JP2019204087A - 画素を含むディスプレイ装置にホログラムを表示する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、計算機合成ホログラムが、単一の空間光変調器で符号化される実施形態を示す。計算機合成ホログラムは、再構成のための物体のフーリエ変換である。したがって、ホログラムは、物体のフーリエ領域表現、または周波数領域表現、あるいはスペクトル領域表現と言われる場合がある。この実施形態では、空間光変調器は、シリコン上の反射型液晶(liquid crystal on silicon、LCOS)装置である。ホログラムは、空間光変調器で符号化され、ホログラフィック再構成は、再生フィールド、例えば、スクリーンまたはディフューザなどの受光面で形成される。
いくつかの実施形態では、計算機合成ホログラムはフーリエ変換ホログラム、すなわち単にフーリエホログラム、またはフーリエに基づくホログラムであり、正レンズのフーリエ変換特性を使用することによって、画像が遠視野に再構築される。フーリエホログラムは、再生平面の所望のライトフィールドをフーリエ変換して、レンズ平面に戻すことによって計算される。計算機合成フーリエホログラムは、フーリエ変換を用いて計算されてもよい。
Rn+1[x,y]=F’{exp(iΨn[u,v])}
Ψn[u,v]=∠F{η・exp(i∠Rn[x,y])}
η=T[x,y]−α(|Rn[x,y]|−T[x,y])
ここで、
F’は、逆フーリエ変換、
Fは、順フーリエ変換、
R[x,y]は、第3の処理ブロック256による複素データセット出力、
T[x,y]は、入力画像または対象画像、
∠は、位相成分、
Ψは、位相限定ホログラム280B、
ηは、大きさ値211Bの新しい分布、
αは、利得係数である。
空間光変調器は、計算機合成ホログラムを含む、回折パターンを表示するために使用されてもよい。ホログラムが位相限定ホログラムの場合は、位相を変調する空間光変調器が必要になる。ホログラムが完全複素ホログラムの場合は、位相および振幅を変調する空間光変調器が使用されてもよく、あるいは位相を変調する第1の空間光変調器と、振幅を変調する第2の空間光変調器とが使用されてもよい。
単なる例として、図4Aは、4行4列からなる[4×4]の規則配列で配置された16のホログラム画素を含む、ホログラムを示す。以後、各画素に対して用いられる2桁の番号は、行番号と、その後の列番号とを含む。1桁目は行番号を表し、2桁目は列番号を表す。例えば、「23」は、2行3列にあるホログラム画素値を表す。実際には、各ホログラムは、任意の数の画素、例えば、1024行、512列の画素を含んでもよいことは理解されよう。
I=2Ltanθ (1)
ここで、Lは空間光変調器からホログラフィック再生平面までの距離、θは回折角度であり、
ここでδは、本明細書では「周期」(図4Bの参照符号430を参照)と呼ばれ、λは、ホログラフィック再構成の形成に用いられる光の波長である。周期δは、空間光変調器で表示できる最大空間周波数を表す。
光変調領域のサイズが小さくなると、対応する照明システムからくる、必要とされるビーム直径Dが小さくなる。同様に、対応する照明システムの、必要とされるコリメーティングレンズの焦点距離Fが小さくなる。したがって、赤色ホログラムの表示に使用されるよりも、緑色および青色のホログラムの表示に使用されるサブピクセルが少ない場合、緑色照明システムのサイズ、および青色照明システムのサイズは、赤色照明システムのサイズよりも小さくてもよい。したがって、緑色および青色照明システムに必要な空間の物理容積が(赤色照明システムに比べて)削減され、より小型のプロジェクタが提供され得る。
図5〜図8の実施形態では、[4×4]のホログラムは、4つの異なるホログラムアドレス方式を用いて、同じ空間光変調器に表示される。いくつかの実施形態では、これはFSC方式で実施される。第1のフレームにおいて、第1のホログラムが、第1のホログラムアドレス方式を用いて空間光変調器にマッピングされ、第2のフレームにおいて、第2のホログラムが、第2のホログラムアドレス方式を用いて同じ空間光変調器にマッピングされてもよい。第1のフレームと第2のフレームとは、別の時間に表示されてもよい。第1のフレームおよび第2のフレームは、フレームの動画レートシーケンスなどの、一連のフレームのシーケンシャルフレームであってもよい。
Claims (15)
- ホログラム画素値をそれぞれ有する複数のホログラム画素を含むホログラムを受け取るステップと、
前記ホログラムと複数の光変調画素との間に一対多の画素相関が存在するように、前記複数の光変調画素の光変調画素の隣接したグループに各ホログラム画素値を表示することによって、前記複数の光変調画素に前記ホログラムを表示するステップとを含む、
ホログラムを表示する方法。 - 第1のホログラムの各ホログラム画素値を表示するために第1の数の光変調画素を使用し、第2のホログラムの各ホログラム画素値を表示するために第2の数の光変調画素を使用するステップをさらに含む、
請求項1に記載のホログラムを表示する方法。 - それぞれがそれぞれのホログラム画素値を有する複数のホログラム画素を含む、第2のホログラムを受けるステップと、
前記第2のホログラムと前記複数の光変調画素との間に一対一相関が存在するように、前記各ホログラム画素値を対応する光変調画素に表示することによって、前記複数の光変調画素に前記第2のホログラムを表示するステップとをさらに含む、
請求項1に記載のホログラムを表示する方法。 - 前記第1のホログラムと前記第2のホログラムとが、同じ空間光変調器で表示される、
請求項2または3に記載のホログラムを表示する方法。 - 第1の時間に前記第1のホログラムのホログラム画素値を表示し、前記第1の時間とは異なる第2の時間に前記第2のホログラムのホログラム画素値を表示するために、少なくとも1つの光変調画素が用いられる、
請求項2〜4のいずれか一項に記載のホログラムを表示する方法。 - 前記第1のホログラムが、第1の空間光変調器に表示され、前記第2のホログラムが、第2の空間光変調器に表示される、
請求項2または3に記載のホログラムを表示する方法。 - 領域を有するホログラフィック再生フィールドを投影するために、波長を有する光で、前記表示されたホログラムを照明するステップと、
第2の領域を有する第2のホログラフィック再生フィールドを投影するために、第2の波長を有する光で、前記第2の表示されたホログラムを照明するステップとをさらに含む、
請求項2または3に記載のホログラムを表示する方法。 - 前記ホログラムと前記第2のホログラムとを表示するために使用される前記光変調画素の数が異なることにより、前記領域と前記第2の領域とがほぼ同じサイズになる、
請求項7に記載のホログラムを表示する方法。 - 複合カラー再生フィールドを形成するために、前記領域と前記第2の領域とを重ねるステップをさらに含む、
請求項8に記載のホログラムを表示する方法。 - それぞれがそれぞれのホログラム画素値を有する複数のホログラム画素を含む、ホログラムを提供するように構成された、ホログラムエンジンと、
前記ホログラムと複数の光変調画素との間に一対多の画素相関が存在するように、前記複数の光変調画素の光変調画素の隣接したグループに各ホログラム画素値を表示することによって前記ホログラムを表示するために、前記複数の光変調画素を選択的に駆動するように構成された、コントローラとを備える、
ホログラフィックプロジェクタ。 - 前記コントローラが、第1のホログラムの各ホログラム画素値の表示に第1の数の光変調画素を使用し、第2のホログラムの各ホログラム画素値の表示に第2の数の光変調画素を使用するために、前記複数の光変調画素を選択的に駆動するようにさらに構成される、
請求項10に記載のホログラフィックプロジェクタ。 - 前記コントローラが、それぞれがそれぞれのホログラム画素値を有する複数のホログラム画素を含む、第2のホログラムを提供し、前記第2のホログラムと前記複数の光変調画素との間に一対一相関が存在するように、各ホログラム画素値を対応する光変調画素に表示することによって、複数の光変調画素に前記第2のホログラムを表示するように、前記複数の光変調画素を選択的に駆動するようにさらに構成される、
請求項10に記載のホログラフィックプロジェクタ。 - 領域を有するホログラフィック再生フィールドを投影するように、波長を有する光で前記表示されたホログラムを照明するように構成された照明システムと、
第2の領域を有する第2のホログラフィック再生フィールドを投影するように、第2の波長を有する光で、前記第2の表示されたホログラムを照明するように構成された、第2の照明システムとをさらに備える、
請求項11または12に記載のホログラフィックプロジェクタ。 - 前記ホログラム、および前記第2のホログラムを表示するのに使用される前記光変調画素の数が異なることにより、前記領域と前記第2の領域とがほぼ同じサイズになる、
請求項13に記載のホログラフィックプロジェクタ。 - 前記ホログラム、および第2のホログラムを表示するように構成された空間光変調器をさらに備える、あるいは前記ホログラムを表示するように構成された空間光変調器と、前記第2のホログラムを表示するように構成された第2の空間光変調器とをさらに備える、
請求項14に記載のホログラフィックプロジェクタ。
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