JPH04226448A - 可変アキュイティ非直線投射システム - Google Patents

可変アキュイティ非直線投射システム

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JPH04226448A
JPH04226448A JP3101641A JP10164191A JPH04226448A JP H04226448 A JPH04226448 A JP H04226448A JP 3101641 A JP3101641 A JP 3101641A JP 10164191 A JP10164191 A JP 10164191A JP H04226448 A JPH04226448 A JP H04226448A
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objective
image
holographic recording
acuity
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JP3101641A
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David B Chang
デイビッド・ビー・チャング
Norton L Moise
ノートン・エル・モイス
I-Fu Shih
イ　−　フ・シー
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Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に画像投影技術、特
に非直線画像の投影技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】飛行トレーナおよびその他のコンピュー
タ制御シミュレータは現在コンピュータ生成ランドスコ
ープを横切って進む幻影を提供することができる。しか
しながら、このようなシミュレータは実際に実時間シミ
ュレーションで与えられることができる画像データの量
によって制限される。この制限はシミュレーションの視
界または与えられた画像の分解能のいずれかにおいて望
ましいものより低下することを強いる。最適なシミュレ
ーションディスプレイは１８０　°の視界および少なく
とも１分の角度分解能を有する必要がある。しかしなが
らこの目的は、このようなディスプレイがほぼ６千万個
の画像要素すなわち画素を必要とするため実現し難い。 １０００個のラインのテレビジョン画像は約５００，０
００　個の画素を生成する。したがって、最適なシミュ
レータディスプレイを生成するためにほぼ１００　個の
テレビジョンモニタに等しいものが必要とされる。この
ようなシステムの総費用は受容不可能であり、別の方法
が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】有望な方法の１つは人
間の視力の性質を利用する。眼は視角が眼の網膜の中心
軸から増加すると角度的分解能が減少するアキュイティ
（明瞭度）の領域に視界を分けている。同様にしてその
エッジに向かって画像に含まれる情報量を減少された、
すなわちディスプレイの中心からの画素の距離に比例し
て画像の画素数を減少された１８０　゜のコンピュータ
生成シミュレータディスプレイは、表示に必要な画素の
総数を著しく減少させることができる。人間の眼の可変
アキュイティと一致するこのような可変的分解能を有す
る１８０　゜のディスプレイは、ほぼ２００，０００　
個の画素を必要とするに過ぎない。この画素数は、１，
０００　ラインのＴＶまたは現在利用可能なコンピュー
タシステムによって容易に生成されることができる。こ
のような可変アキュイティディスプレイシステムはスク
リーン上への画像の適切な投射のための非直線レンズを
必要とする。このようなシステムに対する好ましいスク
リーンは半球体の形状であり、１８０　°の視界を提供
する。適切な非直線レンズの焦点距離は目のアキュイテ
ィと同じ機能を備えたフィールド角度により変化する。 このようなレンズは人間の視野を完全に支持するスクリ
ーン上に可変的な寸法の画素を投射する。投射された可
変的な寸法の画素は、観察領域の中心（光軸上）におい
て高い分解能を、並びに観察領域の中心から離れる（光
軸から離れる）ように移動する低い分解能を有する画像
を提供する。観察者の眼の網膜の中心軸と整列したシス
テムの光軸の高い分解能を維持するために、非直線レン
ズシステムは観察者の眼の動きと同期して２つの軸で機
械的に回転される。
【０００４】既存の可変アキュイティ非直線レンズは多
数の非球面レンズおよび簡単なレンズから構成される。 現在の非直線レンズを形成するために要求されるレンズ
の数およびタイプは高価で、製造し難く、比較的重い。 レンズが重くなると、それだけ投射された画像の視覚軸
と観察者の眼の網膜の中心軸との間の整列を維持するた
めにレンズを回転することが困難になる。
【０００５】レンズが軽量であって、形状が簡単で安価
に生成される改良された可変的なアキュイティ非直線シ
ステムおよびレンズが必要である。
【０００６】
【課題解決のための手段】本発明は、コンピュータ生成
視覚ディスプレイシステムで使用される可変アキュイテ
ィ非直線ホログラフ光素子（ＨＯＥ）を提供する。ＨＯ
