JP2010501905A - 伝播を使用して計算機ビデオホログラムをリアルタイムに生成する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ホログラフィック表示装置は、少なくとも1つのスクリーン手段を具備する。スクリーン手段は、シーンのホログラムが符号化される光変調器自体、あるいは光変調器上で符号化されるシーンのホログラム又は波面が投影されるレンズ又はミラー等の光学素子である。
・回折画像は、各トモグラフィックシーンセクションの各オブジェクトデータセットから、セクション平面に対して平行に且つ有限距離に位置する観察者平面に対する波動場の別個の2次元分布の形態で計算され、この場合、全セクションの波動場が少なくとも1つの共通仮想領域に対して計算される。
・全セクション層の計算された分布は、観察者平面に関連して参照されるデータセットにおいて可視領域に対する波動場集合体を定義するために加算される。
・シーンの共通計算機ホログラムに対するホログラムデータセットを生成するために、参照データセットは、参照平面に対して平行に且つ有限距離に位置するホログラム平面に変換され、この場合、光変調器手段はホログラム平面内に存在する。
−ステップ(1):可視領域を示す伝播のデータセットDPVRを取得するために、可視領域への変換によりオブジェクトポイントの光波を伝播する。
従って、参照データセットDΣVRは、可視領域に変換されるシーン全体を表すか又は記述する。
−ステップ(1):可視領域(VR)を示す伝播のデータセット(DPVR)を取得するために、可視領域(VR)への変換によりオブジェクトポイント(OP)の光波を伝播する。本発明の概念によると、データセット(DPVR)は少なくとも1つのルックアップテーブルから検索される。このデータセットは、オブジェクトポイントの深さ情報を使用して要求、読み出し及び処理される。この時、最も単純な実施形態においては、可視領域の中心までのオブジェクトポイントの垂線距離を使用する。オブジェクトポイント(OP)の光波は、可視領域(VR)に複雑に変換されるのではなく、結果として得られた値、すなわち参照データセット(DPVR)が要求され且つ少なくとも1つのルックアップテーブルから読み出される。
DΣVR = ΣDPVRi
指数iは、オブジェクトポイントのデータセットDPVRを示す。
HΣSLM = T-1DΣVR
式中、T-1は逆変換演算子である。
Claims (16)
- 少なくとも1つの光変調器手段(SLM)を有するホログラフィック表示装置(HAE)に対してビデオホログラムをリアルタイムに生成する方法であって、
オブジェクトポイント(OP)に分割されるシーン(3D−S)が完全なホログラム(HΣSLM)として符号化され、
前記シーンは、前記ビデオホログラムの再構成の1つの周期間隔内に存在する可視領域(VR)からの再構成として観察可能であり、
単一オブジェクトポイント(OP)の前記再構成は、前記光変調器手段上で符号化される前記完全なホログラム(HΣSLM)のサブセットのみを必要とし、
前記可視領域(VR)への光波の伝播に対する寄与は、少なくとも1つのルックアップテーブルからオブジェクトポイント(OP)毎に検索可能である
ことを特徴とする方法。 - 観察者(VP)の位置及び閲覧方向は前記シーン(3D−S)のビューを定義し、
前記観察者に、眼の付近に存在する少なくとも1つの可視領域(VR)が割り当てられ、
前記シーン(3D−S)の可視オブジェクトポイント(OP)毎に:
−ステップ(1):前記可視領域(VR)を示す前記伝播のデータセット(DPVR)を取得するために、前記可視領域(VR)への変換により前記オブジェクトポイント(OP)の前記光波を伝播させる処理ステップと、
−ステップ(2):前記シーン(3D−S)全体が全オブジェクトポイントを用いて変換されるまで前記変換を繰り返し、前記可視領域(VR)を示すデータセット(DΣVR)において前記可視領域(VR)に対する前記シーン(3D−S)全体の波動場集合体を記述するように個々の前記変換(DPVR)の結果を加算する処理ステップと、
−ステップ(3):前記ビデオホログラムに対する複素ホログラム値を生成するように、前記可視領域(VR)を示す前記決定されたデータセット集合体(DΣVR)を前記可視領域(VR)から前記光変調器手段(SLM)が存在するホログラム平面(HP)に変換する逆変換を行う処理ステップと
を有し、
前記可視領域(VR)への前記光波の前記伝播を示す前記データセット(DPVR)は、少なくとも1つのルックアップテーブルからオブジェクトポイント(OP)毎に検索可能である
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - オブジェクトポイント(OP)毎に、前記可視領域(VR)への前記光波の前記伝播を示す前記データセット(DPVR)は、輝度値と色値との少なくともいずれかを用いて変調されることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- オブジェクトポイント(OP)毎に、前記可視領域(VR)への前記光波の前記伝播を示す前記データセット(DPVR)は、少なくとも1つのルックアップテーブルから検索される輝度値と色値との少なくともいずれかを用いて変調されることを特徴とする請求項3記載の方法。
- 補正値が、前記可視領域への前記光波の前記伝播を示すデータセット(DPVR)と、前記可視領域を示すデータセット集合体(DΣVR)と、複素ホログラム値と、の少なくともいずれかに変調されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記可視領域(VR)を示すデータセット集合体(DΣVR)の値が平滑化されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 振幅の極値が限定されることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 振幅曲線と位相曲線との少なくともいずれかにおける不連続が均一化されることを特徴とする請求項6又は7記載の方法。
- データセット(DΣVR)内のエントリは、前記ビデオホログラムにおける望ましくないスペックルの発生の確率が減少されるように、最適化法と自己学習アルゴリズムとの少なくともいずれかを使用して変更されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- 複素ホログラム値は、前記光変調器手段(SLM)の画素値に変換されることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複素ホログラム値は、ブルクハルト成分、2相成分、又は他の任意の適切な符号に変換されることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 前記ルックアップテーブルは、規定空間内の可能なオブジェクトポイント毎に、前記可視領域(VR)への変換を介して前記オブジェクトポイント(OP)の前記光波を伝播させることにより、前記可視領域(VR)を示すデータセット(DPVR)の対応するエントリを決定することにより生成されることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ルックアップテーブルは、規定空間内の可能なオブジェクトポイント毎に、レイトレーシング法を使用して、前記可視領域(VR)を示すデータセット(DPVR)の対応するエントリを決定することにより生成されることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ルックアップテーブルは、規定空間内の可能なオブジェクトポイント毎に、最適化法と近似法との少なくともいずれかを使用して、前記可視領域(VR)を示すデータセット(DPVR)の対応するエントリを決定することにより生成されることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- スクリーン手段を有するホログラフィック表示装置について、該スクリーン手段は、前記シーンの前記ホログラムが符号化される前記光変調器手段自体、あるいは前記光変調器手段上で符号化される前記シーンのホログラム又は波面が投影される光学素子であることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記表示装置の前記光学素子はレンズ又はミラーであることを特徴とする請求項15記載の方法。
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