JP3412871B2 - リアルタイムホログラム再生装置 - Google Patents
リアルタイムホログラム再生装置Info
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- JP3412871B2 JP3412871B2 JP21756493A JP21756493A JP3412871B2 JP 3412871 B2 JP3412871 B2 JP 3412871B2 JP 21756493 A JP21756493 A JP 21756493A JP 21756493 A JP21756493 A JP 21756493A JP 3412871 B2 JP3412871 B2 JP 3412871B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2294—Addressing the hologram to an active spatial light modulator
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は立体像を再生するリアル
タイムホログラム再生装置に関する。
タイムホログラム再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホログラフィは光の位相と振幅を記録・
再生することにより立体像の再生を可能にする技術であ
るが、レーザー光束によって形成される微細な干渉縞を
記録・再生する必要があるため、長い間分解能の非常に
高い感光材料等が上記干渉縞記録媒体として用いられ、
必然的に再生像は静止したものだけに限られていた。
再生することにより立体像の再生を可能にする技術であ
るが、レーザー光束によって形成される微細な干渉縞を
記録・再生する必要があるため、長い間分解能の非常に
高い感光材料等が上記干渉縞記録媒体として用いられ、
必然的に再生像は静止したものだけに限られていた。
【０００３】しかし、近年科学技術の進歩により高分解
能を有し、応答速度の速い空間変調素子（液晶光学素
子、音響光学素子等）が開発され微細な干渉縞パターン
の高速表示が可能となったため、これらを用いてリアル
タイムホログラム（動画像ホログラム）再生装置を構成
する例が多数見られるようになった。国内公開特許公報
「特開昭６４−８４９９３」には液晶ドットマトリクス
表示素子を用いたリアルタイムホログラム再生装置が開
示されている。図６はこの装置の構成を示した図であ
る。図中６５のマイクロプロセッサ及び６４の現像制御
装置によって所望の立体像再生を可能にする干渉縞パタ
ーンを生成し、６２のドライバ回路にて上記干渉縞パタ
ーンを６１の液晶ドットマトリクス素子上に明暗のパタ
ーンとして表示する。これを６３のレーザー装置より発
生するレーザー光にて照射し、Ａの方向から観察すれば
観察者は立体像を観察することが出来る。さらに、液晶
ドットマトリクス素子上に表示する干渉縞パターンを動
的に変化させてゆけば立体動画像を得ることが出来る。
能を有し、応答速度の速い空間変調素子（液晶光学素
子、音響光学素子等）が開発され微細な干渉縞パターン
の高速表示が可能となったため、これらを用いてリアル
タイムホログラム（動画像ホログラム）再生装置を構成
する例が多数見られるようになった。国内公開特許公報
「特開昭６４−８４９９３」には液晶ドットマトリクス
表示素子を用いたリアルタイムホログラム再生装置が開
示されている。図６はこの装置の構成を示した図であ
る。図中６５のマイクロプロセッサ及び６４の現像制御
装置によって所望の立体像再生を可能にする干渉縞パタ
ーンを生成し、６２のドライバ回路にて上記干渉縞パタ
ーンを６１の液晶ドットマトリクス素子上に明暗のパタ
ーンとして表示する。これを６３のレーザー装置より発
生するレーザー光にて照射し、Ａの方向から観察すれば
観察者は立体像を観察することが出来る。さらに、液晶
ドットマトリクス素子上に表示する干渉縞パターンを動
的に変化させてゆけば立体動画像を得ることが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のリ
アルタイムホログラム再生技術には次のような問題点が
ある。 １）感光材料に相当するような高分解能の空間変調素子
の製造が困難で、微細すぎる干渉縞パターンの表示が出
来ず、ひいては意図する立体像の忠実な再生が不可能と
なっている。 ２）空間変調素子上に表示する干渉縞パターンの情報量
が膨大で、干渉縞パターンを演算・処理する系の能力が
追いつかない。
アルタイムホログラム再生技術には次のような問題点が
ある。 １）感光材料に相当するような高分解能の空間変調素子
の製造が困難で、微細すぎる干渉縞パターンの表示が出
来ず、ひいては意図する立体像の忠実な再生が不可能と
なっている。 ２）空間変調素子上に表示する干渉縞パターンの情報量
が膨大で、干渉縞パターンを演算・処理する系の能力が
追いつかない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたものであり再生時の照明光の状態を多段
階に変化させることを特徴とする。
鑑みてなされたものであり再生時の照明光の状態を多段
階に変化させることを特徴とする。
【０００６】
（第１実施例）図１は本発明を用いた第１の実施例であ
るリアルタイムホログラム再生装置を鉛直上方より見た
図である。図１において１は液晶光学素子、音響光学素
子等の空間変調素子で光透過率を０、１に切り替えた
り、多段階に切り替え得る微小素子の集合体であり、任
意の干渉縞パターンを表示することが出来る干渉縞形成
手段である。本実施例では上記空間変調素子として白／
黒２階調の液晶ディスプレイを使用している。干渉縞パ
ターンデータはパターンジェネレーター２によって作成
され、タイミング回路３・駆動回路４へと伝送され、液
晶ディスプレイ上に表示される。
るリアルタイムホログラム再生装置を鉛直上方より見た
図である。図１において１は液晶光学素子、音響光学素
子等の空間変調素子で光透過率を０、１に切り替えた
り、多段階に切り替え得る微小素子の集合体であり、任
意の干渉縞パターンを表示することが出来る干渉縞形成
手段である。本実施例では上記空間変調素子として白／
黒２階調の液晶ディスプレイを使用している。干渉縞パ
ターンデータはパターンジェネレーター２によって作成
され、タイミング回路３・駆動回路４へと伝送され、液
晶ディスプレイ上に表示される。
【０００７】一方、レーザー光発生装置５より発せられ
る可視光レーザーはコリメーターレンズシステム６によ
り平行光となり回転ミラー７の向きによりミラー８また
はミラー９のいづれかに送られる。いづれの場合も平行
光は液晶ディスプレイ１に異なる方向より所定の角度で
入射する。回転ミラー７の向きはタイミング回路３によ
って液晶ディスプレイ上への干渉縞パターン表示に同期
して制御され、モーター１０によって駆動される。図２
（ａ）、（ｂ）はレーザー照明光がそれぞれミラー８、
ミラー９を反射して液晶ディスプレイ１に入射する状態
を拡大して示した図で、それぞれの状態を順に状態１、
状態２と呼ぶことにする。図２（ｃ）は液晶ディスプレ
イ１と照明光、観察者の方向および位置関係を明らかに
するために設定した座標系の図である。図２（ｃ）を用
いてこれらの関係を説明する。本実施例において観察者
はｚ軸の正方向より像を観察する。状態１の照明光は該
座標系中の点（−１、０、−１）から原点の方向へｘｚ
平面と平行を保ったままｘ、ｚ軸と４５度を保って液晶
ディスプレイに入射する。また、状態２の照明光は該座
標系中の点（１、０、−１）から原点の方向へｘｚ平面
と平行を保ったままｘ、ｚ軸と４５度を保って液晶ディ
スプレイに入射する。また、ｙ軸とｚ軸とによって張ら
れる平面を液晶ディスプレイの正中面Ｍとする。以上の
関係を用いて本実施例における再生方法を図２（ａ）と
（ｂ）を用いて説明する。
る可視光レーザーはコリメーターレンズシステム６によ
り平行光となり回転ミラー７の向きによりミラー８また
はミラー９のいづれかに送られる。いづれの場合も平行
光は液晶ディスプレイ１に異なる方向より所定の角度で
入射する。回転ミラー７の向きはタイミング回路３によ
って液晶ディスプレイ上への干渉縞パターン表示に同期
して制御され、モーター１０によって駆動される。図２
（ａ）、（ｂ）はレーザー照明光がそれぞれミラー８、
ミラー９を反射して液晶ディスプレイ１に入射する状態
を拡大して示した図で、それぞれの状態を順に状態１、
状態２と呼ぶことにする。図２（ｃ）は液晶ディスプレ
イ１と照明光、観察者の方向および位置関係を明らかに
するために設定した座標系の図である。図２（ｃ）を用
いてこれらの関係を説明する。本実施例において観察者
はｚ軸の正方向より像を観察する。状態１の照明光は該
座標系中の点（−１、０、−１）から原点の方向へｘｚ
平面と平行を保ったままｘ、ｚ軸と４５度を保って液晶
ディスプレイに入射する。また、状態２の照明光は該座
標系中の点（１、０、−１）から原点の方向へｘｚ平面
と平行を保ったままｘ、ｚ軸と４５度を保って液晶ディ
スプレイに入射する。また、ｙ軸とｚ軸とによって張ら
れる平面を液晶ディスプレイの正中面Ｍとする。以上の
関係を用いて本実施例における再生方法を図２（ａ）と
（ｂ）を用いて説明する。
【０００８】状態１（ａ）において再生する立体像のｘ
方向の大きさが液晶ディスプレイと同等またはそれ以下
である場合、液晶ディスプレイの右端点Ｄにおける光線
ふれ角（照明光の入射角に対する再生光の出射角のふれ
角）が液晶ディスプレイ上の他の点に比べて最大となる
のは図からも明らかである。さらに、正中面Ｍより左側
の任意の点Ａを再生する場合の点Ｄにおける光線ふれ角
αは正中面Ｍより右側の任意の点Ｂを再生する場合の点
Ｄにおける光線ふれ角βよりも必ず大きい。回折格子の
性質より、照明光線をより大きく偏向させるには格子ピ
ッチをより細かくする必要がある。よって状態１（ａ）
においては正中面Ｍより左側の任意の点Ａを再生する場
合の方が空間周波数の高い干渉縞パターンを必要とする
ことがわかる。このことは再生する立体像の液晶ディス
プレイに平行な方向の大きさが液晶ディスプレイより大
きい場合にも当てはまる。同様のことは状態２（ｂ）の
場合にもいえる。状態２（ｂ）において正中面Ｍより左
側の任意の点Ａを再生する場合と正中面Ｍより右側の任
意の点Ｂを再生する場合では後者の方が空間周波数の高
い干渉縞パターンを必要とする。
方向の大きさが液晶ディスプレイと同等またはそれ以下
である場合、液晶ディスプレイの右端点Ｄにおける光線
ふれ角（照明光の入射角に対する再生光の出射角のふれ
角）が液晶ディスプレイ上の他の点に比べて最大となる
のは図からも明らかである。さらに、正中面Ｍより左側
の任意の点Ａを再生する場合の点Ｄにおける光線ふれ角
αは正中面Ｍより右側の任意の点Ｂを再生する場合の点
Ｄにおける光線ふれ角βよりも必ず大きい。回折格子の
性質より、照明光線をより大きく偏向させるには格子ピ
ッチをより細かくする必要がある。よって状態１（ａ）
においては正中面Ｍより左側の任意の点Ａを再生する場
合の方が空間周波数の高い干渉縞パターンを必要とする
ことがわかる。このことは再生する立体像の液晶ディス
プレイに平行な方向の大きさが液晶ディスプレイより大
きい場合にも当てはまる。同様のことは状態２（ｂ）の
場合にもいえる。状態２（ｂ）において正中面Ｍより左
側の任意の点Ａを再生する場合と正中面Ｍより右側の任
意の点Ｂを再生する場合では後者の方が空間周波数の高
い干渉縞パターンを必要とする。
【０００９】そこで、本実施例では状態１においては面
Ｍより右の領域のみを、状態２においては面Ｍより左の
領域のみを再生するように照明光の状態及び表示する干
渉縞パターンを同期して高速で切り替えている。これら
の切り替え速度を十分速くすることにより、観察者は残
像効果により点Ａ、Ｂを含む連続した立体像を同時に観
察することが出来る。
Ｍより右の領域のみを、状態２においては面Ｍより左の
領域のみを再生するように照明光の状態及び表示する干
渉縞パターンを同期して高速で切り替えている。これら
の切り替え速度を十分速くすることにより、観察者は残
像効果により点Ａ、Ｂを含む連続した立体像を同時に観
察することが出来る。
【００１０】これらの方法により各状態において表示さ
れる干渉縞パターンの最高空間周波数を従来よりも低く
抑えることができ、液晶ディスプレイに求められる解像
度の条件をゆるくすることができる。同時に各状態にお
いて表示される干渉縞の本数が低減するため、パターン
ジェネレーター２より伝送されるデータの情報量が低減
し、パターンジェネレーター２及び情報伝達系に求めら
れる演算・処理・伝送速度の条件をゆるくすることがで
きる。
れる干渉縞パターンの最高空間周波数を従来よりも低く
抑えることができ、液晶ディスプレイに求められる解像
度の条件をゆるくすることができる。同時に各状態にお
いて表示される干渉縞の本数が低減するため、パターン
ジェネレーター２より伝送されるデータの情報量が低減
し、パターンジェネレーター２及び情報伝達系に求めら
れる演算・処理・伝送速度の条件をゆるくすることがで
きる。
【００１１】（第２実施例）図３は本発明を用いた第２
の実施例であるリアルタイムホログラム再生装置を鉛直
上方より見た図である。主な構成は第１実施例と同様で
ある。レーザー光発生装置５より発せられる可視光レー
ザーはタイミング回路３によって駆動するモーター１０
´に取り付けられた回転ミラー７´の向きによってコリ
メーターレンズシステム６´または６´´のいずれかに
送られる。前者の状態を状態３、後者の状態を状態４と
する。状態３においてレーザー光は回転ミラー７´とミ
ラー１１によってコリメーターレンズシステム６´へと
導かれる。６´によってレーザー光は光束断面の広い平
行光となり、焦点距離ｆのレンズ１４によって点Ｐに集
束するような光束へと変換され、ハーフミラー１３を透
過した高速が液晶ディスプレイ１に入射する。一方状態
４においてはレーザー光はコリメーターレンズシステム
６´´によって光束断面の広い平行光となり、平行光の
ままミラー１２、アパーチャー１５を経て、ハーフミラ
ー１３によって反射した光束が液晶ディスプレイ１に入
射する。これら照明光の状態変化はタイミング回路３に
よって液晶ディスプレイ上への干渉縞パターン表示に同
期して制御される。
の実施例であるリアルタイムホログラム再生装置を鉛直
上方より見た図である。主な構成は第１実施例と同様で
ある。レーザー光発生装置５より発せられる可視光レー
ザーはタイミング回路３によって駆動するモーター１０
´に取り付けられた回転ミラー７´の向きによってコリ
メーターレンズシステム６´または６´´のいずれかに
送られる。前者の状態を状態３、後者の状態を状態４と
する。状態３においてレーザー光は回転ミラー７´とミ
ラー１１によってコリメーターレンズシステム６´へと
導かれる。６´によってレーザー光は光束断面の広い平
行光となり、焦点距離ｆのレンズ１４によって点Ｐに集
束するような光束へと変換され、ハーフミラー１３を透
過した高速が液晶ディスプレイ１に入射する。一方状態
４においてはレーザー光はコリメーターレンズシステム