Ｅは、１８０　°の視界にわたる人間の視覚アキュイテ
ィを完全に満足することができるシステムにより使用さ
れる。ＨＯＥはコンピュータ画像発生器と共に使用され
たときに、半球体スクリーンの内部に投射された画像に
おける歪みを生じさせるため、光バルブ面上の同じ大き
さであって等しく間隔を隔てられた画素がスクリーン上
で可変的な間隔を持つ異なる大きさの画素として投射さ
れる。画素寸法および間隔の変化は、実際の眺めが観察
者に与えられることができ、一方で生成され投射される
ために必要な最小のコンピュータデータで人間の視覚の
アキュイティの変化と一致させることができる。
【０００７】本発明はＨＯＥおよびＨＯＥを生成する装
置を使用する可変アキュイティ非直線投射システムを含
む。予め定められた視界を有する観察者による使用のた
めに設計された投射システムはコンピュータと、光バル
ブと、光バルブによって投射された画像を集束する手段
と、観察スクリーンと、およびスクリーン上における集
束された画像の非直線屈折のためのＨＯＥとを具備して
いる。
【０００８】コンピュータは多数の画素を有する画像を
生成するようにプログラムされている。各画素中の画像
の部分は画像の中心からの画素の距離に比例して予め定
められた量だけ増加される。光バルブはコンピュータに
接続され、コンピュータにより生成された画像を投射す
る。投射された画像は予め定められた断面を有する光線
の束に集束される。集束は、予め定められた量に光線束
を集束する正のレンズ、および所望の断面に集束された
光線束をコリメートする負のレンズによって行われる。 観察スクリーンは少なくとも半球体のセグメントを含み
、投射された画像を受信して反射する。ＨＯＥは負のレ
ンズとスクリーンとの間に配置される。ＨＯＥは予め定
められた量だけ各光線束を再指向して拡大し、その量は
画像の中心からの光線束の距離に比例して増加する。 投射された画像の各画素は同様に画像の中心からの距離
に比例して拡大される。
【０００９】さらに、システムは観察者の視界の中心と
整列した投射画像の中心を維持する手段を備えている。
【００１０】本発明の別の特徴はホログラフ記録媒体お
よび媒体に向かって導かれるレーザビームを使用するＨ
ＯＥを形成するための装置を含む。装置はレンズがビー
ムの断面を拡大するようにレーザビームの通路に配置さ
れた負のレンズを具備している。正のレンズは負のレン
ズから出たビーム通路に配置され、予め定められた寸法
にビームをコリメートする。ビーム分割器は、ビームの
一部分がビーム分割器を通過して基準ビームとしてホロ
グラフ記録媒体に向かって連続し、ビームの一部分が対
物ビームとしてホログラフ記録媒体に導かれるようにコ
リメートされたビームの通路に配置されている。ミラー
またはプリズムのような反射装置は、ビームが対物平面
とのビームの交差点における可変アキュイティ画像の１
画素に対応した直径を有する点に集束されるようにミラ
ーから反射したビームの通路に配置された第２の正のレ
ンズによってホログラフ記録媒体と実質的に一致したホ
ログラフ記録媒体上の点に向かって対物ビームを導入す
る。ビームは焦点から現れた後反転される。対物平面を
通過した後、ビームは予め定められた寸法の断面でホロ
グラフ記録媒体を入射される。この寸法はビームが予め
選択された量に集束される第３の正のレンズ、および予
め選択された断面にビームをコリメートする第２の負の
レンズによって制御される。
【００１１】ビーム分割器から出た基準ビームは、対物
ビームと実質的に同じ大きさの断面でホログラフ記録媒
体に入射する。この寸法は基準ビームの通路に配置され
、焦点にビームを集束し、ビームを反転する第４の正の
レンズによって制御される。第５の正のレンズはビーム
がホログラフ記録媒体上のビームの照射点で対物ビーム
と実質的に同じ断面に発散されるように焦点から出たビ
ームの通路に配置される。
【００１２】ビームの相互作用は、予め定められた量だ
けホログラフ媒体上に投射された画像の１画素を屈折す
る格子構造をホログラフ記録媒体上に形成する。ホログ
ラフ記録媒体上の多数の点において実質的に一致して対
物および基準ビームを入射する手段が設けられる。
【００１３】本発明の上記およびその他の利点および異
なる特徴は以下において詳細に説明され、特許請求の範
囲に示されている。
【００１４】
【実施例】本発明は、１８０　°の視界にわたる人間の
視力の変化と一致した画像を生成して投影するＨＯＥレ
ンズおよびシステムを提供する。このようなシステムは
図１に示されている。コンピュータ１０は半球状の観察
スクリーン１２上に表示される画像を生成するようにプ
ログラムされる。スクリーンは観察ドームの内部または
半球体の所望の部分を含む。コンピュータ１０は画素か
ら構成される画像を生成するようにプログラムされる。 画素は均一な形状および寸法であり、それぞれ固定され
た量の視覚情報を含んでいる。各画素内の視覚情報によ
って表される各画像の部分は画像の中心から画素の距離
と共に比例的に増加する。したがって、コンピュータに
よって生成された画像はその中心においてノーマルであ
り、そのエッジの向かって圧縮される。システムの素子
の残の機能は、観察者２０によって観察された最終的な
画像がノーマルに現れるように適切な量で圧縮された画
素を表示し膨脹させることである。各画素内に含まれる
視覚情報の量は固定される。したがって、ディスプレイ
