JPH03150534A - 立体像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 立体像表示装置に関し、 ホログラムを作成する際の現像処理をなくすことができ
、ホログラム作成後りフルタイムで実時間の立体像をコ
ントラス１〜良く得ることを目的とし、 所定のレーザ光の照射により該照射部分の反射状態が変
化する光記録材料を右する記録媒体に、記録用のレーザ
光を入射して該記録媒体の所定のセグメント領域に光の
反射状態が変化する反射領域を作成する手段と、上記記
録媒体に再生用のレザ光を照射して上記反射領域の反射
状態に対応した物体波を再生する手段とよりなり、実り
間の立体像再生を可能にした像表示装置であって、上記
再生手段を、上記反射領域よりの回折光の光路内に配さ
れて、該回折光の強度をＡ線形的に増幅させる講線形光
学素ｒを設けて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明ｔま立体ｉａ示装置に関づる。

ホ【コグラノイの最大の特１？３は完全な立体像の記録
・再ｌｔが可能であることである。この技術を立体像デ
イスプレィの手段として使用することは、ホ０グラノイ
の本来の特徴を最もよく活かした利用払である。小ログ
ラノイを使っ１（ｆｔ体搬像デイスプレィボログラノイ
ツク・デイスプレィと呼ばれており、従来のレーザ光再
生を不要にした白色光再生ホログラムの開発と共に、記
録材料および現像処理技術の進歩と相俟って盛んになっ
ている。

〔従来の技術） 従来この種の立体像表示技術としては、例えば偏向ノイ
ルタを用いることによって立体感の諸要因のうちすべて
輻轢と両眼視差の二つの要因に訴えるもの、あるいはホ
ログラムを用いて前記二つの要因に加えて眼の焦点調節
にも矛盾のない立体感を与えることを可能にしたものが
ある１、シかし、偏向フィルタを用いるものでは眼が疲
れることに加え、立体感が不」分である。これに対して
、ホログラムを用いた立体表示で１３１、完全な０体像
を再１できる、極めて高い情報記録密麿を可能にづる、
コヒーレン１〜な光源が必要であるおにび高解像力材料
が必要である等の特徴を有し、特に完全な立体像が再生
できるという点で優れている。

〔発明が解決しようと覆る課題〕

しかしながら、このような従来のホログラムを用いた像
表示装回にあっては、ホログラムを作成するためにはレ
ーザ光の重なった空間内に銀塩フィルム等の高解像力の
感光材料をおぎ、レーザ光による露光を行ってＴ渉縞を
記録・現像・漂白処理する。ここで、現像等の処理があ
ることから連続してすぐには）γ仏像を再生することが
できず、実時間リアルタイムでの表示が困九であるとい
う問題点かあ・）た。

また、再りされた立体像の二１ントラストが十分でない
という問題点があった。

そこで本発明は、ホログラムを作成する際の現像処理を
なくすことができ、ホログラム作成後リアルタイムで実
時間の立体像を」ンＩ・ラスト良く得ることのできる立
体像表示装置を提供することをＩＡ的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成を示す。

図中、１は記録媒体であり、レーザ光の照射により反射
状態が変化する光記録材料がベース上に塗布されたもの
である。

この記録媒体１は、矢印Ａ方向に移動する。

２はホログラム描画手段であり、ＩＩＪ１１１回路３よ
りの制御信号によ・）で、」−ド情報ストア部４より選
択して送り出されたコード情報に応じて記録用レーザ光
５を記録媒体１のうち描画位置６に対向する部分を照射
する。これにＪ：す、光の反射状態が変化する反射領域
が作成され、ホログラムが描画される。

７は再生手段であり、再生用レーザ光源８．ポンプ光用
レーザ光源９．及び非線形光学素子１゜を有する。

非線形光字素Ｆ１０は反射領域よりの回折光１１の光路
中に配され、レーザ光源９よりのポンプ光１２を照射さ
れて励起されている。

１６は１２寮者である。

Ｃｆｉ用〕 記録媒体１は相変化）゛」光０ＦＩを有しており、描画
領域６では、光の反射状態が変化する反射領域（ホ【」
グラム）が、現像・漂白処理無しで形成される。

記録媒体１の矢印へ方向移動により、反射領域が再生４
０置１３に移されると、レーザ光ＩＡ８よりの再生レー
ザ光１４が反射領域を照射し、回折光１１が非線形光字
素Ｆ−１０を照射する。

非線形光字素Ｐ１０は励起されており、回折光１１の強
度を実線形的に増幅させる。回折光１１は、強度が増幅
された、強度増幅回折光１５と４Ｔる。

この結果、観察者１６に対して、ホログラム作成後、実
詩間で立体像が表示される。しかも、」ントラストの良
い立体像が表示される１゜〔実施例〕 第２図は本発明の一実施例を示ツ１．同図中、第１図に
示す構成部分と対応する部分には同一符号をイリす。

２０は記録円盤である。制御回路２５よりの制御信号に
基づいてモータ駆動回路２６によりモータ２７が駆動さ
れ、記録円盤２０は高速で回転され、史には所定角准回
転され、所定位置で停止される。

記録円盤２０は、相変化型記録材料の蒸着膜、例えばｒ
ｅＯＸにＧｅＳｎを加えた蒸着膜をプラスブック円盤上
に形成するものである。蒸着後、全体をゆっくり加熱・
冷却すると膜は書品質状態（例えば、光反射率３０％）
から微細結晶状態（例えば、光反射率１５％）に変わる
ので、これを未記録盤とする。記録のため光スボツ１〜
を照射するとその部分が急熱・急冷されて非晶質になり
、反射率が変わる。消去では、１〜ラツクｈ向に拡げた
細Ｑい光スポットを走査させ、トラックを体熱・徐冷し
て結晶状態に戻す。

記録円盤２０は、例えば６等分された６つの区画２１−
１〜２１−６を右する。

描画手段２は、対物レンズ２３等よりなる。１入射され
た記録用レーザ光２４を対物レンズ（あるいはホログラ
ムレンズでもよい）２３により絞って記録円盤２０の相
変化型記録材料（光記録材料）に照射する。すなわち、
レーザ光２４をスキャニングする際にレーザ光２４に変
調をか１ノで信号の有無を相変化型記録円盤２０に記録
する。

この記録方法として、ある設定条件の時に生じるであろ
う十渋縞のパターンを削粋して、その縞パターンを描い
て作る４算ホログラム（ＣＧＨ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇ
ｅｎｅｒａｔｅｄ　　！−１ｏｌｏｇｒａｍ）による手
法を用いる。この手法を用いれば、他の光学系ｒでは発
生さゼることが困難な任意形状の光波面でも原理的には
発生させることができる。

ＣＧ　Ｈのセルの作成は第３図で示される。第３図は、
第２図中−の区画２１−１を示し、図中矩形部は夫々細
かく分割された個々のセル（セグメント領域）３１〜３
４を示し、セル３２・〜３４にはレーデど−ム２４の走
査によりセル領域の反射領域となる窓（反射領域）３５
〜３７が０成される。

相変化型記録円盤２０の−の区画２１−１の水平り向の
サイズを×、垂直方向のサイズをｙとすると、セル３１
〜３４は次式■を満足する必要がある。

但し、Ａｌｌ１Ｏ：振幅 ψｍｎ：位相 ここで、ｐｍｎは窓３５〜３７のサイズのセル３１〜・
３４の横方向のずれ量であり、このＰＩＩｌｏによって
各セルの位相量を調整する。また、Ｗｍｎは第３図に示
すにうに窓３５〜３７の幅を人きくしたり小さくするこ
とでそのホログラムのその場所における反射率を変える
反射率変化間である。第０式を満足するときのホログラ
ム反射率波形「（ｘ、ｙ）は次式■で示される。

ｘ−（ｍ　−４Ｐ　ｌ１Ｉｎ）　　ｅ Ｔ（ｘ ｙ） 一ΣΣｒｅｃｔ　（ ＩＩｎ ０℃ 〕 Ｗ　ＩＩＩ　１１１！。

但し、Ｏ＜Ｃ＜１　　　（第３図参照）之：セグメント
の間隔 第４図はレーザスＶヤニングによるＣ　Ｇ　Ｈの作成方
法を示す図であり、例えば第３図に示すセル３１〜３４
の窓３５〜３７のところは第４図中Ｏ印で示すように近
似して変調をか【ノるようする１゜したがって、○印で
示す部分が反射領域となる。

なお、全体をなぞるようにスキャニングするようにして
もよい。

上記のように、ＣＧ　Ｉ−１は従来例のように現像等の
処理を必要とせずに、レーザ光２４を走査するだけで形
成される。

この後、記録円盤２０が゛Ｙ回転されて停止し、ＣＧ　
Ｈが作成された区画２１−１が再生位置１３に移される
。

第２図中、レーザ光源８よりの再生レーザ光１４が区画
２１−１を照射し、回折される。

回折光１１は、ＢＳＯ（ビス７ス・シリコンオキサイド
）光学素７’４０に入射する。

ここで、ＢＳＯ光学索ｆ−４０の特性について説明する
。

ＢＳＯ光学素Ｐ４０は、光の照射によって物質の屈折率
が変化するノオトリノラクテイブ効果を有する。

即ち、第５図に示すように、ＢＳＯ光学素ｆ４０中で二
本のビーム４１．４２を交差させると、干渉縞が位相格
ｆとして記録される。位相格ｒは入射波のブラッグ回折
を引き起こづ。回折波は入射波に重なり、その位相と強
度を変化させるから、干渉縞の変調度や位相が変化する
。その結果、位１ 相格ｆが古き換えられる。要するに、位相格子の書き込
みとそれによる回折が、ダイナミックに発展していく。

さて、通常のホログラム配録材料では、干渉縞と古き込
まれる位相格ｆは同位相である。この場合は、ビーム間
にエネルギーの移動は起きない。

ところが、ノオトリノラクテイブ結晶であるＢＳＯ光学
素子４０では、位相格ｒは干渉縞と位相がｆれて記録さ
れる。このため、２本のビー１１間の対称性がくずれ、
一方のビーム４２から他方のど一ム４１へエネルギーが
移動する。すなわち、−方のビーム４１のエネルギーが
増幅され、符号４３で示すエネルギーが増幅されたビー
ムとなって射出する。

ここで、増幅係数［は λＣＯＳθ で与えられる。

ここで、２θは結晶中における２ビームの交差角、φは
干渉縞と配録された位相格ｆとの位相ずれ、ｎはＢＳＯ
光学素子４０の屈折率、λはどム４１，４２の波長であ
る。

このＢＳＯ光学素′ｆ−４０の光学的特性を図で示すと
、第６図のようになる１、横軸を入射ビーム４１の強度
、ｇｔ軸を射出ビーム４３の強度とすると、線４４で示
すように、入射ビーム４１の強度がある閾値ａを越える
と、射出ビーム４３の強度は急峻に増大する。

第２図を再度参照するに、８ＳＯ光学素子４０には、回
折光１１で入射角θで入射する。また、レーザ光源９よ
りのポンプ光１２が入射角θでＢＳＯ光学索Ｆ４０を照
射しており、ＢＳＯ光学索ｔ！４０は励起されている。

なおポンプ光１２は、上記の再９−レーザ光１４と同一
のちのである。

また、回折光１１の強度は、第６図中閾値ａより人とな
っている。

このため、回折光１１はＢＳＯ光学素子４０を通ること
により強度が大幅に増幅され、回折光１１中のノイズ等
がカットオノされて強度が増幅された１す折光１５とな
る。

この回折光１５が立体像を再生する。。

このため、記録後直ちに再生が可能となり、実時間の立
体像を得ることができ、しかも明るく。

」ントラストが良＜、Ｓ／Ｎ比が良い立体像を得ること
が出来る。

この立体像の表示が終了した後に、区画２１−１を、ト
ラック方向に拡げた細長い光スポットを走査させ、各セ
ル３１−３４を体熱・徐冷することにより光記録材料は
元の結晶状態に戻り、Ｇ　Ｇ　Ｉ−１は澗去され、再度
別のＣＧＨを描画可能状態とされる。

また、−旦描画したＣＧＨの情報を変えたいときには、
逐次、１き換えビームでデータを変えていけばよい。

また、複＠　／Ｊ３次元のデータであり、計算に時間を
要する場合には、これを予めＲＯＭなどに収めておくと
、より高速化が可能となる。

なお、本実施例で番、１光記録材料として相変化型記録
材料を用いたが、相変化型記録材Ｆ１４に代えて光磁気
記録材料を用いるようにしてもよい。

また、光磁気型記録相別では一定り向に磁界をかけ／、
Ｔがら光磁気記録材料を基板に膜付することにより、こ
の記録膜の磁化の方向を揃えておく。

この膜にレーザ光スポットを照射して加熱すると、その
部分の磁化は周辺の作る磁界のため逆転する。

再りは、ｉ線輪光の弱いレーザ光スポットをトラックに
照射らで行う。反射光の偏光面は膜の磁化の方向によ−
）で回転する（カー（Ｋｅｒｒ）効果と呼ぶ）ので、反
射光の検光Ｆ（ｉ６線偏向板）に通し、その透過光強度
の変化によって偏光面が回転したことを知ることができ
る。

この場合は、レーザビームでＣＧＨを作成した後、再生
光を入射し、検光ｆで、カー効果により回転した光のみ
を取り出し、立体像を再ＩＵする。。

また、一方で書き込み用の光により消去しながら書き込
むようにする。

また、上記のＪ１線形光学素ｆとしてＢＳＯ結晶の他に
、ＧａＡＳ結晶、或はＢａ’ＴｉＯｘ結晶ヲ使用しうる
。

５ （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ホログラムを作
成する際の現像処理をなくＪことができ、ホログラム作
成後リアルタイムで実時間の立体像を得ることができる
。

しかも、非線形表示素ｒを使用することにより、これを
使用しない場合に比べて、明φく、コン］〜ラストの良
い立体像を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の一実施例になる立体像形成装置を示す
図、 第３図はそのＣＧＨのセルの作成方法を示す図、第４図
はそのレーブス１ｖニングによるＣ　Ｇ　ｌ−１のｎ成
り法を示す図、 第５図はＢＳＯ光学素子における２光波混合を説明する
図、 第６図はＢＳＯ光学素ｒの特性を示す図である。 　６ 図において、 １は記録媒体、 ２はホログラム描画手段、 ３は１ｌＪｔ［１回路、 ４は」−ド情報ストア部、 ５．２４は記録用レーザ光、 ６は描画位置、 ７は再生手段、 ８は再クー用レーザ光源、 ９はポンプ光用レーザ光源、 １０は′Ａ線形光学素ｆ、 １１は回折光、 １２はポンプ光、 １３は再生６７Ｍ１ １４は再生レーデ光、 １５は強りｍ増幅回折光、 １６は観察名、 ２０は記録円盤、 ２１−１〜２１−６は区画、 ２３はレンズ、 ２７は七−夕、 ３１〜３４はセグメント領域、 ３５〜３７は反射領域（窓）、 ４０はＢＳＯ光学素ｆ。 ４１．４２は入射ビーム、 ４３はエネルギが増幅された射出ビームを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定のレーザ光の照射により該照射部分の反射状態が変
   化する光記録材料を有する記録媒体（１、２０）に、記
   録用のレーザ光（５、２４）を入射して該記録媒体（１
   、２０）の所定のセグメント領域（３１）〜（３４）に
   光の反射状態が変化する反射領域（３５）〜（３７）を
   作成する手段（２）と、上記記録媒体に再生用のレーザ
   光を照射して上記反射領域の反射状態に対応した物体波
   を再生する手段（７）とよりなり、実時間の立体像再生
   を可能にした像表示装置であつて、 上記再生手段（７）を、上記反射領域よりの回折光の光
   路内に配されて、該回折光の強度を非線形的に増幅させ
   る非線形光学素子（１０、４０）を設けてなる構成とし
   たことを特徴とする立体像表示装置。