JP2006113182A - Multi-viewpoint stereoscopic display device - Google Patents

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Masaaki Okamoto
正昭 岡本
Takashi Matsuo
孝 松尾
Shigeto Iwasa
成人 岩佐
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic display device capable of observing a clear stereoscopic image without requiring dedicated spectacles. <P>SOLUTION: The stereoscopic display device 10 is provided with a hologram screen 1 formed by a hologram on which interference fringes of reference light and object light are recorded only one time and at least three projectors 2-X which simultaneously irradiate the hologram screen 1 with illumination light conjugated with the reference light from different angles respectively. Each projector is arranged such that an incident angle of conjugated illumination light falls into the range of angle selection width over the whole surface of the hologram screen and each image forming regions of each conjugated diffraction light form an image forming region group so as to be separated from each other and be distributed with an inter-eye distance of an observer 3 or an interval obtained by equally dividing the inter-eye distance along a horizontal direction. The conjugated illumination light applied from each projector forms an image as two-dimensional image having different horizontal parallax on the hologram screen respectively and a multi-viewpoint image group is formed by each two-dimensional image. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、立体表示装置に関し、特に、専用の眼鏡を必要とせずに鮮明な多視点の立体像を観察可能な多視点立体表示装置に関する。   The present invention relates to a stereoscopic display device, and more particularly to a multi-view stereoscopic display device capable of observing a clear multi-view stereoscopic image without requiring dedicated glasses.

従来より、左眼用及び右眼用の画像を組み合わせて立体像として視認させる立体表示装置として種々の形式のものが提案されている。それらの内、立体像を観察するための専用の眼鏡を必要としない立体表示装置として、例えば特許文献１において、図８に示す構成の立体表示装置が提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, various types of stereoscopic display devices have been proposed as a stereoscopic display device for visually recognizing a stereoscopic image by combining left-eye and right-eye images. Among them, as a stereoscopic display device that does not require dedicated glasses for observing a stereoscopic image, for example, Patent Literature 1 proposes a stereoscopic display device having the configuration shown in FIG.

図８に示すように、特許文献１に記載の立体表示装置（ホログラム立体表示装置）２０は、拡散型ホログラムを使用したスクリーン２１と、スクリーン２１に向けて情報光を出射する発光表示手段２としての２つのプロジェクタ２−１及び２−２とを備えている。   As shown in FIG. 8, the stereoscopic display device (hologram stereoscopic display device) 20 described in Patent Document 1 includes a screen 21 using a diffusion hologram and light emitting display means 2 that emits information light toward the screen 21. These two projectors 2-1 and 2-2 are provided.

２つのプロジェクタ２−１及び２−２は、スクリーン２１から距離Ｌ１だけ離れた位置において、観察者３の左眼３−１と右眼３−２の間隔と同じ間隔で左右（図８の紙面上下）に並んで配置され、左眼用プロジェクタ２−１及び右眼用プロジェクタ２−２からそれぞれ出射した左眼用及び右眼用の情報光をスクリーン２１上に結像させる。左眼用プロジェクタ２−１及び右眼用プロジェクタ２−２からそれぞれ出射した情報光は、スクリーン２１によって回折し、左眼用の情報光（回折光）はスクリーン２１から距離Ｌ２だけ離れた位置にいる観察者３の左眼３−１に集光する一方、右眼用の情報光（回折光）は観察者３の右眼３−２に集光する。これにより、観察者３は、左眼用及び右眼用の情報光が組み合わさった立体像を観察することが可能である。   The two projectors 2-1 and 2-2 are arranged at the same distance as the distance between the left eye 3-1 and the right eye 3-2 of the observer 3 at a position separated from the screen 21 by a distance L 1 (the paper surface in FIG. 8). The left-eye information light and the right-eye information light emitted from the left-eye projector 2-1 and the right-eye projector 2-2 are imaged on the screen 21, respectively. Information light emitted from the left-eye projector 2-1 and right-eye projector 2-2 is diffracted by the screen 21, and the left-eye information light (diffracted light) is separated from the screen 21 by a distance L2. On the other hand, the information light (diffracted light) for the right eye is condensed on the right eye 3-2 of the observer 3. Thereby, the observer 3 can observe a stereoscopic image in which the information light for the left eye and the right eye is combined.

上記のような機能を奏するスクリーン２１は、図９に示す光学系によって作製される。図９に示すように、スクリーン２１の作製（スクリーン２１に用いる拡散型ホログラムの作製）に際しては、ホログラム感光材料６をガラス基板７上に積層し、ホログラム感光材料６の背面に光の再帰性を有する拡散性物体１４を配置した状態で、ホログラム感光材料６側から露光光であるレーザ光をスペーシャルフィルタ８を通して拡大し照射する。より具体的には、図９に示すように、図８の左眼３−１と右眼３−２の間隔の半分だけ水平面内でスペーシャルフィルタ８を左側又は右側（図８の紙面の上下方向）に移動（右眼用の拡散型ホログラムか左眼用の拡散型ホログラムかによって移動方向を変える）させ、さらにレーザ光の光軸が所望の位置（例えばホログラム感光材料６の中心）に向かうように水平面内でスペーシャルフィルタ８を傾ける。以上のようにして作製した左眼用及び右眼用の２枚の拡散型ホログラムを各拡散型ホログラムの中心などを合わせて重ねることにより、図８に示すスクリーン２１が作製される。或いは、１つのホログラム感光材料６に対して左眼用及び右眼用の光学系配置で２回に分けて露光して作製した拡散型ホログラムを用いてスクリーン２１を形成することも可能である。   The screen 21 having the above functions is manufactured by the optical system shown in FIG. As shown in FIG. 9, when producing the screen 21 (production of a diffusion hologram used for the screen 21), the hologram photosensitive material 6 is laminated on the glass substrate 7, and the light recurrence is provided on the back surface of the hologram photosensitive material 6. In a state where the diffusive object 14 having the diffusive object 14 is disposed, the laser light as the exposure light is enlarged and irradiated from the hologram photosensitive material 6 side through the spatial filter 8. More specifically, as shown in FIG. 9, the spatial filter 8 is placed on the left or right side in the horizontal plane by half the distance between the left eye 3-1 and the right eye 3-2 in FIG. (The direction of movement is changed depending on whether the right-eye diffusion hologram or the left-eye diffusion hologram), and the optical axis of the laser beam is directed to a desired position (for example, the center of the hologram photosensitive material 6). In this manner, the spatial filter 8 is tilted in the horizontal plane. The screen 21 shown in FIG. 8 is produced by superimposing the two diffusion holograms for the left eye and the right eye produced as described above on the center of each diffusion hologram. Alternatively, it is possible to form the screen 21 using a diffusion hologram produced by exposing the hologram photosensitive material 6 to the left eye and the right eye in two optical system arrangements.

発光表示手段２から出射された情報光は、下記の式（１）を満足するようにして、観察者３の眼の位置に導かれる。
２／Ｌ３＝１／Ｌ１＋１／Ｌ２ ・・・（１）
ここで、前述したように、Ｌ１は発光表示手段２であるプロジェクタ２−１又は２−２とスクリーン２１までの距離を、Ｌ２は観察者３の眼３−１又は３−２とスクリーン２１までの距離をそれぞれ意味する。また、Ｌ３は、スクリーン２１内に形成される格子面の曲率半径（すなわちスペーシャルフィルタ８からホログラム感光材料６までの距離）を意味する。
特開平１１−１９０９６８号公報 The information light emitted from the light emitting display means 2 is guided to the position of the eye of the observer 3 so as to satisfy the following formula (1).
2 / L3 = 1 / L1 + 1 / L2 (1)
Here, as described above, L1 is the distance between the projector 2-1 or 2-2, which is the light emitting display means 2, and the screen 21, and L2 is the eye 3-1 or 3-2 of the observer 3 and the screen 21. Means the distance. L3 means the radius of curvature of the lattice plane formed in the screen 21 (that is, the distance from the spatial filter 8 to the hologram photosensitive material 6).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-190968

しかしながら、上記した従来の立体表示装置には、以下に述べるような問題がある。
すなわち、左眼用及び右眼用の２枚の拡散型ホログラムを重ね合わせて作製したスクリーン２１では、各プロジェクタ２−１及び２−２から出射する各情報光の入射角度が近接しているので、双方共に拡散型ホログラムの角度選択幅の範囲内に含まれてしまい、２つの情報光の何れによっても、左眼方向と右眼方向の双方に回折光が生じ、クロストークが発生して立体像を鮮明に観察できないという問題がある（第１の課題）。 However, the above-described conventional stereoscopic display device has the following problems.
That is, in the screen 21 produced by superimposing two diffusion holograms for the left eye and the right eye, the incident angles of the information lights emitted from the projectors 2-1 and 2-2 are close to each other. Both are included within the range of the angle selection width of the diffusion hologram, and both of the two information lights generate diffracted light in both the left eye direction and the right eye direction, causing crosstalk and generating a solid There is a problem that the image cannot be observed clearly (first problem).

また、拡散型ホログラムを重ね合わせて作製したスクリーン２１であっても、左眼用及び右眼用の光学系配置でホログラム感光材料６を２回に分けて露光して作製した拡散型ホログラムを用いたスクリーン２１であっても、左眼用の光学系配置で露光することによって拡散型ホログラムに記録された干渉縞の多数のきめ細かい回折層が、右眼用の情報光又は回折光の光路上で減光や光散乱の原因となってしまう。一方、右眼用の光学系配置で露光することによって拡散型ホログラムに記録された干渉縞の多数のきめ細かい回折層は、左眼用の情報光又は回折光の光路上で減光や光散乱の原因となってしまう。これにより、観察者３の両眼３−１、３−２に届く回折光の明るさは低下し、明所での立体像観察が困難になるという問題を生じる（第２の課題）。特に、多視点で立体像を観察可能にするべく、発光表示手段２であるプロジェクタの数を増やすことに応じて、拡散型ホログラムを重ね合わせる数を増やせば、回折光の減光の度合いが増すため、多視点の立体像の観察が困難になるという問題は顕著になる。   Further, even the screen 21 produced by superimposing the diffusion holograms, the diffusion hologram produced by exposing the hologram photosensitive material 6 in two portions with the optical system arrangement for the left eye and the right eye is used. Even in the screen 21, the fine diffraction layers of the interference fringes recorded in the diffusion hologram by exposure with the optical system arrangement for the left eye are formed on the optical path of the information light or diffracted light for the right eye. It will cause light attenuation and light scattering. On the other hand, many fine diffraction layers of interference fringes recorded in a diffusion hologram by exposure with an optical system arrangement for the right eye are dimmed or scattered on the optical path of information light or diffracted light for the left eye. It becomes a cause. Thereby, the brightness of the diffracted light reaching the eyes 3-1 and 3-2 of the observer 3 is lowered, which causes a problem that stereoscopic image observation in a bright place becomes difficult (second problem). In particular, if the number of overlapping diffusion holograms is increased in accordance with an increase in the number of projectors as the light emitting display means 2 so that a stereoscopic image can be observed from multiple viewpoints, the degree of dimming of diffracted light increases. Therefore, the problem that it is difficult to observe a multi-view stereoscopic image becomes significant.

また、透過型のスクリーン２１を作製する場合には、光の再帰性を有する拡散性物体１４による反射光を利用することができない。従って、ホログラムを作製するための物体光として、スペーシャルフィルタ８の位置から拡散板を通した光を照射する必要があるものの、既に同じ位置にスペーシャルフィルタ８による参照光が存在しており不可能であるため、このような拡散光を生成するために新たな光学系を発案する必要が生じるという問題がある（第３の課題）。   Further, when the transmissive screen 21 is manufactured, it is not possible to use the reflected light from the diffusive object 14 having light recursion. Therefore, although it is necessary to irradiate the light passing through the diffusion plate from the position of the spatial filter 8 as the object light for producing the hologram, the reference light by the spatial filter 8 already exists at the same position and is not present. Since this is possible, there is a problem that it is necessary to devise a new optical system in order to generate such diffused light (third problem).

