JPS6265072A - ３次元像表示方法 - Google Patents
３次元像表示方法Info
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- JPS6265072A JPS6265072A JP20449385A JP20449385A JPS6265072A JP S6265072 A JPS6265072 A JP S6265072A JP 20449385 A JP20449385 A JP 20449385A JP 20449385 A JP20449385 A JP 20449385A JP S6265072 A JPS6265072 A JP S6265072A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2294—Addressing the hologram to an active spatial light modulator
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2286—Particular reconstruction light ; Beam properties
- G03H2001/2292—Using scanning means
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、計算機合成ホログラフィによって立体像を得
る３次元像表示方法に関するものである。
る３次元像表示方法に関するものである。
ホログラフィは、物体からの回折波と別に用意された参
照波の干渉により作られたパターンを記録したホログラ
ムに、参照波と同一の波面を有する再生波を照射するこ
とによって、記録した上記物体の３次元像を再生する方
法をいう。一般に物体とホログラムはフーリエ変換の関
係にあるので、物体を標本化し数値的にフーリエ変換す
ることによって、ホログラムの複素振幅透過率を計算す
ることができる。このようにして得られるホログラムを
計算機ホログラムと呼ぶ。計算機ホログラムについては
、例えば雑誌アプライド・オプティックス（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ０ｐｔｉｃｓ） 、 ５巻、 １９６６年、
９６７〜９６９頁に記載された論文「計算機によって作
られた２値フラウンホーフγホログラム（Ｂｉｎａｒｙ
Ｆｒａｕｎｈ。
照波の干渉により作られたパターンを記録したホログラ
ムに、参照波と同一の波面を有する再生波を照射するこ
とによって、記録した上記物体の３次元像を再生する方
法をいう。一般に物体とホログラムはフーリエ変換の関
係にあるので、物体を標本化し数値的にフーリエ変換す
ることによって、ホログラムの複素振幅透過率を計算す
ることができる。このようにして得られるホログラムを
計算機ホログラムと呼ぶ。計算機ホログラムについては
、例えば雑誌アプライド・オプティックス（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ０ｐｔｉｃｓ） 、 ５巻、 １９６６年、
９６７〜９６９頁に記載された論文「計算機によって作
られた２値フラウンホーフγホログラム（Ｂｉｎａｒｙ
Ｆｒａｕｎｈ。
ｆｅｒ Ｈｏｌｏｇｒａｍｓ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂ
ｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ） Ｊに詳述されている。
ｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ） Ｊに詳述されている。
上記の計算機ホログラムでは、物体を標本化し、標本化
定理によってホログラム面を標本点（セル）に分解する
。標本化定理は、関数ｇ （ｘ）が空間周波数１以上の
成分を持たない時に１／２ｆの間隔で関数ｇ （ｘ）を
標本化すれば当該関数の形を一意的に定めることができ
るという定理である。従って、ホログラムの例えばＸ方
向の大きさをΔＸとしたとき、Ｘ方向の標本点数Ｎをと
すると、情報を失うことなく像を再生することができる
。このことは空間周波数面においても全く同様に成立す
る。従って物体における標本点とホログラムにおける標
本点を同一とし、上記（１）式で表わされる数Ｎとすれ
ばよい。
定理によってホログラム面を標本点（セル）に分解する
