인바, 홀로그램 기록 시에는 적외광을 사용하고 복원 시에는 가시광을 사용하는 경우를 예시하고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 픽셀간격 리샘플부(20)에서는 적외광을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램(10)을 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는데, 이 경우의 확대비(magnification ratio)는

Figure 112011028943226-pat00037
가 된다. 여기에서,
Figure 112011028943226-pat00038
은 기록측, 즉 CCD의 픽셀 간격이고,
Figure 112011028943226-pat00039
는 복원측, 즉 공간광변조기인 LCD나 LCoS의 픽셀 간격인데, 본 실시예에서와 같이,
Figure 112011028943226-pat00040
Figure 112011028943226-pat00041
보다 작은 경우에는 업샘플링이 되는 반면에 큰 경우에는 다운샘플링될 것이다.4 is a block diagram illustrating a hologram transcoding apparatus according to an embodiment of the present invention, which illustrates the use of infrared light for hologram recording and visible light for reconstruction. As shown in FIG. 4, first, the pixel spacing resample unit 20 resamples the digital hologram 10 obtained by using infrared light at the pixel spacing of the spatial light modulator. In this case, a magnification ratio is shown. Is
Figure 112011028943226-pat00037
. From here,
Figure 112011028943226-pat00038
Is the pixel spacing of the recording side, i.e., the CCD,
Figure 112011028943226-pat00039
Is the pixel spacing of the restoration side, i.e. LCD or LCoS, which is a spatial light modulator.
Figure 112011028943226-pat00040
end
Figure 112011028943226-pat00041
Smaller ones will be upsampled while larger ones will be downsampled.

다음으로, 푸리에 변환부(30)에서는 리샘플링된 홀로그램을 푸리에 변환하여 공간주파수 영역으로 변환시킴으로써 회절각에 종속적, 즉 회절각에 해당하는 분산 패턴을 만든다. 다음으로, 파장 리샘플부(40)는 이렇게 공간주파수 영역으로 변환된 홀로그램을 원하는 회절각(

Figure 112011028943226-pat00042
)을 갖는 가시광 홀로그램으로 만들어주기 위해 주파수 영역에서 재차 리샘플링을 수행, 즉
Figure 112011028943226-pat00043
로 리샘플링함으로써 스펙트럼의 분포를 변화시킨다.Next, the Fourier transform unit 30 transforms the resampled hologram into Fourier transform and transforms it into a spatial frequency region, thereby creating a dispersion pattern that is dependent on the diffraction angle, that is, the diffraction angle. Next, the wavelength resample unit 40 obtains the hologram converted into the spatial frequency domain in such a manner that a desired diffraction angle (
Figure 112011028943226-pat00042
Resampling again in the frequency domain to produce a visible light hologram with
Figure 112011028943226-pat00043
By resampling to change the distribution of the spectrum.

마지막으로 역푸리에 변환부(50)에서는 이렇게 리샘플링된 가시광 홀로그램을 인버스 푸리에 변환함으로써 왜곡 없는 복원이 가능한 가시광 홀로그램(60)을 생성하게 한다.Finally, the inverse Fourier transform unit 50 generates the visible light hologram 60 that can be restored without distortion by inverse Fourier transforming the resampled visible light hologram.

여기에서,

Figure 112011028943226-pat00044
Figure 112011028943226-pat00045
보다 큰 경우에는 다운샘플링이 되어 정보가 손실되기 때문에 문제가 발생하지만
Figure 112011028943226-pat00046
Figure 112011028943226-pat00047
보다 작은 경우에는 업샘플링이 되어 정보의 손실이 없기 때문에 푸리에 변환부와 파장 리샘플부를 전단에 두어 적외광 홀로그램을 공간주파수 영역으로 변환시킨 상태에서 파장 리샘플링을 수행하고, 파장 리샘플부의 후단에 역푸리에 변환부와 픽셀간격 리샘플부를 두어 인버스 푸리에 변환과 픽셀간격 리샘플링을 순차적으로 수행해도 왜곡 없는 3차원 영상을 복원할 수 있다.From here,
Figure 112011028943226-pat00044
end
Figure 112011028943226-pat00045
If it is larger, the problem occurs because it is downsampled and information is lost.
Figure 112011028943226-pat00046
end
Figure 112011028943226-pat00047
If smaller, upsampling results in no loss of information, so the Fourier transform section and the wavelength resample section are placed at the front end to perform wavelength resampling while converting the infrared hologram into the spatial frequency domain. The inverse Fourier transform and the pixel interval resampling may be sequentially provided by the Fourier transform unit and the pixel spacing resampler to restore a 3D image without distortion.

