JP2012529078A - 三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス - Google Patents

Abstract

光屈折性の有機組成物により構成されたホログラフィックディスプレイ媒体、ならびに前記ホログラフィックディスプレイ媒体を用いてホログラフィー像を記録および再生するための光学システムを含む三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。前記光屈折性有機組成物がトリ−アルキルアミノ側鎖基を有する光屈折性有機ポリマーを含む。

Description

（関連出願との相互参照）
この出願は２００９年６月４日に出願された米国仮特許出願第６１／１８４，２０８号の恩典を主張するものであり、前述の仮特許出願の開示は、参照により、その内容全体が本明細書に組み入れられる。

本発明は、トリ−アルキルアミノ側鎖基を有する光屈折性有機ポリマーを含有した組成物により調製されるホログラフィックディスプレイ媒体を含む三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスに関係する。また、本発明は、２つもしくはそれ以上の独立したカラー・レーザー・ビーム、好適には３色ＲＧＢ（赤色／緑色／青色）レーザーを用いる、新規なホログラフィー像の記録および読み取り方法にも関係している。

これまで以上に高い性能を有し、且つ、更に一層良好な加工性を備え、その上もっとコンパクトでもある様々な種類のフォトニクスデバイスに対するニーズが絶えず高まっている。デバイス製作の容易性は、最近の急速な情報通信技術の発展により高められてきた。また、このニーズに応えるため、数多くの関心が、有機材料でできたフォトニクスデバイスに対するＲ＆Ｄ研究に集中して向けられてきた。有機材料は、これまでのものよりももっと多様な組成を有し、低誘電率、低コストおよび軽量であって、デバイス製作の容易性だけでなく、構造的柔軟性、充分に長い保管寿命、高い光学的な品質および熱安定性を呈する。

従来は、この目的で、光屈折性の無機結晶、例えばＢａＴｉＯ_３、ＬｉＮｂＯ_３、Ｂｉ_１２ＳｉＯ_２０、Ｂｉ_１２ＧｅＯ_２０、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰおよびＣｄＴｅなどが用いられており、そのような光屈折性無機結晶が例えば特開２０００−１６２９４９号に開示されている。

光屈折性は、ある材料の屈折率を、例えば強力なレーザービームを照射することなどによってその材料内の電場を変化させることにより変えることができるという現象である。その屈折率の変化は：（１）図１ａに示されているような、２つのレーザービームの干渉および回折格子の形成；（２）図１ｂに示されているような、回折格子による電荷発生；（３）図１ｃに示されているような、結果として正電荷および負電荷の分離をもたらす電荷移動；（４）１つのタイプの電荷の捕獲（電荷の非局在化）；（５）図１ｄに示されているような、電荷の非局在化の結果としての不均一内部電場（空間電荷場）の形成；および（６）図１ｅに示されているような、前述の不均一電場により誘導される屈折率の変化：を含む一連のステップにより達成される。空間電荷分布の偏差が電場であるので、位相差Φを与えることができる。

換言すれば、レーザー干渉格子の光学的な強度分布を屈折率分布として記録することができる。形成される屈折率格子がリアルタイムの空間電場によってもたらされるため、写真タイプのホログラム記録方法とは異なり、現像プロセスやインプリントプロセスは必要でなく、リアルタイムの記録／読み出し／消去が可能である。

また、光屈折効果のもう一つの特徴である位相差Φを干渉格子と屈折率格子との間で形成することができ、この位相差Φは、自己回折効果の支援を得て光増幅をもたらすことができる。例えば、２つのビームがカップリングするケースで説明すると、位相差がΦ＝π／２であるならば、１つの伝送信号ビームの強度がもう一つのポンプビームの効果により高められる。即ち、当初のビーム強度が増幅される。この現象はコヒーレント光情報処理分野における増幅光機能として利用することができる。

それ故、良好な光屈折特性は、良好な電荷発生、良好な電荷移動または光導電性および良好な電気光学活性を併せ持つ材料でのみ見ることができる。

光屈折現象誘起材料に強力なレーザービームを照射することにより、その材料の屈折率を変えることができる。レーザーの照射を中止すると、その屈折率はすぐに当初の屈折率に戻ることができる。これらの特異な特性は様々な種類のフォトニクスデバイスに応用することができる。

先に光屈折性の原理の項で説明されているとおり、良好な光屈折効果を得るためには、光屈折性組成物は以下の機能を備えていなければならない：（１）光電子を発生する能力（フォトセンシタイザー部）；（２）（発生された正孔を効果的に運ぶための）電荷移動能力；および（３）電気光学効果（Ｐｏｃｋｅｌｓ効果）をもたらすための、非線形性の光学的な能力。

もともと、光屈折効果は、ＢａＴｉＯ_３、ＬｉＮｂＯ_３、Ｂｉ_１２ＳｉＯ_２０、Ｂｉ_１２ＧｅＯ_２０、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰおよびＣｄＴｅなどの様々な無機電気光学（ＥＯ）結晶で見出された。これらの材料の場合、内部空間電荷場による屈折率変調のメカニズムは、線形電気光学効果に基づいている。フォトリフラクティブデバイスに対する更なる研究および応用が尚も続いている。

１９９０年および１９９１年に最初の光屈折性有機結晶および光屈折性ポリマー材料が発見され、報告された。そのような材料は、例えば、Ｄｕｃｈａｒｍｅらに付与された米国特許第５，０６４，２６４号に開示されている。光屈折性有機材料は、例えば光学的な非線形性が大きいこと、誘電率が低いこと、低コストであること、軽量であること、構造的柔軟性を有していること、およびデバイスの製作が容易であることなど、当初の光屈折性無機結晶に優る多くの利点を提供する。この用途に依存して望ましいと考えられ得る他の重要な特徴は、充分に長い保管寿命、高い光学的な品質および熱安定性を含む。これらの種の活性有機ポリマーは、先進情報通信技術での主要材料として浮上している。

近年、光屈折性有機材料、特には光屈折性ポリマー材料の種々の特性を最適化すべく努力が払われている。上で述べられているように、良好な光屈折特性は、良好な電荷発生、良好な電荷移動（光導電性としても知られている）および良好な電気光学活性に依存する。これらのそれぞれの特徴をもたらす成分の選択および組み合わせを調べる様々な研究が行われてきた。カルバゾール基を含有している材料の組み入れは、しばしば、光導電性に関する能力を提供する。また、フェニルアミン基も、その材料の電荷移動に関する能力を得るために使用することができる。

また、最近になって、迅速な応答時間、高い回折効率および良好な安定性を示す光屈折性有機組成物も本発明者らによって開示された。

最近の「Ａｖａｔａｒ」などの映画の公開、ＣＮＮによる２００８年のｅｌｅｃｔｉｏｎ−ｎｉｇｈｔの「ｈｏｌｏｇｒａｍ」でのレポーターのインタビュー、および数社の製造業者による３Ｄテレビ受信機のデモンストレーションなどもあって、３Ｄディスプレイテクノロジーが大いに大衆の関心を集めている。ホログラフィー、ならびにあるシーンの強度および位相情報の両者を与えるホログラフィーの能力を利用した場合、脳は、ある物体の錯視によってだまされるのではなく、寧ろ、その物体が実在していた場合にその現実の物体自体から散乱されたであろうと考えられる光を感知するのである、ということが繰り返し検証されてきた。その上、観察者が何らかの特別なメガネ類を身につける必要もない。しかしながら、これまでのところ、書き換え可能な材料がないため、実用性に富んだ更新可能なタイプの３Ｄ方式によるトゥルーカラーのホログラフィックディスプレイは報告されていない。Ｈ．Ｂｊｅｌｋｈａｇｅｎらは、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，２００８，４７，Ａ１２３において、カラーホログラフィーの最新の進展状況について報じている。そこでは、ハロゲン化銀プレートを用いて高度に現実的な３Ｄ画像が生成された。しかしながら、それらの３Ｄ画像は、そこで使用された材料の特性により、一度だけしか記録されず、動的更新能力を欠いている。Ｓ．Ｔａｙらは、Ｎａｔｕｒｅ，２００８，４５１，６９４において、光屈折性ポリマー材料を用いるインテグラルホログラフィー技術をベースとした更新可能なホログラフィック３Ｄディスプレイについて報告している。これが更新可能な３Ｄホログラフィックディスプレイの最初の実証報告であった。しかしながら、彼らのシステムでは１つのレーザー（緑色）のみが使用され、そのため、モノカラー画像を観察することができたにすぎない。本発明の幾つかの実施形態においては、書き換え可能な光屈折性媒体に加え、記録システムにおいては３つのカラーレーザーが組み合わされる。また、幾つかの実施形態では、物体ビームは混合型の白色レーザー光源から放射され、そして、異なる入射角を有する３つの異なるカラー参照ビームが採用される。更に、本システムにおいては、画像データ入力用に、デジタル・マイクロミラー・デバイスおよびＬＣＤプレートまたは空間光変調器（ＳＬＭ）も使用される。その結果として、更新可能で高度に現実的なトゥルーカラーの３Ｄホログラフィックディスプレイが実証される。

本発明の１つの実施形態は、光屈折性の有機組成物により構成されたホログラフィックディスプレイ媒体、ならびに前記ホログラフィックディスプレイ媒体を用いてホログラフィー像を記録および再生するための光学システムを含む三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスであって、
上記光屈折性有機組成物がトリ−アルキルアミノ側鎖基を有する少なくとも１つの光屈折性有機ポリマーを含み、前記トリ−アルキルアミノ側鎖基が次の一般式グループ１：

［式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される］
に示されている構造からなるグループから選択される、三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスである。

