JPH06110370A - ホログラフィック・ステレオグラム - Google Patents

ホログラフィック・ステレオグラム

Info

Publication number
JPH06110370A
JPH06110370A JP25996592A JP25996592A JPH06110370A JP H06110370 A JPH06110370 A JP H06110370A JP 25996592 A JP25996592 A JP 25996592A JP 25996592 A JP25996592 A JP 25996592A JP H06110370 A JPH06110370 A JP H06110370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase distribution
holographic stereogram
phase
distance
distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP25996592A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3257834B2 (ja
Inventor
Akira Nakagawa
章 中川
Eiji Morimatsu
映史 森松
Makiko Konoshima
真喜子 此島
Kiichi Matsuda
喜一 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP25996592A priority Critical patent/JP3257834B2/ja
Publication of JPH06110370A publication Critical patent/JPH06110370A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3257834B2 publication Critical patent/JP3257834B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/268Holographic stereogram

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、要素ホログラムで構成され複数の
2次元画像を元に立体表示を行うホログラフィック・ス
テレオグラムに関し、各要素ホログラムの大きさが見る
距離に対して制限無く高周波成分を確保すること。 【構成】 要素ホログラムを表示する位相表示部が、2
次元画像のフラウンホーファ領域での位相分布とフレネ
ル領域の補正位相分布とを加えた位相分布を持つもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はホログラフィック・ステ
レオグラムに関し、特に要素ホログラムで構成され複数
の2次元画像を元に立体表示を行うホログラフィック・
ステレオグラムに関する。更には、計算機で求めたフラ
ウンホーファ・ホログラムを用いたホログラフィック・
ステレオグラムに於ける補正方式に関するものである。
【0002】今までの平面画像に代わる立体画像を再生
表示する手段として種々の方式が提案され研究されてい
るが、その再生画像の鮮明さの点からホログラフィック
・ステレオグラム、特に計算機を用いたフラウンホーフ
ァ・ホログラム(フーリエ変換ホログラム、コサイン変
換ホログラム、サイン変換ホログラムを含む)を用いた
ホログラフィック・ステレオグラムが期待され広く研究
されている。
【0003】
【従来の技術】立体画像再生方式としてのフラウンホー
ファ・ホログラムを用いたホログラフィック・ステレオ
グラムにおいて、ある要素ホログラムが実現すべき回折
光強度分布I(Θ)とその回折光強度分布を起こす入射
光変調度分布m(x)との間には次式(1)の様な関係
がある。
【0004】 m(x)∝∫I(Θ)・exp(jkΘx)・dΘ ‥‥‥式(1)
【0005】実際には視域を制限することができるの
で、図5(a) の様に実際に人間が見る領域Aの部分のみ
望む回折光強度が実現されればよい。そのため、領域A
のみのフーリエ変換を行い、その係数を要素ホログラム
にロードすればよい。ホログラフィック・ステレオグラ
ムの全ての要素ホログラムに対して、同様にその要素ホ
ログラムが実現すべき回折光強度分布のフーリエ変換を
ロードすることにより、同図(b) に示すように、ホログ
ラフィック・ステレオグラムHSにコヒーレント照明光
を当てることにより視点Bから立体画像Pを得ることが
出来るようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなフラウンホ
ーファ・ホログラムを用いたホログラフィック・ステレ
オグラムにおいては、上記の式(1) に示す如く、各要素
ホログラムの大きさが見る距離に対して十分小さいとい
うフラウンホーファ領域であることを前提としている。
【0007】このため、この仮定が成り立たないときに
は希望する回折光強度分布が得られない。具体的には、
回折光強度分布の高周波成分が失われ、ぼけた分布しか
得られないという問題があった。
【0008】従って、本発明は、要素ホログラムで構成
され複数の2次元画像を元に立体表示を行うホログラフ
ィック・ステレオグラムにおいて、各要素ホログラムの
大きさが見る距離に対して制限無く高周波成分を確保す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】各要素ホログラ
ムが希望通りの回折光強度分布を実現するために、図1
に概念的に示すように、ホログラフィック・ステレオグ