도 5는 본 발명의 홀로그램 트랜스코딩 장치의 다른 실시예에 따른 블록 구성도로서, 도 4에서 푸리에 변환부와 역푸리에 변환부를 생략함으로써 연산량을 대폭적으로 경감시킬 수 있는 구성을 예시하고 있다. 도 6은 도 5의 실시예에 따라 왜곡이 보정된 가시광 홀로그램을 보인 도이다. 먼저 도 5에 도시한 바와 같은 본 실시예에 따르면, 먼저 픽셀간격 리샘플부(20)에서는 적외광을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램(10)을 리샘플링하는데, 이 경우의 확대비(magnification ratio)는 도 4의 경우와 마찬가지로

Figure 112011028943226-pat00048
가 된다. 여기에서,
Figure 112011028943226-pat00049
은 기록측, 즉 CCD의 픽셀 간격이고,
Figure 112011028943226-pat00050
는 복원측, 즉 공간광변조기인 LCD나 LCoS의 픽셀 간격인데, 본 실시예에서와 같이,
Figure 112011028943226-pat00051
Figure 112011028943226-pat00052
보다 작은 경우에는 업샘플링이 되는 반면에 큰 경우에는 다운샘플링될 것이다.FIG. 5 is a block diagram according to another embodiment of the hologram transcoding apparatus of the present invention, which exemplarily reduces the amount of computation by omitting the Fourier transform unit and the inverse Fourier transform unit in FIG. 4. FIG. 6 illustrates a visible light hologram in which distortion is corrected according to the exemplary embodiment of FIG. 5. First, according to the present embodiment as shown in FIG. 5, first, the pixel interval resample unit 20 resamples the digital hologram 10 obtained by using infrared light. In this case, the magnification ratio is As in the case of Figure 4
Figure 112011028943226-pat00048
. From here,
Figure 112011028943226-pat00049
Is the pixel spacing of the recording side, i.e., the CCD,
Figure 112011028943226-pat00050
Is the pixel spacing of the restoration side, i.e., LCD or LCoS, which is a spatial light modulator, as in this embodiment,
Figure 112011028943226-pat00051
end
Figure 112011028943226-pat00052
Smaller ones will be upsampled while larger ones will be downsampled.

다음으로, 본 실시예에서는 푸리에 변환을 행함이 없이 바로 파장 리샘플부(40)에서 파장에 대한 리샘플링을 수행하는데, 도 4의 경우와는 달리

Figure 112011028943226-pat00053
의 비율로서 리샘플링하여 최종적으로 원하는 가시광 홀로그램(60′)을 생성한다.Next, in this embodiment, the wavelength resample unit 40 immediately resamples the wavelength without performing Fourier transform. Unlike the case of FIG.
Figure 112011028943226-pat00053
Resampling as a ratio yields the desired visible light hologram 60 '.

본 실시예에 따르면,

Figure 112011028943226-pat00054
에 대한 공간주파수
Figure 112011028943226-pat00055
Figure 112011028943226-pat00056
에 대한 공간주파수
Figure 112011028943226-pat00057
보다 큰 상태에서 푸리에 변환을 행함이 없이 바로 파장에 대한 리샘플링을 수행하기 때문에
Figure 112011028943226-pat00058
가 작고
Figure 112011028943226-pat00059
이 크면
Figure 112011028943226-pat00060
가 1보다 작은 값을 갖는데,
Figure 112011028943226-pat00061
이 1보다 작은 값을 갖는다는 것은 복원에 사용될 홀로그램의 사이즈가 줄어든다는 것을 의미하고, 따라서 이를 3차원 공간상에서 복원함에 있어서는 도 6에 도시한 바와 같이 관심 물체 영역을 복원 영상에 대한 높이를 충족시키는 거리까지 이동시켜야 한다. 반면에
Figure 112011028943226-pat00062
이 1보다 클 경우, 즉 업샘플링의 경우에는 완전한 해상도를 얻을 수 있기 때문에 푸리에 변환과 인버스 푸리에 변환을 거치지 않더라도 원하는 3차원 공간에 풀 해상도의 영상을 복원시킬 수가 있다.According to this embodiment,
Figure 112011028943226-pat00054
Spatial frequency for
Figure 112011028943226-pat00055
end
Figure 112011028943226-pat00056
Spatial frequency for
Figure 112011028943226-pat00057
Because resampling is performed directly on the wavelength without performing Fourier transform
Figure 112011028943226-pat00058
Is small
Figure 112011028943226-pat00059
Is big
Figure 112011028943226-pat00060
Has a value less than 1,
Figure 112011028943226-pat00061
Having a value smaller than 1 means that the size of the hologram to be used for the restoration is reduced, and therefore, in restoring it in three-dimensional space, as shown in FIG. You must move to the street. On the other hand
Figure 112011028943226-pat00062
If it is larger than 1, that is, in the case of upsampling, the full resolution can be obtained, and the full resolution image can be reconstructed in the desired three-dimensional space without performing the Fourier transform and the Inverse Fourier transform.

