JPH11242120A - 要素ホログラムパネル及び該要素ホログラムパネルを用いた再生像生成装置 - Google Patents

要素ホログラムパネル及び該要素ホログラムパネルを用いた再生像生成装置

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JPH11242120A
JPH11242120A JP10043385A JP4338598A JPH11242120A JP H11242120 A JPH11242120 A JP H11242120A JP 10043385 A JP10043385 A JP 10043385A JP 4338598 A JP4338598 A JP 4338598A JP H11242120 A JPH11242120 A JP H11242120A
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JP
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element hologram
panel
hologram
image
holograms
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JP10043385A
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English (en)
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Takeshi Inoue
剛 井上
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パネルの面積あたりの再生(表示)点像の数
を多くするとともに、再生(表示)点像のぼけを小さく
した高密度の要素ホログラムパネル及び該パネルを用い
た再生像生成装置を提供する。 【解決手段】 要素ホログラムパネルは一つの要素の大
きさが直交方向それぞれにX(12)、Y(13)の要
素ホログラムの集合体とし、各要素ホログラムが重なり
Ox(14)、Oy(15)の分重なり領域を共有して
配置するよう構成される。こうすることで、面積あたり
の表示点像を増やすことができ、隣り合う要素ホログラ
ムと重なる場所についてもレーザ光を照射し、そこでは
別個の点像が生成され、要素ホログラム全て或いは選択
された要素ホログラムから生成される点像により3次元
像が再生され、また、制御方法により動画の表示を可能
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単位要素をなす小
さなホログラム(要素ホログラム)を密集させて構成さ
れる要素ホログラムパネルに関し、より詳細には、3次
元物体を表示する3次元物体等の表示装置に用いられ、
要素ホログラムパネルを構成する複数の要素ホログラム
により3次元物体等を表示するための当該要素ホログラ
ムパネル及びそれを作成するために用いる要素ホログラ
ムの記録方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の要素ホログラムパネルに関する
従来の技術についての一例を、特開平9−222513
号公報の開示に示すことができる。この従来例に示され
る要素ホログラムパネルの構成は、図5に示されるよう
に3次元の空間上に作られる複数の点像52により3次
元の表示を得るために小さなホログラム(要素ホログラ
ム)51を用いるが、点像52の1つを生成するための
要素ホログラムはパネルの広い範囲に分散させて配置す
ることにより、データ量を削減し、かつ視域の広い点像
を生成すべくホログラムが作成されており、その再生を
行うようにしたものである。そして、ある点像のデータ
を記録していない部分には、他の点像のデータを記録す
ることにより、多数の点像を要素ホログラムとして1枚
のパネルに記録する。
【0003】このように、要素ホログラムパネルには多
数の点像を再生し得るホログラムが記録されているので
要素ホログラムパネルの中から必要な要素ホログラムを
選択し、選択した要素ホログラムに光を照射することに
よって点像の表示を制御し得、多数の点像で構成された
3次元画像の表示が可能となる。点像の表示の制御方法
として、更に、光照射を時間的に変化させるようにする
と、3次元動画像の表示も可能である。
