JPS60222839A

JPS60222839A - ３次元デイスプレイ

Info

Publication number: JPS60222839A
Application number: JP59079425A
Authority: JP
Inventors: Tetsuzo Yoshimura; 徹三吉村; Shuji Urano; 浦野　収司
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1985-11-07

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】（ａ）発明の技術分野本発明はリアルタイムで書込みと読出しが可能な３次元
ディスプレイの構成に関する。

（ｂ）技術の背景立体像を記録し、また再生する３次元ディスブレイの実
用化は永い懸案であったが、これはホログラフィにより
実現された。

すなわち被写体に対向して写真フィルムなどの感光材料
を置き、被写体をレーザ光で照明した場合、被写体から
は物体光が反射してフィルム面に達するが、この波面に
直接にレーザ光源から来た波面（参照波）を重ね合わせ
ると二つの波面の干渉が起こり、感光材料には干渉縞が
記録される。

これがホログラムである。

一方再生においては記録時と同じ状態のレーザ光をホロ
グラムに照射すると、ホログラムからは物体光と全く同
じ波面が回折されて出てくる。

この方法を用いれば３次元のディスプレイが可能となる
。

すなわち通常の写真法では光の強度分布しか記録できな
いが、ボログラフィでは干渉現象を利用して波面の振幅
分布と位相分布を強度分布に変換して記録し、波面の再
生を可能にしている。

然し、か〜るホログラフィはレーザ光を使用するため煩
雑であるとか遠方の景色を撮影できないと云うような問
題がある。

さて３次元の空間画像を記録する方法としては以上のホ
ログラフィの他にインテグラル・フォトグラフィが知ら
れている。

この方法は微少シンスの配列を用いて物体光の到来方向
を記録再生面上の位置に変換することにより、方向と強
度とを同時に記録すると共に再生する方法である。

本発明はリアルタイムで記録が可能なインテグラル・フ
ォトグラフィに関するものである。

（Ｃ）従来技術と問題点インテグラル・フォトグラフィは微少レンズの配列から
なるレンズ板を用いるもので、通常レンズ板は屈折率が
高く且つ一様なプラスチックで作られており、レンズ板
の表面はレンズ配列の表面形状をしているが裏面は平面
となっており、これによりレンズ板に向かってきた光は
レンズ板のピッチに従って標本化される。

すなわち標本化された光は一般に種々の方向に進行する
平面波の合成であるのでレンズ板の焦点面には各平面波
の進行方向に対応した位置にその平面波の強度に比例し
た強度が現れる。

第１図はこの方法による３次元ディスプレイの原理を示
すものである。

図においてレンズ板１の焦点距離だけ隔たった位置に写
真乾板２があり、この上に輝点Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄがあるとするとレンズの中心を通る光線は直進す
るからＡとＣから出た光線は右目には入るが左目には入
らない。同様にＢとＤから出た光線は左目には入るが右
目には入らない。

そして両眼に入る光線はＥから発した光線と同じである
から観察者はＥに輝点を認める。

同様にＡとＤから出た光線については観察者はＦに輝点
を認めることになり、このようにして立体像を観察でき
ることになる。

ここでレンズ板を構成するレンズの配列法として円柱面
状の一次元配列と球面レンズの二次元配列とがあるが後
者の配列は蝿の目レンズ（Ｆｌｙｓ　−ｅｙｅ　Ｌｅｎ
ｓ）と言われている。

さて従来は第１図に示すようにレンズ板１として蝿の目
レンズを使用し、写真乾板２を用いて３次元ディスプレ
イを形成している。

然し、この方法によると現像などの処理に時間を要する
以外に電算機の出力像のように実物のない場合には書込
みが出来ないと云う問題がある。

（ｄ）発明の目的本発明の目的はリアルタイムで書込みが可能であると共
に実物の無い場合でも書込みが可能な新しいディスプレ
イ方法を提供するにある。

（ｅ）発明の構成本発明の目的は白色光で照明した被写体からの物体光を
蝿の目レンズを通し、該レンズの焦点距離に配置した記
録媒体に記録してのち、該記録媒体を表示面として白色
光で投影し、被写体の立体像を得るインテグレーテッド
・フォトグラフィ方式の３次元ディスプレイにおいて、
記録媒体として光空間変調素子を用い、該空間光変調素
子の前に配置した蝿の目レンズの各区画に対応して該空
間変調素子を分割し、該分割区画に蝿の目シンスを通じ
て順次画像を記録したことを特徴とする特次元ディスプ
レイにより達成することができる。