された画像の中心における分解能はノーマルであり、そ
のエッジに向かって減少する。
【００１５】画像は光バルブ１４、レンズ群１６および
可変アキュイティ非直線ホログラフ光学素子（ＨＯＥ）
１８によって投影される。光バルブはコンピュータ生成
画像を受信し、レンズ群にそれを投影する。レンズ群は
ＨＯＥに投射するコリメートされた光線束に投影された
画像を形成する。ＨＯＥは光線束を湾曲させ、それらの
方向を再設定してそれらがスクリーン１２に進んだとき
にそれらを拡大させる。ＨＯＥによって行われる再方向
変化および拡大の量は、各光線束がＨＯＥを照射する中
心からの距離に比例して予め定められた量だけ増加する
。光線束は観察者２０によって見られる画像を形成する
ようにスクリーン１２から集中的に反射される。
【００１６】システムの機能は、表示され光バルブ１４
によって投影された２つの画素Ａ，Ｂに対して示される
。 光バルブの投射面上の画素の画像は、結果的に画素Ａお
よびＢによってそれぞれ生成される第１および第２の光
線束２４および２６を生成すると考えられる。光線束２
４および２６は、予め定められた断面積を有する光のコ
リメートされたビームに減少する。コリメートされた光
のビームは、スクリーンに向かってビームを屈折するＨ
ＯＥ１８を照射する。画素Ａは光バルブの中心に位置さ
れ、したがって第１のビーム２８は最小に屈折されて比
較的小さい寸法を有するスクリーン１２´上に形成され
る画素Ａ´になる。画素Ｂは光バルブの１エッジの方向
に配置され、したがって第２のビーム３０が比較的大き
い寸法を有するスクリーン上の画素Ｂ´を生成するよう
にかなり大きく屈折され拡大される。
【００１７】画素Ａ´に含まれる視覚情報の合計量は画
素Ｂ´と同じであり、画素Ａ´中の画像は画素Ｂ´中の
画像より高い分解能を有するように観察者に現れる。し
かしながら、観察者の目の網膜の中心軸がＡ´に向かっ
て導かれる限り、画素Ｂ´中の画像の減少した分解能は
観察者の減じた視力により適合され、Ｂ´の減少した分
解能を認識不可能にする。手段３２は観察者の目の網膜
の中心軸と整列した投影された画像の最高の分解能部分
を維持するように設けられている。手段３２は観察者の
視界の方向を感知し、この整列を維持するように必要に
応じて光バルブ１４、レンズ群１６およびＨＯＥ１８を
回転させる。
【００１８】レンズ群１６は図２に詳細に示されている
。 レンズ群は正のレンズまたはレンズ群３４および負のレ
ンズまたはレンズ群３６を含む。正のレンズ３４は、光
バルブ１４の投影面２２から放射された光線３８を集束
する。負のレンズ３６は光線が予め定められた断面を有
する位置で集束光線３８の通路に配置される。負のレン
ズ３６はこの断面４０に光線をコリメートする。例えば
、投影面２２上の画素Ｃから投影する発散光線束３８の
相対的な部分は正のレンズ３４を照射する。正のレンズ
を通過した後、光線束は集束する。集束した光線束の断
面が所望されるものである位置において、負のレンズ３
６は所望の断面を有するコリメートされたビーム４０と
してＨＯＥ１８に向かって光線束を屈折する。コリメー
トされたビームは中心線４２と反対側でＨＯＥを照射す
る距離に基づいて予め定められた量だけビームを屈折し
拡大するＨＯＥを照射する。ＨＯＥ、光バルブ１４、正
のレンズ３４および負のレンズ３６は全て共通の中心線
４２と整列していることが好ましい。したがってビーム
はスクリーン１２を照射し、投射された画像全体の部分
Ｅとして反射される。
【００１９】画素が光バルブ１４の中心線４２からさら
に離れて投影されるときには、結果的にコリメートされ
たビームはＨＯＥの中心線から比例的にさらに離れてＨ
ＯＥを照射し、ＨＯＥは観察スクリーンの中心線４２か
ら比例的に大きい量だけ離れてコリメートされたビーム
を屈折する。ＨＯＥは同様にして比例的に大きい量だけ
コリメートされたビームを付加的に拡大する。
【００２０】本発明はシミュレートされたパイロットの
位置を含むのに必要な装置を付加された飛行シミュレー
タとして使用されることができ、適切なソフトウェアは
コンピュータがシミュレートされた飛行体のコックピッ
トからの視界を表す飛行画像を生成することを可能にす
る。別のシミュレーションは、シミュレートされる活動
と関連した画像を生成するように適切なシミュレートさ
れたオペレータスステーションおよびソフトウェアを提
供することによって実現される。
【００２１】本発明の別の特徴はＨＯＥを形成する装置
を提供する。図３を参照すると、装置は対物平面６２の
非直線的な投射のためにホログラフ光要素を記録するた
めに設計された光学装置を含んでいる。対物平面は可変
アキュイティ画像を表す均一な画素を含む。示された実
施例に対して、対物平面は円形であり、記録されるべき
ＨＯＥの対称軸４２に対応した対称の中心軸を有する。 光学装置はレーザ源４４、レーザビームを拡散する第１
の負のレンズ４８、レーザビームをコリメートする第１
の正のレンズ５０、基準ビーム５４および対物ビーム５
６を形成するようにコリメートされたビームに挿入され
るビーム分割器５２を具備している。半透明銀めっきミ
ラーまたは別の適切な部分的に透過性で部分的に反射性
の装置を含むビーム分割器５２はビームを分割するよう
にコリメートされたビーム５１中に配置される。
【００２２】対物ビームは適切な反射手段５８によって
第２の正のレンズ６０に導入される。レンズ６０は、反
転された拡大した対物ビームが対物平面とビームの交差
点で１画素の直径を有するように対物ビームを集束する
ように位置される。ビームの画素位置は対物平面の対称
軸からのずれによって決定される。対物ビームはコリメ
ートされたペンシル状の対物ビーム５６´を生成するよ
うに正のレンズ群６４および負のレンズ群６６を通過さ
せられる。この実施例において、対物ビーム光学系のレ
ンズ６０、６４および６６はコリメートされたペンシル
状対物ビームが対物平面の対称軸からの対物平面におけ
る画素の距離に対応した対称軸からの距離でＨＯＥ記録
媒体４６を照射するように配向される。
【００２３】基準ビーム５４は集束するために正のレン
ズ６８を通過する。レンズ６８の焦点から現れる反転さ
れた基準ビームは正のレンズ７０を通過する。レンズ７
０は、コリメートされたペンシル状対物ビームとほぼ一
致してＨＯＥ記録媒体上に投射した少し発散したビーム
５４´を提供するように基準ビームに作用する制御可能
な光学素子である。この実施例において、レンズ７０は
正のレンズである。
【００２４】基準光学系の光軸に沿ってレンズ７０の位
置を調節することによって、適切なビーム発散が行われ
ることができる。レンズ７０は、ＨＯＥ記録媒体に照射
した基準ビーム５４´の直径が対物ビーム５６´の直径
に等しいように基準ビームの焦点に関して位置される。 一実施例において、これはレンズ６８とレンズ７０との
間の距離を一定に保ち、一方ＨＯＥ記録媒体上で少し発
散した基準ビーム５４´およびコリメートされたペンシ
ル状対物ビームの等しいビーム直径を得るために光軸に
沿ってレンズ６８およびレンズ７０の位置を調節するこ
とによって実現される。基準ビーム５４´の発散角度は
、対物ビームによって表される画素の対物平面の対称軸
からの距離に比例するようにレンズ７０によって制御さ
れる。
【００２５】所定の角度で投射されたビームを生じるよ
うな基準ビーム光学系と対物ビーム光学系との間の角度
的な関係はホログラフ記録技術において良く知られてい
る。基準ビームの発散は結果的に投射されたビームの発
散になる。
【００２６】２つのビームの断面は実質的に同じ寸法で
あり、予め定められた時間の長さだけ同時に記録媒体上
に照射される。記録媒体４６はビームによって露出され
、媒体上に格子構造を生成する。媒体の現像後、ビーム
によって露出された領域は、本発明の可変アキュイティ
非直線投射システムにより使用されたときに可変アキュ
イティ画像の１画素を屈折し、予め定められた量だけ画
素を再指向して拡大する。
【００２７】対物および基準ビームが実質的に一致して
照射する記録媒体４６上の位置を変化することによって
、媒体上の多数の点が露出される。現像後の、記録媒体
によって所望される屈折量は媒体の中心線７２から等し
い距離に対して同じなので、光学系の特定の設定はその
中心線に関して媒体を回転することによって媒体上のリ
ング形状の領域を露出するために使用される。この方法
によって実質的にすべての記録媒体を露出するために必
要な光学系の整列の合計数は著しく減少される。
【００２８】記録媒体４６が完全に露出された後、それ
は技術的に良く知られた方法によって現像される。使用
される記録媒体材料、各露出のための時間長および図３
に示された光学系を設定および変更するための技術はま
た技術的に良く知られており、標準的な構成が上記の光
学系により本発明のＨＯＥを生成するために使用される
ことができる。
【００２９】本発明の上記の説明から、当業者は特有の
要求または条件を満足するために本発明の説明された種
々の素子の変更および修正を容易に行うであろう。この
ような変更および修正は、特許請求の範囲に示された本
発明の技術的範囲を逸脱することなく行われるであろう
。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの光線束の投影路を示す、本発明の特徴を
有する可変アキュイティ非直線投影システムのブロック
図。
【図２】レンズ群および可変アキュイティ非直線レンズ
を通る単一の光線束の通路を表す図１に示されたシステ
ムの概略図。
【図３】装置が図１に示された可変アキュイティ非直線
レンズを生成するために使用される本発明の装置の概略
図。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　可変アキュイティ非直線画像を生成お
    よび投影する手段と、予め定められた断面を有する光線
    の束に投影された画像を集束する手段と、観察スクリー
    ンと、可変アキュイティ非直線画像が生成されるように
    集束手段からの光線束を観察スクリーンに非直線的に屈
    折する透過ホログラフ光学素子と、観察者の視界の中心
    と整列した画像の中心を維持する手段とを具備している
    ことを特徴とする予め定められた視界を有する観察者に
    よって使用される可変アキュイティ非直線投影システム
    。
  2. 【請求項２】　　画像を生成する手段は、各画素に含ま
    れる画像の全体的部分が画像の中心からの画素の距離に
    比例して予め定められた量だけ増加する、多数の画素か
    ら構成される画像を生成するようにプログラムされてい
    るコンピュータと、コンピュータの生成した画像を投影
    するようにコンピュータに接続された光バルブとを具備
    している請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】　　画像を集束する手段は、予め定められ
    た量の光線束を集束する正レンズと、正レンズから予め
    定められた寸法の断面に集束された光線束をコリメート
    する負レンズとを具備している請求項１記載のシステム
    。
  4. 【請求項４】　　透過ホログラフ光学素子は画像の中心
    からの光線束の距離に比例して増加する予め定められた
    量だけ集束手段から受信された各光線束を再指向して拡
    大する請求項１記載のシステム。
  5. 【請求項５】　　基準ビームおよび対物ビームにコヒー
    レントな光ビームをコリメートし分割する手段と、実質
    的に基準ビームと一致するホログラフ記録媒体上の点に
    向かって対物ビームを導く手段と、対物平面中の点が可
    変アキュイティ画像の１画素を表わす、ビーム分割手段
    とホログラフ記録媒体との間に配置された対物平面内の
    焦点に対物ビームを集束する手段と、対物平面を通過し
    た後、予め定められた寸法の断面を有し予め定められた
    長さの時間の間対物ビームをホログラフ記録媒体に投射
    させる手段と、基準ビームが実質的に対物ビームと一致
    し、対物ビームと実質的に同じ寸法の断面を有し、それ
    によって記録媒体を露出し、予め定められた量だけホロ
    グラフ記録媒体上に投影された可変アキュイティ画像の
    １画素を屈折する媒体上に格子構造を生成する、基準ビ
    ームを発散させ予め定められた長さの時間の間ホログラ
    フ記録媒体に投射させる手段と、それぞれ予め定められ
    た長さの時間の間ホログラフ記録媒体上の多数の点に実
    質的に一致した対物および基準ビームを投影し、それに
    よって記録媒体の実質的な部分を露出する手段とを具備
    していることを特徴とするコヒーレントな光ビームを生
    成する光源および可変アキュイティ非直線投影システム
    非直線ホログラフ光学素子を生成するために媒体を露出
    するホログラフ記録媒体を使用する装置。
  6. 【請求項６】　　対物ビームおよび基準ビームにコヒー
    レントな光をコリメートし分割する手段は、レンズがビ
    ームを発散するようにコヒーレントな光ビームの通路に
    配置された第１の負のレンズと、予め定められた断面に
    ビームをコリメートするように第１の負のレンズから生
    じた発散したビームの通路に配置された第１の正のレン
    ズと、ビームの１部分がビーム分割器を通過し、１部分
    がビーム分割器の表面から反射されるようにコリメート
    されたビームの通路に配置されたビーム分割器とを具備
    している請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】　　基準ビームと実質的に一致するホログ
    ラフ記録媒体上の点に向かって対物ビームを導く手段は
    反射装置である請求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】　　対物平面内の焦点に対物ビームを集束
    する手段は、ビームが対物平面とのビームの交差点にお
    いて可変アキュイティ画像の１画素に対応した直径を有
    する焦点に集束するようにビームの通路に配置された第
    ２の正のレンズを具備し、ビームは焦点から出た後反転
    される請求項５記載の装置。
  9. 【請求項９】　　対物ビームを記録媒体上に投影させる
    手段は、ビームが予め定められた量だけ発散されるよう
    に対物平面を通って延在するビームの通路に配置された
    第３の正のレンズと、予め定められた断面にビームをコ
    リメートする第３の正のレンズから生じたビームの通路
    に配置された第２の負のレンズとを具備している請求項
    ５記載の装置。
  10. 【請求項１０】　　基準ビームを発散させ、ホログラフ
    記録媒体上に投影させる手段は、ビームが焦点に集束し
    、焦点から現れた後反転されるように基準ビームの通路
    に配置された第４の正のレンズと、媒体の中心軸に関し
    て記録媒体上の対物ビームの位置に比例した角度でビー
    ムを発散させるように焦点から現れたビームの通路に配
    置された第５の正のレンズとを具備し、第４および第５
    の正のレンズは基準ビームがホログラフ記録媒体上に投
    射した対物ビームと実質的に同じ断面を有するように位
    置されている請求項５記載の装置。
  11. 【請求項１１】　　基準ビームおよび対物ビームにコヒ
    ーレントな光ビームをコリメートし分割し、ホログラフ
    記録媒体上の点に向かって対物ビームを導き、対物平面
    中の焦点が可変アキュイティ画像の１画素を表わす、ビ
    ーム分割手段とホログラフ記録媒体との間に配置された
    対物平面内の焦点に対物ビームを集束し、対物平面を通
    過した後予め定められた長さの時間の間予め定められた
    寸法の断面で対物ビームをホログラフ記録媒体に投射さ
    せ、基準ビームを発散させ予め定められた長さの時間の
    間対物ビームと実質的に同じ寸法の断面でホログラフ記
    録媒体に投射させ、それによって記録媒体を露出し、予
    め定められた量だけホログラフ記録媒体上に投影された
    可変アキュイティ画像の１画素を屈折する格子構造を媒
    体上に生成し、それぞれ予め定められた長さの時間の間
    ホログラフ記録媒体上の多数の点に実質的に一致した対
    物および基準ビームを投影し、それによって記録媒体の
    実質的な部分を露出し、ホログラフ記録媒体を現像する
    ことを特徴とするコヒーレントな光ビームを生成する光
    源および可変アキュイティ非直線ホログラフ光素子を生
    成するホログラフ記録媒体を使用する方法。
  12. 【請求項１２】　　基準ビームの発散はホログラフ媒体
    の中心軸からの距離に比例する請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】　　パイロットの位置と、パイロットの
    位置からの視野をシミュレートするように可変アキュイ
    ティ非直線画像を生成し投影する手段と、予め定められ
    た断面を有する光線の束に投影された画像を集束する手
    段と、観察スクリーンと、集束手段から観察スクリーン
    に光線束を非直線的に屈折する透過ホログラフ光学素子
    とを具備している飛行シミュレータ用可変アキュイティ
    非直線観察システム。
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5253049A (en) * 1992-02-24 1993-10-12 Hughes Training, Inc. Tunnel vision video display system
US5355188A (en) * 1993-09-09 1994-10-11 In Focus Systems, Inc. Method and apparatus for distortion correction in optical projectors
US6501853B1 (en) 1994-06-27 2002-12-31 International Business Machines Corporation Apparatus and method for processing video data
US5762413A (en) * 1996-01-29 1998-06-09 Alternate Realities Corporation Tiltable hemispherical optical projection systems and methods having constant angular separation of projected pixels
US6231189B1 (en) * 1996-01-29 2001-05-15 Elumens Corporation Dual polarization optical projection systems and methods
US5724775A (en) * 1996-01-29 1998-03-10 Alternate Realities Corporation Multi-pieced, portable projection dome and method of assembling the same
GB9602401D0 (en) * 1996-02-07 1996-04-03 Seos Displays Ltd A visual display system a large field of view
WO1997035223A1 (en) 1996-03-15 1997-09-25 Retinal Display Cayman Limited Method of and apparatus for viewing an image
JPH10123550A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示システム
WO1998025179A2 (en) * 1996-12-03 1998-06-11 Alternate Realities Corporation Optical projection systems and methods having an image relay adapter
US6259378B1 (en) 1997-09-22 2001-07-10 Sandel Avionics Display system for airplane cockpit or other vehicle
WO2000007066A1 (en) 1998-07-29 2000-02-10 Digilens, Inc. In-line infinity display system employing one or more switchable holographic optical elements
AU6143199A (en) * 1998-09-14 2000-04-03 Digilens Inc. Holographic illumination system and holographic projection system
US6421109B1 (en) 1998-10-16 2002-07-16 Digilens, Inc. Method and system for display resolution multiplication
US6339486B1 (en) 1998-10-16 2002-01-15 Digilens, Inc. Holographic technique for illumination of image displays using ambient illumination
US6678078B1 (en) 1999-01-07 2004-01-13 Digilens, Inc. Optical filter employing holographic optical elements and image generating system incorporating the optical filter
US6504629B1 (en) 1999-03-23 2003-01-07 Digilens, Inc. Method and apparatus for illuminating a display
US6507419B1 (en) 1999-03-23 2003-01-14 Digilens, Inc. Illumination system using optical feedback
FI114244B (fi) 1999-05-11 2004-09-15 Teknillinen Korkeakoulu Kamerajärjestelmä ja näyttölaite
WO2001011895A1 (en) 1999-08-04 2001-02-15 Digilens, Inc. Apparatus for producing a three-dimensional image
US6698900B1 (en) * 1999-09-21 2004-03-02 Audio Visual Imagineering, Inc. Reverse projection system for moving imagery
US6424437B1 (en) 2000-10-10 2002-07-23 Digilens, Inc. Projection display employing switchable holographic optical elements
US6603397B2 (en) 2001-03-14 2003-08-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Control of emissions by devices in sensitive environments
US7091929B2 (en) * 2001-03-16 2006-08-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for displaying images
US7081870B2 (en) 2001-05-09 2006-07-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Wearable display and method of displaying images using a wearable display
US7071897B2 (en) * 2001-07-18 2006-07-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Immersive augmentation for display systems
US20030067774A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-10 Nanovia, L.P. Illumination systems and methods employing diffractive holographic optical elements
RU2220514C2 (ru) * 2002-01-25 2003-12-27 Андрейко Александр Иванович Способ интерактивного телевидения, использующий фовеационные свойства глаз индивидуальных и групповых пользователей и защищающий видеоинформацию от несанкционированного доступа, распространения и использования
US6814578B2 (en) * 2002-04-11 2004-11-09 The Boeing Company Visual display system and method for displaying images utilizing a holographic collimator
US7495638B2 (en) * 2003-05-13 2009-02-24 Research Triangle Institute Visual display with increased field of view
EP1703500A1 (en) 2005-03-14 2006-09-20 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Data page pixel shaping for holographic recording
EP1703501B1 (en) * 2005-03-14 2011-10-19 Thomson Licensing Data page pixel shaping for holographic recording
JP4926476B2 (ja) * 2006-01-11 2012-05-09 コニカミノルタプラネタリウム株式会社 デジタル式プラネタリウム装置
US20090016571A1 (en) * 2007-03-30 2009-01-15 Louis Tijerina Blur display for automotive night vision systems with enhanced form perception from low-resolution camera images
JP6187141B2 (ja) * 2013-10-22 2017-08-30 株式会社Ｊｖｃケンウッド 画像表示装置及び非平面型スクリーン
US10664049B2 (en) 2016-12-09 2020-05-26 Nvidia Corporation Systems and methods for gaze tracking

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4827695B1 (ja) * 1968-03-21 1973-08-24
FR2036871A1 (ja) * 1969-04-11 1970-12-31 Philips Massiot Mat Medic
US3628847A (en) * 1969-09-05 1971-12-21 Rca Corp Hologram memory
US3656121A (en) * 1969-10-15 1972-04-11 Rca Corp Electrically and optically accessible memory
US3600056A (en) * 1969-11-24 1971-08-17 Ibm Recording and replication of arrays of holograms
US3744871A (en) * 1970-02-25 1973-07-10 Hitachi Ltd Holographic memory system for recording digital information
US3767285A (en) * 1972-07-28 1973-10-23 Rca Corp Enhanced readout of stored holograms
GB2009960A (en) * 1977-12-09 1979-06-20 Hughes Aircraft Co Distortion corrected holographic optical elements
US4152766A (en) * 1978-02-08 1979-05-01 The Singer Company Variable resolution for real-time simulation of a polygon face object system
US4297723A (en) * 1980-01-28 1981-10-27 The Singer Company Wide angle laser display system
US4479784A (en) * 1981-03-03 1984-10-30 The Singer Company Eye line-of-sight responsive wide angle visual system
US4500163A (en) * 1981-07-29 1985-02-19 The Singer Company Holographic projection screen
US4634384A (en) * 1984-02-02 1987-01-06 General Electric Company Head and/or eye tracked optically blended display system
US4818045A (en) * 1987-12-29 1989-04-04 Kaiser Optical Systems Holographic optical element having periphery with gradually decreasing diffraction efficiency and method of construction
US4810047A (en) * 1988-02-16 1989-03-07 Grumman Aerospace Corporation In-line holographic lens arrangement
US4988151A (en) * 1989-08-31 1991-01-29 Hughes Aircraft Company Method for making edge faded holograms
US4978182A (en) * 1989-10-23 1990-12-18 Kaiser Optical Systems Laser protection visor with ellipsoidal geometry

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