KR102241034B1 - Hologram duplication method and system - Google Patents
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Abstract
본발명은 홀로그램 복제시스템에 관한 것으로, 광원부(10), 복제부(20), 이동부(30)로 구성되며, 하나의 빔이 아닌 여러 개의 빔이 공간에 배열된 공간다중빔을 기준빔으로 사용하여 복사체를 피복사체에 복제하는 것으로,
본발명은 1개의 마스터 필름만으로, 짧은 노출시간에도 효율적으로 대면적 홀로그램 복제가 가능한 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a hologram replication system, consisting of a light source unit 10, a replication unit 20, and a moving unit 30, and a spatial multiple beam in which multiple beams are arranged in a space instead of a single beam is used as a reference beam. To replicate the copy onto the covered carcass,
The present invention has a remarkable effect of being able to efficiently reproduce a large area hologram even in a short exposure time with only one master film.
Description
본 발명은 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 복사체(마스터 홀로그램 필름)을 피복사체(포토폴리머 필름)에 복제(또는 복사)함에 있어서,The present invention relates to a hologram replication method and system, and more particularly, in replicating (or copying) a copy body (master holographic film) onto a coated body (photopolymer film),
노출에너지의 균일성을 높이기 위하여 하나의 빔이 아닌 여러 개의 빔이 공간에 배열된 공간다중빔을 기준빔으로 사용하는 기술에 관한 것이며,In order to increase the uniformity of exposure energy, it relates to a technology that uses a spatial multiple beam in which multiple beams are arranged in a space as a reference beam, rather than a single beam.
비접촉식 홀로그램 복제에서 이러한 공간다중빔으로 1차원 선형 스캐닝을 1회 시행하면 1회 복제가 완료되기 위한, 복사체와 피복사체의 특별한 이동방식의 홀로그램 복제 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hologram replication method and system of a special movement method of a copy object and a covering body in order to complete the one-time copy by performing a single one-dimensional linear scanning with such spatial multiple beams in non-contact hologram replication.
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.Holography refers to a technology for 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 what was photographed 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 3D image, and is used in various applications such as forgery prevention of credit cards and copying of software, forgery prevention of bills or documents, optical communication, and holographic 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. Because HOE can implement high diffraction efficiency, narrow-band frequency characteristics, and various optical functions in one device. It is widely used in HUD (head-up display) for displaying information of airplanes and automobiles, HMD (head mounted display) for augmented reality, and screen for 2D/3D display.
홀로그래피 기술은 향후 더 광범위한 응용 분야에 적용될 것으로 예상된다.Holography 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 various application fields and application cases, hologram production and reproduction technology are essential because mass production and distribution of holograms is required in the future.
홀로그램 복제란 복사체인 원본 홀로그램, 즉 마스터(master) 홀로그램에 저장되어 있는 간섭정보를 피복사체(복제용 필름)에 옮기는 것을 의미한다.Hologram replication refers to transferring the interference information stored in the original hologram, that is, the master hologram, to the covering body (replication film).
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.The mechanical duplication technology is a representative technology of embossing hologram, and a copy body (usually a metal plate) with master hologram information is imprinted on the covered body (films) with physical force and embossed on the surface of the covered body. Or it refers to the technique of engraving 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 duplication technology refers to a technology in which a hologram is copied by irradiating a coherent light (usually a laser beam) to a radiator (master hologram film) and a covering (photosensitive medium such as a photopolymer film).
또한 복제 기술은 접촉식과 비접촉식으로 나누어질 수 있는데, 복사과정에서 복사체(마스터 홀로그램)와 피복사체(복제 홀로그램)의 물리적인 접촉의 발생여부가 구분 기준이 되는데, 예를 들면 엠보싱 홀로그램 기술은 기계식이자 접촉식 방식이다.In addition, duplication technology can be divided into contact type and non-contact type. In the copying process, the occurrence of physical contact between the copying object (master hologram) and the covering object (replication hologram) becomes the classification standard.For example, the embossing hologram technology is mechanical and It is a contact method.
본 발명에서 제안하는 방식은 광학식이자 비접촉식에 해당하며, 이후로는 광학식과 비접촉식 복제에 주안점을 두고 서술한다.The method proposed in the present invention corresponds to an optical and non-contact type, and hereinafter, the description will be made with focus on optical and non-contact replication.
광학식 복제에 쓰이는 마스터 홀로그램은 일반적으로 레이저와 같은 간섭성(coherence)이 높은 빛으로 구성된 기준빔과 물체빔 사이의 간섭패턴 정보를 포토폴리머(photopolymer) 필름같은 감광성 매질에 기록하여 제작된다.Master holograms used in optical replication are generally produced by recording interference pattern information between a reference beam and an object beam composed of light with high coherence such as a laser on a photosensitive medium such as a photopolymer film.
또한 복제는 복사체(마스터 홀로그램 필름)과 피복사체(복제 필름)을 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 can be done by incidence of a reference beam after the radiation body (master hologram film) and the covering body (copy film) are in close contact with each other, and at this time, the laser beam, which is a light source, is deformed to make it close to a collimated or parallel beam. The created light is mainly used as an incident beam.
홀로그램 복제 구조는 마스터 필름 생성된 방법에 따라서 크게 투과형과 반사형으로 분류되는데, 그 구조적인 차이를 살펴보면 입사빔 기준으로 복사체와 피복사체의 배치 순서가 반대임을 알 수 있다.The hologram replica structure is largely classified into a transmission type and a reflection type according to the method of generating the master film. Looking at the structural difference, it can be seen that the order of arrangement of the radiator and the covering body is reversed based on the incident beam.
반사형에서는 입사빔이 피복사체(복제 필름)을 먼저 통과한 다음에 복사체(마스터 필름)를 만나는 반면에 투과형에서는 그와 반대로 입사빔이 복사체를 먼저 통과한 다음에 피복사체를 만난다.In the reflective type, the incident beam first passes through the covered body (replication film) and then meets the radiation body (master film), whereas in the transmissive type, the incident beam first passes through the radiator and then meets the covered body.
광학식 복제에 사용되는 입사빔의 광원은 높은 간섭성이 요구되기 때문에 레이저가 주로 사용되는데, 레이저 광원의 특징은 일반적으로 공간적인 세기분포가 2차원 등방성 가우시안 분포를 가진다는 것이다.Since the light source of the incident beam used for optical replication requires high coherence, a laser is mainly used. The characteristic of the laser light source is that the 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.The laser light source can be simply enlarged or reduced through optical elements of general lenses (e.g., convex/concave lenses, mirrors, etc.), and even in this case, the maximum amplitude or width of the enlarged/reduced beam changes, but its intensity distribution. Is still 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).
상대적으로 균일성이 높은 입사빔을 생성하는 한 가지 방법으로, 레이저 광원을 단순히 확대한 뒤에 빛을 차단하는 공간필터를 통과시켜 에너지 세기가 높은 부분만을 획득하는 것인데, 이 방법은 복제영역 전체를 한 번에 복사할 수 있는 입사빔의 구현이 쉽고 간단한 것이 장점인 반면에 에너지 손실이 무척 크고 비효율적인 것이 단점이다.One method of generating an incident beam with relatively high uniformity is to simply magnify the laser light source and then pass through a spatial filter that blocks the light to obtain only the high-energy part. The advantage is that the implementation of an incident beam that can be radiated at a time is easy and simple, while the disadvantage is that the energy loss is very large and inefficient.
따라서 레이저 출력이 어느 정도 제공된다면 작은 면적의 홀로그램 복제에 이 방법을 채택해도 큰 문제가 없을 것으로 생각된다.Therefore, if a certain amount of laser power is provided, it is considered that there will be no big problems even if this method is adopted for the reproduction of a small area hologram.
그러나 이 방법을 대면적 홀로그램 복제에 적용하기에는 여러가지 제약들이 존재하기 때문에 적합하지 않다.However, it is not suitable for applying this method to large-area hologram replication because there are various limitations.
첫째는 현실적으로 구입가능한 레이저의 출력이 제한적인 것이고, 둘째는 복제에 필요한 빔 노출시간이 무척 길어진다는 것이고, 세번째는 대구경 렌즈나 원거리 광원 같은 많은 광학적 장치가 필요하기 때문에 시스템의 부피가 무척 커진다는 것이고, 네번째는 고출력 레이저나 대구경 렌즈 등의 고비용으로 인한 시스템 구현 비용이 높다는 것이며, 다섯번째는 일부 렌즈나 광학용 패널의 경우에 주문제작으로 인한 제작기간의 문제가 발생할 수 있다는 것이다.The first is that the power of the laser that can be purchased in reality is limited, the second is that the beam exposure time required for replication is very long, and the third is that the volume of the system is very large because many optical devices such as a large-diameter lens or a long-distance light source are required. The fourth is that the cost of implementing the system is high due to the high cost of high-power lasers or large-diameter lenses, and the fifth is that some lenses or optical panels may cause problems in the manufacturing period due to custom manufacturing.
홀로그램 복제에 관한 선행연구 중에서 2018년에 Makoto Okui는 작은 광학 시스템으로 대형 홀로그램을 복제할 수 있는 스팟 스캐닝(spot scanning) 방법을 제안하였다.Among the 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 replicates the entire large area by scanning the incident beam that irradiates only a part of the replication area in two dimensions over the entire replication area, that is, a contact-type small area replication technology and a two-dimensional scanning technology capable of uniform beam exposure. By grafting, it was shown that efficient and high-quality reproduction is possible.
참고로 이 연구에서 입사빔은 고정되고 매질이 이동되어서 2차원 스캐닝이 구현되었다.For reference, in this study, the incident beam was fixed and the medium was moved to implement 2D scanning.
이 기술은 접착식 대면적 복제 기술이기 때문에 현실적인 생산 공정을 고려하게 되면 여러 개의 마스터 필름이 필요하며, 2차원 스캔에 따른 긴 노출시간이 필수적이며, 소량 다품종의 제품 생산에 적합한 기술이기에 대량 복제에는 적합하지 않다.Since this technology is an adhesive large-area replication technology, when considering a realistic production process, multiple master films are required, a long exposure time according to two-dimensional scanning is essential, and it is suitable for mass replication because it is a technology suitable for the production of small quantity and multi-products. I don't.
또한, 종래기술인 공개특허공보 공개번호 특2003-0078927호에는 홀로그래픽 스테레오그램을 원판으로 하여 홀로그램을 복제하는 홀로그램 복제 장치이며,In addition, there is a hologram duplication device that duplicates a hologram using a holographic stereogram as an original plate in Korean Patent Application Laid-Open Publication No. 2003-0078927, which is a prior art,
시차 화상열의 각 요소 화상에 의거하여 화상 변조된 제1 물체광을 확산시키지 않고 제1 홀로그램용 기록 매체의 한쪽면에 입사시키고, 또한 상기 제1 물체광에 대해 가간섭성을 갖는 제1 참조광을 상기 제1 홀로그램용 기록 매체의 다른 쪽면에 입사시키고, 상기 제1 물체광과 상기 제1 참조광에 의해 생기는 간섭 무늬를 요소 홀로그램으로서 상기 제1 홀로그램용 기록 매체에 차례로 노광 기록하여, 상기 원판을 제작하는 제1 광학계와, 상기 제1 광학계에 의해 제작된 상기 원판에 기록되어 있는 화상을 재생하기 위한 제1 재생광을 상기 원판에 조사하여 얻어지는 회절광을, 상기 원판으로부터 소정 거리만큼 이격되어 배치된 제2 홀로그램용 기록 매체의 한 쪽면에 제2 물체광으로서 입사시키고, 또한 상기 제2 물체광에 대해 가간섭성을 갖는 제2 참조광을 상기 제2 홀로그램용 기록매체의 다른 쪽면에 입사시키고, 상기 제2 물체광과 상기 제2 참조광에 의해 생기는 간섭 무늬를 홀로그램으로서 상기 제2 홀로그램용 기록 매체에 노광 기록하여 중간 홀로그램을 제작하는 제2 광학계와, 상기 제2 광학계에 의해 제작된 상기 중간 홀로그램으로부터 소정 거리만큼 이격되어 배치된 제3 홀로그램용 기록 매체의 한 쪽면에, 입사한 빛을 1차원 방향으로 확산하는 1차원 확산판이 주요면을 밀착시켜 배치되고, 상기 중간 홀로그램에 기록되어 있는 화상을 재생하기 위한 제2 재생광을 상기 중간 홀로그램에 조사하여 얻어지는 회절광을 상기 1차원 확산판을 거쳐서 제3 물체광으로서 상기 제3 홀로그램용 기록 매체의 한 쪽면에 입사시키고, 또한 상기 제3 물체광에 대해 가간섭성을 갖는 제3 참조광을 상기 제3 홀로그램용 기록 매체의 다른 쪽면에 입사시키고, 상기 제3 물체광과 상기 제3 참조광에 의해 생기는 간섭 무늬를 홀로그램으로서 상기 제3 홀로그램용 기록 매체에 노광 기록하여 복제 홀로그램을 제작하는 제3 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 복제 장치가 공개되어 있다.A first reference light that is image-modulated based on each element image of the parallax image sequence is incident on one side of the recording medium for the first hologram without diffusing the first object light, and has coherence with respect to the first object light. The first hologram recording medium is incident on the other side, and the interference fringes generated by the first object light and the first reference light are sequentially exposed and recorded on the first hologram recording medium as an element hologram to prepare the original plate. The first optical system produced by the first optical system and the diffracted light obtained by irradiating the original plate with first reproduction light for reproducing the image recorded on the original plate are arranged to be spaced apart from the original plate by a predetermined distance. A second reference light having coherence with respect to the second object light is incident on one side of the second hologram recording medium as a second object light, and is incident on the other side of the second hologram recording medium. From the second optical system for producing an intermediate hologram by exposing and recording the interference fringe generated by the second object light and the second reference light as a hologram on the recording medium for the second hologram, and the intermediate hologram produced by the second optical system A one-dimensional diffusion plate that diffuses incident light in a one-dimensional direction on one side of the third hologram recording medium spaced apart by a predetermined distance is arranged in close contact with the main surface, and the image recorded in the intermediate hologram is reproduced. The diffracted light obtained by irradiating the second reproduction light to the intermediate hologram is incident on one side of the recording medium for the third hologram as a third object light through the one-dimensional diffusion plate, and to the third object light. A third reference light having coherence against the third hologram is incident on the other side of the recording medium for a third hologram, and an interference fringe generated by the third object light and the third reference light is used as a hologram on the third hologram recording medium. A hologram copying apparatus comprising a third optical system for producing a copy hologram by exposure recording is disclosed.
또한, 공개특허공보 공개번호 10-2013-0088995호에는 기록재료를 제공하는 공급부(Un Winder);In addition, Korean Patent Application Laid-Open Publication No. 10-2013-0088995 includes: a supply unit for providing a recording material (Un Winder);
상기 공급부에서 제공된 기록재료를 이송하는 이송부;A transfer unit for transferring the recording material provided from the supply unit;
상기 이송부를 따라 이송되는 기록재료에 감광성 수지를 토출하여 코팅하는 코팅부;A coating unit for discharging and coating a photosensitive resin on the recording material transferred along the transfer unit;
상기 기록재료에 홀로그램을 복제하는 릴리프타입 마스터(Relief type Master)가 구비될 수 있도록 마스터 롤러가 설치된 홀로그램 생성부;A hologram generator in which a master roller is installed so that a relief type master for replicating a hologram on the recording material is provided;
상기 감광성 수지를 경화시키는 경화부; 및A curing unit for curing the photosensitive resin; And
상기 경화부를 통과한 기록재료를 수집하는 수집부(Re Winder);A collecting unit (Re Winder) collecting the recording material passing through the hardened unit;
를 포함하는 홀로그램 연속복제장치가 공개되어 있다.A hologram continuous replication device including a has been disclosed.
그러나 상기 종래기술들은 효율적으로 대면적 홀로그램 복제가 어려운 단점이 있었다.However, the conventional techniques have a disadvantage that it is difficult to efficiently replicate a large area hologram.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 1개의 마스터 필름만으로, 짧은 노출시간에도 효율적으로 대면적 홀로그램 복제가 가능한 홀로그램 복제방법 및 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, the present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a hologram cloning method and system capable of efficiently replicating a large area hologram even with a short exposure time with only one master film.
본발명은 홀로그램 복제시스템에 관한 것으로, 광원부(10), 복제부(20), 이동부(30)로 구성되며, 하나의 빔이 아닌 여러 개의 빔이 공간에 배열된 공간다중빔을 기준빔으로 사용하여 복사체를 피복사체에 복제하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hologram replication system, consisting of a
따라서 본발명은 1개의 마스터 필름만으로, 짧은 노출시간에도 효율적으로 대면적 홀로그램 복제가 가능한 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a remarkable effect of being able to efficiently reproduce a large area hologram even with a short exposure time with only one master film.
도 1은 종래의 홀로그램 복제의 기본구조도
도 2는 종래의 스팟 스캐닝(spot scanning)도
도 3은 본발명의 홀로그램 복제시스템 구성도
도 4는 본발명의 공간다중빔의 기본개념도
도 5는 본발명의 공간다중빔의 구성도
도 6은 본발명의 공간다중빔의 에너지 분포도
도 7은 본발명의 복제 시스템 개념도
도 8은 본발명의 비접촉식 복제 구조(측면)도
도 9는 본발명의 홀로그램 복제흐름도1 is a basic structure diagram of a conventional hologram duplication
2 is a conventional spot scanning diagram
3 is a block diagram of the hologram replication system of the present invention
4 is a basic conceptual diagram of a spatial multiple beam of the present invention
5 is a configuration diagram of a spatial multiple beam of the present invention
6 is an energy distribution diagram of a spatial multiple beam of the present invention
7 is a conceptual diagram of a cloning system of the present invention
8 is a non-contact replica structure (side) diagram of the present invention
9 is a hologram replication flow diagram of the present invention
본발명은 홀로그램 복제시스템에 관한 것으로, 광원부(10), 복제부(20), 이동부(30)로 구성되며, 하나의 빔이 아닌 여러 개의 빔이 공간에 배열된 공간다중빔을 기준빔으로 사용하여 복사체를 피복사체에 복제하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hologram replication system, consisting of a
또한, 상기 광원부(10)는 하나하나가 작은 복제영역에 대응하는 소폭의 평행빔 여러 개를 공간적으로 배열하여 공간다중빔을 형성하는 것이며, 상기 복제부(20)는 마스터 홀로그램을 내포한 복사체(1)와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체(2)로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 본발명은 홀로그램 복제방법에 관한 것으로, 광원부(10), 복제부(20), 이동부(30)로 구성되며, 하나의 빔이 아닌 여러 개의 빔이 공간에 배열된 공간다중빔을 기준빔으로 사용하여 복사체(1)를 피복사체(2)에 복제하되,In addition, the present invention relates to a hologram duplication method, consisting of a
상기 복사체(1)와 피복사체(2)는 물리적으로 접촉시키지 않는 한도에서 근접시키며,The radiating
입사빔이 조사되고 있는 상태에서 모터로 구동되는 이동부(30)는 복제부(20)를 입사빔 방향으로 이동시키며,The moving
홀로그램 복제는 겹쳐진 복사체(1)와 피복사체(2)가 입사빔 구간을 통과하는 동안에 빔노출이 누적되면서 수행되는 것을 특징으로 한다.The hologram replication is characterized in that the beam exposure is accumulated while the overlapped radiating
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1은 종래의 홀로그램 복제의 기본구조도, 도 2는 종래의 스팟 스캐닝(spot scanning)도, 도 3은 본발명의 홀로그램 복제시스템 구성도, 도 4는 본발명의 공간다중빔의 기본개념도, 도 5는 본발명의 공간다중빔의 구성도, 도 6은 본발명의 공간다중빔의 에너지 분포도, 도 7은 본발명의 복제 시스템 개념도, 도 8은 본발명의 비접촉식 복제 구조(측면)도, 도 9는 본발명의 홀로그램 복제흐름도이다.1 is a basic structure diagram of a conventional hologram replication, FIG. 2 is a conventional spot scanning diagram, FIG. 3 is a configuration diagram of a hologram replication system of the present invention, and FIG. 4 is a basic conceptual diagram of a spatial multiple beam of the present invention; 5 is a configuration diagram of a spatial multiple beam of the present invention, FIG. 6 is an energy distribution diagram of the spatial multiple beam of the present invention, FIG. 7 is a conceptual diagram of a replication system of the present invention, and FIG. 8 is a non-contact replication structure (side) diagram of the present invention, 9 is a flow chart of hologram replication of the present invention.
본 발명의 구성은 광원부, 복제부, 이동부로 구성된다.The configuration of the present invention is composed of a light source unit, a replica unit, and a moving unit.
하나하나가 작은 복제영역에 대응하는 소폭의 평행빔(또는 평행에 가까운 빔) 여러 개를 공간다중화(공간적으로 배열)하여 공간다중빔을 형성하는 광원부, 마스터 홀로그램을 내포한 복사체와 복제판 홀로그램이 형성될 피복사체, 부속물 등으로 구성된 복제부, 복사체와 피복사체가 공간다중빔에 노출되도록 복제부를 선형이동시키는 모터구동 스테이지와 부속물 등으로 구성된 이동부로 구성된다.A light source unit that forms a spatial multiple beam by spatially multiplexing (spatially arranged) several narrow parallel beams (or close to parallel beams) corresponding to a small copy area, and a copy object containing a master hologram and a replica hologram are formed. It is composed of a replica unit composed of a covering body to be covered, an accessory, etc., and a moving part consisting of a motor-driven stage and accessories that linearly move the replica part so that the replica and the covered body are exposed to spatial multiple beams.
본 발명에서는 도면과 같이 광원부에서 소폭의 작은 빔들을 공간적으로 배열하여 하나의 큰 배열빔을 구성하는 공간다중빔에 관한 것이다.In the present invention, as shown in the drawing, the light source unit relates to a spatial multiple beam constituting one large array beam by spatially arranging small beams of a small width.
각각의 작은 빔(원소빔)은 그 세기분포가 2차원 가우시안이며, 평행(또는 평행에 가까운) 빔을 전제로 한다.Each small beam (elemental beam) has a two-dimensional Gaussian intensity distribution and assumes a parallel (or close to parallel) beam.
이러한 공간다중빔을 이용하면 1회의 1차원 선형 스캔만으로 전체 복제영역을 균일하게 복제할 수 있다.Using such spatial multiple beams, the entire replica area can be uniformly replicated with only one 1-dimensional linear scan.
공간다중빔을 구성하는 작은 빔(원소빔)들을 배열할 때에 그 간격(Δy)을 조절하면, 입사빔의 공간적인 에너지 분포(Max.와 Min.)를 조절할 수가 있기 때문에 입사빔의 균일도를 조절할 수 있다.By adjusting the spacing (Δy) when arranging small beams (elemental beams) constituting the spatial multiple beam, the spatial energy distribution (Max. and Min.) of the incident beam can be adjusted. Therefore, the uniformity of the incident beam can be adjusted. I can.
배열간격(Δy)가 작게 하면, 그림에서 합성에너지의 최대치(Max.)와 최소치(Min.)의 차이가 줄어들어서 공간다중빔의 균일성이 높아지게 되지만, 공간다중빔을 구성에 필요한 원소빔들의 수가 증가하게 된다.If the array interval (Δy) is small, the difference between the maximum value (Max.) and the minimum value (Min.) of the composite energy in the figure decreases, thereby increasing the uniformity of the spatial multiple beam. The number will increase.
따라서 복제면적(원소빔의 면적과 수량)과 복제품질(빔 균일도) 사이에 절충(trade-off)이 필요하다.Therefore, there is a need for a trade-off between the replication area (area and quantity of elemental beams) and the replication quality (beam uniformity).
본 발명에서 1개의 마스터 홀로그램을 사용해서 여러 개의 복제를 수행할 수 있는 비접촉식 복제 방법과 이를 적용하는 시스템이다.In the present invention, it is a non-contact replication method capable of performing multiple replications using one master hologram and a system applying the same.
도면과 같이 복사체(마스터 필름)와 피복사체(복제 필름)은 물리적으로 접촉시키지 않는 한도에서 최대한 근접시킨다.As shown in the figure, the copying body (master film) and the covering body (copying film) are as close as possible to the extent that they are not physically contacted.
복사체와 피복사체는 각자 투명기판(유리판 등)에 밀착 또는 부착되는데, 피복사체용의 투명기판의 경우에는 한 장의 기판에 한 번에 여러 장의 필름을 붙일 수 있도록 충분한 길이를 가져야 한다.The radiating body and the covered body are each in close contact with or attached to a transparent substrate (glass plate, etc.), but in the case of a transparent board for a covered body, they must have a sufficient length so that several films can be attached to one board at a time.
입사빔(공간다중빔)이 조사되고 있는 상태에서 모터로 구동되는 이동부는 복사부(복사체와 피복사체)를 입사빔 방향으로 이동시키는데, 복사체와 피복사체는 한 쌍으로 동시에 움직인다.In a state in which the incident beam (spatial multiple beam) is being irradiated, the moving part driven by the motor moves the radiation part (the radiation body and the covering body) in the direction of the incident beam, and the radiation body and the covering body move simultaneously as a pair.
이때에 이동부는 복제부를 복제에 방해가 되지 않을 만큼 저속으로 움직이는 것이 필요하다.At this time, the moving part needs to move at a low speed so as not to interfere with the replication.
홀로그램 복제는 겹쳐진 복사체와 피복사체가 입사빔 구간을 통과하는 동안에 빔노출이 누적되면서 수행된다.Holographic replication is performed by accumulating beam exposure while the overlapped radiator and the covered body pass through the incident beam section.
본 발명에서 1개의 마스터 홀로그램을 사용해서 여러 개의 복제를 수행할 수 있는 비접촉식 복제 방법과 이를 적용하는 시스템이다.In the present invention, it is a non-contact replication method capable of performing multiple replications using one master hologram and a system applying the same.
도면은 본 발명에서 제안하는 방식에서 행해지는 이동부의 동작 순서를 나타낸다.The drawing shows the operation sequence of the moving unit performed in the scheme proposed in the present invention.
여기서 이동부는 복사체용 이동체와 피복사체용 이동체를 동시에 따로 이동시킬 수 있도록 설계되어야 한다.Here, the moving part should be designed so that the moving body for the radiating body and the moving body for the covering body can be moved separately at the same time.
한편, 투과형 복제에서는 마스터필름 기판과 복제형필름 기판에 배치순서가 반사형 복제와 반대로 배치된다.On the other hand, in transmissive replication, the order of arrangement on the master film substrate and the replica film substrate is opposite to that of the reflective replication.
따라서 본발명은 1개의 마스터 필름만으로, 짧은 노출시간에도 효율적으로 대면적 홀로그램 복제가 가능하다는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention has a remarkable effect that it is possible to efficiently reproduce a large area hologram even in a short exposure time with only one master film.