好ましい実施形態では、ホログラフィック像が２つもしくはそれ以上の異なるカラー・レーザー・ビームにより記録可能である。

他の好ましい実施形態では、２つもしくはそれ以上のレーザービームが赤色レーザービーム、緑色レーザービームおよび青色レーザービームからなるグループから選択される。

他の好ましい実施形態では、前記ホログラフィー像が、空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスを通じて入力できる画像データにより記録することができる。他の好ましい実施形態では、光学システムは、２つもしくはそれ以上の異なるカラー・レーザー・ビームを放射するためのレーザー光源を含んでいる。

他の好ましい実施形態では、前記光学システムは、ホログラフィックディスプレイ媒体にホログラフィー像を記録するために、さらに、画像データを出力するための空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスを有する。

他の好ましい実施形態では、光屈折性有機組成物がある比率で電荷移動能力を有する単位と非線形性の光学的能力を有する単位とを有していて、該比率が重量で約４／１から１／４までの間である。

本発明の他の実施形態は、ホログラフィー像を記録および再生する方法において、当該方法が：
（ｉ）ホログラフィックディスプレイ媒体にバイアス電圧を印加しながら、該ホログラフィックディスプレイ媒体に物体レーザービームおよび少なくとも１つの参照レーザービーム（すなわち、２、３又はそれ以上のレーザービーム）を照射することにより、光学システムを用いてホログラフィー像を記録するステップであって、前記ホログラフィックディスプレイ媒体が光屈折性有機組成物により構築され、
上記光屈折性有機組成物がトリ−アルキルアミノ側鎖基を有する少なくとも１つの光屈折性有機ポリマーを含み、ここで、前記トリ−アルキルアミノ側鎖基が次の一般式グループ１：

［式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される］
に示されている構造からなるグループから選択される、ホログラフィー像の記録ステップ；および
（ｉｉ）該ホログラフィックディスプレイ媒体に少なくとも１つの参照レーザービーム（すなわち、２、３又はそれ以上のレーザービーム）を照射することにより、前記光学システムを用いて該ホログラフィー像を再生するステップ；
を含む、ホログラフィー像を記録および再生する方法に関する。

好ましい実施態様では、該ホログラフィー像が２つもしくはそれ以上の異なるカラー・レーザー・ビームを用いて記録および再生される。

他の好ましい実施態様では、２つもしくはそれ以上のレーザービームが赤色レーザービーム、緑色レーザービームおよび青色レーザービームからなるグループから選択される。

他の好ましい実施態様では、ホログラフィー像が、空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスを通じて、画像データが出力されることにより記録される。

本発明の様々な態様および関連技術を上回って達成される本発明の種々の利点を要約することを目的として、この開示で本発明の特定の目的および利点が説明される。勿論、必ずしもすべてのそのような目的または利点が本発明の何らかの特定の実施形態によって達成されるものではないことを理解すべきである。従って、例えば、当業者は、必ずしも本明細書で教示または示唆されている他の目的または利点を達成しなくても、本明細書で教示されている１つの利点もしくは一群の利点を達成または最適化する仕方で本発明が具体化または実施され得ることを認識するであろう。

本発明の更なる態様、特徴および利点は、以下に記載する好適な実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。

次に、本発明のこれらの特徴および他の特徴が好適な実施形態の図面を参照しながら説明されるが、それらの好適な実施形態は、本発明を例証することを意図したものであり、本発明を限定することを意図したものではない。更に、それらの図面は、説明に役立つことを目的として過度に簡素化されており、また、必ずしも一定の縮尺になっていない。

図１ａ−１ｅは光屈折性の原理を描いている。図１ａは、２つのレーザービームによる干渉および回折格子の形成を描いている。図１ｂは、回折格子による電荷発生を描いている。図１ｃは、結果として正電荷および負電荷の分離をもたらす電荷移動を描いている。図１ｄは、電荷の非局在化の結果としての不均一内部電場（空間電荷場）の形成を描いている。図１ｅは、上述の不均一電場により誘発される屈折率の変化を描いている。 図２は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第１の例証的な配置構成を示す概略図である。 図３は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第２の例証的な配置構成を示す概略図である。 図４は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第３の例証的な配置構成を示す概略図である。 図５は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第４の例証的な配置構成を示す概略図である。 図６は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの上述の第１の例証的な配置構成および第３の例証的な配置構成でのレーザービームの配列を示す概略図である。 図７は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの上述の第２の例証的な配置構成および第４の例証的な配置構成でのレーザービームの配列を示す概略図である。 図８は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第５の例証的な配置構成を示す概略図である。 図９は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第６の例証的な配置構成を示す概略図である。 図１０は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第７の例証的な配置構成を示す概略図である。 図１１は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第８の例証的な配置構成を示す概略図である。

ホログラムを作製するためには、物体ビーム（または信号ビーム）と少なくとも１つの参照ビームが必要である。物体ビームは、ホログラムに貯蔵されるべき情報を担うものであり、記録される物体から反射されたビームであってもよいし、または例えば透明な状態もしくは空間光変調器を通じて媒体内に送られたビームであってもよい。

１つの実施形態においては、三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスは、本明細書で開示されている何らかのポリマー組成物（光屈折性の有機ポリマー組成物）から形成されたホログラフィックディスプレイ媒体、ならびにそのホログラフィックディスプレイ媒体を用いてホログラフィー像を記録および再生するための光学システムを含んでいてよい。１つの実施形態においては、その光学システムは、更に、上述のホログラフィックディスプレイ媒体にホログラフィー像を記録するために画像データを出力するための空間光変調器、液晶プレートまたはデジタルマイクロミラーを含んでいてよい。１つの実施形態においては、本ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスは：（ｉ）ここで開示されているいずれかのホログラフィックディスプレイ媒体；（ｉｉ）ある画像を記録するために物体ビームと３つの参照ビームを放射するためのレーザー光学システム、または前述のホログラフィックディスプレイ媒体上でその画像を再生するために３つの参照ビームを放射するためのレーザー光学システム；および（ｉｉｉ）ホログラフィックディスプレイ媒体に電圧を供給するための電気システム；を含んでいてよい。上述のレーザー光学システムはレーザー光源、ミラー、ビームスプリッターおよび空間フィルターを含んでいてよく、また、上述の電気システムは高電圧供給装置を含んでいてよい。

本ホログラフィックディスプレイ媒体はシート状または平面状であってよく、また、１つの実施形態においては約５０μｍから約１００μｍまでの厚みを有していてよい。本ホログラフィックディスプレイ媒体は、ここで開示されているいずれかのポリマー組成物（光屈折性有機組成物）の粉末を加熱および溶融することにより所望の配置構成およびサイズで得ることができる。本ホログラフィックディスプレイ媒体はそこに電圧を加えるための電極を備えていてよい。更に、１つの実施形態においては、本ホログラフィックディスプレイ媒体は、惑光防止用フィルムなどの１つもしくはそれ以上の他のフィルムが積層されていてよい。

本開示において条件および／または構造が特定されていない場合、当業者であれば、本開示に照らし、日常的な実験に従って、そのような条件および／または構造を容易に与えることができる。例えば、本発明の幾つかの実施形態においては、国際公開第２００９／０９９８９８号パンフレットおよび国際公開第２００８／０１３７７５号パンフレットに開示されているモノマー、共重合プロセスおよび他の化合物を使用することができ、前述のそれぞれの特許文献の開示は、参照により、それらの内容全体が本明細書に組み入れられる。

例えば、１つの実施形態においては、本ディスプレイ媒体は、ポリマーコンポジットをトルエンなどの溶媒中に溶解し、得られた溶液を濾過し、その濾過された溶液を真空蒸発下において例えば５０℃などの中等度の加熱によりオーブン内で数時間乾燥させ、これにより上述の溶媒を除去することによって調製することができる。このようにして得られた乾燥材料は、例えば１３０℃などの比較的高い温度で数時間機械的に均質化することができる。その後、この均質化された材料の小塊は、２つの電極上、例えば２つのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）被覆ガラス電極上で溶融し、例えば１５０℃などの僅かに高い温度で組み付けることができる。

上述の光屈折性有機コンポジットは、数種類の異なる成分、例えばポリマーマトリックス、非線形性の光学的発色団、増感剤、および以下で説明されているように組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）をコントロールすることができる可塑剤からなっている。前述のポリマーマトリックスは、例えばラジカル重合技術を用いて、対応する幾つかのモノマーから合成することができる。

光屈折性は、ある材料の屈折率を、例えば強力なレーザービームを照射することなどによってその材料内の電場を変化させることにより変えることができるという現象である。その屈折率の変化は：（１）レーザー照射による電荷発生；（２）結果として正電荷および負電荷の分離をもたらす電荷移動；および（３）電荷の蓄積（電荷の非局在化）；（４）電荷の非局在化の結果としての不均一内部電場（空間電荷場）の形成；ならびに（５）前述の不均一電場により誘導される屈折率の変化：を含む一連のステップにより達成される。

本発明の光屈折性有機ポリマーの１つの実施形態は、数種類の異なる成分：例えば、これまでの箇所で述べられているような、電荷移動用の成分、非線形光学用の成分および光電子発生用の成分など；を含んでいる。それらの中でもとりわけ、成分の主要な部分は電荷移動用の成分および非線形光学用の成分を含む。好適には、電荷移動用の部分および非線形光学用の部分のうちのいずれか一方または両方がポリマーマトリックス中に存在する。尚も一層よいことには、その側鎖に電荷移動用の部分を有するポリマーマトリックスが一層良好な光屈折性に関する性能を示す。通常、光電子発生用の部分は、様々な増感剤、例えばＣ６０およびそれの誘導体、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）、量子ドットならびにカーボンナノチューブなどにより与えることができる。

その側鎖に電荷移動能力を有する本発明の有機ポリマーの１つの実施形態は、ホッピング伝導による電荷移動能力を有するあらゆる有機材料から選ぶことができる。しかしながら、最高の光屈折性に関する性能を達成するためには、少なくとも１つのトリ−アルキルアミノ基を含有したポリマーを有していることが望ましい。最も好適なポリマーの例として、トリ−アルキルアミノ基は、一般式グループ１：

から選択することができる。

式中のＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される。

原理的には、本発明のポリマーマトリックスを作製するために、適切な側鎖が付着されていれば、これらに限定するものではないが、ビニルポリマー、ポリウレタン、エポキシポリマー、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリシロキサンおよびポリアクリレートを含め、本質的にどのようなポリマー骨格をも使用することができよう。

対照的に、我々の好適な材料、特には（メタ）アクリレートをベースとしたポリマーは、ずっと優れた熱的および機械的特性を有している。即ち、それらの材料は、例えば、射出成形または押し出し成形による処理を行う際に一層良好な加工性を提供する。これは、特に、本ポリマーがラジカル重合によって調製されるときに当てはまる。好適なタイプの骨格単位は、アクリレートまたはスチレンをベースとしたものである。これらの（メタ）アクリレートポリマーは、対応する（メタ）アクリレートモノマーから調製することができるホモポリマーまたはコポリマーのいずれかである。好適なタイプのモノマーは、一般式グループ２：

に示されているものである。

上述の式中において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される。Ｒ_０は水素原子、アルキル鎖、例えばメチル基などを表し、ｎは１から６までの整数である。

電荷移動用成分としてフェニルアミン誘導体基を含んでいるモノマーの幾つかの特定の例は、カルバゾリルプロピル（メタ）アクリレートモノマー；４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−フェニルプロピル（メタ）アクリレート；Ｎ−［（メタ）アクロイルオキシプロピルフェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン；Ｎ−［（メタ）アクロイルオキシプロピルフェニル］−Ｎ’−フェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン；およびＮ−［（メタ）アクロイルオキシプロピルフェニル］−Ｎ’−フェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−ブトキシフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミンである。そのようなモノマーは単独で使用することができ、または２つもしくはそれ上のモノマーを混ぜ合わせて使用することもできる。

これらの（メタ）アクリレートモノマーは従来の重合方法を使用して重合することができる。あらゆる方法、例えばアゾ系重合開始剤を用いるラジカル重合、遷移金属を使用することによるリビングラジカル重合、またはランタノイド触媒を利用することによる配位重合などを用いることができる。しかしながら、本重合法は上で述べられている重合方法に限定されるものではない。

本発明の１つの実施形態においては、本コポリマーは一般的に約３，０００から５００，０００までの重量平均分子量（Ｍｗ）、好適には約５，０００から１００，０００までの重量平均分子量（Ｍｗ）を有している。本明細書で使用される場合、「重量平均分子量」という用語は、当技術分野において周知の如く、ポリスチレン標準におけるＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）法により決定された値を意味する。

光屈折性を示す有機組成物の中でもとりわけ、一般的に発色団と呼ばれている組成物により非線形性の光学的な部分を得ることができる。この機能性部分を本ポリマーマトリックス中に分散させることができる。または、この機能性部分を、共有結合により、ポリマーの側鎖もしくはポリマーの骨格に組み入れることもできる。時には、一層良好な光屈折性を獲得するため、本コポリマーは、ＩＢＭに付与された米国特許第５，０６４，２６４号（この特許は参照により本明細書に組み入れられる）に記載されているように、非線形性の光学的な特性を有する成分と共に本ポリマーマトリックス中に分散させることもできる。適切な材料は当技術分野において公知であり、例えばＤ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ ＆ Ｊ．Ｚｙｓｓによる「Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９８７年）などの文献に詳しく記載されている。典型的には、以下に示されている化合物を発色団添加剤の非限定的な例として使用することができる：

コポリマーの場合、電荷伝導特性を示すトリアルキルアミノ含有モノマーと共に、非線形性の光学的な特性を有するモノマーを別のモノマー部分として使用することができる。モノマーの詳細な例として、次に示されているように、その側鎖に以下の機能性部分を有するモノマーを使用することができる：

上の式において、Ｑは酸素またはイオウなどのヘテロ原子を伴ったアルキレン基、またはそのようなヘテロ原子を伴わないアルキレン基を表し、好適には、Ｑは（ＣＨ_２）ｐで表されるアルキレン基であり；前述の式中のｐは約２から６までの間であり；そしてＲは１０個までの炭素を有する直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基であり；また、好適にはＲはメチル、エチルおよびプロピルから選択されるアルキル基である。

電荷移動単位および非線形性光学単位の両者の比に関しては何ら制限はない。しかしながら、１つの典型的な代表例としては、電荷移動能力を有する単位／非線形性の光学的な能力を有する単位の比は、重量で約４／１から１／４までの間である。好適には、その比は、重量で約２／１から１／２までの間である。もしこの比が約１／４未満である場合には、その電荷移動能力が弱く、応答時間が遅すぎて良好な光屈折性を得ることができなくなる傾向がある。その一方で、もしこの比が約２／１よりも大きい場合には、非線形性の光学的な能力が弱く、回折効率が低すぎて良好な光屈折性を得ることができなくなる傾向がある。これらの成分はポリマーの側鎖の形態で加えられてもよいし、またはポリマーの低分子量成分の形態で加えられてもよい。

場合によっては、所望の物理的な特性をもたらすため、またはその望ましい物理的な特性を改善するため、本ポリマーマトリックスに他の成分を加えることができる。通常、良好な光屈折能力を得るために、電荷発生剤として機能する光増感剤を加えることが好適である。当技術分野においては、そのような光増感剤に関する広範囲にわたる様々な選択肢が公知である。使用され得る光増感剤の例を限定するものではないが、典型的な光増感剤の例は、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）およびＣ６０である。必要となる光増感剤の量は、通常、３ｗｔ％未満である。

また、本コポリマーマトリックスが比較的低いガラス転移温度を有していて、従来の加工技術によって加工可能であることも好適である。場合によっては、そのガラス転移温度を下げるためおよび／または加工性を助長するため、本組成物に可塑剤を加えることもできる。本発明において使用するのに適した可塑剤のタイプ、例えばエチルカルバゾールなどは制限的なものではない；当業者は多くのそのような材料に精通しているであろう。代表となる典型的な例は、フタル酸誘導体、トリアルキルアミノ含有低分子量添加剤（これらの添加剤が一般式グループ１で示されている）を含み、または電荷移動用のモノマーもしくは非線形光学用のモノマーのオリゴマータイプの化合物も本組成物のＴｇをコントロールするために使用することができる。

上述の式中において、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される。

最も好適には、フタル酸ジオクチル、Ｎ−アルキルカルバゾールまたはＮ−（アセトキシプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−（１，１’−ジフェニル）−４，４’−ジアミンから選択される化合物を使用することができる。

尚も別のＴｇを調節するための方法または例えばフィルム形成能力を改善するための方法は、修飾用コモノマーとして、アクリル酸またはメタクリル酸アルキルエステルなどの別のモノマーを加えることである。修飾用コモノマーの例はＣＨ_２＝ＣＲ_０−ＣＯＯＲ（式中、Ｒ_０は水素原子またはメチル基を表し、そしてＲはＣ_２−１４アルキル基、例えばブチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピルアクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートおよびヘキシル（メタ）アクリレートなどを表す）である。

幾つかの実施形態においては、電荷移動能力を有する部分および非線形性の光学的な能力を有する部分は、本有機組成物のうち、重量で９０％以上の割合（例えば、少なくとも９５％）を占め、そして、それ以外の部分は増感剤および可塑剤などを含むことができる。

通常、より良好な光屈折性を得るため、本組成物にバイアス電圧を印加することが必要になる。必要なバイアス電圧の範囲は０．０１−１００Ｖ／μｍの間である。

本発明の１つの実施形態においては、光屈折性有機組成物は、通常、バルク形態またはフィルムの形態で使用される。スタイルおよび形状に関しては何ら特定の制限はなく、従って、本組成物は様々な種類の基体に組み入れることができる。

１つの実施形態の三次元ホログラフィックディスプレイ媒体はトリ−アルキルアミノ側鎖基を有する光屈折性有機ポリマーを含む組成物により調製され、ここで、前述のトリ−アルキルアミノ側鎖基は上述の一般式グループ１に示されている構造からなるグループから選択される。

以下では、本三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの典型的な例を図２、３、４、５、６および７を用いて説明するが、これらの例は、決して、本発明の範囲または基礎を成す原理に制限を加えることを意図したものではない。図２は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第１の例証的な配置構成を示している概略図である。図３は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第２の例証的な配置構成を示している概略図である。図４は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第３の例証的な配置構成を示している概略図である。図５は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第４の例証的な配置構成を示している概略図である。図６は、本発明の開示されている実施形態によるホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第１の例証的な配置構成および第３の例証的な配置構成でのレーザービームの配列を示している概略図である。図７は、本発明の開示されている実施形態によるホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第２の例証的な配置構成および第４の例証的な配置構成でのレーザービームの配列を示している概略図である。

図２は１つの実施形態におけるホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第１の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、青色レーザー１、緑色レーザー２、赤色レーザー３、ハーフミラー４、緑色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー５、赤色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー６、可視波長範囲用の二分の一波長板７、ミラー８、ミラー９、ミラー１０、３Ｄ物体１１、空間フィルター１２、コリメーティングミラー１３、空間フィルター１４、コリメーティングミラー１５、ミラー１６、空間フィルター１７、コリメーティングミラー１８、空間フィルター１９、光屈折性媒体２０、ミラー２１、ミラー２２、高電圧供給装置２３、観察位置２４、ビームシャッター２９、物体ビーム３０、参照ビーム３１、参照ビーム３２、参照ビーム３３、青色用二分の一波長板３４、緑色用二分の一波長板３５および赤色用二分の一波長板３６を含んでいる。しかしながら、このケースにおいて、幾つかの実施形態においてはカラー３Ｄ画像を得るのに例えば緑色レーザーと赤色レーザーなどの２つのカラーレーザーだけで充分間に合うため、カラー３Ｄ画像用途としても２−レーザービーム・システム（例えば緑色のレーザービームと赤色のレーザービーム）で充分に満足のいくものであり得る。

図２に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１、２および３により放射されたレーザービームは、ハーフミラー４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー５および６を通じて分割される。各レーザービームの半分が方向を向け直されて混ぜ合わされ、白色レーザービーム３０（物体ビーム）を生成する。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板７によって望ましい偏光状態に変えられる。その後、この物体ビームは空間フィルター１９を通じて拡げられ、３Ｄ物体１１に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体２０に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−１０度から＋１０度までである。ハーフミラー４を通過した通過側の青色参照ビーム３１は二分の一波長板３４によって変えられた偏光であって、ミラー８により方向を向け直された後、空間フィルター１２およびコリメーティングミラー１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、ミラー２１により、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の同じ側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された青色参照ビーム３１の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム３０に対して対称的な入射角度であるべきではない。ハーフミラー５を通過した通過側の緑色参照ビーム３２は二分の一波長板３５によって変えられた偏光であって、ミラー９により方向を向け直された後、空間フィルター１４およびコリメーティングミラー１５を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、ミラー２２により、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の同じ側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された緑色参照ビーム３２の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に対して−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム３０に対して対称的な入射角度であるべきではない。

通過側の赤色参照ビーム３３は二分の一波長板３６によって変えられた偏光であって、ミラー１０および１６により方向を向け直された後、空間フィルター１７およびコリメーティングミラー１８を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の同じ側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。前述の方向を向け直された赤色参照ビーム３３の入射ビーム角度は光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム３０に対して対称的な入射角度であるべきではない。これら３つすべての参照ビーム３１、３２および３３は、図６に示されているように、青色画像、緑色画像および赤色画像の間で起こり得るクロストークを回避するため、光屈折性媒体に異なる入射角で入射するように配列されている必要がある。

三次元画像の記録時における図２のこの配置構成においては、シャッター２９は開かれた位置にある。電圧供給装置２３を用いて光屈折性媒体２０に高いバイアス電圧を印加しながら、物体ビーム３０および参照ビーム３１−３３が光屈折性媒体２０を同時に照射する。最良の記録性能を得るべくそれらの参照ビームに対する物体ビームの強度比が調節される。記録が為された後、シャッター２９が閉じられる。この後、参照ビーム３１、３２および３３を照射することにより、実在する物体の再構成３Ｄ画像を観察位置２４から観ることができる。このバーチャル３Ｄ画像は、恰もオリジナルの３Ｄ物体が尚もそこに在るかの如くにして、正しくオリジナルの３Ｄ物体が在った場所に現れるであろう。本光屈折性媒体は優れた書き換え可能特性を有している。即ち、本３Ｄ画像は、光屈折性媒体に高いバイアスを印加しながら、その光屈折性媒体に一様な３つのカラー・レーザー・ビームを照射することにより消去することができる。その画像が完全に消去された後、上で説明されているのと同じ手順を踏むことにより、同じサンプルの第２の画像を書き込むことができる。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１０，０００回（少なくとも３，０００回）にわたって繰り返すことができる。

図３は１つの実施形態によるホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第２の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、反射３Ｄホログラムが記録され、且つ、再構成される点において、図２の配置構成とは異なっている。

図３に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１、２および３により放射されたレーザービームは、ハーフミラー４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー５および６を通じて分割される。各レーザービームの半分が方向を向け直されて混ぜ合わされ、白色レーザービーム３０（物体ビーム）を生成する。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板７によって望ましい偏光状態に変えられる。その後、この物体ビームは空間フィルター１９を通じて拡げられ、３Ｄ物体１１に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体２０に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−１０度から＋１０度までである。ハーフミラー４を通過した通過側の青色参照ビーム３１は二分の一波長板３４によって変えられた偏光であって、ミラー８により方向を向け直された後、空間フィルター１２およびコリメーティングミラー１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の反対側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。前述の方向を向け直された青色参照ビーム３１の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までである。ハーフミラー５を通過した通過側の緑色参照ビーム３２は二分の一波長板３５によって変えられた偏光であって、ミラー９により方向を向け直された後、空間フィルター１４およびコリメーティングミラー１５を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の反対側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。前述の方向を向け直された緑色参照ビーム３２の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−７５度から＋７５度までである。ハーフミラー６を通過した通過側の赤色参照ビーム３３は二分の一波長板３６によって変えられた偏光であって、ミラー１０により方向を向け直された後、空間フィルター１７およびコリメーティングミラー１８を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の反対側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。前述の方向を向け直された赤色参照ビーム３３の入射ビーム角度は光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までである。これら３つすべての参照ビーム３１、３２および３３は、図７に示されているように、青色画像、緑色画像および赤色画像の間で起こり得るクロストークを回避するため、光屈折性媒体に異なる入射角で入射するように配列されている必要がある。

三次元画像の記録時における図３のこの配置構成においては、シャッター２９は開かれた位置にある。電圧供給装置２３を用いて光屈折性媒体２０に高いバイアス電圧を印加しながら、上述の物体ビームおよび参照ビームが光屈折性媒体２０を同時に照射する。最良の記録性能を得るべくそれらの参照ビームに対する物体ビームの強度比が調節される。記録が為された後、シャッター２９が閉じられる。この後、参照ビーム３１、３２および３３を照射することにより、実在する物体の再構成３Ｄ画像を観察位置２４から観ることができる。このバーチャル３Ｄ画像は、恰もオリジナルの３Ｄ物体が尚もそこに在るかの如くにして、正しくオリジナルの３Ｄ物体が在った場所に現れるであろう。本光屈折性媒体は優れた書き換え可能特性を有している。即ち、本３Ｄ画像は、光屈折性媒体に高いバイアスを印加しながら、その光屈折性媒体に一様な３つのカラー・レーザー・ビームを照射することにより消去することができる。その画像が完全に消去された後、上で説明されているのと同じ手順を踏むことにより、同じサンプルの第２の画像を書き込むことができる。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１０，０００回（少なくとも３，０００回）にわたって繰り返すことができる。

次に、図４および５を参照しながら、三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの他の実施例について以下で説明するが、それらの実施例は、決して、本発明の範囲または基礎を成す原理に制限を加えることを意図したものではない。

図４は１つの実施形態におけるホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第３の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、青色レーザー１、緑色レーザー２、赤色レーザー３、ハーフミラー４、緑色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー５、赤色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー６、可視波長範囲用の二分の一波長板７、ミラー８、ミラー９、ミラー１０、３Ｄ物体１１、空間フィルター１２、コリメーティングミラー１３、空間フィルター１４、コリメーティングミラー１５、ミラー１６、空間フィルター１７、コリメーティングミラー１８、空間フィルター１９、光屈折性媒体２０、ミラー２１、ミラー２２、高電圧供給装置２３、観察位置２４、可動ミラー２５、空間光変調器２６、空間光変調器用制御装置２７、ミラー２８、ビームシャッター２９、物体ビーム３０、参照ビーム３１、参照ビーム３２、参照ビーム３３、青色用二分の一波長板３４、緑色用二分の一波長板３５および赤色用二分の一波長板３６を含んでいる。このケースにおいて、カラー３Ｄ画像を得るのに例えば緑色レーザーと赤色レーザーなどの２つのカラーレーザーだけで充分間に合うため、２−レーザービーム・システムの適用で充分に満足のいく結果を得ることができる。

図４に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１、２および３により放射されたレーザービームは、ハーフミラー４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー５および６を通じて分割される。各レーザービームの半分が方向を向け直されて混ぜ合わされ、白色レーザービーム３０（物体ビーム）を生成する。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板７によって望ましい偏光状態に変えられる。そのホログラフィック物体光３０は、ホログラフィック物体光用の入射光を、空間光変調器用制御装置２７の制御の下でそこにホログラフィック物体光の発生パターンが生成される空間光変調器２６に入れることにより得られる。光画像パターンを提供するための別のデバイスとして、空間光変調器２６の代わりに、ＬＣＤデバイスまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスも使用することができる。空間光変調器２６から出力された出力画像ビームはミラー２８により方向を向け直された後、空間フィルター１９を通じて拡げられ、ミラー２５に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体２０に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−１０度から＋１０度までである。ハーフミラー４を通過した通過側の青色参照ビーム３１は二分の一波長板３４によって変えられた偏光であって、ミラー８により方向を向け直された後、空間フィルター１２およびコリメーティングミラー１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、ミラー２１により、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体２０の同じ側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された青色参照ビーム３１の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム３０に対して対称的な入射角度であるべきではない。ハーフミラー５を通過した通過側の緑色参照ビーム３２は二分の一波長板３５によって変えられた偏光であって、ミラー９により方向を向け直された後、空間フィルター１４およびコリメーティングミラー１５を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、ミラー２２により、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体２０の同じ側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された緑色参照ビーム３２の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム３０に対して対称的な入射角度であるべきではない。

ハーフミラー６を通過した通過側の赤色参照ビーム３３は二分の一波長板３６によって変えられた偏光であって、ミラー１０および１６により方向を向け直された後、空間フィルター１７およびコリメーティングミラー１８を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体２０の同じ側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された赤色参照ビーム３３の入射ビーム角度は光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム３０に対して対称的な入射角度であるべきではない。これら３つすべての参照ビーム３１、３２および３３は、図６に示されているように、青色画像、緑色画像および赤色画像の間で起こり得るクロストークを回避するため、光屈折性媒体に異なる入射角で入射するように配列されている必要がある。

図４に示されているこの配置構成において、三次元画像の記録時には、シャッター２９は開かれた位置にあり、そして、可動ミラー２５が動かされて第１の特定の角度に固定される。この後、複数のホログラフィック物体光発生パターンうちの１つが空間光変調器２６で生成され、ホログラフィック物体ビーム３０ならびに参照ビーム３１、３２および３３用の入射光が入れられる。この一連の操作により、第１の三次元画像が光屈折性媒体２０に記録される。

この後、第２の三次元画像を光屈折性媒体２０に記録するため、可動ミラー２５が動かされて別の特定の角度に固定され、空間光変調器２６で表示されるべきホログラフィック物体光発生パターンが切り替えられ、ホログラフィック物体ビーム３０ならびに参照ビーム３１、３２および３３用の入射光が入れられる。可動ミラー２５の可動角度範囲内において同様な操作を繰り返すことにより、複数の三次元画像が光屈折性媒体２０に多重記録される。

三次元画像の再生時には、ホログラフィック物体ビーム３０用の入射光はシャッター２９を閉じることにより遮断され、参照ビーム３１、３２および３３のみが光屈折性媒体２０に照射され、これにより、上述の多重記録された三次元画像が集合的に再生される。そのバーチャル３Ｄ画像はホログラム画像として現れるであろう。他の配置構成の場合と同様に、この光屈折性媒体も優れた書き換え可能特性を有している。即ち、本３Ｄ画像は、光屈折性媒体に高いバイアスを印加しながら、その光屈折性媒体に一様な３つのカラー・レーザー・ビームを照射することにより消去することができる。その画像が完全に消去された後、上で説明されているのと同じ手順を踏むことにより、同じサンプルの第２の画像を書き込むことができる。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１０，０００回（少なくとも３，０００回）にわたって繰り返すことができる。

図５は本発明の１つの実施形態によるホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第４の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、反射３Ｄホログラムが記録され、且つ、再構成される点において、図４の配置構成とは異なっている。

図５に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１、２および３により放射されたレーザービームは、ハーフミラー４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイック・ハーフ・ミラー５および６を通じて分割される。各レーザービームの半分が方向を向け直され、混ぜ合わされて白色レーザービーム３０（物体ビーム）になる。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板７によって望ましい偏光状態に変えられる。そのホログラフィック物体光３０は、ホログラフィック物体光用の入射光を、空間光変調器用制御装置２７の制御の下でそこにホログラフィック物体光の発生パターンが生成される空間光変調器２６に入れることにより得られる。光画像パターンを提供するための別のデバイスとして、空間光変調器２６の代わりに、ＬＣＤデバイスまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスも使用することができる。空間光変調器２６から出力された出力画像ビームはミラー２８により方向を向け直された後、空間フィルター１９を通じて拡げられ、ミラー２５に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体２０へ入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−１０度から＋１０度までである。ハーフミラー４を通過した通過側の青色参照ビーム３１は二分の一波長板３４によって変えられた偏光であって、ミラー８により方向を向け直された後、空間フィルター１２およびコリメーティングミラー１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体２０の反対側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された青色参照ビーム３１の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までである。ハーフミラー５を通過した通過側の緑色参照ビーム３２は二分の一波長板３５によって変えられた偏光であって、ミラー９により方向を向け直された後、空間フィルター１４およびコリメーティングミラー１５を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体２０の反対側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された緑色参照ビーム３２の入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−７５度から＋７５度までである。ハーフミラー３６を通過した通過側の赤色参照ビーム３３は二分の一波長板３６によって変えられた偏光であって、ミラー１０により方向を向け直された後、空間フィルター１７を通じて拡げられ、ミラー１６により方向を向け直され、コリメーティングミラー１８により平行光化され、そして、物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体２０の反対側から光屈折性媒体２０に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された赤色参照ビーム３３の入射ビーム角度は光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までである。これら３つすべての参照ビーム３１、３２および３３は、図７に示されているように、青色画像、緑色画像および赤色画像の間で起こり得るクロストークを回避するため、光屈折性媒体に異なる入射角で入射するように配列されている必要がある。

図５に示されているこの配置構成において、三次元画像の記録時には、シャッター２９は開かれた位置にあり、そして、可動ミラー２５が動かされて第１の特定の角度に固定される。この後、複数のホログラフィック物体光発生パターンうちの１つが空間光変調器２６で生成され、ホログラフィック物体ビーム３０ならびに参照ビーム３１、３２および３３用の入射光が入れられる。この一連の操作により、第１の三次元画像が光屈折性媒体２０に記録される。

この後、第２の三次元画像を光屈折性媒体２０に記録するため、可動ミラー２５が動かされて別の特定の角度に固定され、空間光変調器２６で表示されるべきホログラフィック物体光発生パターンが切り替えられ、ホログラフィック物体ビーム３０ならびに参照ビーム３１、３２および３３用の入射光が入れられる。可動ミラー２５の可動角度範囲内において同様な操作を繰り返すことにより、複数の三次元画像が光屈折性媒体２０に多重記録される。

三次元画像の再生時には、ホログラフィック物体ビーム３０用の入射光はシャッター２９を閉じることにより遮断され、参照ビーム３１、３２および３３のみが光屈折性媒体２０に照射され、これにより、上述の多重記録された三次元画像が集合的に再生される。そのバーチャル３Ｄ画像はホログラム画像として現れるであろう。他の配置構成の場合と同様に、この光屈折性媒体も優れた書き換え可能特性を有している。即ち、本３Ｄ画像は、光屈折性媒体に高いバイアスを印加しながら、その光屈折性媒体に一様な３つのカラー・レーザー・ビームを照射することにより消去することができる。その画像が完全に消去された後、上で説明されているのと同じ手順を踏むことにより、同じサンプルの第２の画像を書き込むことができる。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１０，０００回（少なくとも３，０００回）にわたって繰り返すことができる。

幾つかの実施形態においては、本ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスは図８−１１に描かれているような簡素化された配置構成を有することができ、そこでは、多数のレーザービームを混ぜ合わせることにより生成された単一の参照レーザービームが使用される。

そのような三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの典型的な例が図８および９を用いて以下で説明されるが、それらの例は、決して、本発明の範囲または基礎を成す原理に制限を加えることを意図したものではない。図８は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第５の例証的な配置構成を示している概略図である。図９は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第６の例証的な配置構成を示している概略図である。図８および９で示されているレーザービームの配列は、それぞれ、図６および７で示されているものに対応している。

図８はホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第５の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、青色レーザー１０１、緑色レーザー１０２、赤色レーザー１０３、ミラー１０４、緑色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０５、赤色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０６、可視波長範囲用の二分の一波長板１０７、可視波長範囲用のビームスプリッター１０８、ミラー１０９、空間フィルター１１０、３Ｄ物体１１１、空間フィルター１１２、コリメーティングミラー１１３、ミラー１１４、光屈折性媒体１１５、高電圧供給装置１１６、ビームシャッター１１７、観察位置１１８、物体ビーム１１９および参照ビーム１２０を含んでいる。

図８に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１０１、１０２および１０３により放射されたレーザービームは、ミラー１０４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０５および１０６を通じて方向を向け直され、且つ、混ぜ合わされる。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板１０７によって望ましい偏光状態に変えられる。その白色ビームはビームスプリッター１０８で物体ビーム１１９および参照ビーム１２０に分割される。この後、そのうちの物体ビームはミラー１０９を通じて方向を向け直され、空間フィルター１１０を通じて拡げられ、３Ｄ物体１１１に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体１１５に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、参照ビーム１２０との関係において対称的な入射角度であるべきではない。一方の参照ビーム１２０は空間フィルター１１２およびコリメーティングミラー１１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の同じ側から光屈折性媒体１１５に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された参照ビームの入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、物体ビーム１１９との関係において対称的な入射角度であるべきではない。

図８に示されているこの配置構成において、三次元画像の記録時には、シャッター１１７は開かれた位置に設定されている。同時に光屈折性媒体１１５に高いバイアス電圧を印加しながら、物体ビームおよび参照ビームを同時に光屈折性媒体に照射する。最良の記録性能を得るべく、物体ビームおよび参照ビームの間での強度比が調節される。記録が為された後、シャッター１１７が閉じられる。この後、参照ビーム１２０を照射することにより、実在する物体の再構成３Ｄ画像を観察位置１１８から観ることができる。そのバーチャル３Ｄ画像は、オリジナルの３Ｄ物体が尚もそこに存在しているかの如くにして、オリジナルの３Ｄ物体が存在していた正しくその位置に現れるであろう。他の配置構成の場合と同様に、この光屈折性媒体も優れた書き換え可能特性を有している。即ち、本３Ｄ画像は、光屈折性媒体に高いバイアスを印加しながら、その光屈折性媒体に一様な３つのカラー・レーザー・ビームを照射することにより消去することができる。その画像が完全に消去された後、上で説明されているのと同じ手順を踏むことにより、同じサンプルの第２の画像を書き込むことができる。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１０，０００回（少なくとも３，０００回）にわたって繰り返すことができる。

図９は本ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第６の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、反射３Ｄホログラムが記録および再構成される点において、図８の配置構成とは異なっている。

図９に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１０１、１０２および１０３により放射されたレーザービームは、ミラー１０４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０５および１０６を通じて方向を向け直され、且つ、混ぜ合わされる。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板１０７によって望ましい偏光状態に変えられる。その白色ビームはビームスプリッター１０８で物体ビーム１１９および参照ビーム１２０に分割される。この後、そのうちの物体ビームはミラー１０９を通じて方向を向け直され、空間フィルター１１０を通じて拡げられ、３Ｄ物体１１１に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体１１５に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に０度から＋７５度までである。一方の参照ビーム１２０は空間フィルター１１２およびコリメーティングミラー１１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体１１５の反対側から光屈折性媒体１１５に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された参照ビームの入射ビーム角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に０度から＋７０度までである。

図９に示されているこの配置構成において、三次元画像の記録時には、シャッター１１７は開かれた位置に設定されている。同時に光屈折性媒体に高いバイアス電圧を印加しながら、物体ビームおよび参照ビームを同時に光屈折性媒体１１５に照射する。最良の記録性能を得るべく、物体ビームおよび参照ビームの間での強度比が調節される。記録が為された後、シャッター１１７が閉じられる。この後、参照ビーム１２０を照射することにより、実在する物体の再構成３Ｄ画像を観察位置１１８から観ることができる。そのバーチャル３Ｄ画像はオリジナルの３Ｄ物体が存在していた正しくその位置に現れるであろう。他の配置構成の場合と同様に、この光屈折性媒体も優れた書き換え可能特性を有している。即ち、本３Ｄ画像は、光屈折性媒体に高いバイアスを印加しながら、その光屈折性媒体に一様な３つのカラー・レーザー・ビームを照射することにより消去することができる。その画像が完全に消去された後、上で説明されているのと同じ手順を踏むことにより、同じサンプルの第２の画像を書き込むことができる。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１０，０００回（少なくとも３，０００回）にわたって繰り返すことができる。

次に、図１０および１１を用いて、三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの他の実施例について以下で説明するが、それらの実施例は、決して、本発明の範囲または基礎を成す原理に制限を加えることを意図したものではない。図１０は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第７の例証的な配置構成を示している概略図である。図１１は、本発明の１つの実施形態としてのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第８の例証的な配置構成を示している概略図である。図１０および１１に示されているレーザービームの配列は、それぞれ、図６および７で示されているものに対応している。

図１０はホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第７の例証的な概略的配置構成を示しており、この配置構成は、青色レーザー１０１、緑色レーザー１０２、赤色レーザー１０３、ミラー１０４、緑色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０５、赤色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０６、可視波長範囲用の二分の一波長板１０７、可視波長範囲用のビームスプリッター１０８、ミラー１０９、空間フィルター１１０、ミラー１２４、空間フィルター１１２、コリメーティングミラー１１３、ミラー１１４、光屈折性媒体１１５、高電圧供給装置１１６、空間光変調器１２２、空間光変調器用制御装置１２３、観察位置１１８、ホログラフィック物体光１２１用の入射光、物体ビーム１１９および参照ビーム１２０を含んでいる。

図１０に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１０１、１０２および１０３により放射されたレーザービームは、ミラー１０４を通じて方向を向け直され、そして、それぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０５および１０６を通じて混ぜ合わされる。この混ぜ合わされた白色光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板１０７によって望ましい偏光状態に変えられる。それらのビームはビームスプリッター１０８で物体ビーム１１９および参照ビーム１２０に分割される。ホログラフィック物体光１２１は、空間光変調器用制御装置１２３の制御下においてそこにホログラフィック物体光発生パターンが生成される空間光変調器１２２にホログラフィック物体光用の入射光を入れることにより得られる。光画像パターンを提供するための別のデバイスとして、空間光変調器１２２の代わりに、ＬＣＤデバイスも使用することができる。この後、空間光変調器１２２から出力された出力画像ビームはミラー１０９を通じて方向を向け直され、空間フィルター１１０を通じて拡げられてミラー１２４に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体１１５に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、参照ビーム１２０との関係において対称的な入射角度であるべきではない。また、空間光変調器１２２との関係におけるホログラフィック物体光１２１用の物体ビームの入射角度は、可動ミラー１２４を動かすことにより変えることもできる。参照ビーム１２０は空間フィルター１１２およびコリメーティングミラー１１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の同じ側から光屈折性媒体１１５に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の参照ビームの入射角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に−７５度から＋７５度までであるが、ホログラフック物体光１２１との関係において対称的な入射角度であるべきではない。

図１０に示されているこの配置構成において、三次元画像の記録時には、可動ミラー１２４が動かされて第１の特定の角度に固定される。この後、複数のホログラフィック物体光発生パターンうちの１つが空間光変調器１２２で生成され、ホログラフィック物体ビーム１２１および参照ビーム１２０用の入射光が入れられる。この一連の操作により、第１の三次元画像が光屈折性媒体１１５に記録される。

この後、第２の三次元画像を光屈折性媒体１１５に記録するため、可動ミラー１２４が動かされて別の特定の角度に固定され、空間光変調器１２２で表示されるべきホログラフィック物体光発生パターンが切り替えられ、ホログラフィック物体ビーム１２１および参照ビーム１２０用の入射光が入れられる。可動ミラー１２４の可動角度範囲内において同様な操作を繰り返すことにより、複数の三次元画像が光屈折性媒体１１５に多重記録される。

三次元画像の再生時には、ホログラフィック物体ビーム１２１用の入射光は遮断され、参照ビーム１２０のみが光屈折性媒体１１５に照射され、これにより、上述の多重記録された三次元画像が集合的に再生される。そのバーチャル３Ｄ画像はホログラム画像として現れるであろう。他の配置構成の場合と同様に、この光屈折性媒体も書き換え可能であり、優れた書き換え可能特性を有している。

図１１は本ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスの第８の例証的な該略的配置構成を示しており、この配置構成は、反射３Ｄホログラムが記録および再構成される点において、図１０の配置構成とは異なっている。

図１１に示されているこのホログラフィック・ディスプレイ・デバイスにおいては、レーザー１０１、１０２および１０３により放射されたレーザービームは、ミラー１０４、ならびにそれぞれ緑色の帯域および赤色の帯域を反射するダイクロイックフィルター１０５および１０６を通じて方向を向け直され、且つ、混ぜ合わされる。その光の偏光は、可視波長用の二分の一波長板１０７によって望ましい偏光状態に変えられる。それらのビームはビームスプリッター１０８で物体ビーム１１９および参照ビーム１２０に分割される。ホログラフィック物体光１２１は、空間光変調器用制御装置１２３の制御下においてそこにホログラフィック物体光発生パターンが生成される空間光変調器１２２にホログラフィック物体ビーム用の入射光を入れることにより得られる。別のデバイスとして、空間光変調器デバイスの代わりに、ＬＣＤデバイスも使用することができる。この後、その物体ビームはミラー１０９を通じて方向を向け直され、空間フィルター１１０を通じて拡げられてミラー１２４に入射する。その結果として生じる反射光が、光屈折性媒体１１５に入射する物体ビームとして作用する。幾つかの実施形態においては、この物体ビームの入射角は、光屈折性媒体の法線に対して相対的に０度から＋７５度までである。参照ビーム１２０は空間フィルター１１２およびコリメーティングミラー１１３を通じて拡げられ、且つ、平行光化され、そして物体ビームが入射する側を基にして光屈折性媒体の反対側から光屈折性媒体１１５に方向を向け直される。幾つかの実施形態においては、前述の方向を向け直された参照ビームの入射角度は、光屈折性媒体の法線に関して相対的に０度から＋７０度までである。

図１１に示されているこの配置構成において、三次元画像の記録時には、可動ミラー１２４が動かされて第１の特定の角度に固定される。この後、複数のホログラフィック物体光発生パターンうちの１つが空間光変調器１２２で生成され、ホログラフィック物体ビーム１２１および参照ビーム１２０用の入射光が入れられる。この一連の操作により、第１の三次元画像が光屈折性媒体１１５に記録される。

この後、第２の三次元画像を光屈折性媒体１１５に記録するため、可動ミラー１２４が動かされて別の特定の角度に固定され、空間光変調器１２２で表示されるべきホログラフィック物体光発生パターンが切り替えられ、ホログラフィック物体光１２１および参照光１２０用の入射光が入れられる。可動ミラー１２４の可動角度範囲内において同様な操作を繰り返すことにより、複数の三次元画像が光屈折性媒体１１５に多重記録される。

三次元画像の再生時には、ホログラフィック物体ビーム１２１用の入射光は遮断され、参照ビーム１２０のみが光屈折性媒体１１５に照射され、これにより、上述の多重記録された三次元画像が集合的に再生される。そのバーチャル３Ｄ画像はホログラム画像として現れるであろう。他の配置構成の場合と同様に、この光屈折性媒体も書き換え可能であり、優れた書き換え可能特性を有している。

以下のセクションでは、この発明の光屈折性有機組成物の１つの実施形態で使用される典型的な組成物の例が示されるが、それらの実施例は、決して、本発明の範囲または基礎を成す原理に制限を加えることを意図したものではない。

本開示において、条件および／または構造が特定されていない場合、当業者であれば、本開示に照らし、日常的な実験に従って、そのような条件および／または構造を容易に与えることができる。

［調製実施例１］
本光屈折性有機組成物を得るため、その組成物は以下の成分から調製された。

＜組成＞
１０／１の重量比でＮ−［（メタ）アクロイルオキシプロピルフェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（電荷移動用成分）および以下のアクリレート（非線形性の光学的な成分）から調製されたアクリレートコポリマー（５０重量部）

１−（４−ニトロフェニル）アゼパン（３０重量部；非線形性の光学的な成分）
エチルカルバゾール（２０重量部；可塑剤）
ＰＣＢＭ［Ｃ６０］（０．３重量部；光増感剤）

本コポリマーは、ラジカル重合技術により上述のモノマーから合成された。前述の説明において、本コポリマーの、電荷移動能力を有する単位と非線形性の光学的能力を有する単位との比率が１０／１である。１−（４−ニトロフェニル）アゼパンは非線形性の光学的能力を有する単位として機能し、一方、エチルカルバゾールは可塑化能力を有する成分として機能する。従って、得られる光屈折性組成物の、電荷移動能力を有する単位と非線形性の光学的能力を有する単位との比率は約２．３／１（即ち、（５０×１０／１１）／（５０×１／１１＋３０））である。

ディスプレイ媒体は本組成物を用いて以下のようにして調製された：本組成物をトルエン中に溶解した。濾過した後、得られた溶液を真空蒸発下において５０℃のオーブン内で数時間乾燥させて溶媒を除去した。その乾燥材料を１３０℃において数回機械的に均質化して一様なコンポジットを得た後、その均質化されたコンポジットの小片（または粉末）を２つのＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）−被覆ガラス電極上で溶融し、１５０℃で組み付け、これによりホログラフィックディスプレイ媒体を得た。三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスはこのホログラフィックディスプレイ媒体を用いて構築することができる。

［調製実施例２］
１−（４−ニトロフェニル）アゼパンの代わりに７ＦＤＣＳＴを使用し、且つ、ＰＣＢＭ［Ｃ６０］を使用しなかった点を除き、調製実施例１の場合と同じ仕方で光屈折性組成物を調製した。また、調製実施例１の場合と同じ仕方でディスプレイ媒体が調製された。

［調製実施例３］
ディスプレイ媒体として、ホログラフィー用パンクロハロゲン化銀エマルジョンプレート（Ｉｎｔｅｇｒａｆ Ｌ．Ｌ．Ｃ．から商業的に入手可能なＰＦＧ−０３）を使用した。

［実施例１］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体（物体１１）を伴って図２に描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像が、８０Ｖ／μｍのバイアス電圧を用い、且つ、物体ビームと３つの参照ビームとを使用して、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に記録された。前述の説明において、ＲＧＢレーザーとして、赤色：６５７ｎｍ：５００ｍＷ／緑色：５３２ｎｍ：２０００ｍＷ／青色：４５７ｎｍ：６００ｍＷを有するレーザーモジュールを使用した。３Ｄホログラム画像を記録した後、その画像は、物体ビームを用いることなく再生され、参照ビームが入射した側を基にして光屈折性媒体の反対側に表示された。物体ビームを用いることなく本光屈折性媒体上でその３Ｄホログラム画像がはっきりと観察されることが確認された。この後、高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により、その３Ｄホログラム画像を消去した。本光屈折性媒体には、何ら残像は残らなかった。

その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、第１の物体に関して上で説明されているのと同じ仕方で、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像が表示された。この後、第１の物体に関して上で説明されているのと同じ仕方で、その第２の物体の３Ｄホログラム画像が消去された。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセス（書き換えプロセス）を１００００回以上にわたって繰り返したが、実質的な画像の劣化または性能の低下は観測されなかった。

［実施例２］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体を伴って図３に描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を、参照ビームが入射する側を基にして光屈折性有機ディスプレイ媒体の同じ側に表示することができる。その３Ｄホログラムは高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により消去することができる。その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を表示することができる。その第２の物体の３Ｄホログラム画像も消去可能である。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１００００回以上にわたって繰り返すことができる。

［実施例３］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体に対するコンピューター生成入力を伴って図４に描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を、参照ビームが入射する側を基にして光屈折性有機ディスプレイ媒体の反対側に表示することができる。その３Ｄホログラムは高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により消去することができる。その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体に対するコンピューター生成入力を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を表示することができる。その第２の物体の３Ｄホログラム画像も消去可能である。上述のコンピューター生成入力を制御することにより、それらの画像を連続的に変えることが可能である。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１００００回以上にわたって繰り返すことができる。

［実施例４］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体に対するコンピューター生成入力を伴って図５に描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を、参照ビームが入射する側を基にして光屈折性有機ディスプレイ媒体の同じ側に表示することができる。その３Ｄホログラムは高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により消去することができる。その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体に対するコンピューター生成入力を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を表示することができる。その第２の物体の３Ｄホログラム画像も消去可能である。上述のコンピューター生成入力を制御することにより、それらの画像を連続的に変えることが可能である。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１００００回以上にわたって繰り返すことができる。

［実施例５］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体（物体１１１）を伴って図８に描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像が、８０Ｖ／μｍのバイアス電圧を用い、且つ、物体ビームと単一の参照ビーム（ＲＧＢ混合参照ビーム）とを使用して、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に記録された。前述の説明において、ＲＧＢレーザーとして、赤色：６５７ｎｍ：５００ｍＷ／緑色：５３２ｎｍ：２０００ｍＷ／青色：４５７ｎｍ：６００ｍＷを有するレーザーモジュールを使用した。３Ｄホログラム画像を記録した後、その画像は、物体ビームを用いることなく再生され、参照ビームが入射した側を基にして光屈折性媒体の反対側に表示された。物体ビームを用いることなく本光屈折性媒体上でその３Ｄホログラム画像が観察されることが確認された。しかしながら、異なるレーザー間での小さなクロストークが観察され（即ち、実在する物体から数度の角度だけはずれて表示される青色格子の赤色／緑色画像、緑色格子の赤色／青色画像、赤色格子の青色／緑色画像）、全体的な画像の質が低下した。この後、高いバイアスの下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により、その３Ｄホログラムを消去した。本光屈折性媒体には、何ら残像は残らなかった。

その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、第１の物体に関して上で説明されているのと同じ仕方で、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像が表示された。しかしながら、異なるレーザー間での小さなクロストークが観察され（即ち、実在する物体から数度の角度だけはずれて表示される青色格子の赤色／緑色画像、緑色格子の赤色／青色画像、赤色格子の青色／緑色画像）、全体的な画像の質が低下した。この後、第１の物体に関して上で説明されているのと同じ仕方で、その第２の物体の３Ｄホログラム画像が消去された。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスを１００００回以上にわたって繰り返したが、実質的な画像の劣化または性能の低下は観測されなかった。

［実施例６］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体に対するコンピューター生成入力を伴って図９のそれぞれに描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を、参照ビームが入射する側を基にして光屈折性有機ディスプレイ媒体の同じ側に表示することができる。ＲＧＢレーザー間での小さなクロストークが観察され得る。その３Ｄホログラムは高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により消去することができる。その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体に対するコンピューター生成入力を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を表示することができる。その第２の物体の３Ｄホログラム画像も消去可能である。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１００００回以上にわたって繰り返すことができる。

［実施例７］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体に対するコンピューター生成入力を伴って図１０のそれぞれに描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を、参照ビームが入射する側を基にして光屈折性有機ディスプレイ媒体の反対側に表示することができる。ＲＧＢレーザー間での小さなクロストークが観察され得る。その３Ｄホログラムは高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により消去することができる。その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体に対するコンピューター生成入力を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を表示することができる。その第２の物体の３Ｄホログラム画像も消去可能である。上述のコンピューター生成入力を制御することにより、それらの画像を連続的に変えることが可能である。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１００００回以上にわたって繰り返すことができる。

［実施例８］
調製実施例１のセクションで開述されている調製済みのディスプレイ媒体および第１の物体に対するコンピューター生成入力を伴って図１１のそれぞれに描かれている光学デバイスシステムを利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を、参照ビームが入射する側を基にして光屈折性有機ディスプレイ媒体の同じ側に表示することができる。ＲＧＢレーザー間での小さなクロストークが観察され得る。その３Ｄホログラムは高いバイアス電圧の下での一様な３つのカラー・レーザー・ビームの照射により消去することができる。その後、同一のディスプレイ媒体および第２の物体に対するコンピューター生成入力を伴う同一の光学デバイスシステムを利用することにより、光屈折性の本有機ディスプレイ媒体に第２の物体の３Ｄフルカラーホログラム画像を表示することができる。その第２の物体の３Ｄホログラム画像も消去可能である。上述のコンピューター生成入力を制御することにより、それらの画像を連続的に変えることが可能である。この書き込み／読み取り−消去−再書き込み／読み取りプロセスは、実質的な画像の劣化または性能の低下を伴うことなく、１００００回以上にわたって繰り返すことができる。

［比較例１］
調製実施例３のセクションに記載されているハロゲン化銀ディスプレイ媒体および、高電圧供給装置２３を使用しなかった点を除き、第１の物体を伴って図２に描かれているとおりの光学デバイスシステム（即ち、バイアスが印加されなかった点とディスプレイ媒体が別のものであった点を除き、実施例１の場合と同じシステム）を利用することにより、その第１物体の３Ｄフルカラーホログラム画像が、バイアス電圧を用いることなく記録され、且つ、（製造業者の操作マニュアルに従った）現像とそれに続く露光後の定着手順後、上述のハロゲン化銀プレート上に表示された。その３Ｄホログラム画像の質は良好であったが、その画像は恒久的であり、一様な３つのカラー・レーザー・ビームの下での照射によっても消去することができなかった。それ故、第２の物体を記録し、且つ、表示させることはできなかった。この媒体は書き換え可能ではなかった。

［比較例２］
調製実施例３のセクションに記載されているハロゲン化銀ディスプレイ媒体および、高電圧供給装置１１６を使用しなかった点を除き、第１の物体を伴って図８に描かれているとおりの光学デバイスシステム（即ち、バイアスが印加されなかった点とディスプレイ媒体が別のものであった点を除き、実施例５の場合と同じシステム）を利用することにより、その物体の３Ｄフルカラーホログラム画像が、バイアス電圧を用いることなく記録され、且つ、（製造業者の操作マニュアルに従った）現像とそれに続く露光後の定着手順後、上述のハロゲン化銀プレート上に表示された。その３Ｄホログラム画像の質は良好であったが、その画像は恒久的であり、一様な３つのカラー・レーザー・ビームの下での照射によっても消去することができなかった。それ故、第２の物体を記録し、且つ、表示させることはできなかった。この媒体は書き換え可能ではなかった。

当業者であれば、本発明の精神から逸脱することなく、数多くの様々な変更を成し得ることが理解されよう。それ故、本発明の種々の形態は例証にすぎず、本発明の範囲を制限することを意図したものではないことを明確に理解すべきである。

１：青色レーザー
２：緑色レーザー
３：赤色レーザー
４：ハーフミラー
５：ダイクロイック・ハーフ・ミラー
６：ダイクロイック・ハーフ・ミラー
７：二分の一波長板
８：ミラー
９：ミラー
１０：ミラー
１１：３Ｄ物体
１２：空間フィルター
１３：コリメーティングミラー
１４：空間フィルター
１５：コリメーティングミラー
１６：ミラー
１７：空間フィルター
１８：コリメーティングミラー
１９：空間フィルター
２０：光屈折性媒体（ホログラフィックディスプレイ媒体）
２１：ミラー
２２：ミラー
２３：高電圧供給装置
２４：観察位置
２５：可動ミラー
２６：空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイス
２７：空間光変調器用制御装置、液晶プレート用制御装置またはデジタル・マイクロミラー・デバイス用制御装置
２８：ミラー
２９：ビームシャッター
３０：物体ビーム
３１：青色参照ビーム
３２：緑色参照ビーム
３３：赤色参照ビーム
３４：二分の一波長板
３５：二分の一波長板
３６：二分の一波長板
１０１：青色レーザー
１０２：緑色レーザー
１０３：赤色レーザー
１０４：ミラー
１０５：ダイクロイックフィルター
１０６：ダイクロイックフィルター
１０７：二分の一波長板
１０８：ビームスプリッター
１０９：ミラー
１１０：空間フィルター
１１１：３Ｄ物体
１１２：空間フィルター
１１３：コリメーティングミラー
１１４：ミラー
１１５：光屈折性媒体
１１６：高電圧供給装置
１１７：ビームシャッター
１１８：観察位置
１１９：物体ビーム
１２０：参照ビーム
１２１：ホログラフィック物体光
１２２：空間光変調器
１２３：空間光変調器用制御装置
１２４：ミラー

Claims (20)

1. 光屈折性の有機組成物により構成されたホログラフィックディスプレイ媒体、ならびに前記ホログラフィックディスプレイ媒体を用いてホログラフィー像を記録および再生するための光学システムを含む三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイスであって、
   上記光屈折性有機組成物がトリ−アルキルアミノ側鎖基を有する少なくとも１つの光屈折性有機ポリマーを含み、前記トリ−アルキルアミノ側鎖基が次の一般式グループ１：
   

   

   ［式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される］
   に示されている構造からなるグループから選択される、三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
2. 上記ホログラフィックディスプレイ媒体が２つもしくはそれ以上の異なるカラー・レーザー・ビームを用いてホログラフィー的に記録可能である、請求項１記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
3. 上記２つもしくはそれ以上のレーザービームが赤色レーザービーム、緑色レーザービームおよび青色レーザービームからなるグループから選択される、請求項２記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
4. 上記光学システムが２つもしくはそれ以上の異なるカラー・レーザー・ビームを放射するためのレーザー光源を含んでいる、請求項２記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
5. 上記光学システムが、それぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより物体ビームを生成し、更に、個々の前記第２スプリット・レーザー・ビームを用いて２つもしくはそれ以上の参照ビームを生成することができるように構成されており、
   前記物体ビームおよび前記参照ビームが、ホログラフィー像を観察するための該ホログラフィックディスプレイ媒体の前側とは反対の該ホログラフィックディスプレイ媒体の裏側に入射する、請求項４記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
6. 上記光学システムが、それぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより物体ビームを生成し、更に、個々の前記第２スプリット・レーザー・ビームを用いて２つもしくはそれ以上の参照ビームを生成することができるように構成されており、
   前記物体ビームが、ホログラフィー像を観察するための該ホログラフィックディスプレイ媒体の前側とは反対の該ホログラフィックディスプレイ媒体の裏側に入射し、そして、前記参照ビームが該ホログラフィックディスプレイ媒体の上記前側に入射する、請求項４記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
7. 上記光学システムが、それぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより物体ビームを生成し、更に、個々の前記第２スプリット・レーザー・ビームを用いて２つもしくはそれ以上の参照ビームを生成することができるように構成されており、
   各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせた後、上記物体ビームが記録される物体から反射される、請求項４記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
8. 上記光学システムが、更に、上記ホログラフィックディスプレイ媒体にホログラフィー像を記録するために画像データを出力することができるように配列された空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスを含み、
   該光学システムが、それぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより物体ビームを生成し、更に、個々の前記第２スプリット・レーザー・ビームを用いて２つもしくはそれ以上の参照ビームを生成することができるように構成されており、
   各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせた後、前記物体ビームが前記空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスを通じて送られる、請求項４記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
9. 上記ホログラフィックディスプレイ媒体が２つの電極に接続されたシートの形状に成されている、請求項１記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
10. 上記光屈折性有機組成物がある比率で電荷移動能力を有する単位と非線形性の光学的能力を有する単位とを有していて、該比率が重量で約４／１から１／４までの間である、請求項１記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
11. 上記ホログラフィックディスプレイ媒体が書き換え可能である、請求項１記載の三次元ホログラフィック・ディスプレイ・デバイス。
12. ホログラフィー像を記録および再生する方法において、当該方法が：
    （ｉ）ホログラフィックディスプレイ媒体にバイアス電圧を印加しながら、該ホログラフィックディスプレイ媒体に物体レーザービームおよび少なくとも１つの参照レーザービームを照射することにより、光学システムを用いてホログラフィー像を記録するステップであって、前記ホログラフィックディスプレイ媒体が光屈折性有機組成物により構築され、
    上記光屈折性有機組成物がトリ−アルキルアミノ側鎖基を有する少なくとも１つの光屈折性有機ポリマーを含み、ここで、前記トリ−アルキルアミノ側鎖基が次の一般式グループ１：
    

    

    ［式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６およびＲ_７は、水素原子、１０個までの炭素を有する直鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキル基、１０個までの炭素を有する直鎖アルキルオキシ基、１０個までの炭素を有する分枝鎖アルキルオキシ基、および１０個までの炭素を有する芳香族基からなるグループからそれぞれ独立して選択される］
    に示されている構造からなるグループから選択される、ホログラフィー像の記録ステップ；および
    （ｉｉ）該ホログラフィックディスプレイ媒体に少なくとも１つの参照レーザービームを照射することにより、前記光学システムを用いて該ホログラフィー像を再生するステップ；
    を含む、ホログラフィー像を記録および再生する方法。
13. 該ホログラフィー像が２つもしくはそれ以上の異なるカラー・レーザー・ビームを用いて記録および再生される、請求項１２記載の方法。
14. 上記２つもしくはそれ以上のレーザービームが赤色レーザービーム、緑色レーザービームおよび青色レーザービームからなるグループから選択される、請求項１３記載の方法。
15. 上記物体ビームがそれぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより生成され、また、上記少なくとも１つの参照レーザービームとしての２つもしくはそれ以上の参照レーザービームが個々の上記第２スプリット・レーザー・ビームを使用することにより生成され、ここで、前記物体レーザービームおよび前記参照レーザービームが、ホログラフィー像を観察するための該ホログラフィックディスプレイ媒体の前側とは反対の該ホログラフィックディスプレイ媒体の裏側に入射する、請求項１３記載の方法。
16. 上記物体ビームがそれぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより生成され、また、上記少なくとも１つの参照レーザービームとしての２つもしくはそれ以上の参照レーザービームが個々の上記第２スプリット・レーザー・ビームを使用することにより生成され、ここで、前記物体レーザービームが、ホログラフィー像を観察するための該ホログラフィックディスプレイ媒体の前側とは反対の該ホログラフィックディスプレイ媒体の裏側に入射し、且つ、前記参照レーザービームが該ホログラフィックディスプレイ媒体の上記前側に入射する、請求項１３記載の方法。
17. 上記物体ビームがそれぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより生成され、また、上記少なくとも１つの参照レーザービームとしての２つもしくはそれ以上の参照レーザービームが個々の上記第２スプリット・レーザー・ビームを使用することにより生成され、ここで、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせた後、上記物体レーザービームが記録される物体から反射される、請求項１３記載の方法。
18. 上記物体ビームがそれぞれのレーザービームを第１および第２のスプリット・レーザー・ビームに分割し、且つ、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせることにより生成され、また、上記少なくとも１つの参照レーザービームとしての２つもしくはそれ以上の参照レーザービームが個々の上記第２スプリット・レーザー・ビームを使用することにより生成され、ここで、各第１スプリット・レーザー・ビームを混ぜ合わせた後、上記物体ビームが空間光変調器、液晶プレートまたはデジタル・マイクロミラー・デバイスを通じて送られる、請求項１３記載の方法。
19. 更に、（ｉｉｉ）該ホログラフィックディスプレイ媒体にバイアス電圧を印加しながら、該ホログラフィックディスプレイ媒体に少なくとも１つの参照レーザービームを照射することにより、上記記録されたホログラフィー像を消去するステップを含む、請求項１２記載の方法。
20. ステップ（ｉ）からステップ（ｉｉｉ）までが３，０００回より多く繰り返される、請求項１９記載の方法。

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