（ｆ）発明の実施例本発明は記録媒体として従来の写真乾板に換わって重水
素燐酸カリ　（以下略してにｌｌ２ＰＯ％）　、弗化す
ｌ・リウム（以下ＮａＰ　）　、珪酸ビスマス（ＢＳＯ
’）　。

ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ〜）、ランタン添加ヂタン
酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）などの空間変調素子を使用
すると共に、書込みに当たってこの空間変調素子を蝿の
目レンズに対応した区画に分割し、この各区画に画像を
書き込むことにより、多重記録をなくし鮮明な画像を得
るようにしたものである。

第２図は本発明に係る蝿の目レンズ３と空間変調素子４
との関係を示すもので、（Ａ）は正面図また（Ｂ）は断
面図である。

ずなわちＤＫＤＰやＰＬＺＴのような空間変調素子は結
晶の表裏にそれぞれ直交する形にストライブ状の透明電
極を設け、これによりマトリックス電極を形成し、この
表裏の電極に選択的に電圧印加が可能な構成をとること
により単位の記録素子が出来上がっている。

第２図（Ｂ）の空間光変調素子４はこの状態を示すもの
でマトリックス状に形成された透明電極５の配置を示し
、図の場合３個の単位素子が形成されている。

本発明はこのように構成された単位素子を区画と呼び、
この区画と個々の蝿の目レンズ３とを図のように対応さ
せる。

第２図（Ａ）はこの状態を示す平面図であって空間光変
調素子の９個の区画６と蝿の目レンズ３との対応を示し
ている。

本発明はこのように蝿の目レンズ３と空間光変調素子４
とを配置し、空間光変調素子４の各区画６を順次ＯＮ状
態として情報を記録することにより、従来の多重記録と
較べてはるかに明瞭な立体画像を得るものである。

ここで第２図に示すように空間光変調素子がマトリック
ス状の透明電極を備え、区画６の選択を独立して行える
ものは差支えないが、ＮａＦやＬｉＮｈＯのように結晶
の表裏面に電極が形成されておらず投射光により区画６
が設定されるものに就い“ζは光シャッタを使用して露
光する区画６を選択することが必要であり、光シャッタ
としてＰＬＺＴからなる空間光変調素子４がそのまま使
用できる。

ずなわら表裏に配列しているＸ電極およびＹ電極にパル
ス電圧を掃引し、これにより電圧印加が行われる区画６
を順次移動させて行けばよい。

ここでＰＬＺＴの場合、闇値以上の電界が掛かった位置
の結晶分子の極性は電界方向に配向するため区画６は不
透明状態から透明状態に変わり、光を透過させるため光
シャッタとし”ζ動作する。

第３図および第４は本発明を実施する基本構成を示すも
のである。

すなわち第３図は立体的な被写体７が存在する場合であ
って、書込み操作として被写体７に白色光を照射すると
、これからの反射光８は蝿の目レンズ３を通じて空間光
変調素子４の全域に到達しており、透明電極５への選択
的な電界印加によって順次空間変調素子４の各区画がＯ
Ｎ状態となって各区画に情報が記録されてゆく。

次ぎに読出し操作は被写体７があった方向から読出し光
９を照射し、目１１を空間光変調素子４を挟んで反対側
におき、蝿の目レンズ１０を通して見れば立体像を観察
することができる。

また第４図は電算機の出力像のように実態のない場合の
記録法で、ＣＲＴ１２に描写される多数構成の画像から
の書込み光１３を同様に蝿の目レンズ３を通じて空間変
調素子４の区画６に順次記録してゆく。

また続出し操作は第３図と同様に続出し光９を空間光変
調素子４に照射し、蝿の目シンス１０の後方より空間変
調素子４を観察すればよい、。

次ぎにＮ　ａ　Ｆ　’？’　Ｌ　ｒ　Ｎ　ｂ　Ｏ，ｙの
ようにマトリックス状の透明電極を備えておらず空間光
変調素子の各区画に選択露光能力が無い場合は円、ＺＴ
などで構成されている光シャッタを通して書込みを行う
。

第５図はこの配置を示すもので蝿の目シンス３の焦点距
離に置かれである空間変調素子間にＰＬＺＴシャッタ１
４を置くことになる。

なお空間光変調素子４の後方に配置されている蝿の目レ
ンズ１０は云うまでもなく読出し用である。

ごのように本発明は蝿の目レンズ３，１０と空間光変調
素子４との組合せ、或いはこれと光シャッタ１４との組
合せにより３次元ディスプレイを構成するものであるが
、個々の空間変調素子について構成を示すと次のよ・う
になる。

実施例１　重水素燐酸カリ　（ＤＫＤＰ）第６図は空間
変調素子としてＤＫＤＰを使用した３次元ディスプレイ
の構成例であって、空間変調素７−４はＤＫＤＰ結晶板
１６の前に酸化珪素（ＳｉＯ□）や酸化クローム（Ｃｒ
、（１３）などを積層蒸着した多層反射膜１７があり、
その前にセレン（Ｓｅ）や硫化カドミ　（ＣｄＳ　”）
などからなる光導電層１８があり、この両側に錫（Ｓｎ
）　ドープの酸化インジウム（Ｉｎ　Ｏ）からなる透明
電極１９をマトリックス状に設けて構成されており、全
体の厚さは０．３１程度である。

そしてこの前にＰＬＺＴ光シャッタ１４があり、また後
ろには偏向板２０をおき、この前後に蝿の目シンス３を
配置する構成をとる。

そして白色光からなる書込み光１３は左側より照射し一
方読出し光９としては右側から白色光を照射し、右側か
らこの反射光を観察する。

ここで空間光変調素子４の各区画をＯＮ状態とするため
に透明電極１９に印加する電圧は１５０　Ｖてあり、ま
た書込み光１３の強さは１０μ、Ｉ／ｃｉであり、ポッ
ケルス効果により立体像を観察することができる。

実施例２　弗化ナトリウム（ＮａＦ　）第７図は空間光
変調素子としてＮａＰを使用する場合の構成を示すもの
で、厚さＱ、５ｍｍのＮａＦ結晶板２１の前後に偏向板
２０を置き、その前に！”ＬＺＴ光シャッタ１４を置き
、この前後に蝿の目レンズ３を配置する構成をとる。

ここで書込み光１３として５ｍＪ／ｃＪの紫外線或いは
青の光を、また読出し光９として白色光を使用し、書込
みと読出しは同一・方向から行われる。

なお、この場合ＮａＦ空間光変調素子への画像書込みは
Ｍセンタの配向を利用して行われている。

実施例３　珪酸ビスマス（ｎｓｏ　＞第８図はＢＳＯを用いて形成される３次元ディスプレイ
の構成でＢＳＯ結晶板２２を中心とし、この両側に薄い
絶縁層２３（例えばパリレン）を形成した後、この両側
にマトリックス状の透明電極１９を設けるが、かかる空
間光変調素子の厚さは約０．１開である。

次にこの前後に偏向板２０を配置すると共にその前に円
、ＺＴ光シャッタ１４を置き、更に前後に蝿の目レンズ
３を設けた構成をとる。

ごこでＢＳＯ結晶板２２の両側に絶縁層２３を設ける理
由はＢＳＯ絶縁層の界面に光照射により生したキャリア
をトラップするためであり、書込み光１３としては１０
０ｍＪ／ｃａの紫外線或いは青の光を使用して書込みを
行い、一方続出し光は白色光を用い、反対方向に目１１
をおいて透過光を観察する。

なおこの場合読出しはポッケルス効果を用いて行われる
。

実施例４　ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂｏ３）第９図は
空間光変調素子とし、てＬｉＮｂＯ３を用いる場合の構
成で厚さ約０．５１の１．１Ｎｂ０３結晶板２４の前に
円７ＺＴ光シャンク１４を置き、更に前後に蝿の目シン
ス３を設置する構成をとる。

この場合書込み光１３としては約１００ｍ　Ｊ　／　ｃ
ｔの紫外線或いは青の光線を使用し、読出し光９として
は白色光を使用する。

なおこの例の場合の画像書込みは屈折率の変化を用いて
行われる。

実施例５　ランタン添加のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬ
ＺＴ）第１０図は空間光変調素子としてＰＬＺＴを使用した構
成で、厚さ約０．５鰭のＰＬＺＴ板２５の表裏にマトリ
ックス状の透明電極１９を形成したる後、この前後に蝿
の目レンズ３を配置した構造をとる。

そして書込み光１３としては１０μＪ／ｃｉの紫外線を
また読出し光９としては白色光を使用し分極の配向を利
用して画像の書込みが行われる。

（ｇ）発明の効果本発明は３次元ディスプレイの記録媒体として空間光変
調素子を使用すると共に従来の多重露光に代わって空間
光変調素子に数多くの区画を設定し、この区画に蝿の目
レンズを用いて画像を書き込むもので本発明の実施によ
り、リアルタ゛イムで読出しが行われると共に鮮明な画
像表示が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蝿の目レンズを使用した３次元像形成の説明図
、第２図は本発明に係る蝿の目シンスと空間変調素子の
区画との対応図、第３図と第４図は本発明に係るディス
プレイ装置の構成を説明する図、第５図は光シャッタの
設置位置の説明図、第６図乃至第１０図は各種の空間変
調素子を使用した３次元ディスプレイの構成図である。図において、３．１０は蝿の目レンズ、４は空間変調素
子、５．１９は透明電極、６は区画、９は読出し光、１
２はＣＲＴ、１３は書込み光、１４はＰＬＺＴ光シ中ツ
タ、１６はＤ　Ｋ　Ｉ）Ｐ結晶板、２１はＮａＰ結晶板
、２２はＢＳ（＋　、２４はＬｉＮｂＯ３結晶板、２５
は円、ＺＴ板。隼／＋Ｑ／　２革２Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光で照明した被写体からの物体光を蝿の目レンズ
を通し、該レンズの焦点距離に配置した記録媒体に記録
してのち、該記録媒体を表示面として白色光で投影し、
被写体の立体像を得るインテグラル・フォトグラフィ方
式の３次元ディスプレイにおいて、記録媒体として空間
光変調素子を用い、該空間光変調素子の前に配置した蝿
の目シンスの各区画に対応して該空間光変調素子を分割
し、該分割区画に蝿の目レンズを通じて順次画像を記録
したことを特徴とする３次元ディスプレイ。
（２）画像記録を行う空間光変調素子の各区画が該空間
光変調素子と蝿の目シンスの間に置かれたチタン酸ジル
コン酸鉛の光シャッタにより選択露光することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の３次元ディスプレイ。
（３）空間光変調素子が重水素燐酸カリの結晶を用いて
構成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の３次元ディスプレイ。
（４）空間光変調素子が弗化ナトリウＪ、の結晶を用い
て構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の３次元ディスプレイ。
（５）空間光変調素子が珪酸ビスマスの結晶を用いて構
成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
３次元ディスプレイ。
（６）空間光変調素子がニオブ酸リチウムの結晶を用い
て構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の３次元ディスプレイ。
（７）空間光変調素子がチタン酸ジルコン酸鉛の結晶を
用いて構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の３次元ディスプレイ。