JPH10268739A - ホログラム作成装置、ホログラム作成方法およびホログラフィ表示装置 - Google Patents
ホログラム作成装置、ホログラム作成方法およびホログラフィ表示装置Info
- Publication number
- JPH10268739A JPH10268739A JP6978497A JP6978497A JPH10268739A JP H10268739 A JPH10268739 A JP H10268739A JP 6978497 A JP6978497 A JP 6978497A JP 6978497 A JP6978497 A JP 6978497A JP H10268739 A JPH10268739 A JP H10268739A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- hologram
- zone plate
- coordinate
- eye
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
することができるホログラム作成装置およびホログラム
作成方法を提供する。 【解決手段】 ゾーンプレート半径値を、予め格納され
た値の中から選択して発生する半径値発生部110と、
ゾーンプレート座標値を発生するゾーンプレート座標値
発生部120と、個別ゾーンプレート値を、予め格納さ
れた値の中から選択して選択して出力するゾーンプレー
ト値発生部130、135と、個別ホログラム値を算出
する乗算部140と、ホログラム面上のホログラム座標
値を算出するホログラム座標値算出部150と、ホログ
ラム座標値に応じた領域に格納されていたホログラム値
に受信した個別ホログラム値を累積加算して格納するホ
ログラムメモリ部とを備える。
Description
情報を含んだホログラムを作成するホログラム作成装置
およびホログラム作成方法、並びに、このホログラム作
成装置で作成された物体の3次元像の情報を用いて形態
を物体の3次元像を表示するホログラフィ表示装置に関
するものである。
ラフィ技術が注目されている。このホログラフィ技術
は、物体の3次元情報を含むホログラムを作成するホロ
グラム作成技術と、ホログラム作成技術によって記録さ
れた物体の3次元情報を読み出して物体の3次元像を表
示するホログラフィ表示技術とから構成される。
射し、物体での反射光と可干渉であるプローブ光とを干
渉させた結果生じる干渉パターンを撮像することで作成
されるが、計算によっても作成することが可能である。
ラム作成装置としては、再生点の一点ごとにホログラム
面での球面波(ゾーンプレート)計算し、ホログラム面
で加算する装置(例えば、特開平2−12191、特開
平4−102811、特開平8−262962などに開
示された装置)が提案されている(以下、従来例1と呼
ぶ)。
体を多数の平面物体によって構成されたものとして、各
平面からホログラムまでの距離に応じた伝搬関数(ゾー
ンプレート)と各伝搬関数に応じた平面との畳み込み積
分を実行し、ホログラム面で加算する装置(特開平8−
262962などに開示された装置)が提案されている
(以下、従来例2と呼ぶ)。
ログラム面上の全ての点(離散点)までの距離を計算
し、(b)計算で得られた各距離を波長で除算し、
(c)各除算結果の小数点以下に円周率の2倍を乗算し
て、ホログラム面上の各離散点ごとの位相角を求め、
(d)各位相角の余弦で実数成分を、また、各位相角の
正弦で虚数成分を計算し、(e)各実数成分および各余
弦成分と再生点の光の振幅に対応している輝度値とを乗
算する。そして、以上の(a)〜(e)の計算処理を各
再生点ごとに行い、その後にホログラム面上の各離散点
ごとに、各再生点ごとの計算結果を加算する。
たって、従来例1と同様の計算を実行する。
る手法として、(i)ソフトウエアによる処理、(i
i)有効数字の多い乗算器や加算器を多数並べた専用計
算チップによる処理、(iii)計算結果を予め格納し
ておき、必要に応じて取り出すテーブル化の手法(平成
5年度高度立体動画像通信プロジェクト研究開発報告
書、p.34〜35;以後、「報告」と略す)による処
理が提案されている。このテーブル化の手法では、予め
異なる奥行を有する点光源に応じた干渉縞をテーブル化
している。
うにして、計算が実行されるが、計算量や計算に使用す
る資源が膨大なものとなる。
は、平方根、余弦、正弦の計算が発生するが、これらの
計算は、大量のループ計算を含む級数展開法や逐次代入
法などによる標準的なサブルーチン関数を呼び出して利
用することになる。したがって、計算量が膨大なものと
なる。また、高価な浮動小数点演算器を利用することが
必須となる。
いては、余弦や正弦に関しては、テーブル化の手法によ
る実現が可能である。しかし、平方根の計算にあたって
は、ニュートン法によったり、テーラ展開またはマクロ
ーリン展開した式に従って、有効数字の多い乗算器や加
算器を多数並べるか、有効数字の多い乗算器や加算器を
少数として、フィードバックループを構成するかする必
要があり、制御が複雑となってしまう。したがって、小
型化が困難であるとともに、高価なものとなってしま
う。
向に視差の無い1次元ホログラムを想定しており、横方
向に関する物点の移動については、データのオフセット
を偏光して対応している。ところで、テーブルの大きさ
は、1ホロラインの画素数と奥行の分解能で決まる。
「報告」の例では、テーブルの大きさは、約40Mby
te(=81920[画素数/ホロライン]×128
[奥行の分解能]×3[原色数]bit)である。
ーブルを収納するためのメモリ容量は、以下のようにな
る。
奥行の分解能を128かつ3原色とすると、必要な容量
が100Mbyteとなる。この量のメモリをオンボー
ドで実現しようとすると、メモリ素子としてSRAMを
採用すると、配線長の要因から高速アクセスが困難にな
る。また、メモリ素子としてDRAMを採用すると、D
RAMに不向きなランダムアクセスとなるので、やはり
高速アクセスが困難である。
1024×1024へと増加させたり、奥行の分解能を
128から256あるいは512へと増加させたときに
は、到底対応ができない。
と画素の細かさとの関連については、何等の示唆がなさ
れていない。発明者が研究の結果から得た知見によれ
ば、縞間隔が画素ピッチ以下の干渉縞でホログラムを作
成すると、像の表示時に偽の物点が発生する。
り、簡単な構成で高速に計算機ホログラムを計算するホ
ログラム作成装置、ホログラム作成方法を提供すること
を目的とする。
された計算機ホログラムに基づいて3次元像を表示する
ホログラフィ表示装置を提供することを目的とする。
装置は、1つ以上の再生点の3次元座標値と輝度値とを
入力し、ホログラム面上でのゾーンプレート値であるホ
ログラム値を算出するホログラム作成装置であって、
(a)再生点の座標値を受信し、再生点とホログラム面
との間の再生距離に応じたゾーンプレート値を算出すべ
き円領域の半径値であるゾーンプレート半径値を、予め
格納された値の中から選択して発生する半径値発生部
と、(b)ゾーンプレート半径値を受信し、ゾーンプレ
ート値を算出すべき円領域内のゾーンプレート値を算出
するべき点の、ゾーンプレート値を算出すべき円領域の
中心を原点とするゾーンプレート座標値を発生するゾー
ンプレート座標値発生部と、(c)ゾーンプレート座標
値と再生距離とを受信し、受信したゾーンプレート座標
値と再生距離とに応じた個別ゾーンプレート値を、予め
格納された値の中から選択して選択して出力するゾーン
プレート値発生部と、(d)個別ゾーンプレート値と再
生点の輝度値とを受信し、乗算して個別ホログラム値を
算出する乗算部と、(e)再生点の座標値とゾーンプレ
ート座標値とを受信し、ホログラム面上のホログラム座
標値を算出するホログラム座標値算出部と、(f)ホロ
グラム座標値と個別ホログラム値とを受信し、受信した
ホログラム座標値に応じた領域に格納されていたホログ
ラム値に受信した個別ホログラム値を累積加算して格納
するホログラムメモリ部とを備えることを特徴とする。
うにして、本発明のホログラム作成方法を実行する。
受信し、再生点とホログラム面との間の再生距離に応じ
たゾーンプレート値を算出すべき円領域の半径値である
ゾーンプレート半径値を発生する(第1のステップ)。
ーンプレート半径値を受信し、ゾーンプレート値を算出
すべき円領域内のゾーンプレート値を算出するべき点
の、ゾーンプレート値を算出すべき円領域の中心を原点
とするゾーンプレート座標値を発生する(第2のステッ
プ)。
ンプレート座標値と再生距離とを受信し、格納された個
別ゾーンプレート値の中から、受信したゾーンプレート
座標値と再生距離とに応じた個別ゾーンプレート値を選
択して出力する(第3のステップ)。
値と再生点の輝度値とを受信し、乗算して個別ホログラ
ム値を算出する(第4のステップ)。
