JP4894046B2 - Color electronic holographic display device - Google Patents

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Description

本発明は、ホログラムパターンから生じる不要光を除去してカラー電子ホログラフィ像を表示するカラー電子ホログラフィ表示装置に関する。   The present invention relates to a color electronic holography display device that displays a color electronic holographic image by removing unnecessary light generated from a hologram pattern.

従来、カラー電子ホログラフィ像を表示する方法として、例えば、特許文献1で開示されている方法がある。この特許文献1に開示されている方法は、赤緑青の3色光源で、それぞれの色に対応するホログラムパターンが表示されたホログラム表示デバイスを照射し、得られた3色のホログラム光を光学的に合成して、カラー電子ホログラフィ像を表示するカラーホログラフィ装置を用いたものである。   Conventionally, as a method of displaying a color electronic holographic image, for example, there is a method disclosed in Patent Document 1. The method disclosed in Patent Document 1 irradiates a hologram display device on which hologram patterns corresponding to respective colors are displayed with red, green, and blue three-color light sources, and optically outputs the obtained three-color hologram light. And a color holography device that displays a color electronic holographic image.

また、この特許文献1には、カラーホログラフィ装置を小型化するために、光源に半導体レーザを用いることが開示されていると共に、当該半導体レーザの温度変化によるカラー電子ホログラフィ像の色ずれを補償するレーザ温度制御方法が併せて開示されている。   In addition, this Patent Document 1 discloses that a semiconductor laser is used as a light source in order to reduce the size of a color holography device, and compensates for a color shift of a color electronic holography image due to a temperature change of the semiconductor laser. A laser temperature control method is also disclosed.

ここで、特許文献1に開示されているカラーホログラフィ装置について、図15を参照して説明する。
図15に示したように、カラーホログラフィ装置100は、半導体レーザを構成する赤緑青の3色それぞれのレーザダイオード(赤LD、緑LD、青LD)101、102、103と、これらから照射されたレーザ光のビーム径を拡大するビーム拡大レンズ111、112、113と、液晶素子(LCD)で構成され拡大された光により赤緑青の3色のホログラムパターンから各色のホログラム光(赤色の単色光、緑色の単色光、青色の単色光)を表示するLCD(ホログラム表示デバイス)121、122、123と、これらで表示された3色の単色光を合成して、カラー電子ホログラフィ像を出力するビーム合成光学系130と、を備えている。
Here, the color holography apparatus disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 15, the color holography apparatus 100 is irradiated with laser diodes (red LD, green LD, blue LD) 101, 102, and 103 of red, green, and blue constituting the semiconductor laser, and from these laser diodes. A beam expanding lens 111, 112, 113 that expands the beam diameter of the laser beam and a liquid crystal element (LCD), and the expanded light from the three-color hologram pattern of red, green, and blue (red monochromatic light, Beam synthesis that combines LCD (hologram display devices) 121, 122, and 123 that display green monochromatic light and blue monochromatic light) and three color monochromatic lights displayed on these, and outputs a color electronic holographic image And an optical system 130.

なお、ビーム合成光学系130は、互いに直交するハーフミラーを正方形の対角線上に配置した構成であり、左右から入射した光を下方に反射させ、上方から入射した光を下方に透過させることで、各色の単色光を合成し、カラー電子ホログラフィ像を出力することができる。
また、カラーホログラフィ装置100は、ホログラムパターンを予め記憶しており、ホログラム表示デバイス121、122、123に出力するホログラムメモリ124を備えている。
The beam combining optical system 130 has a configuration in which half mirrors orthogonal to each other are arranged on a square diagonal line, and reflects light incident from the left and right downward and transmits light incident from above downward. Monochromatic light of each color can be synthesized and a color electronic holographic image can be output.
The color holography apparatus 100 further includes a hologram memory 124 that stores a hologram pattern in advance and outputs the hologram pattern to the hologram display devices 121, 122, and 123.

カラーホログラフィ装置100では、ホログラムパターンから発生する共役光や、ホログラム表示デバイスを照射した0次光(レンズ系で曲がらない光)も同時出力されてしまうことになり、これらの光が単色光の中で被写体の像を成す物体光に重なる不要光となって、観視者がカラー電子ホログラフィ像を見づらくなる。   In the color holography apparatus 100, conjugate light generated from the hologram pattern and zero-order light (light that does not bend in the lens system) irradiated on the hologram display device are also output at the same time. Therefore, it becomes unnecessary light that overlaps the object light that forms the image of the subject, making it difficult for the viewer to see the color electronic holographic image.

例えば、ホログラム表示デバイスが液晶素子の場合、当該液晶素子の間隔Pが光の波長λよりも10倍程度大きく、ビーム拡大レンズ等で拡大された光(入射光)の入射方向と、ホログラムパターンにより回折されて物体光となる当該回折光との成す角度θは、sinθ=λ/2Pで与えられ、非常に小さくなる。この結果、被写体光と重なった入射光が、観視者の目に入り、カラー電子ホログラフィ像がほとんどみられないことになる。   For example, when the hologram display device is a liquid crystal element, the interval P of the liquid crystal element is about 10 times larger than the wavelength of light λ, and the incident direction of light (incident light) expanded by a beam expansion lens or the like and the hologram pattern The angle θ formed with the diffracted light that is diffracted and becomes object light is given by sin θ = λ / 2P, and becomes very small. As a result, incident light that overlaps the subject light enters the eyes of the viewer, and a color electronic holographic image is hardly seen.

また、ホログラムパターンは、複素数で記述される物体光の振幅及び位相の双方を、干渉縞のパターンの濃淡に変換して絶対値だけを記録したものであることに起因し、カラー電子ホログラフィ像を表示する際に、物体光の回折方向と逆方向に回折する共役光を発生させてしまう。この共役光の回折角度も小さいので、物体光に重なってしまい、不要光となり、カラー電子ホログラフィ像の品質を著しく劣化させることとなる。   In addition, the hologram pattern is obtained by converting both the amplitude and phase of the object light described by complex numbers into shades of interference fringe patterns and recording only absolute values. When displaying, conjugate light that diffracts in the direction opposite to the diffraction direction of the object light is generated. Since the diffraction angle of this conjugate light is also small, it is superimposed on the object light, becomes unnecessary light, and the quality of the color electronic holographic image is significantly deteriorated.

そして、カラー電子ホログラフィ像を表示する際に、不要光を除去するための従来技術(不要光除去光学系)としては、凸レンズが入射された光をフーリエ変換して、当該光のエネルギを焦点位置に収束させる作用があることを利用するものがある(例えば、非特許文献1参照)。この不要光除去光学系を、図16を参照して説明する。   Then, when displaying a color electronic holographic image, as a conventional technique for removing unnecessary light (unnecessary light removing optical system), the light incident on the convex lens is Fourier-transformed, and the energy of the light is converted into the focal position. There is one that utilizes the fact that it has a function of converging (see Non-Patent Document 1, for example). This unnecessary light removing optical system will be described with reference to FIG.

この図16に示すように、不要光除去光学系140は、焦点距離fのレンズ(凸レンズ)141及びレンズ(凸レンズ)143を、2f離して配置し、双方の焦点距離位置に不要光を遮断して必要な物体光のみを透過させる遮光板142を配置したものである。そして、この不要光除去光学系140の外部には別途、ホログラムパターンを表示する表示デバイス120が配置されている。   As shown in FIG. 16, in the unnecessary light removing optical system 140, a lens (convex lens) 141 and a lens (convex lens) 143 having a focal length f are arranged 2f apart to block unnecessary light at both focal length positions. A light shielding plate 142 that transmits only the necessary object light is disposed. A display device 120 for displaying a hologram pattern is separately provided outside the unnecessary light removing optical system 140.

この不要光除去光学系140では、共役光と物体光とが異なる位置に収束するようにホログラムパターンが求められている。このホログラムパターンは、被写体の各点から全方向に散乱反射される参照光(半導体レーザによるレーザ光)の中で図16の被写体の各点ごとに水平より上側(遮光板142の無い側)の空間に散乱する光のみからなるものである。このような不要光除去光学系140による不要光の除去は、シングルサイドバンド法と呼ばれている。なお、ここで説明したホログラムパターンは、計算機シミュレーションでのみ取得可能であり、実際に、被写体にレーザ光を照射して、反射光をフィルムに記録するアナログホログラムでは、被写体の各点毎に水平より下に散乱する光を止める事は不可能なため、実現不可能である。   In the unnecessary light removing optical system 140, a hologram pattern is required so that the conjugate light and the object light converge at different positions. This hologram pattern is above the horizontal (the side without the light shielding plate 142) for each point of the subject in FIG. 16 in the reference light (laser light from the semiconductor laser) scattered and reflected in all directions from each point of the subject. It consists only of light scattered in space. Such removal of unnecessary light by the unnecessary light removal optical system 140 is called a single sideband method. Note that the hologram pattern described here can be obtained only by computer simulation. In an analog hologram that actually irradiates a subject with laser light and records the reflected light on a film, the hologram pattern is horizontally measured for each point of the subject. Since it is impossible to stop the light scattered below, this is not feasible.

ここで、計算機シミュレーションによってホログラムパターンを求める求め方について説明する。まず、計算機シミュレーションでは、方向と位相の揃ったコヒーレントなレーザ光Rを想定し、このレーザ光Rが被写体上の点(u,v,w)に当たると散乱して被写体光A(u,v,w)になるとし、被写体からz軸方向に距離zだけ離れた点(x,y,z)における当該被写体光A(u,v,w)を、次に示す数式(1)を用いて求める。   Here, how to obtain the hologram pattern by computer simulation will be described. First, in the computer simulation, a coherent laser beam R having the same direction and phase is assumed, and when this laser beam R hits a point (u, v, w) on the subject, it is scattered and the subject light A (u, v, w), the subject light A (u, v, w) at a point (x, y, z) away from the subject by a distance z in the z-axis direction is obtained using the following formula (1). .

A(x,y,z)=A(u,v,w)exp(−j2πd/λ)/d・・・数式(1)   A (x, y, z) = A (u, v, w) exp (−j2πd / λ) / d (1)

この数式(1)において、j=虚数単位、π=円周率、λ=光の波長であり、dは次に示す数式(2)を用いて求める。   In this equation (1), j = imaginary unit, π = circularity, λ = wavelength of light, and d is obtained by using the following equation (2).

d={(z−w)+(x−u)+(y−v)1/2 ・・・数式(2) d = {(z−w) 2 + (x−u) 2 + (y−v) 2 } 1/2 Equation (2)

なお、被写体からz軸方向に距離zだけ離れた点(x,y,z)では、被写体上の各点(u,v,w)からの被写体光(散乱した光)がすべて到達しているので、到達しているすべての被写体光を加え合わせたものが、被写体からz軸方向に距離zだけ離れた点(x,y,z)での物体光O(x,y,z)となる。しかし、ここでは、シングルサイドバンド法を用いているので、被写体から上半分に散乱する光のみ(v<y:被写体からz軸方向に距離zだけ離れた点の垂直方向における座標yが被写体の垂直方向における座標vよりも大きい部分に散乱する光のみ)を、次に示す数式(3)を用いて加える。   Note that at the point (x, y, z) separated from the subject by the distance z in the z-axis direction, all the subject light (scattered light) from each point (u, v, w) on the subject has reached. Therefore, the sum of all the object lights that have arrived is the object light O (x, y, z) at a point (x, y, z) that is separated from the object by a distance z in the z-axis direction. . However, since the single sideband method is used here, only the light scattered in the upper half from the subject (v <y: the coordinate y in the vertical direction of the point separated from the subject by the distance z in the z-axis direction is the subject's (Only light scattered in a portion larger than the coordinate v in the vertical direction) is added using the following formula (3).

O(x,y,z)=Σu,v<y,wA(x,y,z) ・・・数式(3) O (x, y, z) = Σu , v <y, w A (x, y, z) (3)

このようにして得られた物体光O(以下、被写体の各点から出た光を「被写体光」とし、この被写体光がホログラム面上で重なり合った光を「物体光」として区別することとする)は、一般に、振幅|O(x,y,z)|と位相φ(x,y,z)とで、次に示す数式(4)で表すことができる。   The object light O obtained in this way (hereinafter, light emitted from each point of the subject is referred to as “subject light”, and light in which the subject light overlaps on the hologram surface is distinguished as “object light”. ) Is generally an amplitude | O (x, y, z) | and a phase φ (x, y, z), and can be expressed by the following equation (4).

