JP6831987B2 - Holography display device - Google Patents

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Description

本発明は、電子的に生成されたホログラム(干渉縞)を用いて立体再生像を表示するホログラフィ表示装置に関する。 The present invention relates to a holographic display device that displays a stereoscopic reproduction image using an electronically generated hologram (interference fringe).

電子ディスプレイデバイスによってホログラフィを再生する電子ホログラフィの問題点として、デバイスの解像度が古典的なホログラムと比較して圧倒的に低いことが挙げられる。この問題を緩和する一つの方法として、高フレームレートのデバイスを用いて再生像を時分割多重化する手法を提案している。提案手法では、高速応答が可能なレーザーダイオード(LD)光源のスイッチングにより、従来法のような複雑な光学系や可動部品を用いずに、再生像の時分割多重化を行い、解像度を拡大することができる。提案手法の原理確認のために空間光変調器(SLM)を用いて試作した、解像度を約4倍に拡大したディスプレイシステム(ホログラフィ表示装置)を報告している。具体的には、図4(a)に示すように、x軸(水平)方向に間隔を置いて配置した4個の光源LD1〜LD4を順次スイッチングして点灯した光をコリメータレンズにより平行光にしてから1台のSLMに入射して空間光変調する。この空間光変調した光をフーリエレンズによりフーリエ変換してフーリエ面(画像形成用の仮想面)上に隙間なく並べることによって多重化されたフーリエ変換像を得ることができる。これにより、ガルバノミラーのような可動部品を用いない簡素な構成で水平方向の解像度を4倍に多重化することにより視域角を4倍に拡大して高品質なホログラム表示を行うことができる(例えば、非特許文献1参照)。尚、LD光源LD1〜LD4からコリメータレンズまでの距離及びコリメータレンズからSLMまでの距離をfとし、SLMからフーリエレンズまでの距離及びフーリエレンズからフーリエ面までの距離をfとしている。 Reproduction of holography by an electronic display device The problem with electronic holography is that the resolution of the device is overwhelmingly low compared to classical holograms. As one method to alleviate this problem, we have proposed a method of time-division multiplexing of the reproduced image using a device with a high frame rate. In the proposed method, by switching a laser diode (LD) light source capable of high-speed response, time division multiplexing of the reproduced image is performed without using complicated optical systems and moving parts as in the conventional method, and the resolution is expanded. be able to. In order to confirm the principle of the proposed method, we report a display system (holography display device) that has been prototyped using a spatial light modulator (SLM) and has a resolution that is approximately four times larger. Specifically, as shown in FIG. 4A, the four light sources LD1 to LD4 arranged at intervals in the x-axis (horizontal) direction are sequentially switched to convert the lit light into parallel light by a collimator lens. After that, it is incident on one SLM and spatially light-modulated. A multiplexed Fourier transform image can be obtained by Fourier transforming the spatially light-modulated light with a Fourier lens and arranging them on a Fourier plane (virtual plane for image formation) without gaps. As a result, the viewing angle can be expanded by 4 times and high-quality hologram display can be performed by multiplexing the horizontal resolution by 4 times with a simple configuration that does not use moving parts such as a galvano mirror. (See, for example, Non-Patent Document 1). The distance from the LD light sources LD1 to LD4 to the collimator lens and the distance from the collimator lens to the SLM are f C, and the distance from the SLM to the Fourier lens and the distance from the Fourier lens to the Fourier surface are f 1 .

「光源スイッチング方式時分割ホログラフィックディスプレイ」、松田篤史、松島恭治、電子情報通信学会論文誌 2013/3 Vol.J96-D No.3 pp.381-388"Light Source Switching Time-Division Holographic Display", Atsushi Matsuda, Kyoji Matsushima, Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 2013/3 Vol.J96-D No.3 pp.381-388

上記非特許文献1のホログラフィ表示装置における不都合を、図4(a),(b)に基づいて説明する。図4(a)では、4個の光源LD1,LD2,LD3,LD4をx軸(水平)方向に間隔を置いて設けているので、多重化数が、x軸(水平)方向M=4でy軸(垂直)方向N=1となっている。また、図4(a)では、光源LD1の光が♯1の位置(光源側から見て右端の位置)にあるフーリエ面(画像形成用の仮想面)に照射されており、これが再生したい像である1次回折光である。この1次回折光が照射されるフーリエ面に対して隣り合う♯2の位置(光源側から見て右端から2番目の位置)にあるフーリエ面(画像形成用の仮想面)に2次回折光が照射される。この2次回折光の照射は、SLMのピクセルが矩形であることから発生してしまう。また、同様に、♯3の位置(光源側から見て右端から3番目の位置)にあるフーリエ面(画像形成用の仮想面)に3次回折光が照射され、♯4の位置(光源側から見て右端から4番目の位置)にあるフーリエ面(画像形成用の仮想面)に4次回折光が照射される。また、他の光源LD2〜LD4を順次点灯していくと、図4(b)に示すように、前記光源LD1と同様に、再生したい像である1次回折光以外の回折光が照射されることになる。例えば光源LD2の場合には、1次回折光の他に、−1次回折光、2次回折光、3次回折光の3つの回折光が照射される。また、光源LD3の場合には、1次回折光の他に、−2次回折光、−1次回折光、2次回折光の3つの回折光が照射される。また、光源LD4の場合には、1次回折光の他に、−3次回折光、−2次回折光、−1次回折光が照射される。このように、1次回折光の他に、3つの回折光が照射されると、1次回折光に3つの回折光が重畳して像が再生されるため、再生される多重化した像を鮮明に映し出すことができないという不都合が発生する。 The inconvenience of the holographic display device of Non-Patent Document 1 will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). In FIG. 4A, since the four light sources LD1, LD2, LD3, and LD4 are provided at intervals in the x-axis (horizontal) direction, the number of multiplexings is M = 4 in the x-axis (horizontal) direction. The y-axis (vertical) direction N = 1. Further, in FIG. 4A, the light of the light source LD1 irradiates the Fourier plane (virtual plane for image formation) at the position # 1 (the position at the right end when viewed from the light source side), and this is the image to be reproduced. This is the first-order diffracted light. The second-order diffracted light irradiates the Fourier surface (virtual surface for image formation) at the position # 2 (the second position from the right end when viewed from the light source side) adjacent to the Fourier surface on which the first-order diffracted light is irradiated. Will be done. The irradiation of the second-order diffracted light is generated because the pixels of the SLM are rectangular. Similarly, the Fourier plane (virtual plane for image formation) at the position # 3 (the third position from the right end when viewed from the light source side) is irradiated with the third-order diffracted light, and the position # 4 (from the light source side). The Fourier plane (virtual plane for image formation) located at the fourth position from the right end is irradiated with the fourth-order diffracted light. Further, when the other light sources LD2 to LD4 are sequentially turned on, as shown in FIG. 4B, diffracted light other than the primary diffracted light which is an image to be reproduced is irradiated as in the light source LD1. become. For example, in the case of the light source LD2, in addition to the first-order diffracted light, three diffracted lights of -1st-order diffracted light, second-order diffracted light, and third-order diffracted light are irradiated. Further, in the case of the light source LD3, in addition to the primary diffracted light, three diffracted lights of the second-order diffracted light, the -1st-order diffracted light, and the second-order diffracted light are irradiated. Further, in the case of the light source LD4, in addition to the first-order diffracted light, the third-order diffracted light, the second-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light are irradiated. In this way, when three diffracted lights are irradiated in addition to the primary diffracted light, the three diffracted lights are superimposed on the primary diffracted light to reproduce the image, so that the reproduced multiplexed image is clear. The inconvenience of not being able to project occurs.

