JP2508387B2 - 回折格子パタ―ンを有するディスプレイの作製方法 - Google Patents
回折格子パタ―ンを有するディスプレイの作製方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、微小な回折格子（グレーティング）をドッ
ト毎に２次元面に配置することにより形成されるディス
プレイの作製方法に関するものである。
ト毎に２次元面に配置することにより形成されるディス
プレイの作製方法に関するものである。
（従来の技術） 従来から、平面状の基板の表面に回折格子からなる複
数の微小なドットを配置することにより、回折格子パタ
ーンが形成されたディスプレイが多く使用されてきてい
る。この種の回折格子パターンを有するディスプレイを
作製する方法としては、例えば特開昭60−156004号公報
に開示されているような方法がある。この方法は、２光
束干渉による微小な干渉縞（以下、回折格子とする）を
そのピッチ、方向、及び光強度を変化させて、感光性フ
ィルムに次々と露光するものである。
数の微小なドットを配置することにより、回折格子パタ
ーンが形成されたディスプレイが多く使用されてきてい
る。この種の回折格子パターンを有するディスプレイを
作製する方法としては、例えば特開昭60−156004号公報
に開示されているような方法がある。この方法は、２光
束干渉による微小な干渉縞（以下、回折格子とする）を
そのピッチ、方向、及び光強度を変化させて、感光性フ
ィルムに次々と露光するものである。
一方、最近では、例えば電子ビーム露光装置を用い、
かつコンピュータ制御により平面状の基板が載置された
Ｘ−Ｙステージを移動させて基板の表面に回折格子から
なる複数の微小なドットを配置することにより、ある絵
柄の回折格子パターンが形成されたディスプレイを作製
する方法が、本発明者によって提案されている。その方
法は、1988年11月25日にファイルされた米国特許出願シ
リアル番号第276,469号に開示されている。
かつコンピュータ制御により平面状の基板が載置された
Ｘ−Ｙステージを移動させて基板の表面に回折格子から
なる複数の微小なドットを配置することにより、ある絵
柄の回折格子パターンが形成されたディスプレイを作製
する方法が、本発明者によって提案されている。その方
法は、1988年11月25日にファイルされた米国特許出願シ
リアル番号第276,469号に開示されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなディスプレイの作製方法に
おいては、回折格子パターンを有するディスプレイの絵
柄としては、イメージスキャナ等で入力した画像とか、
あるいはコンピュータ・グラフィックスにより作製され
た２次元的な画像などが使用されている。このため、回
折格子パターンによって表現される絵柄は回折格子が配
置されている基板上の平面に位置するため平面的な絵柄
しか表現できず、立体的な絵柄を表現できないという問
題がある。
おいては、回折格子パターンを有するディスプレイの絵
柄としては、イメージスキャナ等で入力した画像とか、
あるいはコンピュータ・グラフィックスにより作製され
た２次元的な画像などが使用されている。このため、回
折格子パターンによって表現される絵柄は回折格子が配
置されている基板上の平面に位置するため平面的な絵柄
しか表現できず、立体的な絵柄を表現できないという問
題がある。
本発明は上記課題を解決するために成されたもので、
視差のあるディスプレイを作製することが可能で、その
結果、立体像の観察が可能な、回折格子パターンを有す
るディスプレイの作製方法を提供することを目的とす
る。
視差のあるディスプレイを作製することが可能で、その
結果、立体像の観察が可能な、回折格子パターンを有す
るディスプレイの作製方法を提供することを目的とす
る。
「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の回折格子パターン
を有するディスプレイの作製方法は、 （ａ）被写体を複数の位置で観察して、複数の平面画像
を求め、前記複数の平面画像の画像データをコンピュー
タに入力するステップと、 （ｂ）前記複数の画像データから第ｎ番目の画像データ
を選択するステップと、 （ｃ）再生光源の位置と観察方向とのデータを入力する
ステップと、 （ｄ）第ｎ番目の画像データの所定のドットデータを入
力するステップと、 （ｅ）再生光源の位置と観察方向とのデータ及び前記ド
ットデータとに基づきグレーティングのピッチ、方向及
びドットの大きさを決定するステップと、 （ｆ）前記ドットデータに基づきＸ−Ｙステージを所定
の位置に移動し、電子露光装置を用いてグレーティング
を描画するステップと、 （ｇ）前記ドットのアドレスを順次増して、上記ステッ
プ（ｄ）ないし（ｆ）を前記第ｎ番目の画像データがな
くなるまで繰り返すステップと、 （ｈ）次に別の画像データを選択し、上記ステップ
（ｂ）ないし（ｇ）を、すべての画像データがなくなる
まで繰り返すステップとからなることを特徴とする。
を有するディスプレイの作製方法は、 （ａ）被写体を複数の位置で観察して、複数の平面画像
を求め、前記複数の平面画像の画像データをコンピュー
タに入力するステップと、 （ｂ）前記複数の画像データから第ｎ番目の画像データ
を選択するステップと、 （ｃ）再生光源の位置と観察方向とのデータを入力する
ステップと、 （ｄ）第ｎ番目の画像データの所定のドットデータを入
力するステップと、 （ｅ）再生光源の位置と観察方向とのデータ及び前記ド
ットデータとに基づきグレーティングのピッチ、方向及
びドットの大きさを決定するステップと、 （ｆ）前記ドットデータに基づきＸ−Ｙステージを所定
の位置に移動し、電子露光装置を用いてグレーティング
を描画するステップと、 （ｇ）前記ドットのアドレスを順次増して、上記ステッ
プ（ｄ）ないし（ｆ）を前記第ｎ番目の画像データがな
くなるまで繰り返すステップと、 （ｈ）次に別の画像データを選択し、上記ステップ
（ｂ）ないし（ｇ）を、すべての画像データがなくなる
まで繰り返すステップとからなることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明では以下の別の作
成方法を開示する。すなわち、２光束干渉法を用いて回
折格子パターンを有するディスプレイを作製する方法
は、 （ａ）被写体を複数の位置で観察して、複数の平面画像
を求め、前記複数の平面画像の画像データをコンピュー
タに入力するステップと、 （ｂ）前記複数の画像データから第ｎ番目の画像データ
を選択するステップと、 （ｃ）再生光源の位置と観察方向とのデータを入力する
ステップと、 （ｄ）第ｎ番目の画像データの所定のドットデータを入
力するステップと、 （ｅ）再生光源の位置と観察方向とのデータ及び前記ド
ットデータとに基づきグレーティングのピッチ、方向及
び露光時間を決定するステップと、 （ｆ）前記ドットデータに基づきＸ−Ｙ−θステージを
所定の位置に移動し、前記２光束干渉法を用いてグレー
ティングを形成するステップと、 （ｇ）前記ドットのアドレスを順次増して、上記ステッ
プ（ｄ）ないし（ｆ）を前記第ｎ番目の画像データがな
くなるまで繰り返すステップと、 （ｈ）次に別の画像データを選択し、上記ステップ
（ｂ）ないし（ｇ）を、すべての画像データがなくなる
まで繰り返すステップとからなることを特徴とする。
成方法を開示する。すなわち、２光束干渉法を用いて回
折格子パターンを有するディスプレイを作製する方法
は、 （ａ）被写体を複数の位置で観察して、複数の平面画像
を求め、前記複数の平面画像の画像データをコンピュー
タに入力するステップと、 （ｂ）前記複数の画像データから第ｎ番目の画像データ
を選択するステップと、 （ｃ）再生光源の位置と観察方向とのデータを入力する
ステップと、 （ｄ）第ｎ番目の画像データの所定のドットデータを入
力するステップと、 （ｅ）再生光源の位置と観察方向とのデータ及び前記ド
ットデータとに基づきグレーティングのピッチ、方向及
び露光時間を決定するステップと、 （ｆ）前記ドットデータに基づきＸ−Ｙ−θステージを
所定の位置に移動し、前記２光束干渉法を用いてグレー
ティングを形成するステップと、 （ｇ）前記ドットのアドレスを順次増して、上記ステッ
プ（ｄ）ないし（ｆ）を前記第ｎ番目の画像データがな
くなるまで繰り返すステップと、 （ｈ）次に別の画像データを選択し、上記ステップ
（ｂ）ないし（ｇ）を、すべての画像データがなくなる
まで繰り返すステップとからなることを特徴とする。
また、前記回折格子の方向Ω及びピッチｄを、 により定めることが好ましい。なお、照明光の入射角度
をθ、回折格子の観察されるべき角度（１次回折光の方
向）をα、１次回折光の波長をλとする。
をθ、回折格子の観察されるべき角度（１次回折光の方
向）をα、１次回折光の波長をλとする。
（作用） この様にして作製されたディスプレイを観察すると、
右の方向から観察されたときに見えるべき平面画像は右
の方向から観察され、左の方向から観察されたときに見
えるべき平面画像は左の方向から観察されるため、観察
者は左右で視差のある画像を見ることになり立体像を観
察することができる。
右の方向から観察されたときに見えるべき平面画像は右
の方向から観察され、左の方向から観察されたときに見
えるべき平面画像は左の方向から観察されるため、観察
者は左右で視差のある画像を見ることになり立体像を観
察することができる。
従って、本発明の作製方法では、立体物を複数の方向
から観察した２次元画像を、一枚の基板上に、微小なド
ット状の回折格子の方向とピッチを変えながら描画する
ことにより、視差のあるディスプレイを作製することが
可能になる。したがって、このディスプレイを観察する
と立体像の観察が可能になる。
から観察した２次元画像を、一枚の基板上に、微小なド
ット状の回折格子の方向とピッチを変えながら描画する
ことにより、視差のあるディスプレイを作製することが
可能になる。したがって、このディスプレイを観察する
と立体像の観察が可能になる。
また、本発明のようにドット状に回折格子を形成する
と、データのない位置には回折格子は形成されないの
で、不要な回折格子を作成する必要がなく、従って、ホ
ログラムに比べてノイズが少なくなる。
と、データのない位置には回折格子は形成されないの
で、不要な回折格子を作成する必要がなく、従って、ホ
ログラムに比べてノイズが少なくなる。
更に、本発明の方法によれば、デジタル的に理想的な
回折格子を作成できるので、従来のホログラムに比べて
明るい像を再生できる。
回折格子を作成できるので、従来のホログラムに比べて
明るい像を再生できる。
（実施例） 第１図乃至第６図を参照して、本発明に係わる回折格
子パターンを有するディスプレイの作製方法を説明す
る。この方法では、電子ビームを用いてディスプレイを
作製している。
子パターンを有するディスプレイの作製方法を説明す
る。この方法では、電子ビームを用いてディスプレイを
作製している。
まず第１図を用いて、複数枚の平面画像の入力方法を
説明する。
説明する。
立体表示したい物体85の平面画像80を、テレビカメラ
81を用いて撮影する。すなわち、１台のテレビカメラ81
を、間隔ｐで規定される複数の位置に配置し、それぞれ
の位置に対応した物体85の複数枚の平面画像85を撮影す
る。これらの平面画像85のデータを、デジタイザー83を
用いてコンピュータ82に入力し、イメージデータとして
記憶させる。ところで、これらの平面画像85のデータを
コンピュータ82へ入力するには、ビデオテープに録画し
たデータを用いても良いし、写真や映画のデータを用い
ても良い。また、立体表示したい物体85は、実存する物
体に限らず、コンピュータ・グラフィックスであっても
良い。
81を用いて撮影する。すなわち、１台のテレビカメラ81
を、間隔ｐで規定される複数の位置に配置し、それぞれ
の位置に対応した物体85の複数枚の平面画像85を撮影す
る。これらの平面画像85のデータを、デジタイザー83を
用いてコンピュータ82に入力し、イメージデータとして
記憶させる。ところで、これらの平面画像85のデータを
コンピュータ82へ入力するには、ビデオテープに録画し
たデータを用いても良いし、写真や映画のデータを用い
ても良い。また、立体表示したい物体85は、実存する物
体に限らず、コンピュータ・グラフィックスであっても
良い。
次に、第２図及び第３図を参照して、回折格子の方向
Ωと回折格子のピッチｄを決定する方法を説明する。
Ωと回折格子のピッチｄを決定する方法を説明する。
第２図に示すように、本発明の方法によって作製され
た、ドット16を有するディスプレイ15を観察者が観察す
ると仮定する。第２図に示すように照明光91の入射角度
をθ、回折格子18によって回折された１次回折光92の方
向をα、１次回折光92の波長をλとすると、第３図に示
すように回折格子18の方向Ω及び回折格子18のピッチｄ
（空間周波数の逆数）は、以下の式で求めることができ
る。なお、照明光91はＹ−Ｚ平面上を通るとし、回折光
はＸ−Ｚ平面上を通るとする。
た、ドット16を有するディスプレイ15を観察者が観察す
ると仮定する。第２図に示すように照明光91の入射角度
をθ、回折格子18によって回折された１次回折光92の方
向をα、１次回折光92の波長をλとすると、第３図に示
すように回折格子18の方向Ω及び回折格子18のピッチｄ
（空間周波数の逆数）は、以下の式で求めることができ
る。なお、照明光91はＹ−Ｚ平面上を通るとし、回折光
はＸ−Ｚ平面上を通るとする。
上式を用いることにより、照明光91を任意の方向に回
折するための、前記回折格子18の方向Ω及びピッチｄを
求めることが可能になる。すなわち、照明光91の入射角
度θ、１次回折光92の方向α、１次回折光92の波長λを
与えれば、回折格子18の方向Ω及びピッチｄを得ること
ができる。
折するための、前記回折格子18の方向Ω及びピッチｄを
求めることが可能になる。すなわち、照明光91の入射角
度θ、１次回折光92の方向α、１次回折光92の波長λを
与えれば、回折格子18の方向Ω及びピッチｄを得ること
ができる。
以下、第４図及び第５図を用いて電子ビーム露光装置
による回折格子の描画について説明する。
による回折格子の描画について説明する。
電子ビーム露光装置は、電子銃50、アライメント52、
ブランカー54、コンデンサーレンズ56、スティグメータ
58、ディフレクター60、対物レンズ62、Ｘ−Ｙステージ
20からなる。Ｘ−Ｙステージ20上にはEBレジスト（乾
板）14が載置されている。ブランカー54、ディフレクタ
ー60、及びＸ−Ｙステージ20はコントロールインターフ
ェース64を介してコンピュータ66に接続されている。電
子銃50から照射された電子ビームは、コンピュータ66に
制御され乾板14を走査する。
ブランカー54、コンデンサーレンズ56、スティグメータ
58、ディフレクター60、対物レンズ62、Ｘ−Ｙステージ
20からなる。Ｘ−Ｙステージ20上にはEBレジスト（乾
板）14が載置されている。ブランカー54、ディフレクタ
ー60、及びＸ−Ｙステージ20はコントロールインターフ
ェース64を介してコンピュータ66に接続されている。電
子銃50から照射された電子ビームは、コンピュータ66に
制御され乾板14を走査する。
第５図はＸ−Ｙステージ20上に載置された乾板14を示
している。電子銃50から発射された電子ビーム70はドッ
ト16を単位として回折格子パターン18を描画する。Ｘ−
Ｙステージ20を移動させることにより、次々とドット毎
に回折格子パターン18を描画する。
している。電子銃50から発射された電子ビーム70はドッ
ト16を単位として回折格子パターン18を描画する。Ｘ−
Ｙステージ20を移動させることにより、次々とドット毎
に回折格子パターン18を描画する。
以下第６図を参照して操作手順を説明する。
まず、ステップa1において、立体表示したい物体のＮ
番目の平面画像をテレビカメラを用いて撮影し、その平
面画像から画像データを読み取り、コンピュータに入力
する。または、コンピュータ・グラフィックスの画像デ
ータをコンピュータに入力してもよい。または、立体表
示したい物体の全ての平面画像を、複数の撮影位置で撮
影し、コンピュータに入力した後、この複数の平面画像
のデータの中からＮ番目の平面画像を選択してもよい。
番目の平面画像をテレビカメラを用いて撮影し、その平
面画像から画像データを読み取り、コンピュータに入力
する。または、コンピュータ・グラフィックスの画像デ
ータをコンピュータに入力してもよい。または、立体表
示したい物体の全ての平面画像を、複数の撮影位置で撮
影し、コンピュータに入力した後、この複数の平面画像
のデータの中からＮ番目の平面画像を選択してもよい。
次にステップb1において、コンピュータに入力された
平面画像は歪やコントラストなどの補正を必要とする場
合が多いので、コンピュータ上で平面画像の修正を行な
う。
平面画像は歪やコントラストなどの補正を必要とする場
合が多いので、コンピュータ上で平面画像の修正を行な
う。
ステップc1では、本発明のディスプレイの観察時にお
ける光源の位置と観察する方向をコンピュータに入力す
る。
ける光源の位置と観察する方向をコンピュータに入力す
る。
次にステップd1において、Ｘ−Ｙステージを原点に移
動させ、ステップe1で、Ｎ番目の平面画像に関するドッ
トデータをデータファイルからコンピュータに入力す
る。このドットデータは、修正した平面画像の画像デー
タのうち、前記ドットの場所、色（波長）、明るさ、そ
してこのドットの含まれる平面画像を取り込んだときの
立体物に対するドットの方向に関するデータである。
動させ、ステップe1で、Ｎ番目の平面画像に関するドッ
トデータをデータファイルからコンピュータに入力す
る。このドットデータは、修正した平面画像の画像デー
タのうち、前記ドットの場所、色（波長）、明るさ、そ
してこのドットの含まれる平面画像を取り込んだときの
立体物に対するドットの方向に関するデータである。
そして、それらのデータとステップc1で入力した光源
位置と観察方向とを用いて、ステップf1,g1,h1でグレー
ティングのピッチ、方向、ドットの大きさを決定する。
グレーティングのピッチ及び方向は前述の式を用いて求
められる。また、ドットの大きさはドットに対応する物
体の部分の明るさに比例させる。なおステップf1,g1,h1
の順番はこの例に限らずどの様な順番になってもよい。
位置と観察方向とを用いて、ステップf1,g1,h1でグレー
ティングのピッチ、方向、ドットの大きさを決定する。
グレーティングのピッチ及び方向は前述の式を用いて求
められる。また、ドットの大きさはドットに対応する物
体の部分の明るさに比例させる。なおステップf1,g1,h1
の順番はこの例に限らずどの様な順番になってもよい。
次にステップi1において、ステップe1で入力したドッ
トデータに基づき、描画すべきドットの位置までＸ−Ｙ
ステージを移動し、ステップj1において、そのドットの
グレーティングの描画を前述の電子ビーム露光装置を用
いて行なう。これらの一連のステップにより、一つのド
ットに対応した回折格子の描画が完了する。
トデータに基づき、描画すべきドットの位置までＸ−Ｙ
ステージを移動し、ステップj1において、そのドットの
グレーティングの描画を前述の電子ビーム露光装置を用
いて行なう。これらの一連のステップにより、一つのド
ットに対応した回折格子の描画が完了する。
次にステップk1において次のドットのデータを参照す
るために、データファイルのアドレスを１だけ増す。そ
してステップ１おいて、このアドレスにおける画像デ
ータが存在するときには、ステップe1に戻り、別のドッ
トのデータを入力し、ステップf1,g1,h1,i1,j1,k1を繰
り返す。この一連のステップを、Ｎ番目の平面画像にお
いて、ドットに対応した画像データがなくなるまで続け
る。こうしてＮ番目の平面画像の画像データに基づく回
折格子パターンの描画が完了する。
るために、データファイルのアドレスを１だけ増す。そ
してステップ１おいて、このアドレスにおける画像デ
ータが存在するときには、ステップe1に戻り、別のドッ
トのデータを入力し、ステップf1,g1,h1,i1,j1,k1を繰
り返す。この一連のステップを、Ｎ番目の平面画像にお
いて、ドットに対応した画像データがなくなるまで続け
る。こうしてＮ番目の平面画像の画像データに基づく回
折格子パターンの描画が完了する。
次に、ステップ１において、Ｎ番目の平面画像の描
画が終了したと判断されると、ステップm1に進み、Ｎ＋
１番目の平面画像を参照する。ステップn1において、Ｎ
＋１番目の平面画像があると判断されると、ステップa1
に戻り、ステップa1から１までのステップを実行し、
Ｎ＋１番目の平面画像に対応する回折格子パターンを形
成する。
画が終了したと判断されると、ステップm1に進み、Ｎ＋
１番目の平面画像を参照する。ステップn1において、Ｎ
＋１番目の平面画像があると判断されると、ステップa1
に戻り、ステップa1から１までのステップを実行し、
Ｎ＋１番目の平面画像に対応する回折格子パターンを形
成する。
このようにして、ステップa1からn1までのループを実
行し、ステップn1において平面画像が存在しないと判断
されると、これで回折格子の全ての描画が終了する。
行し、ステップn1において平面画像が存在しないと判断
されると、これで回折格子の全ての描画が終了する。
このようにして形成させた回折格子パターンを有する
乾板は複製のための原版として使用される。複製を行な
うためにはよく知られているエンボス法が用いられる。
乾板は複製のための原版として使用される。複製を行な
うためにはよく知られているエンボス法が用いられる。
次に、本発明の第２の実施例を、第７図ないし第10図
を参照して説明する。この実施例は、２光束のレーザビ
ームを干渉させて回折格子のドットを作製する方法であ
る。
を参照して説明する。この実施例は、２光束のレーザビ
ームを干渉させて回折格子のドットを作製する方法であ
る。
第７図は、２光束干渉により、回折格子パターンを有
するディスプレイを作製する方法を説明するための斜視
図である。すなわち、第７図に示すように、２本のレー
ザビーム170a,170bを乾板114上で交わらせると、ドット
116に干渉縞118が形成される。この干渉縞118の周期
は、２本のレーザビーム170a,170bの交わる角度を変え
ることにより、変化させることが可能である。コンピュ
ータの指示に従って、Ｘ−Ｙステージ120および回転
（θ）ステージ128を移動させながら、この干渉縞118の
ドット116を乾板114上に形成する。この場合、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色を表わす３種のドッ
ト116を形成するために、３通りの角度を有するレーザ
ビームを準備する。このようにして、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の３色スポットを、コンピュータの指
示にしたがって乾板114上の任意の位置に形成する。
するディスプレイを作製する方法を説明するための斜視
図である。すなわち、第７図に示すように、２本のレー
ザビーム170a,170bを乾板114上で交わらせると、ドット
116に干渉縞118が形成される。この干渉縞118の周期
は、２本のレーザビーム170a,170bの交わる角度を変え
ることにより、変化させることが可能である。コンピュ
ータの指示に従って、Ｘ−Ｙステージ120および回転
（θ）ステージ128を移動させながら、この干渉縞118の
ドット116を乾板114上に形成する。この場合、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色を表わす３種のドッ
ト116を形成するために、３通りの角度を有するレーザ
ビームを準備する。このようにして、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の３色スポットを、コンピュータの指
示にしたがって乾板114上の任意の位置に形成する。
第８図は、乾板上にドットを形成するための光学系を
示す図である。すなわち、第８図において、レーザ122
より発したレーザビームは、全反射ミラー124,126によ
り光路を変えられて、ハーフミラー132,134,136に入射
され、４本のレーザビームB1,B2,B3,B4に分けられる。
この時、４本のレーザビームB1,B2,B3,B4は、互いに等
しい強度を持つように設定される。そして、３本のレー
ザビームB1,B2,B3は、スリット138によって１本に選択
され、レンズ140、ミラー142を通って乾板114上に入射
される。また、リファレンス光となるレーザビームB4
は、ミラー144,146,を通って乾板114上に入射される。
この場合、４本のレーザビームB1,B2,B3,B4は、１点に
集まるように調整されている。また、これらの４本のレ
ーザビームB1,B2,B3,B4が乾板114上に入射する角度は、
回折格子からの回折光が赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）
の３色の色を表わすように、予め計算された値に設定さ
れている。
示す図である。すなわち、第８図において、レーザ122
より発したレーザビームは、全反射ミラー124,126によ
り光路を変えられて、ハーフミラー132,134,136に入射
され、４本のレーザビームB1,B2,B3,B4に分けられる。
この時、４本のレーザビームB1,B2,B3,B4は、互いに等
しい強度を持つように設定される。そして、３本のレー
ザビームB1,B2,B3は、スリット138によって１本に選択
され、レンズ140、ミラー142を通って乾板114上に入射
される。また、リファレンス光となるレーザビームB4
は、ミラー144,146,を通って乾板114上に入射される。
この場合、４本のレーザビームB1,B2,B3,B4は、１点に
集まるように調整されている。また、これらの４本のレ
ーザビームB1,B2,B3,B4が乾板114上に入射する角度は、
回折格子からの回折光が赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）
の３色の色を表わすように、予め計算された値に設定さ
れている。
一方、乾板114はＸ−Ｙステージ120上に載置され、さ
らにＸ−Ｙステージ120は回転ステージ128上に載置され
ており、これらステージはコンピュータ制御により移動
できるようになっている。また、４本のレーザビームB
1,B2,B3,B4は、乾板114の直前に設けられたシャッター1
48の開閉によって、露光または非露光が制御される。
らにＸ−Ｙステージ120は回転ステージ128上に載置され
ており、これらステージはコンピュータ制御により移動
できるようになっている。また、４本のレーザビームB
1,B2,B3,B4は、乾板114の直前に設けられたシャッター1
48の開閉によって、露光または非露光が制御される。
次に、第９図を用いて、本実施例の回折格子パターン
を有するディスプレイの作製方法を説明する。
を有するディスプレイの作製方法を説明する。
まず、ステップa2において、立体表示したい物体のＮ
番目の平面画像をテレビカメラを用いて撮影し、その平
面画像から画像データを読み取り、コンピュータに入力
する。または、コンピュータ・グラフィックスの画像デ
ータをコンピュータに入力してもよい。または、立体表
示したい物体の全ての平面画像を、複数の撮影位置で撮
影し、コンピュータに入力した後、この複数の平面画像
のデータの中からＮ番目の平面画像を選択してもよい。
番目の平面画像をテレビカメラを用いて撮影し、その平
面画像から画像データを読み取り、コンピュータに入力
する。または、コンピュータ・グラフィックスの画像デ
ータをコンピュータに入力してもよい。または、立体表
示したい物体の全ての平面画像を、複数の撮影位置で撮
影し、コンピュータに入力した後、この複数の平面画像
のデータの中からＮ番目の平面画像を選択してもよい。
次にステップb2において、コンピュータに入力された
平面画像は歪やコントラストなどの補正を必要とする場
合が多いので、コンピュータ上で平面画像の修正を行な
う。
平面画像は歪やコントラストなどの補正を必要とする場
合が多いので、コンピュータ上で平面画像の修正を行な
う。
ステップc2では、本発明のディスプレイの観察時にお
ける光源の位置と観察する方向をコンピュータに入力す
る。
ける光源の位置と観察する方向をコンピュータに入力す
る。
次にステップd2において、Ｘ−Ｙステージを原点に移
動させ、ステップe2でドットデータをデータファイルか
らコンピュータに入力する。このドットデータは、修正
した平面画像の画像データのうち、前記ドットの場所、
色、明るさ、そしてこのドットの含まれる平面画像を取
り込んだときの立体物に対するドットの方向に関するデ
ータである。
動させ、ステップe2でドットデータをデータファイルか
らコンピュータに入力する。このドットデータは、修正
した平面画像の画像データのうち、前記ドットの場所、
色、明るさ、そしてこのドットの含まれる平面画像を取
り込んだときの立体物に対するドットの方向に関するデ
ータである。
そして、それらのデータとステップc2で入力した光源
位置と観察方向とを用いて、ステップf2,g2,h2でグレー
ティングのピッチ、方向、露光時間を決定する。グレー
ティングの方向は前述の式を用いて求められる。なお、
１次回折光の方向αが小さいときは、回折格子のピッチ
は再生する色のみに依存するので、そのドットの色によ
ってピッチはR,G,Bの３色のうちのどれかを選択する。
また、露光時間は、第８図の露光装置のシャッターが開
かれている時間によって設定でき、ドットに対応する物
体の部分の明るさに比例させる。なおステップf2,g2,h2
の順番はこの例に限らずどの様な順番になってもよい。
位置と観察方向とを用いて、ステップf2,g2,h2でグレー
ティングのピッチ、方向、露光時間を決定する。グレー
ティングの方向は前述の式を用いて求められる。なお、
１次回折光の方向αが小さいときは、回折格子のピッチ
は再生する色のみに依存するので、そのドットの色によ
ってピッチはR,G,Bの３色のうちのどれかを選択する。
また、露光時間は、第８図の露光装置のシャッターが開
かれている時間によって設定でき、ドットに対応する物
体の部分の明るさに比例させる。なおステップf2,g2,h2
の順番はこの例に限らずどの様な順番になってもよい。
次にステップi2において、ステップe2で入力したドッ
トデータに基づき、露光すべきドットの位置までＸ−Ｙ
ステージを移動し、ステップj2において、そのドットの
グレーティングの露光を第８図の２光束干渉装置を用い
て行なう。これらの一連のステップにより、一つのドッ
トに対応した回折格子の形成が完了する。
トデータに基づき、露光すべきドットの位置までＸ−Ｙ
ステージを移動し、ステップj2において、そのドットの
グレーティングの露光を第８図の２光束干渉装置を用い
て行なう。これらの一連のステップにより、一つのドッ
トに対応した回折格子の形成が完了する。
次にステップk2において次のドットのデータを参照す
るために、データファイルのアドレスを１だけ増す。そ
してステップl2おいて、このアドレスにおける画像デー
タが存在するときには、ステップe2に戻り、別のドット
のデータを入力し、ステップf2,g2,h2,i2,j2,k2を繰り
返す。この一連のステップを、Ｎ番目の平面画像におい
て、ドットに対応した画像データがなくなるまで続け
る。こうしてＮ番目の平面画像の画像データに基づく回
折格子パターンの形成が完了する。
るために、データファイルのアドレスを１だけ増す。そ
してステップl2おいて、このアドレスにおける画像デー
タが存在するときには、ステップe2に戻り、別のドット
のデータを入力し、ステップf2,g2,h2,i2,j2,k2を繰り
返す。この一連のステップを、Ｎ番目の平面画像におい
て、ドットに対応した画像データがなくなるまで続け
る。こうしてＮ番目の平面画像の画像データに基づく回
折格子パターンの形成が完了する。
次に、ステップl2において、Ｎ番目の平面画像の形成
が終了したと判断されると、ステップm2に進み、Ｎ＋１
番目の平面画像を参照する。ステップn2において、Ｎ＋
１番目の平面画像があると判断されると、ステップa2に
戻り、ステップa2からl2までのステップを実行し、Ｎ＋
１番目の平面画像に対応する回折格子パターンを形成す
る。
が終了したと判断されると、ステップm2に進み、Ｎ＋１
番目の平面画像を参照する。ステップn2において、Ｎ＋
１番目の平面画像があると判断されると、ステップa2に
戻り、ステップa2からl2までのステップを実行し、Ｎ＋
１番目の平面画像に対応する回折格子パターンを形成す
る。
このようにして、ステップa2からn2までのループを実
行し、ステップn2において平面画像が存在しないと判断
されると、これで回折格子の全ての形成ステップが終了
する。
行し、ステップn2において平面画像が存在しないと判断
されると、これで回折格子の全ての形成ステップが終了
する。
このようにして形成させた回折格子パターンを有する
乾板は複製のための原版として使用される。複製を行な
うためにはよく知られているエンボス法が用いられる。
乾板は複製のための原版として使用される。複製を行な
うためにはよく知られているエンボス法が用いられる。
本発明は上記実施例に限定されない。種々変形して実
施できる。
施できる。
「発明の効果」 本発明の回折格子パターンを有するディスプレイの作
製方法によれば、再生すべき物体を複数の異なる位置で
観察して、複数の２次元画像を求め、この各２次元画像
をドットに分解して、ドット状にディスプレイ基板に回
折格子を形成している。このように複数の２次元画像に
基づきディスプレイ基板に重ね合わせて回折格子を形成
するので、再生すると前記物体の立体像を再現よく観察
することができる。
製方法によれば、再生すべき物体を複数の異なる位置で
観察して、複数の２次元画像を求め、この各２次元画像
をドットに分解して、ドット状にディスプレイ基板に回
折格子を形成している。このように複数の２次元画像に
基づきディスプレイ基板に重ね合わせて回折格子を形成
するので、再生すると前記物体の立体像を再現よく観察
することができる。
また、ホログラム等の立体表示よりも明るくノイズの
少ない像を得ることができる。
少ない像を得ることができる。
第１図は、本発明にかかる原画像の撮影方法の説明図、 第２図は、本発明ににより作成されたディスプレイの観
察方法の説明図、 第３図は、本発明にかかるドットの拡大図、 第４図は、本発明の第１実施例にかかる回折格子パター
ンを有するディスプレイの作製方法に使用される電子ビ
ーム露光装置の概略図、 第５図は、Ｘ−Ｙステージ上に載置されたEBレジストを
示す図、 第６図は、本発明の第１実施例に係る作成方法のフロー
チャート、 第７図は、本発明の第２実施例に使用される２光束干渉
法によりドット状の回折格子を形成する方法を説明する
図、 第８図は、２光束干渉法を実施するための光学系の構成
を示す図、 第９図は、本発明の第２実施例に係る作成方法のフロー
チャートである。 14…乾板、16…ドット、18…回折格子パターン、20…Ｘ
−Ｙステージ、70…電子ビーム、80…平面画像、81…テ
レビカメラ、82…コンピュータ、83…デジタイザー、85
…物体。
察方法の説明図、 第３図は、本発明にかかるドットの拡大図、 第４図は、本発明の第１実施例にかかる回折格子パター
ンを有するディスプレイの作製方法に使用される電子ビ
ーム露光装置の概略図、 第５図は、Ｘ−Ｙステージ上に載置されたEBレジストを
示す図、 第６図は、本発明の第１実施例に係る作成方法のフロー
チャート、 第７図は、本発明の第２実施例に使用される２光束干渉
法によりドット状の回折格子を形成する方法を説明する
図、 第８図は、２光束干渉法を実施するための光学系の構成
を示す図、 第９図は、本発明の第２実施例に係る作成方法のフロー
チャートである。 14…乾板、16…ドット、18…回折格子パターン、20…Ｘ
−Ｙステージ、70…電子ビーム、80…平面画像、81…テ
レビカメラ、82…コンピュータ、83…デジタイザー、85
…物体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−232616（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−39701（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64702（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−72320（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−131900（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】（ａ）被写体を複数の位置で観察して複数
の平面画像を求め、前記複数の平面画像の画像データを
コンピュータに入力するステップと、 （ｂ）前記複数の画像データから第ｎ番目の画像データ
を選択するステップと、 （ｃ）再生光源の位置と観察方向とのデータを入力する
ステップと、 （ｄ）第ｎ番目の画像データの所定のドットデータを入
力するステップと、 （ｅ）再生光源の位置と観察方向とのデータ及び前記ド
ットデータとに基づきグレーティングのピッチ、方向及
びドットの大きさを決定するステップと、 （ｆ）前記ドットデータに基づきＸ−Ｙステージを所定
の位置に移動し、電子露光装置を用いてグレーティング
を描画するステップと、 （ｇ）前記ドットのアドレスを順次増して、上記ステッ
プ（ｄ）ないし（ｆ）を前記第ｎ番目の画像データがな
くなるまで繰り返すステップと、 （ｈ）次に別の画像データを選択し、上記ステップ
（ｂ）ないし（ｇ）を、すべての画像データがなくなる
まで繰り返すステップとからなることを特徴とする回折
格子パターンを有するディスプレイの作製方法。 - 【請求項２】前記回折格子の方向Ω及びピッチｄは、 であり、照明光の入射角度をθ、回折格子の観察される
べき角度（１次回折光の方向）をα、１次回折光の波長
をλとする請求項１に記載のディスプレイの作製方法。 - 【請求項３】（ａ）被写体を複数の位置で観察して複数
の平面画像を求め、前記複数の平面画像の画像データを
コンピュータに入力するステップと、 （ｂ）前記複数の画像データから第ｎ番目の画像データ
を選択するステップと、 （ｃ）再生光源の位置と観察方向とのデータを入力する
ステップと、 （ｄ）第ｎ番目の画像データの所定のドットデータを入
力するステップと、 （ｅ）再生光源の位置と観察方向とのデータ及び前記ド
ットデータとに基づきグレーティングのピッチ、方向及
び露光時間を決定するステップと、 （ｆ）前記ドットデータに基づきＸ−Ｙ−θステージを
所定の位置に移動し、前記２光束干渉法を用いてグレー
ティングを形成するステップと、 （ｇ）前記ドットのアドレスを順次増して、上記ステッ
プ（ｄ）ないし（ｆ）を前記第ｎ番目の画像データがな
くなるまで繰り返すステップと、 （ｈ）次に別の画像データを選択し、上記ステップ
（ｂ）ないし（ｇ）を、すべての画像データがなくなる
まで繰り返すステップとからなることを特徴とする２光
束干渉法を用いて回折格子パターンを有するディスプレ
イを作製する方法。 - 【請求項４】前記回折格子の方向Ω及びピッチｄは、 であり、照明光の入射角度をθ、回折格子の観察される
べき角度（１次回折光の方向）をα、１次回折光の波長
をλとする請求項３に記載のディスプレイの作製方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26878089 | 1989-10-16 | ||
| JP1-268780 | 1989-10-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03206401A JPH03206401A (ja) | 1991-09-09 |
| JP2508387B2 true JP2508387B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17463185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2233105A Expired - Lifetime JP2508387B2 (ja) | 1989-10-16 | 1990-09-05 | 回折格子パタ―ンを有するディスプレイの作製方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5132812A (ja) |
| EP (1) | EP0423680B1 (ja) |
| JP (1) | JP2508387B2 (ja) |
| AT (1) | ATE127936T1 (ja) |
| AU (1) | AU616361B2 (ja) |
| CA (1) | CA2027462C (ja) |
| DE (1) | DE69022349T2 (ja) |
Families Citing this family (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE69222918T2 (de) * | 1991-08-29 | 1998-03-05 | Fujitsu Ltd | Vorrichtung zum Aufzeichnen von Hologrammen und holographisches optisches Element |
| JP2725913B2 (ja) * | 1991-08-29 | 1998-03-11 | 富士通株式会社 | ホログラム描画装置 |
| JP2774398B2 (ja) * | 1991-09-17 | 1998-07-09 | 富士通株式会社 | ホログラム作成装置 |
| JP2830530B2 (ja) * | 1991-09-11 | 1998-12-02 | 凸版印刷株式会社 | 回折格子プロッター |
| JPH0572407A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Toppan Printing Co Ltd | 回折格子プロツター |
| JPH0572405A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Toppan Printing Co Ltd | 回折格子プロツター |
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| JPH0635392A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-02-10 | Fujitsu Ltd | 立体表示装置 |
| JPH0635391A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-02-10 | Fujitsu Ltd | 立体表示装置 |
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| US5798743A (en) * | 1995-06-07 | 1998-08-25 | Silicon Light Machines | Clear-behind matrix addressing for display systems |
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| US6101036A (en) | 1998-06-23 | 2000-08-08 | Silicon Light Machines | Embossed diffraction grating alone and in combination with changeable image display |
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| US6782205B2 (en) | 2001-06-25 | 2004-08-24 | Silicon Light Machines | Method and apparatus for dynamic equalization in wavelength division multiplexing |
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| US6728023B1 (en) | 2002-05-28 | 2004-04-27 | Silicon Light Machines | Optical device arrays with optimized image resolution |
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