JP2003524790A - Projection system based on configurable holographic optical system - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 投影システム（２６;６０;８０;８８;１０２;１２２）およびこのシステムの投影スクリーン（１４;３０;９６;１０４;１２４）に投影された入力画像を表示するための方法は、システム内の伝播光を光学的に処理するために１つ以上の構成可変ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ）（４２,４４,４６,５４,５６および５８;６４;６６;６８および７０;９８;１０６および１０８;１２６および１２８）を利用する。構成可変ＨＯＥは、レンズ，プリズムおよび反射鏡の如き一般的な光学部品と普通に組み合わされる単純な光学作用を行うように構成されることができる。しかしながら、構成可変ＨＯＥはまた、特定方向に向けた光強度の変化および虚像（ホログラフィー）の生成の如き複雑な光学処理を行うように構成されることもできる。それぞれの構成可変ＨＯＥは、２つの電極層の間に挟まれたホログラムを有する。このホログラムは、液晶と組み合わされる感光性重合体フィルムである。ホログラムは、与えられた電界に応じて変化する光学特性を有する。構成可変ＨＯＥは、投影スクリーンに投影される入力画像のカラー表示をもたらすため、表示パネル（４０）に三刺激カラー光を選択的に回折させるように、このシステムのカラーフィルタ（３８）に包含されることができる。構成可変ＨＯＥはまた、投影スクリーンに投影画像を拡大するため、および／または投影スクリーンに傾斜した画像を形成するように投影画像の方向を変えるため、投影レンズに包含されることもできる。さらに、この構成可変ＨＯＥは、特定観察位置に向けて光強度を変化させるため、投影スクリーンに用いられることができる。ある特定な用途において、投影スクリーンの構成可変ＨＯＥは、このシステムが立体形式の表示画像を与えることを可能にする。 (57) SUMMARY A projection system (26; 60; 80; 88; 102; 122) and a method for displaying an input image projected on a projection screen (14; 30; 96; 104; 124) of the system. Have one or more configurable holographic optical elements (HOEs) (42, 44, 46, 54, 56 and 58; 64; 66; 68 and 70; 98) for optically processing the propagating light in the system. 106 and 108; 126 and 128). Reconfigurable HOEs can be configured to perform simple optical actions that are commonly combined with common optical components such as lenses, prisms and reflectors. However, the configurable HOE can also be configured to perform complex optical processing, such as changing the light intensity in a particular direction and generating a virtual image (holography). Each configurable HOE has a hologram sandwiched between two electrode layers. This hologram is a photosensitive polymer film combined with a liquid crystal. Holograms have optical properties that change according to the applied electric field. The configurable HOE is included in the color filter (38) of the system to selectively diffract tristimulus color light on the display panel (40) to provide a color display of the input image projected on the projection screen. Can be The configurable HOE may also be included in the projection lens to enlarge the projected image on the projection screen and / or to redirect the projected image to form an oblique image on the projection screen. Furthermore, this reconfigurable HOE can be used for a projection screen to change the light intensity towards a specific viewing position. In certain applications, the reconfigurable HOE of the projection screen allows the system to provide a stereoscopic display image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】 この出願は、１９９８年７月１０に提出した米国暫定出願第６０/０９２,２５
９号の利益を請求する。This application is a US Provisional Application No. 60 / 092,25 filed July 10, 1998.
Claim the profit of No. 9.

【０００２】 （技術分野） 本発明は、投影システム、より詳細には１つ以上のホログラフィー光学素子を
利用した投影システムに概ね関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to projection systems, and more particularly to projection systems that utilize one or more holographic optical elements.

【０００３】 （背景技術） 投影システムは、画像または連続画像をスクリーンに投影することにより、こ
れらの画像を表示するように機能する。これらのシステムは、大きな視野を快適
な観察距離において獲得するため、大きな観察領域を有するように投影スクリー
ンを通常必要とする。投影画像は、個々の投影システムに応じて寸法が変化する
。例えば、映画館で用いられる投影システムは、極めて大きな投影画像を表示す
ることが可能であるのに対し、会社での発表のために用いられる投影システムは
、はるかに小さな投影画像に一般的に制限される。BACKGROUND ART Projection systems function to display images or series of images by projecting them onto a screen. These systems usually require a projection screen to have a large viewing area in order to obtain a large field of view at a comfortable viewing distance. The projected image varies in size depending on the particular projection system. For example, projection systems used in cinemas can display extremely large projection images, whereas projection systems used for company presentations are generally limited to much smaller projection images. To be done.

【０００４】 図１を参照すると、代表的な従来技術の投影システム１０が示されている。こ
の投影システム１０は、プロジェクタ１２と投影スクリーン１４とを有する。プ
ロジェクタおよびスクリーンは、入力画像を表示するように機能し、この入力画
像をスクリーンに投影することによって生成される。プロジェクタ１２は、画像
発生器１６と投影光学系１８とからなる。画像発生器１６は、白色照明光を入力
画像表示パネル２２に与える光源２０を有する。一例として、入力画像表示パネ
ル２２は、光源からの光によって照明される反射型液晶表示（ＬＣＤ）パネルで
あって良い。この表示パネルは、スクリーンに投影されるべき入力画像を生成す
る。Referring to FIG. 1, a representative prior art projection system 10 is shown. The projection system 10 includes a projector 12 and a projection screen 14. The projector and screen function to display an input image and are produced by projecting this input image onto the screen. The projector 12 includes an image generator 16 and a projection optical system 18. The image generator 16 has a light source 20 that provides white illumination light to the input image display panel 22. As an example, the input image display panel 22 may be a reflective liquid crystal display (LCD) panel illuminated by light from a light source. This display panel produces an input image to be projected on the screen.

【０００５】 画像発生器１６はまた、光源２０と表示パネル２２との間に配置されるカラー
フィルタ２４も有する。このカラーフィルタ２４は、照明光の選択領域のみを通
過させるように機能し、この選択領域は特定のピーク波長を有する。カラーフィ
ルタは、三刺激カラー光、すなわち赤色，青色および緑色光を順次伝達させるよ
うに調整可能である。一般的に、このカラーフィルタは３つの透明部位を持つ回
転ディスクである。これらの部位は、照明光をフィルタリングするための色材を
有する。このディスクの回転は、色が交互にディスクを介して順次伝達されるこ
とを可能にする。特定ピーク波長の光が表示パネル２２に入射する場合、特定ピ
ーク波長に対応した入力画像が表示パネル２２に表示される。次に、この入力画
像は、投影光学系１８を介し投影スクリーン１４に向けて投影される。この処理
は、他の２つの色に対して繰り返される。三刺激カラー光に対応した入力画像の
順次投影は、表示画像が投影スクリーンにカラーとなって現れることを可能にす
る。投影スクリーン上の表示画像の大きさは、投影光学系１８ならびにこの投影
光学系と投影スクリーンとの距離によって概ね決定される。The image generator 16 also has a color filter 24 disposed between the light source 20 and the display panel 22. The color filter 24 functions to pass only a selected region of the illumination light, and this selected region has a specific peak wavelength. The color filter is adjustable to sequentially transmit tristimulus color light, namely red, blue and green light. Generally, this color filter is a rotating disk with three transparent parts. These parts have a coloring material for filtering illumination light. This rotation of the disc allows the colors to be sequentially transmitted through the disc in an alternating manner. When the light of the specific peak wavelength enters the display panel 22, the input image corresponding to the specific peak wavelength is displayed on the display panel 22. Next, this input image is projected toward the projection screen 14 via the projection optical system 18. This process is repeated for the other two colors. Sequential projection of the input image corresponding to tristimulus color light allows the displayed image to appear in color on the projection screen. The size of the display image on the projection screen is generally determined by the projection optical system 18 and the distance between the projection optical system and the projection screen.

【０００６】 投影光学系１８は、画像発生器１６からの投影入力画像を拡大するための１つ
以上のズームレンズ（図示されず）を有する。これらズームレンズは、的確な拡
大率をもたらすように投影光学系内で選択的に位置を変えられる。投影光学系は
また、投影スクリーン１４に投影画像の焦点を合わせるための１つ以上の焦点合
わせレンズ（図示されず）も有する。投影スクリーンは、「反射観察」、すなわ
ち投影スクリーンに関してプロジェクタ１２に面する側からの観察のため、また
は「透過観察」、すなわち投影スクリーンに関してプロジェクタの反対側からの
観察のために形成されることができる。The projection optics 18 has one or more zoom lenses (not shown) for magnifying the projected input image from the image generator 16. These zoom lenses can be selectively repositioned within the projection optics to provide the correct magnification. The projection optics also has one or more focusing lenses (not shown) for focusing the projected image on the projection screen 14. The projection screen may be formed for "reflective viewing", i.e. viewing from the side facing the projector 12 with respect to the projection screen, or "transmissive viewing", i.e. viewing from the opposite side of the projector with respect to the projection screen. it can.

【０００７】 Ichikawa らに対する米国特許第５,７３７,０４０号は、受動ホログラムアレ
イをカラーフィルタとして機能するように利用した投影システムを記述している
。Ichikawa らの投影システムは、光源からの照明光をバックライトとして入射
させ、入力画像を光源から離れた位置に投影する透過型ＬＣＤを有する。Ichika
wa らの投影システムに関する受動ホログラムアレイは、多数の微小ホログラム
を有する単一のパネルである。微小ホログラムのそれぞれは、波長に基づく入射
照明光を拡散するように機能し、照明光からフィルタリングされるそれぞの色が
ＬＣＤのあらかじめ決められた液晶セルに入射するようになっている。次に、こ
のＬＣＤに表示される入力画像が拡大されて投影スクリーンに投影される。受動
ホログラムアレイは、光源からＬＣＤに伝達されるカラー光の強度を増大し、従
って投影スクリーンに表示される投影画像の輝度を増大する。US Pat. No. 5,737,040 to Ichikawa et al. Describes a projection system that utilizes a passive hologram array to act as a color filter. The projection system of Ichikawa et al. Has a transmissive LCD that makes illumination light from a light source incident as a backlight and projects an input image at a position away from the light source. Ichika
The passive hologram array for the projection system of wa et al. is a single panel with multiple micro-holograms. Each of the micro-holograms functions to diffuse incident illumination light based on wavelength, such that each color filtered from the illumination light is incident on a predetermined liquid crystal cell of the LCD. Next, the input image displayed on the LCD is enlarged and projected on the projection screen. Passive hologram arrays increase the intensity of the color light transmitted from the light source to the LCD and thus increase the brightness of the projected image displayed on the projection screen.

【０００８】 従来技術の投影システムは、その意図した目的に対してうまく機能するけれど
も、必要とされるものは、簡潔な光学構成を有すると共にホログラフィー光学素
子によって可能とされる高度な表示機能を有する効率の良い投影システムである
。Although prior art projection systems work well for their intended purpose, what is needed is a simple optical configuration and advanced display capabilities enabled by holographic optics. It is an efficient projection system.

【０００９】 （発明の開示） このシステムの投影スクリーンに対する投影入力画像の投影システムおよび方
法は、このシステム内の伝播光を処理するために１つ以上の構成可変ホログラフ
ィー光学素子（ＨＯＥ）を利用する。構成可変ＨＯＥは、単純な光学作用を行う
ように設計されることができ、レンズ，プリズムおよび反射鏡によってそれがな
されるような一般的な光学部品と普通に組み合わされる。しかしながら、構成可
変ＨＯＥはまた、特定方向に関して光強度を変化する如き、高度な光学的処理を
行うようにも設計される。DISCLOSURE OF THE INVENTION A system and method for projecting a projected input image onto a projection screen of this system utilizes one or more configurable holographic optical elements (HOEs) to process propagating light within the system. . Reconfigurable HOEs can be designed to perform simple optical functions, and are commonly combined with common optical components such as that done by lenses, prisms and reflectors. However, the reconfigurable HOE is also designed to perform sophisticated optical processing such as changing the light intensity for a particular direction.

【００１０】 構成可変ＨＯＥのそれぞれは、２つの電極層の間に挟まれたホログラムを有す
る。このホログラムは、液晶と組み合わされるホログラフィー感光性重合体フィ
ルムである。液晶の存在は、ホログラムが与えられた電界に応じた光学特性を示
すことを可能とする。好ましくは、このホログラムは、高い回折効率を有するブ
ラッグ形ホログラムである。電極層は、８０％よりも大きな透過効率を一般的に
有するインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）から作られることができる。Each configurable HOE has a hologram sandwiched between two electrode layers. This hologram is a holographic photopolymer film combined with a liquid crystal. The presence of liquid crystals allows the hologram to exhibit optical properties in response to a given electric field. Preferably, this hologram is a Bragg hologram with high diffraction efficiency. The electrode layers can be made from indium-tin oxide (ITO), which typically has a transmission efficiency of greater than 80%.

【００１１】 構成可変ＨＯＥは、少なくとも２つの光学的処理状態、つまり回折状態と受動
状態とを有する。構成可変ＨＯＥの回折特性は、感光性重合体フィルムに記録さ
れたホログラフィー干渉縞に主として依存する。回折状態において、構成可変Ｈ
ＯＥは、伝播光をあらかじめ規定された方法で屈折させる。受動状態において、
構成可変ＨＯＥは、伝播光を光学的に変更しない。最初、構成可変ＨＯＥのホロ
グラムは回折状態にあり、入射光はあらかじめ規定された方法で回折されるよう
になっている。しかしながら、構成可変ＨＯＥの電極層に電圧を印加することに
より、電界がホログラムに発生させられると、ホログラムの処理状態が回折状態
から受動状態に切り換わる。The configurable HOE has at least two optical processing states: a diffractive state and a passive state. The diffractive properties of reconfigurable HOEs depend primarily on the holographic interference fringes recorded on the photopolymer film. Variable configuration H in diffraction state
The OE refracts the propagating light in a predefined way. In the passive state,
The reconfigurable HOE does not optically change the propagating light. Initially, the hologram of the variable configuration HOE is in a diffracting state, and the incident light is diffracted in a predetermined method. However, when an electric field is generated in the hologram by applying a voltage to the electrode layer of the variable configuration HOE, the processing state of the hologram is switched from the diffraction state to the passive state.

【００１２】 本発明の第１の実施例において、投影システムは単一の構成可変ＨＯＥスタッ
クを包含するカラーフィルタを有すると共に多数の構成可変ＨＯＥスタックを持
った投影光学系を有する。「構成可変ＨＯＥスタック」という用語は、ここでは
伝播する三刺激カラー光に対して選択的に処理するように設計される少なくとも
３つで１組の構成可変ＨＯＥとして定義される。カラーフィルタにおけるスタッ
クの個々の構成可変ＨＯＥは、回折状態にある時に非単色照明光の特定の三刺激
カラー光を回折するようにホログラフィックに形成される。操作中において、カ
ラーフィルタの構成可変ＨＯＥは、このシステムの一般的な表示パネルに対して
三刺激カラー光を順次回折するように、順次回折状態に置かれる。この表示パネ
ルは、システムの投影スクリーンに表示するための投影光学系を介して投影され
る入力画像を生ずる。In a first embodiment of the present invention, a projection system has a color filter containing a single configurable HOE stack and projection optics with multiple configurable HOE stacks. The term "configurable HOE stack" is defined herein as a set of at least three configurable HOEs designed to selectively process the propagating tristimulus color light. The individual configurable HOEs of the stack in the color filter are holographically configured to diffract a particular tristimulus color light of the non-monochromatic illumination light when in the diffractive state. In operation, the color filter configurable HOEs are placed in a sequentially diffractive state so as to sequentially diffract the tristimulus color light to a typical display panel of the system. The display panel produces an input image that is projected through the projection optics for display on the projection screen of the system.

【００１３】 投影光学系の構成可変ＨＯＥスタックは、投影画像を光学的に処理するように
ホログラフィックに形成され、投影スクリーン上の表示画像が選択可能な拡大率
で拡大されるようになっている。構成可変ＨＯＥスタックのそれぞれは、投影画
像を唯一のあらかじめ設定した倍率で拡大するように形成されている。操作中に
おいて、望ましい倍率に対応した倍率を有する投影光学系の構成可変ＨＯＥスタ
ックが選択される。投影光学系の選択されなかった構成可変ＨＯＥスタックは、
光学的に受動状態となるように配置される。他方、選択されたスタックの３つの
構成可変ＨＯＥは、拡大カラー画像を投影スクリーンに表示するため、１組のカ
ラー投影画像を投影するようにカラーフィルタの３つの構成可変ＨＯＥと同期し
て受動状態と回折状態との間を順番になされる。The variable-configuration HOE stack of the projection optical system is holographically formed so as to optically process the projection image, and the display image on the projection screen is magnified at a selectable magnification ratio. . Each of the configurable HOE stacks is formed to magnify the projected image with a unique preset magnification. During operation, a configurable HOE stack of projection optics is selected that has a magnification corresponding to the desired magnification. The unconfigurable HOE stack of the projection optics is
It is arranged so as to be optically passive. On the other hand, the three variable HOEs of the selected stack are in a passive state in synchronization with the three variable HOEs of the color filter so as to project a set of color projection images for displaying the enlarged color image on the projection screen. And the diffraction state are sequentially performed.

【００１４】 第１の実施例による投影システムは、このシステムの処理全体に悪影響を与え
ることなく変更されることができる。投影システムの第１の変更において、カラ
ーフィルタは、三刺激カラー光を表示パネルに順次伝達する一般的なカラーフィ
ルタと置き換えられることができ、第２の変更においてはカラーフィルタの代わ
りではなく、投影光学系における構成可変ＨＯＥスタックは、波長に関してニュ
ートラルであるという方法で投影画像を拡大する一般的なレンズと置き換えられ
ることができる。The projection system according to the first embodiment can be modified without adversely affecting the overall processing of this system. In a first modification of the projection system, the color filter can be replaced by a general color filter which in turn delivers tristimulus color light to the display panel, and in the second modification the color filter is not an alternative to a color filter but a The reconfigurable HOE stack in the optics can be replaced with a common lens that magnifies the projected image in a way that is neutral in wavelength.

【００１５】 本発明の第２の実施例において、投影システムは、傾斜した画像を投影スクリ
ーンに形成するように投影画像を光学的に処理することができる投影光学系を有
する。傾斜画像は、多数の分割した画像から作られることが可能であり、あるい
は合成画像を形成する画像セグメントから作られることができる。この実施例に
おける投影光学系はまた、多数の構成可変ＨＯＥスタックも有している。しかし
ながら、これらの構成可変ＨＯＥスタックは、投影スクリーンに傾斜画像を作り
出すため、投影スクリーンの指定領域に投影画像を導くようにホログラフィック
に形成されている。投影光学系の構成可変ＨＯＥスタックはまた、特定の拡大率
によって投影画像を拡大するようにホログラフィックにも形成されている。In a second embodiment of the invention, the projection system comprises projection optics capable of optically processing the projection image so as to form a tilted image on the projection screen. The gradient image can be made up of a number of divided images, or it can be made up of image segments forming a composite image. The projection optics in this embodiment also has a number of configurable HOE stacks. However, these configurable HOE stacks are holographically shaped to direct the projected image to a designated area of the projection screen to create a tilted image on the projection screen. The configurable HOE stack of the projection optics is also holographically shaped to magnify the projected image by a certain magnification.

【００１６】 本発明の第３実施例において、投影システムは、合成画像を投影スクリーンに
表示するため、第２実施例の投影光学系と同様な映像装置を有する。この実施例
において、映像装置は観察者の目の注視方向を探知する（例えば観察者の頭部お
よび両目の位置を探知することにより）ように機能する。映像装置は、このシス
テムに関して別部品であることが可能であり、あるいは投影光学系に組み入れら
れることができる。目の注視方向を探知することにより、このシステムは、観察
者の視界および／または観察者の視界に入る寸前の画像セグメントに応じた画像
セグメントに対する関連情報をもたらすため、更新情報の処理を制限することが
できる。In the third embodiment of the present invention, the projection system has the same image device as the projection optical system of the second embodiment for displaying the composite image on the projection screen. In this embodiment, the imaging device functions to detect the gaze direction of the observer's eyes (eg, by detecting the position of the observer's head and both eyes). The imager can be a separate component of this system or can be incorporated into the projection optics. By detecting the gaze direction of the eye, the system limits the processing of the update information as it provides relevant information for the image segment depending on the image segment of the observer and / or the image segment just before entering the observer's line of sight. be able to.

【００１７】 本発明の第４実施例において、このシステムの投影スクリーンは単一の構成可
変ＨＯＥスタックを有する。回折状態に置かれた場合、投影スクリーンの構成可
変ＨＯＥスタックは、投影画像を投影スクリーンに表示するように機能する。し
かしながら、受動状態に置かれた場合、投影スクリーンの構成可変ＨＯＥスタッ
クは、コンピュータのモニタの如き表示装置に表示される画像を観察するように
、観察者が投影スクリーンを通して観察することを可能とする。さらに高度な形
態において、投影スクリーンの構成可変ＨＯＥスタックは、表示装置の画像およ
び投影スクリーンに投影された投影画像の同時観察を可能とするように、ホログ
ラフィックに形成される。In a fourth embodiment of the invention, the projection screen of this system has a single configurable HOE stack. When placed in the diffractive state, the projection screen's configurable HOE stack functions to display the projection image on the projection screen. However, when placed in a passive state, the configurable HOE stack of the projection screen allows an observer to view through the projection screen as they would see an image displayed on a display device such as a computer monitor. . In a more sophisticated form, the configurable HOE stack of the projection screen is holographically shaped to allow simultaneous viewing of the image on the display and the projected image projected on the projection screen.

【００１８】 本発明の第５実施例において、このシステムの投影スクリーンは、少なくとも
２つの構成可変ＨＯＥスタックを有し、これらＨＯＥが回折状態に置かれた場合
、これらは特定観察位置に向けた伝播光の光強度を変えるようにホログラフィッ
クに形成されている。操作中において、投影スクリーンの構成可変ＨＯＥスタッ
クは、多数の観察者に対して同じまたは異なる画像をそれらの観察位置に依存し
て具合よくもたらすような回折状態に順次切り換えられる。このシステムは、表
示画像を観察者に対して合成形式で提供するために第３実施例の投影光学系を有
することができる。さらに、このシステムは１つ以上の映像装置を有することが
でき、合成画像の関係する画像セグメントのみが更新されると同時に、観察者の
目の注視方向を探知するようになっている。In a fifth embodiment of the invention, the projection screen of this system has at least two reconfigurable HOE stacks which, when placed in the diffractive state, propagate towards a particular viewing position. It is holographically shaped to change the light intensity of light. During operation, the reconfigurable HOE stack of the projection screen is sequentially switched to a diffractive state that conveniently provides the same or different images for multiple observers depending on their viewing position. This system can have the projection optics of the third embodiment for providing the display image to the viewer in a composite format. In addition, the system can include one or more video devices, such that only the relevant image segment of the composite image is updated while simultaneously locating the eye gaze direction of the observer.

【００１９】 本発明の第６実施例において、このシステムの投影スクリーンは、観察者の特
定の目に向けた伝播光の光強度を変えるようにホログラフィックに形成された少
なくとも２つの構成可変ＨＯＥスタックを有し、このＨＯＥが回折状態に置かれ
た場合、表示画像は立体映像形式で可視化されるようになっている。このシステ
ムは、表示画像を観察者のそれぞれの目に対して合成形式で提供するため、第３
実施例の投影光学系を有することができる。さらに、このシステムは１つ以上の
映像装置を有することができ、合成画像の適切な画像セグメントのみが更新され
ると同時に観察者の目の注視方向を探知するようになっている。In a sixth embodiment of the present invention, the projection screen of this system comprises at least two configurable HOE stacks holographically shaped to change the light intensity of the propagating light towards a particular eye of the observer. When the HOE is placed in a diffractive state, the display image is visualized in a stereoscopic image format. This system provides a display image in a composite format for each eye of the observer, thus
The projection optical system of the embodiment may be included. In addition, the system can include one or more video devices, such that only the appropriate image segment of the composite image is updated while simultaneously observing the eye gaze direction of the observer.

【００２０】 本発明の利点は、構成可変ＨＯＥがカラー順次照明のためのカラーフィルタに
用いられた場合、極めて効率の良いバンドパスフィルタとして機能することであ
る。さらに、カラーフィルタの構成可変ＨＯＥは、極めて集中したカラー光をも
たらし、これは投影スクリーンにおけるより鮮明な表示画像を結果として生ずる
。An advantage of the present invention is that the reconfigurable HOE functions as a very efficient bandpass filter when used in a color filter for color sequential illumination. Furthermore, the configurable HOE of the color filter results in highly concentrated color light, which results in a sharper display image on the projection screen.

【００２１】 構成可変ＨＯＥは、投影光学系が拡大と同様に画像の傾斜を行うことを可能と
し、これが他の利点である。構成可変ＨＯＥが投影スクリーンで用いられた場合
、投影スクリーン上の画像が観察者それぞれに対して最も望ましく表示される多
数の観察位置を可能にする。さらに、この投影スクリーンの構成可変ＨＯＥは、
表示画像を立体画像形式で観察者にもたらされることを可能にする。構成可変Ｈ
ＯＥは、カラーフィルタおよび投影光学系が簡潔な光学構成を有することを可能
にし、これがさらに他の利点である。The configurable HOE allows the projection optics to tilt the image as well as magnify, which is another advantage. When the reconfigurable HOE is used in a projection screen, the image on the projection screen allows for multiple viewing positions that are most desirably displayed to each viewer. Furthermore, the configurable HOE of this projection screen is
Allows the displayed image to be presented to the viewer in stereoscopic image format. Variable configuration H
OE allows the color filters and projection optics to have a simple optical configuration, which is yet another advantage.

【００２２】 （本発明を実施するための最良の形態） 図２を参照すると、本発明の第１実施例による投影システム２６が示されてい
る。この投影システム２６は、プロジェクタ２８および投影スクリーン３０を有
する。一般的な投影システムと同様に、プロジェクタおよびスクリーンは、プロ
ジェクタ２８により発生させられる入力画像をスクリーン３０に投影することに
よって表示するように機能する。このスクリーンは、一般的な反射観察または透
過観察の投影スクリーンである。しかしながら、一般的な投影システムと異なっ
たプロジェクタ２８が利用され、これは「構成可変光学素子」（ＨＯＥ）と呼称
されよう。これらの構成可変ＨＯＥは、一般的な光学素子と普通に組み合わされ
て機能するが、さらにより高度な光学処理を行うことができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIG. 2, there is shown a projection system 26 according to a first embodiment of the present invention. The projection system 26 has a projector 28 and a projection screen 30. Similar to a typical projection system, the projector and screen function to display the input image produced by projector 28 by projecting it onto screen 30. This screen is a general reflection or transmission projection screen. However, a projector 28 is utilized that differs from typical projection systems and may be referred to as a "configurable optical element" (HOE). These reconfigurable HOEs function normally in combination with common optical elements, but can perform even more sophisticated optical processing.

【００２３】 構成可変ＨＯＥは、２つの電極層の間に挟まれたホログラムを有する。このホ
ログラムは、高い回折効果を有するブラッグ形ホログラムであることが好ましい
。このホログラムは、液晶と組み合わされるホグラフィー感光性重合体フィルム
である。一例として、このホログラフィー感光性重合体フィルムは、Sutheriand
らのＰＣＴ出願第ＰＣＴ/ＵＳ９７/１２５７７号に記述されているように、ジ
ペンタエリトリトール ヒドロキシペンタアクリレートを有する重合可能な単量
体からなることができる。液晶は感光性重合体フィルムの微孔内に充填されるこ
とができる。ホログラフィー干渉縞は、液晶と結合される前または後の何れかで
感光性重合体フィルムに記録されることができる。好ましい実施例において、感
光性重合体材料は、記録前に液晶と結合される。この好ましい実施例において、
液晶と重合体材料とがあらかじめ混合され、ホログラムの記録中に層分離が発生
し、ホログラフィー干渉縞が高濃度の液晶滴と共に占められるようになっている
。この方法は、構成可変ＨＯＥの量産に関して有利である「乾式」法として見な
すことができる。The reconfigurable HOE has a hologram sandwiched between two electrode layers. This hologram is preferably a Bragg hologram having a high diffraction effect. This hologram is a holographic photopolymer film combined with a liquid crystal. As an example, this holographic photopolymer film is manufactured by Sutheriand
It can consist of a polymerizable monomer with dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, as described in PCT Application No. PCT / US97 / 12577, et al. The liquid crystal can be filled into the micropores of the photopolymer film. Holographic interference fringes can be recorded in the photopolymer film either before or after being combined with the liquid crystal. In a preferred embodiment, the photopolymer material is combined with the liquid crystal prior to recording. In this preferred embodiment,
The liquid crystal and the polymeric material are premixed so that layer separation occurs during the recording of the hologram so that the holographic interference fringes are occupied with a high concentration of liquid crystal droplets. This method can be viewed as a "dry" method, which is advantageous for mass production of configurable HOEs.

【００２４】 ホログラムの記録は、光ビームを付加することによって干渉縞が作り出される
一般的な光学処理により達成されることができる。あるいは、この干渉縞は極め
て正確なレーザー書き込み装置または他の光学的複製技術を使用することにより
、人工的に作り出されることができる。ホログラムに隣接する電極層は、透明導
電材料から作られている。一例として、この電極層は、通常、８０％よりも大き
な透過率を有するインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）から作られることができる
。電圧がこれらの層に印加されると、電界がホログラム内に発生する。Recording of holograms can be accomplished by conventional optical processing in which interference fringes are created by adding a light beam. Alternatively, the fringes can be artificially created by using a highly accurate laser writing device or other optical replication technique. The electrode layer adjacent to the hologram is made of a transparent conductive material. As an example, this electrode layer can be made from indium-tin oxide (ITO), which typically has a transmission greater than 80%. When a voltage is applied to these layers, an electric field is generated within the hologram.

【００２５】 構成可変ＨＯＥは、少なくとも２つの処理状態である回折状態および受動状態
を有する。構成可変ＨＯＥの光学特性は、主に感光性重合体フィルムに記録され
たホログラフィー干渉縞に依存する。回折状態において、構成可変ＨＯＥはあら
かじめ規定された方法で伝播光を屈折させる。受動状態において、構成可変ＨＯ
Ｅは伝播光を光学的に変更しない。最初、構成可変ＨＯＥのホログラムは回折状
態にあり、あらかじめ規定された方法で入射光が回折される。しかしながら、構
成可変ＨＯＥの電極層に電圧を印加することにより、電界がホログラムに生ずる
と、ホログラムの状態が回折状態から受動状態に切り換わる。The configurable HOE has at least two processing states, a diffractive state and a passive state. The optical properties of reconfigurable HOEs depend primarily on the holographic interference fringes recorded on the photopolymer film. In the diffractive state, the reconfigurable HOE refracts propagating light in a predefined manner. Configurable HO in passive state
E does not optically change the propagating light. Initially, the hologram of the variable configuration HOE is in a diffracting state, and the incident light is diffracted by a predetermined method. However, when an electric field is generated in the hologram by applying a voltage to the electrode layer of the variable configuration HOE, the hologram state is switched from the diffraction state to the passive state.

【００２６】 さらに図２を参照すると、プロジェクタ２８は画像発生器３２および投影光学
系３４を有する。画像発生器３２は、光源３６，カラーフィルタ３８および表示
パネル４０を有する。光源および表示パネルは、一般的な装置であって良い。表
示パネル４０は、シリコンバックプレーン上にネマチックまたは強誘電材料の何
れかを有する小型反射形ＬＣＤであって良いし、あるいは Texas Instruments I
ncorporated によって製造されるデジタル光処理装置の如き微小機械的アレイで
あって良い。表示パネル４０はまた、Silicon Light Machines、正式には Echel
le Inc. により開発された格子光バリューの如き回折ベースの表示装置であって
も良い。カラーフィルタ３８は、スタックした３つの構成可変ＨＯＥ４２,４４
および４６を有する。単純化のため、構成可変ＨＯＥ４２〜４６のホログラムお
よび電極層は、描かれていない。構成可変ＨＯＥ４２〜４６のそれぞれは、その
特定の構成可変ＨＯＥが回折状態にある場合、一定のカラー光のみを回折するよ
うにホログラフィックに設計されている。構成可変ＨＯＥ４２は、表示パネル４
０に向けて赤色光のみ回折するように設計されている。同様に、構成可変ＨＯＥ
４４は、緑色光５０のみを表示パネル４０に向けて回折するように設計され、同
時に構成可変ＨＯＥ４６は青色光５２のみを表示パネルに向けて回折するように
設計されている。カラーフィルタ３８における構成可変ＨＯＥ４２〜４６の特定
の順番は、本発明にとって重要ではない。Still referring to FIG. 2, the projector 28 has an image generator 32 and projection optics 34. The image generator 32 has a light source 36, a color filter 38, and a display panel 40. The light source and the display panel may be conventional devices. The display panel 40 may be a small reflective LCD with either a nematic or ferroelectric material on a silicon backplane, or Texas Instruments I
It may be a micromechanical array such as a digital light processing device manufactured by Ncorporated. The display panel 40 is also Silicon Light Machines, officially Echel.
It may also be a diffraction-based display device such as the grating light value developed by le Inc. The color filter 38 includes three stackable variable HOEs 42 and 44.
And 46. For simplicity, the holograms and electrode layers of the configurable HOEs 42-46 are not drawn. Each of the reconfigurable HOEs 42-46 is holographically designed to diffract only certain colored light when that particular reconfigurable HOE is in the diffractive state. The variable configuration HOE 42 includes the display panel 4
It is designed to diffract only red light toward 0. Similarly, configurable HOE
44 is designed to diffract only the green light 50 towards the display panel 40, while the reconfigurable HOE 46 is designed to diffract only the blue light 52 towards the display panel. The particular order of the configurable HOEs 42-46 in the color filter 38 is not critical to the invention.

【００２７】 操作中において、光源３６は白色光をカラーフィルタ３８に向けて発する。構
成可変ＨＯＥ４２〜４６のうちの２つは、表示パネル４０のリフレッシュレート
と同じかそれよりも短い調整期間で、照明光の三刺激色の１つを表示パネル４０
に回折するために非活性化される。構成可変ＨＯＥに関して用いられる「非活性
化」という用語は、ここでは電界を発生させるように構成可変ＨＯＥに電圧が印
加される状態として規定されよう。構成可変ＨＯＥを非活性化する効果は、構成
可変ＨＯＥが受動状態になることである。構成可変ＨＯＥに関して用いられる「
活性化」という用語は、ここでは構成可変ＨＯＥに電圧が印加されない状態とし
て規定されよう。構成可変ＨＯＥを活性化する効果は、構成可変ＨＯＥが回折状
態になることである。During operation, the light source 36 emits white light toward the color filter 38. Two of the configurable HOEs 42 to 46 display one of the tristimulus colors of the illumination light in the adjustment period equal to or shorter than the refresh rate of the display panel 40.
Deactivated to diffract to. The term "deactivate" as used in reference to a reconfigurable HOE will be defined herein as the state in which a voltage is applied to the reconfigurable HOE to generate an electric field. The effect of deactivating the reconfigurable HOE is to put the reconfigurable HOE in a passive state. Used for configurable HOEs
The term "activate" will be defined herein as the state in which no voltage is applied to the configurable HOE. The effect of activating the reconfigurable HOE is that the reconfigurable HOE is in the diffractive state.

【００２８】 次に、他の三刺激色の光は、構成可変ＨＯＥ４２〜４６の光学状態を構成変更
することにより、表示パネル４０に順次回折される。三刺激色の光が回折される
順番は重要ではない。一例として、第１の調整期間中に構成可変ＨＯＥ４４およ
び４６が非活性化され、これら構成可変ＨＯＥ４４および４６は受動状態となる
ようになっている。しかしながら、構成可変ＨＯＥ４２は、回折状態へと活性化
される。従って、赤色光に応じた可視光スペクトルの一部のみが構成可変ＨＯＥ
４２によって表示パネル４０に回折される。第２の調整期間中では、構成可変Ｈ
ＯＥ４２および４６が非活性化されると共に構成可変ＨＯＥ４４が活性化され、
緑色光のみが表示パネル４０に回折されるようになっている。第３の調整期間中
において、構成可変ＨＯＥ４２および４４が非活性化されると共に構成可変ＨＯ
Ｅ４６が活性化され、青色光のみが表示パネル４０に回折されるようになってい
る。従って、表示パネル４０は順次赤色，緑色および青色光によって照明され、
投影された入力画像が合成カラー画像として投影スクリーン３０に表示されるよ
うに見えよう。Next, the lights of other tristimulus colors are sequentially diffracted by the display panel 40 by changing the optical states of the variable configuration HOEs 42 to 46. The order in which the tristimulus light is diffracted is not important. As an example, the configurable HOEs 44 and 46 are deactivated during the first adjustment period so that the configurable HOEs 44 and 46 are in a passive state. However, the reconfigurable HOE 42 is activated into the diffractive state. Therefore, only a part of the visible light spectrum corresponding to the red light can be reconfigurable.
It is diffracted by the display panel 40 by 42. During the second adjustment period, the configuration variable H
OE42 and 46 are deactivated and the configurable HOE44 is activated,
Only the green light is diffracted by the display panel 40. During the third adjustment period, the variable HOEs 42 and 44 are deactivated and the variable HOs are changed.
E46 is activated and only the blue light is diffracted by the display panel 40. Therefore, the display panel 40 is sequentially illuminated by red, green and blue lights,
It will appear that the projected input image is displayed on the projection screen 30 as a composite color image.

【００２９】 投影システム２６の投影光学系３４は、３つの構成可変ＨＯＥスタック５４，
５６および５８を有する。これら構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８は、投影画
像を表示パネル４０から拡大するように機能する。スタック５４〜５８の各構成
可変ＨＯＥは、このＨＯＥが一般的なレンズと同じ方法で光を処理することをも
たらすような回折特性を持つ記録干渉縞を有する。構成可変ＨＯＥスタック５４
〜５８のそれぞれは、投影画像をあらかじめ設定された倍率で拡大する能力を有
するように、ホログラフィックに形成されている。構成可変ＨＯＥスタック５４
〜５８は、投影スクリーン３０上の表示画像がＬ１，Ｌ２またはＬ３の長さまた
は幅を有するように形成され、これは投影画像を画像発生器３２から光学的に処
理するように選択される構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８の１つに依存してい
る。構成可変ＨＯＥスタック５４のみが投影画像を光学的に処理する場合、投影
スクリーン３０上の表示画像の大きさはＬ１である。構成可変ＨＯＥスタック５
６のみが投影画像を光学的に処理する場合、投影スクリーン３０上の表示画像の
大きさはＬ２である。構成可変ＨＯＥスタック５８のみが投影画像を光学的に処
理する場合、投影スクリーン３０上の表示画像の大きさはＬ３である。従って、
投影スクリーン３０上の表示画像の寸法は、投影画像を光学的に処理するために
選択された１つの構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８によって調整されることが
できる。投影光学系３４における構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８の数は、本
発明にとって重要ではない。投影光学系３４は、投影システム２６に対して利用
可能である他の表示寸法の数を増やすため、追加の構成可変ＨＯＥスタックを有
することができる。The projection optics 34 of the projection system 26 includes three configurable HOE stacks 54,
56 and 58. These configurable HOE stacks 54-58 function to magnify the projected image from the display panel 40. Each reconfigurable HOE of stacks 54-58 has a recording fringe with diffractive properties that results in the HOE processing light in the same manner as a typical lens. Configurable HOE stack 54
Each of -58 is holographically formed to have the ability to magnify the projected image at a preset magnification. Configurable HOE stack 54
˜58 are formed such that the display image on the projection screen 30 has a length or width of L1, L2 or L3, which is selected to optically process the projection image from the image generator 32. It relies on one of the variable HOE stacks 54-58. If only the configurable HOE stack 54 processes the projected image optically, the size of the displayed image on the projection screen 30 is L1. Configurable HOE stack 5
If only 6 optically processes the projected image, the size of the displayed image on the projection screen 30 is L2. If only the configurable HOE stack 58 processes the projected image optically, the size of the displayed image on the projection screen 30 is L3. Therefore,
The size of the displayed image on the projection screen 30 can be adjusted by one configurable HOE stack 54-58 selected to optically process the projected image. The number of configurable HOE stacks 54-58 in projection optics 34 is not critical to the invention. Projection optics 34 may have additional configurable HOE stacks to increase the number of other display dimensions available for projection system 26.

【００３０】 図２中の構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８が一体の装置として示されている
けれども、構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８のそれぞれは、色収差を防ぐため
に３つの構成可変ＨＯＥを有する。構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８のそれぞ
れにおける３つの構成可変ＨＯＥは、カラーフィルタ３８の構成可変ＨＯＥ４２
〜４６と同一であり、これらは単一のカラー光に応じた入力画像に対して１回で
光学的に処理するように設計されており、これによって入力画像を投影スクリー
ン３０に伝達する。三刺激色に応じた１組の入力画像が投影スクリーン３０に投
影される場合、入力画像から形成される合成画像がカラー画像として見える。ス
タック５４〜５８の３つの構成可変ＨＯＥアセンブリは、色収差の問題をうまく
処理する。Although the configurable HOE stacks 54-58 in FIG. 2 are shown as a unitary device, each of the configurable HOE stacks 54-58 has three configurable HOEs to prevent chromatic aberration. The three variable HOEs in each of the variable HOE stacks 54 to 58 are the variable HOEs 42 of the color filter 38.
˜46, which are designed to optically process the input image in response to a single color light in one pass, thereby transmitting the input image to the projection screen 30. When a set of input images corresponding to the tristimulus colors is projected on the projection screen 30, a composite image formed from the input images looks like a color image. The three configurable HOE assemblies of stacks 54-58 handle the chromatic aberration problem well.

【００３１】 スタック５４〜５８のそれぞれにおける３つの構成可変ＨＯＥの操作は、構成
可変ＨＯＥ４２，４４および４６の操作と全く同じである。特定の倍率が望まれ
る場合、この特定の倍率に対応した構成可変ＨＯＥスタック５４〜５８が選択さ
れる。例えば、Ｌ１の表示寸法が望まれる場合、構成可変ＨＯＥスタック５４が
選択される。他の構成可変ＨＯＥスタック５６および５８は、任意の伝達光に対
して光学的に受動的となるように設定されよう。次に、スタック５４の構成可変
ＨＯＥが選択的に活性化され、そして三刺激カラーの処理を連続することによっ
て形成される投影入力画像を伝達するため、カラーフィルタ３８の構成可変ＨＯ
Ｅ４２〜４８と同期して非活性化される。例えば、カラーフィルタ３８が赤色光
のみ回折するように形成される場合、赤色光に対して光学的に処理するスタック
５４の構成可変ＨＯＥのみが回折状態へと活性化されると同時に、スタック５４
の他の２つの構成可変ＨＯＥが受動状態へと非活性化される。入力画像を表示パ
ネル４０から順次拡大することにより、正確なカラー合成画像が投影スクリーン
３０上に望ましい寸法で表示される。The operation of the three configurable HOEs in each of the stacks 54-58 is exactly the same as the operation of the configurable HOEs 42, 44 and 46. If a particular scaling factor is desired, the configurable HOE stacks 54-58 corresponding to this specific scaling factor are selected. For example, if a display size of L1 is desired, the configurable HOE stack 54 is selected. Other configurable HOE stacks 56 and 58 would be set to be optically passive to any transmitted light. The variable HOE of the stack 54 is then selectively activated and the variable HOE of the color filter 38 is transmitted to carry the projected input image formed by successive processing of the tristimulus colors.
It is deactivated in synchronization with E42 to 48. For example, if the color filter 38 is formed to diffract only red light, only the configurable HOE of the stack 54 that optically processes red light is activated into the diffractive state while the stack 54 is being diffracted.
The other two configurable HOEs are deactivated to the passive state. By sequentially enlarging the input image from the display panel 40, an accurate color composite image is displayed on the projection screen 30 in the desired size.

【００３２】 図２の投影システム２６は、このシステム全体の処理に悪影響を与えることな
く変更されることができる。第１の変更において、画像発生器３２は、図１の従
来技術の投影システム１０の画像発生器１６の如き一般的な画像発生器によって
置き換えられることができる。画像発生器３２の置換は、投影光学系３４の処理
に悪影響を与えないと思われる。第２の変更において、投影光学系３４は従来技
術の投影システム１０の投影光学系１８の如き一般的な投影光学系によって置き
換えられることができる。投影光学系３４の置換は、画像発生器３２の処理に悪
影響を与えないと思われる。The projection system 26 of FIG. 2 can be modified without adversely affecting the processing of this entire system. In a first modification, the image generator 32 can be replaced by a conventional image generator such as the image generator 16 of the prior art projection system 10 of FIG. The replacement of the image generator 32 does not appear to adversely affect the processing of the projection optics 34. In a second modification, projection optics 34 can be replaced by conventional projection optics, such as projection optics 18 of prior art projection system 10. Replacement of projection optics 34 does not appear to adversely affect the processing of image generator 32.

【００３３】 図３において、本発明の第２実施例による投影システム６０が示される。投影
システム６０は、投影システム２６に含まれる同一の画像発生器１６および同一
の投影スクリーン３０を有することができる。しかしながら、この投影システム
６０は投影システム２６の投影光学系３４に置き換わる投影光学系６２を有する
。投影光学系６２は、多数の傾斜画像を投影スクリーン３０に発生させるように
投影入力画像を画像発生器３２から光学的に処理するため、ホログラフィックに
形成されている。簡略化のため、図３には画像発生器３２の構成要素が示されて
いない。In FIG. 3, a projection system 60 according to a second embodiment of the invention is shown. The projection system 60 can have the same image generator 16 and the same projection screen 30 included in the projection system 26. However, the projection system 60 has a projection optical system 62 that replaces the projection optical system 34 of the projection system 26. The projection optics 62 is holographically configured to optically process the projection input image from the image generator 32 so as to generate multiple tilted images on the projection screen 30. For simplicity, the components of the image generator 32 are not shown in FIG.

【００３４】 この実施例において、投影光学系６２は、投影入力画像のあらかじめ選択され
た拡大をもたらす４つの構成可変ＨＯＥスタック６４，６６，６８および７０を
有する。構成可変ＨＯＥスタック６４〜７０のそれぞれは、活性化された場合、
入力画像を投影スクリーン３０のあらかじめ設定された領域７２，７４，７６お
よび７８に投影するため、ホログラフィックに形成されている。一例として、構
成可変ＨＯＥスタック７０は入力画像を領域７２に投影するようにホログラフィ
ックに形成されると同時に、構成可変ＨＯＥスタック６４，６６および６８は、
入力画像を領域７８，７６および７４にそれぞれ投影するように機能させること
ができる。投影システム２６に関する投影光学系３４の構成可変ＨＯＥスタック
５４〜５８と同様に、構成可変ＨＯＥスタック６０〜６６のそれぞれは３つの構
成可変ＨＯＥを有し、これらはカラー画像を投影スクリーン３０の特定の領域７
２〜７８に形成するように３つの三刺激カラーを順次処理するように設計されて
いる。In this embodiment, projection optics 62 has four configurable HOE stacks 64, 66, 68 and 70 that provide preselected magnification of the projected input image. Each of the configurable HOE stacks 64-70, when activated,
It is holographically formed for projecting the input image onto preset areas 72, 74, 76 and 78 of the projection screen 30. As an example, the configurable HOE stack 70 is holographically formed to project the input image onto the area 72 while the configurable HOE stacks 64, 66 and 68 are:
The input image may be operable to project into areas 78, 76 and 74, respectively. Similar to the reconfigurable HOE stacks 54-58 of the projection optics 34 for the projection system 26, each of the reconfigurable HOE stacks 60-66 has three reconfigurable HOEs that provide color images to a particular screen of the projection screen 30. Area 7
It is designed to process three tristimulus colors sequentially to form 2-78.

【００３５】 操作中において、投影光学系６２は、１組のカラー入力画像を、対応する構成
可変ＨＯＥスタック６４〜７０だけが１組のカラー入力画像を回折することを可
能とすることにより、領域７２〜７８の１つに順次導く。例えば、投影スクリー
ンの領域７２にカラー画像を表示するため、構成可変ＨＯＥスタック７０のみが
投影入力画像を光学的に処理することを可能にされる。構成可変ＨＯＥスタック
６４〜６８は、任意の伝達光に対して光学的に受動的となるように設定される。
スタック７０の３つの構成可変ＨＯＥは選択的に活性化され、そして特定の色に
対応した投影入力画像を伝達するように、画像発生器３２内のカラーフィルタ３
８の構成可変ＨＯＥ４２〜４６と同期して非活性化される。例えば、カラーフィ
ルタ３８が赤色光を回折するように形成された場合、赤色光を光学的に処理する
スタック７０の構成可変ＨＯＥのみが回折状態へと活性化されると同時に、スタ
ック７０の他の２つの構成可変ＨＯＥが受動状態へと非活性化される。スタック
７０の選択された構成可変ＨＯＥの活性化は、赤色光に対応した投影画像を投影
スクリーン３０の領域７２に導く。画像発生器３２の表示パネル４０からの異な
る三刺激カラーに応じた入力画像を順次伝達することにより、正確なカラー合成
画像が投影スクリーン３０の領域７２に投影されて表示される。In operation, projection optics 62 allows a set of color input images to be diffracted by only the corresponding configurable HOE stacks 64-70 diffract the set of color input images. 72 to 78 in turn. For example, to display a color image in area 72 of the projection screen, only the configurable HOE stack 70 is enabled to optically process the projected input image. The configurable HOE stacks 64-68 are set to be optically passive with respect to any transmitted light.
The three configurable HOEs of the stack 70 are selectively activated and the color filters 3 in the image generator 32 are arranged to carry the projected input image corresponding to a particular color.
It is deactivated in synchronization with the eight configurable HOEs 42-46. For example, if the color filter 38 is formed to diffract red light, only the configurable HOE of the stack 70 that optically processes red light will be activated to the diffractive state while at the same time the other of the stack 70 will be diffracted. The two configurable HOEs are deactivated to the passive state. Activation of selected reconfigurable HOEs of stack 70 directs the projected image corresponding to red light to area 72 of projection screen 30. By sequentially transmitting input images corresponding to different tristimulus colors from the display panel 40 of the image generator 32, an accurate color composite image is projected and displayed on the area 72 of the projection screen 30.

【００３６】 第２のカラー画像は、画像発生器３２の表示パネル４０に生成される次の１組
の入力画像を処理するため、対応する構成可変ＨＯＥスタック６４〜６８を選択
することにより、投影スクリーン３０の残りの領域７４〜７８の１つに表示され
ることができる。例えば、第２のカラー画像は、光学的に受動的となるようにス
タック７０の能力を奪い、そして第２のカラー画像の入力画像を領域７８に伝達
するように、スタック６４の構成可変ＨＯＥを機能させることにより、領域７８
に表示されることができる。領域７２に表示される第１のカラー画像および領域
７８に続いて表示される第２のカラー画像は、その表示レートが充分に高速であ
るならば、同時に表示されるように見えよう。より高速な表示レートに対し、４
つの異なるカラー画像を投影スクリーン３０の４つの領域７２〜７８すべてに「
同時に」表示させることができる。The second color image is projected by selecting the corresponding configurable HOE stacks 64-68 to process the next set of input images produced on the display panel 40 of the image generator 32. It may be displayed in one of the remaining areas 74-78 of the screen 30. For example, the second color image deprives stack 70 of its ability to be optically passive, and the configurable HOE of stack 64 to convey the input image of the second color image to region 78. Area 78 by functioning
Can be displayed in. The first color image displayed in region 72 and the second color image displayed subsequent to region 78 will appear to be displayed simultaneously if their display rate is fast enough. 4 for faster display rates
The four different color images are displayed on all four areas 72 to 78 of the projection screen 30.
Can be displayed simultaneously.

【００３７】 領域７２〜７８の１つに表示されるカラー画像は、完全な画像であって良く、
４つの別個の画像を投影スクリーン３０に表示させることができるようになって
いる。別な形態において、領域７２〜７８の１つに表示される画像は、単一の合
成カラー画像の１つの画像セグメントのみである。投影スクリーン３０の領域７
２〜７８に順次表示される４つのカラー画像は、単一の合成画像を形成する。こ
の形態において、所与の寸法の画像に対し、表示合成画像の全体の分解能をこの
画像が単一の画像として投影される場合よりも実質的に高めることができる。The color image displayed in one of the areas 72-78 may be a complete image,
Four separate images can be displayed on the projection screen 30. In another form, the image displayed in one of regions 72-78 is only one image segment of a single composite color image. Area 7 of projection screen 30
The four color images displayed sequentially from 2 to 78 form a single composite image. In this configuration, for an image of a given size, the overall resolution of the displayed composite image can be substantially increased over if this image were projected as a single image.

【００３８】 さらに複雑な実施例において、投影スクリーンのより小さな領域に画像の一部
を表示するため、投影光学系６２は追加の構成可変ＨＯＥスタックを有すること
ができる。一例として、投影光学系６２は、４×４の配列における１６色のカラ
ー画像セグメントからなる単一の合成画像を表示するため、合計１６個の構成可
変ＨＯＥスタックを有することができる。In a more complex embodiment, projection optics 62 can have an additional configurable HOE stack to display a portion of the image in a smaller area of the projection screen. As an example, projection optics 62 may have a total of 16 configurable HOE stacks for displaying a single composite image of 16 color image segments in a 4 × 4 array.

【００３９】 図４に転じると、本発明の第３実施例による投影システム８０が示されている
。図２および図３と同じ参照符号が図４に描かれた同じ部品に対して用いられよ
う。この投影システム８０は、図３の投影システム６０に関するすべての部品を
有している。しかしながら、投影システム８０は、２つの映像装置８２および８
４を有する。一般的に、この投影システム８０は、合成画像を投影スクリーン３
０に表示するために投影システム３０と同じように機能する。上述したように、
合成画像は、この合成画像のセグメントを投影スクリーンの領域７２〜７８に連
続的に表示することによって形成される。連続的に変更される合成画像を投影ス
クリーンに表示するため、合成画像の画像セグメントのそれぞれは更新されて表
示される必要がある。このような処理は、画像処理に関してコンピュータを使っ
て集約させることができる。投影システム８０は、移動観察可能な関心領域（Ａ
ＯＩ）を実行することにより、この処理の負担の一部を軽減するように機能する
。「関心領域」という用語は、ここでは観察者８６により目標とされる投影スク
リーン３０の場所を中心とした視野領域として規定される。ＡＯＩは、観察者８
６の注視方向によって決定されることができる。観察者８６の注視方向を探知す
ることにより、現時点でＡＯＩ内にあるか、またはＡＯＩ内に入ろうとしている
画像セグメントだけが更新される。Turning to FIG. 4, a projection system 80 according to a third embodiment of the present invention is shown. 2 and 3 will be used for the same components depicted in FIG. The projection system 80 has all the components of the projection system 60 of FIG. However, the projection system 80 has two video devices 82 and 8.
Have 4. In general, the projection system 80 provides a composite image to the projection screen 3.
Functions the same as the projection system 30 for displaying zero. As mentioned above,
The composite image is formed by sequentially displaying the segments of the composite image in areas 72-78 of the projection screen. In order to display a continuously changing composite image on the projection screen, each image segment of the composite image needs to be updated and displayed. Such processing can be integrated using a computer for image processing. The projection system 80 includes a region of interest (A
By executing OI), it functions to reduce a part of the burden of this processing. The term "region of interest" is defined herein as the field of view centered on the location of the projection screen 30 targeted by the observer 86. AOI is observer 8
6 gaze directions can be determined. Locating the observer's 86 gaze direction updates only those image segments that are currently in or about to enter the AOI.

【００４０】 映像装置８２および８４は、観察者の注視方向を規定するため、観察者８６の
頭部または両目を映し出すように機能する。この映像装置８２および８４は、図
４に示されるような投影システム８０の部品を分けることができる。別の形態に
おいて、映像装置は「ホログラフィーでまとめた表示および映像システム」とい
う名称で１９９８年７月８日に提出された米国暫定出願第６０/０９４,５２２号
に記載されたように、投影光学系６２に組み入れることができる。映像装置８２
および８４は、観察者の注視方向を決定するため、観察者８６の頭部または両目
の位置を取り込むように既知の映像技術を利用することができる。例えば、映像
装置８２および８４のそれぞれは、赤外光の如き映像光を観察者８６の頭部また
は両目に発する発光素子と、映像のための後方散乱光を受光する光センサとを有
することができる。従って、既知の画像処理技術が観察者の注視方向を決定する
ために利用されることができる。The image devices 82 and 84 function to project the head or both eyes of the observer 86 in order to define the gaze direction of the observer. The imagers 82 and 84 can separate the components of the projection system 80 as shown in FIG. In another form, the imaging device is a projection optical system, as described in US Provisional Application No. 60 / 094,522, filed July 8, 1998, under the name "Holographically Combined Display and Imaging System." It can be incorporated into system 62. Video device 82
And 84 can utilize known imaging techniques to capture the position of the viewer's 86 head or eyes to determine the viewer's gaze direction. For example, each of the imagers 82 and 84 may have a light emitting element that emits image light, such as infrared light, to the head or both eyes of the observer 86, and an optical sensor that receives the backscattered light for the image. it can. Therefore, known image processing techniques can be utilized to determine the viewer's gaze direction.

【００４１】 観察者の注視方向の決定は、投影スクリーン３０の領域または領域７２〜７８
が観察者８６の固定視点を認識することによって反復更新する必要があることを
認識するために利用される。投影スクリーン３０の残りの領域は、前の画像セグ
メントと共に表示される。これら残りの画像セグメントの分解能は、要求される
信号処理をさらに減少させることにより、減じられることができる。移動する視
点の軌跡を予測するために適当なアルゴリズムを用いると、観察者８６の注視に
よって加えられる領域７２〜７８は加えられる直前に更新されることができる。
領域７２〜７８の隣接境界でのあらゆる不明確性を回避するため、領域７２〜７
８に表示される画像セグメントは、隣接境界の部分で重なり合うべきである。The viewer's gaze direction is determined by the area of the projection screen 30 or the areas 72 to 78.
Is used to recognize that it needs to be iteratively updated by recognizing the observer's 86 fixed viewpoint. The remaining area of the projection screen 30 is displayed along with the previous image segment. The resolution of these remaining image segments can be reduced by further reducing the required signal processing. Using an appropriate algorithm to predict the trajectory of the moving viewpoint, the regions 72-78 added by the gaze of the observer 86 can be updated just before being added.
To avoid any ambiguity at the adjacent boundaries of regions 72-78, regions 72-7
The image segments displayed at 8 should overlap at the portions of the adjacent boundaries.

【００４２】 図５に転じると、本発明の第４実施例による投影システム８８が示されている
。この投影システム８８は、プロジェクタ９４を画成する画像発生器９０および
投影光学系９２を有する。画像発生器９０および投影光学系９２は、一般的な装
置であって良い。しかしながら、画像発生器９０が投影システム２６の画像発生
器３２と同一であって良く、投影光学系９２が投影システム２６の投影光学系３
４または投影システム６０の投影光学系６２と同じであって良い。この投影シス
テム８８はまた、透視投影スクリーン９６をも有する。この投影スクリーン９６
は、投影画像を光学的に処理することを可能とされる場合、投影画像をプロジェ
クタ９４から表示することができる単一の構成可変ＨＯＥスタック９８を有する
。構成可変ＨＯＥスタック９８は、投影画像をカラーで表示するために３つの構
成可変ＨＯＥを有する。Turning to FIG. 5, a projection system 88 according to a fourth embodiment of the present invention is shown. The projection system 88 has an image generator 90 defining a projector 94 and projection optics 92. The image generator 90 and the projection optical system 92 may be general devices. However, the image generator 90 may be the same as the image generator 32 of the projection system 26 and the projection optics 92 may be the projection optics 3 of the projection system 26.
4 or the projection optics 62 of the projection system 60. The projection system 88 also has a perspective projection screen 96. This projection screen 96
Has a single configurable HOE stack 98 that can display the projected image from the projector 94 if the projected image is allowed to be optically processed. The configurable HOE stack 98 has three configurable HOEs for displaying the projected image in color.

【００４３】 投影システム８８は、表示装置１００と観察者８６との間に配置される。表示
装置１００は、コンピュータのモニタまたは他の一般的な表示装置であって良い
。この投影システム８８は、観察者８６が表示装置１００上の画像または投影ス
クリーン９６に与えられた投影画像を観察することを可能にするように機能する
。表示装置１００上の画像が独占的に観察される必要がある場合、プロジェクタ
９４は画像を投影スクリーン９６に生成することをやめる。さらに、投影スクリ
ーン９６におけるスタック９８の構成可変ＨＯＥは、観察者が表示装置１００上
の画像を観察するため、光が投影スクリーンを介して受動的に伝達されることを
可能とするように受動状態に設定される。この投影スクリーンの透過能力は、こ
のシステムが一般的なヘッドアップディスプレィとして用いられることを可能と
すし、これはコンピュータが生成した作像、すなわち表示装置１００上の画像が
周囲の景観に重ね合わされる。投影画像が独占的に観察される必要がある場合、
構成可変ＨＯＥは投影スクリーン９６上にこの投影画像を表示するため、プロジ
ェクタ９４からの投影画像を光学的に処理することを可能とする。好ましくは、
表示装置１００は、この表示装置１００およびプロジェクタ９４からの光によっ
て投影スクリーン９６内での光学的干渉を回避するため、非活性化される。The projection system 88 is arranged between the display device 100 and the observer 86. Display device 100 may be a computer monitor or other conventional display device. The projection system 88 functions to allow an observer 86 to view the image on the display device 100 or the projected image provided on the projection screen 96. If the image on the display device 100 needs to be viewed exclusively, the projector 94 stops producing the image on the projection screen 96. In addition, the configurable HOE of the stack 98 on the projection screen 96 is in a passive state to allow light to be passively transmitted through the projection screen for the viewer to view the image on the display device 100. Is set to. The transmission capability of this projection screen allows the system to be used as a general head-up display, which is computer-generated, ie the image on display 100 is superimposed on the surrounding landscape. . If the projected image needs to be viewed exclusively,
The reconfigurable HOE displays this projection image on the projection screen 96, so that the projection image from the projector 94 can be optically processed. Preferably,
The display device 100 is deactivated in order to avoid optical interference within the projection screen 96 by the light from the display device 100 and the projector 94.

【００４４】 より高度な装置において、投影スクリーン９６内の構成可変ＨＯＥは、表示装
置１００上の画像およびプロジェクタ９４からの投影画像の同時観察を可能とす
るように、ホログラフィックに形成される。投影スクリーン９６内のスタック９
８の構成可変ＨＯＥのホログラフィー構成は、構成可変ＨＯＥの１つが回折状態
にあっても、表示装置１００上の画像からの光が構成可変ＨＯＥによって変わら
ないことを可能にする。しかしながら、プロジェクタ９４からの光は、投影画像
を投影スクリーン９６に表示するため、屈折する構成可変ＨＯＥにより光学的に
処理される。好ましくは、投影スクリーン９６に表示される投影画像の強度は、
背景、すなわち表示装置１００上の画像と共に調整され、２つの画像間の充分な
対比を確実にする。投影システム８８の同時観察特性は、多くの実用的な利点を
有する。例えば、書類タイプ作業は、投影スクリーン９６に投影画像として投影
される資料および表示装置１００に表示されたコンピュータのテキストを有する
ことによって視覚上のより大きな快適性を達成することができ、これにより作業
者は資料とコンピュータのテキストとを同じ焦点面で観察することが可能である
。In more sophisticated devices, the reconfigurable HOE within the projection screen 96 is holographically shaped to allow simultaneous viewing of the image on the display device 100 and the projected image from the projector 94. Stack 9 in projection screen 96
The holographic configuration of the eight configurable HOEs allows the light from the image on the display device 100 to remain unchanged by the configurable HOEs even when one of the variable HOEs is in the diffractive state. However, the light from projector 94 is optically processed by the refracting and configurable HOE to display the projected image on projection screen 96. Preferably, the intensity of the projected image displayed on the projection screen 96 is
It is adjusted with the background, ie the image on the display device 100, to ensure a sufficient contrast between the two images. The simultaneous viewing properties of projection system 88 have many practical advantages. For example, a document-type task may achieve greater visual comfort by having the material projected as a projected image on the projection screen 96 and the computer text displayed on the display device 100, which allows the task to be performed. One can observe the material and the computer text in the same focal plane.

【００４５】 図６において、本発明の第５実施例による投影システム１０２が示されている
。この投影システム１０２は、プロジェクタ９４と投影スクリーン１０４とを有
する。プロジェクタ９４は、画像発生器９０と投影光学系９２とからなる。画像
発生器９０および投影光学系９２は、一般的な装置であって良い。しかしながら
、画像発生器９０は投影システム２６の画像発生器３２と同じであって良く、投
影光学系９２は投影システム２６の投影光学系３４と同じであって良い。投影ス
クリーン１０４は、少なくとも２つの構成可変ＨＯＥスタック１０６および１０
８を有する。投影スクリーン１０４における構成可変ＨＯＥスタック１０６およ
び１０８のそれぞれは、画像をカラーで表示するために３つの構成可変ＨＯＥを
有する。In FIG. 6, a projection system 102 according to a fifth embodiment of the invention is shown. The projection system 102 has a projector 94 and a projection screen 104. The projector 94 includes an image generator 90 and a projection optical system 92. The image generator 90 and the projection optical system 92 may be general devices. However, the image generator 90 may be the same as the image generator 32 of the projection system 26 and the projection optics 92 may be the same as the projection optics 34 of the projection system 26. The projection screen 104 includes at least two configurable HOE stacks 106 and 10.
Have eight. Each of the configurable HOE stacks 106 and 108 on the projection screen 104 has three configurable HOEs for displaying images in color.

【００４６】 投影スクリーン１０４に関する構成可変ＨＯＥスタック１０６および１０８は
、伝播光を光学的に処理することを可能とする場合、伝播光の光強度を特定の観
察位置に向けて角変化するようにホログラフィックに形成される。構成可変ＨＯ
Ｅスタック１０６は、曲座標グラフ１１２および１１４によって示されるように
、観察者の位置に向けて光強度を増大するように設計されている。構成可変ＨＯ
Ｅスタック１０８は、曲座標グラフ１１８および１２０によって示されるように
、光強度を観察者１１６の位置に向けて増大するように設計されている。光強度
の増大は、より高輝度の表示画像を観察者１１０および１１６に対してもたらす
。The reconfigurable HOE stacks 106 and 108 for the projection screen 104 are hollow so as to angularly change the light intensity of the propagating light towards a particular viewing position, if the propagating light is allowed to be optically processed. Formed graphically. Configurable HO
The E-stack 106 is designed to increase the light intensity towards the observer's position, as shown by the curved coordinate graphs 112 and 114. Configurable HO
The E-stack 108 is designed to increase the light intensity towards the position of the observer 116, as shown by the curved coordinate graphs 118 and 120. The increased light intensity provides a brighter displayed image to the viewers 110 and 116.

【００４７】 操作中において、構成可変ＨＯＥスタック１０６および１０８は、プロジェク
タ９４からの１組のカラー投影画像に対し交番型式で光学的に処理される。構成
可変ＨＯＥスタック１０６が１組のカラー投影画像を処理している時、このスタ
ック１０６の構成可変ＨＯＥは投影画像を光学的に処理するように順次活性化さ
れ、カラー画像が観察者１１０に提示されるようになっている。次の手順におい
て、スタック１０８の構成可変ＨＯＥは、次の１組のカラー投影画像を光学的に
処理するように順次活性化され、カラー画像が観察者１１６に提示されるように
なっている。構成可変ＨＯＥスタック１０６および１０８の交互操作は、両方の
観察者１１０および１１６がより高輝度のカラー画素を観察することを可能にす
る。In operation, the configurable HOE stacks 106 and 108 are optically processed in an alternating fashion on a set of color projection images from the projector 94. When the reconfigurable HOE stack 106 is processing a set of color projection images, the reconfigurable HOEs of this stack 106 are sequentially activated to optically process the projection images and the color image is presented to the viewer 110. It is supposed to be done. In the next step, the configurable HOEs of stack 108 are sequentially activated to optically process the next set of color projection images so that the color images are presented to viewer 116. The alternating operation of the configurable HOE stacks 106 and 108 allows both viewers 110 and 116 to see brighter color pixels.

【００４８】 １つの適用において、同一のカラー画像が観察者１１０および１１６に提示さ
れる。より複雑な適用において、異なるカラー画像が観察者１１０および１１６
に提示される。これは、第２のカラー画像のための１組のカラー投影画像を他の
構成可変ＨＯＥが処理している時に生じさせることにより達成される。In one application, the same color image is presented to viewers 110 and 116. In more complex applications, different color images will be viewed by the viewers 110 and 116.
Presented to. This is accomplished by producing a set of color projection images for the second color image when another reconfigurable HOE is processing.

【００４９】 投影スクリーン１０４は、光強度を異なる場所に向けて増大するように設計さ
れた追加の構成可変ＨＯＥを有することができる。投影スクリーン１０４におけ
る構成可変ＨＯＥスタックの数を増やすことにより、より多くの観察者が投影ス
クリーン１０４に表示された画像を最適に観察することができる。投影スクリー
ン１０４における構成可変ＨＯＥスタックの数は、本発明にとって重要ではない
。The projection screen 104 can have additional configurable HOEs designed to increase the light intensity towards different locations. By increasing the number of configurable HOE stacks on the projection screen 104, more viewers can optimally view the image displayed on the projection screen 104. The number of configurable HOE stacks on the projection screen 104 is not critical to the invention.

【００５０】 より複雑な装置において、投影光学系９２は投影システム６０および８０の投
影光学系６２によって置き換えられ、その画像が投影スクリーン１０４に合成画
像を形成する画像セグメントとして表示されるようになっている。投影光学系６
２を投影スクリーン１０４と共に使用すると、異なる合成画像が観察者１１０お
よび１１６に提示されることができる。さらに、図４における投影システム８０
の映像装置８２および８４は、観察者１１０および１１６の注視方向を探知する
ように投影システム１０２に組み込まれることができる。映像装置８２および８
４の組み込みは、投影システム１０２が目下、観察者の視野か、ここに入ろうと
している適切な画像セグメントだけを更新することを可能としよう。このような
投影システムの操作は、投影システム８０と実質的に同じにできる。相違は、観
察者１１０および１１６に表示合成画像を最適に提示するため、投影光学系６２
のすべての処理を投影スクリーン１０４の構成可変ＨＯＥスタック１０６および
１０８のそれぞれに対して繰り返さなければならないことだけである。In a more complex device, projection optics 92 is replaced by projection optics 62 of projection systems 60 and 80 so that the image is displayed on projection screen 104 as an image segment forming a composite image. There is. Projection optical system 6
Using 2 with projection screen 104, different composite images can be presented to viewers 110 and 116. Furthermore, the projection system 80 in FIG.
Imagers 82 and 84 can be incorporated into the projection system 102 to track the gaze direction of the viewers 110 and 116. Imaging devices 82 and 8
The incorporation of four will allow the projection system 102 to update only the viewer's field of view, or the appropriate image segment that is about to enter here. The operation of such a projection system can be substantially the same as the projection system 80. The difference is that in order to optimally present the displayed composite image to the viewers 110 and 116, the projection optics
All of the above must be repeated for each of the configurable HOE stacks 106 and 108 of the projection screen 104.

【００５１】 図７に転じると、本発明の第６実施例による投影システム１２２が示されてい
る。この投影システム１２２は、プロジェクタ９４と投影スクリーン１２４とを
有する。プロジェクタ９４は、画像発生器９０と投影光学系９２とからなる。画
像発生器９０および投影光学系９２は、一般的な装置であって良い。しかしなが
ら、画像発生器９０は投影システム２６の画像発生器３２と同じであって良く、
また投影光学系９２は投影システム２６の投影光学系３４と同じであって良い。
投影スクリーン１２４は、２つの構成可変ＨＯＥスタック１２６および１２８を
有する。構成可変ＨＯＥスタック１２６および１２８のそれぞれは、画像をカラ
ーで表示するため、３つの構成可変ＨＯＥを有する。Turning to FIG. 7, a projection system 122 according to a sixth embodiment of the present invention is shown. The projection system 122 has a projector 94 and a projection screen 124. The projector 94 includes an image generator 90 and a projection optical system 92. The image generator 90 and the projection optical system 92 may be general devices. However, the image generator 90 may be the same as the image generator 32 of the projection system 26,
The projection optics 92 may also be the same as the projection optics 34 of the projection system 26.
The projection screen 124 has two configurable HOE stacks 126 and 128. Each of the configurable HOE stacks 126 and 128 has three configurable HOEs for displaying images in color.

【００５２】 図６における投影システム１０２の構成可変ＨＯＥスタック１０６および１０
８と同様に、構成可変ＨＯＥスタック１２６および１２８は、伝播光を光学的に
処理することが可能とされる場合、伝播光の光強度を特定の観察位置に向けて角
変化するようにホログラフィックに形成されている。しかしながら、構成可変Ｈ
ＯＥスタック１２６および１２８は、光の強度を多数の観察者ではなく、単一の
観察者の両目１３０および１３２に向けて増大するように設計されている。構成
可変ＨＯＥスタック１２６は、光の強度を曲座標グラフ１３４および１３６によ
って示されるように、右目１３０に向けて増大するように設計されているのに対
し、構成可変ＨＯＥスタック１２８は、光の強度を曲座標グラフ１３８および１
４０によって示されるように、左目１３２に向けて増大するように設計されてい
る。観察者の目のそれぞれに向けた光強度の増大は、観察者に対して自動立体化
表示をもたらすことができる。Reconfigurable HOE stacks 106 and 10 of projection system 102 in FIG.
Similar to 8, the configurable HOE stacks 126 and 128 are holographic so that if the propagating light is allowed to be optically processed, the light intensity of the propagating light is angularly changed towards a particular viewing position. Is formed in. However, the configuration variable H
The OE stacks 126 and 128 are designed to increase the intensity of light towards both eyes 130 and 132 of a single observer rather than multiple observers. The configurable HOE stack 126 is designed to increase the light intensity towards the right eye 130, as shown by the curved coordinate graphs 134 and 136, while the configurable HOE stack 128 is designed to increase the light intensity. The song coordinate graphs 138 and 1
Designed to increase towards the left eye 132, as indicated by 40. Increasing the light intensity towards each of the viewer's eyes can provide the viewer with an autostereoscopic display.

【００５３】 操作中において、構成可変ＨＯＥスタック１２６および１２８は、プロジェク
タ９４からの投影画像を交番型式で光学的に処理する。構成可変ＨＯＥスタック
１２６が第１の組のカラー投影画像を処理している時、このスタック１２６の構
成可変ＨＯＥはプロジェクタ９４からの投影画像を光学的に処理するように順次
活性化され、第１のカラー画像が右目１３０に提示されるようになっている。次
の手順において、スタック１２８の構成可変ＨＯＥはプロジェクタ９４からの１
組のカラー投影画像を光学的に処理するように順次活性化され、第２のカラー画
像が左目１３２に提示されるようになっている。第１および第２のカラー画像は
、異なる視点、すなわち観察者の左および右目からの単一の光景を表す画像であ
る。第１および第２の投影画像は、観察される光景が三次元であるという錯覚を
もたらす。In operation, the reconfigurable HOE stacks 126 and 128 optically process the projected image from the projector 94 in an alternating fashion. When the configurable HOE stack 126 is processing a first set of color projection images, the configurable HOEs of this stack 126 are sequentially activated to optically process the projection image from the projector 94, Is displayed on the right eye 130. In the following procedure, the configurable HOE of the stack 128 is set to 1 by the projector 94.
A set of color projection images are sequentially activated for optical processing, with a second color image being presented to the left eye 132. The first and second color images are images representing a single view from different viewpoints, the left and right eyes of the observer. The first and second projected images provide the illusion that the observed scene is three-dimensional.

【００５４】 投影スクリーン１２４は、追加の観察者を受け入れるように変更されることが
できる。それぞれ追加の観察者に対し、投影スクリーン１２４は追加した一対の
構成可変ＨＯＥスタックを有することにより変更されることができる。この一対
の新たなスタックのそれぞれは、自動立体化表示のため、追加の観察者の両目の
一方に専用化させられよう。多数の観察者に対し、観察者の両目に導かれる立体
画像を提示するため、投影スクリーン１２４の構成可変ＨＯＥスタックが逐次的
方法で個々に活性化される。The projection screen 124 can be modified to accept additional viewers. For each additional observer, the projection screen 124 can be modified by having an additional pair of configurable HOE stacks. Each of this pair of new stacks could be dedicated to one of the additional observer's eyes for autostereoscopic display. The configurable HOE stacks of the projection screen 124 are individually activated in a sequential manner to present multiple viewers with stereoscopic images directed at both eyes of the viewer.

【００５５】 より複雑な装置において、投影光学系９２は、投影システム６０および８０の
投影光学系６２によって置き換えられ、観察者の片目に表示されるカラー画像の
それぞれが合成画像の画像セグメントになっている。投影光学系６２を投影スク
リーン１２４と共に使用すると、異なる合成画像が右および左目１３０および１
３２に提示されることができる。さらに、映像装置８２および８４は、両目１３
０および１３２の注視方向を探知するために投影システム１２２に組み込まれる
ことができる。映像装置８２および８４の組み込みは、観察者が目下、彼／彼女
の視野か、ここに入ろうとしている適切な画像セグメントだけを投影システム１
２２が変更することを可能にする。このような投影システムの操作は、投影シス
テム８０と実質的に同じにできる。相違は、表示合成画像を両目１３０および１
３２に立体的に提示するように、投影光学系の処理全体が投影スクリーン１０４
の構成可変ＨＯＥスタック１２６および１２８のそれぞれに対して繰り返されな
ければならないことだけである。In more complex devices, the projection optics 92 is replaced by the projection optics 62 of the projection systems 60 and 80 so that each color image displayed to one eye of an observer becomes an image segment of the composite image. There is. When the projection optics 62 is used with the projection screen 124, different composite images result in right and left eyes 130 and 1.
32 can be presented. In addition, the video devices 82 and 84 are
It can be incorporated into the projection system 122 to track the 0 and 132 gaze directions. The incorporation of imagers 82 and 84 allows the viewer to currently project only his / her field of view or the appropriate image segment about to enter.
22 allows to change. The operation of such a projection system can be substantially the same as the projection system 80. The difference is that the display composite image is displayed in both eyes 130 and 1.
32, the entire process of the projection optical system is performed by the projection screen 104.
Of the configurable HOE stacks 126 and 128, respectively.

【００５６】 投影システムの投影スクリーンに投影画像を表示する方法は、図８を参照して
記述されよう。ステップ１４２にて非単色照明光がシステムの光源により発生さ
せられる。次に、ステップ１４４にてこの非単色照明光がカラーフィルタを介し
て伝達される。好ましくは、このカラーフィルタはホログラフィックに形成され
た３つの構成可変ＨＯＥを有し、構成可変ＨＯＥのそれぞれは非単色照明光の三
刺激カラーの１つを光学的に処理するようになっている。ステップ１４６にて非
単色照明光の特定のカラー光が、カラーフィルタの活性化した構成可変ＨＯＥに
より、投影システムの表示パネルに選択的に回折される。投影スクリーンに表示
される入力画像は、表示パネルによって生成される。The method of displaying the projected image on the projection screen of the projection system will be described with reference to FIG. At step 142, non-monochromatic illumination light is generated by the system light source. Next, in step 144, the non-monochromatic illumination light is transmitted through the color filter. Preferably, the color filter has three holographically-configurable HOEs, each of which is adapted to optically process one of the tristimulus colors of the non-monochromatic illumination light. . In step 146, the specific color light of the non-monochromatic illumination light is selectively diffracted by the color filter activated reconfigurable HOE to the display panel of the projection system. The input image displayed on the projection screen is generated by the display panel.

【００５７】 ステップ１４８にて入力画像がカラーフィルタからの回折カラー光の受光に応
じて表示パネルから投影スクリーンに向けて投影される。次に、ステップ１５０
にて投影画像が投影システムの投影光学系によって光学的に処理される。投影光
学系は、多数の構成可変ＨＯＥを有する。一実施例において、投影光学系の構成
可変ＨＯＥはホログラフィックに形成され、投影光学系の構成可変ＨＯＥのそれ
ぞれがあらかじめ設定した倍率によって投影画像を拡大することができるように
なっている。投影画像の拡大は、投影光学系の適当な構成可変ＨＯＥを活性化す
ることによって調整される。他の実施例において、投影光学系の構成可変ＨＯＥ
は、ホログラフィックに形成され、構成可変ＨＯＥのそれぞれが投影画像をあら
かじめ選択された方向に向けて向きを変えることができるようになっている。投
影画像のこの向きの変更は、投影システムが多数の投影画像によって形成される
合成画像を表示することを可能にし、投影画像のそれぞれは合成画像の画像セグ
メントである。ステップ１５２にて投影画像が観察のために投影スクリーンに表
示される。In step 148, the input image is projected from the display panel onto the projection screen in response to the reception of the diffracted color light from the color filter. Then, step 150
At, the projected image is optically processed by the projection optics of the projection system. The projection optical system has a large number of reconfigurable HOEs. In one embodiment, the variable configuration HOE of the projection optical system is holographically formed so that each of the variable configuration HOE of the projection optical system can magnify the projected image by a preset magnification. The magnification of the projected image is adjusted by activating the appropriate configurable HOE of the projection optics. In another embodiment, the HOE having a variable configuration of the projection optical system is used.
Are holographically configured such that each of the configurable HOEs can orient the projected image in a preselected direction. This reorientation of the projected images enables the projection system to display a composite image formed by multiple projected images, each of the projected images being an image segment of the composite image. At step 152, the projected image is displayed on the projection screen for viewing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 従来技術の代表的な投影システムの概念図である。[Figure 1]   It is a conceptual diagram of the typical projection system of a prior art.

【図２】 本発明の第１実施例による投影システムの概念図である。[Fig. 2]   1 is a conceptual diagram of a projection system according to a first exemplary embodiment of the present invention.

【図３】 本発明の第２実施例による投影システムの概念図である。[Figure 3]   FIG. 7 is a conceptual diagram of a projection system according to a second embodiment of the present invention.

【図４】 本発明の第３実施例による投影システムの概念図である。[Figure 4]   It is a conceptual diagram of the projection system by 3rd Example of this invention.

【図５】 本発明の第４実施例による投影システムの概念図である。[Figure 5]   It is a conceptual diagram of the projection system by 4th Example of this invention.

【図６】 本発明の第５実施例による投影システムの概念図である。[Figure 6]   It is a conceptual diagram of the projection system by 5th Example of this invention.

【図７】 本発明の第６実施例による投影システムの概念図である。[Figure 7]   It is a conceptual diagram of the projection system by 6th Example of this invention.

【図８】 本発明による投影システムの投影スクリーンに投影画像を表示する方法の流れ
図である。FIG. 8 is a flow chart of a method of displaying a projected image on a projection screen of a projection system according to the present invention.

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成１２年９月１１日（２０００．９．１１）[Submission date] September 11, 2000 (2000.9.11)

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項１６[Name of item to be corrected] Claim 16

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【手続補正２】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項１７[Name of item to be corrected] Claim 17

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【手続補正３】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項１８[Name of item to be corrected] Claim 18

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ジョン ジェイ． ストレイ イギリス エヌジー８ ２エスビー ノッ ティンガム ウォラトン チャールコート ドライブ 66 Ｆターム(参考） 2H049 CA01 CA03 CA08 CA15 CA22 CA28 CA30 2K008 AA00 AA10 BB05 CC03 DD12 DD23 EE01 HH02 HH06 HH16 HH26 HH27 【要約の続き】 表示パネル（４０）に三刺激カラー光を選択的に回折さ せるように、このシステムのカラーフィルタ（３８）に 包含されることができる。構成可変ＨＯＥはまた、投影 スクリーンに投影画像を拡大するため、および／または 投影スクリーンに傾斜した画像を形成するように投影画 像の方向を変えるため、投影レンズに包含されることも できる。さらに、この構成可変ＨＯＥは、特定観察位置 に向けて光強度を変化させるため、投影スクリーンに用 いられることができる。ある特定な用途において、投影 スクリーンの構成可変ＨＯＥは、このシステムが立体形 式の表示画像を与えることを可能にする。─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), E A (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ , TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB , BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, G H, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, M W, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD , SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor John Jay. Stray             British Energy 8 2 Sb Not             Tingham Wolaton Charles Court               Drive 66 F-term (reference) 2H049 CA01 CA03 CA08 CA15 CA22                       CA28 CA30                 2K008 AA00 AA10 BB05 CC03 DD12                       DD23 EE01 HH02 HH06 HH16                       HH26 HH27 [Continued summary] The display panel (40) selectively diffracts tristimulus color light. To the color filter (38) of this system Can be included. Reconfigurable HOE is also a projection To magnify the projected image on the screen, and / or Projected image to form a tilted image on the projection screen It can be included in the projection lens to change the direction of the image. it can. Furthermore, this variable configuration HOE is Used for projection screens to change the light intensity toward Can be put. Projection in a specific application This system is a three-dimensional type with the screen configuration variable HOE. Allows you to give a display image of the expression.

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 伝播する非単色光を遮断し、あらかじめ選択した目標に前記
非単色光から特定のカラー光を選択的に伝達するために配置されるホログラフィ
ー手段を具えたカラーフィルタリング装置であって、 前記カラー光は可視光スペクトル内の異なる波長範囲と関連しており、前記ホ
ログラフィー手段はホログラフィックに記録された干渉縞を前記特定のカラー光
を光学的に処理するために有し、前記ホログラフィー手段は回折特性に関して印
加された電界に対応するように構成が可変である。1. A color filtering device comprising holographic means arranged to block propagating non-monochromatic light and selectively transmit a specific color light from said non-monochromatic light to a preselected target. The color light is associated with different wavelength ranges in the visible light spectrum, the holographic means having holographically recorded interference fringes for optically processing the particular color light, The means are variable in configuration to correspond to the applied electric field with respect to diffractive properties. 【請求項２】 前記ホログラフィー手段は、複数の構成可変ホログラフィー
光学素子を有し、前記構成可変ホログラフィー光学素子のそれぞれは、ホログラ
ムを有し、これは前記ホログラムが屈折状態にある場合、前記非単色光から前記
特定のカラー光の１つを屈折するような特性であり、前記ホログラムのそれぞれ
は、前記ホログラムが受動状態にある場合、前記カラー光を透過し、前記回折お
よび受動状態は、前記印加電界の存在に依存している請求項１による装置。2. The holographic means comprises a plurality of configurable holographic optical elements, each of the configurable holographic optical elements having a hologram that, when the hologram is in a refracted state, is non-monochromatic. A property of refracting one of the specific color lights from light, each of the holograms transmitting the color light when the hologram is in a passive state, and the diffractive and passive states being the applied state. Device according to claim 1, which is dependent on the presence of an electric field. 【請求項３】 前記複数の前記構成可変ホログラフィー光学素子は、前記非
単色光から赤色カラー光を回折するように形成された赤色ホログラムと、前記非
単色光から緑色カラー光を回折するように形成された緑色ホログラムと、前記非
単色光から青色カラー光を回折するように形成された青色ホログラムとを有する
請求項２による装置。3. The plurality of variable holographic optical elements are formed so as to diffract the non-monochromatic light into red color light and the non-monochromatic light to diffract green color light. An apparatus according to claim 2 having a green hologram formed therein and a blue hologram formed to diffract blue colored light from the non-monochromatic light. 【請求項４】 それぞれ前記構成可変ホログラフィー光学素子の前記ホログ
ラムは、液晶と感光性重合体材料とを有する請求項２による装置。4. The apparatus according to claim 2, wherein each of said holograms of said reconfigurable holographic optical element comprises a liquid crystal and a photopolymer material. 【請求項５】 あらかじめ設定した方向に光を発するための光発生手段と、 この光発生手段からの前記光を受光するように配置され、前記光の受光に応じ
て入力画像を光学的に投影するための画像形成手段と、 この画像形成手段と光学的に結合し、当該画像形成手段から投影される前記入
力画像を視覚的に表示するための表示手段と、 前記光発生手段と前記画像形成手段との間に配置され、前記光発生手段から発
せられる前記光をカラーフィルタリングするためのホログラフィー手段と を具えた投影システムであって、前記ホログラフィー手段はホログラフィック
に記録された干渉縞を有し、これは前記ホログラフィー手段の光学特性を少なく
とも部分的に規定し、前記ホログラフィー手段は前記光学特性に関して印加され
る電界の存在により構成が可変である。5. A light generating means for emitting light in a preset direction, and a light generating means arranged to receive the light from the light generating means, and optically project an input image in response to the light reception. An image forming unit for displaying the input image optically coupled to the image forming unit to visually display the input image projected from the image forming unit, the light generating unit and the image forming unit. A holographic means for color filtering the light emitted from the light generating means, the holographic means having holographically recorded interference fringes. , Which at least partially defines the optical properties of the holographic means, the holographic means being dependent on the presence of an electric field applied with respect to the optical properties. Ri configuration is variable. 【請求項６】 前記ホログラフィー手段は、前記光を光学的に処理するため
に連続的に配置される３つの構成可変ホログラフィー光学素子を有し、これら３
つの構成可変ホログラフィー光学素子のそれぞれはホログラムを有し、これは前
記ホログラムが回折状態にある場合、可視光スペクトルに関する１つの三刺激カ
ラー波長範囲内にピーク波長を持った前記光の一部のみを回折するように形成さ
れ、前記３つの構成可変ホログラフィー光学素子は前記三刺激カラー波長範囲の
異なる波長範囲に対して専用化されている請求項５によるシステム。6. The holographic means comprises three variable holographic optical elements arranged in series to optically process the light.
Each of the two configurable holographic optical elements has a hologram that, when the hologram is in the diffractive state, only has a portion of the light that has a peak wavelength within one tristimulus color wavelength range for the visible light spectrum. 6. The system according to claim 5, wherein the system is diffractive and the three configurable holographic optical elements are dedicated to different wavelength ranges of the tristimulus color wavelength range. 【請求項７】 それぞれ前記３つの構成可変ホログラフィー光学素子の前記
ホログラムは、液晶と感光性重合体材料とを有する請求項６によるシステム。7. The system according to claim 6, wherein the holograms of each of the three configurable holographic optical elements comprise a liquid crystal and a photopolymer material. 【請求項８】 それぞれ前記３つの構成可変ホログラフィー光学素子の前記
ホログラムは、励起信号に応じて前記印加電界を発生する２つの電極層の間に配
置されている請求項６によるシステム。8. The system according to claim 6, wherein the hologram of each of the three variable configuration holographic optical elements is arranged between two electrode layers which generate the applied electric field in response to an excitation signal. 【請求項９】 前記画像形成手段に対して適切に結合され、前記入力画像を
前記表示手段に伝達するための投影光学系をさらに具え、この投影光学系は前記
入力画像を光学的に処理するために少なくとも１つの構成可変ホログラフィー光
学素子を有し、前記構成可変ホログラフィー光学素子は前記印加電界に応じた光
学的回折特性を有する請求項５によるシステム。9. Further comprising projection optics suitably coupled to said image forming means for transmitting said input image to said display means, said projection optics optically processing said input image. 6. The system according to claim 5, further comprising at least one reconfigurable holographic optical element, for which the reconfigurable holographic optical element has an optical diffraction characteristic in response to the applied electric field. 【請求項１０】 前記投影光学系の前記構成可変ホログラフィー光学素子は
、１と実質的に異なる第１の拡大率を有するようにホログラフィックに形成され
、前記構成可変ホログラフィー光学素子が回折状態にある場合、前記入力画像が
前記表示手段に変更された寸法で表示されるようになっている請求項９によるシ
ステム。10. The variable holographic optical element of the projection optical system is holographically formed to have a first magnification that is substantially different from 1, and the variable holographic optical element is in a diffractive state. 10. The system according to claim 9, wherein said input image is adapted to be displayed on said display means in a modified size. 【請求項１１】 前記投影光学系は第２の構成可変ホログラフィー光学素子
をさらに有し、この第２の構成可変ホログラフィー光学素子は前記第１の拡大率
と異なる第２の拡大率を有するようにホログラフィックに形成され、当該第２の
構成可変ホログラフィー光学素子が前記回折状態にある場合、前記入力画像は前
記変更された寸法と異なる寸法で前記表示手段に表示されるようになっている請
求項１０によるシステム。11. The projection optical system further comprises a second reconfigurable holographic optical element, wherein the second reconfigurable holographic optical element has a second magnifying power different from the first magnifying power. The holographically formed second configurable holographic optical element is in the diffractive state, wherein the input image is displayed on the display means in a size different from the changed size. System by 10. 【請求項１２】 前記投影光学系の前記構成可変ホログラフィー光学素子は
、複数の構成可変ホログラフィー光学素子のうちの１つであり、これら構成可変
ホログラフィー光学素子のそれぞれは、対応する構成可変ホログラフィー光学素
子が回折状態にある場合、前記入力画像が前記表示手段の固有の選択領域に向き
を変えるようにホログラフィックに形成され、前記入力画像は前記表示手段に表
示される合成画像の画像セグメントである請求項９によるシステム。12. The variable holographic optical element of the projection optical system is one of a plurality of variable holographic optical elements, and each of the variable holographic optical elements has a corresponding variable holographic optical element. Is diffracted, said input image is holographically formed to turn into a unique selected area of said display means, said input image being an image segment of a composite image displayed on said display means. The system according to Item 9. 【請求項１３】 観察者の注視方向を探知するための観察者映像手段をさら
に具え、この観察者映像手段は、画像更新情報を受け取るために前記合成画像の
特定の画像セグメントを識別するように前記画像形成手段に対して適切に結合さ
れ、前記特定の画像セグメントは前記注視方向の前記探知に基づいて識別される
請求項１２によるシステム。13. An observer image means for detecting a gaze direction of an observer, the observer image means for identifying a particular image segment of the composite image for receiving image update information. 13. A system according to claim 12, suitably coupled to said image forming means, wherein said particular image segment is identified based on said detection of said gaze direction. 【請求項１４】 前記表示手段は、前記印加電界に応じた光学的回折特性を
持つ構成可変ホログラフィー光学素子を有し、この構成可変ホログラフィー光学
素子が回折状態にある場合、当該構成可変ホログラフィー光学素子は前記入力画
像のみ表示するようにホログラフィックに形成され、該構成可変ホログラフィー
光学素子が受動状態にある場合、前記表示手段は透明である請求項５によるシス
テム。14. The display means includes a variable configuration holographic optical element having an optical diffraction characteristic according to the applied electric field. When the variable configuration holographic optical element is in a diffractive state, the variable configuration holographic optical element. 6. The system according to claim 5, wherein is holographically formed to display only the input image and the display means is transparent when the configurable holographic optical element is in a passive state. 【請求項１５】 前記表示手段は複数の構成可変ホログラフィー光学素子を
有し、これら構成可変ホログラフィー光学素子は前記印加電界に応じた光学的回
折特性を有し、当該構成可変ホログラフィー光学素子のそれぞれは、回折状態に
ある場合、前記表示手段から特定方向に前記表示手段に表示される前記入力画像
の角光強度が変化するようにホログラフィックに形成されている請求項５による
システム。15. The display means has a plurality of variable holographic optical elements, the variable holographic optical elements having optical diffraction characteristics according to the applied electric field, and each of the holographic optical elements has a variable configuration. The system according to claim 5, wherein the system is holographically formed so that the angular light intensity of the input image displayed on the display means in a specific direction changes in the diffracted state. 【請求項１６】 投影システムの投影スクリーンに投影画像を表示する方法
であって、 非単色照明光を発するステップと、 複数の第１構成可変ホログラフィー光学素子−この第１構成可変ホログラフィ
ー光学素子のそれぞれは印加電界によって調整可能である回折特性を有する−を
介して前記非単色照明光を伝達するステップと、 前記第１構成可変ホログラフィー光学素子の少なくとも１つを回折状態に活性
化させることにより、前記非単色照明光の特定のカラー光を前記投影システムの
表示部材に選択的に屈折させるステップと、 前記表示部材によって発せられる入力画像を前記特定のカラー光の受光に応じ
て前記投影スクリーンに投影するステップと、 前記投影スクリーンに前記入力画像を表示するステップと を具えている。16. A method of displaying a projected image on a projection screen of a projection system, the method comprising: emitting non-monochromatic illumination light; and a plurality of first configurable holographic optical elements-each of the first configurable holographic optical elements. Is a step of transmitting the non-monochromatic illumination light via-having a diffractive characteristic that is adjustable by an applied electric field; and activating at least one of the first configuration variable holographic optical elements to a diffractive state, Selectively refracting a particular color light of non-monochromatic illumination light onto a display member of the projection system; projecting an input image emitted by the display member onto the projection screen in response to receiving the particular color light. And displaying the input image on the projection screen. 【請求項１７】 前記非単色照明光の前記特定のカラー光を選択的に屈折さ
せる前記ステップは、前記非単色照明光の三刺激カラー光の１つを選択的に屈折
させるステップである請求項１６による方法。17. The step of selectively refracting the specific color light of the non-monochromatic illumination light is the step of selectively refracting one of the tristimulus color light of the non-monochromatic illumination light. Method according to 16. 【請求項１８】 前記三刺激カラー光のそれぞれが順次回折されるまで、前
記非単色照明光の前記三刺激カラー光の１つを選択的に屈折させる前記ステップ
を反復するステップをさらに具えた請求項１７による方法。18. The method further comprising repeating the step of selectively refracting one of the tristimulus color lights of the non-monochromatic illumination light until each of the tristimulus color lights is sequentially diffracted. The method according to paragraph 17. 【請求項１９】 前記入力画像が前記投影スクリーンに変更された寸法で表
示されるように、前記投影システムの投影光学系内にある第２構成可変ホログラ
フィー光学素子−この第２構成可変ホログラフィー光学素子は前記印加電界に応
じた光学的特性を有する−を介して前記入力画像を伝達することにより、前記表
示部材から投影されている前記入力画像を光学的に処理するステップをさらに具
えた請求項１６による方法。19. A second configurable holographic optical element in the projection optics of the projection system so that the input image is displayed on the projection screen in a modified size-the second configurable holographic optical element. 17. further comprising the step of optically processing the input image projected from the display member by transmitting the input image via-which has an optical characteristic according to the applied electric field. By the method. 【請求項２０】 前記投影システムの投影光学系内にある第２構成可変ホロ
グラフィー光学素子を介して前記入力画像を伝達することにより、前記入力画像
を前記投影スクリーンのあらかじめ選択された領域に向きを変えるステップをさ
らに具えた請求項１６による方法。20. Orienting the input image to a preselected area of the projection screen by transmitting the input image via a second configurable holographic optical element within the projection optics of the projection system. The method according to claim 16, further comprising the step of changing. 【請求項２１】 観察者の注視方向をこの観察者に関する領域を映し出すこ
とによって探知するステップと、 前記注視方向の前記探知に応じて前記投影スクリーンに表示される前記合成画
像の特定の画像セグメントを更新するステップと をさらに具えた請求項２０による方法。21. Detecting an observer's gaze direction by projecting a region relating to this observer, and determining a specific image segment of the composite image displayed on the projection screen in response to the detection of the gaze direction. 21. The method according to claim 20, further comprising the step of updating. 【請求項２２】 前記投影スクリーンに前記入力画像を表示するステップは
、第２構成可変ホログラフィー光学素子をこの第２構成可変ホログラフィー光学
素子が回折状態にあるように活性化することを含み、当該第２構成可変ホログラ
フィー光学素子が受動状態に非活性化されている場合、前記投影スクリーンは透
明である請求項１６による方法。22. The step of displaying the input image on the projection screen includes activating a second reconfigurable holographic optical element such that the second reconfigurable holographic optical element is in a diffractive state. The method according to claim 16, wherein the projection screen is transparent when the two-configuration variable holographic optical element is passively deactivated. 【請求項２３】 前記投影スクリーン内の第２構成可変ホログラフィー光学
素子−この第２構成可変ホログラフィー光学素子は前記角光強度の前記変化を引
き起こすように前記印加電界に応じた光学特性を有する−を介して前記入力画像
を伝達することにより、前記投影スクリーンに表示される前記入力画像の角光強
度を変更するステップをさらに具えた請求項１６による方法。23. A second reconfigurable holographic optical element in the projection screen, the second reconfigurable holographic optical element having optical properties depending on the applied electric field to cause the change in the angular light intensity. 17. The method according to claim 16, further comprising the step of changing the angular light intensity of the input image displayed on the projection screen by transmitting the input image via.