本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、多重化した像を鮮明に映し出すことができるホログラフィ表示装置を提供することにある。 An object of the present invention in view of the above situation is to provide a holographic display device capable of clearly projecting a multiplexed image.

本発明のホログラフィ表示装置は、スイッチング可能で、かつ、隣り合う一方の光源から照射される光の偏光方向と隣り合う他方の光源から照射される光の偏光方向とが異なるように配列された複数の光源と、該複数の光源を順次スイッチングすることにより発光する光を空間光変調する空間光変調器と、該空間光変調器で空間光変調された光をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段でフーリエ変換された光を照射して立体画像を形成すべく前記各光源に対応して複数設けられた対応領域を有する画像形成用の仮想面と、を備え、前記フーリエ変換された光を前記仮想面に照射するように透過する、又は照射しないように遮光するように構成された偏光手段であって、前記各光源に対応して複数設けられた偏光エリアを備え、該各偏光エリアは、対応する光源の偏光方向の光を透過し、かつ、該偏光方向と異なる偏光方向の光を遮光するように構成されている偏光手段を備えていることを特徴としている。 The holographic display device of the present invention is switchable and is arranged so that the polarization direction of the light emitted from one adjacent light source and the polarization direction of the light emitted from the other adjacent light source are different. The light source, a spatial light modulator that spatially photomodulates the light emitted by sequentially switching the plurality of light sources, and a Fourier conversion means that Fourier transforms the spatially light-modulated light by the spatial light modulator. The Fourier transformed means is provided with an image forming virtual surface having a plurality of corresponding regions provided corresponding to each light source in order to irradiate the Fourier transformed light to form a stereoscopic image. It is a polarizing means configured to transmit light so as to irradiate the virtual surface or to block light so as not to irradiate the virtual surface, and includes a plurality of polarization areas provided corresponding to each light source, and each of the polarizations. The area is characterized by comprising a polarizing means configured to transmit light in the polarization direction of the corresponding light source and to block light in a polarization direction different from the polarization direction.

上記構成によれば、スイッチングすることにより順次点灯する光源の光が空間光変調器で空間光変調される。空間光変調された光は、フーリエ変換手段でフーリエ変換され、フーリエ変換された光が画像形成用の仮想面に順次照射されて、光源の数に応じた複数の光が仮想面上で重畳されることで多重化した立体画像が映し出される。そして、複数の光源のうちの隣り合う一方の光源から照射される光の偏光方向と隣り合う他方の光源から照射される光の偏光方向とが異なるように構成されているので、それら偏光方向に応じて設定された偏光手段を用いることによって、一方の光源からの光は、該一方の光源に対応した偏光エリアを透過して対応する対応領域に照射されるが、該偏光エリアに隣接する偏光エリア(例えば、他方の光源に対応した偏光エリア)では遮光される。同じく、他方の光源からの光は、該他方の光源に対応した偏光エリアを透過して対応する領域に照射されるが、該偏光エリアに隣接する偏光エリア(例えば、一方の偏光エリアに対応した偏光エリア)では遮光される。従って、各光源からの光のうち、再生したい像となる1次回折光が該光源に対応する偏光エリアを透過して仮想面の対応領域へ照射されるが、この1次回折光と隣り合う他の回折光が隣り合う他の偏光エリアで遮光されるので、1次回折光に隣り合う他の回折光が仮想面上で重畳されることがない。よって、再生される像が不鮮明になることを抑制することができる。 According to the above configuration, the light of the light source that is sequentially turned on by switching is spatially light-modulated by the spatial light modulator. The spatial light-modulated light is Fourier-transformed by the Fourier transform means, the Fourier-transformed light is sequentially irradiated to the virtual surface for image formation, and a plurality of lights corresponding to the number of light sources are superimposed on the virtual surface. By doing so, a multiplexed stereoscopic image is projected. Since the polarization direction of the light emitted from one of the adjacent light sources among the plurality of light sources is different from the polarization direction of the light emitted from the other adjacent light source, the polarization direction thereof is changed. By using the polarization means set accordingly, the light from one light source passes through the polarization area corresponding to the one light source and is applied to the corresponding region, but the polarization adjacent to the polarization area. Areas (eg, polarized areas corresponding to the other light source) are shaded. Similarly, light from the other light source passes through the polarization area corresponding to the other light source and irradiates the corresponding region, but corresponds to the polarization area adjacent to the polarization area (for example, one polarization area). It is shielded from light in the polarized area). Therefore, of the light from each light source, the first-order diffracted light that is the image to be reproduced passes through the polarization area corresponding to the light source and irradiates the corresponding area of the virtual surface, but other light adjacent to this first-order diffracted light. Since the diffracted light is blocked by other adjacent polarizing areas, the other diffracted light adjacent to the primary diffracted light is not superimposed on the virtual surface. Therefore, it is possible to prevent the reproduced image from becoming unclear.

また、本発明のホログラフィ表示装置は、互いに隣り合うように配置されたスイッチング可能な複数の光源と、該複数の光源を順次スイッチングすることにより発光する光を空間光変調する空間光変調器と、該空間光変調器で空間光変調された光をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段でフーリエ変換された光を照射して立体画像を形成すべく前記各光源に対応して複数設けられた対応領域を有する画像形成用の仮想面と、前記隣り合う複数の光源のうちの一方の光源から照射される光の偏光方向と他方の光源から照射される光の偏光方向とが異なるように該複数の光源からの光を偏光する第1偏光手段と、を備え、前記フーリエ変換された光を前記仮想面に照射するように透過する、又は照射しないように遮光するように構成された偏光手段であって、前記各光源に対応して複数設けられた偏光エリアを備え、該各偏光エリアは、対応する光源の偏光方向の光を透過し、かつ、該偏光方向と異なる偏光方向の光を遮光するように構成されている第2偏光手段を備えていることを特徴としている。 Further, the holographic display device of the present invention includes a plurality of switchable light sources arranged so as to be adjacent to each other, and a spatial light modulator that spatially photomodulates light emitted by sequentially switching the plurality of light sources. A plurality of Fourier conversion means for Fourier-converting space light-modulated light by the spatial light modulator and a plurality of light sources corresponding to the light sources are provided in order to irradiate the Fourier-converted light with the Fourier conversion means to form a stereoscopic image. The virtual surface for image formation having the corresponding corresponding region is different from the polarization direction of the light emitted from one of the plurality of adjacent light sources and the polarization direction of the light emitted from the other light source. It is provided with a first polarization means for polarizing the light from the plurality of light sources, and is configured to transmit the Fourier-transformed light so as to irradiate the virtual surface or to block the light so as not to irradiate the virtual surface. It is a polarization means and includes a plurality of polarization areas provided corresponding to each of the light sources, and each of the polarization areas transmits light in the polarization direction of the corresponding light source and has a polarization direction different from the polarization direction. It is characterized by including a second polarizing means configured to block light.

上記構成によれば、スイッチングすることにより順次点灯する光源の光が空間光変調器で空間光変調される。空間光変調された光は、フーリエ変換手段でフーリエ変換され、フーリエ変換された光が画像形成用の仮想面に順次照射されて、光源に応じた複数の光が仮想面上で重畳されることで立体画像が映し出される。そして、第1偏光手段により、隣り合う複数の光源のうちの一方の光源から照射される光の偏光方向と他方の光源から照射される光の偏光方向とが異なるように構成されているので、それら偏光方向に応じて設定された第2偏光手段を用いることによって、一方の光源からの光は、該一方の光源に対応した偏光エリアを透過して対応する対応領域に照射されるが、該偏光エリアに隣接する偏光エリア(例えば、他方の光源に対応した偏光エリア)では遮光される。同じく、他方の光源からの光は、該他方の光源に対応した偏光エリアを透過して対応する領域に照射されるが、該偏光エリアに隣接する偏光エリア(例えば、一方の偏光エリアに対応した偏光エリア)では遮光される。従って、各光源からの光のうち、再生したい像となる1次回折光が該光源に対応する偏光エリアを透過して仮想面の対応領域へ照射されるが、この1次回折光と隣り合う他の回折光が隣り合う他の偏光エリアで遮光されるので、1次回折光に隣り合う他の回折光が仮想面上で重畳されることがない。よって、再生される像が不鮮明になることを抑制することができる。 According to the above configuration, the light of the light source that is sequentially turned on by switching is spatially light-modulated by the spatial light modulator. Spatial light-modulated light is Fourier-transformed by a Fourier transform means, and the Fourier-transformed light is sequentially applied to a virtual surface for image formation, and a plurality of lights corresponding to a light source are superimposed on the virtual surface. A stereoscopic image is projected with. Then, the first polarizing means is configured so that the polarization direction of the light emitted from one of the plurality of adjacent light sources and the polarization direction of the light emitted from the other light source are different. By using the second polarization means set according to the polarization direction, the light from one light source is transmitted through the polarization area corresponding to the one light source and irradiated to the corresponding corresponding region. The polarization area adjacent to the polarization area (for example, the polarization area corresponding to the other light source) is shielded from light. Similarly, light from the other light source passes through the polarization area corresponding to the other light source and irradiates the corresponding region, but corresponds to the polarization area adjacent to the polarization area (for example, one polarization area). It is shielded from light in the polarized area). Therefore, of the light from each light source, the first-order diffracted light that is the image to be reproduced passes through the polarization area corresponding to the light source and irradiates the corresponding area of the virtual surface, but other light adjacent to this first-order diffracted light. Since the diffracted light is blocked by other adjacent polarizing areas, the other diffracted light adjacent to the primary diffracted light is not superimposed on the virtual surface. Therefore, it is possible to prevent the reproduced image from becoming unclear.

また、本発明のホログラフィ表示装置は、前記一方の光源から照射される光の偏光方向と、前記他方の光源から照射される光の偏光方向とが、90度異なっているとともに、前記隣り合う偏光エリアに設定されている偏光方向が、90度異なるように設定されていることが好ましい。 Further, in the holographic display device of the present invention, the polarization direction of the light emitted from the one light source and the polarization direction of the light emitted from the other light source are different by 90 degrees, and the adjacent polarized light is obtained. It is preferable that the polarization directions set in the area are set so as to be different by 90 degrees.

上記構成のように、一方の光源から照射される光の偏光方向と、他方の光源から照射される光の偏光方向とが、90度異なっているとともに、隣り合う偏光エリアに設定されている偏光方向が、90度異なるように設定されていることによって、仮想面に照射したくない光を確実に遮光し、仮想面に照射したい光を確実に透過することができる。 As in the above configuration, the polarization direction of the light emitted from one light source and the polarization direction of the light emitted from the other light source are different by 90 degrees, and the polarization set in the adjacent polarization areas. By setting the directions to be different by 90 degrees, it is possible to reliably block the light that the virtual surface does not want to irradiate, and to reliably transmit the light that the virtual surface wants to irradiate.

また、本発明のホログラフィ表示装置は、前記複数の対応領域が、矩形状でかつ前記複数の光源が並ぶ方向に沿って隙間なく並んでいることが好ましい。 Further, in the holography display device of the present invention, it is preferable that the plurality of corresponding regions are rectangular and are arranged without gaps along the direction in which the plurality of light sources are arranged.

上記構成のように、複数の対応領域が、矩形状でかつ複数の光源が並ぶ方向に沿って隙間なく並んでいることによって、画像の一部が欠けるといったトラブルがない。 As in the above configuration, since the plurality of corresponding regions are rectangular and are arranged without gaps along the direction in which the plurality of light sources are arranged, there is no trouble that a part of the image is chipped.

本発明によれば、各偏光エリアは対応する光源の偏光方向の光を透過し、該偏光方向と異なる偏光方向の光を遮光するように構成されている偏光手段(又は第2偏光手段)を備えることによって、重畳して多重化した像を鮮明に映し出すことができるホログラフィ表示装置を提供することができる。 According to the present invention, each polarization area transmits light in the polarization direction of the corresponding light source, and a polarization means (or second polarization means) configured to block light in a polarization direction different from the polarization direction. By providing the device, it is possible to provide a holographic display device capable of clearly projecting superimposed and multiplexed images.

(a)は本発明のホログラフィ表示装置の概略図、(b)は図1(a)の装置にて表示されるフーリエ変換像の表示状態を示す説明図である。(A) is a schematic view of the holography display device of the present invention, and (b) is an explanatory view showing a display state of a Fourier transform image displayed by the device of FIG. 1 (a). 第2の実施形態のホログラフィ表示装置の概略図である。It is the schematic of the holography display device of the 2nd Embodiment. (a)〜(h)は他の実施形態を示し、(a)は上下2段に配置した合計6個の光源の偏光方向を示す正面図、(b)は図3(a)の光源から照射されてフーリエレンズでフーリエ変換された光を偏光するための偏光マスクの正面図、(c)は、図3(a)の上段の光源に対して下段の光源を水平方向に一つずらした状態の6個の光源の偏光方向を示す正面図、(d)は図3(c)の光源から照射されてフーリエレンズでフーリエ変換された光を偏光するための偏光マスクの正面図、(e)は図3(a)の光源の偏光方向を45度傾けた状態を示す正面図、(f)は、図3(e)の光源から照射されてフーリエレンズでフーリエ変換された光を偏光するための偏光マスクの正面図、(g)は上段側ほど個数が少なくなるように配置した15個の光源の偏光方向を示す正面図、(h)は図3(g)の光源から照射されてフーリエレンズでフーリエ変換された光を偏光するための偏光マスクの正面図である。(A) to (h) show other embodiments, (a) is a front view showing the polarization directions of a total of six light sources arranged in two upper and lower stages, and (b) is from the light source of FIG. 3 (a). The front view of the polarization mask for polarizing the irradiated and Fourier-transformed light by the Fourier lens, (c) shows that the lower light source is shifted by one in the horizontal direction with respect to the upper light source of FIG. 3 (a). A front view showing the polarization directions of the six light sources in the state, (d) is a front view of a polarization mask for polarizing the light emitted from the light source of FIG. 3 (c) and Fourier transformed by the Fourier lens, (e). ) Is a front view showing a state in which the polarization direction of the light source of FIG. 3A is tilted by 45 degrees, and FIG. 3F is a polarization of light irradiated from the light source of FIG. 3E and transformed by a Fourier lens. The front view of the polarization mask for the purpose, (g) is a front view showing the polarization directions of 15 light sources arranged so that the number is smaller toward the upper side, and (h) is irradiated from the light source of FIG. 3 (g). It is a front view of the polarization mask for polarized light which was Fourier transformed by a Fourier lens. (a)は従来のホログラフィ表示装置の概略図、(b)は図4(a)の装置にて表示されるフーリエ変換像の表示状態を示す説明図である。(A) is a schematic view of a conventional holography display device, and (b) is an explanatory diagram showing a display state of a Fourier transform image displayed by the device of FIG. 4 (a).

図1(a)は、本発明のスイッチング方式時分割ホログラフィ表示装置1(以下においてホログラフィ表示装置1という)の概略図を示している。このホログラフィ表示装置1は、x軸上に等間隔を置いて配置された4個のスイッチング可能なLD(レーザーダイオード)光源LD1,LD2,LD3,LD4と、LD光源LD1,LD2,LD3,LD4からの光を平行光にするためのコリメータレンズと、コリメータレンズからの光を空間光変調する空間光変調器であるSLM(Spatial Light Modulator)と、SLMからの光をフーリエ変換するフーリエレンズと、フーリエレンズでフーリエ変換された光を照射して立体画像を形成すべく各LD光源LD1又はLD2又はLD3又はLD4に対応して複数(4つ)設けられた対応領域(図示していないが、後述する4つの偏光エリアに対応する第1対応領域〜第4対応領域)を有する画像形成用の仮想面(図1(a)のフーリエ面に相当する)と、を備えている。前記のように、4個のLD光源LD1,LD2,LD3,LD4をx軸方向(水平方向)に等間隔で互いに隣り合うように設けているので、多重化数が、x軸方向(水平方向)M=4でy軸(垂直)方向N=1となっている。尚、LD光源LD1〜LD4からコリメータレンズまでの距離及びコリメータレンズからSLMまでの距離をfとし、SLMからフーリエレンズまでの距離及びフーリエレンズからフーリエ面までの距離をfとしている。 FIG. 1A shows a schematic view of a switching type time-division holography display device 1 (hereinafter referred to as a holography display device 1) of the present invention. The holography display device 1 is composed of four switchable LD (laser diode) light sources LD1, LD2, LD3, LD4 arranged at equal intervals on the x-axis and LD light sources LD1, LD2, LD3, LD4. A collimator lens for converting the light from the collimator lens into parallel light, an SLM (Spatial Light Modulator) that is a spatial light modulator that spatially modulates the light from the collimator lens, a Fourier lens that Fourier-converts the light from the SLM, and Fourier. A plurality (4) corresponding regions (not shown, but will be described later) are provided corresponding to each LD light source LD1 or LD2 or LD3 or LD4 in order to irradiate the Fourier-transformed light with a lens to form a stereoscopic image. It includes a virtual surface for image formation (corresponding to the Fourier plane of FIG. 1A) having a first corresponding region to a fourth corresponding region corresponding to four polarization areas. As described above, since the four LD light sources LD1, LD2, LD3, and LD4 are provided so as to be adjacent to each other at equal intervals in the x-axis direction (horizontal direction), the number of multiplexings is in the x-axis direction (horizontal direction). ) M = 4 and the y-axis (vertical) direction N = 1. The distance from the LD light sources LD1 to LD4 to the collimator lens and the distance from the collimator lens to the SLM are f C, and the distance from the SLM to the Fourier lens and the distance from the Fourier lens to the Fourier surface are f 1 .

光源としては、輝度が高く指向性の高い光を発するLD光源の他、所定範囲を照射するLED光源を用いることができる。図示していないが、LD光源LD1,LD2,LD3,LD4のうちの瞬間的に1つのLD光源のみが点灯するように、各LD光源LD1又はLD2又はLD3又はLD4をスイッチングするスイッチング電源装置を備えている。これらLD光源LD1,LD2,LD3,LD4を点灯させる順番は、どのような順番でも構わない。 As the light source, an LD light source that emits light having high brightness and high directivity, or an LED light source that irradiates a predetermined range can be used. Although not shown, a switching power supply device for switching each LD light source LD1 or LD2 or LD3 or LD4 is provided so that only one LD light source of the LD light sources LD1, LD2, LD3, LD4 is turned on instantaneously. ing. The order in which these LD light sources LD1, LD2, LD3, and LD4 are turned on may be any order.

前記のようにフーリエ変換された光を前記仮想面に照射するように透過する、又は照射しないように遮光するように構成された偏光手段である偏光マスクをフーリエ面(仮想面)に配置している。この偏光マスクの各偏光エリアは、対応するLD光源の偏光方向の光を透過し、かつ、該偏光方向と異なる偏光方向の光を遮光するように構成されている。 A polarizing mask, which is a polarizing means configured to transmit the Fourier-transformed light as described above so as to irradiate the virtual surface or to block light so as not to irradiate the virtual surface, is arranged on the Fourier surface (virtual surface). There is. Each polarization area of the polarization mask is configured to transmit light in the polarization direction of the corresponding LD light source and to block light in a polarization direction different from the polarization direction.

4個のLD光源LD1,LD2,LD3,LD4の偏光方向が、それぞれ設定されている。具体的には、図面視においてx軸(水平)方向右端に位置する第1LD光源LD1の偏光方向が水平(x軸)方向である。また、図面視においてx軸(水平)方向右端から2番目の第2LD光源LD2の偏光方向が水平方向と90度角度が異なる(水平方向と直交する)垂直(y軸)方向である。また、図面視においてx軸(水平)方向右端から3番目に位置する第3LD光源LD3の偏光方向が水平(x軸)方向である。また、図面視においてx軸(水平)方向右端から4番目に位置する第4LD光源LD4の偏光方向が水平方向と90度角度が異なる(水平方向と直交する)垂直(y軸)方向である。このようにx軸(水平)方向で隣り合うLD光源LD1とLD2又はLD2とLD3又はLD3とLD4の偏光方向が90度異なるように設定されている。 The polarization directions of the four LD light sources LD1, LD2, LD3, and LD4 are set respectively. Specifically, the polarization direction of the first LD light source LD1 located at the right end in the x-axis (horizontal) direction in the drawing is the horizontal (x-axis) direction. Further, in the drawing view, the polarization direction of the second LD light source LD2, which is the second from the right end in the x-axis (horizontal) direction, is the vertical (y-axis) direction in which the angle is 90 degrees different from the horizontal direction (orthogonal to the horizontal direction). Further, the polarization direction of the third LD light source LD3 located third from the right end in the x-axis (horizontal) direction in the drawing is the horizontal (x-axis) direction. Further, the polarization direction of the fourth LD light source LD4 located fourth from the right end in the x-axis (horizontal) direction in the drawing view is the vertical (y-axis) direction in which the angle is 90 degrees different from the horizontal direction (orthogonal to the horizontal direction). In this way, the polarization directions of the LD light sources LD1 and LD2 or LD2 and LD3 or LD3 and LD4 that are adjacent to each other in the x-axis (horizontal) direction are set to be different by 90 degrees.

偏光マスクは、各LD光源LD1又はLD2又はLD3又はLD4からフーリエレンズを介して照射される領域に対応する大きさの矩形状(図1(a)では横長となる長方形状)に構成された4個の偏光エリア11,12,13,14が、x軸(水平)方向に隙間なく並んで構成されている。これら4個の偏光エリア11,12,13,14の偏光方向が、互いに隣り合う偏光エリアで90度異なる向きに設定されている。従って、偏光マスクの各偏光エリアによって、特定方向に振動する直線偏光を透過し、特定方向に対して90度異なる方向に振動する直線偏光を遮光するように構成されている。 The polarizing mask is formed in a rectangular shape (horizontally elongated rectangular shape in FIG. 1A) having a size corresponding to a region irradiated from each LD light source LD1 or LD2 or LD3 or LD4 via a Fourier lens. The polarization areas 11, 12, 13, and 14 are arranged side by side in the x-axis (horizontal) direction without any gaps. The polarization directions of these four polarization areas 11, 12, 13, and 14 are set to be 90 degrees different in the polarization areas adjacent to each other. Therefore, each polarization area of the polarization mask is configured to transmit linearly polarized light vibrating in a specific direction and to block linearly polarized light vibrating in a direction 90 degrees different from the specific direction.

図1(a)では、4個の偏光エリア11,12,13,14のうちの図面視においてx軸方向左端の位置#1の第1偏光エリア11に、点灯されたLD光源LD1から照射された光がコリメータレンズ、SLM、フーリエレンズを介して照射された状態を示している。この光は、再生したい像となる1次回折光であり、第1偏光エリア11の偏光方向がLD光源LD1の偏光方向と同じ水平方向であるため、1次回折光は、第1偏光エリア11を透過してフーリエ面の対応領域(第1対応領域)に照射される。また、第1偏光エリア11のx軸方向右隣りの位置#2の第2偏光エリア12に、2次回折光が照射されるが、LD光源LD1の偏光方向が水平方向に対して第2偏光エリア12の偏光方向が垂直方向(異なる方向)になっているため、2次回折光が第2偏光エリア12で遮光される。また、第2偏光エリア12のx軸方向右隣りの第3偏光エリア13に、3次回折光が照射され、第3偏光エリア13の偏光方向がLD光源LD1の偏光方向と同じ水平方向であるため、3次回折光は、第3偏光エリア13を透過してフーリエ面の対応領域(第3対応領域)に照射されるが、この3次回折光は、1次回折光が照射される第1偏光エリア11と隣り合う第2偏光エリア12に照射される回折光(ここでは2次回折光)よりも光強度が弱いため、1次回折光に3次回折光が重畳されても、再生される像が不鮮明になることがなく、問題にならない。また、第3偏光エリア13のx軸方向右隣りの第4偏光エリア14に、4次回折光が照射されるが、LD光源LD1の偏光方向が水平方向に対して第4偏光エリア14の偏光方向が垂直方向(異なる方向)になっているため、4次回折光が第4偏光エリア14で遮光される。 In FIG. 1A, the first polarized area 11 at the leftmost position # 1 in the x-axis direction in the drawing view of the four polarized areas 11, 12, 13, and 14 is irradiated from the lit LD light source LD1. It shows the state in which the emitted light is emitted through the collimator lens, SLM, and Fourier lens. This light is the first-order diffracted light that becomes the image to be reproduced, and since the polarization direction of the first polarization area 11 is the same horizontal direction as the polarization direction of the LD light source LD1, the first-order diffracted light passes through the first polarization area 11. Then, the corresponding region (first corresponding region) of the Fourier plane is irradiated. Further, the second polarized light is irradiated to the second polarized area 12 at the position # 2 on the right side of the first polarized area 11 in the x-axis direction, but the polarization direction of the LD light source LD1 is the second polarized area with respect to the horizontal direction. Since the polarization direction of the 12 is a vertical direction (different direction), the second-order diffracted light is blocked by the second polarization area 12. Further, since the third polarization area 13 on the right side of the second polarization area 12 in the x-axis direction is irradiated with the third-order polarized light, the polarization direction of the third polarization area 13 is the same horizontal direction as the polarization direction of the LD light source LD1. The third-order diffracted light passes through the third polarization area 13 and is irradiated to the corresponding region (third corresponding region) of the Fourier plane, and the third-order diffracted light is the first polarized area 11 to which the first-order diffracted light is irradiated. Since the light intensity is weaker than the diffracted light (here, the second-order diffracted light) irradiated to the second polarization area 12 adjacent to the first-order polarized light, even if the third-order diffracted light is superimposed on the first-order diffracted light, the reproduced image becomes unclear. There is no problem. Further, the fourth polarized light is irradiated to the fourth polarized area 14 on the right side of the third polarized area 13 in the x-axis direction, but the polarization direction of the LD light source LD1 is the polarization direction of the fourth polarized area 14 with respect to the horizontal direction. Is in the vertical direction (different directions), so that the fourth-order diffracted light is blocked by the fourth polarization area 14.

次に、偏光方向が垂直方向となるLD光源LD2を点灯すると、点灯されたLD光源LD2から照射された光がコリメータレンズ、SLM、フーリエレンズを介して図面視においてx軸方向左端の右隣りの位置#2の第2偏光エリア12に再生したい像となる1次回折光が照射され、第2偏光エリア12の偏光方向がLD光源LD2の偏光方向と同じ垂直方向であるため、1次回折光は、第2偏光エリア12を透過してフーリエ面の対応領域(第2対応領域)に照射される。この第2偏光エリア12の両隣りとなる第1偏光エリア11及び第3偏光エリア13に−1次回折光及び2次回折光が照射されるが、LD光源LD2の偏光方向が垂直方向に対して第1偏光エリア11及び第3偏光エリア13の偏光方向が水平方向(異なる方向)になっているため、−1次回折光及び2次回折光が第1偏光エリア11及び第3偏光エリア13で遮光される。また、図面視においてx軸方向右端の位置#4の第4偏光エリア14に3次回折光が照射されるが、この3次回折光は、1次回折光が照射される第2偏光エリア12と隣り合う第1偏光エリア11及び第3偏光エリア13に照射される回折光(ここでは−1次回折光及び2次回折光)よりも光強度が弱いため、1次回折光に3次回折光が重畳されても、再生される像が不鮮明になることがなく、問題にならない。 Next, when the LD light source LD2 whose polarization direction is the vertical direction is turned on, the light emitted from the turned on LD light source LD2 passes through the collimator lens, SLM, and Fourier lens to the right of the left end in the x-axis direction in the drawing view. Since the second polarization area 12 at position # 2 is irradiated with the primary diffraction light that is the image to be reproduced, and the polarization direction of the second polarization area 12 is the same as the polarization direction of the LD light source LD2, the primary diffraction light is It passes through the second polarization area 12 and irradiates the corresponding region (second corresponding region) of the Fourier plane. The first polarized light area 11 and the third polarized light area 13 adjacent to the second polarized light area 12 are irradiated with the -1st polarized light and the 2nd polarized light, but the polarization direction of the LD light source LD2 is second with respect to the vertical direction. Since the polarization directions of the first polarization area 11 and the third polarization area 13 are horizontal (different directions), the first-order and second-order diffraction light are shielded from light in the first polarization area 11 and the third polarization area 13. .. Further, in the drawing view, the fourth polarized light at the position # 4 at the right end in the x-axis direction is irradiated with the third-order diffracted light, and the third-order diffracted light is adjacent to the second polarized light area 12 to which the first-order diffracted light is irradiated. Since the light intensity is weaker than the diffracted light (here, the -1st-order diffracted light and the 2nd-order diffracted light) irradiated to the 1st and 3rd polarized light areas 11, even if the 3rd-order diffracted light is superimposed on the 1st-order diffracted light, The reproduced image does not become blurry and does not matter.

次に、偏光方向が水平方向となるLD光源LD3を点灯すると、点灯されたLD光源LD3から照射された光がコリメータレンズ、SLM、フーリエレンズを介して図面視においてx軸方向左端から3番目の位置#3の第3偏光エリア13に再生したい像となる1次回折光が照射され、第3偏光エリア13の偏光方向がLD光源LD3の偏光方向と同じ水平方向であるため、1次回折光は、第3偏光エリア13を透過してフーリエ面の対応領域(第3対応領域)に照射される。この第3偏光エリア13の両隣りとなる第2偏光エリア12及び第4偏光エリア14に−1次回折光及び2次回折光が照射されるが、LD光源LD2の偏光方向が水平方向に対して第2偏光エリア12及び第4偏光エリア14の偏光方向が垂直方向(異なる方向)になっているため、−1次回折光及び2次回折光が第2偏光エリア12及び第4偏光エリア14で遮光される。また、図面視においてx軸方向左端の位置#1の第1偏光エリア11に−2次回折光が照射されるが、この−2次回折光は、1次回折光が照射される第3偏光エリア13と隣り合う第2偏光エリア12及び第4偏光エリア14に照射される回折光(ここでは−1次回折光及び2次回折光)よりも光強度が弱いため、1次回折光に−2次回折光が重畳されても、再生される像が不鮮明になることがなく、問題にならない。 Next, when the LD light source LD3 whose polarization direction is the horizontal direction is turned on, the light emitted from the turned on LD light source LD3 is the third from the left end in the x-axis direction in the drawing view via the collimator lens, SLM, and Fourier lens. Since the third polarization area 13 at position # 3 is irradiated with the primary diffraction light that is the image to be reproduced and the polarization direction of the third polarization area 13 is the same horizontal direction as the polarization direction of the LD light source LD3, the primary diffraction light is It passes through the third polarization area 13 and is irradiated to the corresponding region (third corresponding region) of the Fourier plane. The second polarized light area 12 and the fourth polarized light area 14 adjacent to each other of the third polarized light area 13 are irradiated with the -1st polarized light and the 2nd polarized light, but the polarization direction of the LD light source LD2 is the second with respect to the horizontal direction. Since the polarization directions of the second polarization area 12 and the fourth polarization area 14 are vertical directions (different directions), the first-order and second-order diffraction light are shielded by the second polarization area 12 and the fourth polarization area 14. .. Further, in the drawing view, the second polarized light is irradiated to the first polarized light area 11 at the left end position # 1 in the x-axis direction, and the second polarized light is the third polarized light area 13 to which the first polarized light is irradiated. Since the light intensity is weaker than the diffracted light (here, the -1st-order diffracted light and the 2nd-order diffracted light) radiated to the adjacent 2nd and 4th polarized light areas 12, the 2nd-order diffracted light is superimposed on the 1st-order diffracted light. However, the reproduced image is not blurred and does not matter.

次に、LD光源LD4を点灯すると、点灯されたLD光源LD4から照射された光がコリメータレンズ、SLM、フーリエレンズを介して図面視においてx軸方向右端の位置#4の第4偏光エリア14に再生したい像となる1次回折光が照射され、第4偏光エリア14の偏光方向がLD光源LD3の偏光方向と同じ垂直方向であるため、1次回折光は、第4偏光エリア14を透過してフーリエ面の対応領域(第4対応領域)に照射される。また、第4偏光エリア14のx軸方向左隣りの位置#3の第3偏光エリア13に、−1次回折光が照射されるが、LD光源LD4の偏光方向が垂直方向に対して第3偏光エリア13の偏光方向が水平方向(異なる方向)になっているため、−1次回折光が第3偏光エリア13で遮光される。また、第3偏光エリア13の左隣りの第2偏光エリア12に、−2次回折光が照射され、第2偏光エリア12の偏光方向がLD光源LD4の偏光方向と同じ垂直方向であるため、−2次回折光は、第2偏光エリア12を透過してフーリエ面の対応領域(第2対応領域)に照射されるが、この−2次回折光は、1次回折光が照射される第4偏光エリア14と隣り合う第3偏光エリア13に照射される回折光(ここでは−1次回折光)よりも光強度が弱いため、1次回折光に−2次回折光が重畳されても、再生される像が不鮮明になることがなく、問題にならない。また、第2偏光エリア12のx軸方向左隣りの第1偏光エリア11に、−3次回折光が照射されるが、LD光源LD4の偏光方向が垂直方向に対して第1偏光エリア11の偏光方向が水平方向(異なる方向)になっているため、−3次回折光が第1偏光エリア11で遮光される。 Next, when the LD light source LD4 is turned on, the light emitted from the turned on LD light source LD4 passes through the collimator lens, the SLM, and the Fourier lens into the fourth polarization area 14 at the right end position # 4 in the x-axis direction in the drawing view. Since the primary diffracted light that is the image to be reproduced is irradiated and the polarization direction of the fourth polarization area 14 is the same as the polarization direction of the LD light source LD3, the first diffracted light passes through the fourth polarization area 14 and Fourier. The corresponding area of the surface (fourth corresponding area) is irradiated. Further, the third polarized light is irradiated to the third polarized area 13 at the position # 3 on the left side of the fourth polarized area 14 in the x-axis direction, but the polarization direction of the LD light source LD4 is the third polarized light with respect to the vertical direction. Since the polarization direction of the area 13 is the horizontal direction (different direction), the -1st-order diffracted light is blocked by the third polarization area 13. Further, since the second polarized light on the left side of the third polarized area 13 is irradiated with the secondary polarized light and the polarization direction of the second polarized area 12 is the same as the polarization direction of the LD light source LD4, − The second-order polarized light passes through the second polarization area 12 and is irradiated to the corresponding region (second corresponding region) of the Fourier plane, and the second-order diffracted light is the fourth polarized area 14 to which the first-order diffracted light is irradiated. Since the light intensity is weaker than the diffracted light (here, the -1st-order diffracted light) irradiated to the third polarized light area 13 adjacent to the first-order polarized light, the reproduced image is unclear even if the second-order diffracted light is superimposed on the first-order diffracted light. It doesn't become a problem. Further, the first polarized light area 11 on the left side in the x-axis direction of the second polarized light area 12 is irradiated with the third-order polarized light, but the polarization direction of the LD light source LD4 is the polarization of the first polarized light area 11 with respect to the vertical direction. Since the directions are horizontal (different directions), the third-order diffracted light is blocked by the first polarization area 11.

以上のように、各LD光源LD1又はLD2又はLD3又はLD4を順次点灯した時のフーリエ面に照射される光(像)の様子を図1(b)に示している。図1(b)では、1次回折光と隣り合う光(像)は遮光され、1次回折光から離れて照射される光強度の弱い光(像)、図では、−2次回折光と3次回折光とが照射されるが、これらの光が1次回折光に重畳されても、再生される像が不鮮明になることがなく、問題にならない。従って、フーリエ面に偏光マスクを設けることによって、隣り合う光(像が不鮮明となる光)を遮光することができるので、フーリエ面に順次照射される4つの光を重畳して多重化した像を鮮明に映し出すことができる。尚、フーリエ面からの光が照射されて像を形成するための像面は省略している。因みに、1次回折光以外の他の回折光を除去するために本発明の偏光マスクに代えて、高速液晶シャッターを用いる場合には、シャッターとして動作する有効エリアの周りに所定範囲の額縁が存在するという問題があり、特に多重化数を増大してより鮮明な像を映し出すようにする場合において致命的な欠点となり、使用できない。 As described above, FIG. 1 (b) shows the state of the light (image) irradiated on the Fourier surface when each LD light source LD1 or LD2 or LD3 or LD4 is sequentially turned on. In FIG. 1 (b), the light (image) adjacent to the first-order refracted light is shielded, and the light (image) having a weak light intensity emitted away from the first-order diffracted light, and in the figure, the second-order diffracted light and the third-order diffracted light. However, even if these lights are superimposed on the first-order diffracted light, the reproduced image does not become unclear, which is not a problem. Therefore, by providing a polarizing mask on the Fourier surface, adjacent light (light that makes the image unclear) can be shielded, so that four lights sequentially irradiated on the Fourier surface are superimposed and multiplexed. It can be projected clearly. The image plane for forming an image by irradiating the light from the Fourier plane is omitted. Incidentally, when a high-speed liquid crystal shutter is used instead of the polarizing mask of the present invention in order to remove diffracted light other than the primary diffracted light, a frame within a predetermined range exists around an effective area that operates as a shutter. This is a fatal drawback and cannot be used, especially when the number of multiplexings is increased so that a clearer image is projected.

尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

前記実施形態では、空間光変調器として液晶による透過型SLMを用いたが、これ以外に反射型液晶のLCOSや同じく反射型のDMD(Digital Micromirror Device)をSLMとして用いてもよい。このDMDは、集積回路上に200万個を超えるマイクロミラーを敷き詰めた構造になっていて、ミラー1枚が1ピクセルに相当する。このように構成されたDMDは、信号に合わせてミラーの傾きを変化させることで、入射光を変調する。 In the above embodiment, a transmissive SLM using a liquid crystal is used as the spatial light modulator, but in addition to this, a reflective liquid crystal LCOS or a reflective DMD (Digital Micromirror Device) may be used as the SLM. This DMD has a structure in which more than 2 million micromirrors are spread on an integrated circuit, and one mirror corresponds to one pixel. The DMD configured in this way modulates the incident light by changing the inclination of the mirror according to the signal.

また、前記実施形態では、光源として偏光方向が定まったものを用いたが、図2に示すように、4個のLD光源LD1〜LD4から照射される光を所望の方向に偏光するための第1偏光手段である第1偏光マスクをLD光源LD1〜LD4からコリメータレンズ側の位置に設けてもよい。この場合、フーリエ面に第2偏光手段である第2偏光マスクを設けることになる。各LD光源LD1又はLD2又はLD3又はLD4を点灯した時のフーリエ面に照射される光(像)の様子は、図1(b)と同様であるため、説明を省略する。また、図2においてフーリエ面の後方に設けたフーリエレンズ2で再度フーリエ変換することによって、像面15に映し出される像の水平方向視域角を拡大するようにしてもよい。尚、第2偏光マスクからフーリエレンズ2までの距離及びフーリエレンズ2から像面15までの距離をfとしている。説明しなかった他の構成は図1(a)と同一であり、説明を省略している。 Further, in the above-described embodiment, a light source having a fixed polarization direction is used, but as shown in FIG. 2, a first for polarizing the light emitted from the four LD light sources LD1 to LD4 in a desired direction. The first polarization mask, which is one polarization means, may be provided at a position on the collimator lens side from the LD light sources LD1 to LD4. In this case, a second polarization mask, which is a second polarization means, is provided on the Fourier plane. Since the state of the light (image) emitted to the Fourier surface when each LD light source LD1 or LD2 or LD3 or LD4 is turned on is the same as in FIG. 1B, the description thereof will be omitted. Further, the horizontal viewing area angle of the image projected on the image plane 15 may be enlarged by performing the Fourier transform again with the Fourier lens 2 provided behind the Fourier plane in FIG. The distance from the second polarizing mask to the Fourier lens 2 and the distance from the Fourier lens 2 to the image plane 15 are f 2 . Other configurations not described are the same as those in FIG. 1A, and the description is omitted.

また、前記実施形態では、光源を、水平方向の一方向に複数(具体的には4個であるが、2個又は3個あるいは5個以上でもよい)設けたが、上下方向に複数(2個以上)設けてもよいし、水平方向及び上下方向の両方向に複数(2個以上)設けてもよい。例えば、図3(a),(c),(e),(g)に4つの例を示している。図3(b),(d),(f),(h)は、図3(a),(c),(e),(g)の光源に対する偏光手段である偏光マスク20を示している。図3(a)では、光源を上下2段とし各段に3個の光源を配置して合計6個の光源21,22,23,24,25,26を配置している。これら光源21,22,23,24,25,26において水平方向及び上下方向で隣り合う光源の偏光方向が90度異なる構成になっている。例えば図面視において右端の上下に配置された光源21,24のうちの上側の光源21の偏光方向が水平(図では左右)方向に対して下側の光源24の偏光方向が垂直(図では上下)方向になっている。図3(b)の偏光マスク20を構成する各偏光エリアの配置は、図3(a)の光源と同じ配置であるが、偏光エリアの位置は、対応する光源の位置に対して左右対称かつ上下対称に逆転した位置となるため、結果的に偏光方向が90度異なる方向に設定されている。また、図3(c)では、下側の光源24,25,26を上側の光源21,22,23に対して図面視において左側に光源一個分だけ位置ずれさせた状態を示している。この配置では、左右対称かつ上下対称に逆転すると同じ位置になるため、図3(d)の偏光マスク20は、図3(c)の光源と同じ配置にし、かつ、偏光方向も同一に設定されている。また、図3(e)では、光源の配置は、図3(a)と同じとし、偏光方向を垂直方向に対して45度傾いた偏光方向に設定している。図3(f)の偏光マスク20は、図3(e)の光源の配置を左右対称かつ上限対象に逆転させ、結果的に光源と同じ配置であるが、偏光方向は90度異なる方向に設定されている。また、図3(g)では、上段に3個の光源21,22,23を配置し、中段に5個の光源24〜28を配置し、下段に7個の光源29〜35を配置して下段側ほど光源の個数が多くなる台形(ピラミッド型でもよい)に構成されている。図3(h)の偏光マスク20では、光源の配置が左右対称なため、図3(g)の光源と上下のみが逆転した状態に設定されている。 Further, in the above embodiment, a plurality of light sources are provided in one horizontal direction (specifically, four, but may be two, three, or five or more), but a plurality (2) in the vertical direction. (More than one) may be provided, or a plurality (two or more) may be provided in both the horizontal direction and the vertical direction. For example, FIGS. 3 (a), (c), (e), and (g) show four examples. 3 (b), (d), (f), and (h) show a polarizing mask 20 which is a polarizing means for the light source of FIGS. 3 (a), (c), (e), and (g). .. In FIG. 3A, the light sources are arranged in two upper and lower stages, three light sources are arranged in each stage, and a total of six light sources 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are arranged. In these light sources 21, 22, 23, 24, 25, and 26, the polarization directions of adjacent light sources in the horizontal direction and the vertical direction are different by 90 degrees. For example, in the drawing, the polarization direction of the upper light source 21 among the light sources 21 and 24 arranged above and below the right end is horizontal (left and right in the figure), and the polarization direction of the lower light source 24 is perpendicular (up and down in the figure). ) It is in the direction. The arrangement of the polarization areas constituting the polarization mask 20 of FIG. 3B is the same as that of the light source of FIG. 3A, but the positions of the polarization areas are symmetrical with respect to the positions of the corresponding light sources. Since the positions are vertically reversed, the polarization directions are set to different directions by 90 degrees as a result. Further, FIG. 3C shows a state in which the lower light sources 24, 25, and 26 are displaced from the upper light sources 21, 22, and 23 by one light source on the left side in the drawing. In this arrangement, the polarization mask 20 in FIG. 3D is arranged in the same arrangement as the light source in FIG. 3C and the polarization direction is also set in the same position because the positions are the same when the positions are symmetrically reversed horizontally and vertically. ing. Further, in FIG. 3E, the arrangement of the light sources is the same as that in FIG. 3A, and the polarization direction is set to the polarization direction inclined by 45 degrees with respect to the vertical direction. The polarization mask 20 of FIG. 3 (f) reverses the arrangement of the light source of FIG. 3 (e) symmetrically and to the upper limit object, and as a result, has the same arrangement as the light source, but the polarization direction is set to a direction different by 90 degrees. Has been done. Further, in FIG. 3 (g), three light sources 21, 22, 23 are arranged in the upper stage, five light sources 24 to 28 are arranged in the middle stage, and seven light sources 29 to 35 are arranged in the lower stage. It is configured in a trapezoidal shape (may be a pyramid type) in which the number of light sources increases toward the lower side. In the polarizing mask 20 of FIG. 3 (h), since the arrangement of the light sources is symmetrical, only the light source of FIG. 3 (g) and the top and bottom are set to be reversed.

1…ホログラフィ表示装置、11,12,13,14…偏光エリア、15…像面、20…偏光マスク(偏光手段)、21〜35…光源、LD1〜LD4…LD光源 1 ... Holography display device, 11, 12, 13, 14 ... Polarized area, 15 ... Image plane, 20 ... Polarized mask (polarizing means), 21-35 ... Light source, LD1 to LD4 ... LD light source

Claims (4)

スイッチング可能で、かつ、隣り合う一方の光源と他方の光源とを含み、前記一方の光源から照射される光の偏光方向と前記他方の光源から照射される光の偏光方向とが異なるように配列された複数の光源と、該複数の光源を順次スイッチングすることにより発光する光を空間光変調する空間光変調器と、該空間光変調器で空間光変調された光をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段でフーリエ変換された光を照射して立体画像を形成すべく前記各光源に対応して複数設けられた対応領域を有する画像形成用の仮想面と、を備え、
前記フーリエ変換された光を前記仮想面に照射するように透過する、又は照射しないように遮光するように構成された偏光手段であって、前記各光源に対応して複数設けられた偏光エリアを備え、該各偏光エリアは、対応する光源の偏光方向の光を透過し、かつ、該偏光方向と異なる偏光方向の光を遮光するように構成されている偏光手段を備えていることを特徴とするホログラフィ表示装置。
Switching possible, and, in one of the light sources and the other adjacent and a light source, the one of the light irradiated to the polarization direction of the light emitted from the light source from the other light source polarization direction is different so arranged A plurality of light sources, a spatial light modulator that spatially photomodulates the light emitted by sequentially switching the plurality of light sources, and a Fourier conversion means that Fourier transforms the spatially light-modulated light by the spatial light modulator. And a virtual surface for image formation having a plurality of corresponding regions provided corresponding to each of the light sources in order to irradiate the light Fourier-transformed by the Fourier transform means to form a stereoscopic image.
Transmitted through the Fourier transform light to illuminate the virtual surface, or a configured polarizing means so as to shield so as not irradiated, polarization area provided multiple corresponding to each light source Each of the polarization areas is provided with a polarization means configured to transmit light in the polarization direction of the corresponding light source and to block light in a polarization direction different from the polarization direction. Holography display device.
互いに隣り合うように配置されたスイッチング可能な複数の光源と、該複数の光源を順次スイッチングすることにより発光する光を空間光変調する空間光変調器と、該空間光変調器で空間光変調された光をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段でフーリエ変換された光を照射して立体画像を形成すべく前記各光源に対応して複数設けられた対応領域を有する画像形成用の仮想面と、前記隣り合う複数の光源のうちの一方の光源から照射される光の偏光方向と他方の光源から照射される光の偏光方向とが異なるように該複数の光源からの光を偏光する第1偏光手段と、を備え、
前記フーリエ変換された光を前記仮想面に照射するように透過する、又は照射しないように遮光するように構成された偏光手段であって、前記各光源に対応して複数設けられた偏光エリアを備え、該各偏光エリアは、対応する光源の偏光方向の光を透過し、かつ、該偏光方向と異なる偏光方向の光を遮光するように構成されている第2偏光手段を備えていることを特徴とするホログラフィ表示装置。
A plurality of switchable light sources arranged so as to be adjacent to each other, a spatial light modulator that spatially photomodulates the light emitted by sequentially switching the plurality of light sources, and a spatial light modulator that spatially photomodulates the light. For image formation having a Fourier conversion means for Fourier-converting the light and a plurality of corresponding regions provided corresponding to each light source in order to irradiate the light Fourier-converted by the Fourier conversion means to form a stereoscopic image. The light from the plurality of light sources is polarized so that the polarization direction of the light emitted from one of the plurality of adjacent light sources and the polarization direction of the light emitted from the other light source are different from the virtual surface. With a first light source,
Transmitted through the Fourier transform light to illuminate the virtual surface, or a configured polarizing means so as to shield so as not irradiated, polarization area provided multiple corresponding to each light source Each of the polarization areas is provided with a second polarization means configured to transmit light in the polarization direction of the corresponding light source and to block light in a polarization direction different from the polarization direction. A holographic display device characterized by.
前記一方の光源から照射される光の偏光方向と、前記他方の光源から照射される光の偏光方向とが、90度異なっているとともに、前記一方の光源に対応した偏光エリアと前記他方の光源に対応した偏光エリアとに設定されている偏光方向が、90度異なるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のホログラフィ表示装置。 The polarization direction of the light emitted from the one light source and the polarization direction of the light emitted from the other light source are different by 90 degrees, and the polarization area corresponding to the one light source and the other light source. The holographic display device according to claim 1 or 2, wherein the polarization directions set in the polarization area corresponding to the above are set to be different by 90 degrees. 前記複数の対応領域が、矩形状でかつ前記複数の光源が並ぶ方向に沿って隙間なく並んでいることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のホログラフィ表示装置。 The holography display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of corresponding regions are rectangular and are arranged without gaps along the direction in which the plurality of light sources are arranged.
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