O(x,y,z)=|O(x,y,z)|exp{−jφ(x,y,z)}
・・・数式(4)
O (x, y, z) = | O (x, y, z) | exp {−jφ (x, y, z)}
... Formula (4)

そして、ホログラムパターンは、この光の振幅と位相とを干渉縞のパターンとして記録したものである。このため、前記したレーザ光Rを参照光としてこの光Oに重ねて照射すると、被写体からz軸方向に距離zだけ離れた点(x,y,z)での光は、O+Rとなり、この点にフィルム等のホログラムパターン記録材料を配置すれば、このホログラムパターン記録材料にO+Rの絶対値の2乗Iが、干渉縞のパターンとして記録されることになる。このIを次に示す数式(5)で表す。   The hologram pattern is obtained by recording the amplitude and phase of this light as an interference fringe pattern. For this reason, when the laser beam R described above is used as the reference beam and superimposed on the beam O, the light at the point (x, y, z) away from the subject by the distance z in the z-axis direction becomes O + R. If a hologram pattern recording material such as a film is placed on the hologram pattern recording material, the square I of the absolute value of O + R is recorded as an interference fringe pattern on the hologram pattern recording material. This I is expressed by the following formula (5).

I=|R+O|=(R+O)(R+O)=RR+OO+(RO+OR
=|R|+|O|+2|R||O|cos(φ) ・・・数式(5)
I = | R + O | 2 = (R + O) (R * + O * ) = RR * + OO * + (RO * + OR * )
= | R | 2 + | O | 2 +2 | R || O | cos (φ) (5)

この数式(5)において、RはRの複素共役項であり、OはOの複素共役項である共役光である。この数式(5)において、第3項は、元の被写体光の振幅|O|と位相φとが含まれているので、計算機シミュレーションではこの第3項の|O|cos(φ)のみを計算してホログラムパターンとしている。 In this formula (5), R * is a complex conjugate term of R, and O * is conjugate light that is a complex conjugate term of O. In the mathematical formula (5), the third term includes the amplitude | O | of the original subject light and the phase φ, and therefore only the third term | O | cos (φ) is calculated in the computer simulation. The hologram pattern.

このホログラムパターンに元の参照光(レーザ光)Rを照射した際の再生光をPとすると、この再生光Pは次に示す数式(6)で表される。
P=R|O|cos(φ)=R|O|{exp(−jφ)+exp(jφ)}/2
・・・数式(6)
When the reproduction light when the original reference light (laser light) R is irradiated onto the hologram pattern is P, the reproduction light P is expressed by the following formula (6).
P = R | O | cos (φ) = R | O | {exp (−jφ) + exp (jφ)} / 2
... Formula (6)

この数式(6)において、再生光Pは、元の被写体の物体光O=|O|exp(−jφ)と、この物体光Oの共役光O=|O|exp(jφ)とを含んだものである。 In this equation (6), the reproduction light P includes the original object light O = | O | exp (−jφ) of the subject and the conjugate light O * = | O | exp (jφ) of the object light O. It is a thing.

このようにして得られたホログラムパターンを、図16に示した表示デバイス120に表示し、参照光を照射すると、元の物体光と共役光とを含んだ再生光が回折して出てくる。そして、物体光は図の上方向に回折して元の被写体から出た光と同じであり、共役光はこの再生光の複素共役成分であるため、図16の点線で示した下方向に回折されて表示デバイス120に対して鏡像の位置に共役像を形成する。   When the hologram pattern thus obtained is displayed on the display device 120 shown in FIG. 16 and irradiated with reference light, the reproduction light including the original object light and conjugate light is diffracted and emitted. The object light is diffracted upward in the figure and is the same as the light emitted from the original subject, and the conjugate light is a complex conjugate component of the reproduced light. Therefore, the object light is diffracted in the downward direction indicated by the dotted line in FIG. Then, a conjugate image is formed at a mirror image position with respect to the display device 120.

これらの物体光と共役光とは、凸レンズ141を通ると収束されるが、物体光は焦点距離fの付近では、凸レンズ141の光軸より図中上の領域しか通らない。一方、共役光は、凸レンズ141の光軸より図中下の領域しか通らない。このため、この領域に遮光板を配置すれば、共役光は遮断されることとなる。   These object light and conjugate light are converged when passing through the convex lens 141, but the object light passes only in the region above the optical axis of the convex lens 141 in the vicinity of the focal length f. On the other hand, the conjugate light passes only in the lower region in the figure from the optical axis of the convex lens 141. For this reason, if a light shielding plate is arranged in this region, conjugate light will be blocked.

そして、表示デバイス120に照射した参照光は、凸レンズ141の光軸上の焦点距離fに収束するので、遮光板を光軸よりも少し高めに設置すれば遮断することができる。これにより、物体光の一部が遮断されるため視域がわずかに減じるが、再生光によって形成される再生像が欠けることはない。さらに、このようにして収束された物体光は、凸レンズ143を通ることにより、元の物体光(被写体から出て上半分に散乱する光)に戻される。   Since the reference light applied to the display device 120 converges on the focal length f on the optical axis of the convex lens 141, it can be blocked by installing the light shielding plate slightly higher than the optical axis. As a result, a part of the object light is blocked and the viewing zone is slightly reduced, but the reproduced image formed by the reproduced light is not lost. Further, the object light converged in this way is returned to the original object light (light scattered from the subject and scattered in the upper half) by passing through the convex lens 143.

一般に、第1の凸レンズ(凸レンズ141)及び第2の凸レンズ(凸レンズ143)の焦点距離をそれぞれf、gとし、凸レンズ間の距離を2fとし、第1のレンズの前方の距離Dで光軸から距離A離れた位置にある被写体上の点は、第2の凸レンズの後方の距離Zの位置に、光軸から距離B離れた位置に像を作るとすると、距離Zは次の数式(7)で、距離Bは数式(8)で表される。   In general, the focal lengths of the first convex lens (convex lens 141) and the second convex lens (convex lens 143) are f and g, the distance between the convex lenses is 2f, and the distance D in front of the first lens is from the optical axis. If a point on the subject at a distance A is formed at a position at a distance Z behind the second convex lens and a position at a distance B from the optical axis, the distance Z is expressed by the following equation (7). Thus, the distance B is expressed by Equation (8).

Z=fg(2f−D)/{g(D−f)+f(2f−D)} ・・・数式(7)
B=Afg/{g(D−f)+f(2f−D)} ・・・数式(8)
Z = fg (2f−D) / {g (D−f) + f (2f−D)} (7)
B = Afg / {g (D−f) + f (2f−D)} (8)

ここで、g=fの場合は、Z=2f−D、B=Aとなる。すなわち、不要光除去光学系140を通った再生像は、位置が光軸方向に4fシフトするだけで、大きさや形状は不変であることになる。
特開平9−68917号公報 NHK技研R&D,No.93,pp.14−19,2005.9(図3)
Here, when g = f, Z = 2f−D and B = A. That is, the reproduced image that has passed through the unnecessary light removing optical system 140 is only shifted in position by 4f in the optical axis direction, and the size and shape are unchanged.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-68917 NHK R & D, No. 93, pp. 14-19, 2005. 9 (FIG. 3)

しかしながら、従来の不要光除去光学系140を、赤緑青色の各色のホログラム光(赤色の単色光、緑色の単色光、青色の単色光)を合成してカラー電子ホログラフィ像を表示するカラーホログラフィ装置に適用しようとした場合、次に述べる問題(1)〜(3)が生じる。   However, a color holography device that displays a color electronic holographic image by combining the conventional unnecessary light removal optical system 140 with hologram light of each color of red, green, and blue (red monochromatic light, green monochromatic light, and blue monochromatic light). The following problems (1) to (3) occur when applying to the above.

(1)従来の不要光除去光学系140に用いられるレンズの焦点距離は、レンズ媒質を通る光の色によって波長が異なるため、焦点距離も異なり、従来の不要光除去光学系140は、赤緑青色の各色のホログラム光に対して個別に挿入する必要があり、カラーホログラフィ装置を小型化することができない。   (1) Since the focal length of the lens used in the conventional unnecessary light removal optical system 140 differs depending on the color of light passing through the lens medium, the focal length also differs. It is necessary to insert the hologram light of each blue color individually, and the color holography device cannot be reduced in size.

(2)各色のホログラム光を合成した合成光に対して、共通の不要光除去光学系140を挿入すると、図17に示すように、光の色ごと(赤色の単色光、緑色の単色光、青色の単色光)に光の収束位置が異なるため、1つの遮光板では、1つの色にしか対応できず、他の色の参照光や共役光が漏れてしまう。   (2) When the common unnecessary light removing optical system 140 is inserted into the synthesized light obtained by synthesizing the hologram lights of the respective colors, as shown in FIG. 17, for each light color (red monochromatic light, green monochromatic light, Since the convergence position of the light is different from that of blue monochromatic light), one light shielding plate can handle only one color, and reference light and conjugate light of other colors leak.

(3)各色の光に対して、レンズ間の距離が焦点距離の2倍では無くなるため、出力されるカラー電子ホログラフィ像の位置及びサイズが、ホログラムパターンに記録されている元の映像の位置及びサイズとは異なってしまい、カラー電子ホログラフィ像の色ずれが生じると共に、形状が歪んでしまう。   (3) Since the distance between the lenses is not twice the focal length for each color of light, the position and size of the output color electronic holographic image are the position of the original image recorded in the hologram pattern and This is different from the size, and color misregistration of the color electronic holographic image occurs and the shape is distorted.

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、装置を小型化しつつ、3色の光のそれぞれの参照光や共役光が漏れることなく、色ずれや歪みの生じることのないカラー電子ホログラフィ像を表示することができるカラー電子ホログラフィ表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, a color electronic holographic image in which the reference light and the conjugate light of each of the three colors of light are not leaked and no color shift or distortion is generated while solving the above-described problems and downsizing the apparatus. An object of the present invention is to provide a color electronic holographic display device capable of displaying.

前記課題を解決するため、請求項1に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、赤色、緑色及び青色の各々の色についての、被写体の各点からの光の拡散の範囲が半分に制限された物体光と、前記各々の色の光である色光との干渉縞のパターンであるホログラムパターンを用いて、当該被写体のカラー電子ホログラフィ像を表示するカラー電子ホログラフィ表示装置であって、光源と表示デバイスとを有するカラーホログラム光発生手段と、第1光学系と遮光板と第2光学系とを有するカラー不要光除去手段と、を備える構成とした。   In order to solve the above-described problem, the color electronic holographic display device according to claim 1 is an object in which the range of light diffusion from each point of the subject is limited to half for each of red, green, and blue colors. A color electronic holographic display device that displays a color electronic holographic image of the subject using a hologram pattern that is a pattern of interference fringes between light and colored light that is the light of each color, the light source and the display device And a color unnecessary light removing unit having a first optical system, a light shielding plate, and a second optical system.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラーホログラム光発生手段の光源によって、赤色、緑色、青色の3色の色光を発生させ、この光源からの光の光路上に設けられた表示デバイスによって、色光それぞれに対応したホログラムパターンを表示する。そして、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラー不要光除去手段の第1光学系によって、カラーホログラム光発生手段の表示デバイスに表示されたホログラムパターンに光源からの光が照射されることで発生した光を集光させ、遮光板によって、ホログラムパターンの生成時における被写体の各点からの光の拡散の制限の範囲に対応して、この第1光学系の像側焦点面上において、当該第1光学系の光軸を境界にして第1光学系から出射した光のうちの半分の所定の領域の光を遮断し、遮光板の後段に設置された第2光学系によって、第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光して、カラー電子ホログラフィ像を形成する。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device generates color light of three colors of red, green, and blue by the light source of the color hologram light generating means, and the display device is provided on the optical path of the light from the light source Thus, a hologram pattern corresponding to each color light is displayed. The color electronic holography display device emits light generated by irradiating light from the light source onto the hologram pattern displayed on the display device of the color hologram light generation means by the first optical system of the color unnecessary light removal means. The first optical system is focused on the image-side focal plane of the first optical system so as to correspond to the range of light diffusion limitation from each point of the subject when the hologram pattern is generated by the light shielding plate. The light in a predetermined region, which is half of the light emitted from the first optical system with the optical axis as a boundary, is blocked, and the light is emitted from the first optical system by the second optical system installed at the subsequent stage of the light shielding plate The light that is not blocked by the light shielding plate is condensed to form a color electronic holographic image.

ここで、カラー電子ホログラフィ表示装置は、第1光学系が、表示デバイスに表示されたホログラムパターンに光源からの光が照射されることで発生した光を集光する第1の集光レンズを有し、表示デバイスに表示されるホログラムパターンが、ひとつの色の色光における第1の集光レンズの焦点面の位置に対する、他の色光の色の違いに起因した第1の集光レンズの焦点面の位置のずれが補正されたパターンであるため、第1の集光レンズによる収束位置が3色すべての色の光で一致し、1つの遮光板で、すべての色の参照光や共役光を遮断することができる。   Here, in the color electronic holography display device, the first optical system has a first condensing lens that condenses light generated by irradiating light from the light source onto the hologram pattern displayed on the display device. Then, the hologram pattern displayed on the display device has a focal plane of the first condenser lens resulting from a difference in color of the other condenser light with respect to the position of the focal plane of the first condenser lens in the color light of one color. Therefore, the convergence position of the first condenser lens is the same for all three colors of light, and all the reference light and conjugate light for all colors are received by one light-shielding plate. Can be blocked.

請求項2に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、請求項1に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置において、前記第2光学系が、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する凹面鏡と、この凹面鏡からの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更するミラーとを有することを特徴とする。   The color electronic holography display device according to claim 2 is the color electronic holography display device according to claim 1, wherein the second optical system is not blocked by the light shielding plate among the light emitted from the first optical system. It has a concave mirror that collects light, and a mirror that is installed on the optical path of light from the concave mirror and that changes the emission direction of the light.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラーホログラム光発生手段によって発生された光から参照光や共役光が除去された物体光だけを第2光学系の凹面鏡で反射し、ハーフミラーを介して出力する。これによって、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色ずれの生じないカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device reflects only the object light from which the reference light and the conjugate light have been removed from the light generated by the color hologram light generating means, and reflects the half mirror to the concave mirror of the second optical system. Output via. As a result, the color electronic holography display device can display a color electronic holographic image with no color shift.

請求項3に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、請求項1に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置において、前記第2光学系が、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する第2の集光レンズを有し、前記ホログラムパターンが、ひとつの色の前記色光を基準として他の色の前記色光について、前記第2の集光レンズにより形成される前記カラー電子ホログラフィ像の、色の違いに起因した位置及び大きさのずれが更に補正されたパターンであることを特徴とする。   The color electronic holography display device according to claim 3 is the color electronic holography display device according to claim 1, wherein the second optical system is not blocked by the light shielding plate among the light emitted from the first optical system. A second condensing lens that condenses light, and the hologram pattern is formed by the second condensing lens for the color light of another color with the color light of one color as a reference. The electronic holographic image is a pattern in which a shift in position and size caused by a color difference is further corrected.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色が異なることより生じる、第2の集光レンズによって形成されるカラー電子ホログラフィ像の位置及び大きさのずれの補正が行われているホログラムパターンを用いる。これによって、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色ずれの生じないカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device is a hologram pattern in which the correction of the position and size deviation of the color electronic holographic image formed by the second condenser lens caused by different colors is performed. Is used. As a result, the color electronic holography display device can display a color electronic holographic image with no color shift.

請求項4に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、赤色、緑色及び青色の各々の色についての、被写体の各点からの光の拡散の範囲が半分に制限された物体光と、前記各々の色の光である色光との干渉縞のパターンであるホログラムパターンを用いて、当該被写体のカラー電子ホログラフィ像を表示するカラー電子ホログラフィ表示装置であって、光源と表示デバイスとを有するカラーホログラム光発生手段と、第1光学系と遮光板と第2光学系とを有するカラー不要光除去手段と、を備える構成とした。   5. The color electronic holographic display device according to claim 4, wherein the object light in which the range of light diffusion from each point of the subject is limited to half for each color of red, green and blue, and each of the colors A color electronic holographic display device that displays a color electronic holographic image of the subject using a hologram pattern that is a pattern of interference fringes with colored light that is light of the color light generating means having a light source and a display device And a color unnecessary light removing unit having a first optical system, a light shielding plate, and a second optical system.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラーホログラム光発生手段の光源によって、赤色、緑色、青色の3色の色光を発生させ、この光源からの光の光路上に設けられた表示デバイスによって、色光それぞれに対応したホログラムパターンを表示する。そして、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラー不要光除去手段の第1光学系によって、カラーホログラム光発生手段の表示デバイスに表示されたホログラムパターンに光源からの光が照射されることで発生した光を集光させ、遮光板によって、ホログラムパターンの生成時における被写体の各点からの光の拡散の制限の範囲に対応して、この第1光学系の像側焦点面上において、当該第1光学系の光軸を境界にして第1光学系から出射した光のうちの半分の所定の領域の光を遮断し、遮光板の後段に設置された第2光学系によって、第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光して、カラー電子ホログラフィ像を形成する。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device generates color light of three colors of red, green, and blue by the light source of the color hologram light generating means, and the display device is provided on the optical path of the light from the light source Thus, a hologram pattern corresponding to each color light is displayed. The color electronic holography display device emits light generated by irradiating light from the light source onto the hologram pattern displayed on the display device of the color hologram light generation means by the first optical system of the color unnecessary light removal means. The first optical system is focused on the image-side focal plane of the first optical system so as to correspond to the range of light diffusion limitation from each point of the subject when the hologram pattern is generated by the light shielding plate. The light in a predetermined region, which is half of the light emitted from the first optical system with the optical axis as a boundary, is blocked, and the light is emitted from the first optical system by the second optical system installed at the subsequent stage of the light shielding plate The light that is not blocked by the light shielding plate is condensed to form a color electronic holographic image.

ここで、カラー電子ホログラフィ表示装置は、第1光学系が、表示デバイスからの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更するハーフミラーと、このハーフミラーからの光の光路上に設置され、この光を集光する第1の凹面鏡とを有する。そして、第1の凹面鏡では色の違いによる焦点距離のずれが生じないため、第1の凹面鏡による収束位置が3色すべての色の光で一致し、カラー電子ホログラフィ表示装置は、1つの遮光板で、すべての色の参照光や共役光を遮断することができる。   Here, in the color electronic holography display device, the first optical system is installed on the optical path of the light from the display device, and the half mirror that changes the emission direction of the light and the optical path of the light from the half mirror And a first concave mirror that collects the light. In the first concave mirror, since the focal length shift due to the difference in color does not occur, the convergence position by the first concave mirror coincides with the light of all three colors, and the color electronic holography display device has one light shielding plate. Thus, the reference light and conjugate light of all colors can be blocked.

請求項5に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、請求項4に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置において、前記第2光学系が、前記第1の凹面鏡からの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更するハーフミラーと、このハーフミラーからの光路上に設置され、この光を集光する第2の凹面鏡とを有することを特徴とする。   The color electronic holographic display device according to claim 5 is the color electronic holographic display device according to claim 4, wherein the second optical system is installed on an optical path of light from the first concave mirror, and the light And a second concave mirror that is installed on an optical path from the half mirror and collects the light.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラーホログラム光発生手段によって発生された光から参照光や共役光が除去された物体光だけを第2光学系のハーフミラーで反射し、第2の凹面鏡で集光して出力する。これによって、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色ずれの生じないカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device reflects only the object light from which the reference light and the conjugate light have been removed from the light generated by the color hologram light generating means, by the second mirror of the second optical system. Condensed by a concave mirror and output. As a result, the color electronic holography display device can display a color electronic holographic image with no color shift.

請求項6に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、請求項4に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置において、前記第2光学系が、前記第1の凹面鏡からの光の光路上に設置され、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する第2の凹面鏡と、当該第2の凹面鏡からの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更する全反射ミラーとを有することを特徴とする。   The color electronic holography display device according to claim 6 is the color electronic holography display device according to claim 4, wherein the second optical system is installed on an optical path of light from the first concave mirror, A second concave mirror that collects light that is not blocked by the light-shielding plate out of light emitted from one optical system, and an optical path for the light from the second concave mirror that changes the emission direction of the light. And a reflecting mirror.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、カラーホログラム光発生手段によって発生された光から参照光や共役光が除去された物体光だけを第2光学系の第2の凹面鏡で集光し、全反射ミラーで反射して出力する。これによって、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色ずれの生じないカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device condenses only the object light from which the reference light and the conjugate light have been removed from the light generated by the color hologram light generating means, with the second concave mirror of the second optical system. Reflected by the total reflection mirror and output. As a result, the color electronic holography display device can display a color electronic holographic image with no color shift.

請求項7に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置は、請求項4または請求項5に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置において、前記第2光学系が、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する第2の集光レンズを有し、前記ホログラムパターンが、ひとつの色の前記色光を基準として他の色の前記色光について、前記第2の集光レンズにより形成される前記カラー電子ホログラフィ像の、色の違いに起因した位置及び大きさのずれが更に補正されたパターンであることを特徴とする。   The color electronic holographic display device according to claim 7 is the color electronic holographic display device according to claim 4 or 5, wherein the second optical system blocks the light out of the light emitted from the first optical system. A second condensing lens that condenses the light that is not blocked by the plate, and the hologram pattern is formed by the second condensing lens with respect to the color light of another color on the basis of the color light of one color The color electronic holographic image is a pattern in which a shift in position and size due to a color difference is further corrected.

かかる構成によれば、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色が異なることより生じる、第2の集光レンズによって形成されるカラー電子ホログラフィ像の位置及び大きさのずれの補正が行われているホログラムパターンを用いる。これによって、カラー電子ホログラフィ表示装置は、色ずれの生じないカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。   According to such a configuration, the color electronic holographic display device is a hologram pattern in which the correction of the position and size deviation of the color electronic holographic image formed by the second condenser lens caused by different colors is performed. Is used. As a result, the color electronic holography display device can display a color electronic holographic image with no color shift.

請求項1〜7の発明によれば、装置を小型化しつつ、3色の色光のそれぞれの参照光や共役光が漏れることなく、色ずれや歪みの生じることのない、すなわち、不要光を除去して見やすくしたカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。
また、請求項4〜6の発明によれば、第1及び第2光学系に色光を反射させる凹面鏡を用いることで、従来のホログラムパターンをそのまま用いて、不要光を除去して見やすくしたカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。
According to the first to seventh aspects of the present invention, the reference light and the conjugate light of each of the three color lights are not leaked while the apparatus is downsized, and no color shift or distortion occurs, that is, unnecessary light is removed. Thus, it is possible to display a color electronic holographic image that is easy to see.
In addition, according to the inventions of claims 4 to 6, color electrons that are easy to see by removing unnecessary light by using a conventional hologram pattern as it is by using concave mirrors that reflect colored light in the first and second optical systems. A holographic image can be displayed.

次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)のブロック図である。この図1に示したように、カラー電子ホログラフィ表示システムSは、カラーホログラム光発生装置(カラーホログラム光発生手段)10と、カラー不要光除去光学系(カラー不要光除去手段)20とを備えている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a block diagram of a color electronic holographic display system (color electronic holographic display device). As shown in FIG. 1, the color electronic holographic display system S includes a color hologram light generating device (color hologram light generating means) 10 and a color unnecessary light removing optical system (color unnecessary light removing means) 20. Yes.

カラー電子ホログラフィ表示システムSは、カラー電子ホログラフィ像を表示する際に、カラー不要光除去光学系を介すことで当該カラー電子ホログラフィ像に含まれてしまう不要光(共役光、参照光)を除去して表示するものである。   When displaying a color electronic holographic image, the color electronic holographic display system S removes unnecessary light (conjugate light, reference light) included in the color electronic holographic image through a color unnecessary light removing optical system. Are displayed.

カラーホログラム光発生装置10は、赤緑青の3色光源で、それぞれの色に対応するホログラムパターンが表示されたホログラム表示デバイスを照射し、得られた3色のホログラム光を光学的に合成して、カラー電子ホログラフィ像を表示するものである。なお、このカラーホログラム光発生装置10は従来の構成であってもよく、詳細は後記する。   The color hologram light generator 10 irradiates a hologram display device on which hologram patterns corresponding to the respective colors are displayed with red, green, and blue three-color light sources, and optically synthesizes the obtained three-color hologram light. A color electronic holographic image is displayed. The color hologram light generator 10 may have a conventional configuration, and details will be described later.

カラー不要光除去光学系20は、カラーホログラム光発生装置10で発生された3色のホログラム光から不要光を除去するものである。
以下、これらカラーホログラム光発生装置10及びカラー不要光除去光学系20を構成する要素を種々変更して組み合わせた6つの実施形態について、詳細に説明する。
The color unnecessary light removing optical system 20 is for removing unnecessary light from the three-color hologram light generated by the color hologram light generator 10.
Hereinafter, six embodiments in which the elements constituting the color hologram light generating apparatus 10 and the color unnecessary light removing optical system 20 are variously changed and combined will be described in detail.

(カラーホログラム光発生装置 その1)
まず、カラーホログラム光発生装置10の詳細を、図2を参照して説明する。図2に示すように、カラーホログラム光発生装置10は、半導体レーザで構成され赤緑青の3色光源である赤LD11、緑LD12及び青LD13と、3色それぞれの光(赤色光、緑色光、青色光)を拡大するビーム拡大レンズ14、ビーム拡大レンズ15及びビーム拡大レンズ16と、赤色光、緑色光及び青色光を合成するビーム合成光学系17と、ホログラム表示デバイスであるLCD18と、このLCD18に赤色、緑色、青色のそれぞれに対応したホログラムパターン(R,G,Bホログラムパターン)を記憶しているホログラムメモリ19と、を備えている。これらの構成において、ビーム拡大レンズ14、ビーム拡大レンズ15及びビーム拡大レンズ16と、ビーム合成光学系17とが光整形光学系に該当する。
(Color hologram light generator 1)
First, the details of the color hologram light generator 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the color hologram light generator 10 includes a red LD 11, a green LD 12, and a blue LD 13 that are three-color light sources of red, green, and blue, and light of each of the three colors (red light, green light, A beam expanding lens 14, a beam expanding lens 15 and a beam expanding lens 16, a beam combining optical system 17 for combining red light, green light and blue light, an LCD 18 which is a hologram display device, and the LCD 18 And a hologram memory 19 for storing hologram patterns (R, G, B hologram patterns) corresponding to red, green, and blue, respectively. In these configurations, the beam magnifying lens 14, the beam magnifying lens 15, the beam magnifying lens 16, and the beam combining optical system 17 correspond to the light shaping optical system.

なお、このカラーホログラム光発生装置10では、ホログラム表示デバイスであるLCD18が1個備えられているのみであるので、まず、ホログラムメモリ19から赤色、緑色、青色のそれぞれに対応したホログラムパターンを時分割多重して順に出力して、当該LCD18に表示させる。そして、それに合わせて赤LD11、緑LD12及び青LD13のいずれかをONにし、ビーム拡大レンズ14、ビーム拡大レンズ15及びビーム拡大レンズ16のいずれかから出た光をビーム合成光学系17で同じ光路を通るようにした後、照射させている。   Since the color hologram light generating apparatus 10 includes only one LCD 18 as a hologram display device, first, hologram patterns corresponding to red, green, and blue are time-divided from the hologram memory 19, respectively. Multiplexed and output sequentially and displayed on the LCD 18. In accordance with this, any one of the red LD 11, the green LD 12 and the blue LD 13 is turned ON, and the light emitted from any one of the beam magnifying lens 14, the beam magnifying lens 15 and the beam magnifying lens 16 is sent to the same optical path by the beam combining optical system 17. It is irradiated after passing through.

(カラー不要光除去光学系 その1)
次に、カラー不要光除去光学系20の詳細を、図3を参照して説明する。図3に示すように、カラー不要光除去光学系20は、第1光学系(凸レンズ21)と、遮光板22と、第2光学系(ハーフミラー23及び凹面鏡24)とを備えている。
(Colorless light removal optical system 1)
Next, details of the color unnecessary light removing optical system 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the color unnecessary light removing optical system 20 includes a first optical system (convex lens 21), a light shielding plate 22, and a second optical system (half mirror 23 and concave mirror 24).

LCD18は、図2に示したカラーホログラム光発生装置10内のホログラム表示デバイスである。
第1光学系(凸レンズ21;第1の集光レンズ)は、LCD18からの光軸上に設置される凸レンズからなり、LCD18からの光(ここで、青色の被写体光)を受け、この光の中に含まれている物体光とそれ以外の不要光とを空間的に異なる位置に集光させる(収束させる)ものである。
The LCD 18 is a hologram display device in the color hologram light generator 10 shown in FIG.
The first optical system (convex lens 21; first condensing lens) is composed of a convex lens installed on the optical axis from the LCD 18, receives light from the LCD 18 (here, blue subject light), and receives this light. The object light contained therein and other unnecessary light are condensed (converged) at spatially different positions.

遮光板22は、凸レンズ21から所定の距離(焦点距離)だけ離れた位置に配置されたもので、後記するように、不要光を遮るものである。
ハーフミラー(ミラー)23及び凹面鏡24は、遮光板22から更に所定の距離だけ離れた位置に設置されており、集光された物体光を元の物体光に戻すためのものである。そして、凹面鏡24は、第1光学系21の光軸上に設置されており、ハーフミラー23は、凹面鏡24からの光路上に設置されている。
The light shielding plate 22 is disposed at a position away from the convex lens 21 by a predetermined distance (focal length), and shields unnecessary light as will be described later.
The half mirror (mirror) 23 and the concave mirror 24 are installed at a position further away from the light shielding plate 22 by a predetermined distance, and are for returning the condensed object light to the original object light. The concave mirror 24 is installed on the optical axis of the first optical system 21, and the half mirror 23 is installed on the optical path from the concave mirror 24.

第1光学系は凸レンズ21であるため、受光した物体光及び不要光は当該凸レンズを通過することになる。そして、これらの物体光及び不要光は、当該凸レンズを通過する(凸レンズを構成するレンズ媒質を通過する)ことにより、当該物体光及び不要光の色の違いである波長の違いによってレンズの焦点距離が異なり、集光する位置が異なる。   Since the first optical system is the convex lens 21, the received object light and unnecessary light pass through the convex lens. These object light and unnecessary light pass through the convex lens (pass through the lens medium constituting the convex lens), and thereby the focal length of the lens due to the difference in wavelength that is the color difference between the object light and unnecessary light. Are different, and the condensing position is different.

このため、カラー不要光除去光学系20では、例えば、赤色光の焦点距離fに合わせて遮光板22が配置されていると、緑色光又は青色光の焦点距離gがfより短くなるので、焦点距離fの位置に配置された遮光板22によって、正確に不要光を遮断することができない。   For this reason, in the color unnecessary light removing optical system 20, for example, when the light shielding plate 22 is arranged in accordance with the focal length f of red light, the focal length g of green light or blue light is shorter than f. Unnecessary light cannot be accurately blocked by the light shielding plate 22 disposed at the position of the distance f.

そこで、カラー不要光除去光学系20では、被写体と凸レンズ21との間に焦点距離を補正するための仮想レンズ(焦点距離h)を想定し、この仮想レンズの焦点距離hと緑色光又は青色光の焦点距離gとの合成焦点距離がfとなるようにすると、次に示す数式(9)の関係が成立する。   Therefore, the color unnecessary light removing optical system 20 assumes a virtual lens (focal length h) for correcting the focal length between the subject and the convex lens 21, and the focal length h of the virtual lens and the green light or blue light. When the combined focal length with the focal length g is f, the following formula (9) is established.

1/f=1/g+1/h
h=fg/(g−f) ・・・数式(9)
1 / f = 1 / g + 1 / h
h = fg / (g−f) (9)

この数式(9)において、g<fであるため、h<0となり、仮想レンズとしては、焦点距離hの凹レンズを想定すればよいことがわかる。この仮想レンズは、被写体とLCD18との間に設置したと、ホログラムパターン作成時に想定し、この仮想レンズを通した物体光と参照光とからホログラムパターンを求めれば、合成焦点距離をfとする補正がホログラムパターンに反映されることとなり、再生時に仮想レンズを挿入する必要はない。   In this equation (9), since g <f, h <0, and it is understood that a concave lens having a focal length h may be assumed as the virtual lens. This virtual lens is assumed to be placed between the subject and the LCD 18 when creating a hologram pattern. If the hologram pattern is obtained from the object light and the reference light passing through the virtual lens, the composite focal length is corrected to f. Is reflected in the hologram pattern, and there is no need to insert a virtual lens during reproduction.

なお、ホログラムパターンを求める際に、焦点距離hのレンズを通過した光は、入力光O(x,y,z)に次に示す数式(10)を掛けることで求められる。   When obtaining the hologram pattern, the light passing through the lens having the focal length h is obtained by multiplying the input light O (x, y, z) by the following formula (10).

exp{j2π(x+y)/2h} ・・・数式(10) exp {j2π (x 2 + y 2 ) / 2h} Expression (10)

この数式(10)において、(x,y,z)はレンズの中心を原点とする座標値、jは虚数単位を示している。また、この数式(10)では、h<0であるため、レンズの中心から遠ざかるほど(x,y>0)、位相が遅れることを示しており、レンズを通った光は拡散される。また、補正レンズを通った後の参照光と物体光から得られるホログラムパターンは、ホログラム面を仮想レンズの中心においた場合は、補正レンズを通る前のホログラムパターンと同じになるので、数式(10)は使わなくてもよいが、ホログラム面の位置が限定される。再生時には、参照光を補正レンズに通した光をホログラムパターンに当てる必要があり、この参照光の整形は、以下に述べる様にビーム拡大レンズの間隔を調整する事で実現できる。   In this equation (10), (x, y, z) represents a coordinate value with the center of the lens as the origin, and j represents an imaginary unit. Further, in this formula (10), since h <0, it indicates that the phase is delayed as the distance from the center of the lens increases (x, y> 0), and the light passing through the lens is diffused. In addition, the hologram pattern obtained from the reference light and object light after passing through the correction lens is the same as the hologram pattern before passing through the correction lens when the hologram surface is at the center of the virtual lens. ) May not be used, but the position of the hologram surface is limited. At the time of reproduction, it is necessary to irradiate the hologram pattern with the light that has passed the reference light through the correction lens. This shaping of the reference light can be realized by adjusting the distance between the beam magnifying lenses as described below.

さらに、カラー不要光除去光学系20では、再生時にホログラムパターンを照射する緑色又は青色の参照光について、カラーホログラム光発生装置10のビーム拡大レンズ15又はビーム拡大レンズ16(図2参照)の間隔が調整されて、ビーム拡大レンズの間隔が狭すぎると遮光板の後ろで集光し、広すぎると手前で集光するので、丁度、遮光板上で参照光が1点に集光する様に間隔を調整すれば、第1光学系の焦点距離がfに補正されたこととなる。このようにして、それぞれ、遮光板22の位置fで1点に集光するようにしている。この結果、カラー不要光除去光学系20では、ホログラムパターンを求めたときと同じ参照光が得られることとなり、LCD18から再生される赤緑青の被写体光がすべて遮光板22の位置で共役光と分離され、単一の遮光板22で不要光を除去することが可能となる。   Further, in the color unnecessary light removing optical system 20, the interval between the beam magnifying lens 15 or the beam magnifying lens 16 (see FIG. 2) of the color holographic light generator 10 for the green or blue reference light that irradiates the hologram pattern during reproduction is set. If the distance between the beam magnifying lenses is adjusted and the distance is too narrow, the light is condensed behind the light shielding plate. If it is too wide, the light is condensed in front, so that the reference light is focused on one point on the light shielding plate. Is adjusted, the focal length of the first optical system is corrected to f. In this way, the light is condensed at one point at the position f of the light shielding plate 22. As a result, the color unnecessary light removing optical system 20 can obtain the same reference light as when the hologram pattern was obtained, and all red, green and blue subject light reproduced from the LCD 18 is separated from the conjugate light at the position of the light shielding plate 22. Thus, unnecessary light can be removed by the single light shielding plate 22.

しかし、このカラー不要光除去光学系20において、第2光学系(ハーフミラー23及び凹面鏡24)を、従来のように凸レンズで構成してしまうと、この凸レンズで再度光の波長による焦点距離の変化が生じ、背景技術で説明したように、出力される映像の奥行とサイズが歪むことになってしまう。   However, in the color unnecessary light removing optical system 20, if the second optical system (the half mirror 23 and the concave mirror 24) is configured with a convex lens as in the prior art, the change in focal length due to the wavelength of light again with this convex lens. As described in the background art, the depth and size of the output video are distorted.

そこで、このカラー不要光除去光学系20では、第2光学系としてハーフミラー23及び凹面鏡24を用いることとしている。なお、この第2光学系において、光を集光させる役割を果たすのは、凹面鏡24であり、ハーフミラー23は、集光された光の方向を変更するものである。   Therefore, in the color unnecessary light removing optical system 20, the half mirror 23 and the concave mirror 24 are used as the second optical system. In this second optical system, the concave mirror 24 plays a role of condensing light, and the half mirror 23 changes the direction of the collected light.

凹面鏡24では、凸レンズ21からの光(遮光板22で不要光が除かれた光)が、凸レンズのようにレンズの媒質を通らずに、放物面を形成した凹面鏡24の表面である鏡面で反射されるので、焦点距離fは光の波長によって変化することがない。しかし、凹面鏡24で反射された光は入射方向に戻り外部から観視することができないので、カラー不要光除去光学系20では、ハーフミラー23で射出方向を変えて、外部から観視できるようにしている。   In the concave mirror 24, light from the convex lens 21 (light from which unnecessary light has been removed by the light shielding plate 22) does not pass through the lens medium like a convex lens, and is a mirror surface that is the surface of the concave mirror 24 that forms a paraboloid. Since it is reflected, the focal length f does not change depending on the wavelength of light. However, since the light reflected by the concave mirror 24 returns to the incident direction and cannot be viewed from the outside, the color unnecessary light removal optical system 20 changes the emission direction by the half mirror 23 so that it can be viewed from the outside. ing.

この結果、カラー不要光除去光学系20では、すべての色の光(赤色光、緑色光、青色光)に対し、焦点距離fのレンズを2f離して設置したのと等価となり、元の映像の奥行やサイズを変えることなく(歪むことなく)、不要光を除去することができる。   As a result, the color unnecessary light removing optical system 20 is equivalent to installing a lens having a focal length f 2 f away from all colors of light (red light, green light, blue light), and Unnecessary light can be removed without changing the depth or size (without distortion).

(カラー不要光除去光学系 その2)
次に、カラー不要光除去光学系20の別の構成(その2;カラー不要光除去光学系20A)について、図4を参照して説明する(適宜、図3参照)。なお、図3を参照して説明したカラー不要光除去光学系20では、凹面鏡24で集光し反射した光(再生光)の方向を変えるのに、ハーフミラー23を用いている。このため、この光は、凹面鏡入射時と出射時とで2回ハーフミラー23を通過するので、当該光の強度が1/4に暗くなってしまう。
(Colorless light removal optical system 2)
Next, another configuration of the unnecessary color light removing optical system 20 (part 2; the unnecessary color light removing optical system 20A) will be described with reference to FIG. 4 (see FIG. 3 as appropriate). In the color unnecessary light removing optical system 20 described with reference to FIG. 3, the half mirror 23 is used to change the direction of the light (reproduced light) collected and reflected by the concave mirror 24. For this reason, since this light passes through the half mirror 23 twice at the time of entering and exiting the concave mirror, the intensity of the light becomes ¼ dark.

そこで、図4に示すように、カラー不要光除去光学系20Aは、ハーフミラー23の代わりに、全反射ミラー25を備えている。この全反射ミラー(ミラー)25は、凹面鏡24からの光路上に設置されている。なお、このカラー不要光除去光学系20Aにおいて、図3に示したカラー不要光除去光学系20と同様の構成は同一の符号を付してその説明を省略する。   Therefore, as shown in FIG. 4, the color unnecessary light removing optical system 20 </ b> A includes a total reflection mirror 25 instead of the half mirror 23. The total reflection mirror (mirror) 25 is installed on the optical path from the concave mirror 24. In this unnecessary color light removing optical system 20A, the same components as those in the unnecessary color light removing optical system 20 shown in FIG.

本実施例では、青色の被写体と凸レンズ21の間の距離が焦点距離fの付近になるようにLCD18の位置を設定することにより、凸レンズ21を通った光は太い平行光となり、全反射ミラーを越えて凹面鏡24に達する。凹面鏡24で反射された光は集光光となり、全反射ミラーの付近に集光するので、小さなミラーでその光を外部に取り出すことができる。   In this embodiment, the position of the LCD 18 is set so that the distance between the blue subject and the convex lens 21 is in the vicinity of the focal length f, so that the light passing through the convex lens 21 becomes thick parallel light, and the total reflection mirror is The concave mirror 24 is reached. The light reflected by the concave mirror 24 becomes condensed light and is condensed near the total reflection mirror, so that the light can be extracted to the outside with a small mirror.

このカラー不要光除去光学系20Aにおいて、全反射ミラーで一部の光がさえぎられるため、像が若干暗くなるが、像の一部が欠ける事はない。全反射ミラーの面積は十分小さく出来るので、ハーフミラーより明るい像が得られ、光量の減少を抑えることができる。   In the color unnecessary light removing optical system 20A, a part of the light is blocked by the total reflection mirror, so that the image becomes slightly dark, but a part of the image is not lost. Since the area of the total reflection mirror can be made sufficiently small, a brighter image than that of the half mirror can be obtained, and a decrease in the amount of light can be suppressed.

(カラー不要光除去光学系 その3)
次に、カラー不要光除去光学系20の別の構成(その3;カラー不要光除去光学系20B)について、図5を参照して説明する(適宜、図3及び図4参照)。カラー不要光除去光学系20及びカラー不要光除去光学系20Aでは、第1光学系を凸レンズとしたため、当該凸レンズの光の波長に対する焦点距離の変化をホログラムパターンの加工で補正する必要がある。
(Color unnecessary light removal optical system 3)
Next, another configuration of the unnecessary color light removing optical system 20 (No. 3; the unnecessary color light removing optical system 20B) will be described with reference to FIG. 5 (see FIGS. 3 and 4 as appropriate). In the unnecessary color light removing optical system 20 and the unnecessary color light removing optical system 20A, since the first optical system is a convex lens, it is necessary to correct the change in focal length with respect to the wavelength of the light of the convex lens by processing the hologram pattern.

そして、これらカラー不要光除去光学系20及びカラー不要光除去光学系20Aを、静止カラー電子ホログラフィ像ではなく、動画(動画ホログラフィ)に適用しようとした場合、ホログラムパターンを加工する処理時間が長くなってしまうので、高いフレームレートの動画ホログラフィに適用するのが困難になる。そこで、図5に示すように、カラー不要光除去光学系20Bでは、第1光学系及び第2光学系を共に、ハーフミラー及び凹面鏡を用いて構成している。すなわち、カラー不要光除去光学系20Bでは、第1光学系として、ハーフミラー26及び凹面鏡(第1の凹面鏡)27が採用され、第2光学系として、ハーフミラー23及び凹面鏡(第2の凹面鏡)24が採用されている。   When the color unnecessary light removing optical system 20 and the color unnecessary light removing optical system 20A are applied to a moving image (moving image holography) instead of a static color electronic holographic image, the processing time for processing the hologram pattern becomes long. Therefore, it becomes difficult to apply to moving image holography with a high frame rate. Therefore, as shown in FIG. 5, in the color unnecessary light removing optical system 20B, both the first optical system and the second optical system are configured using a half mirror and a concave mirror. That is, in the color unnecessary light removing optical system 20B, the half mirror 26 and the concave mirror (first concave mirror) 27 are employed as the first optical system, and the half mirror 23 and the concave mirror (second concave mirror) are employed as the second optical system. 24 is adopted.

そして、第1光学系のハーフミラー26は、LCD18の光路上に設置されており、凹面鏡27は、このハーフミラー26からの光路上に設置されている。また、第2光学系のハーフミラー23は、凹面鏡27の光軸上に設置されており、凹面鏡24はハーフミラー23からの光路上に設置されている。   The half mirror 26 of the first optical system is installed on the optical path of the LCD 18, and the concave mirror 27 is installed on the optical path from the half mirror 26. The half mirror 23 of the second optical system is installed on the optical axis of the concave mirror 27, and the concave mirror 24 is installed on the optical path from the half mirror 23.

この構成により、カラー不要光除去光学系20Bでは、第1光学系及び第2光学系による焦点距離の変化がなくなるので、ホログラムパターンの補正が必要なくなり、処理時間が長くなることなく高速にホログラムパターンを求めることが可能となり、高いフレームレートの動画ホログラフィに適用することができる。   With this configuration, in the color unnecessary light removing optical system 20B, since the focal length is not changed by the first optical system and the second optical system, it is not necessary to correct the hologram pattern, and the hologram pattern can be quickly performed without increasing the processing time. And can be applied to a high frame rate moving image holography.

(カラー不要光除去光学系 その4)
さらに、このカラー不要光除去光学系20の別の構成(その4;カラー不要光除去光学系20C)について、図6を参照して説明する(適宜、図3〜図5参照)。図5に示したカラー不要光除去光学系20Bでは、高いフレームレートの動画ホログラフィに適用することができるものの、第2光学系でハーフミラー23を採用しているため、カラー不要光除去光学系20と同じように、凹面鏡入射時と出射時とで2回ハーフミラー23を通過し、通過する光の強度が1/4に暗くなってしまうという問題がある。そこで、カラー不要光除去光学系20Cでは、第2光学系のハーフミラー23を、全反射ミラー25にする構成としている。
(Colorless light removal optical system 4)
Further, another configuration of the color unnecessary light removing optical system 20 (No. 4; color unnecessary light removing optical system 20C) will be described with reference to FIG. 6 (see FIGS. 3 to 5 as appropriate). Although the color unnecessary light removal optical system 20B shown in FIG. 5 can be applied to high-frame-rate moving image holography, the second optical system employs the half mirror 23. Therefore, the color unnecessary light removal optical system 20 is used. In the same manner as described above, there is a problem that the intensity of the light passing through the half mirror 23 is reduced to ¼ when passing through the half mirror 23 at the time of entering and exiting the concave mirror. Therefore, in the color unnecessary light removing optical system 20C, the half mirror 23 of the second optical system is configured to be a total reflection mirror 25.

そして、第1光学系を構成するハーフミラー26は、LCD18の光路上に設置されており、凹面鏡27は、このハーフミラー26からの光路上に設置されている。また、第2光学系の凹面鏡24は、凹面鏡27の光軸上に設置されており、全反射ミラー25は凹面鏡24からの光路上に設置されている。また、LCD18は、凹面鏡27からその焦点距離fだけ離れた位置に被写体が来るように設置される。   The half mirror 26 constituting the first optical system is installed on the optical path of the LCD 18, and the concave mirror 27 is installed on the optical path from the half mirror 26. The concave mirror 24 of the second optical system is installed on the optical axis of the concave mirror 27, and the total reflection mirror 25 is installed on the optical path from the concave mirror 24. The LCD 18 is installed such that the subject comes to a position away from the concave mirror 27 by the focal length f.

このように構成することで、カラー不要光除去光学系20Cにおいて、カラー不要光除去光学系20Aと同様に、焦点距離fを通過した光は、太い平行光のまま、凹面鏡24に当たった後、再度全反射ミラー25に当たるが、その時点で十分狭い範囲に集光しているので、当該全反射ミラー25は小さくてよく、これで遮られる光は一部分であり、大部分の光は全反射ミラー25の周りを通過して凹面鏡24に届くので、光量の減少を抑えることができる。   With this configuration, in the color unnecessary light removal optical system 20C, the light that has passed through the focal length f hits the concave mirror 24 as a thick parallel light, as in the color unnecessary light removal optical system 20A. The light hits the total reflection mirror 25 again. However, since the light is condensed in a sufficiently narrow range at that time, the total reflection mirror 25 may be small, and the light blocked by this is a part, and most of the light is totally reflected. Since it passes around 25 and reaches the concave mirror 24, a decrease in the amount of light can be suppressed.

ちなみに、第1光学系として採用しているハーフミラー26を全反射ミラーに置き換えることも想定できるが、ハーフミラー26を全反射ミラーに置き換えようとすると、当該全反射ミラーを凹面鏡27から、当該凹面鏡27の焦点距離fだけ離した位置に配置しなければならず、この位置にはカラーホログラム光発生装置10が設置されているので、置き換えることは困難である。   Incidentally, it can be assumed that the half mirror 26 employed as the first optical system is replaced with a total reflection mirror. However, when the half mirror 26 is replaced with a total reflection mirror, the total reflection mirror is changed from the concave mirror 27 to the concave mirror. It must be arranged at a position separated by a focal length f of 27, and since the color hologram light generator 10 is installed at this position, it is difficult to replace it.

(カラーホログラム光発生装置 その2)
これら実施例3、4の場合、カラーホログラム光発生装置10は、図2に示したように構成する必要が無く、図7に示すように構成してもよい。この図7に示したように、カラーホログラム光発生装置10Aは、電源スイッチ(スイッチ)30と、光源31と、ビーム拡大レンズ32と、LCD18と、ホログラムメモリ19Aとを備えている。なお、図2に示したカラーホログラム光発生装置10の構成と同様の構成は同一の符号を付してその説明を省略する。
(Color hologram light generator 2)
In these third and fourth embodiments, the color hologram light generator 10 does not have to be configured as shown in FIG. 2, and may be configured as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the color hologram light generation apparatus 10A includes a power switch (switch) 30, a light source 31, a beam magnifying lens 32, an LCD 18, and a hologram memory 19A. Note that the same components as those of the color hologram light generator 10 shown in FIG.

電源スイッチ30は、電源(図示せず)との接続を切り替えることで、光源31に備えられた赤緑青色の発光素子(図7、R,G,B)からビーム拡大レンズ32への出力(発光させる色)を制御するものである。   The power switch 30 switches the connection with a power source (not shown), and outputs from the red, green, and blue light emitting elements (FIG. 7, R, G, B) provided in the light source 31 to the beam expanding lens 32 ( Color to be emitted).

光源31は、赤緑青色の発光素子を互いに近接させた単一の半導体レーザ(以下、RGBLD31ともいう)で構成されており、時分割多重により赤緑青色の光を順に発生するものである。なお、この光源31はこれに限定されず、赤緑青色のカラーフィルタの並んだ回転円板に単一の半導体レーザなどで構成された発光器で発生させた白色光を通過させることにより、赤緑青色の光を順に取り出す構成でもよい。   The light source 31 is composed of a single semiconductor laser (hereinafter also referred to as RGBLD 31) in which red, green, and blue light emitting elements are brought close to each other, and sequentially generates red, green, and blue light by time division multiplexing. The light source 31 is not limited to this, and white light generated by a light emitter composed of a single semiconductor laser or the like is passed through a rotating disk in which red, green, and blue color filters are arranged, thereby allowing red light to pass through. A configuration in which green-blue light is sequentially extracted may be used.

ビーム拡大レンズ32は、赤緑青色の光それぞれに対応して設けられたものではなく、赤緑青色の光に対して共通に設けられたもので、光源31で発生された赤緑青色の光を順次拡大して、LCD18に出力するものである。なお、このビーム拡大レンズ32は、異なる材質のレンズを組み合わせて構成されており、赤緑青色の焦点距離の変化を相殺するように形成されている。この理由は、ビーム拡大レンズ23を単一のレンズ材質で構成してしまうと、赤緑青色により焦点距離が変化し、これら赤緑青色の光が正確な平行ビームにならないからである。   The beam magnifying lens 32 is not provided for each of the red, green, and blue light, but is provided in common for the red, green, and blue light, and the red, green, and blue light generated by the light source 31. Are sequentially enlarged and output to the LCD 18. The beam magnifying lens 32 is configured by combining lenses of different materials, and is formed so as to cancel the change in the focal length of red, green and blue. This is because if the beam magnifying lens 23 is made of a single lens material, the focal length changes due to red, green, and blue, and the red, green, and blue light does not become an accurate parallel beam.

ホログラムメモリ19Aは、1つの色を基準に他の色に焦点距離が補正されていないホログラムパターンを記憶しているものである。   The hologram memory 19A stores a hologram pattern in which the focal length is not corrected for another color on the basis of one color.

このカラーホログラム光発生装置10Aでは、赤緑青色に切り替えられた光が、ビーム拡大レンズ32を通過した後、赤緑青色用のホログラムパターンが光源の色に同期して表示された、LCD18に照射される。そして、カラーホログラム光発生装置10Aは、LCD18から順次、赤緑青色のホログラム光を出力し、これらのホログラ光を光学的に合成することなく、カラー電子ホログラフィ像を表示することができる。   In this color hologram light generating apparatus 10A, after the light switched to red, green and blue passes through the beam magnifying lens 32, the hologram pattern for red, green and blue is displayed in synchronization with the color of the light source. Is done. The color hologram light generation apparatus 10A can sequentially output red, green, and blue hologram lights from the LCD 18 and display a color electronic holographic image without optically synthesizing these holographic lights.

このようにカラーホログラム光発生装置10Aを構成することで、光源やホログラム表示デバイスが各1個ですむので、装置全体を更に小型化することができる。   By configuring the color hologram light generating apparatus 10A in this way, only one light source and one hologram display device are required, so that the entire apparatus can be further downsized.

(カラー不要光除去光学系 その5)
さらにまた、このカラー不要光除去光学系20の別の構成(その5;カラー不要光除去光学系20D)について、図8を参照して説明する(適宜、図3〜図6参照)。図8に示したカラー不要光除去光学系20Dは、第1光学系及び第2光学系を双方とも凸レンズで構成している。すなわち、カラー不要光除去光学系20Dでは、第1光学系として凸レンズ21、第2光学系として凸レンズ(第2の集光レンズ)28を採用している。
(Colorless light removal optical system 5)
Furthermore, another configuration of the color unnecessary light removal optical system 20 (No. 5; color unnecessary light removal optical system 20D) will be described with reference to FIG. 8 (see FIGS. 3 to 6 as appropriate). In the color unnecessary light removing optical system 20D shown in FIG. 8, both the first optical system and the second optical system are constituted by convex lenses. That is, the color unnecessary light removing optical system 20D employs the convex lens 21 as the first optical system and the convex lens (second condensing lens) 28 as the second optical system.

これにより、カラー不要光除去光学系20Dでは、ハーフミラーによる光量の減少がなくなるが、双方の凸レンズによる光の波長に依存した焦点距離の変化が生じるので、これに応じたホログラムパターンを用いる必要がある。すなわち、このホログラムパターンは、第1光学系の凸レンズ21と第2光学系の凸レンズ28との焦点距離の変化を補正したものである。   As a result, in the color unnecessary light removing optical system 20D, the amount of light is not reduced by the half mirror, but the focal length changes depending on the wavelength of the light by both convex lenses. Therefore, it is necessary to use a hologram pattern corresponding to this. is there. That is, this hologram pattern is obtained by correcting a change in focal length between the convex lens 21 of the first optical system and the convex lens 28 of the second optical system.

この焦点距離の変化を2度補正したホログラムパターンは、凸レンズ21の焦点距離の変化による補正と、凸レンズ28の焦点距離の変化による補正とを施したものである。そして、第1光学系(凸レンズ21)の焦点距離の変化による補正については、カラー不要光除去光学系20のところで説明しているので省略し、ここでは、第2光学系(凸レンズ28)の焦点距離の変化による補正について説明する。   The hologram pattern in which the change in the focal length is corrected twice is obtained by performing the correction due to the change in the focal length of the convex lens 21 and the correction due to the change in the focal length of the convex lens 28. The correction due to the change in the focal length of the first optical system (convex lens 21) is omitted because it has been described in the color unnecessary light removing optical system 20, and here the focus of the second optical system (convex lens 28) is omitted. The correction by the change in distance will be described.

なお、第2光学系の凸レンズ28の焦点距離が第1光学系と異なっている場合(焦点距離fと焦点距離g)の場合については、背景技術のところで説明しているので省略する。ここでは、第2光学系の凸レンズ28の後方で、前記した数式(7)(8)に示すZ及びBの位置に出来る像の位置が、基準となる色光(例えば赤色)での位置2f−D及び、光軸からの距離Aとなるように、ホログラムパターンを補正する際の被写体の位置D′を求めると、次に示す数式(11)の関係が成立する。   The case where the focal length of the convex lens 28 of the second optical system is different from that of the first optical system (focal length f and focal length g) has been described in the background art and will be omitted. Here, after the convex lens 28 of the second optical system, the position of the image formed at the positions of Z and B shown in the above formulas (7) and (8) is the position 2f− with reference color light (for example, red). When the subject position D ′ when correcting the hologram pattern so as to be D and the distance A from the optical axis is obtained, the following equation (11) is established.

2f−D=Z=fg(2f−D′)/{g(D′−f)+f(2f−D′)}
・・・数式(11)
2f−D = Z = fg (2f−D ′) / {g (D′−f) + f (2f−D ′)}
... Formula (11)

この数式(11)より、被写体の位置D′は、次に示す数式(12)のようになる。
D′=f{4f(g−f)+D(2f−g)}/{f(3g−2f)+D(f−g)}
・・・数式(12)
From this equation (11), the position D ′ of the subject is as shown in the following equation (12).
D ′ = f {4f (g−f) + D (2f−g)} / {f (3g−2f) + D (f−g)}
... Formula (12)

この場合、ホログラム光で構成される出力像の光軸からの距離BがAと同じになればよいので、次に示す数式(13)が得られる。
A=B=A′fg/{g(D′−f)+f(2f−D′)} ・・・数式(13)
In this case, it is only necessary that the distance B from the optical axis of the output image composed of the hologram light is the same as A, so the following formula (13) is obtained.
A = B = A′fg / {g (D′−f) + f (2f−D ′)} (13)

この数式(13)から、被写体の光軸からの距離A′は次に示す数式(14)で表される。
A′=A{g(D′−f)+f(2f−D′)}/fg ・・・数式(14)
From this equation (13), the distance A ′ from the optical axis of the subject is expressed by the following equation (14).
A ′ = A {g (D′−f) + f (2f−D ′)} / fg (14)

これにより、焦点距離の変化を2度補正したホログラムパターンは、まず、被写体の各点の位置を補正した(u,v,w)を、これら被写体の位置D′及び被写体の光軸からの距離A′から求めた後、この補正された被写体から出た光(被写体光)と参照光とを焦点距離hの仮想レンズを通して求めればよいことになる。   Thus, in the hologram pattern in which the change in the focal length is corrected twice, the position of each point of the subject is first corrected (u, v, w) from the position D ′ of the subject and the distance from the optical axis of the subject. After obtaining from A ′, the light (subject light) emitted from the corrected subject and the reference light may be obtained through a virtual lens having a focal length h.

そして、カラー不要光除去光学系20Dでは、この焦点距離の変化を2度補正したホログラムパターンに、それぞれ赤緑青色に応じて整形された参照光を照射することで得られた赤緑青色の光が第1光学系の凸レンズ21によって、焦点距離fの位置に集光される。続いて、カラー不要光除去光学系20Dでは、赤緑青色の光に対し共通して不要光を除去する遮光板22により、当該不要光が遮断され、第2光学系の凸レンズ28を通過した光が同じ位置に同じ大きさの像(カラー電子ホログラフィ像)を形成することとなる。   In the color unnecessary light removing optical system 20D, red, green, and blue light obtained by irradiating the reference light shaped according to red, green, and blue to the hologram pattern that has been corrected for the change in focal length twice. Is condensed at the position of the focal length f by the convex lens 21 of the first optical system. Subsequently, in the unnecessary color light removing optical system 20D, the unnecessary light is blocked by the light shielding plate 22 that removes unnecessary light in common with the red, green, and blue light, and the light that has passed through the convex lens 28 of the second optical system. Will form images of the same size (color electronic holographic images) at the same positions.

この結果、カラー不要光除去光学系20Dによれば、焦点距離の変化を2度補正したホログラムパターンを用いることで、凸レンズで構成された第1光学系及び第2光学系により装置を小型に構成することができると共に、光量が減少することのない明るいカラー電子ホログラフィ像を表示することができる。なお、カラー不要光除去光学系20Dにおいて、第1光学系を、凸レンズ21ではなく凹面鏡(第1の凹面鏡)27とハーフミラー26(図5及び図6参照)によって構成することとしてもよい。このとき用いられるホログラムパターンは、凸レンズ21の焦点距離の変化による補正は行わず、凸レンズ28の焦点距離の変化による補正のみを施したものである。   As a result, according to the color unnecessary light removing optical system 20D, by using the hologram pattern in which the change in focal length is corrected twice, the apparatus is made compact by the first optical system and the second optical system configured by convex lenses. In addition, it is possible to display a bright color electronic holographic image without reducing the amount of light. In the color unnecessary light removing optical system 20D, the first optical system may be configured by the concave mirror (first concave mirror) 27 and the half mirror 26 (see FIGS. 5 and 6) instead of the convex lens 21. The hologram pattern used at this time is not corrected by the change in the focal length of the convex lens 21 but is only corrected by the change in the focal length of the convex lens 28.

ここまで、カラーホログラム光発生装置10、10A(その1、その2)及びカラー不要光除去光学系20、20A、20B、20C、20D(その1〜その5)について、改良した順に説明してきたが、請求項との対応関係について触れ、さらに、これらを包含したカラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作について、図9〜図14に示したフローチャートを参照して説明する。   Up to this point, the color hologram light generators 10, 10A (No. 1, No. 2) and the color unnecessary light removing optical systems 20, 20A, 20B, 20C, 20D (No. 1 to No. 5) have been described in the order of improvement. The correspondence relationship with the claims will be described, and the operation of the color electronic holography display system (color electronic holography display device) including these will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

図2又は図7に示したカラーホログラム光発生装置10,10Aと図3又は図4に示したカラー不要光除去光学系20,20Aとが請求項2に記載したカラー電子ホログラフィ表示装置に対応しており、図2に示したカラーホログラム光発生装置10と図3に示したカラー不要光除去光学系20との動作は図9に示したフローチャート(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その1)に対応している。また、図2に示したカラーホログラム光発生装置10と図4に示したカラー不要光除去光学系20Aとの動作は図10に示したフローチャート(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その2)に対応している。   The color hologram light generators 10 and 10A shown in FIG. 2 or 7 and the color unnecessary light removing optical systems 20 and 20A shown in FIG. 3 or 4 correspond to the color electronic holographic display device described in claim 2. The operations of the color hologram light generating device 10 shown in FIG. 2 and the color unnecessary light removing optical system 20 shown in FIG. 3 correspond to the flowchart shown in FIG. 9 (the operation of the color electronic holography display device 1). is doing. Further, the operations of the color hologram light generating device 10 shown in FIG. 2 and the color unnecessary light removing optical system 20A shown in FIG. 4 correspond to the flowchart shown in FIG. 10 (the operation of the color electronic holography display device 2). ing.

また、図2又は図7に示したカラーホログラム光発生装置10,10Aと図5に示したカラー不要光除去光学系20Bとが請求項5に記載したカラー電子ホログラフィ表示装置に対応しており、図2に示したカラーホログラム光発生装置10と図5に示したカラー不要光除去光学系20Bとの動作は図11に示したフローチャート(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その3)に対応している。図2又は図7に示したカラーホログラム光発生装置10,10Aと図6に示したカラー不要光除去光学系20Cとが請求項6に記載したカラー電子ホログラフィ表示装置に対応しており、図2に示したカラーホログラム光発生装置10と図6に示したカラー不要光除去光学系20Cとの動作は図12に示したフローチャート(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その4)に対応している。また、図7に示したカラーホログラム光発生装置10Aと図5又は図6に示したカラー不要光除去光学系20B,20Cとの動作は図14に示したフローチャート(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その6)に対応している。   Moreover, the color hologram light generators 10 and 10A shown in FIG. 2 or FIG. 7 and the color unnecessary light removing optical system 20B shown in FIG. 5 correspond to the color electronic holography display device described in claim 5. The operations of the color hologram light generating device 10 shown in FIG. 2 and the color unnecessary light removing optical system 20B shown in FIG. 5 correspond to the flowchart shown in FIG. 11 (the operation of the color electronic holography display device 3). . The color hologram light generators 10 and 10A shown in FIG. 2 or FIG. 7 and the color unnecessary light removing optical system 20C shown in FIG. 6 correspond to the color electronic holography display device described in claim 6. The operations of the color hologram light generating apparatus 10 shown in FIG. 6 and the color unnecessary light removing optical system 20C shown in FIG. 6 correspond to the flowchart shown in FIG. 12 (the operation of the color electronic holography display apparatus 4). Further, the operations of the color hologram light generating device 10A shown in FIG. 7 and the color unnecessary light removing optical systems 20B and 20C shown in FIG. 5 or 6 are shown in the flowchart shown in FIG. 14 (the operation of the color electronic holography display device) 6).

図2又は図7に示したカラーホログラム光発生装置10,10Aと図8に示したカラー不要光除去光学系20Dとが請求項3に記載したカラー電子ホログラフィ表示装置に対応しており、図2に示したカラーホログラム光発生装置10と図8に示したカラー不要光除去光学系20Dとの動作は図13に示したフローチャート(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その5)に対応している。   The color hologram light generators 10 and 10A shown in FIG. 2 or 7 and the color unnecessary light removing optical system 20D shown in FIG. 8 correspond to the color electronic holography display device described in claim 3. The operations of the color hologram light generating apparatus 10 shown in FIG. 6 and the unnecessary color light removing optical system 20D shown in FIG. 8 correspond to the flowchart shown in FIG. 13 (the operation of the color electronic holography display apparatus 5).

(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その1)
次に、カラー電子ホログラフィ表示システムSの動作(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その1)について、図9に示したフローチャートを参照して説明する(適宜、図2、3参照)。なお、ここでは、時分割で赤色、緑色、青色が送られてくるが、一例として青色の被写体光について説明する。
まず、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラーホログラム光発生装置10は、焦点距離の補正を行ったホログラムパターンをLCD18に表示し、ホログラム光を合成することで、カラー電子ホログラフィ像を表示する(ステップS1)。
(Operation of color electronic holographic display device 1)
Next, the operation of the color electronic holography display system S (operation 1 of the color electronic holography display device) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 9 (see FIGS. 2 and 3 as appropriate). Here, red, green, and blue are sent in a time division manner, but blue subject light will be described as an example.
First, the color hologram light generation device 10 of the color electronic holography display system S displays a hologram pattern with the corrected focal length on the LCD 18, and displays a color electronic holographic image by synthesizing the hologram light (step S1). ).

続いて、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラー不要光除去光学系20は、第1光学系の凸レンズ21で集光し(ステップS2)、遮光板22で不要光を除去する。そして、カラー不要光除去光学系20は、不要光が除去された光を、第2光学系のハーフミラー23を通過させ、凹面鏡24によって元のカラー電子ホログラフィ像を構成する拡散光にし、ハーフミラー23を介して出力する(ステップS3)。   Subsequently, the color unnecessary light removing optical system 20 of the color electronic holography display system S collects light by the convex lens 21 of the first optical system (step S2), and removes unnecessary light by the light shielding plate 22. Then, the unnecessary color light removing optical system 20 passes the light from which unnecessary light has been removed through the half mirror 23 of the second optical system, and converts it into diffused light constituting the original color electronic holographic image by the concave mirror 24. 23 (step S3).

(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その2)
次に、カラー電子ホログラフィ表示システムSの動作(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その2)について、図10に示したフローチャートを参照して説明する(適宜、図2、4参照)。
まず、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラーホログラム光発生装置10は、焦点距離の補正を行ったホログラムパターンをLCD18に表示し、ホログラム光を合成することで、カラー電子ホログラフィ像を表示する(ステップS11)。
(Operation of color electronic holography display device 2)
Next, the operation of the color electronic holography display system S (operation 2 of the color electronic holography display device) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 10 (see FIGS. 2 and 4 as appropriate).
First, the color holographic light generation device 10 of the color electronic holography display system S displays a hologram pattern with a corrected focal length on the LCD 18 and displays a color electronic holographic image by synthesizing the holographic light (step S11). ).

続いて、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラー不要光除去光学系20Aは、第1光学系の凸レンズ21で集光し、遮光板22で不要光を除去する(ステップS12)。このとき、凸レンズ21を通った光は平行光となり、全反射ミラーを越えて凹面鏡24に達する。そのため、ハーフミラーを使用した構成に比較して明るい画像が得られる状態となる。そして、カラー不要光除去光学系20Aは、不要光が除去された光を、第2光学系の凹面鏡24によって集光し、全反射ミラー25で反射させて出力する(ステップS13)。集光点を過ぎた光は、元のカラー電子ホログラフィ像を構成する拡散光となる。   Subsequently, the color unnecessary light removing optical system 20A of the color electronic holography display system S collects light with the convex lens 21 of the first optical system and removes unnecessary light with the light shielding plate 22 (step S12). At this time, the light passing through the convex lens 21 becomes parallel light, and reaches the concave mirror 24 through the total reflection mirror. Therefore, a bright image can be obtained as compared with a configuration using a half mirror. Then, the unnecessary color light removing optical system 20A collects the light from which the unnecessary light has been removed by the concave mirror 24 of the second optical system, reflects it by the total reflection mirror 25, and outputs it (step S13). The light that has passed through the condensing point becomes diffused light that constitutes the original color electronic holographic image.

(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その3)
次に、カラー電子ホログラフィ表示システムSの動作(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その3)について、図11に示したフローチャートを参照して説明する(適宜、図2、5参照)。
まず、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラーホログラム光発生装置10は、焦点距離の補正を行っていないホログラムパターンをLCD18に表示し、ホログラム光を合成することで、カラー電子ホログラフィ像(再生光)を表示する(ステップS21)。
(Operation of color electronic holographic display device 3)
Next, the operation of the color electronic holography display system S (operation 3 of the color electronic holography display device) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 11 (see FIGS. 2 and 5 as appropriate).
First, the color hologram light generation device 10 of the color electronic holography display system S displays a hologram pattern on which the focal length is not corrected on the LCD 18 and combines the hologram light to generate a color electronic holographic image (reproduced light). Displayed (step S21).

続いて、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラー不要光除去光学系20Bは、第1光学系のハーフミラー26で再生光を反射させ、凹面鏡27で集光し、ハーフミラー26を通過させ、遮光板22で不要光を除去する(ステップS22)。そして、カラー不要光除去光学系20Bは、不要光が除去された光を、第2光学系のハーフミラー23で反射させ、凹面鏡24によって元のカラー電子ホログラフィ像を構成する拡散光にして、ハーフミラー23を介して出力する(ステップS23)。   Subsequently, the unnecessary color light removing optical system 20B of the color electronic holography display system S reflects the reproduction light by the half mirror 26 of the first optical system, condenses it by the concave mirror 27, passes the half mirror 26, and passes through the light shielding plate. In step S22, unnecessary light is removed. Then, the unnecessary color light removing optical system 20B reflects the light from which unnecessary light has been removed by the half mirror 23 of the second optical system, and converts it into diffused light that constitutes the original color electronic holographic image by the concave mirror 24. Output through the mirror 23 (step S23).

(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その4)
次に、カラー電子ホログラフィ表示システムSの動作(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その4)について、図12に示したフローチャートを参照して説明する(適宜、図2、6参照)。
まず、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラーホログラム光発生装置10は、焦点距離の補正を行っていないホログラムパターンをLCD18に表示し、ホログラム光を合成することで、カラー電子ホログラフィ像(再生光)を表示する(ステップS31)。
(Operation of color electronic holographic display device 4)
Next, the operation of the color electronic holography display system S (operation 4 of the color electronic holography display device) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 12 (see FIGS. 2 and 6 as appropriate).
First, the color hologram light generation device 10 of the color electronic holography display system S displays a hologram pattern on which the focal length is not corrected on the LCD 18 and combines the hologram light to generate a color electronic holographic image (reproduced light). Displayed (step S31).

続いて、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラー不要光除去光学系20Cは、第1光学系のハーフミラー26で再生光を反射させ、凹面鏡27で平行光にし、ハーフミラー26を通過させ、遮光板22で不要光を除去する(ステップS32)。そして、カラー不要光除去光学系20Cは、不要光が除去された光を、第2光学系の凹面鏡24によって集光し、全反射ミラー25で反射させ、出力する(ステップS33)。集光点を過ぎた光は、元のカラー電子ホログラフィ像を構成する拡散光となる。   Subsequently, the color unnecessary light removing optical system 20C of the color electronic holography display system S reflects the reproduction light by the half mirror 26 of the first optical system, makes it parallel light by the concave mirror 27, passes the half light 26, and passes through the light shielding plate. In step S32, unnecessary light is removed. Then, the unnecessary color light removing optical system 20C collects the light from which the unnecessary light has been removed by the concave mirror 24 of the second optical system, reflects it by the total reflection mirror 25, and outputs it (step S33). The light that has passed through the condensing point becomes diffused light that constitutes the original color electronic holographic image.

(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その5)
次に、カラー電子ホログラフィ表示システムSの動作(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その5)について、図13に示したフローチャートを参照して説明する(適宜、図2、8参照)。なお、ここでは、第1光学系および第2光学系による動作を一つのステップとしてまとめて説明する。
まず、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラーホログラム光発生装置10は、赤LD11、緑LD12及び青LD13の3つのLDを用いてレーザ光を照射し、位置とサイズ補正を行ったホログラムパターン(焦点距離の変化を2度補正したホログラムパターン)をLCD18に表示し、ホログラム光を合成することで、カラー電子ホログラフィ像(再生光)を表示する(ステップS41)。
(Operation of color electronic holography display device 5)
Next, operation of the color electronic holography display system S (operation 5 of the color electronic holography display device) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 13 (see FIGS. 2 and 8 as appropriate). Here, the operations of the first optical system and the second optical system are collectively described as one step.
First, the color hologram light generation device 10 of the color electronic holography display system S irradiates laser light using three LDs of red LD11, green LD12, and blue LD13, and corrects the position and size of the hologram pattern (focal length). Is displayed on the LCD 18 and the hologram light is synthesized to display a color electronic holographic image (reproduction light) (step S41).

続いて、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラー不要光除去光学系20Dは、第1光学系の凸レンズ21で再生光を通過させ、遮光板22で不要光を除去し、第2光学系の凸レンズ28を介して出力する(ステップS42)。   Subsequently, the unnecessary color light removing optical system 20D of the color electronic holography display system S allows the reproduction light to pass through the convex lens 21 of the first optical system, removes unnecessary light by the light shielding plate 22, and the convex lens 28 of the second optical system. (Step S42).

(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その6)
次に、カラー電子ホログラフィ表示システムSの動作(カラー電子ホログラフィ表示装置の動作 その6)について、図14に示したフローチャートを参照して説明する(適宜、図5、6、7参照)。なお、ここでは、第1光学系および第2光学系による動作を一つのステップとしてまとめて説明する。
まず、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラーホログラム光発生装置10Aは、RGBLD31の1つのLDを用いてレーザ光を照射し、位置とサイズ補正を行ったホログラムパターン(焦点距離の変化を1度補正したホログラムパターン)をLCD18に表示し、ホログラム光を合成することで、カラー電子ホログラフィ像(再生光)を表示する(ステップS51)。
(Operation of color electronic holographic display device 6)
Next, operation of the color electronic holography display system S (operation 6 of the color electronic holography display device) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 14 (refer to FIGS. 5, 6, and 7 as appropriate). Here, the operations of the first optical system and the second optical system are collectively described as one step.
First, the color hologram light generation apparatus 10A of the color electronic holography display system S irradiates laser light using one LD of RGBLD 31, and corrects the position and size of the hologram pattern (corrected the change in focal length once). A hologram pattern) is displayed on the LCD 18 and the hologram light is synthesized to display a color electronic holographic image (reproduction light) (step S51).

続いて、カラー電子ホログラフィ表示システムSのカラー不要光除去光学系20Dは、第1光学系を構成する凹面鏡27で再生光を反射させ、遮光板22で不要光を除去し、第2光学系を構成する凹面鏡24を介して出力する(ステップS52)。   Subsequently, the color unnecessary light removing optical system 20D of the color electronic holography display system S reflects the reproduction light by the concave mirror 27 constituting the first optical system, removes unnecessary light by the light shielding plate 22, and removes the second optical system. It outputs via the concave mirror 24 which comprises (step S52).

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、光源(赤LD11、緑LD12、青LD13、RGBLD31)は半導体レーザを用いたが、ガスレーザでもよい。また、ホログラムパターンとして、被写体位置とホログラム面とが近接したイメージホログラムを用いる場合は、光源は発光ダイオード、白色ランプ又は自然光などの光の位相の整合度があまり高くないものでもよい。
さらに、ホログラム表示デバイスであるLCD18には透過型の液晶素子を用いたが、反射型の表示デバイスを用いてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the semiconductor laser is used as the light source (red LD11, green LD12, blue LD13, RGBLD31), but a gas laser may be used. When an image hologram in which the subject position and the hologram surface are close to each other is used as the hologram pattern, the light source may not have a very high degree of phase matching of light such as a light emitting diode, a white lamp, or natural light.
Furthermore, although the transmissive liquid crystal element is used for the LCD 18 which is a hologram display device, a reflective display device may be used.

さらに、カラーホログラム光発生装置10のビーム合成光学系17にハーフミラーを用いたが、プリズムを組み合わせて同じ機能を実現させたものであってもよい。また、凸レンズ21、28の代わりに、凸レンズや凹レンズを組み合わせた集光レンズや、屈折率が同心円状に変化するガラス円柱を用いた屈折率分布レンズや、数式(10)から求めたホログラムパターンにより光を集光させるホログラムレンズなどを用いてもよい。   Further, although the half mirror is used for the beam combining optical system 17 of the color hologram light generating apparatus 10, a prism may be combined to realize the same function. Further, instead of the convex lenses 21 and 28, a condensing lens combining a convex lens and a concave lens, a refractive index distribution lens using a glass cylinder whose refractive index changes concentrically, and a hologram pattern obtained from Equation (10) A hologram lens that collects light may be used.

そして、カラー不要光除去光学系20、20A、20Dでは、赤色の光を基準にして、焦点距離の変化を補正しているが、緑色又は青色の光を基準にしてもよい。この場合、ホログラムパターンを求める際に想定する仮想レンズの一部又は全部が凸レンズとなるが、同様のやり方で求めることができる。   In the color unnecessary light removing optical systems 20, 20A, and 20D, the change in focal length is corrected with reference to red light, but green or blue light may be used as a reference. In this case, a part or all of the virtual lens assumed when the hologram pattern is obtained becomes a convex lens, but it can be obtained in the same manner.

本発明の実施形態に係るカラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の概略図である。1 is a schematic view of a color electronic holography display system (color electronic holography display device) according to an embodiment of the present invention. カラーホログラム光発生装置(その1)の概略図である。It is the schematic of a color hologram light generator (the 1). カラー不要光除去光学系(その1)の概略図である。It is the schematic of a color unnecessary light removal optical system (the 1). カラー不要光除去光学系(その2)の概略図である。It is the schematic of a color unnecessary light removal optical system (the 2). カラー不要光除去光学系(その3)の概略図である。It is the schematic of a color unnecessary light removal optical system (the 3). カラー不要光除去光学系(その4)の概略図である。It is the schematic of a color unnecessary light removal optical system (the 4). カラーホログラム光発生装置(その2)の概略図である。It is the schematic of a color hologram light generator (the 2). カラー不要光除去光学系(その5)の概略図である。It is the schematic of a color unnecessary light removal optical system (the 5). カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作(その1)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement (the 1) of a color electronic holography display system (color electronic holography display apparatus). カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作(その2)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement (the 2) of a color electronic holography display system (color electronic holography display apparatus). カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作(その3)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement (the 3) of a color electronic holography display system (color electronic holography display apparatus). カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作(その4)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement (the 4) of a color electronic holography display system (color electronic holography display apparatus). カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作(その5)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement (the 5) of a color electronic holography display system (color electronic holography display apparatus). カラー電子ホログラフィ表示システム(カラー電子ホログラフィ表示装置)の動作(その6)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement (the 6) of a color electronic holography display system (color electronic holography display apparatus). 従来のカラーホログラフィ装置の概略図である。It is the schematic of the conventional color holography apparatus. 従来の不要光除去光学系の概略図である。It is the schematic of the conventional unnecessary light removal optical system. 従来の不要光除去光学系の問題点を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the problem of the conventional unnecessary light removal optical system.

符号の説明Explanation of symbols

10、10A カラーホログラム光発生装置
11 赤LD(赤色光源)
12 緑LD(緑色光源)
13 青LD(青色光源)
14、15、16、32 ビーム拡大レンズ
17 ビーム合成光学系
18 LCD(ホログラム表示デバイス)
19、19A ホログラムメモリ
20、20A、20B、20C、20D カラー不要光除去光学系
21 凸レンズ(第1光学系)
22 遮光板
23 ハーフミラー(第1光学系)
26 ハーフミラー(第2光学系)
24 凹面鏡(第2光学系)
27 凹面鏡(第1光学系)
25 全反射ミラー(第2光学系)
28 凸レンズ(第2光学系)
30 電源スイッチ(スイッチ)
31 光源
10, 10A Color hologram light generator 11 Red LD (Red light source)
12 Green LD (Green light source)
13 Blue LD (Blue light source)
14, 15, 16, 32 Beam expansion lens 17 Beam synthesis optical system 18 LCD (hologram display device)
19, 19A Hologram memory 20, 20A, 20B, 20C, 20D Color unnecessary light removing optical system 21 Convex lens (first optical system)
22 light shielding plate 23 half mirror (first optical system)
26 Half mirror (second optical system)
24 Concave mirror (second optical system)
27 Concave mirror (first optical system)
25 Total reflection mirror (second optical system)
28 Convex lens (second optical system)
30 Power switch (switch)
31 Light source

Claims (7)

赤色、緑色及び青色の各々の色についての、被写体の各点からの光の拡散の範囲が半分に制限された物体光と、前記各々の色の光である色光との干渉縞のパターンであるホログラムパターンを用いて、当該被写体のカラー電子ホログラフィ像を表示するカラー電子ホログラフィ表示装置であって、
赤色、緑色及び青色の3色の前記色光を発生する光源と、
この光源からの光の光路上に設けられ、前記色光それぞれに対応した前記ホログラムパターンを表示する表示デバイスと、
を有するカラーホログラム光発生手段と、
このカラーホログラム光発生手段の表示デバイスに表示された前記ホログラムパターンに前記光源からの光が照射されることで発生した光を集光する第1光学系と、
前記ホログラムパターンの生成時における前記被写体の各点からの光の拡散の制限の範囲に対応して、この第1光学系の像側焦点面上において、当該第1光学系の光軸を境界にして前記第1光学系から出射した光のうちの半分の所定の領域の光を遮断できるように配置された遮光板と、
この遮光板の後段に設置され、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光して、カラー電子ホログラフィ像を形成する第2光学系と、
を有するカラー不要光除去手段と、
を備え、
前記第1光学系が、前記表示デバイスに表示された前記ホログラムパターンに前記光源からの光が照射されることで発生した光を集光する第1の集光レンズを有し、
前記ホログラムパターンが、ひとつの色の前記色光における前記第1の集光レンズの焦点面の位置に対する、他の前記色光の色の違いに起因した前記第1の集光レンズの焦点面の位置のずれが補正されたパターンであることを特徴とするカラー電子ホログラフィ表示装置。
This is a pattern of interference fringes between object light in which the range of light diffusion from each point of the subject is limited to half for each color of red, green, and blue and colored light that is the light of each color. A color electronic holography display device that displays a color electronic holographic image of the subject using a hologram pattern,
A light source that generates the colored light of three colors of red, green, and blue;
A display device provided on an optical path of light from the light source and displaying the hologram pattern corresponding to each of the color lights;
A color hologram light generating means having
A first optical system that condenses light generated by irradiating light from the light source onto the hologram pattern displayed on the display device of the color hologram light generating means;
Corresponding to the limitation range of light diffusion from each point of the subject at the time of generating the hologram pattern, the optical axis of the first optical system is used as a boundary on the image side focal plane of the first optical system. A light-shielding plate arranged so as to be able to block light in a predetermined region that is half of the light emitted from the first optical system;
A second optical system that is installed at a subsequent stage of the light shielding plate and collects light that is not blocked by the light shielding plate among the light emitted from the first optical system to form a color electron holographic image;
A means for removing unnecessary color light,
With
The first optical system has a first condensing lens that condenses light generated by irradiating light from the light source onto the hologram pattern displayed on the display device,
The hologram pattern has a focal plane position of the first condenser lens caused by a color difference of the other colored light with respect to a focal plane position of the first condenser lens in the color light of one color. A color electronic holographic display device characterized in that the pattern is a pattern in which the deviation is corrected.
前記第2光学系が、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する凹面鏡と、この凹面鏡からの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更するミラーとを有することを特徴とする請求項1に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置。   The second optical system is installed on a concave mirror that collects light that is not blocked by the light shielding plate among the light emitted from the first optical system, and the light emission direction of the light from the concave mirror. The color electronic holographic display device according to claim 1, further comprising a mirror to be changed. 前記第2光学系が、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する第二の集光レンズを有し、
前記ホログラムパターンが、ひとつの色の前記色光を基準として他の色の前記色光について、前記第二の集光レンズにより形成される前記カラー電子ホログラフィ像の、色の違いに起因した位置及び大きさのずれが更に補正されたパターンであることを特徴とする請求項1に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置。
The second optical system has a second condenser lens that condenses light that is not blocked by the light shielding plate among light emitted from the first optical system,
Position and size of the color electronic holographic image formed by the second condensing lens with respect to the color light of the other color with respect to the color light of one color as a reference. The color electronic holographic display device according to claim 1, wherein the shift is a pattern in which the deviation is further corrected.
赤色、緑色及び青色の各々の色についての、被写体の各点からの光の拡散の範囲が半分に制限された物体光と、前記各々の色の光である色光との干渉縞のパターンであるホログラムパターンを用いて、当該被写体のカラー電子ホログラフィ像を表示するカラー電子ホログラフィ表示装置であって、
赤色、緑色及び青色の3色の前記色光を発生する光源と、
この光源からの光の光路上に設けられ、前記色光それぞれに対応した前記ホログラムパターンを表示する表示デバイスと、
を有するカラーホログラム光発生手段と、
このカラーホログラム光発生手段の表示デバイスに表示された前記ホログラムパターンに前記光源からの光が照射されることで発生した光を集光する第1光学系と、
前記ホログラムパターンの生成時における前記被写体の各点からの光の拡散の制限の範囲に対応して、この第1光学系の像側焦点面上において、当該第1光学系の光軸を境界にして前記第1光学系から出射した光のうちの半分の所定の領域の光を遮断できるように配置された遮光板と、
この遮光板の後段に設置され、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光して、前記カラー電子ホログラフィ像を形成する第2光学系と、
を有するカラー不要光除去手段と、
を備え、
前記第1光学系が、前記表示デバイスからの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更するハーフミラーと、このハーフミラーからの光の光路上に設置され、この光を集光する第1の凹面鏡とを有することを特徴とするカラー電子ホログラフィ表示装置。
This is a pattern of interference fringes between object light in which the range of light diffusion from each point of the subject is limited to half for each color of red, green, and blue and colored light that is the light of each color. A color electronic holography display device that displays a color electronic holographic image of the subject using a hologram pattern,
A light source that generates the colored light of three colors of red, green, and blue;
A display device provided on an optical path of light from the light source and displaying the hologram pattern corresponding to each of the color lights;
A color hologram light generating means having
A first optical system that condenses light generated by irradiating light from the light source onto the hologram pattern displayed on the display device of the color hologram light generating means;
Corresponding to the limitation range of light diffusion from each point of the subject at the time of generating the hologram pattern, the optical axis of the first optical system is used as a boundary on the image side focal plane of the first optical system. A light-shielding plate arranged so as to be able to block light in a predetermined region that is half of the light emitted from the first optical system;
A second optical system that is installed at a subsequent stage of the light-shielding plate, collects light that is not blocked by the light-shielding plate among the light emitted from the first optical system, and forms the color electronic holographic image;
A means for removing unnecessary color light,
With
The first optical system is installed on the optical path of the light from the display device, is installed on the optical path of the light from the half mirror that changes the emission direction of the light, and collects the light. A color electronic holographic display device comprising: a first concave mirror.
前記第2光学系が、前記第1の凹面鏡からの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更するハーフミラーと、このハーフミラーからの光路上に設置され、この光を集光する第2の凹面鏡とを有することを特徴とする請求項4に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置。   The second optical system is installed on the optical path of the light from the first concave mirror, and is installed on the optical path from the half mirror that changes the emission direction of the light, and collects the light. The color electronic holographic display device according to claim 4, further comprising a second concave mirror. 前記第2光学系が、前記第1の凹面鏡からの光の光路上に設置され、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する第2の凹面鏡と、当該第2の凹面鏡からの光の光路上に設置され、当該光の出射方向を変更する全反射ミラーとを有することを特徴とする請求項4に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置。   A second concave mirror that is installed on an optical path of light from the first concave mirror and collects light that is not blocked by the light shielding plate out of the light emitted from the first optical system; The color electronic holographic display device according to claim 4, further comprising a total reflection mirror that is installed on an optical path of light from the second concave mirror and changes an emission direction of the light. 前記第2光学系が、前記第1光学系から出射した光のうち前記遮光板によって遮断されない光を集光する第二の集光レンズを有し、
前記ホログラムパターンが、ひとつの色の前記色光を基準として他の色の前記色光について、前記第二の集光レンズにより形成される前記カラー電子ホログラフィ像の、色の違いに起因した位置及び大きさのずれが更に補正されたパターンであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のカラー電子ホログラフィ表示装置。
The second optical system has a second condenser lens that condenses light that is not blocked by the light shielding plate among light emitted from the first optical system,
Position and size of the color electronic holographic image formed by the second condensing lens with respect to the color light of the other color with respect to the color light of one color as a reference. 6. The color electronic holographic display device according to claim 4, wherein the shift is a pattern in which the deviation is further corrected.
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