JP7227095B2 - ホログラム生成装置およびホログラム生成方法 - Google Patents
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Description
物体光波分布の平行移動による再利用は、xy軸方向への平行移動およびz軸中心の回転移動の2種類に大別されるが、基本的な考え方は同一である。なお、z軸中心の回転移動による平行移動を、後述するx軸中心またはy軸中心の回転移動と区別するため、z軸中心の回転移動による平行移動を、回転的平行移動と表現する場合もある。
検知された視点移動が、ホログラム面のx軸中心またはy軸中心の回転移動または当該回転移動を含む複数の移動の組み合わせであると、図9に示すように、伝搬する物体光波に光路差が発生する。したがって、回転移動によって生じる光路差の違いによって発生する位相を、再利用する回転前のホログラム面上の物体光波分布u(x, y)に乗算することで近似的に回転移動を実現できる。例えば、図9に示すように、ホログラム面がx軸中心で回転した場合、回転後のホログラム面上の物体光波分布urot (x, y)は次式(4)で表される。ただし、θrotは回転の角度である。
検知された視点移動が、ホログラム面のz軸方向への前後移動または当該前後移動を含む複数の移動の組み合わせであると、次フレームの物体光波分布は、前フレームで取得した物体光波の縮小または拡大によって近似できる。例えば、図10に示すように、ホログラム面の物体光波分布を縮小することで、CGHの再生像の再生位置をホログラム面の近くに移動させることができる。逆に、物体光波分布を拡大することで、CGHの再生像の再生位置を遠方へ移動させることができる。
Claims (11)
- レンズを用いて視野を拡大する光学系で使用される計算機合成ホログラムの生成装置において、
ホログラム再生像の視聴者の頭部の動きを検知するセンサの出力信号に基づいて当該視聴者の視点移動を検知する手段と、
ホログラム面上の画素ごとに、物体光波の取得方式を前記視点移動に応じて「計算方式」および「再利用方式」のいずれかに決定する手段と、
計算方式に決定された各画素に伝搬する物体光波を計算する手段と、
再利用方式に決定された各画素に前フレームの対応画素の物体光波を再利用する手段と、
各画素の物体光波および収束球面参照光波に基づいて前記ホログラム面上での干渉縞を光波シミュレーションにより計算する手段とを具備したことを特徴とするホログラム生成装置。 - 前記取得方式を決定する手段は、視点の移動量が所定の閾値未満であれば再利用方式に決定し、所定の閾値以上であれば計算方式に決定することを特徴とする請求項1に記載のホログラム生成装置。
- 前記再利用する手段は、視点の前後移動が検知されると、その移動方向に応じて前フレームの物体光波分布を拡縮して再利用することを特徴とする請求項2に記載のホログラム生成装置。
- 前記所定の閾値が、前記ホログラム面の中心からの距離が所定の基準距離以上の画素は、所定の基準距離未満の画素よりも小さいことを特徴とする請求項3に記載のホログラム生成装置。
- 前記所定の閾値が、視点からの距離が遠い物体からの光波を記録する画素ほど大きいことを特徴とする請求項3または4に記載のホログラム生成装置。
- 物体光波分布の拡縮率が、ホログラム面から記録する物体までの距離に応じて可変であることを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載のホログラム生成装置。
- 前記取得方式を決定する手段は、視点の平行移動に応答して当該平行移動前と重なる平行移動後の画素領域を再利用方式に決定し、それ以外の画素領域を計算方式に決定することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のホログラム生成装置。
- 前記再利用する手段は、視点の回転移動により生じる光路差の違いにより生じる位相差を回転移動前の物体光波分布に乗算して回転移動後の物体光波分布として再利用することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のホログラム生成装置。
- 視点移動を検知する手段と、
前記干渉縞をホログラム面に表示する手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のホログラム生成装置。 - レンズを用いて視野を拡大する光学系で使用される計算機合成ホログラムの生成方法において、
ホログラム再生像の視聴者の頭部の動きを検知するセンサの出力信号に基づいて当該視聴者の視点移動を検知する手順と、
ホログラム面上の画素ごとに、物体光波の取得方式を前記視点移動に応じて「計算方式」および「再利用方式」のいずれかに決定する手順と、
計算方式に決定された各画素に伝搬する物体光波を計算する手順と、
再利用方式に決定された各画素に前フレームの対応画素の物体光波を再利用する手順と、
各画素の物体光波および収束球面参照光波に基づいて前記ホログラム面での干渉縞を光波シミュレーションにより計算する手順とを含むことを特徴とするホログラム生成方法。 - 前記取得方式を決定する手順では、視点の移動量が所定の閾値未満であれば再利用方式に決定し、所定の閾値以上であれば計算方式に決定することを特徴とする請求項10に記載のホログラム生成方法。
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