10 : 광원부 20 : 복제부
30 : 이동부
1 : 복사체(마스터필름, HM)
2 : 피복사체(복사필름, H1, H2, H3)
3 : 유리판10: light source unit 20: replication unit
30: moving part
1: Copy body (master film, HM)
2: Covered body (copy film, H1, H2, H3)
3: glass plate
Claims (3)
공간다중빔을 구성하는 작은 빔인 원소빔들을 배열할 때에 그 간격(Δy)을 조절하면, 입사빔의 공간적인 에너지 분포(Max.와 Min.)를 조절할 수가 있기 때문에 입사빔의 균일도를 조절할 수 있는 것으로,
배열간격(Δy)이 작게 되면, 합성에너지의 최대치(Max.)와 최소치(Min.)의 차이가 줄어들어서 공간다중빔의 균일성이 높아지게 되지만, 공간다중빔을 구성에 필요한 원소빔들의 수가 증가하게 되므로, 원소빔의 면적과 수량인 복제면적과 빔 균일도인 복제품질 사이에 절충(trade-off)이 필요하므로, 1개의 마스터 홀로그램을 사용해서 여러 개의 복제를 수행할 수 있는 비접촉식 복제 방법과 이를 적용하는 시스템의 경우, 복사체(1)인 마스터 필름과 피복사체(2)인 복사 필름은 물리적으로 접촉시키지 않는 한도에서 최대한 근접시키는 것이며, 상기 복사체(1)와 피복사체(2)는 각자 투명기판인 유리판(3)에 밀착 또는 부착되며, 공간다중빔인 입사빔이 조사되고 있는 상태에서 모터로 구동되는 이동부(30)는 복사체(1)와 피복사체(2)인 복제부(20)를 입사빔 방향으로 이동시키는데, 복사체와 피복사체는 한 쌍으로 동시에 움직이고, 홀로그램 복제는 겹쳐진 복사체와 피복사체가 입사빔 구간을 통과하는 동안에 빔노출이 누적되면서 수행되는 것으로
상기 이동부(30)는 복사체(1)용 이동체와 피복사체(2)용 이동체를 동시에 따로 이동시킬 수 있으며, 투과형 복제에서는 마스터필름 기판과 복제형필름 기판에 배치순서가 반사형 복제와 반대로 배치되는 것을 특징으로 하는 홀로그램 복제방법Consisting of a light source unit 10, a replica unit 20, and a moving unit 30, the radiation body 1 is used as a reference beam using a spatial multiple beam in which several element beams are arranged in a space instead of a single beam. (2), but the radiation body 1 and the covering body 2 are brought close to each other as long as they do not make physical contact, and the moving part 30 driven by a motor while the incident beam is being irradiated is a replica part ( 20) is moved in the direction of the incident beam, and the hologram duplication is performed while the beam exposure is accumulated while the overlapped radiator 1 and the covering body 2 pass through the incident beam section,
When arranging element beams, which are small beams constituting spatial multiple beams, by adjusting the spacing (Δy), the spatial energy distribution (Max. and Min.) of the incident beam can be adjusted. Therefore, the uniformity of the incident beam can be adjusted. As,
If the array interval (Δy) is decreased, the difference between the maximum value (Max.) and the minimum value (Min.) of the composite energy decreases, thereby increasing the uniformity of the spatial multiple beam, but the number of element beams required to construct the spatial multiple beam increases. Therefore, a trade-off is required between the copy area, which is the area and quantity of the element beam, and the copy quality, which is the beam uniformity. In the case of the system to be applied, the master film, which is the copy body (1), and the copy film, which is the cover body (2), are to be as close as possible to the limit that they do not make physical contact. The moving part 30 which is in close contact with or attached to the phosphorus glass plate 3 and is driven by a motor while the incident beam, which is a spatial multi-beam, is irradiated, comprises a copying part 20 which is a radiation body 1 and a covering body 2 It moves in the direction of the incident beam, and the radiation body and the covered body move as a pair at the same time, and hologram duplication is performed by accumulating beam exposure while the overlapped radiation body and the covered body pass through the incident beam section.
The moving part 30 can move the moving body for the copying body 1 and the moving body for the covering body 2 separately at the same time, and in transmission type replication, the order of arrangement on the master film substrate and the replica film substrate is opposite to that of the reflection type replication. Hologram cloning method, characterized in that the
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