。標本化定理は、関数ｇ （ｘ）が空間周波数１以上の
成分を持たない時に１／２ｆの間隔で関数ｇ （ｘ）を
標本化すれば当該関数の形を一意的に定めることができ
るという定理である。従って、ホログラムの例えばＸ方
向の大きさをΔＸとしたとき、Ｘ方向の標本点数Ｎをと
すると、情報を失うことなく像を再生することができる
。このことは空間周波数面においても全く同様に成立す
る。従って物体における標本点とホログラムにおける標
本点を同一とし、上記（１）式で表わされる数Ｎとすれ
ばよい。
第５図は従来のホログラムの標本点の構造を示す。この
図によれば、１つの標本点の複素振幅をセル５０におけ
る開口５１で表わし、その位置ｐで位相を、その面積ｃ
−ｈ（ｃは定数）で振幅を表現しており、これにより２
値のホログラムが作られる。
図によれば、１つの標本点の複素振幅をセル５０におけ
る開口５１で表わし、その位置ｐで位相を、その面積ｃ
−ｈ（ｃは定数）で振幅を表現しており、これにより２
値のホログラムが作られる。
しかしこの方法によれば、多くの分解点数が必要となり
実用性に乏しい。これを解決するためセルを３個の開口
で表現し、これらの開口の組合わせで任意の複素振幅を
表現する方法が考案された。この方法は、雑誌アプライ
ド・オプティックス（Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ）
、 ９巻、 １９７０年、 １９４９頁に記載の論文
「Ｌｅｅの計算機・ホログラムの簡略化（ＡＳｉｍｐｌ
ｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｅ’ｓ Ｍｅｔｈｏｄ
ｏｆ ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＨｏｌｏｇｒａｍ ｂｙ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ） Ｊに詳述されている。この方法
では、ホログラム面の複素振幅分布を、ＡＭ（ξ、η）
＝ａｏ（ξ、 η）ｅｘｐ （ｉφＮ（ξ、η））・・
・・・・（２） とすれば、この式は、 Ａ）＋（ξ、η）＝ａｏ（ξ、 ７７） ＋ａ、（ξ、
η）ｅｘｐ（ｉ２ π／３）＋ａ２（ξ、η）ｅｘｐ
（ｉ４π／３）と表現できる。すなわち、この方法では
位相０゜２π／３．４π／３の各成分をベクトル的に足
し合わして任意の複素振幅を表現する。例えば、位相π
／２の場合には第６図に示す如くなる。また２値ホログ
ラムであるので、上式のａ。＋ ａｌ＋”２はそれぞれ
開口の大きさで表現される。例えば上記位相π／２の標
本点の形状は第７図に示すような２つの開口で表わされ
る。この方法によれば、位相の表示が簡単になり、且つ
振幅を開口の面積で表現するために第７図に示す如くξ
方向の分解点数は大幅に減少するが、η方向の分解点数
の緩和にはならず、本質的な解決策にならない。
実用性に乏しい。これを解決するためセルを３個の開口
で表現し、これらの開口の組合わせで任意の複素振幅を
表現する方法が考案された。この方法は、雑誌アプライ
ド・オプティックス（Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ）
、 ９巻、 １９７０年、 １９４９頁に記載の論文
「Ｌｅｅの計算機・ホログラムの簡略化（ＡＳｉｍｐｌ
ｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｅ’ｓ Ｍｅｔｈｏｄ
ｏｆ ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＨｏｌｏｇｒａｍ ｂｙ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ） Ｊに詳述されている。この方法
では、ホログラム面の複素振幅分布を、ＡＭ（ξ、η）
＝ａｏ（ξ、 η）ｅｘｐ （ｉφＮ（ξ、η））・・
・・・・（２） とすれば、この式は、 Ａ）＋（ξ、η）＝ａｏ（ξ、 ７７） ＋ａ、（ξ、
η）ｅｘｐ（ｉ２ π／３）＋ａ２（ξ、η）ｅｘｐ
（ｉ４π／３）と表現できる。すなわち、この方法では
位相０゜２π／３．４π／３の各成分をベクトル的に足
し合わして任意の複素振幅を表現する。例えば、位相π
／２の場合には第６図に示す如くなる。また２値ホログ
ラムであるので、上式のａ。＋ ａｌ＋”２はそれぞれ
開口の大きさで表現される。例えば上記位相π／２の標
本点の形状は第７図に示すような２つの開口で表わされ