また、前述した式（１）は、ホログラム感光材料６及びスクリーン２１の中心部に対して成立する関係式であり、大型のスクリーン２１の場合、その周辺部については、発光表示手段２から出射される情報光の入射角度が大きいので、角度選択幅は中心部より狭くなるため簡単に角度選択幅の範囲外となり、スクリーン２１の周辺部からの回折光が観察者３の左右の眼３−１及び３−２に届かなくなる結果、大型の立体像を観察できないという問題を生じる（第４の課題）。   Further, the above-described expression (1) is a relational expression established with respect to the hologram photosensitive material 6 and the center portion of the screen 21. In the case of the large screen 21, the periphery thereof is emitted from the light emitting display means 2. Since the incident angle of the information light is large, the angle selection width is narrower than the center portion, so it is easily outside the range of the angle selection width, and the diffracted light from the peripheral portion of the screen 21 causes the left and right eyes 3-1 of the observer 3. As a result, the large three-dimensional image cannot be observed (fourth problem).

また、スクリーン２１を作製する際に光の再帰性を有する拡散性物体１４を用いる条件のみでは、スクリーン２１から距離Ｌ２だけ離れた位置において観察する際に、回折光が観察者３の両眼の間隔以上に拡散する場合が発生して、左右２つの回折光が左右何れの眼３−１、３−２にも届き、立体像を鮮明に観察し難いという問題もある（第５の課題）。   Further, when only the condition using the diffusive object 14 having the light recursive property when producing the screen 21, the diffracted light is emitted from both eyes of the observer 3 when observing at a position away from the screen 21 by the distance L2. There is also a problem that the two diffracted lights on the left and right reach the left and right eyes 3-1 and 3-2, and it is difficult to clearly observe the stereoscopic image (fifth problem). .

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、専用の眼鏡を必要とせずに鮮明な多視点の立体像を観察可能な多視点立体表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and provides a multi-view stereoscopic display device capable of observing a clear multi-view stereoscopic image without requiring dedicated glasses. Objective.

前記第１〜第３の課題を解決するべく、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載の如く、参照光及び物体光を照射することにより、前記参照光及び前記物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されたホログラムスクリーンと、前記ホログラムスクリーンに対して前記参照光と共役な照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射する３つ以上のプロジェクタとを備え、前記各プロジェクタは、当該各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が、前記ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まると共に、前記各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域が水平方向に沿って観察者の眼間距離又は眼間距離を均等に分割した間隔で互いに離間して分布する結像領域群を形成するように配置されており、前記各プロジェクタから照射する共役照明光は、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光であり、前記ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって多視点画像群が形成されることを特徴とする多視点立体表示装置を提供するものである。   In order to solve the first to third problems, the present invention provides an interference between the reference light and the object light by irradiating the reference light and the object light as described in claim 1 of the claims. A hologram screen formed from a hologram in which stripes are recorded only once, and three or more projectors that simultaneously irradiate the hologram screen with illumination light conjugate with the reference light from different angles, In the projector, the incident angle of the conjugate illumination light emitted from each projector falls within an angle selection range over the entire surface of the hologram screen, and the conjugate illumination light is emitted from each projector to the hologram screen. The image formation area of each conjugated diffracted light generated by the observation is evenly distributed between the observer's interocular distance or interocular distance along the horizontal direction They are arranged so as to form image-forming region groups that are distributed apart from each other at the divided intervals, and the conjugate illumination light emitted from each projector is combined as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the hologram screen. It is an object of the present invention to provide a multi-view stereoscopic display device in which a multi-view image group is formed by each two-dimensional image having different horizontal parallax formed on the hologram screen.

請求項１に記載の発明によれば、ホログラムスクリーンが、参照光及び物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されているため、各プロジェクタから照射された各共役照明光によって生じる回折光（共役回折光）は、それぞれ単一の光束となり、当該光束の断面は何処でも単一の閉領域を形成しており、通常は球面波であるため、それぞれ多少の収差は残るものの一点に集光した結像領域（結像点）となる。換言すれば、各共役回折光の結像領域はそれぞれ点状に形成され、ホログラムスクリーンに対して共役照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射することにより、共役照明光の数（プロジェクタの数）に応じた数からなる共役回折光の結像領域群（結像点群）が形成されることになる。しかも、各プロジェクタは、当該各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が、ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるように配置されているため、ホログラムスクリーンの何れの部位で生じた共役回折光も、各共役照明光の照射方向に応じた結像点に結像することになる。   According to the first aspect of the present invention, since the hologram screen is formed from a hologram in which the interference fringes of the reference light and the object light are recorded only once, the hologram screen is generated by each conjugate illumination light emitted from each projector. Diffracted light (conjugate diffracted light) becomes a single light flux, and the cross section of the light flux forms a single closed region everywhere, and is usually a spherical wave. This is an image formation region (image formation point) that is condensed on the surface. In other words, the image formation regions of each conjugate diffracted light are each formed in a dot shape, and the number of conjugate illumination lights (the number of projectors) can be obtained by simultaneously irradiating the hologram screen with conjugate illumination light from different angles. An imaging region group (imaging point group) of conjugate diffracted light having a corresponding number is formed. Moreover, each projector is arranged so that the incident angle of the conjugate illumination light emitted from each projector falls within the angle selection range over the entire surface of the hologram screen. The generated conjugate diffracted light is also imaged at an imaging point corresponding to the irradiation direction of each conjugate illumination light.

各プロジェクタから照射する共役照明光は、ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光であると共に、各プロジェクタは、各共役回折光の各結像領域（結像点）が水平方向に沿って観察者の眼間距離又は眼間距離を均等に分割した間隔で互いに離間して分布する結像領域群（結像点群）を形成するように配置されているため、前記各共役照明光によって生じる各共役回折光の結像点の一つに観察者が一方の眼を位置させると共に、当該一方の眼を位置させた前記結像点と観察者の眼間距離だけ水平方向に離間した他の結像点に観察者が他方の眼を位置させてホログラムスクリーンを観察することにより、両眼に届く水平視差の異なる２次元画像が融合され、専用の眼鏡を必要とせずに立体像を観察することが可能である。また、ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって多視点画像群が形成されるため、両眼を水平方向に順次移動させることにより、移動した位置に合致する別の立体像（移動した両眼位置にそれぞれ共役回折光の結像点を有する２次元画像が融合されることによって観察される立体像）を連続的に観察することができ、立体像の実在感が増大するという利点を有する。   The conjugate illumination light emitted from each projector is light that forms an image as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the hologram screen, and each projector has each imaging region (imaging point) of each conjugate diffracted light. Since it is arranged so as to form an imaging region group (imaging point group) that is distributed apart from each other at intervals obtained by equally dividing the interocular distance of the observer or the interocular distance along the horizontal direction, The observer places one eye at one of the imaging points of each conjugated diffracted light generated by each conjugate illumination light, and is horizontal by the distance between the imaging point where the one eye is located and the observer's interocular distance. By observing the hologram screen with the other eye positioned at another imaging point that is separated in the direction, two-dimensional images with different horizontal parallax reaching both eyes are fused, and no special glasses are required. Observe stereoscopic images Bets are possible. In addition, since a multi-viewpoint image group is formed by the two-dimensional images having different horizontal parallax imaged on the hologram screen, by sequentially moving both eyes in the horizontal direction, another position matching the moved position can be obtained. A stereoscopic image (a stereoscopic image observed by fusing a two-dimensional image having an image point of conjugate diffracted light at each moved binocular position) can be continuously observed, and the realism of the stereoscopic image can be observed. Has the advantage of increasing.

また、本発明によれば、各共役照明光によってそれぞれ独立別個に生じる各共役回折光の結像点群を観察することになるので、従来のように、複数の照明光を同時にホログラムスクリーンに照射することによって照明光の数の２乗の数だけ余分に発生するクロストーク像が生じず、鮮明な立体像を観察することが可能である。   In addition, according to the present invention, the imaging point group of each conjugate diffracted light generated independently by each conjugate illumination light is observed, so that a plurality of illumination lights are simultaneously irradiated onto the hologram screen as in the prior art. By doing so, an extra crosstalk image generated by the square of the number of illumination lights is not generated, and a clear stereoscopic image can be observed.

また、本発明によれば、ホログラムスクリーンが、参照光及び物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されているため、ホログラムに記録される干渉縞の方向が揃っており、共役照明光又は共役回折光の光路上において、従来のように回折に寄与しない干渉縞の多数のきめ細かい回折層による減光や光散乱の影響を受けることがなく、明所でも鮮明な立体像の観察が可能である。   According to the present invention, since the hologram screen is formed of a hologram in which the interference fringes of the reference light and the object light are recorded only once, the directions of the interference fringes recorded on the hologram are aligned and conjugate. On the optical path of illumination light or conjugate diffracted light, a clear three-dimensional image is observed even in a bright place without being affected by dimming or light scattering due to many fine diffraction layers of interference fringes that do not contribute to diffraction as in the past. Is possible.

さらに、本発明によれば、透過型及び反射型の何れのホログラムスクリーンとする場合であっても、参照光及び物体光として独立した２光束を用いるので、類似の光学系を使用して同じように作製することが可能である。   Furthermore, according to the present invention, since the two independent light beams are used as the reference light and the object light regardless of whether the hologram screen is a transmission type or a reflection type, the same optical system is used. Can be produced.

なお、本発明における「角度選択幅」とは、共役照明光のホログラムスクリーンに対する入射角度が、ホログラム作製時（干渉縞記録時）の参照光のホログラムスクリーンに対する入射角度に対して共役回折光を生成し得る許容変位可能な最大の角度幅であり、下記の式（２）で定義される｜Δθ｜を意味する。また、「共役照明光の入射角度を角度選択幅の範囲内に収まるように」するとは、共役照明光のホログラムスクリーンに対する入射角度をθ’とすれば、下記の式（３）を満足させることを意味する。
｜Δθ｜＝λ・（ｎ２−sin２（θ））１／２／（ｔ・｜sin（θ）・cos（θ）｜）・・（２）
θ−Δθ＜θ’＜θ＋Δθ ・・（３）
ここで、上記式（２）又は式（３）において、θは参照光のホログラムスクリーンに対する入射角度を、｜Δθ｜は角度選択幅を、λはホログラム作製時における参照光の波長を、ｎはホログラム感光材料の屈折率を、ｔはホログラムの厚みを意味する。 In the present invention, “angle selection width” means that the incident angle of the conjugate illumination light with respect to the hologram screen generates conjugate diffracted light with respect to the incident angle of the reference light with respect to the hologram screen at the time of hologram production (during interference fringe recording). This is the maximum allowable angular width that can be displaced, and means | Δθ | defined by the following equation (2). Also, “so that the incident angle of the conjugate illumination light falls within the range of the angle selection range” means that the following equation (3) is satisfied if the incident angle of the conjugate illumination light with respect to the hologram screen is θ ′. Means.
| Δθ | = λ · (n 2 −sin 2 (θ)) 1/2 / (t · | sin (θ) · cos (θ) |) ·· (2)
θ−Δθ <θ ′ <θ + Δθ (3)
Here, in the above formula (2) or (3), θ is the incident angle of the reference light to the hologram screen, | Δθ | is the angle selection width, λ is the wavelength of the reference light at the time of hologram production, and n is The refractive index of the hologram photosensitive material, t means the thickness of the hologram.

前記第１〜第３の課題に加えてさらに前記第４の課題を解決するべく、特許請求の範囲の請求項２に記載の如く、前記ホログラムスクリーンは、複数の分割領域の各分割領域毎に前記参照光及び前記物体光の干渉縞が記録されたホログラムから形成するのが好ましい。   In order to solve the fourth problem in addition to the first to third problems, the hologram screen is provided for each divided area of a plurality of divided areas. It is preferable to form the hologram from which interference fringes of the reference light and the object light are recorded.

斯かる構成によれば、ホログラムスクリーンを大型にする場合であっても、各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が前記ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるように各プロジェクタを配置することが可能である。換言すれば、ホログラム作製時において単一の光軸方向から参照光及び物体光をホログラムスクリーンを形成するためのホログラム感光材料全面に照射したのでは、ホログラムスクリーンが大きいがために、その周辺部については共役照明光の入射角度が前述した角度選択幅の範囲内に収まるようにできない場合であっても、複数の分割領域の各分割領域毎に参照光及び物体光の干渉縞を記録することにより（各分割領域毎に後述する式（５）に基づいて距離を計算し直して中心軸上で物体光と参照光の入射角度を適宜変更することにより）、共役照明光の入射角度がホログラムスクリーン全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるようにすることが可能である。従って、ホログラムスクリーンの周辺部からの共役回折光も観察者の左右の眼に届くことになり、大型の立体像を観察することが可能である。   According to such a configuration, even when the hologram screen is enlarged, each incident angle of the conjugate illumination light emitted from each projector is set within an angle selection range over the entire surface of the hologram screen. It is possible to arrange a projector. In other words, since the hologram screen is large when the hologram photosensitive material for forming the hologram screen is irradiated with reference light and object light from the single optical axis direction at the time of hologram production, Even when the incident angle of the conjugate illumination light cannot be within the range of the angle selection width described above, by recording the interference fringes of the reference light and the object light for each divided area of the plurality of divided areas. (By recalculating the distance based on equation (5) to be described later for each divided region and appropriately changing the incident angles of the object light and the reference light on the central axis), the incident angle of the conjugate illumination light becomes the hologram screen. It is possible to fit within the range of the angle selection width over the entire surface. Therefore, conjugate diffracted light from the periphery of the hologram screen also reaches the left and right eyes of the observer, and a large three-dimensional image can be observed.

前記第１〜第３の課題（或いは前記第１〜第４の課題）に加えてさらに前記第５の課題を解決するべく、特許請求の範囲の請求項３に記載の如く、前記ホログラムスクリーンは、前記各プロジェクタから共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の結像領域の水平方向の寸法が前記結像領域群中に含まれる隣接する結像領域の離間距離の範囲内に収まるようにその寸法が決定された拡散板を介して、前記物体光が照射されることにより形成するのが好ましい。   In order to solve the fifth problem in addition to the first to third problems (or the first to fourth problems), the hologram screen according to claim 3, The horizontal dimension of the imaging region of each conjugate diffracted light generated by irradiating the conjugate illumination light from each projector is within the separation distance between adjacent imaging regions included in the imaging region group. It is preferable to form by irradiating the object light through a diffusion plate whose dimensions are determined so as to be accommodated.

斯かる構成によれば、ホログラム作製時において、拡散板を介して物体光が照射されるため、各プロジェクタから共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の結像領域は、広がりを持った面状の領域となる。従って、観察者は、左右両眼をそれぞれ共役回折光の面状の結像領域の範囲内に位置させることによって立体像を観察可能になるため、広がりのない点状の結像領域に左右両眼を位置させる場合に比べれば観察が容易になる。しかも、拡散板の寸法は、各共役回折光の結像領域の水平方向の寸法が前記結像領域群中に含まれる隣接する結像領域の離間距離の範囲内に収まるように決定されているため、各共役回折光の結像領域がオーバーラップすることによるクロストークが発生せず、鮮明な立体像を観察可能である。   According to such a configuration, since the object light is irradiated through the diffusion plate at the time of hologram production, the imaging region of each conjugated diffracted light generated by irradiating the conjugate illumination light from each projector is expanded. It will be a planar area. Accordingly, the observer can observe a stereoscopic image by positioning both the left and right eyes within the range of the planar imaging area of the conjugate diffracted light. Observation is easier than when the eyes are positioned. In addition, the dimension of the diffusion plate is determined so that the horizontal dimension of the imaging area of each conjugate diffracted light is within the range of the separation distance between adjacent imaging areas included in the imaging area group. Therefore, crosstalk due to overlapping of the image formation regions of the respective conjugate diffracted lights does not occur, and a clear stereoscopic image can be observed.

なお、特許請求の範囲の請求項４に記載の如く、前記ホログラムスクリーンは、少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長の共役回折光が、前記各波長の共役照明光をそれぞれ照射する各光源の位置及び入射角度を一致させた場合に同一の結像領域を生じるように前記干渉縞がカラー記録されたホログラムから形成され、前記各プロジェクタは、少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長を含む共役照明光を照射するように構成するのが好ましい。   In addition, as described in claim 4 of the claims, each of the hologram screens has a light source that radiates at least three types of conjugate diffracted light of red, green, and blue with conjugate illumination light of each wavelength. The interference fringes are formed from a color-recorded hologram so as to produce the same imaging region when the position and the incident angle are matched, and each projector has at least three wavelengths of red, green and blue It is preferable to be configured to irradiate the conjugated illumination light that includes it.

斯かる構成によれば、各プロジェクタから照射する共役照明光を少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長を含む照明光とした場合に、前記各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各波長に対応する各共役回折光が同一の結像領域に結像するため、各プロジェクタから照射する共役照明光を、ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元カラー画像として結像する光とすれば、観察する立体像をカラー化することが可能である。   According to such a configuration, when conjugate illumination light irradiated from each projector is illumination light including at least three types of wavelengths of red, green, and blue, conjugate illumination light is emitted from each projector to the hologram screen. Since each conjugate diffracted light corresponding to each wavelength generated by irradiation forms an image in the same imaging region, conjugate illumination light irradiated from each projector is converted into a two-dimensional color image with different horizontal parallax on the hologram screen. As the light that forms an image, the stereoscopic image to be observed can be colored.

また、好ましくは、特許請求の範囲の請求項５に記載の如く、前記ホログラムスクリーンは、体積型ホログラムから形成される。   Preferably, as described in claim 5, the hologram screen is formed of a volume hologram.

斯かる構成によれば、ホログラムスクリーンが体積型ホログラムから形成されるため、当該ホログラムスクリーンに共役照明光を照射した場合、１次のブラッグ回折光と０次の透過光しか発生せず、平面型ホログラムのように高次回折光に伴う減光やノイズ光が発生しないので、観察者はより一層明るく鮮明な立体像を観察することが可能である。   According to such a configuration, since the hologram screen is formed of a volume hologram, when the hologram screen is irradiated with conjugate illumination light, only the first-order Bragg diffracted light and the zero-order transmitted light are generated. Since the dimming and noise light associated with high-order diffracted light does not occur unlike a hologram, the observer can observe a brighter and clearer three-dimensional image.

また、特許請求の範囲の請求項６に記載の如く、前記ホログラムスクリーンの形状は、平面形状、複数の平面形状から構成される多面体形状、当該多面体形状の一部、円筒形状、当該円筒形状の一部及び曲面形状の内のいずれか一つとすることが可能である。   Further, as described in claim 6, the shape of the hologram screen is a planar shape, a polyhedral shape composed of a plurality of planar shapes, a part of the polyhedral shape, a cylindrical shape, and a cylindrical shape. Any one of a part and a curved surface shape can be used.

さらに、特許請求の範囲の請求項７に記載の如く、前記各プロジェクタを、当該各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域が水平方向のみならず垂直方向に沿っても分布するように配置し、前記垂直方向に沿って分布する各結像領域で結像する各共役回折光を生じさせる各共役照明光を、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ垂直視差の異なる２次元画像として結像する光とすることも可能である。   Furthermore, as defined in claim 7 of the claims, each imaging region of each conjugate diffracted light generated by irradiating each projector with conjugate illumination light from each projector to the hologram screen has The hologram screen is arranged so that it is distributed not only in the horizontal direction but also in the vertical direction, and generates each conjugate diffracted light imaged in each imaging region distributed along the vertical direction. It is also possible to use light that forms an image as a two-dimensional image with different vertical parallax.

斯かる構成によれば、観察者が両眼を垂直方向に移動させてホログラムスクリーンを観察することにより、移動前に観察した立体像と移動後に観察できる立体像との間に垂直視差が生じるため、仮想の物体像（立体像）の実在感をより一層高めることが可能である。   According to such a configuration, when the observer moves both eyes in the vertical direction and observes the hologram screen, vertical parallax occurs between the stereoscopic image observed before the movement and the stereoscopic image that can be observed after the movement. In addition, it is possible to further enhance the sense of reality of the virtual object image (stereoscopic image).

また、前記第１〜第３の課題を解決するべく、本発明は、特許請求の範囲の請求項８に記載の如く、参照光及び物体光を照射することにより、前記参照光及び前記物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されたホログラムスクリーンと、前記ホログラムスクリーンに対して前記参照光と共役な照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射する２つのプロジェクタとを備え、前記各プロジェクタは、当該各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が、前記ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まると共に、前記各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の２つの結像領域が水平方向に沿って観察者の眼間距離で互いに離間するように配置されており、前記各プロジェクタから照射する共役照明光は、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光であり、前記ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって２視点画像群が形成されることを特徴とする多視点立体表示装置としても提供される。   In order to solve the first to third problems, the present invention provides the reference light and the object light by irradiating the reference light and the object light as described in claim 8 of the claims. A hologram screen formed from a hologram in which the interference fringes are recorded only once, and two projectors that simultaneously illuminate the hologram screen with illumination light conjugate with the reference light from different angles, In the projector, the incident angle of the conjugate illumination light emitted from each projector falls within an angle selection range over the entire surface of the hologram screen, and the conjugate illumination light is emitted from each projector to the hologram screen. The two imaging regions of each conjugated diffracted light generated by being separated from each other by the distance between the eyes of the observer along the horizontal direction The conjugate illumination light emitted from each projector is light that forms an image as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the hologram screen, and the image formed on the hologram screen. The present invention is also provided as a multi-viewpoint stereoscopic display device in which a two-viewpoint image group is formed by two-dimensional images having different horizontal parallaxes.

本発明に係る立体表示装置によれば、ホログラムスクリーンに照射した各共役照明光によって生じる各共役回折光の結像点の一つに観察者が一方の眼を位置させると共に、当該一方の眼を位置させた前記結像点と観察者の眼間距離だけ水平方向に離間した他の結像点に観察者が他方の眼を位置させてホログラムスクリーンを観察することにより、両眼に届く水平視差の異なる２次元画像が融合され、専用の眼鏡を必要とせずに立体像を観察することが可能である。また、ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって多視点画像群が形成されるため、両眼を水平方向に順次移動させることにより、移動した位置に合致する別の立体像（移動した両眼位置にそれぞれ共役回折光の結像点を有する２次元画像が融合されることによって観察される立体像）を連続的に観察することができ、立体像の実在感が増大するという利点を有する。   According to the stereoscopic display device of the present invention, the observer positions one eye at one of the imaging points of each conjugate diffracted light generated by each conjugate illumination light irradiated on the hologram screen, and Horizontal parallax that reaches both eyes by observing the hologram screen with the other eye positioned at the other imaging point that is horizontally spaced by the distance between the imaged point and the observer's eye. Different two-dimensional images are fused, and a stereoscopic image can be observed without requiring dedicated glasses. In addition, since a multi-viewpoint image group is formed by the two-dimensional images having different horizontal parallax imaged on the hologram screen, by sequentially moving both eyes in the horizontal direction, another position matching the moved position can be obtained. A stereoscopic image (a stereoscopic image observed by fusing a two-dimensional image having an image point of conjugate diffracted light at each moved binocular position) can be continuously observed, and the realism of the stereoscopic image can be observed. Has the advantage of increasing.

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明に係る多視点立体表示装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a multi-view stereoscopic display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as appropriate.

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る多視点立体表示装置の概略構成を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る多視点立体表示装置１０は、ホログラムスクリーン１と、３つ以上の（本実施形態では４つ）のプロジェクタ２−Ｘ（Ｘ＝１〜４）を具備する発光表示手段２とを備えている。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a multi-view stereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a multi-view stereoscopic display device 10 according to the present embodiment includes a hologram screen 1 and three or more (four in the present embodiment) projectors 2-X (X = 1 to 4). And a light emitting display means 2 provided.

ホログラムスクリーン１は、後述するように、参照光及び物体光の２光束を照射することにより、前記参照光及び前記物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されている。これにより、各プロジェクタ２−Ｘから照射された各共役照明光（前記参照光と共役な照明光）によって生じる回折光（共役回折光）は、それぞれ単一の光束となり、当該光束の断面は何処でも単一の閉領域を形成することになる。すなわち、ホログラムスクリーン１（ホログラムスクリーン１の中心）から距離Ｄ１だけ離間した位置にある一のプロジェクタ２−Ｘを点光源と考えた場合、当該点光源からホログラムスクリーン１に対して共役照明光を照射すると、これによって生じる共役回折光はホログラムスクリーン１（ホログラムスクリーン１の中心）から距離Ｄ２だけ離間した位置に点状の結像領域を形成する。なお、本実施形態では、ホログラムスクリーン１が透過型である場合を示しているが、反射型の場合も同様である（反射型の場合、ホログラムスクリーン１に対して図１の紙面左側に結像領域が形成される）。   As will be described later, the hologram screen 1 is formed from a hologram in which interference fringes of the reference light and the object light are recorded only once by irradiating two light beams of the reference light and the object light. As a result, the diffracted light (conjugated diffracted light) generated by each conjugate illumination light (illumination light conjugate with the reference light) emitted from each projector 2-X becomes a single light flux, and where the cross section of the light flux is. However, a single closed region is formed. That is, when one projector 2-X located at a distance D1 from the hologram screen 1 (the center of the hologram screen 1) is considered as a point light source, conjugate illumination light is applied to the hologram screen 1 from the point light source. Then, the conjugate diffracted light generated thereby forms a dot-shaped imaging region at a position separated from the hologram screen 1 (the center of the hologram screen 1) by a distance D2. In this embodiment, the case where the hologram screen 1 is a transmission type is shown, but the same applies to a reflection type (in the case of a reflection type, an image is formed on the left side of FIG. 1 with respect to the hologram screen 1). Region is formed).

発光表示手段２は、ホログラムスクリーン１に対して共役照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射する４つのプロジェクタ２−Ｘ（Ｘ＝１〜４）を備えている。より具体的には、ホログラムスクリーン１（ホログラムスクリーン１の中心）から距離Ｄ１だけ離間した４箇所の位置に、それぞれ各プロジェクタ２−Ｘが円弧状に配置され、各プロジェクタ２−Ｘの光軸がホログラムスクリーン１の中心を通るように傾けられている。ホログラムスクリーン１は、前述のように、一つのプロジェクタ２−Ｘから照射された単一光束の共役照明光に対して単一光束の共役回折光を生成するため、プロジェクタ２−Ｘの数（共役照明光の光束数）に応じた数からなる共役回折光の結像領域群（結像点群）が形成されることになる。より具体的には、ホログラムスクリーン１（ホログラムスクリーン１の中心）から距離Ｄ２だけ離間した４箇所の位置に、各プロジェクタ２−Ｘから照射された共役照明光（光軸４−Ｘ）に対応する共役回折光（光軸５−Ｘ）の結像点群が円弧状に形成されることになる。なお、本実施形態では、後述するように、ホログラム作製時に用いる参照光及び物体光の光軸が平面視で同軸とされているため、各共役照明光の光軸４−Ｘ（Ｘ＝１〜４）とこれに対応する共役回折光の光軸５−Ｘ（Ｘ＝１〜４）とは、平面視で同一直線上に存在することになる。   The light emitting display means 2 includes four projectors 2-X (X = 1 to 4) that simultaneously irradiate the hologram screen 1 with conjugate illumination light from different angles. More specifically, each projector 2-X is arranged in an arc shape at four positions separated by a distance D1 from the hologram screen 1 (the center of the hologram screen 1), and the optical axis of each projector 2-X is It is tilted so as to pass through the center of the hologram screen 1. As described above, the holographic screen 1 generates conjugate diffracted light of a single beam with respect to the conjugated illumination light of a single beam emitted from one projector 2-X. An imaging region group (imaging point group) of conjugate diffracted light consisting of a number corresponding to the number of illumination light beams) is formed. More specifically, it corresponds to the conjugate illumination light (optical axis 4-X) emitted from each projector 2-X at four positions separated by a distance D2 from the hologram screen 1 (the center of the hologram screen 1). An imaging point group of conjugate diffracted light (optical axis 5-X) is formed in an arc shape. In the present embodiment, as will be described later, since the optical axes of the reference light and the object light used when producing the hologram are coaxial in plan view, the optical axes 4-X (X = 1 to 1) of each conjugate illumination light are used. 4) and the corresponding optical axis 5-X (X = 1 to 4) of conjugate diffracted light exist on the same straight line in plan view.

各プロジェクタ２−Ｘは、当該各プロジェクタ２−Ｘから照射する共役照明光の入射角度が、ホログラムスクリーン１の全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるように配置されている。より具体的には、平面視において、各プロジェクタ２−Ｘから照射する共役照明光の入射角度θ’（例えば、図１に示すプロジェクタ２−２の場合、光軸において入射角度θ’＝θ１’、ホログラムスクリーン１の水平方向左端部において入射角度θ’＝θ２’、ホログラムスクリーン１の水平方向右端部において入射角度θ’＝θ３’となる）が、ホログラムスクリーン１の全面に亘って下記の式（２）で定義される角度選択幅｜Δθ｜の範囲内に収まるように配置されている。つまり、各プロジェクタ２−Ｘから照射される共役照明光のホログラムスクリーン１上でのそれぞれの光点の入射角度θ’が下記の式（３）を満足するように配置されている。
｜Δθ｜＝λ・（ｎ２−sin２（θ））１／２／（ｔ・｜sin（θ）・cos（θ）｜）・・（２）
θ−Δθ＜θ’＜θ＋Δθ ・・（３）
ここで、上記式（２）又は式（３）において、θは参照光のホログラムスクリーン１に対する入射角度（図３参照。例えば、ホログラム感光材料６の中心においてθ＝θ１＝０°、水平方向左端部においてθ＝θ２、水平方向右端部においてθ＝θ３となる）を、｜Δθ｜はホログラムスクリーン１上の各点における角度選択幅を、λはホログラム作製時における参照光の波長を、ｎはホログラム感光材料の屈折率を、ｔはホログラムの厚みを意味する。 Each projector 2-X is arranged so that the incident angle of the conjugate illumination light emitted from each projector 2-X falls within the range of the angle selection width over the entire surface of the hologram screen 1. More specifically, in plan view, the incident angle θ ′ of conjugate illumination light emitted from each projector 2-X (for example, in the case of the projector 2-2 shown in FIG. 1, the incident angle θ ′ = θ1 ′ on the optical axis). The incident angle θ ′ = θ2 ′ at the left end in the horizontal direction of the hologram screen 1 and the incident angle θ ′ = θ3 ′ at the right end in the horizontal direction of the hologram screen 1) over the entire surface of the hologram screen 1 They are arranged so as to be within the range of the angle selection width | Δθ | defined in (2). That is, the incident angles θ ′ of the respective light spots on the hologram screen 1 of the conjugate illumination light irradiated from each projector 2-X are arranged so as to satisfy the following expression (3).
| Δθ | = λ · (n 2 −sin 2 (θ)) 1/2 / (t · | sin (θ) · cos (θ) |) ·· (2)
θ−Δθ <θ ′ <θ + Δθ (3)
Here, in the above formula (2) or formula (3), θ is the incident angle of the reference light with respect to the hologram screen 1 (see FIG. 3. For example, θ = θ1 = 0 ° at the center of the hologram photosensitive material 6, the left end in the horizontal direction Θ = θ2 in the horizontal portion and θ = θ3 in the horizontal right end portion), | Δθ | is the angle selection width at each point on the hologram screen 1, λ is the wavelength of the reference light at the time of hologram production, and n is The refractive index of the hologram photosensitive material, t means the thickness of the hologram.

以上のように、各プロジェクタ２−Ｘは、当該各プロジェクタ２−Ｘから照射する共役照明光の入射角度θ’が、ホログラムスクリーン１の全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるように配置されているため、ホログラムスクリーン１の何れの部位で生じた共役回折光も、各共役照明光の照射方向に応じた結像点に結像することになる。   As described above, each projector 2-X is arranged so that the incident angle θ ′ of the conjugate illumination light emitted from each projector 2-X falls within the range of the angle selection width over the entire surface of the hologram screen 1. Therefore, conjugate diffracted light generated in any part of the hologram screen 1 forms an image at an imaging point corresponding to the irradiation direction of each conjugate illumination light.

また、各プロジェクタ２−Ｘは、当該各プロジェクタ２−Ｘからホログラムスクリーン１に対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域（結像点）が水平方向に沿って（厳密には水平面内の円弧に沿って）観察者３の眼間距離だけ離間して分布する結像領域群（結像点群）を形成するように配置されている。さらに、各プロジェクタ２−Ｘから照射される共役照明光は、ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光とされ、ホログラムスクリーン１上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって多視点画像群が形成されている。   In addition, each projector 2-X has each imaging region (imaging point) of each conjugate diffracted light generated by irradiating the hologram screen 1 with conjugate illumination light from each projector 2-X in the horizontal direction. An image forming region group (image forming point group) distributed along the distance (strictly along an arc in the horizontal plane) along the distance between the eyes of the observer 3 is formed. Further, the conjugate illumination light emitted from each projector 2-X is light that forms an image as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the hologram screen, and the horizontal parallax imaged on the hologram screen 1 differs. A multi-viewpoint image group is formed by each two-dimensional image.

従って、各共役照明光によって生じる各共役回折光の結像点の一つ（図１に示す状態では、光軸５−２を有する共役回折光の結像点）に観察者３が左眼３−１を位置させると共に、左眼を位置させた前記結像点と観察者３の眼間距離だけ水平方向に離間した他の結像点（図１に示す状態では、光軸５−３を有する共役回折光の結像点）に観察者３が右眼３−２を位置させてホログラムスクリーン１を観察することにより、各結像点に対応する各共役照明光（図１に示す状態では、左眼３−１を位置させた結像点には、光軸４−２を有する共役照明光が対応し、右眼３−２を位置させた結像点には、光軸４−３を有する共役照明光が対応する）によって提供される水平視差の異なる２次元画像が融合され、専用の眼鏡を必要とせずに立体像を観察することが可能である。また、両眼３−１、３−２を水平方向に順次移動させることにより、移動した位置に合致する別の立体像（移動した両眼位置にそれぞれ共役回折光の結像点を有する２次元画像が融合されることによって観察される立体像）を連続的に観察することができ、立体像の実在感が増大するという利点を有する。より具体的に説明すれば、例えば、図１に示す状態から右方向に両眼を移動させ、光軸５−３を有する共役回折光の結像点に左眼３−１を、光軸５−４を有する共役回折光の結像点に右眼３−２をそれぞれ位置させてホログラムスクリーン１を観察することにより、各結像点に対応する各共役照明光によって提供される水平視差の異なる２次元画像が融合され、図１に示す状態で観察される立体像とは視差の異なる別の立体像を観察することが可能である。   Therefore, the observer 3 places the left eye 3 on one of the imaging points of each conjugated diffracted light generated by each conjugated illumination light (in the state shown in FIG. 1, the imaging point of the conjugated diffracted light having the optical axis 5-2). -1 and another imaging point separated in the horizontal direction by the distance between the eyes of the observer 3 and the imaging point where the left eye is positioned (in the state shown in FIG. 1, the optical axis 5-3 is By observing the hologram screen 1 with the right eye 3-2 positioned at the imaging point of the conjugate diffracted light that the observer 3 has, each conjugate illumination light corresponding to each imaging point (in the state shown in FIG. 1). The conjugate illumination light having the optical axis 4-2 corresponds to the imaging point where the left eye 3-1 is positioned, and the optical axis 4-3 corresponds to the imaging point where the right eye 3-2 is positioned. Two-dimensional images with different horizontal parallax provided by (conjugated illumination light having a corresponding size) are fused, and stereoscopic images can be viewed without the need for dedicated glasses. It is possible to. Further, by sequentially moving both eyes 3-1 and 3-2 in the horizontal direction, another three-dimensional image that matches the moved position (a two-dimensional image having an imaging point of conjugate diffracted light at each moved binocular position). 3D images observed by fusing the images) can be continuously observed, and there is an advantage that the sense of reality of the 3D images increases. More specifically, for example, both eyes are moved in the right direction from the state shown in FIG. 1, and the left eye 3-1 is placed at the imaging point of conjugate diffracted light having the optical axis 5-3, and the optical axis 5 -4, the right eye 3-2 is positioned at the imaging point of the conjugate diffracted light, and the hologram screen 1 is observed, so that the horizontal parallax provided by each conjugate illumination light corresponding to each imaging point is different. It is possible to observe another stereoscopic image having a different parallax from the stereoscopic image observed in the state shown in FIG. 1 by merging the two-dimensional images.

なお、本実施形態においては、各プロジェクタ２−Ｘからホログラムスクリーン１に対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域（結像点）が水平方向に沿って観察者３の眼間距離だけ離間して分布する結像領域群（結像点群）を形成するように各プロジェクタ２−Ｘを配置する構成について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、各共役回折光の各結像領域（結像点）が水平方向に沿って観察者３の眼間距離を均等に分割した間隔で互いに離間して分布する結像領域群（結像点群）を形成するように配置することも可能である。斯かる構成によれば、例えば、観察者３の眼間距離を２等分した間隔で各結像領域（結像点）が分布するように各プロジェクタ２−Ｘを配置すれば、観察者３が眼間距離の１／２だけ移動するだけで視差の異なる別の立体像を観察できることになる。同様にして、各結像領域（結像点）の離間距離を眼間距離の１／３、１／４、１／５等に狭めていく（ただし、これに応じて各プロジェクタ２−Ｘの個数を増やすことになる）に従って、少しの移動で視差の異なる別の立体像を観察できることになり、連続的な立体像の観察が可能になることから、立体像の実在感がより一層増大するという利点を有する。また、眼間距離は観察者３によって個人差があるため、本実施形態のように、各結像領域（結像点）を観察者３の眼間距離だけ離間して分布させる構成を採用する場合には、人間の平均的な眼間距離に設定するか、或いは、対象とする観察者３を特化した多視点立体表示装置１０とする（例えば、大人用と子供用とで別個の多視点立体表示装置とする）ことが考えられる。前者の場合には、平均的な眼間距離と差の大きい眼間距離を有する観察者３が上手く立体像を観察できない事態が生じ得るという問題があり、後者の場合には、汎用性に乏しいため販促上の不都合が生じるという問題もある。これに対して、各共役回折光の各結像領域（結像点）が観察者３の眼間距離を均等に分割した間隔で互いに離間して分布するように構成し、間隔を細分化すればするほど、上記のような問題が生じなくなるという点で好都合である。   In the present embodiment, each imaging region (imaging point) of each conjugated diffracted light generated by radiating conjugate illumination light from each projector 2-X to the hologram screen 1 extends along the horizontal direction. Although the configuration has been described in which the projectors 2-X are arranged so as to form an imaging region group (imaging point group) distributed with a distance between the eyes of the observer 3, the present invention is not limited to this. The image formation regions (image formation points) in which the image formation regions (image formation points) of the respective conjugate diffracted light are distributed apart from each other at intervals obtained by equally dividing the interocular distance of the observer 3 along the horizontal direction. It is also possible to arrange so as to form a group. According to such a configuration, for example, if the projectors 2-X are arranged so that the respective imaging regions (imaging points) are distributed at intervals obtained by dividing the interocular distance of the observer 3 into two equal parts, the observer 3 Can be observed by moving only half the distance between the eyes. Similarly, the separation distance of each image formation region (image formation point) is narrowed to 1/3, 1/4, 1/5, etc. of the interocular distance (however, the projector 2-X is connected accordingly. As the number increases, it is possible to observe another stereoscopic image with a different parallax with a little movement, and it becomes possible to observe a continuous stereoscopic image, thereby further increasing the sense of reality of the stereoscopic image. Has the advantage. Further, since the interocular distance varies depending on the observer 3, the configuration in which the respective imaging regions (imaging points) are distributed apart by the interocular distance of the observer 3 as in the present embodiment is adopted. In this case, the average interocular distance of human beings is set, or a multi-viewpoint stereoscopic display device 10 specialized for the target observer 3 is used (for example, for adults and children, a multi-viewpoint display device 10 is used. It is conceivable that the viewpoint stereoscopic display device is used. In the former case, there is a problem that the observer 3 having a large interocular distance and an average interocular distance may not be able to observe a stereoscopic image well, and in the latter case, the versatility is poor. Therefore, there is also a problem that inconvenience in sales promotion occurs. On the other hand, each imaging region (imaging point) of each conjugated diffracted light is configured to be distributed so as to be spaced apart from each other by equally dividing the interocular distance of the observer 3, and the intervals are subdivided. It is advantageous in that the above problem does not occur as described above.

図２は、図１に示す立体表示装置の側面図である。図２に示すように、立体表示装置１０が備える各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘは、側面視において、ホログラムスクリーン１の法線に対して一定の傾きを有するように配置されている。これは、後述するように、本実施形態では、ホログラム作製時において参照光の光軸をホログラムスクリーン１の法線に対して傾けて照射するため、参照光と共役な照明光を出射する各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘも一定の傾きを有するように配置することになるからである。なお、側面視においても、各プロジェクタ２−Ｘから照射する共役照明光の入射角度θ”（例えば、図２に示す光軸４−Ｘにおいて入射角度θ”＝θ１”、ホログラムスクリーン１の上端部において入射角度θ”＝θ３”、ホログラムスクリーン１の下端部においてθ”＝θ２”となる）は、ホログラムスクリーン１の全面に亘って前述した角度選択幅（ただし、参照光のホログラムスクリーン１に対する入射角度θについては図４を参照。例えば、ホログラム感光材料６の中心においてθ＝θ１＊、上端部においてθ＝θ３＊、下端部においてθ＝θ２＊となる）の範囲内に収まるように配置されている。 FIG. 2 is a side view of the stereoscopic display device shown in FIG. As shown in FIG. 2, the optical axis 4-X of each projector 2-X included in the stereoscopic display device 10 is arranged to have a certain inclination with respect to the normal line of the hologram screen 1 in a side view. . As will be described later, in this embodiment, the projector emits illumination light conjugate with the reference light because the optical axis of the reference light is tilted with respect to the normal line of the hologram screen 1 during hologram production. This is because the 2-X optical axis 4-X is also arranged to have a certain inclination. Even in a side view, the incident angle θ ″ of the conjugate illumination light emitted from each projector 2-X (for example, the incident angle θ ″ = θ1 ″ on the optical axis 4-X shown in FIG. The incident angle θ ″ = θ3 ″ and θ ″ = θ2 ″ at the lower end of the hologram screen 1 is the above-described angle selection width over the entire surface of the hologram screen 1 (however, the incident light of the reference light to the hologram screen 1) For the angle θ, see Fig. 4. For example, it is arranged so that it falls within the range of θ = θ1 * at the center of the hologram photosensitive material 6, θ = θ3 * at the upper end, and θ = θ2 * at the lower end. ing.

各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘが、側面視において、ホログラムスクリーン１の法線に対して一定の傾きを有するため、本実施形態のように透過型のホログラムスクリーン１であっても、各プロジェクタ２−Ｘから出射された共役照明光が観察者３の眼に直接侵入することは無い。また、ホログラムスクリーン１が反射型である場合にも、各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘが傾いているので、各プロジェクタ２−Ｘから出射された共役照明光のホログラムスクリーン１での反射光が観察者３の眼に直接侵入することは無い。   Since the optical axis 4-X of each projector 2-X has a certain inclination with respect to the normal line of the hologram screen 1 in a side view, even if it is a transmission type hologram screen 1 as in this embodiment, The conjugate illumination light emitted from each projector 2-X does not directly enter the observer's 3 eye. Even when the hologram screen 1 is of a reflective type, the optical axis 4-X of each projector 2-X is inclined, so that the conjugate illumination light emitted from each projector 2-X is reflected on the hologram screen 1. Light does not enter the eyes of the observer 3 directly.

また、各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘが、ホログラムスクリーン１の法線に対して一定の傾きを有するため（参照光の光軸がホログラム感光材料の法線に対して一定の傾きを有するため）、ホログラムスクリーン１が透過型及び反射型の何れであっても、体積型ホログラムとして形成することができる。以下、その理由について説明する。   Further, since the optical axis 4-X of each projector 2-X has a certain inclination with respect to the normal line of the hologram screen 1 (the optical axis of the reference light has a certain inclination with respect to the normal line of the hologram photosensitive material). Therefore, the hologram screen 1 can be formed as a volume hologram regardless of whether the hologram screen 1 is a transmission type or a reflection type. The reason will be described below.

一般的に、体積型ホログラムとなる条件は下記の式で表される。
２πλｔ／（ｎΛ２cos（φ））＞＞１０
ここで、上記式において、πは円周率を、λはホログラム作製時における参照光の波長を、ｔはホログラムの厚みを、ｎはホログラムの屈折率を、Λは干渉縞の間隔を、φは干渉縞の水平方向（ホログラム感光材料の法線方向）からの傾き角を意味する。 In general, the conditions for a volume hologram are represented by the following formula.
2πλt / (nΛ 2 cos (φ)) >> 10
Here, in the above equation, π is the circular ratio, λ is the wavelength of the reference light at the time of hologram production, t is the thickness of the hologram, n is the refractive index of the hologram, Λ is the spacing of the interference fringes, φ Means the inclination angle of the interference fringes from the horizontal direction (normal direction of the hologram photosensitive material).

後述する図４に示すように、物体光の光軸が水平である（ホログラムの法線方向に合致する）ため、仮に参照光の光軸が水平であるとすれば、干渉縞も水平方向に形成されることになる。すなわち、上記式において、φ＝０となり、cos（φ）＝１となる。ここで、参照光の光軸が水平方向に対して傾斜すると、干渉縞も傾斜してφが大きくなる（干渉縞の方向は、物体光の光軸と参照光の光軸との２等分線の方向になる）。これに応じて、cos（φ）が１から徐々に減少することになる。cos（φ）は、上記式の左辺の分母に含まれるため、cos（φ）が減少するに従って左辺自体は次第に大きな値となり、やがて上記の式が成立することになる。通常、ｔ＝１０μｍのホログラムでは、参照光の光軸が水平方向に対して成す角度が３０°以上であれば、上記の式が成立し、体積型ホログラムになる。なお、上記の式の左辺の分子に含まれるホログラムの厚みｔの値をｔ＝２０〜３０μｍに増せば、φが小さくても上記の式が成立することになる。   As shown in FIG. 4 to be described later, since the optical axis of the object light is horizontal (matches the normal direction of the hologram), if the optical axis of the reference light is horizontal, the interference fringes are also horizontal. Will be formed. That is, in the above formula, φ = 0 and cos (φ) = 1. Here, when the optical axis of the reference light is tilted with respect to the horizontal direction, the interference fringes are also tilted to increase φ (the direction of the interference fringes is divided into two equal parts: the optical axis of the object light and the optical axis of the reference light). In the direction of the line). In response to this, cos (φ) gradually decreases from 1. Since cos (φ) is included in the denominator of the left side of the above equation, as the cos (φ) decreases, the left side itself gradually increases, and the above equation is eventually satisfied. Normally, in the hologram of t = 10 μm, the above formula is established if the angle formed by the optical axis of the reference light with respect to the horizontal direction is 30 ° or more, and a volume hologram is obtained. If the value of the thickness t of the hologram included in the molecule on the left side of the above equation is increased to t = 20 to 30 μm, the above equation is established even if φ is small.

ホログラムスクリーン１を体積型ホログラムとして形成した場合には、当該ホログラムスクリーン１に共役照明光を照射しても１次のブラッグ回折光と０次の透過光しか発生せず高次回折光に伴う減光やノイズ光が発生しないので、観察者３はより一層明るく鮮明な立体像を観察することが可能である。   When the hologram screen 1 is formed as a volume hologram, even if the hologram screen 1 is irradiated with conjugate illumination light, only the first-order Bragg diffracted light and the zeroth-order transmitted light are generated, and the light is reduced due to the higher-order diffracted light. Since no noise light is generated, the observer 3 can observe a brighter and clearer three-dimensional image.

さらに、前述したように、ホログラム感光材料の厚みを増すことにより、体積型ホログラムの性質を維持しつつ、各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘのホログラムスクリーン１への入射角θ”を小さくして法線方向に近づけることができる（参照光の光軸が水平方向に対して成す角度を小さくできる）ため、各プロジェクタ２−Ｘからホログラムスクリーン１上に投影される２次元画像の歪みを軽減することが可能である。   Furthermore, as described above, by increasing the thickness of the hologram photosensitive material, the incident angle θ ″ of the optical axis 4-X of each projector 2-X with respect to the hologram screen 1 is reduced while maintaining the properties of the volume hologram. Thus, the normal direction can be approximated (the angle formed by the optical axis of the reference light with respect to the horizontal direction can be reduced), so that the distortion of the two-dimensional image projected on the hologram screen 1 from each projector 2-X can be reduced. It can be reduced.

以下、図３及び図４を適宜参照しつつ、本実施形態に係るホログラムスクリーン１の作製方法について説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing the hologram screen 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as appropriate.

図３及び図４は、それぞれ本実施形態に係るホログラムスクリーン１を作製するための光学系の概略構成を示す平面図及び側面図である。図３又は図４に示すように、ホログラムスクリーン１の作製に際しては、干渉縞を記録するためのホログラム感光材料６がガラス基板７上に固定される。ホログラム感光材料６としては、フォトポリマ、銀塩感光材料、ポリビニルカルバゾール、重クロム酸ゼラチン、光レジスト、エンボス箔などを用いることができる。   3 and 4 are a plan view and a side view, respectively, showing a schematic configuration of an optical system for producing the hologram screen 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3 or FIG. 4, when producing the hologram screen 1, a hologram photosensitive material 6 for recording interference fringes is fixed on a glass substrate 7. As the hologram photosensitive material 6, a photopolymer, a silver salt photosensitive material, polyvinyl carbazole, dichromated gelatin, a photoresist, an embossed foil, or the like can be used.

そして、ホログラム感光材料６への参照光として、ホログラム感光材料６から距離Ｄ３だけ離間した位置に配設されたスペーシャルフィルタ８によって拡大されたレーザ光９が、ガラス基板７側からホログラム感光材料６の表面に略均一に照射される。レーザ光９の光軸はホログラム感光材料６の中心を通るように設定されている。また、ホログラム感光材料６への物体光として、ホログラム感光材料６から距離Ｄ４だけ離間した位置に配設されたスペーシャルフィルタ１１によって拡大されたレーザ光１３が、ガラス基板７側からホログラム感光材料６の表面に略均一に照射される。レーザ光９と同様に、レーザ光１３の光軸もホログラム感光材料６の中心を通るように設定されている。以上のようにして、ホログラム感光材料６に参照光と物体光との干渉縞が一回だけ記録され、ホログラムが作製される。作製されたホログラムがホログラムスクリーン１として用いられる。   Then, as reference light to the hologram photosensitive material 6, the laser light 9 expanded by the spatial filter 8 disposed at a position separated from the hologram photosensitive material 6 by the distance D 3 is transmitted from the glass substrate 7 side to the hologram photosensitive material 6. Irradiate substantially uniformly on the surface. The optical axis of the laser beam 9 is set so as to pass through the center of the hologram photosensitive material 6. Further, as object light to the hologram photosensitive material 6, the laser beam 13 expanded by the spatial filter 11 disposed at a position separated from the hologram photosensitive material 6 by the distance D 4 is transmitted from the glass substrate 7 side to the hologram photosensitive material 6. Irradiate substantially uniformly on the surface. Similar to the laser beam 9, the optical axis of the laser beam 13 is set so as to pass through the center of the hologram photosensitive material 6. As described above, the interference fringes between the reference light and the object light are recorded only once on the hologram photosensitive material 6 to produce a hologram. The produced hologram is used as the hologram screen 1.

なお、図３に示すように、平面視において、参照光及び物体光の光軸がホログラム感光材料６の法線に沿って互いに同軸とされているため、前述のように、各プロジェクタ２−Ｘから出射された共役照明光の光軸４−Ｘとこれに対応する共役回折光の光軸５−Ｘとは、平面視で同一直線上に存在することになる。また、図４に示すように、側面視においては、参照光の光軸のみをホログラム感光材料６の法線に対して傾けている。これにより、前述したように、参照光と共役な照明光を出射する各プロジェクタ２−Ｘの光軸４−Ｘは、ホログラムスクリーン１に対して一定の傾きを有するように配置されることになる。   As shown in FIG. 3, since the optical axes of the reference light and the object light are coaxial with each other along the normal line of the hologram photosensitive material 6 in plan view, as described above, each projector 2-X The optical axis 4-X of the conjugate illumination light emitted from the optical axis 5-X of the conjugate diffracted light corresponding thereto is present on the same straight line in plan view. Further, as shown in FIG. 4, only the optical axis of the reference light is inclined with respect to the normal line of the hologram photosensitive material 6 in the side view. Accordingly, as described above, the optical axis 4-X of each projector 2-X that emits illumination light conjugate with the reference light is arranged so as to have a certain inclination with respect to the hologram screen 1. .

また、図３及び図４には、後述する第３実施形態の構成を同じ図面を用いて説明する便宜上、スペーシャルフィルタ１１の後段に拡散板１２を配置した構成を図示しているが、本実施形態においては、拡散板１２は配置されない。   3 and 4 show a configuration in which a diffusion plate 12 is disposed after the spatial filter 11 for the sake of convenience in explaining the configuration of a third embodiment to be described later using the same drawing. In the embodiment, the diffusion plate 12 is not disposed.

図１及び図２に示した距離Ｄ１及びＤ２と、図３及び図４に示した距離Ｄ３及びＤ４の間には、下記の式（４）の関係式が成立する。
１／Ｄ３−１／Ｄ４＝−（１／Ｄ１−１／Ｄ２）・・（４）
ここで、上記式（４）において、ホログラム作製時（ホログラム感光材料６への干渉縞記録時）の光学系とホログラムスクリーン１の再生時（ホログラムスクリーン１への照明光の照射時）の光学系とは共役であるため、上記式（４）の右辺には負の符号が付されている。また、各距離の正負は、ホログラムスクリーン１又はホログラム感光材料６に対して入射する光である場合に負であり、ホログラムスクリーン１又はホログラム感光材料６から出射する光である場合には正である。 The following relational expression (4) is established between the distances D1 and D2 shown in FIGS. 1 and 2 and the distances D3 and D4 shown in FIGS.
1 / D3-1 / D4 =-(1 / D1-1 / D2) (4)
Here, in the above formula (4), the optical system at the time of hologram production (at the time of interference fringe recording on the hologram photosensitive material 6) and the optical system at the time of reproduction of the hologram screen 1 (at the time of irradiation of illumination light to the hologram screen 1). Is a conjugate, and the right side of the above equation (4) is given a negative sign. The positive / negative of each distance is negative when the light is incident on the hologram screen 1 or the hologram photosensitive material 6 and is positive when the light is emitted from the hologram screen 1 or the hologram photosensitive material 6. .

なお、上記式（４）は、前述した角度選択幅の範囲内で、ホログラムスクリーン１又はホログラム感光材料６（ホログラムスクリーン１）の中心で成立する関係式である。ホログラム感光材料６（ホログラムスクリーン１）の周辺部でも同様の式が成立するが、共役回折光（距離Ｄ２）の結像位置は収差分だけズレる。中心から周辺部に遠ざかるほど収差が大きくなるため、ホログラム感光材料６（ホログラムスクリーン１）の大きさの制約となる。収差のズレた分だけ角度選択幅も狭まることになる。   In addition, said Formula (4) is a relational expression formed in the center of the hologram screen 1 or the hologram photosensitive material 6 (hologram screen 1) within the range of the angle selection width mentioned above. A similar expression is also established at the periphery of the hologram photosensitive material 6 (hologram screen 1), but the imaging position of the conjugate diffracted light (distance D2) is shifted by the amount of aberration. Since the aberration increases as the distance from the center increases, the size of the hologram photosensitive material 6 (hologram screen 1) is restricted. The angle selection range is narrowed by the amount of deviation of aberration.

＜第２実施形態＞
本実施形態に係る立体表示装置は、図１及び図２を参照して前述した第１実施形態に係る立体表示装置と同様の構成を有する（従って、本実施形態に係る立体表示装置の概略構成の説明に際しては、図１及び図２に図示した各構成要素の符号を援用する）。ただし、第１実施形態とはホログラムスクリーン１の作製方法が異なる。以下、本実施形態におけるホログラムスクリーンの作製方法について説明する。 Second Embodiment
The stereoscopic display device according to the present embodiment has the same configuration as the stereoscopic display device according to the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 and 2 (therefore, the schematic configuration of the stereoscopic display device according to the present embodiment). In the description, the reference numerals of the components shown in FIGS. 1 and 2 are used). However, the method for producing the hologram screen 1 is different from that of the first embodiment. Hereinafter, a method for producing a hologram screen in the present embodiment will be described.

図５及び図６は、それぞれ本実施形態に係るホログラムスクリーン１を作製するための光学系の概略構成を示す平面図及び側面図である。図３及び図４に示す第１実施形態と同様の構成を有する部材には同一の符号を付している。図５又は図６に示すように、本実施形態に係るホログラムスクリーン１を作製するに際しても、第１実施形態と同様に、干渉縞を記録するためのホログラム感光材料６がガラス基板７上に固定される。しかしながら、本実施形態に係るホログラムスクリーン１は、複数の分割領域の各分割領域毎に参照光及び物体光の干渉縞が記録されたホログラムから形成される点で第１実施形態と異なる。   5 and 6 are a plan view and a side view, respectively, showing a schematic configuration of an optical system for producing the hologram screen 1 according to the present embodiment. Members having the same configuration as that of the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 5 or 6, when producing the hologram screen 1 according to this embodiment, the hologram photosensitive material 6 for recording interference fringes is fixed on the glass substrate 7 as in the first embodiment. Is done. However, the hologram screen 1 according to this embodiment is different from the first embodiment in that the hologram screen 1 is formed from a hologram in which interference fringes of reference light and object light are recorded for each of the plurality of divided areas.

より具体的に説明すれば、本実施形態では、ホログラム感光材料６の中心を基準として左右方向に２分割（図５（ａ）及び（ｂ）参照）、上下方向に２分割（図６（ａ）及び（ｂ）参照）の計４分割した各分割領域毎に参照光及び物体光の干渉縞が記録される。つまり、平面視が図５（ａ）で側面視が図６（ａ）となる構成の光学系によって、参照光及び物体光の照射側から見てホログラム感光材料６の右側上部の分割領域に干渉縞が記録される。平面視が図５（ａ）で側面視が図６（ｂ）となる構成の光学系によって、ホログラム感光材料６の右側下部の分割領域に干渉縞が記録される。平面視が図５（ｂ）で側面視が図６（ａ）となる構成の光学系によって、ホログラム感光材料６の左側上部の分割領域に干渉縞が記録される。平面視が図５（ｂ）で側面視が図６（ｂ）となる構成の光学系によって、ホログラム感光材料６の左側下部の分割領域に干渉縞が記録される。さらに具体的に説明すれば、本実施形態では、４つのホログラム感光材料（ホログラム感光材料６の各分割領域に相当）を用いて、各ホログラム感光材料毎に参照光及び物体光の干渉縞を記録している。なお、図５及び図６では、図３及び図４と対比する上での便宜上、４つのホログラム感光材料を組み合わせた１つのホログラム感光材料６を図示しているが、実際には４つのホログラム感光材料のそれぞれについて、その中心に参照光と物体光の光軸が向くようにスペーシャルフィルタ８、１１の位置を調整し、各ホログラム感光材料に別々に干渉縞を記録している。   More specifically, in the present embodiment, the center of the hologram photosensitive material 6 is divided into two parts in the left-right direction (see FIGS. 5A and 5B) and two parts in the up-down direction (FIG. 6A). ) And (b)), the interference fringes of the reference light and the object light are recorded for each of the divided areas divided into four in total. In other words, the optical system having the configuration shown in FIG. 5A in the plan view and FIG. 6A in the side view interferes with the divided region on the upper right side of the hologram photosensitive material 6 when viewed from the irradiation side of the reference light and the object light. Stripes are recorded. Interference fringes are recorded in the divided region on the lower right side of the hologram photosensitive material 6 by the optical system having the configuration in which the plan view is FIG. 5A and the side view is FIG. 6B. Interference fringes are recorded in the upper divided region on the left side of the hologram photosensitive material 6 by the optical system having the configuration shown in FIG. 5B in plan view and in FIG. 6A in side view. Interference fringes are recorded in the divided region on the lower left side of the hologram photosensitive material 6 by the optical system having the configuration shown in FIG. 5B in plan view and in FIG. 6B in side view. More specifically, in the present embodiment, interference fringes of reference light and object light are recorded for each hologram photosensitive material using four hologram photosensitive materials (corresponding to the divided areas of the hologram photosensitive material 6). is doing. 5 and 6 show one hologram photosensitive material 6 in which four hologram photosensitive materials are combined for convenience in comparison with FIG. 3 and FIG. 4, but actually four hologram photosensitive materials are illustrated. For each of the materials, the positions of the spatial filters 8 and 11 are adjusted so that the optical axes of the reference light and the object light face the center, and interference fringes are separately recorded on each hologram photosensitive material.

本実施形態に係るホログラムスクリーン１の作製方法によれば、ホログラムスクリーン１を大型にする場合であっても、各プロジェクタ２−Ｘ（図１参照）から照射する共役照明光の入射角度がホログラムスクリーン１の全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるように各プロジェクタ２−Ｘを配置することが可能である。換言すれば、ホログラム作製時において単一の光軸方向から参照光及び物体光をホログラムスクリーン１を形成するためのホログラム感光材料６全面に照射したのでは、ホログラムスクリーン１が大きいがために、その周辺部については共役照明光の入射角度が前述した角度選択幅の範囲内に収まるようにできない場合であっても、複数の分割領域の各分割領域毎に参照光及び物体光の干渉縞を記録することにより、各分割領域毎に後述する式（５）に基づいて距離を計算し直して中心軸上で物体光と参照光の入射角度θ（図５、図６参照）が適宜変更され、共役照明光の入射角度がホログラムスクリーン全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まるようにすることが可能である。従って、ホログラムスクリーン１の周辺部からの共役回折光も観察者の左右の眼に届くことになり、大型の立体像を観察することが可能である。   According to the method for manufacturing the hologram screen 1 according to the present embodiment, even when the hologram screen 1 is enlarged, the incident angle of the conjugate illumination light irradiated from each projector 2-X (see FIG. 1) is the hologram screen. It is possible to arrange each projector 2-X so as to be within the range of the angle selection width over the entire surface of one. In other words, when the hologram photosensitive material 6 for forming the hologram screen 1 is irradiated with the reference light and the object light from the single optical axis direction at the time of hologram production, the hologram screen 1 is large. Even when the incident angle of the conjugate illumination light cannot fall within the range of the angle selection width described above, the interference fringes of the reference light and the object light are recorded for each of the divided areas. By doing so, the incident angle θ (see FIGS. 5 and 6) of the object light and the reference light is appropriately changed on the central axis by recalculating the distance based on the formula (5) described later for each divided region, It is possible to make the incident angle of the conjugate illumination light fall within an angle selection range over the entire hologram screen. Therefore, conjugate diffracted light from the peripheral part of the hologram screen 1 also reaches the left and right eyes of the observer, and a large three-dimensional image can be observed.

なお、各分割領域において、図５及び図６に示した距離Ｄ３−Ｚ及びＤ４−Ｚと、図１及び図２に示した距離Ｄ１及びＤ２の間には、下記の式（５）の関係式が成立する。
１／（Ｄ３−Ｚ）−１／（Ｄ４−Ｚ）
＝−（１／（Ｄ１−Ｚ）−１／（Ｄ２−Ｚ））・・（５）
ここで、上記式（５）において、距離Ｄ３−Ｚは、ホログラム感光材料６の各分割領域の中心と参照光を照射するためのスペーシャルフィルタ８との距離を意味する。また、距離Ｄ４−Ｚは、ホログラム感光材料６の各分割領域の中心と物体光を照射するためのスペーシャルフィルタ１１との距離を意味する。距離Ｄ１−Ｚは、作製されたホログラムスクリーン１の各分割領域の中心とプロジェクタ２−Ｘとの距離を意味する。距離Ｄ２−Ｚは、作製されたホログラムスクリーン１の各分割領域の中心と共役回折光（光軸５−Ｘ）の結像領域（観察者３の眼）との距離を意味する。また、ホログラム作製時（ホログラム感光材料６への干渉縞記録時）の光学系とホログラムスクリーン１の再生時（ホログラムスクリーン１への照明光の照射時）の光学系とは共役であるため、上記式（４）の右辺には負の符号が付されている。また、各距離の正負は、ホログラムスクリーン１又はホログラム感光材料６に対して入射する光である場合に負であり、ホログラムスクリーン１又はホログラム感光材料６から出射する光である場合には正である。 In each divided region, the relationship of the following formula (5) is established between the distances D3-Z and D4-Z shown in FIGS. 5 and 6 and the distances D1 and D2 shown in FIGS. The formula holds.
1 / (D3-Z) -1 / (D4-Z)
=-(1 / (D1-Z) -1 / (D2-Z)) (5)
Here, in the above formula (5), the distance D3-Z means the distance between the center of each divided region of the hologram photosensitive material 6 and the spatial filter 8 for irradiating the reference light. The distance D4-Z means the distance between the center of each divided area of the hologram photosensitive material 6 and the spatial filter 11 for irradiating the object light. The distance D1-Z means the distance between the center of each divided area of the produced hologram screen 1 and the projector 2-X. The distance D2-Z means the distance between the center of each divided region of the produced hologram screen 1 and the imaging region (the eye of the observer 3) of conjugate diffracted light (optical axis 5-X). Further, since the optical system at the time of hologram production (at the time of recording interference fringes on the hologram photosensitive material 6) and the optical system at the time of reproduction of the hologram screen 1 (at the time of irradiation of illumination light to the hologram screen 1) are conjugate, the above-mentioned A negative sign is attached to the right side of Expression (4). The positive / negative of each distance is negative when the light is incident on the hologram screen 1 or the hologram photosensitive material 6 and is positive when the light is emitted from the hologram screen 1 or the hologram photosensitive material 6. .

また、図５及び図６には、後述する第３実施形態の構成を同じ図面を用いて説明する便宜上、スペーシャルフィルタ１１の後段に拡散板１２を配置した構成を図示しているが、本実施形態においても、拡散板１２は配置されない。   5 and 6 illustrate a configuration in which a diffuser plate 12 is disposed after the spatial filter 11 for the sake of convenience in describing the configuration of a third embodiment to be described later using the same drawing. Also in the embodiment, the diffusion plate 12 is not arranged.

＜第３実施形態＞
本実施形態に係る立体表示装置は、図１及び図２を参照して前述した第１実施形態又は第２実施形態に係る立体表示装置と同様の構成を有する（従って、本実施形態に係る立体表示装置の概略構成の説明に際しては、図１及び図２に図示した各構成要素の符号を援用する）。ただし、ホログラムスクリーン１が、スペーシャルフィルタ１１の後段に拡散板１２を配置して作製される点で第１実施形態又は第２実施形態と異なる。本実施形態では、図３及び図４に示す拡散板１１が配置された状態で、或いは、図５及び図６に示す拡散板１１が配置された状態でホログラムスクリーン１が作製される。すなわち、拡散板１１を介してホログラム感光材料６に物体光が照射されることによりホログラムスクリーン１が作製される。 <Third Embodiment>
The stereoscopic display device according to the present embodiment has the same configuration as that of the stereoscopic display device according to the first embodiment or the second embodiment described above with reference to FIGS. 1 and 2 (therefore, the stereoscopic display device according to the present embodiment). In the description of the schematic configuration of the display device, the reference numerals of the components shown in FIGS. 1 and 2 are used). However, the hologram screen 1 is different from the first embodiment or the second embodiment in that the hologram screen 1 is manufactured by disposing the diffusion plate 12 after the spatial filter 11. In the present embodiment, the hologram screen 1 is manufactured in a state where the diffusion plate 11 shown in FIGS. 3 and 4 is arranged, or in a state where the diffusion plate 11 shown in FIGS. 5 and 6 is arranged. That is, the hologram screen 1 is manufactured by irradiating the hologram photosensitive material 6 with object light through the diffusion plate 11.

上記のようにして作製されたホログラムスクリーン１の場合、各プロジェクタ２−Ｘから共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の結像領域は、広がりを持った面状の領域となる。従って、観察者３は、左右両眼をそれぞれ共役回折光の面状の結像領域の範囲内に位置させることによって立体像を観察可能になるため、広がりのない点状の結像領域に左右両眼を位置させる場合に比べれば観察が容易になる。   In the case of the hologram screen 1 manufactured as described above, the image formation area of each conjugated diffracted light generated by irradiating the conjugated illumination light from each projector 2-X is a planar area having a spread. . Accordingly, the observer 3 can observe the stereoscopic image by positioning both the left and right eyes within the range of the planar imaging area of the conjugate diffracted light. Observation is easier than when both eyes are positioned.

ここで、各共役回折光の結像領域の寸法は拡散板１２の寸法に依存する。各共役回折光の結像領域の水平方向の寸法が観察者３の両眼距離より大きくなると（或いは、各結像領域が眼間距離を均等に分割した間隔で互いに離間して分布する結像領域群である場合には、当該間隔より大きくなると）、各結像領域がオーバーラップし、左右両眼に同一の２次元画像が提供されてしまう。そこで、本実施形態における拡散板１１の寸法は、各共役回折光の結像領域の水平方向の寸法が前記結像領域群中に含まれる隣接する結像領域の離間距離の範囲内に収まるように決定されている。従って、各共役回折光の結像領域がオーバーラップすることによるクロストークが発生せず、鮮明な立体像を観察可能である   Here, the dimension of the imaging region of each conjugated diffracted light depends on the dimension of the diffusion plate 12. When the horizontal dimension of the image formation area of each conjugate diffracted light is larger than the binocular distance of the observer 3 (or image formation in which the image formation areas are distributed apart from each other at intervals obtained by equally dividing the interocular distance. In the case of a group of regions, if the distance is larger than the interval, the imaging regions overlap, and the same two-dimensional image is provided to the left and right eyes. Therefore, the dimension of the diffusion plate 11 in the present embodiment is such that the horizontal dimension of the imaging region of each conjugate diffracted light is within the range of the separation distance between adjacent imaging regions included in the imaging region group. Has been determined. Therefore, crosstalk due to overlapping of the imaging regions of the respective conjugate diffracted lights does not occur, and a clear stereoscopic image can be observed.

なお、以上に説明した第１〜第３実施形態において、好ましくは、ホログラムスクリーン１が、少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長の共役回折光が、前記各波長の共役照明光をそれぞれ照射する各光源の位置及び入射角度を一致させた場合に同一の結像領域を生じるように干渉縞がカラー記録されたホログラムから形成される。より具体的に説明すれば、ホログラム作製時（ホログラム感光材料６への干渉縞記録時）に、参照光及び物体光として、少なくとも赤色、緑色及び青色の波長を含む３種類以上のレーザ光を用い、各レーザ光が前述した式（４）又は式（５）の関係式を満足するようにホログラム感光材料６を照射する。これにより、各プロジェクタ２−Ｘから照射する共役照明光を少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長を含む照明光とした場合に、各プロジェクタ２−Ｘから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各波長に対応する各共役回折光は同一の結像領域で結像することになる。従って、各プロジェクタ２−Ｘから照射する共役照明光を、ホログラムスクリーン１上でそれぞれ水平視差の異なる２次元カラー画像として結像する光とすれば、観察する立体像をカラー化することが可能である。   In the first to third embodiments described above, preferably, the hologram screen 1 is irradiated with conjugate diffracted light of at least three wavelengths of red, green, and blue, respectively, with conjugate illumination light of each wavelength. Interference fringes are formed from color-recorded holograms so as to produce the same imaging region when the positions and incident angles of the respective light sources match. More specifically, at the time of hologram production (at the time of interference fringe recording on the hologram photosensitive material 6), three or more kinds of laser beams including at least red, green, and blue wavelengths are used as reference light and object light. The hologram photosensitive material 6 is irradiated so that each laser beam satisfies the relational expression (4) or (5) described above. Thus, when the conjugate illumination light emitted from each projector 2-X is illumination light including at least three wavelengths of red, green, and blue, conjugate illumination light from each projector 2-X to the hologram screen. Each conjugate diffracted light corresponding to each wavelength generated by irradiating is imaged in the same imaging region. Therefore, if the conjugate illumination light irradiated from each projector 2-X is used as light that forms an image on the hologram screen 1 as a two-dimensional color image having different horizontal parallaxes, the stereoscopic image to be observed can be colored. is there.

また、第１〜第３実施形態において、ホログラムスクリーン１の形状は平面形状とされているが、本発明はこれに限るもでのはなく、複数の平面形状から構成される多面体形状、当該多面体形状の一部、円筒形状、当該円筒形状の一部、或いは、曲面形状とすることも可能である。ホログラムスクリーン１の形状として、平面形状以外の前記形状を採用し、その凹部を観察者３が観察するように構成すれば、観察者３の視界を容易に広げることができるため、立体像の実在感や臨場感が高まる点で好適である。   In the first to third embodiments, the shape of the hologram screen 1 is a planar shape. However, the present invention is not limited to this, and a polyhedral shape composed of a plurality of planar shapes, the polyhedron. A part of the shape, a cylindrical shape, a part of the cylindrical shape, or a curved surface shape may be used. If the shape other than the planar shape is adopted as the shape of the hologram screen 1 so that the observer 3 observes the concave portion, the field of view of the observer 3 can be easily widened, so that the existence of the stereoscopic image It is suitable in terms of enhancing the feeling and presence.

さらに、第１〜第３実施形態において、図７に示すように、各プロジェクタ２−Ｘからホログラムスクリーン１に対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域が水平方向のみならず垂直方向（図７の紙面上下方向）に沿っても分布するように各プロジェクタ２−Ｘを配置（水平方向に４個、垂直方向に３個で、計１２個のプロジェクタ２−Ｘを配置）し、前記垂直方向に沿って分布する各結像領域で結像する各共役回折光を生じさせる各共役照明光を、ホログラムスクリーン１上でそれぞれ垂直視差の異なる２次元画像として結像する光とすることも可能である。   Furthermore, in the first to third embodiments, as shown in FIG. 7, each imaging region of each conjugated diffracted light generated by radiating conjugate illumination light from each projector 2-X to the hologram screen 1 is The projectors 2-X are arranged so as to be distributed not only in the horizontal direction but also in the vertical direction (up and down direction in FIG. 7) (total of 12 projectors 2 with 4 in the horizontal direction and 3 in the vertical direction). -X is arranged), and each conjugate illumination light that generates each conjugate diffracted light imaged in each imaging region distributed along the vertical direction is converted into a two-dimensional image with different vertical parallax on the hologram screen 1. It is also possible to use light that forms an image.

斯かる構成によれば、観察者３が両眼を垂直方向に移動させてホログラムスクリーン１を観察することにより、移動前に観察した立体像と移動後に観察できる立体像との間に垂直視差が生じるため、立体像の実在感をより一層高めることが可能である。   According to such a configuration, when the observer 3 moves both eyes in the vertical direction and observes the hologram screen 1, there is a vertical parallax between the stereoscopic image observed before the movement and the stereoscopic image that can be observed after the movement. As a result, it is possible to further enhance the realism of the stereoscopic image.

なお、本実施形態では、３つ以上のプロジェクタを具備する構成について説明したが、本発明は必ずしもこれに限るものではなく、２つのプロジェクタを具備する多視点立体表示装置として構成することも可能である。すなわち、参照光及び物体光を照射することにより、前記参照光及び前記物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されたホログラムスクリーンと、前記ホログラムスクリーンに対して前記参照光と共役な照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射する２つのプロジェクタとを備え、前記各プロジェクタは、当該各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が、前記ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まると共に、前記各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の２つの結像領域が水平方向に沿って観察者の眼間距離で互いに離間するように配置されており、前記各プロジェクタから照射する共役照明光は、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光であり、前記ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって２視点画像群が形成されることを特徴とする多視点立体表示装置とすることも可能である。   In the present embodiment, the configuration including three or more projectors has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this, and can be configured as a multi-viewpoint stereoscopic display device including two projectors. is there. That is, a hologram screen formed from a hologram in which interference fringes of the reference light and the object light are recorded only once by irradiating the reference light and the object light, and conjugate with the reference light to the hologram screen Two projectors that simultaneously irradiate various illumination lights from different angles, and each projector has an incident angle of conjugate illumination light emitted from each projector in a range of an angle selection width over the entire surface of the hologram screen. In addition, two imaging regions of each conjugated diffracted light generated by radiating conjugate illumination light from each projector to the hologram screen are separated from each other by an observer's interocular distance along the horizontal direction. The conjugate illumination light emitted from each projector is Light formed as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the screen, and a two-viewpoint image group is formed by the two-dimensional images with different horizontal parallax formed on the hologram screen. It is also possible to make a multi-view stereoscopic display device.

図１は、本発明の一実施形態に係る立体表示装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a stereoscopic display device according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１に示す立体表示装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the stereoscopic display device shown in FIG. 図３は、図１に示すホログラムスクリーンを作製するための光学系の概略構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of an optical system for producing the hologram screen shown in FIG. 図４は、図３に示す光学系の側面図である。FIG. 4 is a side view of the optical system shown in FIG. 図５は、本発明の他の実施形態に係るホログラムスクリーンを作製するための光学系の概略構成を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of an optical system for producing a hologram screen according to another embodiment of the present invention. 図６は、図５に示す光学系の側面図である。FIG. 6 is a side view of the optical system shown in FIG. 図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る立体表示装置の概略構成を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a schematic configuration of a stereoscopic display device according to still another embodiment of the present invention. 図８は、従来の立体表示装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a conventional stereoscopic display device. 図９は、図８に示すスクリーンを作製するための光学系の概略構成を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a schematic configuration of an optical system for producing the screen shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・立体表示装置
１・・・ホログラムスクリーン
２−Ｘ・・・プロジェクタ
３・・・観察者 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Stereoscopic display device 1 ... Hologram screen 2-X ... Projector 3 ... Observer

Claims (8)

参照光及び物体光を照射することにより、前記参照光及び前記物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されたホログラムスクリーンと、
前記ホログラムスクリーンに対して前記参照光と共役な照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射する３つ以上のプロジェクタとを備え、
前記各プロジェクタは、当該各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が、前記ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まると共に、前記各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域が水平方向に沿って観察者の眼間距離又は眼間距離を均等に分割した間隔で互いに離間して分布する結像領域群を形成するように配置されており、
前記各プロジェクタから照射する共役照明光は、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光であり、
前記ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって多視点画像群が形成されることを特徴とする多視点立体表示装置。 A hologram screen formed from a hologram in which interference fringes of the reference light and the object light are recorded only once by irradiating the reference light and the object light,
Three or more projectors that simultaneously illuminate the hologram screen with illumination light conjugate with the reference light from different angles,
Each projector has an incident angle of conjugate illumination light emitted from each projector within an angle selection range over the entire surface of the hologram screen, and conjugate light from the projector to the hologram screen. An imaging region group in which each imaging region of each conjugated diffracted light generated by irradiating is distributed separately from each other at an interval obtained by equally dividing the interocular distance of the observer or the interocular distance along the horizontal direction. Are arranged to form,
The conjugate illumination light emitted from each projector is light that forms an image as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the hologram screen,
A multi-viewpoint display device, wherein a multi-viewpoint image group is formed by the two-dimensional images having different horizontal parallaxes formed on the hologram screen. 前記ホログラムスクリーンは、複数の分割領域の各分割領域毎に前記参照光及び前記物体光の干渉縞が記録されたホログラムから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多視点立体表示装置。   The multi-view stereoscopic display according to claim 1, wherein the hologram screen is formed of a hologram in which interference fringes of the reference light and the object light are recorded for each of the plurality of divided regions. apparatus. 前記ホログラムスクリーンは、前記各プロジェクタから共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の結像領域の水平方向の寸法が前記結像領域群中に含まれる隣接する結像領域の離間距離の範囲内に収まるようにその寸法が決定された拡散板を介して、前記物体光が照射されることにより形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多視点立体表示装置。   In the hologram screen, the separation distance between adjacent imaging regions in which the horizontal dimension of the imaging region of each conjugate diffracted light generated by irradiation of conjugate illumination light from each projector is included in the imaging region group 3. The multi-view stereoscopic display device according to claim 1, wherein the multi-view stereoscopic display device is formed by irradiating the object light through a diffusion plate whose size is determined so as to be within the range of 3. . 前記ホログラムスクリーンは、少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長の共役回折光が、前記各波長の共役照明光をそれぞれ照射する各光源の位置及び入射角度を一致させた場合に同一の結像領域を生じるように前記干渉縞がカラー記録されたホログラムから形成され、
前記各プロジェクタは、少なくとも赤色、緑色及び青色の３種類の波長を含む共役照明光を照射することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多視点立体表示装置。 The hologram screen forms the same image when the positions and incident angles of the respective light sources that irradiate the conjugate illumination light of the respective wavelengths are matched with each other by conjugate light beams of at least three types of red, green, and blue wavelengths. The interference fringes are formed from color-recorded holograms to produce areas,
4. The multi-view stereoscopic display device according to claim 1, wherein each projector emits conjugate illumination light including at least three wavelengths of red, green, and blue. 5. 前記ホログラムスクリーンは、体積型ホログラムから形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多視点立体表示装置。   The multi-view stereoscopic display device according to claim 1, wherein the hologram screen is formed of a volume hologram. 前記ホログラムスクリーンの形状は、平面形状、複数の平面形状から構成される多面体形状、当該多面体形状の一部、円筒形状、当該円筒形状の一部及び曲面形状の内のいずれか一つであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の多視点立体表示装置。   The shape of the hologram screen is one of a planar shape, a polyhedral shape composed of a plurality of planar shapes, a part of the polyhedral shape, a cylindrical shape, a part of the cylindrical shape, and a curved surface shape. The multi-viewpoint three-dimensional display device according to any one of claims 1 to 5. 前記各プロジェクタは、当該各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の各結像領域が水平方向のみならず垂直方向に沿っても分布するように配置されており、
前記垂直方向に沿って分布する各結像領域で結像する各共役回折光を生じさせる各共役照明光は、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ垂直視差の異なる２次元画像として結像する光であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の多視点立体表示装置。 Each projector is configured such that each imaging region of each conjugated diffracted light generated by irradiating the hologram screen with conjugate illumination light from each projector is distributed not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. Has been placed,
Each conjugate illumination light that generates each conjugate diffracted light imaged in each imaging region distributed along the vertical direction is light that is imaged as a two-dimensional image with different vertical parallax on the hologram screen. The multi-viewpoint three-dimensional display device according to any one of claims 1 to 6. 参照光及び物体光を照射することにより、前記参照光及び前記物体光の干渉縞が一回だけ記録されたホログラムから形成されたホログラムスクリーンと、
前記ホログラムスクリーンに対して前記参照光と共役な照明光をそれぞれ異なる角度から同時に照射する２つのプロジェクタとを備え、
前記各プロジェクタは、当該各プロジェクタから照射する共役照明光の入射角度が、前記ホログラムスクリーンの全面に亘って角度選択幅の範囲内に収まると共に、前記各プロジェクタから前記ホログラムスクリーンに対して共役照明光が照射されることによって生じる各共役回折光の２つの結像領域が水平方向に沿って観察者の眼間距離で互いに離間するように配置されており、
前記各プロジェクタから照射する共役照明光は、前記ホログラムスクリーン上でそれぞれ水平視差の異なる２次元画像として結像する光であり、
前記ホログラムスクリーン上で結像された前記水平視差の異なる各２次元画像によって２視点画像群が形成されることを特徴とする多視点立体表示装置。 A hologram screen formed from a hologram in which interference fringes of the reference light and the object light are recorded only once by irradiating the reference light and the object light,
Two projectors that simultaneously illuminate the hologram screen with illumination light conjugate with the reference light from different angles,
Each projector has an incident angle of conjugate illumination light emitted from each projector within an angle selection range over the entire surface of the hologram screen, and conjugate light from the projector to the hologram screen. Are arranged so that the two imaging regions of each conjugate diffracted light generated by irradiating are spaced apart from each other at the interocular distance of the observer along the horizontal direction,
The conjugate illumination light emitted from each projector is light that forms an image as a two-dimensional image with different horizontal parallax on the hologram screen,
A multi-viewpoint stereoscopic display device, wherein a two-viewpoint image group is formed by each two-dimensional image having different horizontal parallax imaged on the hologram screen.
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