JP2000250387A - 立体表示装置 - Google Patents
立体表示装置Info
- Publication number
- JP2000250387A JP2000250387A JP11047767A JP4776799A JP2000250387A JP 2000250387 A JP2000250387 A JP 2000250387A JP 11047767 A JP11047767 A JP 11047767A JP 4776799 A JP4776799 A JP 4776799A JP 2000250387 A JP2000250387 A JP 2000250387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- light
- order
- reproduced
- interference fringes
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 干渉縞を表示する標本化構造を有する干渉縞
表示面２と、干渉縞から物体光を再発生させる再生光５
と、再発生させられた物体光からホログラム像を再結像
させるレンズ３とを具えた従来の立体表示装置において
は、視域の最大値が干渉縞表示面の解像度で決まる値に
制限されていた。 【解決手段】 ホログラム像を再結像させるにあたって
は干渉縞から再生される真像の高次の像の結像に関与す
る光線を利用するとともに、本来の物体上の点の位置の
真像に相当する干渉縞から再生される高次の真像だけを
結像させるための開口４をレンズ３の像側焦平面に配置
した。
表示面２と、干渉縞から物体光を再発生させる再生光５
と、再発生させられた物体光からホログラム像を再結像
させるレンズ３とを具えた従来の立体表示装置において
は、視域の最大値が干渉縞表示面の解像度で決まる値に
制限されていた。 【解決手段】 ホログラム像を再結像させるにあたって
は干渉縞から再生される真像の高次の像の結像に関与す
る光線を利用するとともに、本来の物体上の点の位置の
真像に相当する干渉縞から再生される高次の真像だけを
結像させるための開口４をレンズ３の像側焦平面に配置
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計算機ホログラム
を利用した立体表示装置に係り、とくに干渉縞を表示す
る標本化構造を有する干渉縞表示面を具えるとともに、
視域の拡大を実現した立体表示装置に関する。
を利用した立体表示装置に係り、とくに干渉縞を表示す
る標本化構造を有する干渉縞表示面を具えるとともに、
視域の拡大を実現した立体表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、ハーフゾーンプレート法
により作成した２種類の干渉縞を交互に表示するととも
に、再結像レンズの像側焦平面に設置する開口に設けた
２つのシャッタの開閉を干渉縞の表示に同期して行うこ
とにより、真像の観視に妨害となる共役像、透過光、お
よび干渉縞表示面が標本化構造を有することにより発生
する高次の像を除去し、視域を拡大することを可能にし
た立体表示装置をすでに発明した（特願平１０−８１６
８０号）。
により作成した２種類の干渉縞を交互に表示するととも
に、再結像レンズの像側焦平面に設置する開口に設けた
２つのシャッタの開閉を干渉縞の表示に同期して行うこ
とにより、真像の観視に妨害となる共役像、透過光、お
よび干渉縞表示面が標本化構造を有することにより発生
する高次の像を除去し、視域を拡大することを可能にし
た立体表示装置をすでに発明した（特願平１０−８１６
８０号）。
【０００３】この（特願平１０−８１６８０号明細書記
載の）立体表示装置は、上記のように、視域の拡大を実
現したものであるが、そこでは、真像の観視を妨げない
ように、真像の結像に関与する光以外の光線を除去する
ようにしたことを要件としている。
載の）立体表示装置は、上記のように、視域の拡大を実
現したものであるが、そこでは、真像の観視を妨げない
ように、真像の結像に関与する光以外の光線を除去する
ようにしたことを要件としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平１０−
８１６８０号明細書記載の発明においては、再生された
真像の結像に関与する光線のみを使用しているため、拡
大された視域の最大値が干渉縞表示面の解像度で決まる
値に制限されていた。換言すれば、干渉縞表示面の標本
化間隔で制限される視域以上に視域を拡大することがで
きないという欠点があった。
８１６８０号明細書記載の発明においては、再生された
真像の結像に関与する光線のみを使用しているため、拡
大された視域の最大値が干渉縞表示面の解像度で決まる
値に制限されていた。換言すれば、干渉縞表示面の標本
化間隔で制限される視域以上に視域を拡大することがで
きないという欠点があった。
【０００５】本発明の目的は、干渉縞を表示する標本化
構造を有する干渉縞表示面を具えた立体表示装置におい
て、上記（特願平１０−８１６８０号）のように拡大さ
れる視域の最大値が干渉縞表示面の解像度で決まる値に
制限されることのない立体表示装置を提供することにあ
る。
構造を有する干渉縞表示面を具えた立体表示装置におい
て、上記（特願平１０−８１６８０号）のように拡大さ
れる視域の最大値が干渉縞表示面の解像度で決まる値に
制限されることのない立体表示装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明立体表示装置は、干渉縞を表示する標本化構
造を有する干渉縞表示面と、前記干渉縞から物体光を再
発生させる再生光と、該再発生させられた物体光からホ
ログラム像を再結像させるレンズとを少なくとも具えた
立体表示装置において、前記ホログラム像を再結像させ
るにあたっては干渉縞から再生される真像の高次の像の
結像に関与する光線を利用するとともに、本来の物体上
の点の位置の真像に相当する前記干渉縞から再生される
高次の真像だけを結像させるための開口を前記レンズの
像側焦平面に配置してなることを特徴とするものであ
る。
に、本発明立体表示装置は、干渉縞を表示する標本化構
造を有する干渉縞表示面と、前記干渉縞から物体光を再
発生させる再生光と、該再発生させられた物体光からホ
ログラム像を再結像させるレンズとを少なくとも具えた
立体表示装置において、前記ホログラム像を再結像させ
るにあたっては干渉縞から再生される真像の高次の像の
結像に関与する光線を利用するとともに、本来の物体上
の点の位置の真像に相当する前記干渉縞から再生される
高次の真像だけを結像させるための開口を前記レンズの
像側焦平面に配置してなることを特徴とするものであ
る。
【０００７】また、本発明立体表示装置は、干渉縞表示
面に表示する０次および高次の像の結像に関与する干渉
縞を時分割で切り換えるとともに、該切り換えに同期し
て前記レンズの像側焦平面に配置した前記開口の位置を
前記切り換えられた干渉縞に対応して切り換えるように
したことを特徴とするものである。
面に表示する０次および高次の像の結像に関与する干渉
縞を時分割で切り換えるとともに、該切り換えに同期し
て前記レンズの像側焦平面に配置した前記開口の位置を
前記切り換えられた干渉縞に対応して切り換えるように
したことを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明立体表示装置は、干渉縞表示
装置と、レンズと、０次または高次の像を結像させるた
めの前記レンズの像側焦平面に配置された開口とを少な
くとも有する立体表示装置を複数具え、それら立体表示
装置のそれぞれから再生された光を空間上で合成するよ
うにしたことを特徴とするものである。
装置と、レンズと、０次または高次の像を結像させるた
めの前記レンズの像側焦平面に配置された開口とを少な
くとも有する立体表示装置を複数具え、それら立体表示
装置のそれぞれから再生された光を空間上で合成するよ
うにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。本発明
の説明に入る前に、標本化構造を有する干渉縞表示面に
表示される干渉縞が折り返し成分を含まないようにする
ための条件として物体光の広がる範囲について説明す
る。
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。本発明
の説明に入る前に、標本化構造を有する干渉縞表示面に
表示される干渉縞が折り返し成分を含まないようにする
ための条件として物体光の広がる範囲について説明す
る。
【００１０】干渉縞は物体光と参照光を干渉させること
により生じる縞である。この縞の周期は物体光の進行方
向と参照光の進行方向のなす角度によって決まり、この
角度が大きくなると干渉縞の周期は小さくなる。従っ
て、干渉縞表示面の標本化間隔が決まると干渉縞表示面
に表示される縞の最小周期が決まり、干渉縞作成時の物
体光と参照光のなす角度の最大値が決まる。物体光と参
照光のなす角度が最大値を超えた場合、干渉縞の周期が
表示限界を超えて小さくなる結果、干渉縞表示面に正し
い干渉縞を表示することができず、折り返った干渉縞が
表示されてしまう。
により生じる縞である。この縞の周期は物体光の進行方
向と参照光の進行方向のなす角度によって決まり、この
角度が大きくなると干渉縞の周期は小さくなる。従っ
て、干渉縞表示面の標本化間隔が決まると干渉縞表示面
に表示される縞の最小周期が決まり、干渉縞作成時の物
体光と参照光のなす角度の最大値が決まる。物体光と参
照光のなす角度が最大値を超えた場合、干渉縞の周期が
表示限界を超えて小さくなる結果、干渉縞表示面に正し
い干渉縞を表示することができず、折り返った干渉縞が
表示されてしまう。
【００１１】図１は、折り返し成分を含まない干渉縞が
得られる物体光の広がる範囲を示している。なお、図１
では、干渉縞作成面１の法線方向に参照光が入射する場
合を示している。また図１は、一例として、物体上の点
を含む鉛直面内で示しているが、これは、面による違い
はなく、どの面内でも同様に考えることができる。
得られる物体光の広がる範囲を示している。なお、図１
では、干渉縞作成面１の法線方向に参照光が入射する場
合を示している。また図１は、一例として、物体上の点
を含む鉛直面内で示しているが、これは、面による違い
はなく、どの面内でも同様に考えることができる。
【００１２】図１において、干渉縞作成面１の標本化間
隔ｐで決まる物体光と参照光のなす角度の最大角度φ
は、物体光と参照光の波長をともにλとすると、φ≒λ
／２ｐとなる。物体上の点から発生する光線のうち干渉
縞作成面１において参照光と干渉することにより生成さ
れる干渉縞に折り返し成分を含まないための物体光は、
それと参照光とのなす角度がφ以下の範囲、すなわち、
物体光および参照光の進行方向が干渉縞作成面の法線方
向と交わる角度をそれぞれθO ，θR （ただし、図面上
反時計方向を正とし、θO ，θR は、それぞれsin θO
≒θO 、sin θR≒θR を満たす範囲とする）とする
と、角度θO が式φ≧｜θR −θO ｜を満足する必要が
ある。なお、図１の場合には、角度θR はθR ＝０であ
る。
隔ｐで決まる物体光と参照光のなす角度の最大角度φ
は、物体光と参照光の波長をともにλとすると、φ≒λ
／２ｐとなる。物体上の点から発生する光線のうち干渉
縞作成面１において参照光と干渉することにより生成さ
れる干渉縞に折り返し成分を含まないための物体光は、
それと参照光とのなす角度がφ以下の範囲、すなわち、
物体光および参照光の進行方向が干渉縞作成面の法線方
向と交わる角度をそれぞれθO ，θR （ただし、図面上
反時計方向を正とし、θO ，θR は、それぞれsin θO
≒θO 、sin θR≒θR を満たす範囲とする）とする
と、角度θO が式φ≧｜θR −θO ｜を満足する必要が
ある。なお、図１の場合には、角度θR はθR ＝０であ
る。
【００１３】本発明においては、参照光の角度θR を一
定とした場合、干渉縞に折り返し成分が生じる｜θR −
θO ｜＞φとなる角度θO を有する物体光の範囲を再生
するために、物体位置を移動させて作成した干渉縞から
再生される真像の高次の像の結像に関与する光を利用し
ている。
定とした場合、干渉縞に折り返し成分が生じる｜θR −
θO ｜＞φとなる角度θO を有する物体光の範囲を再生
するために、物体位置を移動させて作成した干渉縞から
再生される真像の高次の像の結像に関与する光を利用し
ている。
【００１４】図２（ａ），（ｂ）は、本発明立体表示装
置の第１の実施形態として、参照光の進行方向と干渉縞
作成面１の法線方向とのなす角度θR をθR ＝θR0( θ
R0は一定値) としたときの、 物体上の点から発生するφ
≦θO −θR0≦３φとなる角度θO を有する物体光の再
生を示している。
置の第１の実施形態として、参照光の進行方向と干渉縞
作成面１の法線方向とのなす角度θR をθR ＝θR0( θ
R0は一定値) としたときの、 物体上の点から発生するφ
≦θO −θR0≦３φとなる角度θO を有する物体光の再
生を示している。
【００１５】本実施形態は、図２（ａ），（ｂ）におい
て、光軸を含む鉛直面内の平面図で示され、物体が鉛直
面内に存在し、参照光と干渉縞作成面１の法線方向との
なす角度θR0がθR0＝０の場合である。以下、図２
（ａ），（ｂ）に基づき鉛直面内で説明を行うが、水平
面内でも同様に考えることができる。空間上、任意の位
置に存在する物体については鉛直方向と水平方向に分け
て考えればよい。
て、光軸を含む鉛直面内の平面図で示され、物体が鉛直
面内に存在し、参照光と干渉縞作成面１の法線方向との
なす角度θR0がθR0＝０の場合である。以下、図２
（ａ），（ｂ）に基づき鉛直面内で説明を行うが、水平
面内でも同様に考えることができる。空間上、任意の位
置に存在する物体については鉛直方向と水平方向に分け
て考えればよい。
【００１６】図２（ａ）において、物体上の点と干渉縞
作成面１との間の距離をｄとする。ここで、干渉縞作成
面１との距離がｄで、かつ物体上の点の位置から鉛直方
向にｄsin ２φ≒ｄtan ２φだけ離れた位置の点につい
てθR ＝θR0の参照光と｜θ R −θO ｜≦φの範囲内の
物体光とで作成された折り返し成分を有しない干渉縞か
らθR ＝θR0の参照光と同じ角度の再生光５でホログラ
ム像を再生する場合を考える。
作成面１との間の距離をｄとする。ここで、干渉縞作成
面１との距離がｄで、かつ物体上の点の位置から鉛直方
向にｄsin ２φ≒ｄtan ２φだけ離れた位置の点につい
てθR ＝θR0の参照光と｜θ R −θO ｜≦φの範囲内の
物体光とで作成された折り返し成分を有しない干渉縞か
らθR ＝θR0の参照光と同じ角度の再生光５でホログラ
ム像を再生する場合を考える。
【００１７】図２（ｂ）に示すように、このホログラム
像を便宜上、０次の真像（虚像）と言うことにすると、
この０次の真像（虚像）からの光はレンズ３により破線
で示す経路を通って０次の真像（実像）の位置に結像す
る。さらに、干渉縞表示面２が標本化構造をもつことか
ら、０次の真像（実像）に対する高次の像が同時に発生
するが、この高次の像を、便宜上、鉛直上方向を正とし
て０次から順番に番号を付けて言うことにすると、高次
の像（次数をｎとする）の結像に関与する光の進行方向
は０次の真像の結像に関与する光に対して角度θだけ傾
き、その角度θはθ≒sin θ＝ｎλ／ｐ＝２ｎφ（ｎ＝
±１，±２，・・・ ）となる。
像を便宜上、０次の真像（虚像）と言うことにすると、
この０次の真像（虚像）からの光はレンズ３により破線
で示す経路を通って０次の真像（実像）の位置に結像す
る。さらに、干渉縞表示面２が標本化構造をもつことか
ら、０次の真像（実像）に対する高次の像が同時に発生
するが、この高次の像を、便宜上、鉛直上方向を正とし
て０次から順番に番号を付けて言うことにすると、高次
の像（次数をｎとする）の結像に関与する光の進行方向
は０次の真像の結像に関与する光に対して角度θだけ傾
き、その角度θはθ≒sin θ＝ｎλ／ｐ＝２ｎφ（ｎ＝
±１，±２，・・・ ）となる。
【００１８】従って、１次の真数（実像）の結像に関与
する光（図２（ｂ）中の陰影を施した範囲の光）は０次
の真像（実像）の結像に関与する光線と２φのなす角度
を有し、図２（ｂ）に示すように、１次の真像（実像）
の結像位置は、物体上の点の位置に相当する真像（虚
像）からのφ≦θO −θR0≦３φの光がレンズ３により
結像された実像の位置に一致する。
する光（図２（ｂ）中の陰影を施した範囲の光）は０次
の真像（実像）の結像に関与する光線と２φのなす角度
を有し、図２（ｂ）に示すように、１次の真像（実像）
の結像位置は、物体上の点の位置に相当する真像（虚
像）からのφ≦θO −θR0≦３φの光がレンズ３により
結像された実像の位置に一致する。
【００１９】図３は、上述した第１の実施形態に関する
事項が物体上の任意の点について成立することを示して
いる。図３において、干渉縞表示面からの距離がそれぞ
れｄA,ｄB の物体上の２つの点Ａ，Ｂから鉛直方向にそ
れぞれｄA tan2φ，ｄB tan2φだけ離れた位置に存在す
る点Ａ' ，Ｂ' について、θR ＝θR0の参照光と｜θR
−θO ｜≦φの範囲内の物体光とで折り返し成分を有し
ない干渉縞を作成する。この干渉縞を干渉縞表示面２に
表示し、θR ＝θR0の参照光と同じ角度の再生光５でホ
ログラム像を再生した場合、点Ａ' ，Ｂ' それぞれの０
次の真像（実像）の結像に関与する光線（図３中、破線
で示した範囲の光線）は点Ａ' ，Ｂ' それぞれの１次の
真像（実像）の結像に関与する光線（図３中、陰影を施
した範囲の光線）に対してそれぞれなす角度２φを有す
るため、それぞれの点Ａ，Ｂから発生するφ≦θO −θ
R0≦３φとなる角度θO を有する物体光と等価になるこ
とが分かる。
事項が物体上の任意の点について成立することを示して
いる。図３において、干渉縞表示面からの距離がそれぞ
れｄA,ｄB の物体上の２つの点Ａ，Ｂから鉛直方向にそ
れぞれｄA tan2φ，ｄB tan2φだけ離れた位置に存在す
る点Ａ' ，Ｂ' について、θR ＝θR0の参照光と｜θR
−θO ｜≦φの範囲内の物体光とで折り返し成分を有し
ない干渉縞を作成する。この干渉縞を干渉縞表示面２に
表示し、θR ＝θR0の参照光と同じ角度の再生光５でホ
ログラム像を再生した場合、点Ａ' ，Ｂ' それぞれの０
次の真像（実像）の結像に関与する光線（図３中、破線
で示した範囲の光線）は点Ａ' ，Ｂ' それぞれの１次の
真像（実像）の結像に関与する光線（図３中、陰影を施
した範囲の光線）に対してそれぞれなす角度２φを有す
るため、それぞれの点Ａ，Ｂから発生するφ≦θO −θ
R0≦３φとなる角度θO を有する物体光と等価になるこ
とが分かる。
【００２０】以上のことから、干渉縞作成時に、物体上
の点が本来の位置から鉛直方向にｄsin ２φ≒ｄtan ２
φだけ離れた位置に存在するものと仮定したうえで、θ
R ＝θR0の参照光と｜θR −θO ｜≦φの範囲内の物体
光とで折り返し成分を有しない干渉縞を作成し、その作
成した干渉縞からθR ＝θR0の参照光と同じ角度の再生
光５でホログラム像を再生すると、その再生像の１次の
真像（実像）の結像に関与する光は、本来の物体上の点
の位置から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる角度θ
O を有する物体光と等価になる。物体上のすべての点に
ついて、計算機上で同様の処理を行って干渉縞を作成す
ることにより、高次の像の結像に関与する光を利用して
物体全体に対する物体光の広がる範囲を拡大することが
できる。
の点が本来の位置から鉛直方向にｄsin ２φ≒ｄtan ２
φだけ離れた位置に存在するものと仮定したうえで、θ
R ＝θR0の参照光と｜θR −θO ｜≦φの範囲内の物体
光とで折り返し成分を有しない干渉縞を作成し、その作
成した干渉縞からθR ＝θR0の参照光と同じ角度の再生
光５でホログラム像を再生すると、その再生像の１次の
真像（実像）の結像に関与する光は、本来の物体上の点
の位置から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる角度θ
O を有する物体光と等価になる。物体上のすべての点に
ついて、計算機上で同様の処理を行って干渉縞を作成す
ることにより、高次の像の結像に関与する光を利用して
物体全体に対する物体光の広がる範囲を拡大することが
できる。
【００２１】すなわち、物体上の点から発生する（２ｎ
−１）φ≦θO −θR0≦（２ｎ＋１）φになる角度θO
を有する物体光については、物体上の点が本来の位置か
らｄsin ２ｎφ≒ｄtan ２ｎφだけ離れた位置に存在す
るものと仮定したうえで、θ R ＝θR0の参照光と｜θR
−θO ｜≦φの範囲内の物体光とで作成された折り返し
成分を有しない干渉縞を作成する。この干渉縞をθR ＝
θR0の参照光と同じ角度の再生光５で再生すると、結像
された真像（実像）のｎ次の像が、本来の物体上の点の
位置に相当する真像（虚像）からの光がレンズ３により
結像された真像（実像）の位置に結像される。この真像
（実像）の結像に関与する光線は（２ｎ−１）φ≦θO
−θR0≦（２ｎ＋１）φとなる角度θO を有する物体光
と等価となる。
−１）φ≦θO −θR0≦（２ｎ＋１）φになる角度θO
を有する物体光については、物体上の点が本来の位置か
らｄsin ２ｎφ≒ｄtan ２ｎφだけ離れた位置に存在す
るものと仮定したうえで、θ R ＝θR0の参照光と｜θR
−θO ｜≦φの範囲内の物体光とで作成された折り返し
成分を有しない干渉縞を作成する。この干渉縞をθR ＝
θR0の参照光と同じ角度の再生光５で再生すると、結像
された真像（実像）のｎ次の像が、本来の物体上の点の
位置に相当する真像（虚像）からの光がレンズ３により
結像された真像（実像）の位置に結像される。この真像
（実像）の結像に関与する光線は（２ｎ−１）φ≦θO
−θR0≦（２ｎ＋１）φとなる角度θO を有する物体光
と等価となる。
【００２２】以上の説明は、逆側に広がる物体光、すな
わち、ｎ＜０の場合の物体上の点から発生する（２ｎ−
１）φ≦θO −θR0≦（２ｎ＋１）φとなる角度θO を
有する物体光についても適用できる。以上より、物体位
置を移動させて作成した干渉縞から再生される真像の高
次の像の結像に関与する光線により干渉縞に折り返し成
分が生じる｜θR −θO ｜＞φとなる角度θO をもつ物
体光を再生することができる。
わち、ｎ＜０の場合の物体上の点から発生する（２ｎ−
１）φ≦θO −θR0≦（２ｎ＋１）φとなる角度θO を
有する物体光についても適用できる。以上より、物体位
置を移動させて作成した干渉縞から再生される真像の高
次の像の結像に関与する光線により干渉縞に折り返し成
分が生じる｜θR −θO ｜＞φとなる角度θO をもつ物
体光を再生することができる。
【００２３】ここで、高次の真像の結像に関与する光線
を利用して視域を拡大するためには、不要な光線を排除
しなければならない。不要な光線をどのように排除する
かについては、以下に図４、図５を参照して説明する。
図４は、不要な光線の排除の仕方を示している。図４に
示すように、陰影を施した範囲の光線を通す開口４をレ
ンズ３の像側焦平面に配置すると、１次の真像（実
像）、すなわち本来の物体上の点の位置の真像に相当す
る干渉縞から再生される高次の真像（実像）だけを結像
させることができる。図３において１次の真像（実像）
の結像に関与する光（陰影を施した範囲の光）が焦平面
を横切る領域は物体上の点の位置によらず一定であるよ
うに、この開口４の形状および位置も、結像される真像
（実像）の位置が変わっても不変である。
を利用して視域を拡大するためには、不要な光線を排除
しなければならない。不要な光線をどのように排除する
かについては、以下に図４、図５を参照して説明する。
図４は、不要な光線の排除の仕方を示している。図４に
示すように、陰影を施した範囲の光線を通す開口４をレ
ンズ３の像側焦平面に配置すると、１次の真像（実
像）、すなわち本来の物体上の点の位置の真像に相当す
る干渉縞から再生される高次の真像（実像）だけを結像
させることができる。図３において１次の真像（実像）
の結像に関与する光（陰影を施した範囲の光）が焦平面
を横切る領域は物体上の点の位置によらず一定であるよ
うに、この開口４の形状および位置も、結像される真像
（実像）の位置が変わっても不変である。
【００２４】図５（ａ），（ｂ）は、上記開口４の大き
さ、形状および位置を示している。図５（ａ）に示すよ
うに、干渉縞表示面２の標本化間隔が水平ｐH 、 垂直ｐ
Vの正方配列を有し、 レンズ３の焦点距離がｆであると
すると、像側焦平面に、再生光５の直接透過光の結像点
（ 0次の透過光の結像点）が存在するとともに、図５
（ｂ）に示すように、水平λｆ／ｐH 、 垂直λｆ／ｐV
の間隔で高次の透過光の結像点が存在することとなる。
この高次の透過光の結像位置は、 図５（ａ）の標本化構
造のフーリエ変換から導かれる結像位置である。また、
図５（ｂ）中の０次の透過光の結像点を中心に斜線で示
された高次の像の繰り返し周期で囲まれた四角形の領域
が０次光の通過領域である。
さ、形状および位置を示している。図５（ａ）に示すよ
うに、干渉縞表示面２の標本化間隔が水平ｐH 、 垂直ｐ
Vの正方配列を有し、 レンズ３の焦点距離がｆであると
すると、像側焦平面に、再生光５の直接透過光の結像点
（ 0次の透過光の結像点）が存在するとともに、図５
（ｂ）に示すように、水平λｆ／ｐH 、 垂直λｆ／ｐV
の間隔で高次の透過光の結像点が存在することとなる。
この高次の透過光の結像位置は、 図５（ａ）の標本化構
造のフーリエ変換から導かれる結像位置である。また、
図５（ｂ）中の０次の透過光の結像点を中心に斜線で示
された高次の像の繰り返し周期で囲まれた四角形の領域
が０次光の通過領域である。
【００２５】０次の真像（実像）だけを再生する場合に
はこの０次光の通過領域を開口として像側焦平面に配置
する。同様に、ｎ次の真像（実像）だけを再生する場合
にはｎ次の透過光の結像点を中心として０次光の通過領
域と同じ大きさの開口を像側焦平面に配置する。従っ
て、図４（ｂ）における１次の真像（実像）、すなわち
本来の物体上の点に対する真像（実像）だけを再生させ
るための開口４の形状は図５（ｂ）に示す白抜きの部分
になる。また、この場合、各開口ごとに透過光の結像点
を遮光するために、開口の中心部に小さな遮光板を配置
する必要がある。
はこの０次光の通過領域を開口として像側焦平面に配置
する。同様に、ｎ次の真像（実像）だけを再生する場合
にはｎ次の透過光の結像点を中心として０次光の通過領
域と同じ大きさの開口を像側焦平面に配置する。従っ
て、図４（ｂ）における１次の真像（実像）、すなわち
本来の物体上の点に対する真像（実像）だけを再生させ
るための開口４の形状は図５（ｂ）に示す白抜きの部分
になる。また、この場合、各開口ごとに透過光の結像点
を遮光するために、開口の中心部に小さな遮光板を配置
する必要がある。
【００２６】以上説明した本発明の第１の実施形態に、
本発明者らの発明に係る、透過光、共役像を除去する特
願平１０−８１６８０号明細書に記載の技術を組み合わ
せて用いると、透過光、共役像の結像に関与する光によ
る妨害を除去したうえで、従来、再生されなかった物体
光を再生することができる。
本発明者らの発明に係る、透過光、共役像を除去する特
願平１０−８１６８０号明細書に記載の技術を組み合わ
せて用いると、透過光、共役像の結像に関与する光によ
る妨害を除去したうえで、従来、再生されなかった物体
光を再生することができる。
【００２７】図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、
本発明立体表示装置の第２の実施形態を示し、また、図
７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図６（ａ），（ｂ），
（ｃ）において使用する開口をそれぞれ示している。な
お、図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本実施形
態により、−３φ≦θO −θR0≦３φとなる角度θO を
有する物体光が再生され、視域拡大が実現されることを
説明している。
本発明立体表示装置の第２の実施形態を示し、また、図
７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図６（ａ），（ｂ），
（ｃ）において使用する開口をそれぞれ示している。な
お、図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本実施形
態により、−３φ≦θO −θR0≦３φとなる角度θO を
有する物体光が再生され、視域拡大が実現されることを
説明している。
【００２８】ここに、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、
それぞれ上述の開口および遮光板により１次、０次、−
１次の真像（実像）だけを再生する場合を説明してい
る。すなわち、図６（ａ）は物体上の点から発生するφ
≦θO −θR0≦３φとなる角度θO を有する物体光の再
生、図６（ｂ）は物体上の点から発生する−φ≦θO −
θR0≦φとなる角度θO を有する物体光の再生、図６
（ｃ）は物体上の点から発生する−３φ≦θO −θR0≦
−φとなる角度θO を有する物体光の再生を行う構成を
ぞれぞれ示している。また、共役像の結像に関与する光
による妨害を除去するために、図６（ａ），（ｂ），
（ｃ）の各構成において特願平１０−８１６８０号明細
書記載の技術との組み合わせを用いる。
それぞれ上述の開口および遮光板により１次、０次、−
１次の真像（実像）だけを再生する場合を説明してい
る。すなわち、図６（ａ）は物体上の点から発生するφ
≦θO −θR0≦３φとなる角度θO を有する物体光の再
生、図６（ｂ）は物体上の点から発生する−φ≦θO −
θR0≦φとなる角度θO を有する物体光の再生、図６
（ｃ）は物体上の点から発生する−３φ≦θO −θR0≦
−φとなる角度θO を有する物体光の再生を行う構成を
ぞれぞれ示している。また、共役像の結像に関与する光
による妨害を除去するために、図６（ａ），（ｂ），
（ｃ）の各構成において特願平１０−８１６８０号明細
書記載の技術との組み合わせを用いる。
【００２９】詳細に説明する。ここで、物体上の点と干
渉縞作成面１との間の距離をｄとする。図６（ａ）は、
物体上の点の位置を鉛直方向にｄｔａｎ２φ移動させた
うえでθ R ＝θR0の参照光により作成される折り返し成
分を含まない干渉縞を干渉縞表示面２に表示し、レンズ
３の像側焦平面に配置する開口４を図７（ａ）に示す１
次の透過光の結像点を中心とした０次光の通過領域と同
じ大きさの開口とし、さらに開口中心部に小さな遮光板
を配置することで、再生された真像（実像）の１次の真
像の結像に関与する光線、すなわち物体上の点から発生
するφ≦θO −θR0≦３φとなる角度θO をもつ物体光
だけが再生されることを示している。
渉縞作成面１との間の距離をｄとする。図６（ａ）は、
物体上の点の位置を鉛直方向にｄｔａｎ２φ移動させた
うえでθ R ＝θR0の参照光により作成される折り返し成
分を含まない干渉縞を干渉縞表示面２に表示し、レンズ
３の像側焦平面に配置する開口４を図７（ａ）に示す１
次の透過光の結像点を中心とした０次光の通過領域と同
じ大きさの開口とし、さらに開口中心部に小さな遮光板
を配置することで、再生された真像（実像）の１次の真
像の結像に関与する光線、すなわち物体上の点から発生
するφ≦θO −θR0≦３φとなる角度θO をもつ物体光
だけが再生されることを示している。
【００３０】また、図６（ｂ）は、物体上の点から発生
する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO を有する物体
光に対してθR ＝θR0の参照光により作成される折り返
し成分を含まない干渉縞を干渉縞表示面２に表示し、レ
ンズ３の像側焦平面に配置する開口４を図７（ｂ）に示
す０次の透過光の結像点を中心とした０次光の通過領域
と同じ大きさの開口とし、さらに開口中心部に小さな遮
光板を配置することで、再生された真像（実像）の０次
の真像の結像に関与する光線、すなわち物体上の点から
発生する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO をもつ物
体光だけが再生されることを示している。
する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO を有する物体
光に対してθR ＝θR0の参照光により作成される折り返
し成分を含まない干渉縞を干渉縞表示面２に表示し、レ
ンズ３の像側焦平面に配置する開口４を図７（ｂ）に示
す０次の透過光の結像点を中心とした０次光の通過領域
と同じ大きさの開口とし、さらに開口中心部に小さな遮
光板を配置することで、再生された真像（実像）の０次
の真像の結像に関与する光線、すなわち物体上の点から
発生する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO をもつ物
体光だけが再生されることを示している。
【００３１】また、図６（ｃ）は、物体上の点の位置を
鉛直方向に−ｄｔａｎ２φ移動させたうえでθR ＝θR0
の参照光により作成される折り返し成分を含まない干渉
縞を干渉縞表示面２に表示し、レンズ３の像側焦平面に
配置する開口４を図７（ｃ）に示す−１次の透過光の結
像点を中心とした０次光の通過領域と同じ大きさの開口
とし、さらに開口中心部に小さな遮光板を配置すること
で、再生された真像（実像）の−１次の真像の結像に関
与する光線、すなわち物体上の点から発生する−３φ≦
θO −θR0≦−φとなる角度θO をもつ物体光だけが再
生されることを示している。
鉛直方向に−ｄｔａｎ２φ移動させたうえでθR ＝θR0
の参照光により作成される折り返し成分を含まない干渉
縞を干渉縞表示面２に表示し、レンズ３の像側焦平面に
配置する開口４を図７（ｃ）に示す−１次の透過光の結
像点を中心とした０次光の通過領域と同じ大きさの開口
とし、さらに開口中心部に小さな遮光板を配置すること
で、再生された真像（実像）の−１次の真像の結像に関
与する光線、すなわち物体上の点から発生する−３φ≦
θO −θR0≦−φとなる角度θO をもつ物体光だけが再
生されることを示している。
【００３２】上記それぞれの構成（図６（ａ），
（ｂ），（ｃ））で再生された真像（実像）はすべて本
来の物体上の点の位置に相当する真像（実像）と一致し
ている。そこで、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）の構成を
時分割で切り換え、すなわち、干渉縞表示面２に表示す
る干渉縞を時分割で切り換え、かつ干渉縞の切り換えに
同期して開口４を切り換えることにより、図６（ｄ）に
示すように、時分割で再生されたそれぞれの物体光が人
の目にはあたかも同時に発生したかのように見え、視域
が約３倍に拡大されることになる。
（ｂ），（ｃ））で再生された真像（実像）はすべて本
来の物体上の点の位置に相当する真像（実像）と一致し
ている。そこで、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）の構成を
時分割で切り換え、すなわち、干渉縞表示面２に表示す
る干渉縞を時分割で切り換え、かつ干渉縞の切り換えに
同期して開口４を切り換えることにより、図６（ｄ）に
示すように、時分割で再生されたそれぞれの物体光が人
の目にはあたかも同時に発生したかのように見え、視域
が約３倍に拡大されることになる。
【００３３】本実施形態（第２の実施形態）では、高次
の真像を結像させる干渉縞として物体位置を移動させて
作成した折り返し成分を含まない干渉縞を用いる場合を
説明したが、次に、これと等価な干渉縞を得る２通りの
方法について説明する。
の真像を結像させる干渉縞として物体位置を移動させて
作成した折り返し成分を含まない干渉縞を用いる場合を
説明したが、次に、これと等価な干渉縞を得る２通りの
方法について説明する。
【００３４】まず、第１の方法を説明する。図８は、高
次の真像を結像させる干渉縞を作成するための、上記以
外の第１の方法を示している。図８に示すように、物体
上の点から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる角度θ
O を有する物体光とθR0＋２φの角度を有する参照光と
を干渉させると、物体光と参照光のなす角度｜θO −
（θR0＋２φ）｜がφ以下となり折り返し成分を含まな
い干渉縞を作成することができる。この干渉縞を上述し
た図４に示す干渉縞表示面２に表示し、θR ＝θR0の角
度の再生光５でホログラム像を再生すると、干渉縞表示
面２との距離ｄのまま、本来の物体上の点の位置から鉛
直方向にｄsin ２φ≒ｄtan2φだけシフトした位置に０
次の真像（虚像）が再生される。
次の真像を結像させる干渉縞を作成するための、上記以
外の第１の方法を示している。図８に示すように、物体
上の点から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる角度θ
O を有する物体光とθR0＋２φの角度を有する参照光と
を干渉させると、物体光と参照光のなす角度｜θO −
（θR0＋２φ）｜がφ以下となり折り返し成分を含まな
い干渉縞を作成することができる。この干渉縞を上述し
た図４に示す干渉縞表示面２に表示し、θR ＝θR0の角
度の再生光５でホログラム像を再生すると、干渉縞表示
面２との距離ｄのまま、本来の物体上の点の位置から鉛
直方向にｄsin ２φ≒ｄtan2φだけシフトした位置に０
次の真像（虚像）が再生される。
【００３５】これは上述した本発明の第１の実施形態と
同じであり、０次の真像（実像）に対する１次の真像
（実像）の結像位置は、本来の物体上の点の位置に相当
する真像（虚像）からのφ≦θO −θR0≦３φの光がレ
ンズ３により結像された実像の位置と一致し、第１の実
施形態と同様、物体上の点から発生する｜θR −θO ｜
＞φとなる角度θO を有する物体光が再生される。
同じであり、０次の真像（実像）に対する１次の真像
（実像）の結像位置は、本来の物体上の点の位置に相当
する真像（虚像）からのφ≦θO −θR0≦３φの光がレ
ンズ３により結像された実像の位置と一致し、第１の実
施形態と同様、物体上の点から発生する｜θR −θO ｜
＞φとなる角度θO を有する物体光が再生される。
【００３６】次に、第２の方法を説明する。ここでは、
物体上の点から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる角
度θO を有する物体光に対してθR ＝θR0の参照光によ
り作成される折り返し成分を有する干渉縞を干渉縞表示
面に表示する場合を考える。この干渉縞の折り返し成分
は、まず、φ≦θO −θR0≦２φの場合、物体光と参照
光のなす角度が２φ−（θO−θR0）のとき得られる干
渉縞の縞間隔、すなわち、同じ物体光に対してθR ＝θ
R0＋２φの参照光との干渉（物体光と参照光のなす角度
が（２φ＋θR0）−θ O の場合）により作成された折り
返し成分を含まない干渉縞の縞間隔と同じになる。
物体上の点から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる角
度θO を有する物体光に対してθR ＝θR0の参照光によ
り作成される折り返し成分を有する干渉縞を干渉縞表示
面に表示する場合を考える。この干渉縞の折り返し成分
は、まず、φ≦θO −θR0≦２φの場合、物体光と参照
光のなす角度が２φ−（θO−θR0）のとき得られる干
渉縞の縞間隔、すなわち、同じ物体光に対してθR ＝θ
R0＋２φの参照光との干渉（物体光と参照光のなす角度
が（２φ＋θR0）−θ O の場合）により作成された折り
返し成分を含まない干渉縞の縞間隔と同じになる。
【００３７】また、２φ≦θO −θR0≦３φの場合に
は、物体光と参照光のなす角度がθO−（２φ＋θR0）
のとき得られる干渉縞の縞間隔となる、すなわち、同じ
物体光に対してθR ＝θR0＋２φの参照光との干渉（物
体光と参照光のなす角度がθO−（２φ＋θR0）の場
合）より作成された折り返し成分を含まない干渉縞の縞
間隔と同じになる。すなわち、この場合は、上述した第
１の方法（図８参照）により作成した干渉縞と等価にな
る。従って、この干渉縞からの再生は図４に示したのと
同じになり、物体上の点から発生する｜θR −θO ｜＞
φとなる角度θO を有する物体光が再生される。
は、物体光と参照光のなす角度がθO−（２φ＋θR0）
のとき得られる干渉縞の縞間隔となる、すなわち、同じ
物体光に対してθR ＝θR0＋２φの参照光との干渉（物
体光と参照光のなす角度がθO−（２φ＋θR0）の場
合）より作成された折り返し成分を含まない干渉縞の縞
間隔と同じになる。すなわち、この場合は、上述した第
１の方法（図８参照）により作成した干渉縞と等価にな
る。従って、この干渉縞からの再生は図４に示したのと
同じになり、物体上の点から発生する｜θR −θO ｜＞
φとなる角度θO を有する物体光が再生される。
【００３８】上述した、本発明立体表示装置の第２の実
施形態（図６，７参照）では、３つの構成を時分割で切
り換えるものとして説明したが、これは３つに限られる
わけでなく、任意の数とすることができる。具体的に
は、例えば、図６に示す垂直方向の合成を、垂直方向と
同様に水平方向にも拡張することにより、２次元的に視
域を９倍にすることができる。構成の数をｍとすると、
再生される物体光の広がる範囲、すなわち視域がｍ倍に
拡大される。しかし、構成の数を増やすことはより高い
次数の像を利用することになり、高い次数の像ほど０次
の像との明暗の差が大きいため、それを回避し、再生さ
れる物体光の明るさを各次数の像の間で均一化する必要
がある。
施形態（図６，７参照）では、３つの構成を時分割で切
り換えるものとして説明したが、これは３つに限られる
わけでなく、任意の数とすることができる。具体的に
は、例えば、図６に示す垂直方向の合成を、垂直方向と
同様に水平方向にも拡張することにより、２次元的に視
域を９倍にすることができる。構成の数をｍとすると、
再生される物体光の広がる範囲、すなわち視域がｍ倍に
拡大される。しかし、構成の数を増やすことはより高い
次数の像を利用することになり、高い次数の像ほど０次
の像との明暗の差が大きいため、それを回避し、再生さ
れる物体光の明るさを各次数の像の間で均一化する必要
がある。
【００３９】均一化の一方法として、干渉縞表示面の標
本化構造における開口率を小さくするという方法が考え
られる。この方法においては、回折格子の格子の開口部
分の幅を狭くすることにより高次の像が相対的に強く発
生する（開口率を小さくしたことにより全体の光量は減
少する）ということを利用するものであり、干渉縞表示
面の開口率を小さくすることで高次の像の０次の像との
明暗の差を小さくし、もって各次数の像の間で明るさを
均一化し、また、開口率を小さくしたことによる全体光
量の減少を補うため再生光に明るい光線を使用する。ま
た、高次の像の再生には再生像の明るさに応じて再生光
の光量を変化させるなどの再生光の適応制御や、再生光
の明るさに応じて開口にＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎ
ｓｉｔｙ）フィルタをかけるなども考えられる。
本化構造における開口率を小さくするという方法が考え
られる。この方法においては、回折格子の格子の開口部
分の幅を狭くすることにより高次の像が相対的に強く発
生する（開口率を小さくしたことにより全体の光量は減
少する）ということを利用するものであり、干渉縞表示
面の開口率を小さくすることで高次の像の０次の像との
明暗の差を小さくし、もって各次数の像の間で明るさを
均一化し、また、開口率を小さくしたことによる全体光
量の減少を補うため再生光に明るい光線を使用する。ま
た、高次の像の再生には再生像の明るさに応じて再生光
の光量を変化させるなどの再生光の適応制御や、再生光
の明るさに応じて開口にＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎ
ｓｉｔｙ）フィルタをかけるなども考えられる。
【００４０】また、干渉縞を高速で切り換える干渉縞表
示面に用いる表示素子としては、液晶表示パネルなどの
空間光変調素子を利用することができる。また、開口の
切り換えは、各開口部に独立に制御可能なシャッタを配
置して、それらシャッタの開閉操作を行えばよい。シャ
ッタには機械式シャッタ、液晶シャッタのような周知な
ものを用いることができる。
示面に用いる表示素子としては、液晶表示パネルなどの
空間光変調素子を利用することができる。また、開口の
切り換えは、各開口部に独立に制御可能なシャッタを配
置して、それらシャッタの開閉操作を行えばよい。シャ
ッタには機械式シャッタ、液晶シャッタのような周知な
ものを用いることができる。
【００４１】次に、上述した本発明立体表示装置の実施
形態においては、各干渉縞からの物体光を時分割で再生
し、それが人の目に同時に発生したように見えることを
利用して合成するようにしたのに対し、以下では、各干
渉縞からの物体光を同時に再生し、空間的に合成する第
３の実施形態について図９を参照して説明する。なお、
ここでは、上記各干渉縞からの物体光を時分割で合成す
る際に用いた各開口を示す図７（ａ），（ｂ），（ｃ）
も参照する。
形態においては、各干渉縞からの物体光を時分割で再生
し、それが人の目に同時に発生したように見えることを
利用して合成するようにしたのに対し、以下では、各干
渉縞からの物体光を同時に再生し、空間的に合成する第
３の実施形態について図９を参照して説明する。なお、
ここでは、上記各干渉縞からの物体光を時分割で合成す
る際に用いた各開口を示す図７（ａ），（ｂ），（ｃ）
も参照する。
【００４２】図９は、本発明立体表示装置の第３の実施
形態を示している。本実施形態は、図９に示すように、
同じ標本化構造、標本化間隔を有する３つの干渉縞表示
面２ａ，２ｂ，２ｃ、同じ焦点距離を有する３つのレン
ズ３ａ，３ｂ，３ｃ、各レンズの像側焦平面に配置する
開口４ａ，４ｂ，４ｃ、同じ波長で各干渉縞表示面に対
して同じ入射角度を有する再生光５ａ，５ｂ，５ｃ、お
よびハーフミラー６ａ，６ｂからなり、各レンズ３ａ，
３ｂ，３ｃは、それらレンズの光軸がハーフミラー６
ａ，６ｂでの合成後において一致するように配置されて
いる。以上の構成により、−３φ≦θO −θR0≦３φと
なる角度θO を有する物体光が再生され、視域拡大が実
現される。
形態を示している。本実施形態は、図９に示すように、
同じ標本化構造、標本化間隔を有する３つの干渉縞表示
面２ａ，２ｂ，２ｃ、同じ焦点距離を有する３つのレン
ズ３ａ，３ｂ，３ｃ、各レンズの像側焦平面に配置する
開口４ａ，４ｂ，４ｃ、同じ波長で各干渉縞表示面に対
して同じ入射角度を有する再生光５ａ，５ｂ，５ｃ、お
よびハーフミラー６ａ，６ｂからなり、各レンズ３ａ，
３ｂ，３ｃは、それらレンズの光軸がハーフミラー６
ａ，６ｂでの合成後において一致するように配置されて
いる。以上の構成により、−３φ≦θO −θR0≦３φと
なる角度θO を有する物体光が再生され、視域拡大が実
現される。
【００４３】詳細に説明する。図９において、干渉縞表
示面２ａには、物体上の点から発生するφ≦θO −θ R0
≦３φとなる角度θO を有する物体光に対して物体位置
を移動させまたはθR＝θR0＋２φの参照光により作成
した折り返し成分を含まない干渉縞、もしくはθR ＝θ
R0の参照光により作成した折り返し成分からなる干渉縞
を表示する。開口４ａを、図７（ａ）に示す１次の透過
光の結像点を中心とした０次光の通過領域と同じ大きさ
の開口とし、さらに開口中心部に小さな遮光板を配置す
ることで、θR ＝θR0の角度の再生光５ａにより再生さ
れた１次の真像（実像）の結像に関与する光線、すなわ
ち物体上の点から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる
角度θO を有する物体光だけを再生する。
示面２ａには、物体上の点から発生するφ≦θO −θ R0
≦３φとなる角度θO を有する物体光に対して物体位置
を移動させまたはθR＝θR0＋２φの参照光により作成
した折り返し成分を含まない干渉縞、もしくはθR ＝θ
R0の参照光により作成した折り返し成分からなる干渉縞
を表示する。開口４ａを、図７（ａ）に示す１次の透過
光の結像点を中心とした０次光の通過領域と同じ大きさ
の開口とし、さらに開口中心部に小さな遮光板を配置す
ることで、θR ＝θR0の角度の再生光５ａにより再生さ
れた１次の真像（実像）の結像に関与する光線、すなわ
ち物体上の点から発生するφ≦θO −θR0≦３φとなる
角度θO を有する物体光だけを再生する。
【００４４】また、干渉縞表示面２ｂには、物体上の点
から発生する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO を有
する物体光に対してθR ＝θR0の参照光により作成した
折り返し成分を含まない干渉縞を表示する。開口４ｂ
を、図７（ｂ）に示す０次の透過光の結像点を中心とし
た０次光の通過領域と同じ大きさの開口とし、さらに開
口中心部に小さな遮光板を配置することで、θR ＝θR0
の参照光と同じ角度の再生光５ｂにより再生された０次
の真像（実像）の結像に関与する光線、すなわち物体上
の点から発生する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO
を有する物体光だけを再生する。
から発生する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO を有
する物体光に対してθR ＝θR0の参照光により作成した
折り返し成分を含まない干渉縞を表示する。開口４ｂ
を、図７（ｂ）に示す０次の透過光の結像点を中心とし
た０次光の通過領域と同じ大きさの開口とし、さらに開
口中心部に小さな遮光板を配置することで、θR ＝θR0
の参照光と同じ角度の再生光５ｂにより再生された０次
の真像（実像）の結像に関与する光線、すなわち物体上
の点から発生する−φ≦θO −θR0≦φとなる角度θO
を有する物体光だけを再生する。
【００４５】また、干渉縞表示面２ｃには物体上の点か
ら発生する−３φ≦θO −θR0≦−φとなる角度θO を
有する物体光に対して物体位置を移動させまたはθR ＝
θR0−２φの参照光により作成した折り返し成分を含ま
ない干渉縞、もしくはθR ＝θR0の参照光により作成し
た折り返し成分からなる干渉縞を表示する。開口４ｃ
を、図７（ｃ）に示す−１次の透過光の結像点を中心と
した０次光の通過領域と同じ大きさの開口とし、さらに
開口中心部に小さな遮光板を配置することで、θ R ＝θ
R0の角度の再生光５ｃにより再生された−１次の真像
（実像）の結像に関与する光線、すなわち物体上の点か
ら発生する−３φ≦θO −θR0≦−φとなる角度θO を
有する物体光だけを再生する。
ら発生する−３φ≦θO −θR0≦−φとなる角度θO を
有する物体光に対して物体位置を移動させまたはθR ＝
θR0−２φの参照光により作成した折り返し成分を含ま
ない干渉縞、もしくはθR ＝θR0の参照光により作成し
た折り返し成分からなる干渉縞を表示する。開口４ｃ
を、図７（ｃ）に示す−１次の透過光の結像点を中心と
した０次光の通過領域と同じ大きさの開口とし、さらに
開口中心部に小さな遮光板を配置することで、θ R ＝θ
R0の角度の再生光５ｃにより再生された−１次の真像
（実像）の結像に関与する光線、すなわち物体上の点か
ら発生する−３φ≦θO −θR0≦−φとなる角度θO を
有する物体光だけを再生する。
【００４６】以上により再生された各物体光を、ハーフ
ミラー６ａ，６ｂで空間的に合成することにより、視域
は約３倍に拡大される。
ミラー６ａ，６ｂで空間的に合成することにより、視域
は約３倍に拡大される。
【００４７】上述した、本発明立体表示装置の第３の実
施形態では、一例として、３つの領域の物体光を空間的
に合成するものとして説明したが、第１または第２の実
施形態におけるのと同様に、これは３つの領域に限られ
るわけでなく、任意の数とすることができる。具体的に
は、例えば、図９の垂直方向の合成を垂直方向と同様に
水平方向にも拡張することにより２次元的に視域を９倍
にすることができる。領域の数をｍとすると、再生され
る物体光の広がる範囲、すなわち視域がｍ倍に拡大され
る。しかし、この場合、第１または、第２の実施形態に
おけるのと同様に、領域の数を増やすことはより高い次
数の像を利用することになり、高い次数の像ほど０次の
像との明暗の差が大きい。そこで、各次数の像の間で明
暗の差を均一化するために、干渉縞表示面２の標本化構
造における開口率を小さくし、そうしたうえで、全体光
量の減少を補うため再生光５に明るい光を使用し、ま
た、高次像の再生には再生像の明るさに応じて再生光５
の光量を変化させるなどの方法を併用することが望まし
い。
施形態では、一例として、３つの領域の物体光を空間的
に合成するものとして説明したが、第１または第２の実
施形態におけるのと同様に、これは３つの領域に限られ
るわけでなく、任意の数とすることができる。具体的に
は、例えば、図９の垂直方向の合成を垂直方向と同様に
水平方向にも拡張することにより２次元的に視域を９倍
にすることができる。領域の数をｍとすると、再生され
る物体光の広がる範囲、すなわち視域がｍ倍に拡大され
る。しかし、この場合、第１または、第２の実施形態に
おけるのと同様に、領域の数を増やすことはより高い次
数の像を利用することになり、高い次数の像ほど０次の
像との明暗の差が大きい。そこで、各次数の像の間で明
暗の差を均一化するために、干渉縞表示面２の標本化構
造における開口率を小さくし、そうしたうえで、全体光
量の減少を補うため再生光５に明るい光を使用し、ま
た、高次像の再生には再生像の明るさに応じて再生光５
の光量を変化させるなどの方法を併用することが望まし
い。
【００４８】また、本実施形態（第３の実施形態）にお
いても、第１または第２の実施形態におけるのと同様
に、干渉縞表示面に用いる表示素子として液晶表示パネ
ルなどの空間光変調素子を利用することができるが、動
画でホログラム像の再生を行う場合、第１または第２の
実施形態による再生像と同じ時間特性を有する再生像を
得るために本実施形態に要求される干渉縞表示面の切り
換え速度は、合成される物体光の領域の数をｍとする
と、第１または第２の実施形態における干渉縞表示面の
切り換え速度の（１／ｍ）倍でよい。
いても、第１または第２の実施形態におけるのと同様
に、干渉縞表示面に用いる表示素子として液晶表示パネ
ルなどの空間光変調素子を利用することができるが、動
画でホログラム像の再生を行う場合、第１または第２の
実施形態による再生像と同じ時間特性を有する再生像を
得るために本実施形態に要求される干渉縞表示面の切り
換え速度は、合成される物体光の領域の数をｍとする
と、第１または第２の実施形態における干渉縞表示面の
切り換え速度の（１／ｍ）倍でよい。
【００４９】本発明立体表示装置は、以上説明した第１
乃至第３の実施形態に限られるものではなく、これらの
各実施形態を適宜組み合わせて実施するなど、特許請求
の範囲の記載内で各種変形して実施することができる。
乃至第３の実施形態に限られるものではなく、これらの
各実施形態を適宜組み合わせて実施するなど、特許請求
の範囲の記載内で各種変形して実施することができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明は、再生された真像（虚像）に対
する高次の像の結像に関与する光を使用することによ
り、干渉縞表示面の解像度を大きくすることなく、また
真像（虚像）の大きさを変えることなく視域の拡大がで
きるようにしたものである。従って、本発明によれば、
干渉縞表示面として画素間隔が粗い液晶表示パネルを用
いた場合にも、視域の広いホログラム像を再生すること
ができ、動画ホログラフィ装置などに有効な技術とな
る。
する高次の像の結像に関与する光を使用することによ
り、干渉縞表示面の解像度を大きくすることなく、また
真像（虚像）の大きさを変えることなく視域の拡大がで
きるようにしたものである。従って、本発明によれば、
干渉縞表示面として画素間隔が粗い液晶表示パネルを用
いた場合にも、視域の広いホログラム像を再生すること
ができ、動画ホログラフィ装置などに有効な技術とな
る。
【図１】 折り返し成分を含まない干渉縞が得られる物
体光の広がる範囲を示している。
体光の広がる範囲を示している。
【図２】 本発明立体表示装置の第１の実施形態を示し
ている。
ている。
【図３】 第１の実施形態に関する事項が物体上の任意
の点について成立することを示している。
の点について成立することを示している。
【図４】 第１の実施形態における不要な光線の排除の
仕方を示している。
仕方を示している。
【図５】 不要な光線を排除するための開口の大きさ、
形状および位置を示している。
形状および位置を示している。
【図６】 本発明立体表示装置の第２の実施形態を示し
ている。
ている。
【図７】 第２および第３の実施形態において使用する
開口を示している。
開口を示している。
【図８】 高次の真像を結像させる干渉縞を作成するた
めの第１の方法を示している。
めの第１の方法を示している。
【図９】 本発明立体表示装置の第３の実施形態を示し
ている。
ている。
１ 干渉縞作成面 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ 干渉縞表示面 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ レンズ ４，４ａ，４ｂ，４ｃ 開口 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ 再生光 ６ａ，６ｂ ハーフミラー
Claims (3)
- 【請求項１】 干渉縞を表示する標本化構造を有する干
渉縞表示面と、前記干渉縞から物体光を再発生させる再
生光と、該再発生させられた物体光からホログラム像を
再結像させるレンズとを少なくとも具えた立体表示装置
において、 前記ホログラム像を再結像させるにあたっては干渉縞か
ら再生される真像の高次の像の結像に関与する光線を利
用するとともに、本来の物体上の点の位置の真像に相当
する前記干渉縞から再生される高次の真像だけを結像さ
せるための開口を前記レンズの像側焦平面に配置してな
ることを特徴とする立体表示装置。 - 【請求項２】 干渉縞表示面に表示する０次および高次
の像の結像に関与する干渉縞を時分割で切り換えるとと
もに、該切り換えに同期して前記レンズの像側焦平面に
配置した前記開口の位置を前記切り換えられた干渉縞に
対応して切り換えるようにしたことを特徴とする立体表
示装置。 - 【請求項３】 干渉縞表示装置と、レンズと、０次また
は高次の像を結像させるための前記レンズの像側焦平面
に配置された開口とを少なくとも有する立体表示装置を
複数具え、それら立体表示装置のそれぞれから再生され
た光を空間上で合成するようにしたことを特徴とする立
体表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04776799A JP3914650B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 立体表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04776799A JP3914650B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 立体表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000250387A true JP2000250387A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3914650B2 JP3914650B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=12784537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04776799A Expired - Fee Related JP3914650B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 立体表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3914650B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025380A1 (ja) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | 三次元像表示装置及び三次元像表示方法 |
| WO2005066723A1 (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | 三次元像表示装置及び三次元像表示方法 |
| JP2007121883A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 三次元像表示システムおよび三次元像表示方法 |
| JP2008541159A (ja) * | 2005-05-13 | 2008-11-20 | シーリアル、テクノロジーズ、ゲーエムベーハー | シーンのホログラフィック再構成を行う投影装置及び方法 |
| US7573491B2 (en) | 2004-04-02 | 2009-08-11 | David Hartkop | Method for formatting images for angle-specific viewing in a scanning aperture display device |
| JP2010525384A (ja) * | 2007-04-18 | 2010-07-22 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | 光変調器を使用してホログラフィック再構成を生成するデバイス |
| WO2016063319A1 (ja) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | オリンパス株式会社 | ホログラム画像表示装置 |
| CN109643082A (zh) * | 2016-08-24 | 2019-04-16 | 视瑞尔技术公司 | 全息显示装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5540353B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2014-07-02 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 電子ホログラフィ再生装置および電子ホログラフィ再生方法 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04776799A patent/JP3914650B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025380A1 (ja) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | 三次元像表示装置及び三次元像表示方法 |
| US7312908B2 (en) * | 2002-09-11 | 2007-12-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | 3D image display and 3D image display method |
| WO2005066723A1 (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | 三次元像表示装置及び三次元像表示方法 |
| US8400696B2 (en) | 2004-01-06 | 2013-03-19 | Hamamatsu Photonics K.K. | Three-dimensional image display and three-dimensional image displaying method |
| US7573491B2 (en) | 2004-04-02 | 2009-08-11 | David Hartkop | Method for formatting images for angle-specific viewing in a scanning aperture display device |
| JP2008541159A (ja) * | 2005-05-13 | 2008-11-20 | シーリアル、テクノロジーズ、ゲーエムベーハー | シーンのホログラフィック再構成を行う投影装置及び方法 |
| JP2007121883A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Hamamatsu Photonics Kk | 三次元像表示システムおよび三次元像表示方法 |
| JP2010525384A (ja) * | 2007-04-18 | 2010-07-22 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | 光変調器を使用してホログラフィック再構成を生成するデバイス |
| WO2016063319A1 (ja) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | オリンパス株式会社 | ホログラム画像表示装置 |
| JPWO2016063319A1 (ja) * | 2014-10-24 | 2017-08-03 | オリンパス株式会社 | ホログラム画像表示装置 |
| US10514550B2 (en) | 2014-10-24 | 2019-12-24 | Olympus Corporation | Hologram image display apparatus |
| CN109643082A (zh) * | 2016-08-24 | 2019-04-16 | 视瑞尔技术公司 | 全息显示装置 |
| KR20190040310A (ko) * | 2016-08-24 | 2019-04-17 | 시리얼 테크놀로지즈 에스.에이. | 홀로그래픽 디스플레이 디바이스 |
| JP2019528481A (ja) * | 2016-08-24 | 2019-10-10 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニムＳｅｅｒｅａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｓ．Ａ． | ホログラフィックディスプレイ装置 |
| KR102470738B1 (ko) * | 2016-08-24 | 2022-11-24 | 시리얼 테크놀로지즈 에스.에이. | 홀로그래픽 디스플레이 디바이스 |
| JP7358235B2 (ja) | 2016-08-24 | 2023-10-10 | シーリアル テクノロジーズ ソシエテ アノニム | ホログラフィックディスプレイ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3914650B2 (ja) | 2007-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3321746B1 (en) | Holographic display apparatus for providing expanded viewing window | |
| US7099058B2 (en) | Hologram preparing method | |
| KR100388562B1 (ko) | 홀로그래피광학소자를가진디스플레이장치 | |
| JP3518720B2 (ja) | 方向性ディスプレイおよび方向性ディスプレイ用のマスクを製造する方法 | |
| TWI618947B (zh) | Display device | |
| JPH03206401A (ja) | 回折格子パターンを有するディスプレイの作製方法 | |
| US7839549B2 (en) | Three-dimensional autostereoscopic display and method for reducing crosstalk in three-dimensional displays and in other similar electro-optical devices | |
| JPH0918897A (ja) | 立体画像表示装置 | |
| JP2856612B2 (ja) | ホログラフィック・ステレオグラム記録用投影装置 | |
| JP2000250387A (ja) | 立体表示装置 | |
| JP3886036B2 (ja) | 立体表示装置 | |
| US3834785A (en) | Vertically diverged holographic image formation with zero-order diffraction suppression | |
| JP2007199587A (ja) | ３次元像表示装置 | |
| JP2001183962A (ja) | ホログラム作成方法 | |
| US3549238A (en) | Optical display or viewing systems with coaxial diffracted and non-diffracted channels | |
| JP2976774B2 (ja) | 回折格子パターンを有するディスプレイ | |
| KR20030025279A (ko) | 홀로그램 작성 방법 | |
| JP3448964B2 (ja) | ホログラフィック・ステレオグラムの作成方法 | |
| JP4804877B2 (ja) | 三次元像表示システムおよび三次元像表示方法 | |
| Mishina et al. | Holographic display with enlarged viewing-zone using high-resolution LC panel | |
| JP3710932B2 (ja) | 立体表示装置 | |
| JP2002148717A (ja) | 反射型ホログラムスクリーン及びそれを用いた投影表示装置 | |
| JP3608747B2 (ja) | 多面付けホログラム及びその作成方法 | |
| JP3673959B2 (ja) | ホログラムの作製方法 | |
| JP2003015508A (ja) | 干渉縞作成装置および立体表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040113 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040413 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060706 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060808 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061121 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061127 |
|
| 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: 20070109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070205 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3914650 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110209 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120209 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130209 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140209 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |