JP2728823B2 - ホログラフィｔｖ装置 - Google Patents
ホログラフィｔｖ装置Info
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- JP2728823B2 JP2728823B2 JP4040620A JP4062092A JP2728823B2 JP 2728823 B2 JP2728823 B2 JP 2728823B2 JP 4040620 A JP4040620 A JP 4040620A JP 4062092 A JP4062092 A JP 4062092A JP 2728823 B2 JP2728823 B2 JP 2728823B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三次元像を実時間で再現
する実時間ホログラフィＴＶ装置に関する。
する実時間ホログラフィＴＶ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光のようなコヒーレント光の光路
を分岐して生ずる参照光及び物体光を互いに干渉させて
干渉縞を発生させ、該干渉縞を写真技術を用いてフィル
ムに現像してなるホログラムに再び参照光を照射するこ
とにより三次元像が観察されることは周知である。かか
るホログラムは写真フィルムの現像及び定着を要するた
め、三次元像を実時間で再現することはできない。
を分岐して生ずる参照光及び物体光を互いに干渉させて
干渉縞を発生させ、該干渉縞を写真技術を用いてフィル
ムに現像してなるホログラムに再び参照光を照射するこ
とにより三次元像が観察されることは周知である。かか
るホログラムは写真フィルムの現像及び定着を要するた
め、三次元像を実時間で再現することはできない。
【０００３】特願平３−１９９５１２の明細書及び図面
には、コヒーレント光源と、このコヒーレント光源から
のコヒーレント光を物体光及び参照光として干渉させる
光学系と、この光学系によって得られた干渉縞を撮像し
てビデオ信号に変換する撮像手段と、この撮像手段によ
って得られたビデオ信号に基づいて該干渉縞を再生する
空間光変調手段たるマトリクス画素配置型液晶素子とを
備えたホログラフィＴＶ装置が開示されており、これに
よればホログラムの役割をなす前記液晶素子は実時間で
連続的に前記干渉縞を再生することができるため、三次
元像を実時間で連続的に観測することが原理的には可能
である。
には、コヒーレント光源と、このコヒーレント光源から
のコヒーレント光を物体光及び参照光として干渉させる
光学系と、この光学系によって得られた干渉縞を撮像し
てビデオ信号に変換する撮像手段と、この撮像手段によ
って得られたビデオ信号に基づいて該干渉縞を再生する
空間光変調手段たるマトリクス画素配置型液晶素子とを
備えたホログラフィＴＶ装置が開示されており、これに
よればホログラムの役割をなす前記液晶素子は実時間で
連続的に前記干渉縞を再生することができるため、三次
元像を実時間で連続的に観測することが原理的には可能
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところでホログラフィ
における干渉縞は光の波長での干渉により生ずるもので
あり、たとえ物体光の被写体がゆっくり動いても干渉縞
の変化する速さは極めて速く、上記のホログラフィＴＶ
装置の場合、撮像手段において刻刻変化する干渉縞の撮
像をビデオ信号に変換する速度が追いつけない場合、あ
るいは空間光変調器における再生速度が追いつけない場
合が多い。このような場合には物体光の被写体が動く瞬
間に像が消えてしまう。このようにして運動状態にある
被写体の三次元像の再生は極めて困難となる。従って、
本発明の目的は三次元像を実時間で再現するホログラフ
ィＴＶ装置であって、運動状態にある被写体の三次元像
の再生を容易且つ確実に行うことができる装置を提供す
ることである。
における干渉縞は光の波長での干渉により生ずるもので
あり、たとえ物体光の被写体がゆっくり動いても干渉縞
の変化する速さは極めて速く、上記のホログラフィＴＶ
装置の場合、撮像手段において刻刻変化する干渉縞の撮
像をビデオ信号に変換する速度が追いつけない場合、あ
るいは空間光変調器における再生速度が追いつけない場
合が多い。このような場合には物体光の被写体が動く瞬
間に像が消えてしまう。このようにして運動状態にある
被写体の三次元像の再生は極めて困難となる。従って、
本発明の目的は三次元像を実時間で再現するホログラフ
ィＴＶ装置であって、運動状態にある被写体の三次元像
の再生を容易且つ確実に行うことができる装置を提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、コヒー
レント光源と、液晶を含む空間光変調手段と、該コヒー
レント光源からのコヒーレント光を物体光及び参照光と
して分割して干渉させる光学系と、該光学系によって得
られた干渉縞をビデオ信号に変換する撮像手段とを備
え、該撮像手段によって得られたビデオ信号に基づいて
前記干渉縞を再生するホログラフィＴＶ装置において、
該撮像手段により１フレーム分の干渉縞のパタンを撮像
する時間と、該パタンを前記撮像手段から、液晶素子か
らなる該空間光変調手段に転送するための時間との和
は、該空間光変調手段の１フレーム分の駆動状態時間よ
りも短く、且つ該空間光変調手段の駆動状態時間は、該
フレーム周期時間よりも短いことを特徴とする。また本
発明によれば、コヒーレント光源が半導体レーザである
ことを特徴とする。また本発明によれば、コヒーレント
光源と光シャッターと、該コヒーレント光源からのコヒ
ーレント光を物体光及び参照光として分割して干渉させ