６´´によって光束断面の広い平行光となり、平行光の
ままミラー１２、アパーチャー１５を経て、ハーフミラ
ー１３によって反射した光束が液晶ディスプレイ１に入
射する。これら照明光の状態変化はタイミング回路３に
よって液晶ディスプレイ上への干渉縞パターン表示に同
期して制御される。
【００１２】図４（ａ）、（ｂ）は状態３、状態４にお
ける液晶ディスプレイと照明・再生光線との関係を拡大
して示した図である。以下本実施例における再生方法を
図４（ａ）と（ｂ）を用いて説明する。
ける液晶ディスプレイと照明・再生光線との関係を拡大
して示した図である。以下本実施例における再生方法を
図４（ａ）と（ｂ）を用いて説明する。
【００１３】面Ｎは後述するように状態３と状態４の像
再生領域を分割するために設定する境界面である。面Ｎ
は必ずしも平面であるとは限らない。説明を簡潔化する
ために再生する立体像は液晶ディスプレイの正中面Ｍ
上、点Ｐより観察者寄りの領域に存在すると仮定する。
再生領域を分割するために設定する境界面である。面Ｎ
は必ずしも平面であるとは限らない。説明を簡潔化する
ために再生する立体像は液晶ディスプレイの正中面Ｍ
上、点Ｐより観察者寄りの領域に存在すると仮定する。
【００１４】状態３（ａ）において液晶ディスプレイの
端点ＣとＤにおける光線ふれ角（照明光の入射角に対す
る再生光の出射のふれ角）が他の点に比べて液晶ディス
プレイ上で最大となるのは図からも明らかである。さら
に、面Ｎより手前（液晶ディスプレイから遠い側）の任
意の点Ｂを再生する場合の点ＣまたはＤにおける光線ふ
れ角βは面Ｎより奥（液晶ディスプレイに近い側）の任
意の点Ａを再生する場合の点ＣまたはＤにおける光線ふ
れ角αよりも必ず大きい。回折格子によって光線をより
大きく偏向させるには格子ピッチをより細かくする必要
がある。よって状態３においては面Ｎより手前（液晶デ
ィスプレイから遠い側）の任意の点Ｂを再生する場合の
方が空間周波数の高い干渉縞パターンを必要とすること
がわかる。同様のことが状態４の場合にもいえる。状態
４において面Ｎより奥（ディスプレイに近い側）の任意
の点Ａを再生する場合と面Ｎより手前（ディスプレイか
ら遠い側）の任意の点Ｂを再生する場合では前者の方が
空間周波数の高い干渉縞パターンを必要とする。そこ
で、本実施例では状態３においては面Ｎよりディスプレ
イに近い領域のみを状態４においては面Ｎよりディスプ
レイから遠い領域のみを再生するように照明光の状態及
び表示する干渉縞パターンを同期して切り替えている。
これらの切り替えを高速に行うことにより、観察者は残
像効果により点Ａ、Ｂを含む連続した立体像を同時に観
察することが出来る。
端点ＣとＤにおける光線ふれ角（照明光の入射角に対す
る再生光の出射のふれ角）が他の点に比べて液晶ディス
プレイ上で最大となるのは図からも明らかである。さら
に、面Ｎより手前（液晶ディスプレイから遠い側）の任
意の点Ｂを再生する場合の点ＣまたはＤにおける光線ふ
れ角βは面Ｎより奥（液晶ディスプレイに近い側）の任
意の点Ａを再生する場合の点ＣまたはＤにおける光線ふ
れ角αよりも必ず大きい。回折格子によって光線をより
大きく偏向させるには格子ピッチをより細かくする必要
がある。よって状態３においては面Ｎより手前（液晶デ
ィスプレイから遠い側）の任意の点Ｂを再生する場合の
方が空間周波数の高い干渉縞パターンを必要とすること
がわかる。同様のことが状態４の場合にもいえる。状態
４において面Ｎより奥（ディスプレイに近い側）の任意
の点Ａを再生する場合と面Ｎより手前（ディスプレイか
ら遠い側）の任意の点Ｂを再生する場合では前者の方が
空間周波数の高い干渉縞パターンを必要とする。そこ
で、本実施例では状態３においては面Ｎよりディスプレ
イに近い領域のみを状態４においては面Ｎよりディスプ
レイから遠い領域のみを再生するように照明光の状態及
び表示する干渉縞パターンを同期して切り替えている。
これらの切り替えを高速に行うことにより、観察者は残
像効果により点Ａ、Ｂを含む連続した立体像を同時に観
察することが出来る。
【００１５】尚、この場合面Ｎは状態３の照明光で再生
しても状態４の照明光で再生しても液晶ディスプレイ上
に表示すべき干渉縞パターンの最高空間周波数が等しく
なるような境界面と考えられ、面Ｎは各状態の照明光状
態や再生像の範囲等が決定していれば例えば、球面、非
球面からなる曲面など一意的に定義できる。よって説明
を簡潔化するために先に仮定した「再生する立体像は液
晶ディスプレイの正中面Ｍ上に存在する」という条件は
面Ｎの正しい定義により容易に棄却でき、より一般的な
立体像再生に上記の方法を応用することができる。
しても状態４の照明光で再生しても液晶ディスプレイ上
に表示すべき干渉縞パターンの最高空間周波数が等しく
なるような境界面と考えられ、面Ｎは各状態の照明光状
態や再生像の範囲等が決定していれば例えば、球面、非
球面からなる曲面など一意的に定義できる。よって説明
を簡潔化するために先に仮定した「再生する立体像は液
晶ディスプレイの正中面Ｍ上に存在する」という条件は
面Ｎの正しい定義により容易に棄却でき、より一般的な
立体像再生に上記の方法を応用することができる。
【００１６】以上に述べた方法によって第２実施例にお
いても第１実施例と全く同様の効果（干渉縞パターンの
最高空間周波数の抑制・情報量の低減）を得ることがで
きる。
いても第１実施例と全く同様の効果（干渉縞パターンの
最高空間周波数の抑制・情報量の低減）を得ることがで
きる。
【００１７】（第３実施例）本発明を用いた第３の実施
例であるリアルタイムホログラム再生装置の主な構成は
第１実施例と同様であるが、照明光の入射方向のみが異
なる。よって本実施例における照明方法及び像再生方法
について図５（ａ）（ｂ）を用いて説明を行うが、照明
光を異なる方向から液晶ディスプレイに入射させる手段
についての具体的な説明は割愛する。座標空間の設定は
第１実施例における液晶ディスプレイ、照明光、観察者
の方向の関係を示す図２（ｃ）と同様である。図５
（ａ）はｙ軸正方向より本装置を見た図、図５（ｂ）は
ｚ軸正方向より本装置を見た図を示している。本実施例
において照明光は状態５〜８の４段階の状態を呈する。
各状態における照明光はいづれも平行光束で、状態５に
おいて照明光は点（−１、＋１、−１）から原点へ向か
う方向へ、状態６において照明光は点（＋１、＋１、−
１）から原点へ向かう方向へ、状態７において照明光は
点（−１、−１、−１）から原点へ向かう方向へ、状態
８において照明光は点（＋１、−１、−１）から原点へ
向かう方向へ伝播し、夫々の光束が液晶ディスプレイ全
面にわたり入射する。本実施例においても他の実施例同
様、液晶ディスプレイに表示する干渉縞パターンの最高
空間周波数を低く抑えるため、照明光の各状態に合わせ
て最適な再生領域を選択して高速で切り替えている。各
再生領域はいづれもｚ座標正領域であってｘｚ平面、ｙ
ｚ平面で分断される４つの領域からなる。これらのうち
点（−１、＋１、＋１）を含む領域を領域１、点（＋
１、＋１、＋１）を含む領域を領域２、点（−１、−
１、＋１）を含む領域を領域３、点（＋１、−１、＋
１）を含む領域を領域４とする。本実施例においては状
態５において領域４の像を、状態６において領域３の像
を、状態７において領域２の像を、状態８において領域
１の像を、夫々再生するように照明光の状態と表示する
干渉縞パターンを同期して切り替え、各状態において液
晶ディスプレイ上に表示する干渉縞パターンの最高空間
周波数を低く抑えている。また、観察者は各領域１〜４
で再生される再生像を残像効果により連続した立体像と
して観察することが出来る。
例であるリアルタイムホログラム再生装置の主な構成は
第１実施例と同様であるが、照明光の入射方向のみが異
なる。よって本実施例における照明方法及び像再生方法
について図５（ａ）（ｂ）を用いて説明を行うが、照明
光を異なる方向から液晶ディスプレイに入射させる手段
についての具体的な説明は割愛する。座標空間の設定は
第１実施例における液晶ディスプレイ、照明光、観察者
の方向の関係を示す図２（ｃ）と同様である。図５
（ａ）はｙ軸正方向より本装置を見た図、図５（ｂ）は
ｚ軸正方向より本装置を見た図を示している。本実施例
において照明光は状態５〜８の４段階の状態を呈する。
各状態における照明光はいづれも平行光束で、状態５に
おいて照明光は点（−１、＋１、−１）から原点へ向か
う方向へ、状態６において照明光は点（＋１、＋１、−
１）から原点へ向かう方向へ、状態７において照明光は
点（−１、−１、−１）から原点へ向かう方向へ、状態
８において照明光は点（＋１、−１、−１）から原点へ
向かう方向へ伝播し、夫々の光束が液晶ディスプレイ全
面にわたり入射する。本実施例においても他の実施例同
様、液晶ディスプレイに表示する干渉縞パターンの最高
空間周波数を低く抑えるため、照明光の各状態に合わせ
て最適な再生領域を選択して高速で切り替えている。各
再生領域はいづれもｚ座標正領域であってｘｚ平面、ｙ
ｚ平面で分断される４つの領域からなる。これらのうち
点（−１、＋１、＋１）を含む領域を領域１、点（＋
１、＋１、＋１）を含む領域を領域２、点（−１、−
１、＋１）を含む領域を領域３、点（＋１、−１、＋
１）を含む領域を領域４とする。本実施例においては状
態５において領域４の像を、状態６において領域３の像
を、状態７において領域２の像を、状態８において領域
１の像を、夫々再生するように照明光の状態と表示する
干渉縞パターンを同期して切り替え、各状態において液
晶ディスプレイ上に表示する干渉縞パターンの最高空間
周波数を低く抑えている。また、観察者は各領域１〜４
で再生される再生像を残像効果により連続した立体像と
して観察することが出来る。
【００１８】以上に述べた方法によって本実施例のよう
に多段階に照明光の状態が切り替わるリアルタイムホロ
グラム再生装置においても第１実施例と同様の効果（干
渉縞パターンの最高空間周波数の抑制・情報量の低減）
を得ることができる。
に多段階に照明光の状態が切り替わるリアルタイムホロ
グラム再生装置においても第１実施例と同様の効果（干
渉縞パターンの最高空間周波数の抑制・情報量の低減）
を得ることができる。
【００１９】ここまで述べてきたすべての実施例におい
て以下の構成変更を行うことは、本発明の本質的効果を
何ら妨げることなく本装置の応用範囲を拡張するものと
して有効である。また、いづれの方法も上記の全実施例
において使用された方法の一部を変更するのみで容易に
達成し得る。
て以下の構成変更を行うことは、本発明の本質的効果を
何ら妨げることなく本装置の応用範囲を拡張するものと
して有効である。また、いづれの方法も上記の全実施例
において使用された方法の一部を変更するのみで容易に
達成し得る。
【００２０】透過率変調方式の空間変調素子の代わりに
位相変調型の空間変調素子を用いて、より回折効率の高
い位相型のリアルタイムホログラム再生装置を構成す
る。
位相変調型の空間変調素子を用いて、より回折効率の高
い位相型のリアルタイムホログラム再生装置を構成す
る。
【００２１】透過式の空間変調素子の代わりに反射式の
空間変調素子を用いて反射型のリアルタイムホログラム
再生装置を構成する。
空間変調素子を用いて反射型のリアルタイムホログラム
再生装置を構成する。
【００２２】像再生領域を空間素子より観察者に近い側
に限定せず、空間変調素子より観察者から遠い側の像再
生をも考慮したリアルタイムホログラム再生装置を構成
する。
に限定せず、空間変調素子より観察者から遠い側の像再
生をも考慮したリアルタイムホログラム再生装置を構成
する。
【００２３】使用する照明光を平行光や球面収束光に限
定せず、発散光や非球面波光束等を用いてリアルタイム
ホログラム再生装置を構成する。
定せず、発散光や非球面波光束等を用いてリアルタイム
ホログラム再生装置を構成する。
【００２４】使用する照明光源を１つに限定せずに複数
個使用したり、光学系を用いて複数個の光源からの照明
光を更に分割してリアルタイムホログラム再生装置を構
成する。
個使用したり、光学系を用いて複数個の光源からの照明
光を更に分割してリアルタイムホログラム再生装置を構
成する。
【００２５】使用する照明光の波長を１つに限定せず、
複数波長を使用してマルチカラーまたはフルカラーの像
再生を行うリアルタイムホログラム再生装置を構成す
る。
複数波長を使用してマルチカラーまたはフルカラーの像
再生を行うリアルタイムホログラム再生装置を構成す
る。
【００２６】レーザー光発生装置として、半導体レーザ
ーやＬＥＤ光源を用いる。
ーやＬＥＤ光源を用いる。
【００２７】また、以上の実施例では、照明光の状態を
２段階または４段階に切り換えるようにしたが、３段階
か更に多段階にしてもよい。要するに、再生像を複数の
領域に分割し、夫々の分割された再生像にとって干渉縞
形成手段上での回折角がなるべく小さくなるような方向
から、照明光が干渉縞形成手段へ入射するように構成す
ればよい。
２段階または４段階に切り換えるようにしたが、３段階
か更に多段階にしてもよい。要するに、再生像を複数の
領域に分割し、夫々の分割された再生像にとって干渉縞
形成手段上での回折角がなるべく小さくなるような方向
から、照明光が干渉縞形成手段へ入射するように構成す
ればよい。
【００２８】更に、夫々の再生領域の少なくとも一部を
オーバーラップさせることにより、該オーバーラップ領
域を観察者がより高解像に認識することもできる。
オーバーラップさせることにより、該オーバーラップ領
域を観察者がより高解像に認識することもできる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は空間変調素子を用いたリアルタ
イムホログラム再生時に、照明光の状態を複数の段階に
変化させることで干渉縞パターンの空間周波数及び情報
量の低減化を図っており、これによって分解能の低い空
間変調素子や、演算・処理能力の低い干渉縞データ生成
系であっても高性能なリアルタイムホログラム再生装置
を実現することが出来る。
イムホログラム再生時に、照明光の状態を複数の段階に
変化させることで干渉縞パターンの空間周波数及び情報
量の低減化を図っており、これによって分解能の低い空
間変調素子や、演算・処理能力の低い干渉縞データ生成
系であっても高性能なリアルタイムホログラム再生装置
を実現することが出来る。
【図１】本発明の実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例の作用説明図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の他の実施例の作用構成図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部構成図である。
【図６】従来のリアルタイムホログラム再生装置の概略
構成図である。
構成図である。
１ 干渉縞形成手段
２ パターンジェネレーター
３ タイミング回路
４ 駆動回路
５ レーザー光発生装置
６ レンズシステム
７、７´ 回転ミラー
８、９、１１、１２ ミラー
１０、１０´ モータ
１３ ハーフミラー
１５ アパーチャー