【0004】図6は、レーザ光を走査させることによ
り、3次元画像を表示する方法を説明する概略図であ
る。この方法では、上述の要素ホログラムパネルから再
生像を生成するために該パネルの要素ホログラムに、ま
ず、表示したい3次元画像データ67を用意し、データ
に基づき制御コンピュータ66により変調器63および
XY偏向器64を制御し、制御された光強度のレーザ光
65をラスタスキャンにより要素ホログラムのスクリー
ンパネル69上の、3次元画像を構成する点像に対応す
る位置の要素ホログラムに照射する。この場合、レーザ
光65の走査速度が十分に高速であれば、3次元動画像
が表示できる。
【0005】また、図6に示されるレーザ光の照射光学
系に代わるものとして干渉性を有する光線を発生させる
光源と該光源から発した光線のビーム径を拡大する光学
系と、該光学系により拡大されたビームの光路に配置さ
れる透過率の制御可能な液晶空間光変調器とにより構成
し、この照射光学系で発した光により要素ホログラムパ
ネルにおける3次元画像を構成する点像に対応する要素
ホログラムを選択的に照射することにより3次元動画像
が表示できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにして用い
られる従来の要素ホログラムパネルにおいて、点像の数
は要素ホログラム数に依存するので、一定の面積のパネ
ルによって表示点像を増やすためには、単位をなす要素
ホログラムの大きさを小さくしなければならなかった。
しかしながら、要素ホログラムの大きさを小さくするこ
とによって表示点像のぼけがひどくなってしまうという
問題が生じてしまう。本発明は、こうした従来技術にお
ける問題点に鑑みてなされたもので、パネルの面積あた
りの再生(表示)点像の数を多くし、再生(表示)点像
のぼけを小さくした高密度の要素ホログラムパネル及び
該要素ホログラムパネルを用いた再生像生成装置を提供
することをその解決すべき課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、変調
・制御される光の照射域に応じた大きさを要素の大きさ
の単位とし、再生しようとする画像に関する個別の画像
データに基づいて作成された要素ホログラムの複数個を
集合させて形成した要素ホログラムパネルにおいて、前
記要素ホログラムパネルを形成する要素ホログラムの領
域の一部と隣り合う要素ホログラムの領域の一部とを両
者間で共有することを特徴とし、この発明によれば、各
要素ホログラムの一部が隣り合う要素ホログラムの一部
と重なり合う(共有する)ように配置され、実質的に要
素ホログラムの領域が広がるので、表示点像がぼけるこ
となくかつ連続に見え、かつ多くの表示点像をもつ要素
ホログラムパネルを構成することができるようにしたも
のである。
【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記要素ホログラムの各々を一定の大きさとすると
ともに、各々に前記両者間で共有する領域を設けたこと
を特徴としたものである。
【0009】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記要素ホログラムは、1の要素ホログラム
に複数の画素を生成するための画像データに基づいて作
成されたホログラムを配置することを特徴とし、この発
明によれば、各要素ホログラムの一部が隣り合う要素ホ
ログラムの一部と重なり合うように配置されている要素
ホログラムパネルにおいて、点像を表示する際、要素ホ
ログラムの一部が隣り合う要素ホログラムと重なってい
ても、重なる部分から再生される像はそれぞれ別個に1
点ずつ表示することができ、表示点像がぼけることなく
かつ連続に見え、かつ多くの表示点像をもつ要素ホログ
ラムパネルを構成することができるようにしたものであ
る。
【0010】請求項4の発明は、請求項1ないし3のい
ずれか1の発明において、前記要素ホログラムに再生し
ようとする画像を3次元とすることに対応して作成した
要素ホログラムを用いることを特徴としたものである。
【0011】請求項5の発明は、請求項1ないし4のい
ずれか1の発明において、変調・制御される光のビーム
走査手段とを備え、該ビーム走査手段により要素ホログ
ラムパネルにおける要素ホログラムの選択・照射を行う
ことにより、再生像を生成することを特徴とし、この発
明によれば、各要素ホログラムの一部が隣り合う要素ホ
ログラムの一部と重なり合うように配置されている要素
ホログラムパネルを、光走査により点像を表示する際、
点像を表示する要素ホログラム全て、すなわち、隣り合
う要素ホログラムと重なる場所についてもレーザ光を照
射し、点像を表示することにより、表示点像がぼけるこ
となくかつ連続に見え、かつ多くの表示点像をもつ要素
ホログラムパネルを構成することができるようにしたも
のである。
【0012】請求項6の発明は、請求項1ないし4のい
ずれか1の発明において、制御される光源光と、該光源
光を変調する液晶空間光変調器とを備え、該液晶空間光
変調器により要素ホログラムパネルにおける要素ホログ
ラムの選択・照射を行うことにより、再生像を生成する
ことを特徴とし、この発明によれば、各要素ホログラム
の一部が隣り合う要素ホログラムの一部と重なり合うよ
うに配置されている要素ホログラムパネルを、液晶空間
光変調器により点像を表示する際、点像を表示する要素
ホログラムを全て、すなわち、隣り合う要素ホログラム
と重なる場所についても光を照射し、点像を表示するこ
とにより、表示点像がぼけることなくかつ連続に見え、
かつ多くの表示点像をもつ要素ホログラムパネルを構成
することができるようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。図1は、本発明による要素ホログ
ラムパネルの実施形態を示す概略図である。まず、本実
施形態の要素ホログラムパネルの構成について説明す
る。本発明による要素ホログラムパネルの一部を示す。
ここでは、一つの要素の大きさが直交方向それぞれにX
(図1の12で示す)、大きさY(図1の13で示す)
の要素ホログラムの集合体とし、さらに各要素ホログラ
ムが重なりOx(図1の14で示す)、重なりOy(図
1の15で示す)の分重なって配置されるよう構成され
る。
【0014】次いで、この要素ホログラムパネルにより
点像を3次元で表示する動作の原理を説明する。図2
は、要素ホログラムによる点像の表示原理を異なる三つ
の形態をとる場合について説明するための概念図を示す
ものである。図2中の(A)に1つの点像21をホログ
ラム22で表示する場合を示す。このホログラム22に
は、再生時に点像21を生成するための波面のデータが
ホログラムの全面に書き込まれている。ここでは、その
データはかなり冗長度をもって記録されているので、デ
ータ量を削減するためには、図2の(B)に示すよう
に、このホログラム22の一部分24を使っても、部分
24によって再生される点像23を表示することができ
る。ただし、図2の(B)の場合には、点像23を見る
ことができる範囲(視域)が狭くなってしまう。
【0015】そこで、図2の(C)に示すように、小さ
なホログラム26(要素ホログラムの単位で構成され
る)を広い範囲に分散させれば、データ量を削減し、か
つ視域の広い点像25を再生できる。そして、この点像
25を生成するためのデータを記録していない部分に
は、他の点像のデータを記録する。このようにして、再
生時に多数の点像を生成するための要素ホログラムを組
み合せて1枚のパネルに記録し、再生しようとする点像
に対応して必要となる要素ホログラムを選択し、レーザ
光を照射することで、多数の点像で構成された3次元画
像の表示が可能となる。さらに、点像を生成するために
選択する要素ホログラムへのレーザ光照射を時間的に変
化させれば、3次元動画像の表示も可能である。
【0016】ここで、同一点像の表示像が連続に見える
ためのこの同一点像を表示する要素ホログラムのピッチ
について、図3により説明する。図3において、同一点
像31を表示する要素ホログラムパネル30に形成され
ている要素ホログラム33からの光34が瞳35に常に
同時に入るように要素ホログラム33のピッチ32を決
定することにより表示点像が連続に見えるようになる。
【0017】ここで、図3に示す点像31が連続で見え
る要素ホログラムのピッチP(32)を3mmとし、要
素ホログラム33の大きさXを100μm、Yを100
μmとすると、要素ホログラムを重ねずに配置した場
合、ピッチPを一辺とする正方形の面積内に含まれる数
は、式(1)から、
【0018】
【数1】
【0019】となり、900個の表示点像分の要素ホロ
グラムを配置できるが、表示点像を更に増やそうとする
と、要素ホログラムを小さくしなければならない。しか
し、要素ホログラムを小さくすると、表示点像のぼけが
ひどくなる。これは、点像を生成する回折光の広がりと
ホログラムの大きさとの関係を表わす。式(2)(回折
近似)からも明らかである。
【0020】
【数2】
【0021】そこで、同一点像が連続で見える配置をと
るために必要とされる要素ホログラムのピッチP(3
2)と各要素ホログラムの大きさX,Yをそのまま、す
なわち、要素ホログラムのピッチP(32)を3mm、
要素ホログラムの大きさを100μm、Yを100μ
m、各要素ホログラムの重なりOxを20μm、Oyを
20μmとすると、かかる要素ホログラムパネルの有効
面積内に含まれる点像(要素ホログラム)数は、式
(3)から、
【0022】
【数3】
【0023】となり、1369個の表示点増分の要素ホ
ログラムを配置できる。このようにすることで、表示点
像を増やすことができる。
【0024】ここで、従来例として示した図6の方法を
用いて、レーザ光を走査して3次元画像を表示するよう
にした場合、重なり合う要素ホログラムの集合体として
構成されるこの要素ホログラムパネル上に存在する対応
する点像を表示する要素ホログラム全て、すなわち、隣
り合う要素ホログラムと重なる場所についてもレーザ光
を照射し点像を表示する。
【0025】また、液晶空間光変調器を使用する場合に
おいても、対応する点像を表示する要素ホログラム全
て、すなわち、隣り合う要素ホログラムと重なる場所に
ついても光を照射し点像を表示する。この液晶空間光変
調器を使用する場合の実施例について説明する。図4
は、図1と同様に重なりをもつ要素ホログラムをパネル
化した場合の要素ホログラムと液晶画素の関係を説明す
るための概略図である。図4において、要素ホログラム
パネルの一部41が示されているが、ここでは、重なり
部分をもつ1つの要素ホログラムがX方向の大きさ42
とY方向の大きさ43をもつ。そして、液晶空間光変調
器としての液晶画素44は、重なり部分を含め複数の液
晶画素が図4に示すような配置をとっているので、この
ような場合に、1つの要素ホログラムを構成する重なり
部分と専用部分を含む全てを複数の液晶画素44により
選択することになる。
【0026】
【発明の効果】請求項1,2に対応する効果:各要素ホ
ログラムの一部と隣り合う要素ホログラムの一部とを両
者で共有する(重なり合う)ように配置することによ
り、表示点像がぼけることなく表示点像を増大すること
が可能になる。また、請求項2は、実施に際しての有効
な条件を提示する。
【0027】請求項3に対応する効果:請求項1又は2
に対応する効果に加えて、1つの要素ホログラムに複数
の座標または画素を配置することにより、各要素ホログ
ラムの一部が隣り合う要素ホログラムの一部とを両者で
共有するように配置されている要素ホログラムパネルに
おいて、点像を表示する際、要素ホログラムの一部が隣
り合う要素ホログラムと重なっていても、重なる部分か
ら再生される像はそれぞれ別個に1点ずつ表示すること
ができ、表示点像がぼけることなく表示点像を増大する
ことが可能になる。
【0028】請求項4に対応する効果:再生像として3
次元像に対応させることにより請求項1ないし3の効果
の有効性を増大する。
【0029】請求項5に対応する効果:請求項1ないし
4の要素ホログラムパネルを用いた再生像生成装置によ
り、各要素ホログラムの一部が隣り合う要素ホログラム
の一部とを両者で共有するように配置されている要素ホ
ログラムパネルを、光走査により点像を表示する際、点
像を表示する要素ホログラム全て、すなわち、隣り合う
要素ホログラムと重なる場所についてもレーザ光を照射
し点像を表示することが可能となり、表示点像がぼける
ことなく表示点像を増大することが可能になる。
【0030】請求項6に対応する効果:請求項1ないし
4の要素ホログラムパネルを用いた再生像生成装置によ
り、各要素ホログラムの一部が隣り合う要素ホログラム
の一部とを両者で共有するように配置されている要素ホ
ログラムパネルを、液晶空間光変調素器により点像を表
示する際、点像を表示する要素ホログラム全て、すなわ
ち、隣り合う要素ホログラムと重なる場所についても光
を照射し点像を表示することが可能となり、表示点像が
ぼけることなく表示点像を増大することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による要素ホログラムパネルの実施形態
を示す概略図である。
【図2】要素ホログラムによる点像の表示原理を異なる
三つの形態をとる場合について説明するための概略図で
ある。
【図3】同一点線の表示像が連続で見えるための要素ホ
ログラムのピッチを説明するための概略図である。
【図4】本発明によるパネル化した要素ホログラムと液
晶画素の関係を説明するための概略図である。
【図5】3次元物体表示装置に用いられる従来の要素ホ
ログラムパネルの構成を示しその作用を説明するための
概略図である。
【図6】要素ホログラムパネルを用いた従来の3次元画
像表示装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
11…要素ホログラムパネルの一部、12,42…1つ
の要素ホログラムの大きさX、13,43…1つの要素
ホログラムの大きさY、14…要素ホログラムの重なり
Ox、15…要素ホログラムの重なりOy、21,2
3,25,31,52…点像、22…ホログラム、2
4,41…ホログラムの一部、26,33,51…要素
ホログラム、30…要素ホログラムパネル、32…同一
点像を表示する要素ホログラムのピッチ、34…要素ホ
ログラムからの光、35…瞳、44…液晶画素、61…
レーザ発振器、62,65…レーザ光、63…変調器、
64…XY偏向器、66…制御コンピュータ、67…3
次元画像データ、68…3次元画像、69…スクリーン
(要素ホログラム)パネル。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変調・制御される光の照射域に応じた大
    きさを要素の大きさの単位とし、再生しようとする画像
    に関する個別の画像データに基づいて作成された要素ホ
    ログラムの複数個を集合させて形成した要素ホログラム
    パネルにおいて、前記要素ホログラムパネルを形成する
    要素ホログラムの領域の一部と隣り合う要素ホログラム
    の領域の一部とを両者間で共有することを特徴とする要
    素ホログラムパネル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の要素ホログラムパネルに
    おいて、前記要素ホログラムの各々を一定の大きさとす
    るとともに、各々に前記両者間で共有する領域を設けた
    ことを特徴とする要素ホログラムパネル。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の要素ホログラムパネル
    において、前記要素ホログラムは、1の要素ホログラム
    に複数の画素を生成するための画像データに基づいて作
    成されたホログラムを配置することを特徴とする要素ホ
    ログラムパネル。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1記載の要
    素ホログラムパネルにおいて、前記要素ホログラムに再
    生しようとする画像を3次元とすることに対応して作成
    した要素ホログラムを用いることを特徴とする要素ホロ
    グラムパネル。
  5. 【請求項5】 前記請求項1ないし4のいずれか1記載
    の要素ホログラムパネルと、変調・制御される光のビー
    ム走査手段とを備え、該ビーム走査手段により要素ホロ
    グラムパネルにおける要素ホログラムの選択・照射を行
    うことにより、再生像を生成することを特徴とする要素
    ホログラムパネルを用いた再生像生成装置。
  6. 【請求項6】 前記請求項1ないし4のいずれか1記載
    の要素ホログラムパネルと、制御される光源光と、該光
    源光を変調する液晶空間光変調器とを備え、該液晶空間
    光変調器により要素ホログラムパネルにおける要素ホロ
    グラムの選択・照射を行うことにより、再生像を生成す
    ることを特徴とする要素ホログラムパネルを用いた再生
    像生成装置。
JP10043385A 1998-02-25 1998-02-25 要素ホログラムパネル及び該要素ホログラムパネルを用いた再生像生成装置 Pending JPH11242120A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003525472A (ja) * 2000-03-02 2003-08-26 フィジィカル オプティクス コーポレーション 拡散体を有する光導体を用いたスキャナ
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