る光学系と、該光学系によって得られた干渉縞を撮影し
てビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮像手段によっ
て得られたビデオ信号に基づいて前記干渉縞を再生する
空間光変調手段とを備えたホログラフィＴＶ装置におい
て、該ＴＶ装置の１フレーム分に相当する期間の内の該
光シャッターが透過状態の時間と、そこで得られた光情
報を該撮像手段で撮像し且つ該空間光変調手段に転送す
る時間との和は、該空間光変調手段の１フレーム分の駆
動状態時間よりも短く、且つ該空間光変調手段の駆動状
態時間は、該フレーム周期時間よりも短いことを特徴と
する。 更にコヒーレント光源と、該コヒーレント光源か
らのコヒーレント光を物体光及び参照光として分割して
干渉させる光学系と、該光学系によって得られた干渉縞
を撮影してビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮像手
段によって得られたビデオ信号に基づいて前記干渉縞を
再生する空間光変調手段とを有するホログラフィＴＶ装
置において、該干渉縞を前記撮像手段で撮像して後、該
空間光変調手段で再生する迄の間に、上記ＴＶ装置の１
フレームに相当するパタン信号の一部を該空間光変調手
段に転送する際に、該転送の継続時間は、該空間光変調
手段の１フレーム分の駆動状態時間よりも短く、且つ該
空間光変調手段の駆動状態時間は 、該フレーム周期時間
よりも短いことを特徴とする。
レント光源と、液晶を含む空間光変調手段と、該コヒー
レント光源からのコヒーレント光を物体光及び参照光と
して分割して干渉させる光学系と、該光学系によって得
られた干渉縞をビデオ信号に変換する撮像手段とを備
え、該撮像手段によって得られたビデオ信号に基づいて
前記干渉縞を再生するホログラフィＴＶ装置において、
該撮像手段により１フレーム分の干渉縞のパタンを撮像
する時間と、該パタンを前記撮像手段から、液晶素子か
らなる該空間光変調手段に転送するための時間との和
は、該空間光変調手段の１フレーム分の駆動状態時間よ
りも短く、且つ該空間光変調手段の駆動状態時間は、該
フレーム周期時間よりも短いことを特徴とする。また本
発明によれば、コヒーレント光源が半導体レーザである
ことを特徴とする。また本発明によれば、コヒーレント
光源と光シャッターと、該コヒーレント光源からのコヒ
ーレント光を物体光及び参照光として分割して干渉させ
る光学系と、該光学系によって得られた干渉縞を撮影し
てビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮像手段によっ
て得られたビデオ信号に基づいて前記干渉縞を再生する
空間光変調手段とを備えたホログラフィＴＶ装置におい
て、該ＴＶ装置の１フレーム分に相当する期間の内の該
光シャッターが透過状態の時間と、そこで得られた光情
報を該撮像手段で撮像し且つ該空間光変調手段に転送す
る時間との和は、該空間光変調手段の１フレーム分の駆
動状態時間よりも短く、且つ該空間光変調手段の駆動状
態時間は、該フレーム周期時間よりも短いことを特徴と
する。 更にコヒーレント光源と、該コヒーレント光源か
らのコヒーレント光を物体光及び参照光として分割して
干渉させる光学系と、該光学系によって得られた干渉縞
を撮影してビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮像手
段によって得られたビデオ信号に基づいて前記干渉縞を
再生する空間光変調手段とを有するホログラフィＴＶ装
置において、該干渉縞を前記撮像手段で撮像して後、該
空間光変調手段で再生する迄の間に、上記ＴＶ装置の１
フレームに相当するパタン信号の一部を該空間光変調手
段に転送する際に、該転送の継続時間は、該空間光変調
手段の１フレーム分の駆動状態時間よりも短く、且つ該
空間光変調手段の駆動状態時間は 、該フレーム周期時間
よりも短いことを特徴とする。
【０００６】
【作用】以上に述べたごとく本発明によれば、コヒーレ
ント光は撮像手段または空間光変調手段の動作周期より
も短い時間で点灯されるので、コヒーレント光の点灯時
にのみ干渉縞が発生し、撮像手段に干渉縞のパタンデー
タが書き込まれるが、非点灯時には書き込みは行われず
前のパタンデータは保存されるので、データが保存され
ている間にビデオ信号への変換または空間変調手段への
再生を行うことができる。従って、物体光の被写体が運
動している場合であっても、干渉縞の変化による三次元
像の消失は防止され、コヒーレント光の点滅の周期でサ
ンプリングされた三次元像を確実に再生することができ
る。或いは、本発明によれば１周期のうちの僅かの時間
で撮像手段に干渉縞のパタンデータの書き込みおよび読
みとりを行い、残りの時間内で該パタンデータのビデオ
信号への変換または空間光変調手段への再生を行った
り、再生用コヒーレント光の短パルス照射により空間光
変調手段への再生を行うため、上記と同様の効果が得ら
れる。
ント光は撮像手段または空間光変調手段の動作周期より
も短い時間で点灯されるので、コヒーレント光の点灯時
にのみ干渉縞が発生し、撮像手段に干渉縞のパタンデー
タが書き込まれるが、非点灯時には書き込みは行われず
前のパタンデータは保存されるので、データが保存され
ている間にビデオ信号への変換または空間変調手段への
再生を行うことができる。従って、物体光の被写体が運
動している場合であっても、干渉縞の変化による三次元
像の消失は防止され、コヒーレント光の点滅の周期でサ
ンプリングされた三次元像を確実に再生することができ
る。或いは、本発明によれば１周期のうちの僅かの時間
で撮像手段に干渉縞のパタンデータの書き込みおよび読