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 27/22
G03H 1/22
Claims (6)
- 【請求項１】 入力信号に応じて光学的干渉縞を形成す
る干渉縞形成手段と、該干渉縞形成手段へ干渉縞情報を
入力する情報入力手段と、該干渉縞形成手段を照明する
照明手段とを有し、該照明手段は互いに波面の異なる複
数の光束を該干渉縞形成手段へ順次入射させ、該情報入
力手段は前記複数の光束の切り替えに同期して該干渉縞
形成手段に入力する干渉縞情報を制御する手段を有する
ことを特徴とするリアルタイムホログラム再生装置。 - 【請求項２】 前記複数の光束または前記複数の干渉縞
情報の切り替え毎に再生されるリアルタイムホログラム
像の夫々の再生領域が、相異なることを特徴とする請求
項１記載のリアルタイムホログラム装置。 - 【請求項３】 前記リアルタイムホログラム像の夫々の
再生領域の少なくとも一部がオーバーラップすることを
特徴とする請求項２記載のリアルタイムホログラム装
置。 - 【請求項４】 前記各々の光束と該光束によって再生さ
れる再生領域の組み合わせが、各再生状態において前記
干渉縞形成手段上に形成される干渉縞の最小間隔を最も
大きくする組み合わせであることを特徴とする請求項２
または３記載のリアルタイムホログラム装置。 - 【請求項５】 前記照明手段は単一の光源と、該光源か
らの光路を切り替えて前記干渉縞形成手段に複数の相異
なる波面の光束を順次入射せしめる光路切り替え手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のリアルタイム
ホログラム装置。 - 【請求項６】 前記照明手段は複数の光源と、該光源か
らの光路を夫々を切り替えて前記干渉縞形成手段に複数
の相異なる波面の光束を順次入射せしめる光路切り替え
手段とを有することを特徴とする請求項１記載のリアル
タイムホログラム装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21756493A JP3412871B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | リアルタイムホログラム再生装置 |
| US08/797,850 US5986780A (en) | 1993-09-01 | 1997-02-10 | Hologram reconstructing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21756493A JP3412871B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | リアルタイムホログラム再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772425A JPH0772425A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3412871B2 true JP3412871B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=16706243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21756493A Expired - Fee Related JP3412871B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | リアルタイムホログラム再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5986780A (ja) |
| JP (1) | JP3412871B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2758003C1 (ru) * | 2021-01-13 | 2021-10-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Способ регистрации голографических изображений объектов |
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| DE102007024235B4 (de) * | 2007-05-21 | 2009-04-30 | Seereal Technologies S.A. | Holografisches Rekonstruktionssystem sowie -verfahren mit erweitertem Sichtbarkeitsbereich |
| US9304491B2 (en) * | 2012-11-26 | 2016-04-05 | Intel Corporation | Transparent holographic display with dynamic image control |
| KR102240270B1 (ko) * | 2014-07-21 | 2021-04-14 | 삼성전자주식회사 | 광 변환 모듈 및 광학 측정 시스템 |
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| US3583784A (en) * | 1970-06-17 | 1971-06-08 | Us Navy | Hologram manipulator |
| JPS5423540B2 (ja) * | 1973-03-14 | 1979-08-14 | ||
| US3891976A (en) * | 1974-01-14 | 1975-06-24 | Gte Laboratories Inc | Hologram memory with sequential data storage and beam angular relationship |
| NO138161C (no) * | 1975-06-03 | 1978-08-02 | Sentralinst For Ind Forskning | Fremgangsmaate til fremstilling av et syntetisk hologram |
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| US4256362A (en) * | 1978-01-31 | 1981-03-17 | Harris Corporation | Phase-insensitive hologram readout technique |
| EP0247055A1 (en) * | 1985-03-07 | 1987-12-02 | ROBINSON, Anthony John Benbow | Holographic analogue indicating means |
| US4807971A (en) * | 1986-11-28 | 1989-02-28 | Hideo Nurano | Optical decorative apparatus |
| US4795223A (en) * | 1987-01-06 | 1989-01-03 | Hughes Aircraft Company | Segmented 3-D hologram display |
| US4961625A (en) * | 1987-09-18 | 1990-10-09 | Flight Dynamics, Inc. | Automobile head-up display system with reflective aspheric surface |
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| US4889780A (en) * | 1988-03-14 | 1989-12-26 | Hughes Aircraft Company | Multiple exposure hologram for minimizing crosstalk |
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| US5384573A (en) * | 1990-10-29 | 1995-01-24 | Essex Corporation | Image synthesis using time sequential holography |
| US5109289A (en) * | 1990-11-23 | 1992-04-28 | Xerox Corporation | Holographic display with programmable area highlighting |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP21756493A patent/JP3412871B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-10 US US08/797,850 patent/US5986780A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| RU2758003C1 (ru) * | 2021-01-13 | 2021-10-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Способ регистрации голографических изображений объектов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772425A (ja) | 1995-03-17 |
| US5986780A (en) | 1999-11-16 |
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