る。この方法によれば、位相の表示が簡単になり、且つ
振幅を開口の面積で表現するために第７図に示す如くξ
方向の分解点数は大幅に減少するが、η方向の分解点数
の緩和にはならず、本質的な解決策にならない。
一方、ＣＲＴ等の中間調（ハーフトーン）を表現できる
プロッタを用いて多値のホログラムを作成する研究も行
われている。この方法は、例えば雑誌アプライド・オプ
ティックス（＾ｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ）、 ８巻、
１９６９年、 ２４６１〜２４７１頁に記載された論
文「ハーフトーンプロッタとそのディジタル光情報処理
への応用（Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｐｌｏｔｔｅｒ ａｎｄ
ＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔ
ａｌ ０ｐｔｉｃａｌ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ） Ｊに詳述されている。この方法では
、第８図に示すようにＣＲＴ上に表示される円型開口の
濃度で振幅を表現し、その中心位置で位相を表わす。こ
の方法においても、η方向の分解点数が大幅に減少する
が、ξ方向の分解点数は緩和されていない。
プロッタを用いて多値のホログラムを作成する研究も行
われている。この方法は、例えば雑誌アプライド・オプ
ティックス（＾ｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ）、 ８巻、
１９６９年、 ２４６１〜２４７１頁に記載された論
文「ハーフトーンプロッタとそのディジタル光情報処理
への応用（Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｐｌｏｔｔｅｒ ａｎｄ
ＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔ
ａｌ ０ｐｔｉｃａｌ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ） Ｊに詳述されている。この方法では
、第８図に示すようにＣＲＴ上に表示される円型開口の
濃度で振幅を表現し、その中心位置で位相を表わす。こ
の方法においても、η方向の分解点数が大幅に減少する
が、ξ方向の分解点数は緩和されていない。
ところで、ホログラムの分解点数と再生像の大きさには
次の関係がある。ホログラム面の標本点の大きさをδｘ
×δＸとすれば、そのホログラムから再生される像の大
きさΔＸは、 と表わされる。（３）式において、λは波長、ｆは再生
に使用するフーリエ変換レンズの焦点距離である。（３
）式によれば再生像を大きくするためには、標本点の大
きさを小さくしなければならず、標本点１個当りの分解
点数が少ないほど、再生像は大きくなるという特性を有
する。
次の関係がある。ホログラム面の標本点の大きさをδｘ
×δＸとすれば、そのホログラムから再生される像の大
きさΔＸは、 と表わされる。（３）式において、λは波長、ｆは再生
に使用するフーリエ変換レンズの焦点距離である。（３
）式によれば再生像を大きくするためには、標本点の大
きさを小さくしなければならず、標本点１個当りの分解
点数が少ないほど、再生像は大きくなるという特性を有
する。
従って前記の従来の方法を分解点数の小さい材料を使っ
たホログラムに適用する場合には、標本点１個当りの分
解点数が多くなるため再生像が小さくなり、３次元像表
示には適さないという問題を有していた。
たホログラムに適用する場合には、標本点１個当りの分
解点数が多くなるため再生像が小さくなり、３次元像表
示には適さないという問題を有していた。
本発明の目的は、分解点数の小さい材料を用いたホログ
ラムに適用した場合であっても大きな再生像を得ること
のできる３次元像表示方法を提供することにある。
ラムに適用した場合であっても大きな再生像を得ること
のできる３次元像表示方法を提供することにある。
本発明は透過あるいは反射する波面の位相と振幅を複数
の開口を含む複数のセルで表現するホログラムを用いて
３次元像を表示する方法において、前記セル内部の開口
を前記波面の位相が０゜２π／３．４π／３となる位置
に３個配置し、かつ前記開口の振幅透過率が３段階以上
に変化し得るホログラムを用いることを特徴としている
。
の開口を含む複数のセルで表現するホログラムを用いて
３次元像を表示する方法において、前記セル内部の開口
を前記波面の位相が０゜２π／３．４π／３となる位置
に３個配置し、かつ前記開口の振幅透過率が３段階以上
に変化し得るホログラムを用いることを特徴としている
。
以下に、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の第１実施例に係る３次元像表示方法
を実現する３次元像表示装置の構成を示す。この図にお
いて、例えば３つの半導体レーザを配置して成るレーザ
アレイ等の単色光源１から出射された３本の各光ビーム
Ｌは、複数のレンズによって構成されるビーム整形光学
系２を透過し、音響光学素子等から成る光偏向装置３及
び回転多面鏡等から成る光走査装置４によって液晶ライ
トバルブ等の光空間変調素子５に照射され、これを走査
する。この場合、３本の光ビームＬはそれぞれ光空間変
調素子５の１つの標本点の各位相の分解点を走査する。
を実現する３次元像表示装置の構成を示す。この図にお
いて、例えば３つの半導体レーザを配置して成るレーザ
アレイ等の単色光源１から出射された３本の各光ビーム
Ｌは、複数のレンズによって構成されるビーム整形光学
系２を透過し、音響光学素子等から成る光偏向装置３及
び回転多面鏡等から成る光走査装置４によって液晶ライ
トバルブ等の光空間変調素子５に照射され、これを走査
する。この場合、３本の光ビームＬはそれぞれ光空間変
調素子５の１つの標本点の各位相の分解点を走査する。
一方、コンピュータ等の画像処理装置６によって生成さ
れた３次元画像のホログラムを、ＣＰ−ＩＢ等のインク
フェイスを有する高速フーリエ変換プロセッサ７を用い
て生成する。
れた３次元画像のホログラムを、ＣＰ−ＩＢ等のインク
フェイスを有する高速フーリエ変換プロセッサ７を用い
て生成する。
この演算結果を、ＣＰ−ＩＢ等のインクフェイスを有す
るマイコン等の制御装置８によって光空間変調素子５の
濃度階調数に応じて量子化する。制御装置８は、ＣＰ−
ＩＢ等のインクフェイスを備えた３個の出力を有する電
源９を制御し、上記単色光１ｉ１１Ｎ１の各半導体レー
ザに対し上記量子化のレベルに対応する注入電流を流す
ようにする。これによって単色光源ｌから出射される各
光ビームの強度が変化し、光空間変調素子５において照
射光の強度によって透過率が変化する。
るマイコン等の制御装置８によって光空間変調素子５の
濃度階調数に応じて量子化する。制御装置８は、ＣＰ−
ＩＢ等のインクフェイスを備えた３個の出力を有する電
源９を制御し、上記単色光１ｉ１１Ｎ１の各半導体レー
ザに対し上記量子化のレベルに対応する注入電流を流す
ようにする。これによって単色光源ｌから出射される各
光ビームの強度が変化し、光空間変調素子５において照
射光の強度によって透過率が変化する。
前記光偏向装置３では、ＧＰ−ＩＢ等のインクフェイス
を有するファンクションジェネレータ等の波形形成装置
１０によって走査位置に対応する周波数を発生させ、こ
の周波数が音響光学素子駆動装置等の光偏向素子駆動装
置１１を介して光偏向素子上に与えられるように構成さ
れている。また前記光走査装置４は常に一定速度で光空
間変調素子５を走査するように制御される。上記のよう
な構成によって光空間変調素子５にホログラムが描画さ
れる。
を有するファンクションジェネレータ等の波形形成装置
１０によって走査位置に対応する周波数を発生させ、こ
の周波数が音響光学素子駆動装置等の光偏向素子駆動装
置１１を介して光偏向素子上に与えられるように構成さ
れている。また前記光走査装置４は常に一定速度で光空
間変調素子５を走査するように制御される。上記のよう
な構成によって光空間変調素子５にホログラムが描画さ
れる。
以上の如くしてホログラムが描画された後に、単色光源
ｌの発光を停止せしめ、単色光＃１と同一の波長を有す
る別の単色光源１２を電源１３によって発光させる。単
色光源１２から出射された光はビーム整形光学系１４を
透過して光空間変調素子５に照射される。光空間変調素
子５へのビームの入射角はホログラムの回折方向に設定
する。これによりフＩＪ工変換レンズ１５を通して、光
空間変調素子５から再生される物体の虚像を観測するこ
とができる。
ｌの発光を停止せしめ、単色光＃１と同一の波長を有す
る別の単色光源１２を電源１３によって発光させる。単
色光源１２から出射された光はビーム整形光学系１４を
透過して光空間変調素子５に照射される。光空間変調素
子５へのビームの入射角はホログラムの回折方向に設定
する。これによりフＩＪ工変換レンズ１５を通して、光
空間変調素子５から再生される物体の虚像を観測するこ
とができる。
次に上記３次元像表示装置による３次元像表示方法の原
理、作用を説明する。物体面の複素振幅分布を、 ＡＯ（Ｘ、 ｙ） ＝ａｏ（ｘ＋ ｙ）ｅｘｐ （ｉφ
ｏ（ｘ、 ｙ） ）・・・・・・（４） とすると、ホログラム面の複素振幅分布Ａ ｕ （ξ、
η）は、（４）式をフーリエ変換することによりＡ、（
ξ、η） ＝ＳＳＡｏ（ｘ、 ３／）ｅｘｐ（２ｚｒｉ（ｘξ＋ｙ
）７））ｄｘｄｙ・・・・・・（５） として得られる。ここで、 Ａ、（ξ、η） ＝ａＨ（ξ、 η）ｅｘｐ （１＜６Ｈ（ξ、η））
・・−・−（６）で表わされるａ□（ξ、η）と
φ、（ξ、η）を適当な方法で表現すればよい。物体を
標本化することにより、ホログラムも前述の標本化定理
によって標本化される。前述した通り、１つの標本点を
位相０．２π／３，４π／３の３つの位置の開口の組合
せで表現できる。従来方法の場合は２値としていたため
振幅を開口の面積で表現していたが、多値することによ
って振幅を標本点の振幅透過率で表現することができる
。
理、作用を説明する。物体面の複素振幅分布を、 ＡＯ（Ｘ、 ｙ） ＝ａｏ（ｘ＋ ｙ）ｅｘｐ （ｉφ
ｏ（ｘ、 ｙ） ）・・・・・・（４） とすると、ホログラム面の複素振幅分布Ａ ｕ （ξ、
η）は、（４）式をフーリエ変換することによりＡ、（
ξ、η） ＝ＳＳＡｏ（ｘ、 ３／）ｅｘｐ（２ｚｒｉ（ｘξ＋ｙ
）７））ｄｘｄｙ・・・・・・（５） として得られる。ここで、 Ａ、（ξ、η） ＝ａＨ（ξ、 η）ｅｘｐ （１＜６Ｈ（ξ、η））
・・−・−（６）で表わされるａ□（ξ、η）と
φ、（ξ、η）を適当な方法で表現すればよい。物体を
標本化することにより、ホログラムも前述の標本化定理
によって標本化される。前述した通り、１つの標本点を
位相０．２π／３，４π／３の３つの位置の開口の組合
せで表現できる。従来方法の場合は２値としていたため
振幅を開口の面積で表現していたが、多値することによ
って振幅を標本点の振幅透過率で表現することができる
。
次に物体面の標本化数を１０００ Ｘ １０００と仮定
すると、この発明による方法ではホログラムにおける必
要な分解点数は１０００ Ｘ３０００である。ホログラ
ムとして例えば３０Ｘ３０關の寸法で３０００ Ｘ３０
００の分解点数を有する液晶ライトバルブを用いて実現
する゛場合を考えると、第２図に示す如く１つの標本点
の分解点数は、変調方向に１、変調方向と直角な方向に
３となる。この場合、量子化数はこの１ｘ３の分解点の
濃度階調数に依存する。液晶ライトバルブにもいくつか
のタイプがあるが、例えば熱書込み型は第３図に示す如
き透明基板１６．１６によるサイドウィッチ構造を有す
る。第３図において１７．１７は透明電極、１８は光吸
収膜、１９．１９は液晶配向膜、２０は液晶層であ呂。
すると、この発明による方法ではホログラムにおける必
要な分解点数は１０００ Ｘ３０００である。ホログラ
ムとして例えば３０Ｘ３０關の寸法で３０００ Ｘ３０
００の分解点数を有する液晶ライトバルブを用いて実現
する゛場合を考えると、第２図に示す如く１つの標本点
の分解点数は、変調方向に１、変調方向と直角な方向に
３となる。この場合、量子化数はこの１ｘ３の分解点の
濃度階調数に依存する。液晶ライトバルブにもいくつか
のタイプがあるが、例えば熱書込み型は第３図に示す如
き透明基板１６．１６によるサイドウィッチ構造を有す
る。第３図において１７．１７は透明電極、１８は光吸
収膜、１９．１９は液晶配向膜、２０は液晶層であ呂。
前記光空間変調素子５には例えばかかる構成を有する液
晶ライトバルブが使用される。このような液晶ライトバ
ルブから成る光空間変調素子５に対して絞り込んだ光ビ
ームＬが照射されると、光吸収膜１８で光エネルギが熱
エネルギに変換され、その部分の液晶層２０の配向が乱
れ、散乱状態となる。こうして、光ビームＬによって光
空間変調素子５にデータが書込まれ、ホログラムが作成
される。なお、書込んだデータを消去するには透明電極
１７に電圧を印加して、液晶の配向をそろえればよい。
晶ライトバルブが使用される。このような液晶ライトバ
ルブから成る光空間変調素子５に対して絞り込んだ光ビ
ームＬが照射されると、光吸収膜１８で光エネルギが熱
エネルギに変換され、その部分の液晶層２０の配向が乱
れ、散乱状態となる。こうして、光ビームＬによって光
空間変調素子５にデータが書込まれ、ホログラムが作成
される。なお、書込んだデータを消去するには透明電極
１７に電圧を印加して、液晶の配向をそろえればよい。
第１図において、２１は消去用の電源で、適時に光空間
変調素子５に電圧を印加する。
変調素子５に電圧を印加する。
また液晶ライトバルブとしては、例えば０％。
２５％、５０％、７５％、１００％の５段階の濃度を表
現できるものを用いる。第２図で示したように、１つの
標本点の０，２π／３，４π／３の各位相は３つの分解
点数を持っている。３つの分解点をすべて使う場合と、
中央の分解点のみを使う場合とでは、標本点全体として
は異なった濃度を表現できる。
現できるものを用いる。第２図で示したように、１つの
標本点の０，２π／３，４π／３の各位相は３つの分解
点数を持っている。３つの分解点をすべて使う場合と、
中央の分解点のみを使う場合とでは、標本点全体として
は異なった濃度を表現できる。
前記５階調の場合には、量子化レベル９を実現できる。
上記実施例による再生像の大きさは、前記（３）式にお
いて、λ＝６３２８人、 ｆ ＝５９ｃｍとすれば、δ
ｘ＝３０μｍに対してｌｌＸ１１ｍｍの像が再生できる
。
いて、λ＝６３２８人、 ｆ ＝５９ｃｍとすれば、δ
ｘ＝３０μｍに対してｌｌＸ１１ｍｍの像が再生できる
。
これを従来の方法で行った場合には、δＸ＝８０μｍと
なり、像の大きさは４ ｘ ４ ｍｍとなる。
なり、像の大きさは４ ｘ ４ ｍｍとなる。
次に第４図に基づいて第２実施例を説明する。
第４図は第１図と同様に３次元像表示装胃の構成を示し
、ホログラムを描画する構成は第１実施例の場合と同じ
であるので同一部分には同一符号を付している。この実
施例では、像の大きさ又は視野が十分でない場合におい
て３次元像表示装置を投射型として構成している。
、ホログラムを描画する構成は第１実施例の場合と同じ
であるので同一部分には同一符号を付している。この実
施例では、像の大きさ又は視野が十分でない場合におい
て３次元像表示装置を投射型として構成している。
第４図において、単色光源１の発光停止後単色光源１２
を発光させ、その光を複数の光学系によって構成される
ビーム整形光学系１４を通過させて光空間変調素子５に
照射している。そしてフーリエ変換レンズ１５によって
光空間変調素子５から再生される物体の実像をスクリー
ン２２に投射し、光空間変調素子５側から像を観測する
。実像は虚像と共役の関係にあり、遠近が逆転した像と
なる。これを補正するためには人力画像の遠近を逆転す
る必要がある。
を発光させ、その光を複数の光学系によって構成される
ビーム整形光学系１４を通過させて光空間変調素子５に
照射している。そしてフーリエ変換レンズ１５によって
光空間変調素子５から再生される物体の実像をスクリー
ン２２に投射し、光空間変調素子５側から像を観測する
。実像は虚像と共役の関係にあり、遠近が逆転した像と
なる。これを補正するためには人力画像の遠近を逆転す
る必要がある。
上記において、縦方向の視差を犠牲にすることにより視
野を大きくすることができる。この方法で像を再生した
場合には、例えばホログラムから３ｍ離れたスクリーン
に３３Ｘ３３ｍｍの像を作ることができる。従来の方法
では像の大きさは１２Ｘ１２＋１１０であった。なお投
射型ホログラフィの詳細については、例えば雑誌「オプ
ティックス・コミニュケーションズ（Ｏｐｔｉｃｓ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ） Ｊ３巻、８５〜８８
頁記載の論文「水平方向自己収束性ステレオスクリーン
を用いた情報量低減投射型ホログラフィ（Ｒｅｄｕｃｅ
ｄ−Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏ−ｊｅｃｔｉｏｎ
−Ｔｙｐｅ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ Ｕｓｉｎｇ Ａ
ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｙＤｉｒｅｃｔｉｏｎ−３ｅｌ
ｅｃｔｉｖｅ ５ｔｅｒｅｏｓｃｒｅｅｎ） Ｊに述べ
られている。
野を大きくすることができる。この方法で像を再生した
場合には、例えばホログラムから３ｍ離れたスクリーン
に３３Ｘ３３ｍｍの像を作ることができる。従来の方法
では像の大きさは１２Ｘ１２＋１１０であった。なお投
射型ホログラフィの詳細については、例えば雑誌「オプ
ティックス・コミニュケーションズ（Ｏｐｔｉｃｓ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ） Ｊ３巻、８５〜８８
頁記載の論文「水平方向自己収束性ステレオスクリーン
を用いた情報量低減投射型ホログラフィ（Ｒｅｄｕｃｅ
ｄ−Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏ−ｊｅｃｔｉｏｎ
−Ｔｙｐｅ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ Ｕｓｉｎｇ Ａ
ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｙＤｉｒｅｃｔｉｏｎ−３ｅｌ
ｅｃｔｉｖｅ ５ｔｅｒｅｏｓｃｒｅｅｎ） Ｊに述べ
られている。
また上記各実施例で示された本発明による３次元像表示
方法によれば、書込みと消去ができるので実時間の記録
、再生を行うことができる。
方法によれば、書込みと消去ができるので実時間の記録
、再生を行うことができる。
この方法によってホログラムを作成するために要する計
算時間は次の通りである。１０２４ポイントの１次元入
力データを１００ｍ秒でフーリエ変換する高速フーリエ
変換プロセッサを使って１０００ Ｘ １０００ポイン
トの２次元画像をフーリエ変換するのに要する時間は１
００秒である。３次元奥行き方向に１０ポイント分解さ
せた場合の計算時間は１７分となる。標本点を例えば１
２８ Ｘ １２８に減少させれば、計算時間は３２秒で
、実時間に近い表示が可能となる。
算時間は次の通りである。１０２４ポイントの１次元入
力データを１００ｍ秒でフーリエ変換する高速フーリエ
変換プロセッサを使って１０００ Ｘ １０００ポイン
トの２次元画像をフーリエ変換するのに要する時間は１
００秒である。３次元奥行き方向に１０ポイント分解さ
せた場合の計算時間は１７分となる。標本点を例えば１
２８ Ｘ １２８に減少させれば、計算時間は３２秒で
、実時間に近い表示が可能となる。
更に、書込み時において３つの光ビームＬを使うように
したため、１つの標本点の情報を一度に書き込むことが
でき、書込み時間を一層短縮することができる。
したため、１つの標本点の情報を一度に書き込むことが
でき、書込み時間を一層短縮することができる。
以上の説明で明らかなように本発明によれば、標本点１
個当たりの分解点数が少なくなるため、分解点数が十分
でないホログラム材料においても３次元像として認識可
能の大きさの像を再生することができる。
個当たりの分解点数が少なくなるため、分解点数が十分
でないホログラム材料においても３次元像として認識可
能の大きさの像を再生することができる。
第１図は本発明の第１実施例に係る３次元像表示装置の
ブロック図、 第２図はホログラムの標本点の構造を示す図、第３図は
光空間変調素子に使用した液晶ライトバルブの構造を示
す図、 第４図は本発明の第２実施例に係る３次元像表示装置の
ブロック図、 第５図は従来のホログラムの標本点の構造を示す図、 第６図はホログラムの標本点の位相を０゜２π／３．４
π／３の組合せによって表現できることを示した図、 第７図は従来のホログラムの標本点の構造を示す図、 第８図は従来のホログラムの標本点の構造を示す図であ
る。 １．１２ ・・・単色光源 ２．１４ ・・・ビーム整形光学系３ ・
・・光偏向装置 ４ ・・・光走査装置 ５ ・・・光空間変調素子 ６ ・・・画像処理装置 ７ ・・・高速フーリエ変換プロセッサ８
・・・制御装置 ９．１３．２１ ・・・電源 １０ ・・・波形形成装置 １１ ・・・光偏向素子駆動装置１５
・・・フーリエ変換レンス２２ ・
・・スクリーン 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 第２図 第３図 第５図 第６図
ブロック図、 第２図はホログラムの標本点の構造を示す図、第３図は
光空間変調素子に使用した液晶ライトバルブの構造を示
す図、 第４図は本発明の第２実施例に係る３次元像表示装置の
ブロック図、 第５図は従来のホログラムの標本点の構造を示す図、 第６図はホログラムの標本点の位相を０゜２π／３．４
π／３の組合せによって表現できることを示した図、 第７図は従来のホログラムの標本点の構造を示す図、 第８図は従来のホログラムの標本点の構造を示す図であ
る。 １．１２ ・・・単色光源 ２．１４ ・・・ビーム整形光学系３ ・
・・光偏向装置 ４ ・・・光走査装置 ５ ・・・光空間変調素子 ６ ・・・画像処理装置 ７ ・・・高速フーリエ変換プロセッサ８
・・・制御装置 ９．１３．２１ ・・・電源 １０ ・・・波形形成装置 １１ ・・・光偏向素子駆動装置１５
・・・フーリエ変換レンス２２ ・
・・スクリーン 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 第２図 第３図 第５図 第６図
Claims (1)
- （１）透過あるいは反射する波面の位相と振幅を複数の
開口を含む複数のセルで表現するホログラムを用いて３
次元像を表示する方法において、前記セル内部の開口を
前記波面の位相が０、２π／３、４π／３となる位置に
３個配置し、かつ前記開口の振幅透過率が３段階以上に
変化し得るホログラムを用いることを特徴とする３次元
像表示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20449385A JPS6265072A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | ３次元像表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20449385A JPS6265072A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | ３次元像表示方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265072A true JPS6265072A (ja) | 1987-03-24 |
| JPH0380311B2 JPH0380311B2 (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=16491439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20449385A Granted JPS6265072A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | ３次元像表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265072A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371178A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Seiko Instr Inc | 計算機ホログラフィー装置 |
| JPH03274586A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 計算機ホログラムの作成方法 |
| US5589955A (en) * | 1991-05-21 | 1996-12-31 | Seiko Epson Corporation | Optical device and optical machining system using the optical device |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP20449385A patent/JPS6265072A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371178A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Seiko Instr Inc | 計算機ホログラフィー装置 |
| JPH03274586A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 計算機ホログラムの作成方法 |
| US5589955A (en) * | 1991-05-21 | 1996-12-31 | Seiko Epson Corporation | Optical device and optical machining system using the optical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0380311B2 (ja) | 1991-12-24 |
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