JP5380733B2 - ホログラム表示装置 - Google Patents
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Description
実用的な視域角を得るためには、空間光変調器には1,000本/mm級の解像度が必要であり、画面サイズを大きくするためには、当該サイズに比例して空間光変調器の解像点数を増やす必要がある。
従来、ホログラム表示の広視域角化と大画面化とを同時に実現しようとする試みとして、音響光学素子による光変調と2次元空間光走査を用いるもの(非特許文献1)、高フレームレート電気アドレス型空間光変調器と高精細光アドレス型空間光変調器を用いるもの(非特許文献2),高フレームレートディスプレイの水平光走査を用いるもの(本発明者等の発表に係る非特許文献3)などが公知である。
本発明の目的は、表示の広視域化と大画面化を、解像度が必ずしも高くない空間光変調器を用いて実現できるホログラム表示装置を提供することである。
前記点光源アレイは複数の点光源からなり、これらの点光源は、前記結像レンズの焦点面(フーリエ面)においてフーリエ変換像が水平方向に隙間なく、かつ垂直方向にWv/2×K(Wv:フーリエ変換像の垂直幅,K:点光源数)ずつずれて生じるように配置され、
前記集光レンズは、前記各点光源からの光を平行光に変換して前記空間光変調器に照射し、
前記空間光変調器は、前記集光レンズにより照射された光を透過して回折光を生成し、
前記結像レンズは、前記空間光変調器からの前記回折光を入射して、前記焦点面(フーリエ面)にフーリエ変換像を生じさせ、
前記スリットマスクは、前記焦点面に配置されて、水平解像度が高くなり垂直解像度が低くなるように前記フーリエ変換像の解像度変換を行い、
前記スクリーンレンズは、前記結像レンズによる拡大倍率が1より大きくなる位置に配置されて、前記スリットマスクの通過光を受光しこれを平行光に変換して出射し、
前記垂直方向拡散板は前記スクリーンレンズが出射する平行光を垂直方向に拡散する、
ことを特徴とするホログラム表示装置。
前記点光源アレイは前記ビームスプリッタの入射面側に設けた複数の点光源からなり、これらの点光源は、前記集光・結像共用レンズのビームスプリッタ側焦点面においてフーリエ変換像が水平方向に隙間なく、かつ垂直方向にWv/2×K(Wv:フーリエ変換像の垂直幅,K:点光源数)ずつずれて生じるように配置され、
前記集光・結像共用レンズは、前記ビームスプリッタにより反射された前記各点光源からの光を平行光に変換して前記空間光変調器に照射するとともに、当該前記空間光変調器からの回折光を入射して、前記ビームスプリッタ側焦点面にフーリエ変換像を生じさせ、
前記空間光変調器は、前記集光・結像共用レンズにより照射された光を反射することで前記回折光を生成し、
前記スリットマスクは、前記集光・結像共用レンズの前記ビームスプリッタ側焦点面に配置されて、水平解像度が高くなり垂直解像度が低くなるように前記フーリエ変換像の解像度変換を行い、
前記スクリーンレンズは、前記集光・結像共用レンズによる拡大倍率が1より大きくなる位置に配置されて、前記スリットマスクの通過光を受光しこれを平行光に変換して出射し、
前記垂直方向拡散板は前記スクリーンレンズが出射する平行光を垂直方向に拡散する、
ことを特徴とするホログラム表示装置。
また、従来のホログラム表示装置では、視域角2〜3°で画面サイズ1インチ以下程度が限界であったのに対し、本発明のホログラム表示装置では、1つのモジュールで視域角10°以上、画面サイズ2インチ程度が実現できる。
図4にホログラム表示モジュールの他の構成例を示す。図4では、ホログラム表示モジュール2は、点光源アレイ21と、ビームスプリッタ22と、集光・結像共用レンズ23と、反射型の空間光変調器24と、解像度変換用のスリットマスク25と、スクリーンレンズ26と、垂直方向拡散板27とからなる。
11,21 点光源アレイ
12 集光レンズ
13 透過型の空間光変調器
14 結像レンズ
15,25 スリットマスク
16,26 スクリーンレンズ
17,27 垂直方向拡散板
22 ビームスプリッタ
23 集光・結像共用レンズ
24 反射型の空間光変調器
100 ホログラム表示装置
LSr(r=1,2,・・・,K) 点光源
O 光軸
FTIq(q=1,2,・・・,K) フーリエ変換像
Wv フーリエ変換像の垂直幅
Wh フーリエ変換像の水平幅
Claims (2)
- 点光源アレイと、集光レンズと、透過型の空間光変調器と、結像レンズと、スリットマスクと、スクリーンレンズと、垂直方向拡散板とがこの順で配置されてなるホログラム表示モジュールを、縦、横または縦横に連接配置してなるホログラム表示装置であって、
前記点光源アレイは複数の点光源からなり、これらの点光源は、前記結像レンズの焦点面(フーリエ面)においてフーリエ変換像が水平方向に隙間なく、かつ垂直方向にWv/2×K(Wv:フーリエ変換像の垂直幅,K:点光源数)ずつずれて生じるように配置され、
前記集光レンズは、前記各点光源からの光を平行光に変換して前記空間光変調器に照射し、
前記空間光変調器は、前記集光レンズにより照射された光を透過して回折光を生成し、
前記結像レンズは、前記空間光変調器からの前記回折光を入射して、前記焦点面(フーリエ面)にフーリエ変換像を生じさせ、
前記スリットマスクは、前記焦点面に配置されて、水平解像度が高くなり垂直解像度が低くなるように前記フーリエ変換像の解像度変換を行い、
前記スクリーンレンズは、前記結像レンズによる拡大倍率が1より大きくなる位置に配置されて、前記スリットマスクの通過光を受光しこれを平行光に変換して出射し、
前記垂直方向拡散板は前記スクリーンレンズが出射する平行光を垂直方向に拡散する、
ことを特徴とするホログラム表示装置。 - ビームスプリッタと、前記ビームスプリッタの入射面側に設けた点光源アレイと、前記ビームスプリッタの入出射面側に設けた集光・結像共用レンズと、前記集光・結像共用レンズの前記入出射面側とは反対側に設けた反射型の空間光変調器と、前記ビームスプリッタの出射面側に設けたスリットマスクと、前記スリットマスクの前記ビームスプリッタの出射面とは反対側に設けたスクリーンレンズと、前記スクリーンレンズの前記スリットマスクとは反対側に設けた垂直方向拡散板とからなるホログラム表示モジュールを、縦、横または縦横に連接配置してなるホログラム表示装置であって、
前記点光源アレイは前記ビームスプリッタの入射面側に設けた複数の点光源からなり、これらの点光源は、前記集光・結像共用レンズのビームスプリッタ側焦点面においてフーリエ変換像が水平方向に隙間なく、かつ垂直方向にWv/2×K(Wv:フーリエ変換像の垂直幅,K:点光源数)ずつずれて生じるように配置され、
前記集光・結像共用レンズは、前記ビームスプリッタにより反射された前記各点光源からの光を平行光に変換して前記空間光変調器に照射するとともに、当該前記空間光変調器からの回折光を入射して、前記ビームスプリッタ側焦点面にフーリエ変換像を生じさせ、
前記空間光変調器は、前記集光・結像共用レンズにより照射された光を反射することで前記回折光を生成し、
前記スリットマスクは、前記集光・結像共用レンズの前記ビームスプリッタ側焦点面に配置されて、水平解像度が高くなり垂直解像度が低くなるように前記フーリエ変換像の解像度変換を行い、
前記スクリーンレンズは、前記集光・結像共用レンズによる拡大倍率が1より大きくなる位置に配置されて、前記スリットマスクの通過光を受光しこれを平行光に変換して出射し、
前記垂直方向拡散板は前記スクリーンレンズが出射する平行光を垂直方向に拡散する、
ことを特徴とするホログラム表示装置。
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