아래의 표 2 및 표 3은 각각 기록 시 및 복원 시의 각종 물리적인 파라미터를 예시적으로 보인 표이다.Tables 2 and 3 below are exemplary tables showing various physical parameters at the time of recording and restoring, respectively.

픽셀 간격Pixel spacing 공간주파수Spatial frequency 파장wavelength 회절각Diffraction angle 물체 거리Object distance 물체 크기Object size 기록측Record side 25㎛25 μm 2,000Lpm2,000 Lpm 10.6㎛10.6㎛ 12.24ㅀ12.24 ㅀ 300㎜300 mm 880㎜880 mm 확대비Magnification 0.05

Figure 112011028943226-pat00063
0.05
Figure 112011028943226-pat00063
20
Figure 112011028943226-pat00064
20
Figure 112011028943226-pat00064
0.05
Figure 112011028943226-pat00065
0.05
Figure 112011028943226-pat00065
Figure 112011028943226-pat00066
Figure 112011028943226-pat00066
300㎜300 mm 880㎜880 mm 복원측Restoration side 1.25㎛1.25 μm 40,000Lpm40,000Lpm 0.532㎛0.532 μm 12.24ㅀ12.24 ㅀ 300㎜300 mm 880㎜880 mm

픽셀 간격Pixel spacing 공간주파수Spatial frequency 파장wavelength 회절각Diffraction angle 물체 거리Object distance 물체 크기Object size 기록측Record side 25㎛25 μm 2,000Lpm2,000 Lpm 10.6㎛10.6㎛ 12.24ㅀ12.24 ㅀ 300㎜300 mm 880㎜880 mm 확대비Magnification 0.32

Figure 112011028943226-pat00067
0.32
Figure 112011028943226-pat00067
3.125
Figure 112011028943226-pat00068
3.125
Figure 112011028943226-pat00068
0.05
Figure 112011028943226-pat00069
0.05
Figure 112011028943226-pat00069
0.156
Figure 112011028943226-pat00070
0.156
Figure 112011028943226-pat00070
0.32
Figure 112011028943226-pat00071
0.32
Figure 112011028943226-pat00071
2.048
Figure 112011028943226-pat00072
2.048
Figure 112011028943226-pat00072
복원측Restoration side 8㎛8㎛ 6,250Lpm6,250Lpm 0.532㎛0.532 μm 1.9ㅀ1.9 ㅀ 96㎜96 mm 1,800㎜1,800 mm

홀로그램 기록 시 적외광을 사용하고, 복원 시 가시광을 사용하는 경우에 먼저 표 2에 도시한 바와 같이,

Figure 112011028943226-pat00073
이 10.6㎛, 그 최대 회절각이 12.24°, CCD의 픽셀 간격이 25㎛인 경우에
Figure 112011028943226-pat00074
가 0.532㎛이기 때문에 가시광을 사용하여 적외광으로 기록된 홀로그램을 복원하기 위해서는 LCD나 LCoS의 픽셀 간격이 1.25㎛가 되어야 하는데, 이 정도의 픽셀 간격은 현재의 기술로는 구현할 수가 없다.In case of using infrared light for hologram recording and visible light for restoration, as shown in Table 2,
Figure 112011028943226-pat00073
Is 10.6 µm, the maximum diffraction angle is 12.24 °, and the pixel spacing of the CCD is 25 µm.
Figure 112011028943226-pat00074
Is 0.532µm, the pixel spacing of LCD or LCoS should be 1.25µm in order to recover the hologram recorded with infrared light using visible light. This pixel spacing cannot be realized by current technology.

한편, 표 3에 도시한 바와 같이

Figure 112011028943226-pat00075
이 10.6㎛, 최대 회절각이 12.24°, CCD의 픽셀 간격이 25㎛이고
Figure 112011028943226-pat00076
가 0.532㎛인 경우에 현 수준에서 가장 낮은 8㎛의 픽셀 간격을 갖는 LCD나 LCoS를 사용하게 되면, 회절각이 1.9°밖에 되지 않기 때문에 도 6에 도시한 바와 같이 LCD나 LCoS로부터 복원 영상까지의 거리를, 기록시 CCD와 물체까지의 거리(
Figure 112011028943226-pat00077
)보다 2.048배만큼 이동시켜야 비로소 기록된 물체의 크기(
Figure 112011028943226-pat00078
)보다 0.32배 작은 복원 영상을 구현할 수가 있다. 이와 같이 본 실시예는 적외광 대 가시광 같이 파장 차이가 너무 큰 경우에 사용하기에는 무리가 따르며, 적색광이나 청색광 대 녹생광과 같이 파장 차이가 크지 않는 경우에 바람직하게 적용될 수 있을 것이다. 본 실시예에서도 전술한 실시예와 마찬가지로 업샘플링이 되는 한 파장 리샘플링을 먼저 수행한 후에 픽셀간격 리샘플링을 수행할 수도 있을 것이다.On the other hand, as shown in Table 3
Figure 112011028943226-pat00075
10.6 µm, the maximum diffraction angle is 12.24 °, and the pixel spacing of the CCD is 25 µm.
Figure 112011028943226-pat00076
Is 0.532 μm, when using the LCD or LCoS having the lowest pixel spacing of 8 μm at the current level, since the diffraction angle is only 1.9 °, as shown in FIG. The distance between the CCD and the object
Figure 112011028943226-pat00077
Must be 2.048 times larger than
Figure 112011028943226-pat00078
It is possible to realize a reconstructed image 0.32 times smaller than). As such, the present embodiment is difficult to use when the wavelength difference is too large, such as infrared light and visible light, and may be preferably applied when the wavelength difference is not large, such as red light or blue light versus green light. In the present exemplary embodiment, the wavelength resampling may be performed first, and then the pixel interval resampling may be performed as long as upsampling is performed.

도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트랜스코딩 변환 방버을 설명하기 위한 도이다.7 and 8 illustrate a transcoding transform method according to another embodiment of the present invention.

전술한 바와 같이, 예를 들어 적외광의 경우에 파장이 10.6㎛이고 가시광의 경우에는 0.533㎛인바, 이와 같이 기록 시에 사용된 광의 파장과 복원 시에 사용되는 광의 파장의 차이가 너무 크게 되면

Figure 112011028943226-pat00079
가 너무 작아지게 되는데, 이 경우에는 푸리에 변환을 행하지 않고서는 현재의 픽셀 간격을 갖는 공간광변조기로는 구현이 어렵다. 이를 감안하여 본 실시예에서는 도 7에 도시한 바와 같이 적외광으로 기록된 홀로그램을 적외광을 사용하여 수학적으로 복원한 영상의
Figure 112011028943226-pat00080
축 상의 관심 물체 영역을 적절한 간격으로 샘플링하여 복수의 2차원 이산 영상을 만든다. 이 경우에 예를 들어, 망원 카메라의 줌 배율을 높이면 어떤 영역은 포커싱이 이루어지나 나머지 영역은 디포커싱되는 것과 같이 현재 샘플링된 이산 영상을 제외한 나머지 부분은 블러링(blurring) 영상으로 된다.As described above, for example, the wavelength is 10.6 mu m in the case of infrared light and 0.533 mu m in the case of visible light. Thus, if the difference between the wavelength of the light used at the time of recording and the wavelength used at the time of restoration is too large,
Figure 112011028943226-pat00079
Becomes too small, in which case it is difficult to implement with a spatial light modulator having the current pixel spacing without performing Fourier transform. In view of this, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, a hologram recorded with infrared light is mathematically reconstructed using infrared light.
Figure 112011028943226-pat00080
Sample the region of interest on the axis at appropriate intervals to produce a plurality of two-dimensional discrete images. In this case, for example, when the zoom magnification of the telephoto camera is increased, a portion of the image except for the currently sampled discrete image is a blurring image, such that a certain area is focused but the remaining area is defocused.

한편, 홀로그램은 3차원으로 인코딩된 것이 아니라 2차원으로 인코딩된 것이기 때문에 이를 디코딩하는 경우에도 역시 2차원적으로 디코딩된다. 따라서

Figure 112011028943226-pat00081
축 상의 관심 물체 영역을 소정의 샘플링 간격으로 이산화시킨 2차원 영상을 수학적인 방법을 사용하여 다시 적외광 홀로그램 측으로 후방 전파(back propagation)시키면 원하는 깊이, 즉
Figure 112011028943226-pat00082
축 상의 원하는 레이어에서의 수학적인 복원 영상을 획득할 수가 있다. 이 경우에 물론 디포커싱된 부분에서는 블러링 현상이 발생하지만 샘플링 간격을 적절하게 설정하면 2차원의 복수의 이산 영상을 연속적인 3차원 영상으로 인지하게 된다.On the other hand, since the hologram is encoded in two dimensions rather than in three dimensions, the hologram is also two-dimensionally decoded. therefore
Figure 112011028943226-pat00081
The back propagation of a two-dimensional image discretizing the region of interest on the axis at a predetermined sampling interval back to the infrared hologram side using a mathematical method, results in a desired depth,
Figure 112011028943226-pat00082
A mathematical reconstruction image of a desired layer on the axis can be obtained. In this case, of course, blurring occurs in the defocused part. However, if the sampling interval is set appropriately, a plurality of two-dimensional discrete images are recognized as continuous three-dimensional images.

여기에서 적외광 홀로그램으로부터의 수학적인 복원 영상은 적외광 홀로그램 기록 시 사용된 물리적인 파라미터, 즉 적외광의 파장과 CCD의 픽셀 간격을 사용하여 복원되는 반면에 후방 전파에 의해 얻어지는 복원 영상은 복원 시 사용될 물리적인 파라미터, 즉 가시광의 파장과 LCD나 LCoS의 픽셀 간격을 사용하여 복원되는데, 이에 따라 적외광 홀로그램으로부터의 수학적인 복원 영상과 후방 전파에 의해 얻어지는 복원 영상은 패턴 자체를 달리하게 된다.Here, the mathematically reconstructed image from the infrared hologram is reconstructed using the physical parameters used in the infrared hologram recording, that is, the wavelength of the infrared light and the pixel spacing of the CCD, while the reconstructed image obtained by the back propagation is The physical parameters to be used, i.e. the wavelength of visible light and the pixel spacing of LCD or LCoS, are reconstructed so that the mathematically reconstructed image from the infrared hologram and the reconstructed image obtained by back propagation differ in the pattern itself.

이와 같이 본 실시예에서는 각 샘플링 간격에서 후방 전파를 통해 얻어진 복원 영상을 모두 중첩함으로써 관심 물체 영역에서의 3차원 영상을 복원할 수 있는 가시광 홀로그램을 생성할 수가 있다.As described above, in the present exemplary embodiment, a visible light hologram capable of reconstructing the 3D image in the object region of interest may be generated by superimposing all the reconstructed images obtained through the rear wave propagation at each sampling interval.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

10: 적외광 홀로그램, 20: 픽셀간격 리샘플부,
30: 푸리에 변환부, 40: 파장 리샘플부,
50: 역푸리에 변환부, 60, 60′: 가시광 홀로그램
10: infrared hologram, 20: pixel interval resample section,
30: Fourier transform unit, 40: wavelength resample unit,
50: inverse Fourier transform unit, 60, 60 ': visible light hologram

Claims (6)

제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부;
상기 픽셀간격 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 푸리에 변환하는 푸리에 변환부;
상기 푸리에 변환부에 의해 공간주파수 영역으로 변환된 홀로그램을 상기 제1 광원과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장에 의해 리샘플링하는 파장 리샘플링부 및
상기 파장 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 인버스 푸리에 변환함으로써 상기 제2 광원에 의해 복원할 수 있는 홀로그램을 생성하는 역푸리에 변환부를 포함하여 이루어진 홀로그램 트랜스코딩 장치.
A pixel interval resampling unit for resampling the digital hologram obtained using the first light source with the pixel interval of the spatial light modulator;
A Fourier transform unit for Fourier transforming the hologram resampled by the pixel interval resampling unit;
A wavelength resampling unit for resampling the hologram converted into the spatial frequency region by the Fourier transform unit by the wavelength of the second light source having a wavelength different from that of the first light source;
And an inverse Fourier transform unit for generating a hologram that can be restored by the second light source by inverse Fourier transforming the hologram resampled by the wavelength resampling unit.
제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 푸리에 변환하는 푸리에 변환부;
상기 푸리에 변환부에 의해 공간주파수 영역으로 변환된 홀로그램을 상기 제1 광원과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장에 의해 리샘플링하는 파장 리샘플링부;
상기 파장 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 인버스 푸리에 변환하는 역푸리에 변환부 및
상기 역푸리에 변환부에 의해 변환된 홀로그램을 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부를 포함하여 이루어진 홀로그램 트랜스코딩 장치.
A Fourier transform unit for Fourier transforming the digital hologram obtained using the first light source;
A wavelength resampling unit for resampling the hologram converted into the spatial frequency region by the Fourier transform unit by the wavelength of the second light source having a wavelength different from that of the first light source;
An inverse Fourier transform unit for inverse Fourier transforming the resampled hologram by the wavelength resampling unit;
And a pixel interval resampling unit for resampling the hologram converted by the inverse Fourier transform unit at pixel intervals of the spatial light modulator.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 광원을 사용하여 복원될 홀로그램의 픽셀 간격이 상기 제1 광원을 사용하여 획득된 홀로그램의 픽셀 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 홀로그램 트랜스코딩 장치.
The method of claim 2,
And the pixel spacing of the hologram to be reconstructed using the second light source is smaller than the pixel spacing of the hologram obtained using the first light source.
제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 복원에 사용될 공간광변조기의 픽셀 간격으로 리샘플링하는 픽셀간격 리샘플링부 및
상기 픽셀간격 리샘플링부에 의해 리샘플링된 홀로그램을 상기 제1 광원의 파장(
Figure 112012083796011-pat00083
)과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장(
Figure 112012083796011-pat00085
)으로 리샘플링하는 파장 리샘플링부를 포함하여 이루어지되,
상기 파장 리샘플링부는
Figure 112012083796011-pat00086
의 비율로서 리샘플링하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 트랜스코딩 장치.
A pixel spacing resampling unit for resampling the digital hologram obtained using the first light source with the pixel spacing of the spatial light modulator to be used for restoration;
The hologram resampled by the pixel spacing resampling unit has a wavelength of the first light source (
Figure 112012083796011-pat00083
Wavelength of the second light source having a wavelength different from
Figure 112012083796011-pat00085
Including a wavelength resampling unit to resample to,
The wavelength resampling unit
Figure 112012083796011-pat00086
Hologram transcoding device, characterized in that for resampling as the ratio of.
제 4 항에 있어서,
상기
Figure 112011028943226-pat00087
은 1보다 큰 것을 특징으로 하는 홀로그램 트랜스코딩 장치.
The method of claim 4, wherein
remind
Figure 112011028943226-pat00087
Hologram transcoding device, characterized in that greater than one.
제1 광원을 사용하여 획득된 디지털 홀로그램을 상기 제1 광원을 사용하여 수학적으로 복원한 영상의
Figure 112012083796011-pat00088
축 상의 관심 물체 영역을 샘플링하여 복수의 2차원 이산 영상을 생성하는 (a) 단계;
상기 2차원 이산 영상을 상기 디지털 홀로그램 측으로 후방 전파시켜서 상기
Figure 112012083796011-pat00089
축 상의 레이어에서의 수학적인 복원 영상을 획득하는 (b) 단계 및
상기 (a) 단계에서 샘플링한 각 간격에서 상기 후방 전파를 통해 얻어진 복원 영상을 중첩함으로써 관심 물체 영역에서의 3차원 영상을 복원할 수 있는 가시광 홀로그램을 생성하는 (c) 단계를 포함하여 이루어지되,
상기 2차원 이산 영상은 상기 제1 광원의 파장과 홀로그램의 픽셀 간격을 사용하여 생성되고, 상기 복원 영상은 복원 시 사용될 상기 제1 광원의 파장과는 다른 파장을 갖는 제2 광원의 파장과 공간광변조기의 픽셀 간격을 사용하여 생성되는 홀로그램 트랜스코딩 방법.
The digital hologram obtained using the first light source is mathematically reconstructed using the first light source.
Figure 112012083796011-pat00088
(A) sampling a region of interest on the axis to generate a plurality of two-dimensional discrete images;
Propagating the two-dimensional discrete image backward to the digital hologram
Figure 112012083796011-pat00089
(B) obtaining a mathematical reconstructed image in the layer on the axis, and
(C) generating a visible light hologram capable of reconstructing a three-dimensional image in the object region of interest by overlapping the reconstructed image obtained through the rearward wave at each interval sampled in the step (a),
The two-dimensional discrete image is generated using the wavelength of the first light source and the pixel spacing of the hologram, and the reconstructed image is a wavelength and spatial light of a second light source having a wavelength different from that of the first light source to be used for restoration. Hologram transcoding method generated using the pixel spacing of a modulator.
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