JP6040477B2 - 3次元ホログラフィック表示システム、及び3dディスプレイ装置 - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
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Description
即ち、本発明の3次元ホログラフィック表示システムは、フォトリフラクティブポリマーを主成分とするフォトリフラクティブ複合体が設けられたホログラフィック表示デバイスと、S偏光の物体光及びS偏光の参照光を前記ホログラフィック表示デバイスに同じ側から照射することによりホログラム像を記録する記録手段と、前記記録手段による前記ホログラム像の記録と同時に、P偏光のプローブ光を前記ホログラフィック表示デバイスに前記物体光及び前記参照光と同じ側から照射することにより当該記録手段で記録された当該ホログラム像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
前記記録手段及び前記表示手段が、前記参照光と前記プローブ光とを、前記ホログラフィック表示デバイスに対して互いに異なる角度で前記ホログラフィック表示デバイスに照射する構成を有するようにしてもよい。
ポリビニルカルバゾ−ル(PVCz)やカルバゾールを側鎖に有するビニルポリマー類に増感剤、非線形光学色素及び可塑剤を分散混合させたフォトリフラクティブCzポリマー複合体が挙げられる。フォトリフラクティブCzポリマー複合体は、例えば特開2005−227311号公報、特開2009−57528号公報、特開2010−211191号公報、Naoto Tsutsumi,Akihito Dohi,Asato Nonomura,and Wataru Sakai,J.Polym.Sci.Part
B:Polym.Phys.49,pp.414-420(2011).に記載されている。
Yoshito Nakajima and Wataru Sakai, Proceedings of SPIE, 6343 63432V (14 pages)
(2006)に記載されている。フォトリフラクティブ分子ガラス複合体は、N.Tsutsumi他3名、Opt.Mater.Vol.29pp.435-438(2006)に記載されている。
gain”,Nature408,pp.64-67(2000)に記載されている。
増感剤は電子受容体としての性能を有しており、フォトリフラクティブ性を高めるために配合されるものである。増感剤が配合されると、当該増感剤と、フォトリフラクティブポリマーとにより、電荷移動錯体が形成され、有用なフォトリフラクティブ性が発現される。さらには、増感剤の配合により、分子配向の制御なし(無電界下)でのフォトリフラクティブ性をも発現させることができる。
非線形光学色素とは2次の非線形光学特性を示すドナーアクセプター型分子、すなわち、電場によって屈折率が変化する材料(2次非線形光学材料)のことである。非線形光学色素の具体例として、2、5−ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPAA)、4−アミノ−4‘−ニトロアゾベンゼン(ANAB)、s−(−)−1−(4−ニトロフェニル)−2−ピロリジン−メタノール(NPP)、4−(ジエチルアミノ)−(E)−β−ニトロスチレン(DEANST)、(ジエチルアミノ)ベンツアルデヒドジフェニルヒドラゾン(DEH)、PDCST、AODCST、[[4−(ヘキサヒドロ−1H−アゼピン−1−イル)フェニル]メチレン]プロパンジニトリル(7−DCST)、TDDCST、DCDHF−6等のアミノシアノスチレン類が挙げられる。なお、非線形光学色素は、一種のものを単独で使用してもよく、2種類以上のものを併用しても良い。
可塑剤はマトリックスのガラス転移温度を低下させる役割を果たす。可塑剤の具体例として、エチルカルバゾール(ECZ)、又はプロピオン酸カルバゾイルエチル(CzEPA)、トリフェニルアミン(TPA)、フタル酸ベンジルブチル(BBP)、フタル酸ジシクロヘキシル(DCP)リン酸トリクレジル(TCP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、N−メチル−1−ピロリドン、N−オクチル−1−ピロリドン、N−ドデシル−1−ピロリドン等のN−アルキル−1−ピロリドン類、並びに2−(1、2−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルプロピオネート) (AX22)、2−(1、2−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルブチレート、2−(1、2−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルベンゾエート、2−(1、2−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルアクリレート、2−(フタルイミド)エチルプロピオネート(AX23) 等のイミド化合物等が挙げられる。
非線形光学色素、増感剤等を用いるフォトリフラクティブCzポリマー複合体等の場合は下記のとおりである。フォトリフラクティブポリマー、非線形光学色素、増感剤及び可塑剤を溶媒に溶解させる溶解工程と、この溶媒を留去する溶媒留去工程と、サンドイッチ型デバイス作製工程とを含む製造方法によってフォトリフラクティブ複合体6が製作される。
第1実施形態と同じ3次元ホログラフィック表示システムを制作し、コインの表面からの物体光と、参照光とをホログラフィック表示デバイスに照射してホログラム像を記録し、それと同時にプローブ光をホログラフィック表示デバイスに照射して表示させる。その後、コインを裏返して、コインの裏面からの物体光と、参照光とをホログラフィック表示デバイスの同じ部分に照射してホログラム像を記録し、それと同時にプローブ光をホログラフィック表示デバイスに照射して表示させた。
実施例1と同じ3次元ホログラフィック表示システムを制作し、実施例1と同じ条件下で、コインの表面からの物体光と、参照光とをホログラフィック表示デバイスに照射し、ホログラム像を記録した。その後、記録したコインのホログラム像をプローブ光で表示させると同時に、ホログラフィック表示デバイスの後側に手をかざした。図8はホログラフィック表示デバイスに映し出されたホログラム像と手の写真である。図8の写真では、コインに対して位置がずれている手の上に、まるで当該コインが乗っているかのように見えているのがわかる。
第4実施形態と同じ3次元ホログラフィック表示システムを制作し、コンピューターの画面上に映し出される動画(まんがの猫が走っている様子の動画)を空間光変調器に表示させ、その反射光を物体光と、この物体光と参照光とをホログラフィック表示デバイスに照射し、ホログラム像を記録するのと同時に、プローブ光によって表示させる。
非縮退4光波混合法を用いて、回折効率を測定する。干渉させる2光波の波長は561nm、回折効率をモニターするプローブ光の波長は642nmである。
非縮退4光波混合法を用いて、回折効率を測定する。干渉させる2光波の波長は561nm、回折効率をモニターするプローブ光の波長は642nmである。
2、81、96 ホログラフィック表示デバイス
3、51、84 記録手段
4、67、85 表示手段
5 物体
6、90 フォトリフラクティブ複合体
7 基材
8 フォトリフラクティブポリマー
10、24、55 レーザー発振器
11、57 第1の固定ミラー
12、56 第1の半波長板
13、59 ビームスプリッター
14 第2の半波長板
15、61 第2の固定ミラー
16、58 第1の光学系
17、60 第2の光学系
18、62 第3の固定ミラー
25 プローブ光用半波長板
26 第4の固定ミラー
27 プローブ光用光学系
28 第5の固定ミラー
52 空間光変調器
53、83 スクリーン
68、86 カラーフィルター
69、87、88 レンズ
70、89 可動ミラー
82、97 電界印加装置
91 電極基材
92 ガラス製の板材
93 ITO
B1 第1の偏光レーザービーム
B2 第2の偏光レーザービーム
B11 物体光
B21 参照光
B31 プローブ光
B5 第1の偏光レーザービーム
B6 第2の偏光レーザービーム
B51 物体光
B61 参照光
B71 プローブ光
Claims (7)
- フォトリフラクティブポリマーを主成分とするフォトリフラクティブ複合体が設けられたホログラフィック表示デバイスと、
S−偏光の物体光及びS−偏光の参照光を前記ホログラフィック表示デバイスに同じ側から照射することによりホログラム像を記録する記録手段と、
前記記録手段による前記ホログラム像の記録と同時に、P−偏光のプローブ光を前記ホログラフィック表示デバイスに前記物体光及び前記参照光と同じ側から照射することにより当該記録手段で記録された当該ホログラム像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする3次元ホログラフィック表示システム。 - 前記記録手段は、
レーザービームを発振するレーザー発振器と、
このレーザー発振器から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第1の半波長板と、
前記第1の半波長板を通過したレーザービームを分割して第1、第2の偏光レーザービームとするビームスプリッターと、
前記第1の偏光レーザービームの光軸上に配置された第2の半波長板と、
前記第2の半波長板を通過した第1の偏光レーザービームのビーム径を拡大して物体へ照射し前記物体光とする第1の光学系と、
前記第2の偏光レーザービームを拡大して前記参照光とする第2の光学系と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の3次元ホログラフィック表示システム。 - 前記記録手段は、
レーザービームを発振するレーザー発振器と、
このレーザー発振装置から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第1の半波長板と、
前記第1の半波長板を通過したレーザービームのビーム径を拡大する第1の光学系と、
前記第1の光学系で拡大されたレーザービームを分割して第1、第2の偏光レーザービームとし、当該第2の偏光レーザービームを前記参照光とするビームスプリッターと、
前記第1の偏光レーザービームを変換して前記物体光とする空間光変調器と、
前記物体光を前記ホログラフィック表示デバイスに集光させる第2の光学系と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の3次元ホログラフィック表示システム。 - 前記フォトリフラクティブ複合体は、電界を印加することなく前記記録手段による前記ホログラム像の書き換えを可能とする成分からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の3次元ホログラフィック表示システム。
- 前記フォトリフラクティブ複合体は、電界を印加時に30フレーム毎秒のビデオレートに追従する応答性を有する成分からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の3次元ホログラフィック表示システム。
- 3次元ホログラフィック表示システムを用いて構成された3Dディスプレイ装置であって、
前記3次元ホログラフィック表示システムは請求項1〜5のいずれかに記載の3次元ホログラフィック表示システムであることを特徴とする3Dディスプレイ装置。 - 前記記録手段及び前記表示手段は、前記参照光と前記プローブ光とを、前記ホログラフィック表示デバイスに対して互いに異なる角度で前記ホログラフィック表示デバイスに照射する構成を有していることを特徴とする請求項1に記載の3次元ホログラフィック表示システム。
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