みとりを行い、残りの時間内で該パタンデータのビデオ
信号への変換または空間光変調手段への再生を行った
り、再生用コヒーレント光の短パルス照射により空間光
変調手段への再生を行うため、上記と同様の効果が得ら
れる。
【０００７】
【実施例１】添付図面を参照して本発明によるホログラ
フィＴＶ装置の第１の実施例につき説明する。図１を参
照すると、ガスレーザ管１１０から得られるレーザ光Ｌ
は光シャッター１１１が透過状態にあるときは、該光シ
ャッターを通過して拡大レンズ１１２によって拡大され
た後にコリメートレンズ１１４によって平行光とされ、
この平行光はハーフミラー１１６により２つに分割され
る。一方の分割光は被写体Ｏに進んで、その反射光は物
体光Ｌ１となり、また他方の分割光はミラー１１８によ
って反射されて参照光Ｌ２となる。物体光Ｌ１はハーフ
ミラー１２６を経て撮像手段例えばＣＣＤカメラ１２８
に投射される。また参照光Ｌ２はハーフミラー１２６に
よって反射された後にＣＣＤカメラ１２８の撮像面に投
射される。図１では物体光Ｌ１および参照光Ｌ２は共に
ほぼ重なり合った状態でＣＣＤカメラ１２８の撮像面に
向かうように図示されているが、実際には図３に示すよ
うに、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２は微細な角度２θをな
すようにＣＣＤカメラ１２８の撮像面に投射されて互い
に干渉させられ、これにより生じた干渉縞はＣＣＤカメ
ラの受光素子にパタン信号として書き込まれ、このパタ
ン信号は転送クロックに同期してビデオ信号として順次
転送される。ＣＣＤカメラ１２８の受光素子に書き込ま
れたパタン信号は被写体Ｏが運動しているときは、光シ
ャッター１１１が透過状態にある限り、刻刻変化する干
渉縞を重複したパタンとして変化するが、光シャッター
が非透過状態にあるときは新たな書き込みは行われずパ
タン信号は固定される。
フィＴＶ装置の第１の実施例につき説明する。図１を参
照すると、ガスレーザ管１１０から得られるレーザ光Ｌ
は光シャッター１１１が透過状態にあるときは、該光シ
ャッターを通過して拡大レンズ１１２によって拡大され
た後にコリメートレンズ１１４によって平行光とされ、
この平行光はハーフミラー１１６により２つに分割され
る。一方の分割光は被写体Ｏに進んで、その反射光は物
体光Ｌ１となり、また他方の分割光はミラー１１８によ
って反射されて参照光Ｌ２となる。物体光Ｌ１はハーフ
ミラー１２６を経て撮像手段例えばＣＣＤカメラ１２８
に投射される。また参照光Ｌ２はハーフミラー１２６に
よって反射された後にＣＣＤカメラ１２８の撮像面に投
射される。図１では物体光Ｌ１および参照光Ｌ２は共に
ほぼ重なり合った状態でＣＣＤカメラ１２８の撮像面に
向かうように図示されているが、実際には図３に示すよ
うに、物体光Ｌ１及び参照光Ｌ２は微細な角度２θをな
すようにＣＣＤカメラ１２８の撮像面に投射されて互い
に干渉させられ、これにより生じた干渉縞はＣＣＤカメ
ラの受光素子にパタン信号として書き込まれ、このパタ
ン信号は転送クロックに同期してビデオ信号として順次
転送される。ＣＣＤカメラ１２８の受光素子に書き込ま
れたパタン信号は被写体Ｏが運動しているときは、光シ
ャッター１１１が透過状態にある限り、刻刻変化する干
渉縞を重複したパタンとして変化するが、光シャッター
が非透過状態にあるときは新たな書き込みは行われずパ
タン信号は固定される。
【０００８】ＣＣＤカメラから得られたビデオ信号に基
づいて空間光変調手段であるマトリックス画素配置型液
晶表示素子１３０によって、前記干渉縞は実時間で再生
させられる。図２を参照するとビデオ信号がＣＣＤカメ
ラ１２８から出力されると、このビデオ信号に含まれる
水平同期信号に基づいてサンプリングクロック信号Ｓ１
が制御信号発生回路１３２からＡ／Ｄ変換器１３４に対
して出力され、これによりビデオ信号の濃淡画像データ
はビット化されてＡ／Ｄ変換器１３４から得られ、これ
らビット化された濃淡画像データの数はマトリックス画
素配置型液晶素子１３０の水平方向の画素数に対応す
る。次いで制御信号発生回路１３２からのシフトクロッ
ク信号Ｓ２により、ビット化された濃淡画像データは信
号電極駆動回路１３６のシフトレジスタ１３６ａに書き
込まれ、これら画像データはラインメモリ１３６ｂにパ
ラレルに移される。制御信号発生回路１３２からのラッ
チクロック信号Ｓ３がラインメモリ１３６ｂに出力され
ると、ラインメモリ１３６ｂからはビット化された濃淡
画像データに応じた時間長さのパルス電圧がマトリック
ス画素配置型液晶表示素子の縦列電極に対して出力され
る。
づいて空間光変調手段であるマトリックス画素配置型液
晶表示素子１３０によって、前記干渉縞は実時間で再生
させられる。図２を参照するとビデオ信号がＣＣＤカメ
ラ１２８から出力されると、このビデオ信号に含まれる
水平同期信号に基づいてサンプリングクロック信号Ｓ１
が制御信号発生回路１３２からＡ／Ｄ変換器１３４に対
して出力され、これによりビデオ信号の濃淡画像データ
はビット化されてＡ／Ｄ変換器１３４から得られ、これ
らビット化された濃淡画像データの数はマトリックス画
素配置型液晶素子１３０の水平方向の画素数に対応す
る。次いで制御信号発生回路１３２からのシフトクロッ
ク信号Ｓ２により、ビット化された濃淡画像データは信
号電極駆動回路１３６のシフトレジスタ１３６ａに書き
込まれ、これら画像データはラインメモリ１３６ｂにパ
ラレルに移される。制御信号発生回路１３２からのラッ
チクロック信号Ｓ３がラインメモリ１３６ｂに出力され
ると、ラインメモリ１３６ｂからはビット化された濃淡
画像データに応じた時間長さのパルス電圧がマトリック
ス画素配置型液晶表示素子の縦列電極に対して出力され
る。
【０００９】一方、走査電極駆動回路１３８のゲート回
路１３８ｂに対して制御信号発生回路１３２から信号電
圧Ｓ４が出力され、また走査電極駆動回路１３８のシフ
トレジスタ１３８ａに対して制御信号発生回路１３２か
ら走査スタート信号Ｓ５およびシフトクロック信号Ｓ６
が出力され、これにより走査スタート信号Ｓ５の立ち上
がりパルスが順次シフトレジスタ１３８ａに沿って移動
させられてゲート回路１３８ｂの個々のゲート回路素子
が開かれる。このようにして、マトリックス画素配置型
液晶素子１３０の横列電極に対して駆動電圧が順次出力
され、これにより該横列電極の各々にはビット化された
濃淡画像データに応じた電圧が印加されて、物体光Ｌ1
及び参照光Ｌ2 との干渉縞がマトリックス画素配置型液
晶素子１３０上に再生されることになる。
路１３８ｂに対して制御信号発生回路１３２から信号電
圧Ｓ４が出力され、また走査電極駆動回路１３８のシフ
トレジスタ１３８ａに対して制御信号発生回路１３２か
ら走査スタート信号Ｓ５およびシフトクロック信号Ｓ６
が出力され、これにより走査スタート信号Ｓ５の立ち上
がりパルスが順次シフトレジスタ１３８ａに沿って移動
させられてゲート回路１３８ｂの個々のゲート回路素子
が開かれる。このようにして、マトリックス画素配置型
液晶素子１３０の横列電極に対して駆動電圧が順次出力
され、これにより該横列電極の各々にはビット化された
濃淡画像データに応じた電圧が印加されて、物体光Ｌ1
及び参照光Ｌ2 との干渉縞がマトリックス画素配置型液
晶素子１３０上に再生されることになる。
【００１０】図１に示すように、マトリックス画素配置
型液晶素子１３０は再現光学系に配置される。すなわ
ち、ガスレーザ管１２０から得られるレーザ光Ｌ0 が拡
大レンズ１２２によって拡大された後にコリメートレン
ズ１２４によって平行光とされ、この平行光が参照光と
してマトリックス画素配置型液晶素子１３０にほぼ垂直
に投射される。マトリックス画素配置型液晶素子１３０
を透過した光は再生された干渉縞により回折されてから
結像レンズ１４０によって結像され、その結像箇所に０
次回折光を排除する空間フィルタ１４２が配置され、か
くして被写体Ｏが三次元像として観察され得る。今、マ
トリックス画素配置型液晶素子１３０全体の駆動に要す
る時間をＴ１とし、光シャッター１１１を周期的に透
過、非透過状態となるように制御し、透過状態の時間幅
をＴ２、繰り返しの周期をＴとするとき、図４に示すよ
うに、この繰り返し周期Ｔを液晶素子の駆動時間Ｔ１よ
り大にとっておく。光シャッターの透過期間Ｔ２におい
てはＣＣＤカメラ１２８に干渉縞のパタン信号が書き込
まれると同時にパタン信号の１部はビデオ信号として転
送される。
型液晶素子１３０は再現光学系に配置される。すなわ
ち、ガスレーザ管１２０から得られるレーザ光Ｌ0 が拡
大レンズ１２２によって拡大された後にコリメートレン
ズ１２４によって平行光とされ、この平行光が参照光と
してマトリックス画素配置型液晶素子１３０にほぼ垂直
に投射される。マトリックス画素配置型液晶素子１３０
を透過した光は再生された干渉縞により回折されてから
結像レンズ１４０によって結像され、その結像箇所に０
次回折光を排除する空間フィルタ１４２が配置され、か
くして被写体Ｏが三次元像として観察され得る。今、マ
トリックス画素配置型液晶素子１３０全体の駆動に要す
る時間をＴ１とし、光シャッター１１１を周期的に透
過、非透過状態となるように制御し、透過状態の時間幅
をＴ２、繰り返しの周期をＴとするとき、図４に示すよ
うに、この繰り返し周期Ｔを液晶素子の駆動時間Ｔ１よ
り大にとっておく。光シャッターの透過期間Ｔ２におい
てはＣＣＤカメラ１２８に干渉縞のパタン信号が書き込
まれると同時にパタン信号の１部はビデオ信号として転
送される。
【００１１】残りの期間（ＴーＴ２）においては光シャ
ッター１１１は非透過状態となり、ＣＣＤカメラ１２８
にパタン信号が書き込まれることはなく、すでに書き込
まれた信号がビデオ信号として転送される。パタン信号
の転送が終了し、マトリックス画素配置型液晶素子１３
０における干渉縞の再生が終了した後に光シャッター１
１１の次の透過状態が始まり、ＣＣＤカメラ１２８に新
たなパタン信号が書き込まれ、以後同様の繰り返しを行
う。被写体Ｏが運動している場合、ＣＣＤカメラに書き
込まれる干渉縞のパタン信号は前述したように刻刻変化
する干渉縞が重複したパタンになるため光シャッターの
透過期間Ｔ２が短い場合は鮮明な縞のパタンが書き込ま
れ、これがマトリックス画素配置型液晶素子１３０に再
生されて被写体Ｏの鮮明な三次元像が観察されるが、Ｔ
２が長くなるに従い書き込まれたパタンのぼやけは増大
し、例えばＴ２がマトリックス画素配置型液晶素子１３
０の駆動時間Ｔ１と同程度になると縞はなくなり、被写
体の三次元像は消失することが多い。ここでＴ１は通常
（１／３０）秒程度であり、液晶の応答速度の面からあ
まり短くはできない。
ッター１１１は非透過状態となり、ＣＣＤカメラ１２８
にパタン信号が書き込まれることはなく、すでに書き込
まれた信号がビデオ信号として転送される。パタン信号
の転送が終了し、マトリックス画素配置型液晶素子１３
０における干渉縞の再生が終了した後に光シャッター１
１１の次の透過状態が始まり、ＣＣＤカメラ１２８に新
たなパタン信号が書き込まれ、以後同様の繰り返しを行
う。被写体Ｏが運動している場合、ＣＣＤカメラに書き
込まれる干渉縞のパタン信号は前述したように刻刻変化
する干渉縞が重複したパタンになるため光シャッターの
透過期間Ｔ２が短い場合は鮮明な縞のパタンが書き込ま
れ、これがマトリックス画素配置型液晶素子１３０に再
生されて被写体Ｏの鮮明な三次元像が観察されるが、Ｔ
２が長くなるに従い書き込まれたパタンのぼやけは増大
し、例えばＴ２がマトリックス画素配置型液晶素子１３
０の駆動時間Ｔ１と同程度になると縞はなくなり、被写
体の三次元像は消失することが多い。ここでＴ１は通常
（１／３０）秒程度であり、液晶の応答速度の面からあ
まり短くはできない。
【００１２】本実施例においては、被写体の速度に応じ
Ｔ２をＴ１に比し小さく選ぶことにより、前述の三次元
像の消失を防ぐことができる。このように本発明は、従
来技術においてはＣＣＤカメラに常時パタン信号が書き
込まれていたのに対し、本実施例は光シャッターを設け
ることによりパタン信号が書き込まれる時間を１周期の
うちの１部に制限してパタン信号のぼやけを減少させ、
且つ光シャターの動作周期をマトリックス画素配置型液
晶素子１３０の駆動時間Ｔ１よりも長くとってあるので
書き込まれたパタン信号は完全に再生することができ、
従来技術における運動する被写体の三次元像の消失とい
う欠点を除去することができる。
Ｔ２をＴ１に比し小さく選ぶことにより、前述の三次元
像の消失を防ぐことができる。このように本発明は、従
来技術においてはＣＣＤカメラに常時パタン信号が書き
込まれていたのに対し、本実施例は光シャッターを設け
ることによりパタン信号が書き込まれる時間を１周期の
うちの１部に制限してパタン信号のぼやけを減少させ、
且つ光シャターの動作周期をマトリックス画素配置型液
晶素子１３０の駆動時間Ｔ１よりも長くとってあるので
書き込まれたパタン信号は完全に再生することができ、
従来技術における運動する被写体の三次元像の消失とい
う欠点を除去することができる。
【００１３】本実施においては、光シャッター１１１を
ガスレーザ管１１０と拡大レンズ１１２の間に設けた
が、これに限らず、光シャッターをハーフミラー１２６
とＣＣＤカメラ１２８の間等ガスレーザ管１１０からＣ
ＣＤカメラ１２８に至る光路を遮断する位置に設けるこ
とにより、同様の効果が得られる。またガスレーザ管及
び光シャッターに代え半導体レーザ装置を用い該半導体
レーザ装置を制御して間欠的に発光させ、発光の時間を
マトリックス画素配置型液晶素子の駆動時間よりも短く
とることにより同様の効果が得られる。
ガスレーザ管１１０と拡大レンズ１１２の間に設けた
が、これに限らず、光シャッターをハーフミラー１２６
とＣＣＤカメラ１２８の間等ガスレーザ管１１０からＣ
ＣＤカメラ１２８に至る光路を遮断する位置に設けるこ
とにより、同様の効果が得られる。またガスレーザ管及
び光シャッターに代え半導体レーザ装置を用い該半導体
レーザ装置を制御して間欠的に発光させ、発光の時間を
マトリックス画素配置型液晶素子の駆動時間よりも短く
とることにより同様の効果が得られる。
【００１４】次に本発明の第２の実施例につき説明す
る。図５を参照すると、図５は光シャタ１１１がない点
を除き図１と同様であり、符号も同じである。ガスレー
ザ管１１０から得られるレーザ光Ｌは常時、拡大レンズ
１１２によって拡大された後にコリメートレンズ１１４
によって平行光とされ、以下実施例１と同様図３の様
に、物体光Ｌ1 及び参照光Ｌ2 は微細な角度２θをなす
ようにＣＣＤカメラ１２８の撮像面に投射されて互いに
干渉させられ、これにより生じた干渉縞はＣＣＤカメラ
の受光素子にパタン信号として書き込まれ、このパタン
信号は転送クロックに同期してビデオ信号として順次転
送される。ＣＣＤカメラの受光素子に書き込まれるパタ
ン信号は被写体が運動しているときは刻刻変化する干渉
縞を重複したパタンとして変化する。
る。図５を参照すると、図５は光シャタ１１１がない点
を除き図１と同様であり、符号も同じである。ガスレー
ザ管１１０から得られるレーザ光Ｌは常時、拡大レンズ
１１２によって拡大された後にコリメートレンズ１１４
によって平行光とされ、以下実施例１と同様図３の様
に、物体光Ｌ1 及び参照光Ｌ2 は微細な角度２θをなす
ようにＣＣＤカメラ１２８の撮像面に投射されて互いに
干渉させられ、これにより生じた干渉縞はＣＣＤカメラ
の受光素子にパタン信号として書き込まれ、このパタン
信号は転送クロックに同期してビデオ信号として順次転
送される。ＣＣＤカメラの受光素子に書き込まれるパタ
ン信号は被写体が運動しているときは刻刻変化する干渉
縞を重複したパタンとして変化する。
【００１５】ＣＣＤカメラから得られたビデオ信号に基
づいて空間光変調手段であるマトリックス画素配置型液
晶表示素子１３０によって、前記干渉縞は実時間で再生
させられる。図６、図７を参照すると、ビデオ信号がＣ
ＣＤカメラ１２８から出力されると、このビデオ信号に
含まれる水平同期信号に基づきサンプリングクロック信
号Ｓ１が制御信号発生回路１３２からＡ／Ｄ変換器１３
４に対して出力され、これによりビデオ信号の濃淡画像
データはビット化されてＡ／Ｄ変換器１３４から得ら
れ、これらビット化された濃淡画像データの数はマトリ
ックス画素配置型液晶素子１３０の水平方向の画素数に
対応する。次いで制御信号発生回路１３２からのシフト
クロック信号Ｓ２により、ビット化された濃淡画像デー
タは信号電極駆動回路１３６のシフトレジスタ１３６ａ
に高速に書き込まれ、これら画像データは１ライン毎に
フレームメモリ１３６ｃにパラレルに移される。このよ
うにしてＣＣＤカメラ１２８に書き込まれた１画面分の
パタン信号がすべてフレームメモリ１３６ｃに転送され
る。フレームメモリへの転送が終了した後に制御信号発
生回路１３２からのラッチクロック信号Ｓ３がフレーム
メモリ１３６ｃに出力されると、フレームメモリ１３６
ｃからはビット化された濃淡画像データに応じた時間長
さのパルス電圧がマトリックス画素配置型液晶表示素子
の縦列電極に対して出力される。
づいて空間光変調手段であるマトリックス画素配置型液
晶表示素子１３０によって、前記干渉縞は実時間で再生
させられる。図６、図７を参照すると、ビデオ信号がＣ
ＣＤカメラ１２８から出力されると、このビデオ信号に
含まれる水平同期信号に基づきサンプリングクロック信
号Ｓ１が制御信号発生回路１３２からＡ／Ｄ変換器１３
４に対して出力され、これによりビデオ信号の濃淡画像
データはビット化されてＡ／Ｄ変換器１３４から得ら
れ、これらビット化された濃淡画像データの数はマトリ
ックス画素配置型液晶素子１３０の水平方向の画素数に
対応する。次いで制御信号発生回路１３２からのシフト
クロック信号Ｓ２により、ビット化された濃淡画像デー
タは信号電極駆動回路１３６のシフトレジスタ１３６ａ
に高速に書き込まれ、これら画像データは１ライン毎に
フレームメモリ１３６ｃにパラレルに移される。このよ
うにしてＣＣＤカメラ１２８に書き込まれた１画面分の
パタン信号がすべてフレームメモリ１３６ｃに転送され
る。フレームメモリへの転送が終了した後に制御信号発
生回路１３２からのラッチクロック信号Ｓ３がフレーム
メモリ１３６ｃに出力されると、フレームメモリ１３６
ｃからはビット化された濃淡画像データに応じた時間長
さのパルス電圧がマトリックス画素配置型液晶表示素子
の縦列電極に対して出力される。
【００１６】一方、走査電極駆動回路１３８のゲート回
路１３８ｂに対して制御信号発生回路１３２から信号電
圧Ｓ４が出力され、また走査電極駆動回路１３８のシフ
トレジスタ１３８ａに対して制御信号発生回路１３２か
ら走査スタート信号Ｓ５およびシフトクロック信号Ｓ６
が出力され、これにより走査スタート信号Ｓ５の立ち上
がりパルスが順次シフトレジスタ１３８ａに沿って移動
させられてゲート回路１３８ｂの個々のゲート回路素子
が開かれる。このようにして、マトリックス画素配置型
液晶素子１３０の横列電極に対して駆動電圧が順次出力
され、これにより該横列電極の各々にはビット化された
濃淡画像データに応じた電圧が印加されて、物体光Ｌ1
及び参照光Ｌ2 との干渉縞がマトリックス画素配置型液
晶素子１３０上に再生されることになる。このようにし
てマトリックス画素配置型液晶素子１３０の駆動が行わ
れている期間Ｔ21にはシフトクロック信号Ｓ２は停止し
てシフトレジスタ１３６ａへのパタン信号の転送および
フレームメモリ１３６ｃへの書き込みは行われない。期
間Ｔ21の終了後ＣＣＤカメラ１２８及び必要に応じてシ
フトレジスタ１３６ａ、フレームメモリ１３６ｃをリセ
ットした後前述の動作を繰り返えす。フレームメモリ１
３６ｃへのデータ転送時間は図７に示すように、マトリ
ックス画素配置型液晶素子１３０の駆動時間Ｔ21より短
い時間Ｔ22をもって間欠的に且つマトリックス画素配置
型液晶素子１３０の駆動時間Ｔ21より長い周期Ｔ20で行
われることになる。
路１３８ｂに対して制御信号発生回路１３２から信号電
圧Ｓ４が出力され、また走査電極駆動回路１３８のシフ
トレジスタ１３８ａに対して制御信号発生回路１３２か
ら走査スタート信号Ｓ５およびシフトクロック信号Ｓ６
が出力され、これにより走査スタート信号Ｓ５の立ち上
がりパルスが順次シフトレジスタ１３８ａに沿って移動
させられてゲート回路１３８ｂの個々のゲート回路素子
が開かれる。このようにして、マトリックス画素配置型
液晶素子１３０の横列電極に対して駆動電圧が順次出力
され、これにより該横列電極の各々にはビット化された
濃淡画像データに応じた電圧が印加されて、物体光Ｌ1
及び参照光Ｌ2 との干渉縞がマトリックス画素配置型液
晶素子１３０上に再生されることになる。このようにし
てマトリックス画素配置型液晶素子１３０の駆動が行わ
れている期間Ｔ21にはシフトクロック信号Ｓ２は停止し
てシフトレジスタ１３６ａへのパタン信号の転送および
フレームメモリ１３６ｃへの書き込みは行われない。期
間Ｔ21の終了後ＣＣＤカメラ１２８及び必要に応じてシ
フトレジスタ１３６ａ、フレームメモリ１３６ｃをリセ
ットした後前述の動作を繰り返えす。フレームメモリ１
３６ｃへのデータ転送時間は図７に示すように、マトリ
ックス画素配置型液晶素子１３０の駆動時間Ｔ21より短
い時間Ｔ22をもって間欠的に且つマトリックス画素配置
型液晶素子１３０の駆動時間Ｔ21より長い周期Ｔ20で行
われることになる。
【００１７】マトリックス画素配置型液晶素子１３０の
駆動時間Ｔ21は例えば（１／３０）秒であり、液晶の応
答速度の面からあまり短くすることはできないが、フレ
ームメモリ１３６ｃへのデータ転送時間Ｔ22はシフトク
ロック信号Ｓ２の周波数を上げて高速にデータ転送をす
ることによりＴ21に比し短くすることができる。ところ
で１画面分のパタン信号がフレームメモリに転送されて
いる期間Ｔ22においても、ＣＣＤカメラ１２８における
パタン信号の書き込みは行われているので、被写体が運
動している場合には刻刻変化する干渉縞が重複してパタ
ン信号として書き込まれるためＴ22が長くなるほどパタ
ン信号のパタンのぼやけは増大し、Ｔ22がＴ21と同程度
になると縞がなくなり後述する三次元像が消失するよう
になる。しかし、本実施例においては、Ｔ22を例えばＴ
21の１／１０，１／１００というように短くすることが
できるので、被写体が運動している場合でも、鮮明な干
渉縞のデータをフレームメモリに転送し、これをマトリ
ックス画素配置型液晶素子１３０において再生するか、
画像再生に際し液晶素子の応答時間以下の短時間だけコ
ヒーレント光を照射することにより、後述するように被
写体の三次元像を観察することができる。
駆動時間Ｔ21は例えば（１／３０）秒であり、液晶の応
答速度の面からあまり短くすることはできないが、フレ
ームメモリ１３６ｃへのデータ転送時間Ｔ22はシフトク
ロック信号Ｓ２の周波数を上げて高速にデータ転送をす
ることによりＴ21に比し短くすることができる。ところ
で１画面分のパタン信号がフレームメモリに転送されて
いる期間Ｔ22においても、ＣＣＤカメラ１２８における
パタン信号の書き込みは行われているので、被写体が運
動している場合には刻刻変化する干渉縞が重複してパタ
ン信号として書き込まれるためＴ22が長くなるほどパタ
ン信号のパタンのぼやけは増大し、Ｔ22がＴ21と同程度
になると縞がなくなり後述する三次元像が消失するよう
になる。しかし、本実施例においては、Ｔ22を例えばＴ
21の１／１０，１／１００というように短くすることが
できるので、被写体が運動している場合でも、鮮明な干
渉縞のデータをフレームメモリに転送し、これをマトリ
ックス画素配置型液晶素子１３０において再生するか、
画像再生に際し液晶素子の応答時間以下の短時間だけコ
ヒーレント光を照射することにより、後述するように被
写体の三次元像を観察することができる。
【００１８】図５に示すように、マトリックス画素配置
型液晶素子１３０は再現光学系に配置される。すなわ
ち、ガスレーザ管１２０から得られるレーザ光Ｌ0 が拡
大レンズ１２２によって拡大された後にコリメートレン
ズ１２４によって平行光とされ、この平行光が参照光Ｌ
20としてマトリックス画素配置型液晶素子１３０にほぼ
垂直に投射される。マトリックス画素配置型液晶素子１
３０を透過した光は再生された干渉縞により回折されて
から結像レンズ１４０によって結像され、その結像箇所
に０次回折光を排除する空間フィルタ１４２が配置さ
れ、かくして被写体Ｏは運動中であっても三次元像とし
て観察され得る。なおこの三次元像はデータ転送の周期
Ｔ22毎に書き変えられ、運動状態が観察される。このよ
うに本発明は、従来技術においてはＣＣＤカメラに書き
込まれたパタン信号が常時転送され再生されていたのに
対し、本発明は図６および図７に示すようにパタン信号
がＣＣＤカメラに書き込まれ且つ転送される時間を１周
期のうちのごく１部に制限してパタン信号のぼやけを防
止させ、且つ前記転送の動作周期（Ｔ20）をマトリック
ス画素配置型液晶素子１３０の駆動時間（Ｔ21）よりも
長くとってあるので書き込まれたパタン信号は完全に再
生することができ、従来技術における運動する被写体の
三次元像の消失という欠点を除去することができる。
型液晶素子１３０は再現光学系に配置される。すなわ
ち、ガスレーザ管１２０から得られるレーザ光Ｌ0 が拡
大レンズ１２２によって拡大された後にコリメートレン
ズ１２４によって平行光とされ、この平行光が参照光Ｌ
20としてマトリックス画素配置型液晶素子１３０にほぼ
垂直に投射される。マトリックス画素配置型液晶素子１
３０を透過した光は再生された干渉縞により回折されて
から結像レンズ１４０によって結像され、その結像箇所
に０次回折光を排除する空間フィルタ１４２が配置さ
れ、かくして被写体Ｏは運動中であっても三次元像とし
て観察され得る。なおこの三次元像はデータ転送の周期
Ｔ22毎に書き変えられ、運動状態が観察される。このよ
うに本発明は、従来技術においてはＣＣＤカメラに書き
込まれたパタン信号が常時転送され再生されていたのに
対し、本発明は図６および図７に示すようにパタン信号
がＣＣＤカメラに書き込まれ且つ転送される時間を１周
期のうちのごく１部に制限してパタン信号のぼやけを防
止させ、且つ前記転送の動作周期（Ｔ20）をマトリック
ス画素配置型液晶素子１３０の駆動時間（Ｔ21）よりも
長くとってあるので書き込まれたパタン信号は完全に再
生することができ、従来技術における運動する被写体の
三次元像の消失という欠点を除去することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明きらかなように、本発
明によればＣＣＤカメラ等の撮像手段に短期間に書き込
まれた鮮明な干渉縞のパタン信号に基づき、運動する被
写体の三次元像の再生が行われるため、従来技術におけ
る三次元像の消失を防ぎ、三次元像の運動が観察でき
る。
明によればＣＣＤカメラ等の撮像手段に短期間に書き込
まれた鮮明な干渉縞のパタン信号に基づき、運動する被
写体の三次元像の再生が行われるため、従来技術におけ
る三次元像の消失を防ぎ、三次元像の運動が観察でき
る。
【００２０】
【図１】本発明によるホログラフィＴＶ装置を示す概略
図である。
図である。
【図２】図１のＣＣＤカメラで読みとった干渉縞をマト
リックス画素配置型液晶表示素子上に再生する制御回路
のブロック図である。
リックス画素配置型液晶表示素子上に再生する制御回路
のブロック図である。
【図３】図１の一部を拡大する拡大図である。
【図４】図２の制御回路の動作に関するタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図５】本発明によるホログラフィＴＶ装置を示す概略
図である。
図である。
【図６】図５のＣＣＤカメラで読みとった干渉縞をマト
リックス画素配置型液晶表示素子上に再生する制御回路
のブロック図である。
リックス画素配置型液晶表示素子上に再生する制御回路
のブロック図である。
【図７】図６の制御回路の動作に関するタイミングチャ
ートである。
ートである。
１１０ ガスレーザ管 １１１ 光シャター １１２ 拡大レンズ １１４ コリメートレンズ １１６ ハーフミラー １１８ ミラー １２０ ガスレーザ管 １２２ 拡大レンズ １２４ コリメートレンズ １２６ ハーフミラー １２８ ＣＣＤカメラ １３０ マトリックス画素配置型液晶素子 １３２ 制御信号発生回路 １３４ Ａ／Ｄ変換器 １３６ 信号電極駆動回路 １３８ 走査電極駆動回路 １４０ 結像レンズ １４２ 空間フィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】 コヒーレント光源と、液晶を含む空間光
変調手段と、該コヒーレント光源からのコヒーレント光
を物体光及び参照光として分割して干渉させる光学系
と、該光学系によって得られた干渉縞をビデオ信号に変
換する撮像手段とを備え、該撮像手段によって得られた
ビデオ信号に基づいて前記干渉縞を再生するホログラフ
ィＴＶ装置において、該撮像手段により１フレーム分の
干渉縞のパタンを撮像する時間と、該パタンを前記撮像
手段から、液晶素子からなる該空間光変調手段に転送す
るための時間との和は、該空間光変調手段の１フレーム
分の駆動状態時間よりも短く、且つ該空間光変調手段の
駆動状態時間は、該フレーム周期時間よりも短いことを
特徴とするホログラフィＴＶ装置。 - 【請求項２】 コヒーレント光源が半導体レーザである
ことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィＴＶ装
置。 - 【請求項３】 コヒーレント光源と光シャッターと、該
コヒーレント光源からのコヒーレント光を物体光及び参
照光として分割して干渉させる光学系と、該光学系によ
って得られた干渉縞を撮影してビデオ信号に変換する撮
像手段と、該撮像手段によって得られたビデオ信号に基
づいて前記干渉縞を再生する空間光変調手段とを備えた
ホログラフィＴＶ装置において、該ＴＶ装置の１フレー
ム分に相当する期間の内の該光シャッターが透過状態の
時間と、そこで得られた光情報を該撮像手段で撮像し且
つ該空間光変調手段に転送する時間との和は、該空間光
変調手段の１フレーム分の駆動状態時間よりも短く、且
つ該空間光変調手段の駆動状態時間は、該フレーム周期
時間よりも短いことを特徴とするホログラフィＴＶ装
置。 - 【請求項４】 コヒーレント光源と、該コヒーレント光
源からのコヒーレント光を物体光及び参照光として分割
して干渉させる光学系と、該光学系によって得られた干
渉縞を撮影してビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮
像手段によって得られたビデオ信号に基づいて前記干渉
縞を再生する空間光変調手段とを有するホログラフィＴ
Ｖ装置において、該干渉縞を前記撮像手段で撮像して
後、該空間光変調手段で再生する迄の間に、上記ＴＶ装
置の１フレームに相当するパタン信号の一部を該空間光
変調手段に転送する際に、該転送の継続時間は、該空間
光 変調手段の１フレーム分の駆動状態時間よりも短く、
且つ該空間光変調手段の駆動状態時間は、該フレーム周
期時間よりも短いことを特徴とするホログラフィＴＶ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040620A JP2728823B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ホログラフィｔｖ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040620A JP2728823B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ホログラフィｔｖ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06167919A JPH06167919A (ja) | 1994-06-14 |
| JP2728823B2 true JP2728823B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=12585577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4040620A Expired - Fee Related JP2728823B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ホログラフィｔｖ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728823B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106940486B (zh) | 2017-04-25 | 2022-06-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示装置及其显示方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50142253A (ja) * | 1974-05-04 | 1975-11-15 | ||
| JPS5868084A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Toshiba Corp | 三次元画像表示装置 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4040620A patent/JP2728823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06167919A (ja) | 1994-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212 Year of fee payment: 13 |
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