の座標値とゾーンプレート座標値とを受信し、ホログラ
ム面上のホログラム座標値を算出する(第5のステッ
プ)。
ム座標値と個別ホログラム値とを受信し、受信した前記
ホログラム座標値に応じた領域に格納されていたホログ
ラム値に受信した個別ホログラム値を累積加算して格納
する(第6のステップ)。
する。
発生部が、格納されたゾーンプレート半径値の中から、
受信した再生点の座標値に応じたゾーンプレート半径値
を選択して出力するゾーンプレート半径値テーブルを備
えることが好適である。
にあたって、平方根の演算処理が不要となる。そして、
ゾーンプレート半径値テーブルへのアクセスでゾーンプ
レート半径値を求まるので、高速にゾーンプレート半径
値を求めることができる。
ーンプレート値を算出すべき円領域中の中心角が45°
の扇形の領域内のゾーンプレート座標値を発生するゾー
ンプレート座標発生器を備え、このホログラム座標発生
器が、(i)受信したゾーンプレート座標値のゾーンプ
レート値が同一のゾーンプレート値となる8種の等価ゾ
ーンプレート座標値を発生する等価座標算出器と、(i
i)再生点の座標値と等価ゾーンプレート座標値とを受
信し、ホログラム面上のホログラム座標値を算出するホ
ログラム座標値算出器とを備えることが好適である。
ンプレート座標値を受信すると、受信したゾーンプレー
ト座標値のゾーンプレート値が同一のゾーンプレート値
となる8種の等価ゾーンプレート座標値を発生する。そ
して、ホログラム座標値算出器が、再生点の座標値と8
種の等価ゾーンプレート座標値とを受信し、8種のホロ
グラム面上のホログラム座標値を算出する。この結果、
更に高速化が達成される。
再生点の座標値と輝度値とを受信し、受信した再生点の
座標値に応じた出力経路から受信した再生点の座標値と
輝度値とを出力するマルチプレクサを更に備え、(i
i)半径値発生部は、夫々のマルチプレクサの出力経路
に応じて、再生点の座標値を受信し、再生点とホログラ
ム面との間の再生距離に応じたゾーンプレート値を算出
すべき領域の半径値であるゾーンプレート半径値を発生
する半径値発生器を備え、(iii)ゾーンプレート座
標値発生部は、夫々のマルチプレクサの出力経路に応じ
て、ゾーンプレート半径値を受信し、ゾーンプレート値
を算出すべき領域内のゾーンプレート値を算出するべき
点の、ゾーンプレート値を算出すべき領域の中心を原点
とするゾーンプレート座標値を発生するゾーンプレート
座標値発生器を備え、(iv)ゾーンプレート値発生部
は、夫々のマルチプレクサの出力経路に応じて、ゾーン
プレート座標値と再生距離とを受信し、格納された個別
ゾーンプレート値の中から、受信したゾーンプレート座
標値と再生距離とに応じた個別ゾーンプレート値を選択
して出力するゾーンプレート値発生器を備え、(v)乗
算部は、夫々の前記マルチプレクサの出力経路に応じ
て、個別ゾーンプレート値と再生点の輝度値とを受信
し、乗算して個別ホログラム値を算出する乗算器を備
え、(vi)ホログラム座標値算出部は、夫々のマルチ
プレクサの出力経路に応じて、再生点の座標値とゾーン
プレート座標値と受信し、ホログラム面上のホログラム
座標値を算出するホログラム座標値算出器を備え、(v
ii)マルチプレクサの出力経路ごとの個別ホログラム
値およびホログラム座標値を受信し、受信したホログラ
ム座標値に応じた出力経路から受信した個別ホログラム
値およびホログラム座標値を出力するクロスバースイッ
チを更に備え、(viii)ホログラムメモリ部は、ク
ロスバースイッチの出力経路ごとに、ホログラム座標値
と個別ホログラム値とを受信し、受信したホログラム座
標値に応じた領域に格納されていたホログラム値に受信
した個別ホログラム値を累積加算して格納するホログラ
ムメモリを備えることが可能である。
理が並列に処理される。また、ホログラムメモリ部を局
所的に分割して、ホログラムメモリへの同時アクセスを
防止し、ホログラムメモリ部において並列動作を可能に
している。したがって、更に高速化が図られる。
ログラム値を一時的に格納する第1のファストインファ
ストアウトバッファを備え、ホログラム座標値算出器が
ホログラム座標値を一時的に格納する第2のファストイ
ンファストアウトバッファを備えることが好適である。
象体の輝点の座標値と輝度値とから表示対象体の3次元
形態を表示するホログラフィ表示装置であって、(a)
右目用ホログラム情報が書込まれ、右目用読み出し光の
照射によって右目用の3次元情報を担った光を発生する
右目用空間光変調器と、(b)右目用の3次元情報を担
った光を受信し、右目の視点位置に導く右目用光学系
と、(c)左目用ホログラム情報が書込まれ、左目用読
み出し光の照射によって左目用の3次元情報を担った光
を発生する左目用空間光変調器と、(d)左目用の3次
元情報を担った光を受信し、左目の視点位置に導く左目
用光学系と、(e)輝点の座標値を受信し、右目の視点
における右目座標系の座標値に変換する右目用座標変換
器と、(f)虚像の座標値である右目座標系の座標値を
受信し、右目用実像の座標値に変換する右目用虚像実像
変換器と、(g)右目用実像の座標値および輝点の輝度
値とを再生点の座標値および輝度値として受信し、ホロ
グラム面上での右目用ホログラム値を算出する右目用の
本発明のホログラム作成装置と、(h)右目用ホログラ
ム値を受信し、右目用空間光変調器を駆動して受信した
右目用ホログラム値を書込む右目用駆動器と、(i)輝
点の座標値を受信し、左目の視点における左目座標系の
座標値に変換する左目用座標変換器と、(j)虚像の座
標値である左目座標系の座標値を受信し、左目用実像の
座標値に変換する左目用虚像実像変換器と、(k)左目
用実像の座標値および輝点の輝度値とを再生点の座標値
および輝度値として受信し、ホログラム面上での左目用
ホログラム値を算出する左目用の本発明のホログラム作
成装置と、(l)左目用ホログラム値を受信し、左目用
空間光変調器を駆動して受信した左目用ホログラム値を
書込む左目用駆動器とを備えることを特徴とする。
ず、右目用座標変換器が、輝点の座標値を受信し、右目
の視点における右目座標系の座標値に変換するととも
に、左目用座標変換器が、輝点の座標値を受信し、左目
の視点における左目座標系の座標値に変換する。
標値である右目座標系の座標値を受信し、右目用実像の
座標値に変換するとともに、左目用虚像実像変換器が、
虚像の座標値である左目座標系の座標値を受信し、左目
用実像の座標値に変換する。
装置が、右目用実像の座標値および輝点の輝度値とを再
生点の座標値および輝度値として受信し、ホログラム面
上での右目用ホログラム値を算出するとともに、左目用
の本発明のホログラム作成装置が、左目用実像の座標値
および輝点の輝度値とを再生点の座標値および輝度値と
して受信し、ホログラム面上での左目用ホログラム値を
算出する。
ラム値を受信し、右目用空間光変調器を駆動して受信し
た前記右目用ホログラム値を書込むとともに、左目用駆
動器が、左目用ホログラム値を受信し、左目用空間光変
調器を駆動して受信した左目用ホログラム値を書込む。
し光を照射して右目用の3次元情報を担った光を発生さ
せるとともに、左目用空間光変調器に左目用読み出し光
を照射して左目用の3次元情報を担った光を発生させ
る。
報を担った光を受信し、右目の視点位置に導くととも
に、左目用光学系が左目用の3次元情報を担った光を受
信し、左目の視点位置に導く。
度値とから表示対象体の3次元形態を表示する。
明の実施の形態を説明する。なお、図面の説明にあたっ
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
の形態を説明する。
1は、本発明のホログラム作成装置の第1実施形態の構
成図である。なお、本実施形態では、座標系(x,y,
z)を、ホログラム面がz=0におけるxy平面となる
ように選択している。
ム作成装置100は、(a)再生点の座標値および輝度
(XP,YP,ZP,IP)を受信し、ホログラム座標値
(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを発生するホロ
グラム計算部190と、(b)ホログラム座標値
(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを受信し、受信
したホログラム座標値(xh,yh)に応じた領域に格納
されていたホログラム値IO1に、受信した個別ホログラ
ム値Ihを累積加算して格納するホログラムメモリ部1
601と、(c)ホログラム座標値(xh,yh)と個別
ホログラム値Ihとを受信し、受信したホログラム座標
値(xh,yh)に応じた領域に格納されていたホログラ
ム値Io2に、受信した個別ホログラム値Ihを累積加算
して格納する、ホログラムメモリ部1601と交互に動
作するホログラムメモリ部1602と、(d)ホログラ
ムメモリ部1601の出力IO1およびホログラムメモリ
部1602の出力IO2のいずれか一方を選択して出力す