ラムHSの各要素ホログラムHEを表示する位相表示部
が、2次元画像のフラウンホーファ領域での位相分布と
フレネル領域の補正位相分布とを加えた位相分布を持つ
ことを特徴としている。
【0010】また本発明では、前記のフラウンホーファ
領域での位相分布が、2次元画像の直交変換で得られる
係数を元に算出される位相分布である。
【0011】更に本発明では、前記の位相表示部が時間
的に変化しない前記フレネル領域の補正位相分布を予め
有し、前記フラウンホーファ領域での位相分布のみを該
位相表示部で表示することができる。
【0012】更に本発明では、見る人の視点Bが変化す
る場合には、図2に概念的に示すように距離を測定する
手段DMを含み、前記フレネル領域の補正位相分布が該
手段DMにより測定された観察者Bと前記要素ホログラ
ムHEとの距離に応じた位相分布であればよい。
【0013】更に本発明では、前記補正位相分布が、前
記要素ホログラムの中心から位相表示画素までの距離を
x、観察者とホログラムの距離をLとしたとき、exp(jk
x2/2L) なる位相分布とすることができる。
【0014】
【作用】図1及び図2に示した本発明に係るホログラフ
ィック・ステレオグラムの作用原理を図3に示すような
要素ホログラムを例にとって以下に説明する。
【0015】今、図3に示すように、要素ホログラムH
Eへのコヒーレント光入射角はφであり、要素ホログラ
ムHEの「明るさ」と「位相」による光変調度分布m
(x)がこの要素ホログラムHEの中心Oから距離Lだ
け離れた所の円形スクリーンSCにI(θ)なる光強度
(明るさ)分布を持った回折を起こす事を考える。
【0016】そして、点O(x=0)と点A(x=
0 )でそれぞれ回折された光の、円形スクリーンSC
上の視点B(θ=θ0 )での光路差を求める。
【0017】先ず、点Oと点Aに入射してくる光の光路
差l1 は、 l1 =x0 ・sinφ となり、また、光路OBと光路ABとの光路差l2 は、 l2 =OB−AB =L−(L2 +x0 2−2x0 ・L・sinθ0 1/2 ≒x0 ・sinθ0 −x0 2/2L となる。
【0018】よって、全光路差lは、 l=l1 −l2 =x0 ・sinφ−x0 ・sinθ0 +x0 2/2L となる。
【0019】この事から、点Bで観測される光強度I
(θ0 )は、kを入射光の波数として、要素ホログラム
HEの全面からの光を積分することにより、 I(θ0 )=∫m(x)・exp(−jk(x・sinφ−x・sinθ0 +x2 /2L))・dx =∫m(x)・exp(−jkx2 /2L)・ exp(−jk(sinφ−sinθ0 )x)・dx ‥‥‥式(2) となる。
【0020】ここで、Θ=sinφ−sinθ0 と置い
て変換を行うと、 I(Θ)=∫m(x)・exp(−jkx2 /2L)・ exp(−jkΘx)・dx ‥‥‥式(3) となり、I(Θ)はm(x)・exp(−jkx2 /2
L)の逆フーリエ変換になっていることがわかる。
【0021】このことから、式(3) の右辺のm(x)・
exp(−jkx2 /2L)は、I(Θ)のフーリエ変
換、 m(x)・exp(−jkx2 /2L) ∝∫I(Θ)・exp(jkΘx)・dΘ となり、希望の回折光強度分布を実現する要素ホログラ
ムの光変調度分布m(x)は、 m(x)∝exp(jkx2 /2L)・ ∫I(Θ)・exp(jkΘx)・dΘ ‥‥‥式(4) となり、希望の回折光強度分布のフーリエ変換、即ち式
(1) に示した2次元画像のフラウンホーファ領域での位
相分布に、補正項exp(jkx2 /2L)を乗ずるこ
とで得られる。これは、二次元の場合も同様に成立す
る。
【0022】このように、入射光を変調すべき値は、要
素ホログラムHEの各点に於いて式(1) によりフーリエ
変換を用いて求めたフラウンホーファ領域での位相分布
から、 exp(jkx2 /2L) ‥‥‥式(5) 倍だけずれることが分かる。
【0023】この値は、各要素ホログラムの中心からの
距離xと要素ホログラム中心から視点までの距離Lのみ
に依存し、見る角度θには依存しない値である。
【0024】この補正値は、位相成分のみであり、フレ
ネル領域の位相分布に相当し、実際には表示デバイスに
おける光路差、つまり屈折率のみを変化させれば良いこ
とを意味している。即ち、本発明では光変調度の内の明
るさには補正を与えず位相成分の方だけに補正を与える
ものである。
【0025】これらのことから、希望通りの回折光強度
分布を実現するためには、以下の様な補正を施せばよ
い。
【0026】まず、図1において、見る人の視点Bのホ
ログラフィック・ステレオグラムHSからの位置が固定
しており時間的に変化しない場合を考える。この場合、
式(5) のうち、Lは一定となるから、この補正項は、各
要素ホログラムHEの中心Oからの値xのみに依存する
ので予め計算しておくことができる。
【0027】そのため、フーリエ変換を用いて求めたフ
ラウンホーファ領域での変調度に対してこの光路差分だ
け屈折率を上記の補正項により補正するか、もしくは、
各要素ホログラムにこの補正項に相当する光路差を実現
するための屈折率変化を持たせた構造を予め埋め込んで
おけばよい。
【0028】更に、見る人の視点Bが変化する場合に
は、図2に示すように、超音波センサー等の距離測定手
段DMを用いて、ホログラフィック・ステレオグラムH
Sから見る人の視点Bまでの距離を測定し、その距離に
応じて計算された式(5) の補正値(フレネル領域の位相
分布)を計算して式(1) によるフーリエ変換で求まった
フラウンホーファ領域の位相分布に掛け合わせることが
可能となる。
【0029】以上のようにして、希望通りの回折光強度
分布を得ることができ、高周波成分まで忠実に再現でき
るホログラフィック・ステレオグラムを実現することが
できる。
【0030】
【実施例】図4は本発明に係るホログラフィック・ステ
レオグラムの実施例を示したもので、この実施例では、
視点Bまでの距離をほぼ一定と見做せる場合を考えるも
のとし、以下のような数値を例にとる。 視点Bまでの距離:L=300mm=3.00×10-1m 入射光の波長 :λ=633nm=6.33×10-7m 波 数 :k=2π/λ=9.93×106rad
/m
【0031】このような場合、式(5) の補正項(位相分
布のみの補正項)は、 exp(jkx2 /2L) =exp(j×1.65×10-7×x2 ) ‥‥‥式(6) となる。
【0032】従って、式(6) より、xを要素ホログラム
HEの中心O(同図(b) 参照)からの距離(μm)とす
ると、実際に式(5) の補正項で補正を行うべき屈折率分
布n(x)は、屈折率可変部分の厚さΔを2μmとする
と、 n(x)=(λ/Δ)(1.65×10-7×x2 /2π) =0.317・(x/6.17×10-42 となる。尚、λ/Δは屈折率を示している。
【0033】実際には、位相は0から2πまで変化でき
ればよいので、屈折率は、 n(x)=0.317・frac(x/6.17×10-42 ‥‥‥式(7) となる。但し、frac(a)は“a”の少数部分の値
を返す関数を示しており、例えば2.5であれば0.
5、1.7であれば0.7となる。
【0034】この式(7) に従って、同図(b) に示した同
心円状の屈折率分布(変調度)を要素ホログラムHEに
例えば埋め込んだりすることにより式(5) の補正項を実
現することができる。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るホログラフ
ィック・ステレオグラムによれば、要素ホログラムを表
示する位相表示部が、2次元画像のフラウンホーファ領
域での位相分布とフレネル領域の補正位相分布とを加え
た位相分布を持つように構成したので、希望通りの回折
光強度分布を得ることができ、高周波成分まで忠実に再
生した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るホログラフィック・ステレオグラ
ムの全体説明図(その1)である。
【図2】本発明に係るホログラフィック・ステレオグラ
ムの全体説明図(その2)である。
【図3】本発明に係るホログラフィック・ステレオグラ
ムの作用原理を説明するための図である。
【図4】本発明に係るホログラフィック・ステレオグラ
ムの実施例を説明するための図である。
【図5】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
HS ホログラフィック・ステレオグラム HE 要素ホログラム P 立体画像 B 視点 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 松田 喜一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 要素ホログラムで構成され複数の2次元
    画像を元に立体表示を行うホログラフィック・ステレオ
    グラムにおいて、 該要素ホログラムを表示する位相表示部が、2次元画像
    のフラウンホーファ領域での位相分布とフレネル領域の
    補正位相分布とを加えた位相分布を持つことを特徴とし
    たホログラフィック・ステレオグラム。
  2. 【請求項2】 前記フラウンホーファ領域での位相分布
    が、2次元画像の直交変換で得られる係数を元に算出さ
    れる位相分布であることを特徴とした請求項1に記載の
    ホログラフィック・ステレオグラム。
  3. 【請求項3】 前記位相表示部が時間的に変化しない前
    記フレネル領域の補正位相分布を予め有し、前記フラウ
    ンホーファ領域での位相分布のみを該位相表示部で表示
    することを特徴とした請求項1又は2に記載のホログラ
    フィック・ステレオグラム。
  4. 【請求項4】 距離を測定する手段を含み、前記フレネ
    ル領域の補正位相分布が該手段により測定された観察者
    と前記要素ホログラムとの距離に応じた位相分布である
    ことを特徴とした請求項1乃至3のいずれかに記載のホ
    ログラフィック・ステレオグラム。
  5. 【請求項5】 前記補正位相分布が、前記要素ホログラ
    ムの中心から位相表示画素までの距離をx、観察者とホ
    ログラムの距離をLとしたとき、exp(jkx2/2L) なる位
    相分布であることを特徴とした請求項4に記載のホログ
    ラフィック・ステレオグラム。
JP25996592A 1992-09-29 1992-09-29 ホログラフィック・ステレオグラム Expired - Fee Related JP3257834B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25996592A JP3257834B2 (ja) 1992-09-29 1992-09-29 ホログラフィック・ステレオグラム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25996592A JP3257834B2 (ja) 1992-09-29 1992-09-29 ホログラフィック・ステレオグラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06110370A true JPH06110370A (ja) 1994-04-22
JP3257834B2 JP3257834B2 (ja) 2002-02-18

Family

ID=17341393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25996592A Expired - Fee Related JP3257834B2 (ja) 1992-09-29 1992-09-29 ホログラフィック・ステレオグラム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3257834B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11296055A (ja) * 1998-04-13 1999-10-29 Dainippon Printing Co Ltd ホログラムの作成方法およびホログラム
CN108333146A (zh) * 2018-01-26 2018-07-27 杭州炬像科技有限公司 一种便携式折射率测量装置和折射率测量方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11296055A (ja) * 1998-04-13 1999-10-29 Dainippon Printing Co Ltd ホログラムの作成方法およびホログラム
JP4716341B2 (ja) * 1998-04-13 2011-07-06 大日本印刷株式会社 ホログラムの作成方法およびホログラム
CN108333146A (zh) * 2018-01-26 2018-07-27 杭州炬像科技有限公司 一种便携式折射率测量装置和折射率测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3257834B2 (ja) 2002-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11635621B2 (en) 2D/3D holographic display system
KR101427057B1 (ko) 홀로그램 계산 방법
JP5566116B2 (ja) 矯正視界を有する三次元シーンを再構成する方法、及び装置
Wakunami et al. Wavefront printing technique with overlapping approach toward high definition holographic image reconstruction
TWI464457B (zh) 數位全像顯示裝置
US20100238528A1 (en) Method and system for electroholographic display with zeroth-order diffraction suppression
WO2018045836A1 (zh) 反射式全息显示装置及其显示方法
Kulick et al. Partial pixels: a three-dimensional diffractive display architecture
Kang et al. Compensated phase-added stereogram for real-time holographic display
US20100194668A1 (en) Method for visualizing images and a device for performing the same
CN101467106A (zh) 使用以非偏振光操作的液晶显示设备的全息显示器
JPH06110370A (ja) ホログラフィック・ステレオグラム
US20190187614A1 (en) Apparatus for holographic display by complex modulation and method thereof
Lin et al. Augmented reality using holographic display
US5436740A (en) Holographic stereogram
Ward et al. Image blurring in display holograms and in holographic optical elements
WO2022065185A1 (ja) Ar用光学素子及びその製造方法、並びに、ar表示装置
Kreis Referenceless Phase Holography for 3D Imaging
JP3420802B2 (ja) ホログラフィック・ステレオグラム
WO2007107752A1 (en) Diffuse reflector for light enhancement of lcd screens
JP3390221B2 (ja) ホログラフィック・ステレオグラム
JP2023542324A (ja) ディスプレイゼロ次光抑制を伴うオブジェクトの再構築
JP2002107543A (ja) ホログラム反射板およびその反射板を用いた液晶表示装置
Kulick et al. ICVision real-time autostereoscopic stereogram display
Zhang et al. Reproduction of a computer-generated hologram with a white light source and liquid crystal device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20011127

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071207

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081207

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091207

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees