JP6614636B2 - ホログラムスクリーンの製造方法 - Google Patents
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Description
なお、図8では、説明を分かり易くするため、微小サイズの凸型ミラー90を拡大して図示した。
また、本願第1発明に係るホログラムスクリーンの製造方法は、前記補正情報算出工程において、前記なす角θgと、波数ベクトルkと、前記補正情報が表す補正角θcと、前記仮想光学アレイ素子の中心から前記ホログラムスクリーンの各画素までの距離dとで定義された式(1)及び式(2)を用いて、位相情報φpを、前記補正情報として算出する手順とした。
さらに、ホログラムスクリーンの製造方法では、プロジェクタ装置からの光線情報の入射角に応じた補正情報を算出できるので、主光線の方向を正確に制御でき、立体映像がより歪みにくく、視域の制限をより少なくできる。
かかる手順によれば、ホログラムスクリーンの製造方法では、IP立体映像を歪みにくく、視域の制限を少なくできる。
本願第1発明によれば、光線情報を投影するプロジェクタ装置の入射角を考慮した補正情報に応じて、仮想光学アレイ素子の物体光が傾けられた状態でホログラムスクリーンに照射されるので、主光線が所望の位置に透過又は反射されるように補正することができる。これにより、本願第1発明によれば、立体映像を歪みにくく、視域の制限を少なくできるので、ホログラムスクリーンの画質を向上させることができる。
さらに、本願第1発明によれば、正確な補正情報を算出するので、立体映像をより歪みにくく、視域の制限をより少なくし、ホログラムスクリーンの画質をさらに向上させることができる。
図1のように、ホログラム記録システム1は、ホログラムデータをホログラムスクリーン9に記録(印刷)するものであり、ホログラム記録装置10と、ホログラムスクリーン製造装置20とを備える。
まず、ホログラム記録装置10の構成について説明する。
ホログラム記録装置10は、レーザ100と、1/2波長板101と、レンズ102,103と、偏光ビームスプリッタ104と、物体光光学系110と、参照光光学系120と、ステージ130とを備える。
なお、レンズ102で拡大されたレーザ光の光軸中心を長破線で図示し、レーザ光の両端を短破線で図示した。
偏光ビームスプリッタ104は、レンズ103からのレーザ光を、物体光と参照光とに分岐するものである。つまり、偏光ビームスプリッタ104は、レンズ103からのレーザ光を、互いに直交するP偏光とS偏光とに分岐する。本実施形態では、偏光ビームスプリッタ104を透過したレーザ光を物体光(P偏光)とし、偏光ビームスプリッタ104で反射されたレーザ光を参照光(S偏光)とする。
HZP処理用マスク114は、妨害光を除去するHPZ(ハーフゾーンプレート)処理を行うために、レンズ113からの物体光の半分を遮蔽するマスクである。
レンズ116は、例えば、レンズ115からの物体光をレンズ117に集光する凸レンズである。
レンズ117は、例えば、レンズ116からの物体光をホログラムスクリーン9に出射する凸レンズである。
ミラー122は、空間フィルタ121からの参照光をミラー123に反射するものである。
ミラー123は、ミラー122からの参照光をホログラム記録媒体9に反射するものである。
次に、ホログラムスクリーン製造装置20の構成について説明する。
図1のように、ホログラムスクリーン製造装置20は、ホログラムデータに補正情報を付与するものであり、パラメータ設定手段21と、補正情報算出手段22と、ホログラムデータ生成手段23とを備える。
補正情報算出手段22は、パラメータ設定手段21から入力されたなす角θgに基づいて、所望の位置でホログラムが再生されるように補正情報を算出するものである。具体的には、補正情報算出手段22は、m個の仮想凸型ミラー90に対応する複素振幅分布毎に、(1)及び式(2)で表される位相情報φpを補正情報として算出する(但し、mは2以上の整数)。
θc=θg/2 …式(1)
φp=kd・sinθc …式(2)
その後、補正情報算出手段22は、算出した補正情報をホログラムデータ生成手段23に出力する。
なお、複素振幅分布とは、仮想光学アレイ素子の物体光の振幅及び位相を表した情報である。
図5を参照し、ホログラムスクリーン9の製造方法について説明する(適宜図1参照)。
ホログラムスクリーン製造装置20は、パラメータ設定手段21によって、パラメータとして、なす角θgを設定する(ステップS1:パラメータ設定工程)。
ホログラムスクリーン製造装置20は、ホログラムデータ生成手段23によって、ステップS2の補正情報に応じたホログラムデータを生成する(ステップS3:ホログラムデータ生成工程)。
ホログラムスクリーン製造装置20は、ホログラムデータ生成手段23によって、補正情報に応じたホログラムデータをSLM112に出力する。すると、SLM112は、入射したレーザ光を補正情報に応じた仮想光学アレイ素子の物体光の一部として反射できる状態となる(ステップS4:表示工程)。
図6を参照し、ホログラムの再生位置の補正について説明する。
ここでは、プロジェクタ装置βの正反射方向と、仮想凸型ミラー90が反射する主光線の方向とが図2のなす角θgに等しくなることとする。
なお、ホログラムスクリーンに投影する光線情報は、主光線の方向に応じて正しい運動視差を提示できるよう生成する。
以上のように、本願発明の実施形態に係るホログラム記録システム1は、補正情報に応じた物体光がホログラムスクリーン9に照射されるので、各要素光学素子で反射する主光線の方向を補正することができる。これにより、ホログラム記録システム1は、立体映像を歪みにくく、視域の制限を少なくできるので、ホログラムスクリーン9の画質を向上させることができる。
以上、本願発明の実施形態を詳述してきたが、本願発明は前記した実施形態に限られるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
また、前記した実施形態では、空間光変調器が振幅変調素子であることとして説明したが、これに限定されない。例えば、空間光変調器は、位相変調素子、又は、DPH(double phase hologram)光学系等の位相及び振幅の両方を変調できる素子としてもよい。このように、共役光や0次光等の不要光が発生しない場合、フィルタ処理用の光学系(図1のレンズ113,115及びHZP処理用マスク114)を省略してもよい。
9 ホログラムスクリーン
10 ホログラム記録装置
100 レーザ
101 1/2波長板
102,103,113,115〜117 レンズ
104,111 偏光ビームスプリッタ
110 物体光光学系
112 SLM(空間光変調器)
114 HZP処理用マスク
120 参照光光学系
121 空間フィルタ
122,123 ミラー
130 ステージ
20 ホログラムスクリーン製造装置
21 パラメータ設定手段
22 補正情報算出手段
23 ホログラムデータ生成手段
Claims (2)
- 仮想光学アレイ素子を介して生成されたホログラムデータを空間光変調器で表示し、表示された前記ホログラムデータが記録された反射型のホログラムスクリーンの製造方法であって、
前記ホログラムスクリーンに光線情報を投影するプロジェクタ装置からの光の入射方向又は正反射方向と、前記仮想光学アレイ素子からの主光線の方向とのなす角を設定するパラメータ設定工程と、
前記なす角に基づいて、所望の位置でホログラムが再生されるように補正情報を算出する補正情報算出工程と、
前記補正情報に応じた前記ホログラムデータを生成するホログラムデータ生成工程と、
記補正情報に応じたホログラムデータを前記空間光変調器に表示させる表示工程と、
前記ホログラムデータが記録されていないホログラムスクリーンに前記空間光変調器が前記補正情報に応じて再生する物体光を照射することで、前記ホログラムデータを記録する記録工程と、
を順に実行し、
前記補正情報算出工程では、前記なす角θgと、波数ベクトルkと、前記補正情報が表す補正角θcと、前記仮想光学アレイ素子の中心から前記ホログラムスクリーンの各画素までの距離dとで定義された式(1)及び式(2)を用いて、
θc=θg/2 …式(1)
φp=kd・sinθc …式(2)
位相情報φpを、前記補正情報として算出することを特徴とするホログラムスクリーンの製造方法。 - 前記表示工程では、光線再生方式に対応した前記ホログラムデータを前記空間光変調器に表示することを特徴とする請求項1に記載のホログラムスクリーンの製造方法。
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