る選択器170と、(e)ホログラム作成装置の動作全
体を制御する制御部180とを備える。
のZ座標値ZPを受信し、再生点とホログラム面との間
の再生距離ZPに応じたゾーンプレート値を算出すべき
円領域の半径値であるゾーンプレート最大半径値rmax
(ZP)を発生する半径値発生部110と、(ii)ゾ
ーンプレート最大半径値rmax(ZP)を受信し、ゾーン
プレート値を算出すべき円領域内のゾーンプレート値を
算出するべき点の、ゾーンプレート値を算出すべき円領
域の中心を原点とするゾーンプレート座標値(xz,
yz)を発生するゾーンプレート座標値発生部120
と、(iii)ゾーンプレート座標値(xz,yz)を受
信し、ゾーンプレート値を算出すべき円領域の中心を原
点からゾーンプレート座標値(xz,yz)までの距離r
xyを発生する半径値発生部130と、(iv)距離rxy
と再生距離ZPとを受信し、格納された個別ゾーンプレ
ート値の中から、受信した距離rxyと再生距離ZPとに
応じた個別ゾーンプレート値kfを選択して出力するゾ
ーンプレート値発生部135と、(v)個別ゾーンプレ
ート値kfと再生点の輝度値IPとを受信し、乗算して個
別ホログラム値Ihを算出する乗算部140と、(v
i)再生点のXY座標値(XP,YP)とゾーンプレート
座標値(xz,yz)とを受信し、ホログラム面上のホロ
グラム座標値(xh,yh)を算出するホログラム座標値
算出部150とを備える。
ドレスとして入力するメモリ素子を備え、該当アドレス
に予め格納された再生距離ZPに応じたゾーンプレート
最大半径値rmax(ZP)を出力する。すなわち、半径値
発生部110は、1次元メモリによるテーブルである。
半径値rmax(ZP)は、以下のようにして、予め算出さ
れる。なお、以下では、簡単のため、再生距離ZPを想
定波長λの整数倍で近似する。
からゾーンプレートのn次明部までの半径rb(ZP,
n)は、 rb(ZP,n)=(2ZPnλ+n2λ2)1/2 …(1) となる。また、ゾーンプレートの中心からゾーンプレー
トのn次暗部までの半径rd(ZP,n)は、 rd(ZP,n)=(2ZP(n+0.5)λ+(n+0.5)2λ2)1/2 …(2) となる。
とき、n次までのゾーンプレートを解像できる条件は、 rd(ZP,n)−rb(ZP,n)>p …(3) である。
を満たすnの最大値nmaxを求める。
式の右辺に代入して Rmax(ZP)=rb(ZP,nmax)=(2ZPnmaxλ+nmax2λ2)1/2 …(4) 求められる値Rmaxが、再生距離ZPに応じた最大半径値
である。
後の処理では、ホログラムにおける離散値の座標番号と
しておくことが便宜である。したがって、 rmax(ZP)=Rmax(ZP)/p …(5) で求められる値rmax(ZP)を半径発生部110のメモ
リ素子のアドレス値ZPに応じた領域に格納する。そし
て、以後、値rmax(ZP)を最大半径値として取扱う。
半径値rmax(ZP)よりも小さな適当な値を、半径発生
部110のメモリ素子のアドレス値ZPに応じた領域に
格納することも可能である。
ラムを512画素×512画素とし、再生距離ZP=2
5cm〜50.5cm(1mm単位で256種)、波長
λ=0.6328μm、ホログラムピッチp=41.4
μmとすることが可能である。
0の構成図である。図2に示すように、ゾーンプレート
座標値発生部120は、(i)最大半径値rmax(ZP)
を受信し、符号を反転して、ゾーンプレート座標値(x
z,yz)を発生すべき領域の最小のy座標値である値y
min(=−rmax(ZP))を出力する符号変換器121
と、(ii)制御部180からのロード信号LDに応じ
て値yminを格納してy座標値yzとして出力し、カウン
トアップ信号CUに応じて、逐次的にカウントアップし
た値をy座標値yzとして出力するとともに、出力値が
変化した場合に変化信号CHを出力するカウンタ122
と、(iii)値yminとy座標値yzとを受信し、y座
標値yzにおける、ゾーンプレート座標値(xz,yz)
を発生すべき領域での最大x座標値xmaxと最小x座標
値xminとを発生するテーブルメモリ123と、(i
v)変化信号CHに応じて値xminを格納してx座標値
xzとして出力し、制御部180からのクロック信号C
LK1に応じて、逐次的にカウントアップした値をx座
標値xzとして出力するカウンタ124と、(v)x座
標値xzと最大x座標値xmaxとを比較して、x座標値x
zが最大x座標値xmax以上となったときに、カウントア
ップ信号CUを発生する比較器125と、(vi)y座
標値yzと最大y座標値ymaxとを比較して、y座標値y
zが最大x座標値ymax以上となったときに、終了信号E
ND信号CUを発生する比較器126とを備える。
は、 xmax=(rmax 2−yz 2)1/2 …(6) xmin=−(rmax 2−yz 2)1/2 …(7) により予め計算され、テーブルメモリ123に格納され
る。
標値(xz,yz)をアドレスとして入力するメモリ素子
を備え、該当アドレスに予め格納された半径値rxyを出
力する、テーブルとして構成される。
て使用するので、整数値化しておく必要がある。このた
め、適宜小数点をシフトさせ、端数をまるめておく。一
般には、シフト量が大きい程、ゾーンプレート値の補間
効果が表れるが、シフト量は半径値発生部130におい
て許容できるメモリ量によって制約される。発明者の知
見によれば、実際には、10倍して、四捨五入する程度
で必要十分である。すなわち、半径値rxyとして、 rxy=int[(10(xz 2+yz 2)1/2+0.5)] …(9) ここで、int[X]はX以下の最大の整数を示す を使用することが好適である。
rxyと再生距離ZPとアドレスとして入力するメモリ素
子を備え、該当アドレスに予め格納されたゾーンプレー
ト値kf(rxy,ZP)を出力する、テーブルとして構成
される。
下のようにして予め計算される。
(xz,yz,0)までの実際の距離を波長λで除算した
値r(rxy,ZP)を、 r(rxy,ZP)=[p2(rxy/10)2+ZP 2]1/2/λ …(10) を求める。次に、ゾーンプレート座標値(xz,yz,
0)での位相PH(rxy,ZP)を、 θ(rxy,ZP)=(r(rxy,ZP)−int[r(rxy,ZP)]) ×2π …(11) して求める。
ZP)の実数部Re[kf(rxy,ZP)]を、 Re[kf(rxy,ZP)]=cos(θ(rxy,ZP)) /[p2(rxy/10)2+ZP 2]1/2 …(12) より求め、また、ゾーンプレート値kf(rxy,ZP)の
虚数部Im[kf(rxy,ZP)]を、 Im[kf(rxy,ZP)]=sin(θ(rxy,ZP)) /[p2(rxy/10)2+ZP 2]1/2 …(13) より求める。
(12)式のみを計算すればよい。また、計算にあたっ
て浮動小数点演算器を使用したくなければ、必要なビッ
ト幅、例えば8ビット必要であれば256を乗算後、整
数化した値を用いればよい。
(12)、(13)式における[p2(rxy/10)2+
ZP 2]1/2による除算を省略することが可能である。ま
た、表示に使用する空間光変調器のMTFに応じて、
[p2(rxy/10)2+ZP 2]1/ 2を変更することが可
能である。
構成図である。図3に示すように、ホログラム座標値算
出部150は、(i)ゾーンプレート座標値(xz,
yz)のx座標値xzの符号を反転し、−xzを出力する
符号反転器151と、(ii)ゾーンプレート座標値
(xz,yz)のy座標値yzの符号を反転し、−yzを出
力する符号反転器152と、(iii)制御部180の
選択信号SEL2に応じて、xz、−xz、yz、および
−yzのいずれかを選択して出力する8入力の選択器1
53と、(iv)制御部180の選択信号SEL2に応
じて、xz、−xz、yz、および−yzのいずれかを選択
して出力する8入力の選択器154と、(v)選択器1
53からの出力値と再生点のX座標値XPと加算して、
ホログラム座標値(xh,yh)のx座標値xhを出力す
る加算器155と、(vi)選択器154からの出力値
と再生点のY座標値YPと加算して、ホログラム座標値
(xh,yh)のy座標値yhを出力する加算器156と
を備える。
154からの出力値との組合せとして、(xz,yz)、
(xz,−yz)、(yz,xz)、(yz,−xz)、(−
xz,yz)、(−xz,−yz)、(−yz,xz)、およ
び(−yz,−xz)が順次出力される。
値は、ゾーンプレート座標系において、x=0、y=
0、x=y、およびx=−yの4種の直線について対称
なおので、x座標値xhおよびy座標値yhの符号を反転
されたものやこれらの組合せによって、高速化と資源の
減少を図っている。
=1、2)の構成図である。図4に示すように、ホログ
ラムメモリ部160iは、(i)ホログラム座標値
(xh,yh)ごとに、制御部180からのライト信号W
RTiに応じてホログラム座標値(xh,yh)に応じた
ホログラム値を格納する、制御部180からのリセット
信号RSTによって全内容が「0」に設定可能なホログ
ラムメモリ161と、(ii)現在のホログラム値IOi
と受信した個別ホログラム値Ihとを加算し、ホログラ
ムメモリ161へ通知する加算器162とを備える。
は、以下のようにして、ホログラムを計算により作成す
る。
て、制御部180が、選択信号SEL1によって、選択
器170からの出力として、ホログラムメモリ部160
2からの出力IO2を選択する。そして、制御部180
が、リセット信号RST1を発行してホログラムメモリ
部1601のホログラムメモリ161の内容をリセット
する。また、選択信号SEL2によって、選択器153
からの出力値と選択器154からの出力値との組合せと
して、初期値である(xz,yz)を選択する。
1の再生点の情報(XP1,YP1,ZP1,IP1)の要求を
リクエスト信号REQにより情報源(図示せず)を通知
する。この後、情報源から応答信号RESに同期して、
第1の再生点の情報(XP1,YP1,ZP1,IP1)を受信
する。応答信号RESを受信をすると制御部180は、
ホログラム作成を開始する。
点のZ座標値ZP1を受信し、再生点とホログラム面との
間の再生距離ZPに応じたゾーンプレート値を算出すべ
き円領域の半径値であるゾーンプレート最大半径値r
maxを発生する。
が、ゾーンプレート最大半径値rma xを受信し、ゾーン
プレート値を算出すべき円領域内のゾーンプレート値を
算出するべき点の、ゾーンプレート値を算出すべき円領
域の中心を原点とする第1のゾーンプレート座標値(x
z1,yz1)を発生する。
レート座標値(xz1,yz1)を受信し、ゾーンプレート
値を算出すべき円領域の中心を原点からゾーンプレート
座標値(xz1,yz1)までの距離rxy1を発生する。
が、距離rxy1と再生距離ZPとを受信し、格納された個
別ゾーンプレート値の中から、受信した距離rxy1と再
生距離ZPとに応じた個別ゾーンプレート値kf1を選択
して出力する。
ト値kf1と再生点の輝度値IP1とを受信し、乗算して個
別ホログラム値Ih1を算出する。
再生点のXY座標値(XP1,YP1)とゾーンプレート座
標値(xz1,yz1)とを受信し、ホログラム面上のホロ
グラム座標値(xh11(=XP1+xz1),yh11(=YP1
+yz1))を出力する。
WRT1を発行する。ホログラムメモリ部1601は、ラ
イト信号WRT1を受信すると、受信しているホログラ
ム座標値(xh11,yh11)に応じた領域に格納されてい
たホログラム値IO1(=0)に受信した個別ホログラム
値Ih1を累積加算したIN(=Ih1)を格納し、出力す
る。
により、ホログラム座標値算出部150から出力される
ホログラム座標値を(xh12(=XP1+xz1),y
h12(=YP1−yz1))に設定する。
WRT1を発行する。ホログラムメモリ部1601は、ラ
イト信号WRT1を受信すると、受信しているホログラ
ム座標値(xh12,yh12)に応じた領域に格納されてい
たホログラム値IO1(=0)に受信した個別ホログラム
値Ih1を累積加算したINを格納し、出力する。
により、選択器153からの出力値と選択器154から
の出力値との組合せを、(yz,xz)、(yz,−
xz)、(−xz,yz)、(−xz,−yz)、(−yz,
xz)、および(−yz,−xz)に順次設定し、ホログ
ラム座標値算出部150から出力されるホログラム座標
値を変化させる。そして、制御部180は、ホログラム
座標値算出部150から出力されるホログラム座標値を
変化させるごとに、ライト信号WRT1を発行し、計8
種のホログラム座標値について、ホログラムメモリ16
01の該当領域に個別ホログラム値Ih1を累積加算した
値を格納する。
LK1をゾーンプレート座標値発生部120へ向けて発
行する。
ロック信号CLK1を受信すると、ゾーンプレート値を
算出すべき円領域の中心を原点とする第2のゾーンプレ
ート座標値(xz2,yz2)を発生する。以後、第1のゾ
ーンプレート座標値(xz1,yz1)の場合と同様にし
て、計8種のホログラム座標値について、ホログラムメ
モリ1601の該当領域に個別ホログラム値Ih2を累積
加算して格納する。
CLK1をゾーンプレート座標値発生部120へ向けて
発行し、クロック信号CLK1を受信したゾーンプレー
ト座標値発生部120が、ゾーンプレート値を算出すべ
き円領域の中心を原点とするゾーンプレート座標値(x
zj,yzj)を順次発生する。そして、それぞれのゾーン
プレート座標値(xzj,yzj)の発生ごとに、第1のゾ
ーンプレート座標値(xz1,yz1)の場合と同様にし
て、計8種のホログラム座標値について、ホログラムメ
モリ1601の該当領域に個別ホログラム値Ihjを累積
加算して格納する。
ラムメモリ1601への個別ホログラム値の累積加算が
終了すると、ゾーンプレート座標値発生部120から制
御部180へ終了信号ENDが発行される。
ると、第1の再生点に関する計算処理が終了したことを
認識し、第2の再生点の情報(XP2,YP2,ZP2,
IP2)の要求をリクエスト信号REQにより情報源(図
示せず)を通知する。この後、情報源から応答信号RE
Sに同期して、第1の再生点の情報(XP1,YP1,
ZP1,IP1)を受信する。
第2の再生点に関する計算処理を実行する。
再生点の情報を順次要求し、それぞれの再生点ごとに、
第1の再生点の場合と同様の計算処理を実行し、第1フ
レームに関するホログラムを作成する。
最終の再生点までの計算処理が終了すると、制御部18
0が、選択信号SEL1によって、選択器170が、ホ
ログラムメモリ部1601からの出力IO1を選択して出
力する。
作成を開始する。
て、制御部180が、リセット信号RST2を発行して
ホログラムメモリ部1602のホログラムメモリ161
の内容をリセットする。また、選択信号SEL2によっ
て、選択器153からの出力値と選択器154からの出
力値との組合せとして、初期値である(xz,yz)を選
択する。
1にかえてライト信号WRT2を発行することを除い
て、第1フレームの場合と同様の処理を行なって、第2
フレームに関するホログラムを作成する。
すると、制御部180が、選択信号SEL1によって、
選択器170が、ホログラムメモリ部1602からの出
力IO 2を選択して出力する。
フレームと同様の処理を行ない、偶数番目フレームにつ
いては第2フレームと同様の処理を行なう。
5は、本発明のホログラム作成装置の第2実施形態の構
成図である。本実施形態は、ゾーンプレートを半平面に
限定して、ホログラムを作成する。なお、本実施形態で
も、第1実施形態と同様に、座標系(x,y,z)を、
ホログラム面がz=0におけるxy平面となるように選
択している。
ム作成装置200は、(a)再生点の座標値および輝度
(XP,YP,ZP,IP)を受信し、ホログラム座標値
(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを発生するホロ
グラム計算部290と、(b)ホログラム座標値
(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを受信し、受信
したホログラム座標値(xh,yh)に応じた領域に格納
されていたホログラム値IO1に、受信した個別ホログラ
ム値Ihを累積加算して格納するホログラムメモリ部1
601と、(c)ホログラム座標値(xh,yh)と個別
ホログラム値Ihとを受信し、受信したホログラム座標
値(xh,yh)に応じた領域に格納されていたホログラ
ム値Io2に、受信した個別ホログラム値Ihを累積加算
して格納する、ホログラムメモリ部1601と交互に動
作するホログラムメモリ部1602と、(d)ホログラ
ムメモリ部1601の出力IO1およびホログラムメモリ
部1602の出力IO2のいずれか一方を選択して出力す
る選択器170と、(e)ホログラム作成装置の動作全
体を制御する制御部280とを備える。
0は、第1実施形態のホログラム計算部190と比べ
て、ゾーンプレート座標値発生部120をゾーンプレー
ト座標値発生部220とし、ホログラム座標値算出部1
50をホログラム座標値算出部250とした点が異な
る。
0の構成図である。図6に示すように、ゾーンプレート
座標値発生部220は、ゾーンプレート座標値発生部1
20と比べて、符号変換器121を0発生器221とし
た点のみが異なる。すなわち、ゾーンプレート座標値発
生部220が発生するゾーンプレート座標値(xz,
yz)は、yz≧0の半平面に限定される。
構成図である。図7に示すように、ホログラム座標値算
出部250は、選択器153を4入力の選択器253と
し、選択器154を4入力の選択器254とした点が異
なる。
(xz,yz)に基づき、制御部280から受信した選択
信号SEL3に応じて、選択器253の出力と選択器2
54の出力との組合せが、(xz,−yz)、(−xz,
−yz)、(−yz,xz)、および(−yz,−xz)の
4種となる。
80と比べて、選択信号SEL2に代えてSEL3を発
行する点のみが異なる。
は、ゾーンプレート座標値発生部220とホログラム座
標値算出部250との作用により、ゾーンプレート値を
半平面に限定して計算する点を除いて、第1実施形態と
同様に動作してホログラムを作成する。
8は、本発明のホログラム作成装置の第3実施形態の構
成図である。本実施形態は、第1実施形態におけるホロ
グラムの作成を所定の領域ごと並列動作させて、高速に
実行する。なお、本実施形態でも、第1実施形態と同様
に、座標系(x,y,z)を、ホログラム面がz=0に
おけるxy平面となるように選択している。
ム作成装置300は、(a)再生点の座標値および輝度
(XP,YP,ZP,IP)を受信し、受信順に再生点の座
標値および輝度(XP,YP,ZP,IP)を出力するマル
チプレクサ310と、(b)xy座標値(XP,YP)に
応じたN個の領域に対応して配設された、再生点の座標
値および輝度(XP,YP,ZP,IP)を受信し、ホログ
ラム座標値(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを発
生するホログラム計算部1901〜190Nと、(c)ホ
ログラム計算部1901〜190Nごとに配設され、ホロ
グラム計算部1901〜190Nから出力されたホログラ
ム座標値(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを受信
して一時的に格納し、受信順に出力するファストインフ
ァストアウト(FIFO)バッファ3201〜320
Nと、(d)FIFOバッファ3201〜320Nからの
出力を受信し、ホログラム座標値(xh,yh)に応じた
N個の領域に対応して出力するクロスバースイッチ33
0と、(e)ホログラム座標値(xh,yh)に応じたN
個の領域に対応して配設された、ホログラム座標値(x
h,yh)と個別ホログラム値Ihとを受信し、受信した
ホログラム座標値(xh,yh)に応じた領域に格納され
ていたホログラム値IO1に、受信した個別ホログラム値
Ihを累積加算して格納するホログラムメモリ部160
11〜1601Mを備えるホログラムメモリブロック340
1と、(f)ホログラム座標値(xh,yh)に応じたN
個の領域に対応して配設された、ホログラム座標値(x
h,yh)と個別ホログラム値Ihとを受信し、ホログラ
ム座標値(xh,yh)と個別ホログラム値Ihとを受信
し、受信したホログラム座標値(xh,yh)に応じた領
域に格納されていたホログラム値IO2に、受信した個別
ホログラム値Ihを累積加算して格納するホログラムメ
モリ部16021〜1602Mを備えるホログラムメモリブ
ロック3401と交互に動作するホログラムメモリブロ
ック3402と、(d)ホログラムメモリブロック34
01の出力IO1およびホログラムメモリブロック3402
の出力IO2のいずれか一方を選択して出力する選択器1
70と、(e)ホログラム作成装置の動作全体を制御す
る制御部380とを備える。
は、以下のようにして、ホログラムを計算により作成す
る。
て、制御部380が、選択信号SEL1によって、選択
器170からの出力として、ホログラムメモリブロック
3402からの出力IO2を選択する。そして、制御部3
80が、リセット信号RST1を発行してホログラムメ
モリブロック3401のホログラムメモリ部16011〜
1601Mのホログラムメモリ161の内容をリセットす
る。また、選択信号SEL2によって、ホログラム計算
部1901〜190Nの選択器153からの出力値と選択
器154からの出力値との組合せとして、初期値である
(xz,yz)を選択する。また、ライト選択信号WSL
により、以後のホログラムの作成をホログラムメモリブ
ロック3401で行なうことを指定する。
1〜第Nの再生点の情報(XPi,YPi,ZPi,IPi)の
要求をリクエスト信号REQにより情報源(図示せず)
に通知する。この後、情報源から応答信号RESに同期
して、第1〜第Nの再生点の情報(XPi,YPi,ZPi,
IPi)を受信する。応答信号RESを受信をすると制御
部380は、ホログラム作成を開始する。
の再生点の情報(XPi,YPi,ZPi,IPi)を受信し、
ホログラム計算部1901〜190Nへ分配して出力す
る。
iが、第iの再生点の情報(XPi,YPi,ZPi,IPi)
を受信し、第1実施形態と同様にして、ホログラム座標
値(xhi,yhi)と個別ホログラム値Ihiとを発生す
る。このとき、ホログラム計算部1901〜190Nは、
並行して動作する。
ッファ3201〜320Nを経由したホログラム座標値
(xhi,yhi)と個別ホログラム値Ihiとを受信する。
そして、受信したホログラム座標値(xhi,yhi)に応
じた領域に対応して配設されたホログラムメモリ部16
01j(j=1〜M)へ向けて、ライト信号WRT1jを
添えて出力する。
向けて出力すべきホログラム座標値が複数存在する場合
には、クロスバースイッチ330は、優先度の高い順序
で、順次、ホログラム座標値をライト信号WRT1jを
添えて出力する。
ホログラム座標値(xhi,yhi)と個別ホログラム値I
hiとライト信号WRT1jとを受信した、ホログラムメ
モリ部1601jは、第1実施例で説明したように動作し
て、ホログラムメモリ161の内容を更新する。
01〜190Nとクロスバースイッチ330とが並行動作
して、ホログラムメモリブロック3401の格納内容を
更新する。
部1901〜190Nの動作の完了がEND1〜ENDNで
通知され、かつ、クロスバースイッチ330からFIF
Oバッファ3201〜320Nの全てが空になったことが
WEDで通知されると、制御部380は、第1〜第Nの
再生点の情報(XPi,YPi,ZPi,IPi)に関する処理
が終了したことを認識する。
報(XPi,YPi,ZPi,IPi)の要求をリクエスト信号
REQにより情報源に通知する。以後、第1〜第Nの再
生点の場合と同様にして、第(N+1)〜第2Nの再生
点に関する処理を行なう。
同様に処理し、第1フレームのホログラムを作成する。
最終の再生点までの計算処理が終了すると、制御部38
0が、選択信号SEL1によって、選択器170が、ホ
ログラムメモリブロック3401からの出力IO1を選択
して出力する。
作成を開始する。
て、制御部380が、リセット信号RST2を発行して
ホログラムメモリブロック3402のホログラムメモリ
部16021〜1602Mのホログラムメモリ161の内容
をリセットする。また、選択信号SEL2によって、選
択器153からの出力値と選択器154からの出力値と
の組合せとして、初期値である(xz,yz)を選択す
る。
SLによって、以後のホログラムの作成をホログラムメ
モリブロック3402で行なうことを指定する。そし
て、クロスバースイッチ330がライト信号WRT2を
発行することを除いて、第1フレームの場合と同様の処
理を行なって、第2フレームに関するホログラムをホロ
グラムメモリブロック3402で作成する。
すると、制御部380が、選択信号SEL1によって、
選択器170が、ホログラムメモリブロック3402か
らの出力IO2を選択して出力する。
フレームと同様の処理を行ない、偶数番目フレームにつ
いては第2フレームと同様の処理を行なう。
でホログラムを作成することができる。
ログラム計算部1901〜190Nに代えて、第2実施形
態のホログラム計算部2901〜290Nを採用すること
も可能である。この場合、制御部380を変形して、選
択信号SEL2に代えて第2実施形態のようにSEL3
を発行するようにする必要がある。
図9は、本発明のホログラフィ表示装置の第1実施形態
の構成図である。図9に示すように、本実施形態のホロ
グラフィ表示装置は、表示対象体の輝点の座標値と輝度
値とから表示対象体の3次元形態を表示するホログラフ
ィ表示装置であって、(a)右目用ホログラム情報が書
込まれ、右目用光源520rからの右目用読み出し光の
照射によって右目用の3次元情報を担った光を発生する
右目用空間光変調器510rと、(b)右目用の3次元
情報を担った光を受信し、右目の視点位置に導く右目用
光学系530rと、(c)左目用ホログラム情報が書込
まれ、左目用光源520lからの左目用読み出し光の照
射によって左目用の3次元情報を担った光を発生する左
目用空間光変調器510lと、(d)左目用の3次元情
報を担った光を受信し、左目の視点位置に導く左目用光
学系530lと、(e)格納装置410から輝点の座標
値を受信し、右目の視点における右目座標系の座標値に
変換する右目用座標変換器420rと、(f)虚像の座
標値である右目座標系の座標値を受信し、右目用実像の
座標値に変換する右目用虚像実像変換器430rと、
(g)右目用実像の座標値および輝点の輝度値とを再生
点の座標値および輝度値として受信し、ホログラム面上
での右目用ホログラム値を算出する右目用のホログラム
作成装置100rと、(h)右目用ホログラム値を受信
し、右目用空間光変調器510rを駆動して受信した右
目用ホログラム値を書込む右目用駆動器440rと、
(i)格納装置410から輝点の座標値を受信し、左目
の視点における左目座標系の座標値に変換する左目用座
標変換器420lと、(j)虚像の座標値である左目座
標系の座標値を受信し、左目用実像の座標値に変換する
左目用虚像実像変換器430lと、(k)左目用実像の
座標値および輝点の輝度値とを再生点の座標値および輝
度値として受信し、ホログラム面上での左目用ホログラ
ム値を算出する左目用のホログラム作成装置100
lと、(l)左目用ホログラム値を受信し、左目用空間
光変調器510lを駆動して受信した左目用ホログラム
値を書込む左目用駆動器440とを備える。
位相振幅変調型の液晶パネルを好適に採用できる。
レーザ光源521と、(ii)レーザ光源521から出
力された光を平行光化するコリメート光学系522と、
(iii)コリメート光学系522から出力された光の
進路を変更するミラー523と、(iv)ミラー523
を経由した光の特定の偏光成分を選択して出力する偏光
板524とを備える。
(i)空間光変調器510を経由した光の特定の偏光成
分を選択して出力する偏光板531と、(ii)偏光板
531を経由した光を視点PrまたはPlに集光するレン
ズ532と、(iii)レンズ532を経由した光を視
点PrまたはPlへ導くミラー533およびミラー534
とを備える。
間の距離を値Wとし、視点PrおよびPlからZO方向に
距離Lだけ離れた位置に物体座標系(XO,YO,ZO)
を図9のように設定する。また、格納装置410には、
物体座標系で3次元物体を構成する輝点の座標と輝度
(XP,YP,ZP,IP)が格納されている。
以下のようにして、表示対象体の3次元形態を表示す
る。
装置410から輝点の座標値(XP,YP,ZP)を受信
し、
re,Yre,Zre)に変換する。また、左目用座標変換器
420lが、輝点の座標値(XP,YP,ZP)を受信し、
Yle,Zle)の座標値に変換する。
虚像の座標値である右目座標系の座標値(Xre,Yre,
Zre)を受信し、
変換する。また、左目用虚像実像変換器430lが、虚
像の座標値である左目座標系の座標値を受信し、
変換する。
0rが、右目用実像の座標値(Xrs,Yrs,Zrs)およ
び輝点の輝度値IPとを再生点の座標値および輝度値と
して受信し、ホログラム面上での右目用ホログラム値I
Orを算出するとともに、左目用のホログラム作成装置1
00lが、左目用実像の座標値(Xls,Yls,Zls)お
よび輝点の輝度値IPとを再生点の座標値および輝度値
として受信し、ホログラム面上での左目用ホログラム値
IOlを算出する。
用ホログラム値IOrを受信し、右目用空間光変調器51
0rを駆動して受信した右目用ホログラム値IOrを書込
む。また、左目用駆動器440lが、左目用ホログラム
値IOlを受信し、左目用空間光変調器510lを駆動し
て受信した左目用ホログラム値IOlを書込む。
目用光源520rからの右目用読み出し光を照射して右
目用の3次元情報を担った光を発生させる。また、左目
用空間光変調器510lに、左目用光源520lからの左
目用読み出し光を照射して左目用の3次元情報を担った
光を発生させる。
3次元情報を担った光を受信し、右目の視点位置Prに
導くとともに、左目用光学系530lが左目用の3次元
情報を担った光を受信し、左目の視点位置Plに導く。
置Plから左目で観察することにより、物体座標系
(XO,YO,ZO)で、表示対象体の3次元形態を観察
することができる。
て、第1実施形態のホログラム作成装置100を使用し
たが、第3実施形態のホログラム作成装置300を使用
することも可能である。この場合には、本実施形態の場
合よりも高速で、表示対象体の3次元形態を観察するこ
とができる。
図10は、本発明のホログラフィ表示装置の第2実施形
態の構成図である。図10に示すように、本実施形態の
ホログラフィ表示装置は、第1実施形態のホログラフィ
表示装置と比べて、ホログラム作成装置510r、51
0lに代えて、ホログラム作成装置200r、200lを
採用する点、位相振幅変調型の空間光変調器100r、
100lに代えて、位相または振幅のみを変調する空間
光変調器515r、515lを採用する点、および、視点
Prの位置に0次遮光板610rおよび半平面の遮光板6
20rを、視点Plの位置に0次遮光板610lおよび半
平面の遮光板620lを更に備える点が異なる。
位相変調型の液晶パネルまたは振幅変調型の液晶パネル
を好適に採用できる。
調する空間光変調器を使用しつつ、共役像を除去して、
表示対象体の3次元形態を観察することができる。
ある。空間光変調器515にゾーンプレートの半分を書
込む。図11の場合には、ゾーンプレートの下側半分を
書込んでいる。
射すると、輝点の実像RLと虚像IM1とが発生する。
虚像IM1に関する光は、レンズ532を経由後、レン
ズ532の後焦点面において、後焦点の下側を必ず通過
する。したがって、虚像IM1に関する光は、レンズ5
32の後焦点面の後焦点の下側に配設された遮光板62
0によって除去される。一方、実像RLに関する光は、
レンズ532を経由後、レンズ532の後焦点面におい
て、後焦点の上側を通過する。したがって、虚像IM1
に関する光は、遮光板620によって除去されることは
ない。
調成分は、レンズ532の後焦点面において、後焦点に
集中する。したがって、レンズ532の後焦点に配設さ
れた0次遮光板610によって除去される。
620の後側から観察すれば、共役像が除去された状態
で、実像RLをレンズ523による虚像として虚像IM
2のみを観測することができる。
される像を観測することになるが、共役像の除去の原理
は、上記の一点の場合と同様である。
も、上記の原理を右目および左目ごとに実施すればよ
い。
以下のようにして、表示対象体の3次元形態を表示す
る。
装置410から輝点の座標値(XP,YP,ZP)を受信
し、第1実施形態のホログラフィ表示装置と同様にし
て、右目の視点における右目座標系の座標値(Xre,Y
re,Zre)に変換する。また、左目用座標変換器420
lが、輝点の座標値(XP,YP,ZP)を受信し、第1実
施形態のホログラフィ表示装置と同様にして、左目の視
点における左目座標系(Xle,Yle,Zle)の座標値に
変換する。
虚像の座標値である右目座標系の座標値(Xre,Yre,
Zre)を受信し、第1実施形態のホログラフィ表示装置
と同様にして、右目用実像の座標値(Xrs,Yrs,
Zrs)に変換する。また、左目用虚像実像変換器430
lが、虚像の座標値である左目座標系の座標値を受信
し、第1実施形態のホログラフィ表示装置と同様にし
て、左目用実像の座標値(Xls,Yls,Zls)に変換す
る。
0rが、右目用実像の座標値(Xrs,Yrs,Zrs)およ
び輝点の輝度値IPとを再生点の座標値および輝度値と
して受信し、ホログラム面上でのゾーンプレートの下側
半分に基づく右目用ホログラム値IOrを算出するととも
に、左目用のホログラム作成装置100lが、左目用実
像の座標値(Xls,Yls,Zls)および輝点の輝度値I
Pとを再生点の座標値および輝度値として受信し、ホロ
グラム面上でのゾーンプレートの下側半分に基づく左目
用ホログラム値IOlを算出する。
用ホログラム値IOrを受信し、右目用空間光変調器51
0rを駆動して受信した右目用ホログラム値IOrを書込
む。また、左目用駆動器440lが、左目用ホログラム
値IOlを受信し、左目用空間光変調器510lを駆動し
て受信した左目用ホログラム値IOlを書込む。
目用光源520rからの右目用読み出し光を照射して右
目用の3次元情報を担った光を発生させる。また、左目
用空間光変調器510lに、左目用光源520lからの左
目用読み出し光を照射して左目用の3次元情報を担った
光を発生させる。
3次元情報を担った光を受信し、右目の視点位置Prに
導くとともに、左目用光学系530lが左目用の3次元
情報を担った光を受信し、左目の視点位置Plに導く。
板610rおよび遮光板620rで共役像に関連する光が
遮断される。また、視点位置Plにおいて、0次遮光板
610lおよび遮光板620lで共役像に関連する光が遮
断される。
置Plから左目で観察することにより、物体座標系
(XO,YO,ZO)で、共役像を除去した状態での表示
対象体の3次元形態を観察することができる。
て、第2実施形態のホログラム作成装置200を使用し
たが、第3実施形態で説明した、第3実施形態のホログ
ラム作成装置300の変形を使用することも可能であ
る。この場合には、本実施形態の場合よりも高速で、表
示対象体の3次元形態を観察することができる。
ログラム作成装置およびホログラム作成方法によれば、
ゾーンプレート値の計算にあたって必須である、三角関
数演算や平方根演算を使用する計算を想定値について予
め計算しておき、テーブル化したので、簡単な構成で高
速に計算機ホログラムを計算することができる。
れば、本発明のホログラム作成装置を使用したので、計
算機ホログラムに基づいて3次元像を高速で表示する。
構成図である。
成図である。
である。
る。
構成図である。
成図である。
である。
構成図である。
の構成図である。
態の構成図である。
…半径値発生部110、120,220…ゾーンプレー
ト座標値発生部、130…半径値発生部、135…ゾー
ンプレート値発生部、140…乗算器、150,250
…ホログラム座標値算出部、160…ホログラムメモリ
部、170…選択器、180,280,380…制御
部、190…ゾーンプレート計算部、310…マルチプ
レクサ、320…FIFO、330…クロスバースイッ
チ、340…ホログラムメモリブロック、410…格納
装置、420…座標変換器、430…虚像実像変換器、
440…駆動器、510,515…空間光変調器、52
0…光源、530…光学系、610…0次遮光板、62
0…遮光板。
Claims (7)
- 【請求項1】 1つ以上の再生点の3次元座標値と輝度
値とを入力し、ホログラム面上でのゾーンプレート値で
あるホログラム値を算出するホログラム作成装置であっ
て、 前記再生点の座標値を受信し、前記再生点と前記ホログ
ラム面との間の再生距離に応じたゾーンプレート値を算
出すべき円領域の半径値であるゾーンプレート半径値
を、予め格納された値の中から選択して発生する半径値
発生部と、 前記ゾーンプレート半径値を受信し、前記ゾーンプレー
ト値を算出すべき円領域内のゾーンプレート値を算出す
るべき点の、前記ゾーンプレート値を算出すべき円領域
の中心を原点とするゾーンプレート座標値を発生する、
ゾーンプレート座標値発生部と、 前記ゾーンプレート座標値と前記再生距離とを受信し、
予め格納された個別ゾーンプレート値の中から、受信し
た前記ゾーンプレート座標値と前記再生距離とに応じた
個別ゾーンプレート値を、予め格納された値の中から選
択して出力するゾーンプレート値発生部と、 前記個別ゾーンプレート値と前記再生点の輝度値とを受
信し、乗算して個別ホログラム値を算出する乗算部と、 前記再生点の座標値と前記ゾーンプレート座標値とを受
信し、前記ホログラム面上のホログラム座標値を算出す
るホログラム座標値算出部と、 前記ホログラム座標値と前記個別ホログラム値とを受信
し、受信した前記ホログラム座標値に応じた領域に格納
されていたホログラム値に受信した前記個別ホログラム
値を累積加算して格納するホログラムメモリ部とを備え
る、ことを特徴とするホログラム作成装置。 - 【請求項2】 前記半径値発生部は、格納されたゾーン
プレート半径値の中から、受信した前記再生点の座標値
に応じたゾーンプレート半径値を選択して出力するゾー
ンプレート半径値テーブルを備える、ことを特徴とする
請求項1記載のホログラム作成装置。 - 【請求項3】 前記ゾーンプレート座標値発生部は、前
記ゾーンプレート値を算出すべき円領域中の中心角が4
5°の扇形の領域内のゾーンプレート座標値を発生する
ゾーンプレート座標発生器を備え、 前記ホログラム座標発生部は、 受信した前記ゾーンプレート座標値のゾーンプレート値
が同一のゾーンプレート値となる8種の等価ゾーンプレ
ート座標値を発生する等価座標算出器と、 前記再生点の座標値と前記等価ゾーンプレート座標値と
を受信し、前記ホログラム面上のホログラム座標値を算
出するホログラム座標値算出器とを備える、ことを特徴
とする請求項1記載のホログラム作成装置。 - 【請求項4】 前記再生点の座標値と輝度値とを受信
し、受信した前記再生点の座標値に応じた出力経路から
受信した前記再生点の座標値と輝度値とを出力するマル
チプレクサを更に備え、 前記半径値発生部は、夫々の前記マルチプレクサの出力
経路に応じて、前記再生点の座標値を受信し、前記再生
点と前記ホログラム面との間の再生距離に応じたゾーン
プレート値を算出すべき領域の半径値であるゾーンプレ
ート半径値を発生する半径値発生器を備え、 前記ゾーンプレート座標値発生部は、夫々の前記マルチ
プレクサの出力経路に応じて、前記ゾーンプレート半径
値を受信し、前記ゾーンプレート値を算出すべき領域内
のゾーンプレート値を算出するべき点の、前記ゾーンプ
レート値を算出すべき領域の中心を原点とするゾーンプ
レート座標値を発生するゾーンプレート座標値発生器を
備え、 前記ゾーンプレート値発生部は、夫々の前記マルチプレ
クサの出力経路に応じて、前記ゾーンプレート座標値と
前記再生距離とを受信し、格納された個別ゾーンプレー
ト値の中から、受信した前記ゾーンプレート座標値と前
記再生距離とに応じた個別ゾーンプレート値を選択して
出力するゾーンプレート値発生器を備え、 前記乗算部は、夫々の前記マルチプレクサの出力経路に
応じて、前記個別ゾーンプレート値と前記再生点の輝度
値とを受信し、乗算して個別ホログラム値を算出する乗
算器を備え、 前記ホログラム座標値算出部は、夫々の前記マルチプレ
クサの出力経路に応じて、前記再生点の座標値と前記ゾ
ーンプレート座標値と受信し、前記ホログラム面上のホ
ログラム座標値を算出するホログラム座標値算出器を備
え、 前記マルチプレクサの出力経路ごとの前記個別ホログラ
ム値および前記ホログラム座標値を受信し、受信した前
記ホログラム座標値に応じた出力経路から受信した前記
個別ホログラム値および前記ホログラム座標値を出力す
るクロスバースイッチを更に備え、 前記ホログラムメモリ部は、前記クロスバースイッチの
出力経路ごとに、前記ホログラム座標値と前記個別ホロ
グラム値とを受信し、受信した前記ホログラム座標値に
応じた領域に格納されていたホログラム値に受信した前
記個別ホログラム値を累積加算して格納するホログラム
メモリを備える、 ことを特徴とする請求項1記載のホログラム作成装置。 - 【請求項5】 前記乗算器は、前記個別ホログラム値を
一時的に格納する第1のファストインファストアウトバ
ッファを備え、 前記ホログラム座標値算出器は、前記ホログラム座標値
を一時的に格納する第2のファストインファストアウト
バッファを備える、 ことを特徴とする請求項4記載のホログラム作成装置。 - 【請求項6】 1つ以上の再生点の3次元座標値と輝度
値とを入力し、ホログラム面上でのゾーンプレート値で
あるホログラム値を算出するホログラム作成方法であっ
て、 前記再生点の座標値を受信し、前記再生点と前記ホログ
ラム面との間の再生距離に応じたゾーンプレート値を算
出すべき円領域の半径値であるゾーンプレート半径値を
発生する第1のステップと、 前記ゾーンプレート半径値を受信し、前記ゾーンプレー
ト値を算出すべき円領域内のゾーンプレート値を算出す
るべき点の、前記ゾーンプレート値を算出すべき円領域
の中心を原点とするゾーンプレート座標値を発生する第
2のステップと、 前記ゾーンプレート座標値と前記再生距離とを受信し、
格納された個別ゾーンプレート値の中から、受信した前
記ゾーンプレート座標値と前記再生距離とに応じた個別
ゾーンプレート値を選択して出力する第3のステップ
と、 前記個別ゾーンプレート値と前記再生点の輝度値とを受
信し、乗算して個別ホログラム値を算出する第4のステ
ップと、 前記再生点の座標値と前記ゾーンプレート座標値とを受
信し、前記ホログラム面上のホログラム座標値を算出す
る第5のステップと、 前記ホログラム座標値と前記個別ホログラム値とを受信
し、受信した前記ホログラム座標値に応じた領域に格納
されていたホログラム値に受信した前記個別ホログラム
値を累積加算して格納する第6のステップとを備える、
ことを特徴とするホログラム作成方法。 - 【請求項7】 表示対象体の輝点の座標値と輝度値とか
ら前記表示対象体の3次元形態を表示するホログラフィ
表示装置であって、 右目用ホログラム情報が書込まれ、右目用読み出し光の
照射によって右目用の3次元情報を担った光を発生する
右目用空間光変調器と、 前記右目用の3次元情報を担った光を受信し、右目の視
点位置に導く右目用光学系と、 左目用ホログラム情報が書込まれ、左目用読み出し光の
照射によって左目用の3次元情報を担った光を発生する
左目用空間光変調器と、 前記左目用の3次元情報を担った光を受信し、左目の視
点位置に導く左目用光学系と、 前記輝点の座標値を受信し、右目の視点における右目座
標系の座標値に変換する右目用座標変換器と、 虚像の座標値である前記右目座標系の座標値を受信し、
右目用実像の座標値に変換する右目用虚像実像変換器
と、 前記右目用実像の座標値および前記輝点の輝度値とを再
生点の座標値および輝度値として受信し、ホログラム面
上での右目用ホログラム値を算出する右目用の請求項1
のホログラム作成装置と、 前記右目用ホログラム値を受信し、前記右目用空間光変
調器を駆動して受信した前記右目用ホログラム値を書込
む右目用駆動器と、 前記輝点の座標値を受信し、左目の視点における左目座
標系の座標値に変換する左目用座標変換器と、 虚像の座標値である前記左目座標系の座標値を受信し、
左目用実像の座標値に変換する左目用虚像実像変換器
と、 前記左目用実像の座標値および前記輝点の輝度値とを再
生点の座標値および輝度値として受信し、ホログラム面
上での左目用ホログラム値を算出する左目用の請求項1
のホログラム作成装置と、 前記左目用ホログラム値を受信し、前記左目用空間光変
調器を駆動して受信した前記左目用ホログラム値を書込
む左目用駆動器とを備えることを特徴とするホログラフ
ィ表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6978497A JP4028908B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ホログラム作成装置、ホログラム作成方法およびホログラフィ表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6978497A JP4028908B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ホログラム作成装置、ホログラム作成方法およびホログラフィ表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10268739A true JPH10268739A (ja) | 1998-10-09 |
JP4028908B2 JP4028908B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=13412743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6978497A Expired - Fee Related JP4028908B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ホログラム作成装置、ホログラム作成方法およびホログラフィ表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4028908B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003005616A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 計算機ホログラム作成方法および装置 |
JP2006331020A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 畳み込み積分演算装置 |
WO2012147271A1 (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | パナソニック株式会社 | 表示装置 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP6978497A patent/JP4028908B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003005616A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 計算機ホログラム作成方法および装置 |
JP2006331020A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 畳み込み積分演算装置 |
WO2012147271A1 (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-01 | パナソニック株式会社 | 表示装置 |
CN102959477A (zh) * | 2011-04-27 | 2013-03-06 | 松下电器产业株式会社 | 显示装置 |
US9134700B2 (en) | 2011-04-27 | 2015-09-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Display device |
JP5927559B2 (ja) * | 2011-04-27 | 2016-06-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4028908B2 (ja) | 2008-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
St-Hilaire et al. | Electronic display system for computational holography | |
JP4133832B2 (ja) | カラー動画ホログラフィ再生装置 | |
EP1800192B1 (en) | Method and device for computing computer-generated video holograms | |
US7768684B2 (en) | 3D display | |
KR101496799B1 (ko) | 실시간 컬러 비디오 홀로그램 렌더링 및 생성 방법 | |
KR101550934B1 (ko) | 3d-렌더링 그래픽 파이프 라인의 확장을 위한 실시간 비디오 홀로그램 생성 방법 | |
JP2010511899A (ja) | コンピュータ合成ホログラム | |
WO2005120084A2 (en) | Three dimensional displays | |
JP2010501905A (ja) | 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 | |
EP3894962B1 (en) | Holographic display system and method | |
Bove Jr et al. | Real-time holographic video images with commodity PC hardware | |
CN111176094B (zh) | 一种激光全息投影显示方法和装置 | |
JP2018180261A (ja) | ホログラム生成装置、ホログラム生成プログラムおよびホログラフィックプロジェクションシステム | |
JP4189879B2 (ja) | 生成装置、生成方法、プログラム、及び記録媒体 | |
US20040021918A1 (en) | 3D Display | |
Hilaire et al. | Electronic display system for computational holography | |
JP2004516498A (ja) | 改良型3dディスプレイ | |
USRE43088E1 (en) | Computation of computer generated holograms | |
JP2009540353A (ja) | エレクトロホログラフィックディスプレイにおける実効画素ピッチを低減する方法及び低減された実効画素ピッチを含むエレクトロホログラフィックディスプレイ | |
JP4028908B2 (ja) | ホログラム作成装置、ホログラム作成方法およびホログラフィ表示装置 | |
EP1327182A2 (en) | Holographic stereogram printing apparatus and a method therefor | |
JP2007256343A (ja) | ホログラフィック立体ハードコピー作製方法および作製装置 | |
JPH10301466A (ja) | 計算機ホログラム合成方法および装置およびこの方法を記録した記録媒体 | |
KR20150073458A (ko) | 디지털 홀로그램 영상 재생 장치 및 그 장치에 의한 입체 영상 재생 방법 | |
WO2019062306A1 (zh) | 全息显示方法和全息显示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070605 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070712 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071009 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071015 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |