JPH08327947A - Stereoscopic display device using diffraction grating - Google Patents

Stereoscopic display device using diffraction grating

Info

Publication number
JPH08327947A
JPH08327947A JP7136286A JP13628695A JPH08327947A JP H08327947 A JPH08327947 A JP H08327947A JP 7136286 A JP7136286 A JP 7136286A JP 13628695 A JP13628695 A JP 13628695A JP H08327947 A JPH08327947 A JP H08327947A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
diffraction grating
dry plate
dots
hologram dry
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.)
Withdrawn
Application number
JP7136286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Sakamoto
邦夫 阪本
Hiroaki Ueda
裕昭 上田
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.)
IMEEJI JOHO KAGAKU KENKYUSHO
Original Assignee
IMEEJI JOHO KAGAKU KENKYUSHO
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 IMEEJI JOHO KAGAKU KENKYUSHO filed Critical IMEEJI JOHO KAGAKU KENKYUSHO
Priority to JP7136286A priority Critical patent/JPH08327947A/en
Publication of JPH08327947A publication Critical patent/JPH08327947A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make it possible to easily produce diffraction gratings by recording a line light source on a hologram dry plate every time a mask position with respect to this hologram dry plate is changed. CONSTITUTION: The diffraction gratings or unidirectionally directive screens are formed by using the hologram dry plate 10' having the shape and size meeting the shape and size of a screen for observing stereoscopic images. In such a case, the position of the mask 12 is shifted at every set of plural dots and the line light source 14 is recorded and developed on the hologram dry plate 10' every these plural dots. Then, the diffraction gratings of the holograms different for every respective dots of the set of the plural dots. LCD panels are arranged in front of these diffraction gratings or screens and are irradiated with illumination light from behind. The images of the LCD panels through the diffraction gratings of one kind of the holograms are observed at an observation point according to it. Then, the three-dimensional images are observed at the observation point if the images for stereoscopic display are displayed on the LCD panels.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は回折格子を用いる立体
表示装置に関し、特にたとえば建築・土木等の設計分野
におけるCAD用立体表示装置,医療分野における三次
元画像表示装置,業務用ゲーム機の立体表示装置,家庭
用三次元テレビ等、回折格子を用いて画像を観察者に立
体的に認識させる、立体表示装置(リアルタイム三次元
ディスプレイ)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional display device using a diffraction grating, and more particularly to a three-dimensional image display device for CAD in the design field of architecture, civil engineering, etc., a three-dimensional image display device in the medical field, and a three-dimensional image of an arcade game machine. The present invention relates to a three-dimensional display device (real-time three-dimensional display) that allows an observer to stereoscopically recognize an image using a diffraction grating, such as a display device and a home-use three-dimensional television.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の立体表示装置の一例が、たとえ
ば、平成4年11月4日付で出願公開された特開平4−
311916号〔G02B 27/22,27/42〕
に開示されている。この従来技術は、基板の表面に微小
な回折格子(グレーティング)をドット毎に配置して構
成されたディスプレイにおいて、そのドットを構成する
回折格子を曲線を平行移動した複数の線の集合によって
構成し、回折格子の照明光の入射側または回折光の出射
側に遮光手段を配置することによって、回折格子によっ
て視差のある画像を作り出す、立体表示装置である。
2. Description of the Related Art One example of a stereoscopic display device of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-1992.
No. 311916 [G02B 27/22, 27/42]
Is disclosed in. In this conventional technique, in a display configured by arranging minute diffraction gratings (gratings) on the surface of a substrate for each dot, the diffraction grating forming the dots is configured by a set of a plurality of lines that are parallel-moved curves. A three-dimensional display device in which an image with parallax is created by the diffraction grating by arranging a light blocking means on the incident side of the illumination light of the diffraction grating or the emission side of the diffracted light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
回折格子を電子ビーム露光装置によって作成するので、
回折格子の製作に時間がかかる。つまり、従来技術で
は、小さい画面サイズの場合には各ドットに同じ回折格
子を用いても立体像を観察することができるが、大画面
の場合には各ドットに同じ回折格子を用いると立体像に
はならないので、大画面の場合には、それに適合するよ
うに各ドット毎に回折格子の方向Ωと回折格子のピッチ
dを計算し、その計算結果に従って電子ビーム装置で描
画する必要がある。したがって、従来技術では、回折格
子をつくるのに膨大な時間がかかる、という問題点があ
る。
In the above-mentioned prior art,
Since the diffraction grating is created by the electron beam exposure device,
It takes time to manufacture a diffraction grating. That is, in the conventional technique, a stereoscopic image can be observed even if the same diffraction grating is used for each dot in the case of a small screen size, but if the same diffraction grating is used for each dot in the case of a large screen, the stereoscopic image can be observed. Therefore, in the case of a large screen, it is necessary to calculate the direction Ω of the diffraction grating and the pitch d of the diffraction grating for each dot so as to match it, and draw with the electron beam apparatus according to the calculation results. Therefore, the conventional technique has a problem that it takes a huge amount of time to form a diffraction grating.

【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、回
折格子を簡単に製造する方法を提供することである。こ
の発明の他の目的は、そのような新規な回折格子を用い
る、立体表示装置を提供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a method for easily manufacturing a diffraction grating. Another object of the present invention is to provide a stereoscopic display device using such a novel diffraction grating.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、(a) 画面に
適合する大きさのホログラム乾板を準備し、(b) マスク
手段によって複数のドットの集合毎にいずれか1つのド
ットに対して選択的に光透過状態を設定し、(c) マスク
手段を用いて、参照光および点光源が線状に配置された
線光源をホログラム乾板に照射することによって線光源
をホログラム乾板に記録し、(d) 複数のドットのすべて
についてステップ(b) および(c) を繰り返し、そして
(e) ホログラム乾板を現像する、回折格子の製造方法で
ある。
According to the present invention, (a) a hologram dry plate having a size suitable for a screen is prepared, and (b) a mask means is used for each one of a plurality of dots for one dot. Selectively set the light transmission state, (c) using the mask means, the reference light and the point light source is recorded on the hologram dry plate by irradiating the linear dry light source on the hologram dry plate, (d) Repeat steps (b) and (c) for all of the dots, and
(e) A method of manufacturing a diffraction grating, which comprises developing a hologram dry plate.

【0006】[0006]

【作用】ホログラム乾板に対するマスク位置を変更する
都度、線光源をホログラム乾板に記録する。したがっ
て、異なる位置に異なるホログラム(回折格子)が形成
される。なお、このようにして形成された回折格子と空
間光変調手段とを用いて立体表示装置を構成する。つま
り、回折格子の前面にLCDパネルのような空間光変調
手段を配置し、照明光を回折格子の後方または前方から
回折格子に照射することによって、空間光変調手段の前
方の観察点で三次元画像を観察することができる。
The linear light source is recorded on the hologram dry plate each time the mask position with respect to the hologram dry plate is changed. Therefore, different holograms (diffraction gratings) are formed at different positions. A three-dimensional display device is configured using the diffraction grating and the spatial light modulator formed in this way. That is, by arranging a spatial light modulator such as an LCD panel in front of the diffraction grating and irradiating the diffraction grating with illumination light from behind or in front of the diffraction grating, a three-dimensional observation point is provided in front of the spatial light modulator. You can observe the image.

【0007】[0007]

【発明の効果】この発明によれば、ホログラムを用いる
ので、従来技術に比べて、極めて簡単かつ迅速に回折格
子を製作することができる。したがって、そのような回
折格子を用いる立体表示装置の実用化に貢献できる。こ
の発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
According to the present invention, since the hologram is used, the diffraction grating can be manufactured extremely easily and quickly as compared with the prior art. Therefore, it can contribute to the practical application of a stereoscopic display device using such a diffraction grating. The above-mentioned objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the embodiments with reference to the drawings.

【0008】[0008]

【実施例】図1および図2は立体表示装置に用いる回折
格子を製作するこの発明の一実施例を示す図解図であ
る。この実施例では、立体像を観察する画面の形状およ
び大きさに適合した形状および大きさを有するホログラ
ム乾板10´を用いて、回折格子ないしは一方向指向性
スクリーン(以下、単に「スクリーン」と呼ばれること
がある。)を作る。
1 and 2 are schematic views showing an embodiment of the present invention for manufacturing a diffraction grating used in a stereoscopic display device. In this embodiment, a hologram dry plate 10 'having a shape and a size adapted to the shape and size of a screen for observing a stereoscopic image is used to form a diffraction grating or a unidirectional directional screen (hereinafter, simply referred to as "screen"). There are things.)

【0009】ホログラム乾板10´の前面にマスク12
を密着させる。このマスク12は図3に示すように、複
数の(この実施例では,上下左右の4つの)ドットの集
合毎に、その複数のドットのいずれか1つを選択的に光
透過状態にし、他のドットを遮光状態に設定することが
できる多数のアパーチャ12aを有する。各々のアパー
チャ12aは、一例では、ほぼ0.31mm×0.31
mmの正方形である。
A mask 12 is provided on the front surface of the hologram dry plate 10 '.
To adhere. As shown in FIG. 3, this mask 12 selectively sets one of the plurality of dots (in this embodiment, four dots in the upper, lower, left, and right) groups to a light-transmitting state, and It has a large number of apertures 12a capable of setting the dots in the shaded state. Each aperture 12a, in one example, is approximately 0.31 mm × 0.31.
mm square.

【0010】マスク12を前面に密着的に配置したホロ
グラム乾板10´の前方に線光源14を、光がホログラ
ム乾板10´に向くように、配置する。線光源14とホ
ログラム乾板10´との間の距離が立体像を観察する視
点の画面からの距離に相関する。線光源14の一例が図
4に示される。線光源14はたとえばHe−Neレーザ
のようなレーザビーム16を用い、このレーザビーム1
6がシリンドリカルレンズ18に入射される。シリンド
リカルレンズ18の軸は水平方向にあるので、レーザビ
ーム18は水平方向の1点において垂直方向に広がる。
そして、シリンドリカルレンズ18を通って垂直方向に
拡散された光は、軸が垂直方向にあるガラス棒20に入
射される。ガラス棒20は入射した光を水平方向に拡散
する。したがって、このガラス棒20が線光源となる。
つまり、このガラス棒20の軸方向全長にわたって点光
源が連続的に配置される。このガラス棒20を透過した
光を図1および図2のホログラム乾板10´に照射する
のであるが、画面を再生するときに、視点、すなわち回
折格子作製時にガラス棒20のあった位置において垂直
方向の視域を確保するためには、各ドットからの光は垂
直方向に拡散しなければならない。そのために、図4で
は、回折格子作製時にガラス棒20の後方にレンチキュ
ラ板22を配置して光を拡散するようにしている。すな
わち、ガラス棒20を透過して水平方向に拡散された光
は、軸が水平方向にあるレンチキュラ板22の平板面に
入射される。したがって、レンチキュラ板22のの凸状
面からは、さらに垂直方向に拡散された光が出力され
る。
A linear light source 14 is arranged in front of a hologram dry plate 10 'in which a mask 12 is closely attached to the front surface so that light is directed to the hologram dry plate 10'. The distance between the line light source 14 and the hologram dry plate 10 'correlates with the distance from the screen of the viewpoint for observing a stereoscopic image. An example of the line light source 14 is shown in FIG. The linear light source 14 uses a laser beam 16 such as a He—Ne laser.
6 is incident on the cylindrical lens 18. Since the axis of the cylindrical lens 18 is in the horizontal direction, the laser beam 18 spreads in the vertical direction at one point in the horizontal direction.
Then, the light diffused in the vertical direction through the cylindrical lens 18 enters the glass rod 20 whose axis is in the vertical direction. The glass rod 20 diffuses the incident light in the horizontal direction. Therefore, this glass rod 20 becomes a linear light source.
That is, the point light sources are continuously arranged over the entire length of the glass rod 20 in the axial direction. The light transmitted through the glass rod 20 is applied to the hologram dry plate 10 ′ shown in FIGS. 1 and 2, but when the screen is reproduced, the viewpoint is vertical, that is, at the position where the glass rod 20 was at the time of producing the diffraction grating. The light from each dot must be diffused in the vertical direction in order to secure the viewing area of. Therefore, in FIG. 4, the lenticular plate 22 is arranged behind the glass rod 20 to diffuse light when the diffraction grating is manufactured. That is, the light transmitted through the glass rod 20 and diffused in the horizontal direction is incident on the flat plate surface of the lenticular plate 22 whose axis is in the horizontal direction. Therefore, the light further diffused in the vertical direction is output from the convex surface of the lenticular plate 22.

【0011】このようにして、図4に示す線光源14
は、垂直方向に延びた線状の光を水平方向に拡散した、
線光源となる。そして、図1および図2に示すように、
ホログラム乾板10´の前方からそのホログラム乾板1
0´の面に対して約45°の入射角で、参照光24を、
線光源14とともに照射する。ただし、参照光24の入
射角度は、後述の照明光の角度に依存して決まるもので
あり、照明光の角度に応じて任意に変更可能である。こ
のようにして、線光源14と参照光24とによって、マ
スク12を通して、ホログラム乾板10´を露光する。
つまり、ホログラム乾板10´に線光源14を記録す
る。線光源14は、空間上に配置された三次元物体にほ
かならない。このとき、マスク12の遮光部分で覆われ
たホログラム乾板10´の部分には線光源14は記録さ
れない。
Thus, the linear light source 14 shown in FIG.
Is a vertical linear light diffused horizontally,
It becomes a line light source. Then, as shown in FIG. 1 and FIG.
From the front of the hologram plate 10 ', the hologram plate 1
At an incident angle of about 45 ° with respect to the 0 ′ plane, the reference light 24 is
Irradiate with the linear light source 14. However, the incident angle of the reference light 24 is determined depending on the angle of the illumination light described below, and can be arbitrarily changed according to the angle of the illumination light. In this way, the hologram dry plate 10 ′ is exposed through the mask 12 by the line light source 14 and the reference light 24.
That is, the linear light source 14 is recorded on the hologram dry plate 10 '. The line light source 14 is nothing but a three-dimensional object arranged in space. At this time, the line light source 14 is not recorded on the portion of the hologram dry plate 10 ′ covered by the light shielding portion of the mask 12.

【0012】ここでホログラム乾板10´を現像して図
5および図6に示す回折格子ないしはスクリーン10を
作る。そして、図5および図6に示すように、スクリー
ン10の後方からこのスクリーン10の面に対して約4
5°(この角度および方向は先に述べた参照光24の角
度および方向によって決まる)の入射角で共役光26を
照射したとき、上述の線光源14の結像点28において
スクリーン10を眺めると、スクリーン10の全面上に
おいて発光が観察される。これは、その結像点28にホ
ログラムの実像が投影されるからである。そして、この
スクリーン10の面発光を空間光変調素子、たとえば液
晶表示パネル(LCDパネル)を用いて変調することに
よって、二次元画像が表示できる。このような二次元画
像は、ホログラム乾板10´の記録時に配置した線光源
14の位置でのみ観察される。
Here, the hologram dry plate 10 'is developed to form the diffraction grating or screen 10 shown in FIGS. Then, as shown in FIGS. 5 and 6, from the rear of the screen 10 to the surface of the screen 10 approximately 4
When the screen 10 is viewed at the image forming point 28 of the linear light source 14 when the conjugate light 26 is irradiated at an incident angle of 5 ° (this angle and direction are determined by the angle and direction of the reference light 24 described above). Luminescence is observed on the entire surface of the screen 10. This is because the real image of the hologram is projected on the image forming point 28. A two-dimensional image can be displayed by modulating the surface emission of the screen 10 using a spatial light modulator, such as a liquid crystal display panel (LCD panel). Such a two-dimensional image is observed only at the position of the linear light source 14 arranged at the time of recording on the hologram dry plate 10 '.

【0013】したがって、図3に示すマスク12を使用
して、ホログラム乾板10´への線光源14の記録部分
と、記録する線光源14のホログラム乾板10´に対す
る位置とを、各露光毎に変更し、ドットの集合に含まれ
る全てのドットについて露光した後、ホログラム乾板1
0´を現像することによって、4点の観察点を有するス
クリーン10を作ることができる。つまり、マスク12
および線光源14の位置をずらせてホログラム乾板10
´を繰り返し露光し現像処理を行えば、露光回数に相当
する数の視点位置を有するスクリーン10を得ることが
できる。
Therefore, using the mask 12 shown in FIG. 3, the recording portion of the linear light source 14 on the hologram dry plate 10 'and the position of the line light source 14 to be recorded with respect to the hologram dry plate 10' are changed for each exposure. Then, after exposing all the dots included in the set of dots, the hologram dry plate 1
By developing 0 ', it is possible to make a screen 10 having four viewing points. That is, the mask 12
The hologram dry plate 10 is provided by shifting the positions of the line light source 14 and the line light source 14.
It is possible to obtain the screen 10 having the number of viewpoint positions corresponding to the number of exposures by repeatedly exposing and developing the image.

【0014】スクリーン10を用いて、図7に示す立体
表示装置30を構成する。この立体表示装置30は、透
過型ディスプレイであり、スクリーン10の前方に空間
光変調素子の一例であるLCDパネル32を配置する。
この実施例では、LCDパネル32のドット数はたとえ
ば640×480であり、各ドットサイズは0.31m
m×0.31mmである。また、スクリーン10には、
LCDパネル32のドット数に対応して307,200
個のホログラムを形成した。したがって、スクリーン1
0上の各ドットのサイズはLCDパネル32上の各ドッ
トのサイズと同じである。
The screen 10 is used to form the stereoscopic display device 30 shown in FIG. The stereoscopic display device 30 is a transmissive display, and an LCD panel 32, which is an example of a spatial light modulator, is arranged in front of the screen 10.
In this embodiment, the number of dots on the LCD panel 32 is, for example, 640 × 480, and each dot size is 0.31 m.
It is m × 0.31 mm. Also, on the screen 10,
307,200 corresponding to the number of dots on the LCD panel 32
Holograms were formed. Therefore, screen 1
The size of each dot on 0 is the same as the size of each dot on the LCD panel 32.

【0015】そして、スクリーン10の後方にたとえば
He−Neレーザのような光源32を配置し、光源32
からスクリーン10の後面から照明光34を照射する。
スクリーン10には前述のようにして多数のホログラム
が記録されているので、このスクリーン10を透過した
光は垂直方向には分散されるが水平方向には一定方向に
のみ分散される。したがって、観察点36には、水平方
向にのみ平行なステレオグラムが作られる。
Then, a light source 32 such as a He-Ne laser is arranged behind the screen 10, and the light source 32
The illumination light 34 is emitted from the rear surface of the screen 10.
Since many holograms are recorded on the screen 10 as described above, the light transmitted through the screen 10 is dispersed in the vertical direction but in the horizontal direction only in a certain direction. Therefore, at the observation point 36, a stereogram that is parallel only in the horizontal direction is created.

【0016】より詳しく説明すると、図8に示すLCD
パネル32の第1の行において、ホログラムは(1,
1)#1で示す位置に配置される。そして、そのホログラ
ムは光を図4の一点鎖線で示すように第1の観察点に回
折する。次のドット位置(1,2)#1に存在するホログ
ラムもまた、透過光を第1の観察点に回折する。また、
LCDパネル32の第1の行において、(1,1)#2
示すドット位置に配置されたホログラムは、透過光を第
2の観察点に回折する。次のドット位置(2,2)#2
存在するホログラムもまた、透過光を第2の観察点に回
折する。第1の行については、このように、添字#1が付
されたドット位置のホログラムは第1の観察点に、添字
#2が付されたドット位置のホログラムは第2の観察点
に、それぞれ透過光を回折する。
Explaining in more detail, the LCD shown in FIG.
In the first row of panel 32, the hologram is (1,
1) Placed at the position indicated by # 1 . Then, the hologram diffracts light to the first observation point as shown by the alternate long and short dash line in FIG. The hologram at the next dot position (1, 2) # 1 also diffracts the transmitted light to the first observation point. Also,
In the first row of the LCD panel 32, the hologram arranged at the dot position (1,1) # 2 diffracts the transmitted light to the second observation point. The hologram at the next dot position (2,2) # 2 also diffracts the transmitted light to the second observation point. As for the first line, the hologram at the dot position with the subscript # 1 is added to the first observation point with the subscript.
The hologram at the dot position marked with # 2 diffracts the transmitted light at the second observation point.

【0017】LCDパネル32の第2の行においては、
同様にして、添字#3が付されたドット位置のホログラム
は第3の観察点に、添字#4が付されたドット位置のホロ
グラムは第4の観察点に、それぞれ透過光を回折する。
ただし、観察できるドットの不連続によってドット間に
ギャップを生じるが、このギャップはドットが小さいの
で特に不自然な画像にはならない。
In the second row of LCD panel 32,
Similarly, the hologram at the dot position with the suffix # 3 diffracts the transmitted light at the third observation point, and the hologram at the dot position with the suffix # 4 diffracts the transmitted light at the fourth observation point.
However, although discontinuity of observable dots causes a gap between the dots, this gap does not cause an unnatural image because the dots are small.

【0018】したがって、図9に示す立体表示装置30
において、各観察点36#1および36#2または観察点3
#3および36#4に左目および右目を位置させることに
よって、立体画像を観察することができる。たとえば、
図10に示すような画像をLCDパネル32(図9では
図示していない)で表示することによって、各観察点3
#1,36#2,36#3および36#4には、図9に示すよ
うに、「A」,「B」,「C」および「D」の画像が観
察できる。したがって、LCDパネル32において右目
用画像および左目用画像が重畳された画像を表示すれ
ば、右目には右目用画像のみが観察されかつ左目には左
目用画像のみが観察されるので、立体画像を観察するこ
とができるのである。
Therefore, the stereoscopic display device 30 shown in FIG.
At observation points 36 # 1 and 36 # 2 or observation point 3
By placing the left and right eyes at 6 # 3 and 36 # 4 , a stereoscopic image can be observed. For example,
By displaying an image as shown in FIG. 10 on the LCD panel 32 (not shown in FIG. 9), each observation point 3
As shown in FIG. 9, images of "A", "B", "C" and "D" can be observed at 6 # 1 , 36 # 2 , 36 # 3 and 36 # 4 . Therefore, when an image on which the right-eye image and the left-eye image are superimposed is displayed on the LCD panel 32, only the right-eye image is observed by the right eye and only the left-eye image is observed by the left eye, so that the stereoscopic image is displayed. You can observe it.

【0019】なお、図9実施例においては、4つの観察
点36#1,36#2,36#3および36#4を形成するよう
にスクリーン10のホログラムを形成したので、解像度
は、200×160×4となった。また、スクリーン1
0には、図11に示すようにLCDパネル32の画像が
8つの観察点によって個別に観察されるように、8つの
ドットの集合の各々毎に異なるホログラムを形成するよ
うにしてもよい。この場合、LCDパネル32を45°
傾斜させるだけで対応できる。
In the embodiment of FIG. 9, since the hologram of the screen 10 is formed so as to form the four observation points 36 # 1 , 36 # 2 , 36 # 3 and 36 # 4 , the resolution is 200 ×. It became 160x4. Also, screen 1
At 0, different holograms may be formed for each group of eight dots so that the image on the LCD panel 32 is individually observed by eight observation points as shown in FIG. In this case, set the LCD panel 32 to 45 °
It can be handled simply by tilting it.

【0020】上述の実施例は、透過型の立体表示装置3
0であった。しかしながら、この発明は反射型のものに
も同様に適用可能なことは勿論である。図12はこの発
明の他の実施例である反射型立体表示装置30を示す図
解図である。この実施例では、回折格子ないしスクリー
ンとして反射型スクリーン10を用いる。そして、スク
リーン10の前方に空間光変調素子としてのLCDパネ
ル32を配置しその前方から光源32によって共役光す
なわち照明光34を照射する。ただし、光源34の照射
位置および方向がスクリーン10にホログラムを形成す
る際の参照光との関係で設定されることは、上述の実施
例と同様である。この実施例においても、回折格子ない
しスクリーン10に形成したホログラムの作用によっ
て、観察点36においては、LCDパネル32の特定の
ドットの画像のみが観察できる。
In the above-mentioned embodiment, the transmissive stereoscopic display device 3 is used.
It was 0. However, it goes without saying that the present invention can be applied to the reflection type as well. FIG. 12 is an illustrative view showing a reflective stereoscopic display device 30 which is another embodiment of the present invention. In this embodiment, a reflective screen 10 is used as the diffraction grating or screen. Then, an LCD panel 32 as a spatial light modulation element is arranged in front of the screen 10, and conjugate light, that is, illumination light 34 is emitted from the light source 32 from the front thereof. However, the irradiation position and direction of the light source 34 are set in relation to the reference light used when forming the hologram on the screen 10, as in the above-described embodiment. Also in this embodiment, only the image of a specific dot on the LCD panel 32 can be observed at the observation point 36 due to the action of the diffraction grating or the hologram formed on the screen 10.

【0021】図13および図14は図12実施例に用い
るスクリーン10を製作するこの発明の他の実施例を示
す図解図である。この実施例では、ホログラム乾板10
´の後面にマスク12を密着させる。このマスク12は
図3に示すように、複数のドットの集合毎に、その複数
のドットのいずれか1つを選択的に光透過状態にし、他
のドットを光遮蔽状態に設定することができる多数のア
パーチャ12aを有する。そして、マスク12を後面に
密着的に配置したホログラム乾板10´の後方に、たた
とえば図4で説明した線光源14を、光がホログラム乾
板10´に向くように、配置する。
FIGS. 13 and 14 are schematic views showing another embodiment of the present invention for manufacturing the screen 10 used in the embodiment of FIG. In this embodiment, the hologram dry plate 10
The mask 12 is brought into close contact with the rear surface of ′. As shown in FIG. 3, the mask 12 can selectively set any one of the plurality of dots in the light transmitting state and set the other dots in the light shielding state for each set of the plurality of dots. It has a large number of apertures 12a. Then, for example, the line light source 14 described with reference to FIG. 4 is arranged behind the hologram dry plate 10 'in which the mask 12 is closely arranged on the rear surface so that the light is directed to the hologram dry plate 10'.

【0022】そして、図13および図14に示すよう
に、ホログラム乾板10´の前方からそのホログラム乾
板10´の面に対して約45°の入射角で、参照光24
を照射する。ただし、参照光24の入射角度は任意に変
更可能である。このようにして、線光源14と参照光2
4とによって、マスク12を通して、ホログラム乾板1
0´を露光する。つまり、ホログラム乾板10´に線光
源14を記録する。
Then, as shown in FIGS. 13 and 14, the reference beam 24 is incident from the front of the hologram dry plate 10 'at an incident angle of about 45 ° with respect to the surface of the hologram dry plate 10'.
Is irradiated. However, the incident angle of the reference light 24 can be arbitrarily changed. In this way, the linear light source 14 and the reference light 2
4, and the hologram dry plate 1 through the mask 12
0'is exposed. That is, the linear light source 14 is recorded on the hologram dry plate 10 '.

【0023】ここでホログラム乾板10´を現像して図
15および図16に示す回折格子ないしはスクリーン1
0を作る。そして、図15および図16に示すように、
スクリーン10の前方からこのスクリーン10の面に対
して参照光24の角度および方向によって決まる入射角
で共役光26を照射したとき、上述の線光源14の結像
点28においてスクリーン10を眺めると、スクリーン
10の全面上において発光が観察される。これは、その
結像点28にホログラムの実像が投影されるからであ
る。そして、このスクリーン10の面発光をたとえば上
述のLCDパネル32を用いて変調することによって、
二次元画像が表示できる。このような二次元画像は、ホ
ログラム乾板10´の記録時に配置した線光源14の位
置でのみ観察される。
Here, the hologram dry plate 10 'is developed and the diffraction grating or screen 1 shown in FIGS.
Make 0. Then, as shown in FIG. 15 and FIG.
When the conjugate light 26 is applied to the surface of the screen 10 from the front of the screen 10 at an incident angle determined by the angle and direction of the reference light 24, when the screen 10 is viewed at the image forming point 28 of the linear light source 14 described above, Light emission is observed on the entire surface of the screen 10. This is because the real image of the hologram is projected on the image forming point 28. Then, by modulating the surface emission of the screen 10 using, for example, the LCD panel 32 described above,
Two-dimensional images can be displayed. Such a two-dimensional image is observed only at the position of the linear light source 14 arranged at the time of recording on the hologram dry plate 10 '.

【0024】したがって、図3に示すマスク12を使用
して、ホログラム乾板10´への線光源14の記録部分
と、記録する線光源14のホログラム乾板10´に対す
る位置とを、各露光毎に変更し、ドットの集合に含まれ
る全てのドットについて露光した後、ホログラム乾板1
0´を現像することによって、4点の観察点を有するス
クリーン10を作ることができる。つまり、マスク12
および線光源14の位置をずらせてホログラム乾板10
´を繰り返し露光し現像処理を行えば、露光回数に相当
する数の視点位置を有するスクリーン10を得ることが
できる。
Therefore, by using the mask 12 shown in FIG. 3, the recording portion of the linear light source 14 on the hologram dry plate 10 'and the position of the line light source 14 to be recorded with respect to the hologram dry plate 10' are changed for each exposure. Then, after exposing all the dots included in the set of dots, the hologram dry plate 1
By developing 0 ', it is possible to make a screen 10 having four viewing points. That is, the mask 12
The hologram dry plate 10 is provided by shifting the positions of the line light source 14 and the line light source 14.
It is possible to obtain the screen 10 having the number of viewpoint positions corresponding to the number of exposures by repeatedly exposing and developing the image.

【0025】なお、この実施例においても、図11に示
す8つの観察点のためのホログラム回折格子を作ること
ができるのはいうまでもない。さらに、図17および図
18に示すように、マスクを介してホログラム乾板に記
録する線光源14aおよび14bの長さを制限すること
によって、上方と下方とにおいて異なる二次元画像を観
察することができるスクリーン10を製作することもで
きる。このようなスクリーン10を用いることによっ
て、水平方向のみならず垂直方向にも視差がある三次元
画像を表示することができる。
It is needless to say that the hologram diffraction grating for the eight observation points shown in FIG. 11 can be formed also in this embodiment. Further, as shown in FIGS. 17 and 18, by limiting the length of the linear light sources 14a and 14b recorded on the hologram dry plate through the mask, different two-dimensional images can be observed above and below. The screen 10 can also be manufactured. By using such a screen 10, it is possible to display a three-dimensional image having parallax not only in the horizontal direction but also in the vertical direction.

【0026】また、図19に示すように、RGBの各ド
ット毎に前述のようなホログラムを形成するようにすれ
ば、カラーLCDパネルなどによって、フルカラーの立
体画像を表示することができる。さらに、上述の実施例
では、図20に示す観察点AとBとの間に不可視領域d
が存在する。したがって、この不可視領域を可及的小さ
くするために、図20に示すように、各観察点A,B,
CおよびDについて、複数の観察点A1〜A3,B1〜
B3,C1〜C3およびD1〜D3を形成する。そのた
めには、たとえば図4のマスクを用いて線光源をホログ
ラム乾板10´に記録する際に、多重露光すればよい。
つまり、1つのマスク位置について、線光源のホログラ
ム乾板10´に対する位置を各露光毎に変更して複数回
(この実施例では4回)露光すればよい。そうすること
によって、複数の観察点たとえばA1〜A3において同
一の二次元画像を観察することができる。
Further, as shown in FIG. 19, if a hologram as described above is formed for each RGB dot, a full-color stereoscopic image can be displayed by a color LCD panel or the like. Further, in the above embodiment, the invisible area d is provided between the observation points A and B shown in FIG.
Exists. Therefore, in order to make this invisible region as small as possible, as shown in FIG. 20, each observation point A, B,
For C and D, a plurality of observation points A1 to A3 and B1 to
B3, C1-C3 and D1-D3 are formed. For that purpose, for example, multiple exposure may be performed when the linear light source is recorded on the hologram dry plate 10 'using the mask of FIG.
That is, with respect to one mask position, the position of the linear light source with respect to the hologram dry plate 10 ′ may be changed for each exposure and exposure may be performed a plurality of times (four times in this embodiment). By doing so, the same two-dimensional image can be observed at a plurality of observation points, for example, A1 to A3.

【0027】各観察点A,B,CおよびDについて、複
数の観察点を形成するためには、図21の方法が用いら
れてもよい。すなわち、この実施例では、数1を用い
て、観察点を増加させる。
For each of the observation points A, B, C and D, the method of FIG. 21 may be used to form a plurality of observation points. That is, in this embodiment, the number of observation points is increased by using Expression 1.

【0028】[0028]

【数1】sin i+sin j=λ/p i:照明光の角度 j:回折光の角度 λ:光の波長 p:格子間隔 数1は、同じ回折格子に対しては、入射光の角度が変化
すれば、回折光の角度も変化することを示している。し
たがって、図21のように、角度の異なる複数の照明光
でスクリーンを再生すれば、同じ二次元画像を異なる観
察点で観察することができることを意味する。すなわ
ち、角度の異なる複数の照明光によってスクリーンを照
射再生することによって、観察点を増加できる。
## EQU1 ## sin i + sin j = λ / p i: angle of illumination light j: angle of diffracted light λ: wavelength of light p: grating interval The number 1 changes the angle of incident light with respect to the same diffraction grating. If so, the angle of the diffracted light also changes. Therefore, as shown in FIG. 21, it means that the same two-dimensional image can be observed at different observation points by reproducing the screen with a plurality of illumination lights having different angles. That is, the number of observation points can be increased by irradiating and reproducing the screen with a plurality of illumination lights having different angles.

【0029】さらに、時間変化に伴って角度の異なる照
明光を用いてスクリーンを順次再生し、照明光の角度の
変更と空間光変調素子、LCDパネルの表示画像の切り
換えとを同期させることにより、たとえば4つの観察点
を持つスクリーンを用いて、n×4の視差画像を観察で
きる。ただし、nは、たとえば1フレーム中に照明光の
角度および表示画像を同期的に変更する回数である。こ
の場合には、空間光変調素子の描画速度を通常の場合に
比べてn倍拘束にする必要がある。
Furthermore, by sequentially reproducing the screen using illumination light having different angles with time, and synchronizing the change of the angle of the illumination light and the switching of the display image of the spatial light modulator and the LCD panel, For example, an n × 4 parallax image can be observed using a screen having four observation points. However, n is the number of times that the angle of the illumination light and the display image are synchronously changed in one frame, for example. In this case, it is necessary to constrain the drawing speed of the spatial light modulator by n times that in the normal case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】透過型スクリーンを製造するこの発明の一実施
例を示す側面図解図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of the present invention for manufacturing a transmissive screen.

【図2】透過型スクリーンを製造する一実施例を示す上
面図解図である。
FIG. 2 is a schematic top view showing an embodiment of manufacturing a transmissive screen.

【図3】この実施例に用いられるマスクの一例を示す図
解図である。
FIG. 3 is an illustrative view showing one example of a mask used in this embodiment.

【図4】この実施例に用いられる線光源の一例を示す図
解図である。
FIG. 4 is an illustrative view showing one example of a line light source used in this embodiment.

【図5】図1および図2で作成したスクリーンによって
二次元画像が観察できることを示す側面図解図である。
FIG. 5 is a side view showing that a two-dimensional image can be observed by the screen created in FIGS. 1 and 2.

【図6】図1および図2で作成したスクリーンによって
二次元画像が観察できることを示す上面図解図である。
FIG. 6 is a schematic top view showing that a two-dimensional image can be observed with the screens created in FIGS. 1 and 2.

【図7】図1および図2で作成したスクリーンを用いて
構成したこの発明の一実施例の透過型立体表示装置を示
す側面図解図である。
FIG. 7 is a side view solution diagram showing a transmissive stereoscopic display device of one embodiment of the present invention configured by using the screens produced in FIGS. 1 and 2.

【図8】この実施例で異なる観察点で異なる二次元画像
が観察できることを示す図解図である。
FIG. 8 is an illustrative view showing that different two-dimensional images can be observed at different observation points in this example.

【図9】この実施例で三次元画像が観察できることを示
す図解図である。
FIG. 9 is an illustrative view showing that a three-dimensional image can be observed in this example.

【図10】図9のLCDパネルの表示画像の一例を示す
図解図である。
10 is an illustrative view showing one example of a display image on the LCD panel of FIG. 9. FIG.

【図11】スクリーンの異なる配置を示す図解図であ
る。
FIG. 11 is an illustrative view showing a different arrangement of screens.

【図12】反射型スクリーンを用いて構成したこの発明
の他の実施例の反射型立体表示装置を示す側面図解図で
ある。
FIG. 12 is a schematic side view showing a reflective stereoscopic display device according to another embodiment of the present invention, which is configured using a reflective screen.

【図13】反射型スクリーンを作成するこの発明の他の
実施例を示す側面図解図である。
FIG. 13 is a side view diagram showing another embodiment of the present invention for producing a reflection type screen.

【図14】反射型スクリーンを作成するこの実施例を示
す上面図解図である。
FIG. 14 is a schematic top view of this example of making a reflective screen.

【図15】図13および図14で作成したスクリーンに
よって二次元画像が観察できることを示す側面図解図で
ある。
FIG. 15 is a side view illustrative view showing that a two-dimensional image can be observed by the screen created in FIGS. 13 and 14.

【図16】図13および図14で作成したスクリーンに
よって二次元画像が観察できることを示す上面図解図で
ある。
FIG. 16 is a schematic top view showing that a two-dimensional image can be observed with the screens created in FIGS. 13 and 14.

【図17】上下において異なる二次元画像が観察できる
スクリーンを示す側面図解図である。
FIG. 17 is a side view diagram showing a screen on which different two-dimensional images can be observed at the top and bottom.

【図18】上下において異なる二次元画像が観察できる
スクリーンを示す上面図解図である。
FIG. 18 is a schematic top view showing a screen on which different two-dimensional images can be observed at the top and bottom.

【図19】フルカラー表示できるスクリーンを示す図解
図である。
FIG. 19 is an illustrative view showing a screen capable of full-color display.

【図20】複数の観察点で同一二次元画像を観察できる
ようにする方法の一例を示す図解図である。
FIG. 20 is an illustrative view showing one example of a method for making it possible to observe the same two-dimensional image at a plurality of observation points.

【図21】複数の観察点で同一二次元画像を観察できる
ようにする方法の他の例を示す図解図である。
FIG. 21 is an illustrative view showing another example of the method for enabling the same two-dimensional image to be observed at a plurality of observation points.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 …スクリーン(回折格子) 10′…ホログラム乾板 12 …マスク 14 …線光源 24 …参照光 26 …照明光(共役光) 28 …結像点 32 …LCDパネル 36 …観察点 10 ... Screen (diffraction grating) 10 '... Hologram dry plate 12 ... Mask 14 ... Line light source 24 ... Reference light 26 ... Illumination light (conjugate light) 28 ... Imaging point 32 ... LCD panel 36 ... Observation point

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a) 画面に適合する大きさのホログラム乾
板を準備し、 (b) マスク手段によって複数のドットの集合毎にいずれ
か1つのドットに対して選択的に光透過状態を設定し、 (c) 前記マスク手段を用いて、参照光および点光源が線
状に配置された線光源を前記ホログラム乾板に照射する
ことによって前記線光源を前記ホログラム乾板に記録
し、 (d) 前記複数のドットのすべてについて前記ステップ
(b) および(c) を繰り返し、そして (e) 前記ホログラム乾板を現像する、回折格子の製造方
法。
1. (a) A hologram dry plate having a size suitable for a screen is prepared, and (b) a light transmission state is selectively set for any one of a plurality of dots by a mask means. Then, (c) using the mask means, recording the linear light source on the hologram dry plate by irradiating the hologram dry plate with a line light source in which a reference light and a point light source are linearly arranged, (d) The above steps for all of the multiple dots
A method of manufacturing a diffraction grating, wherein (b) and (c) are repeated, and (e) the hologram dry plate is developed.
【請求項2】請求項1記載の方法で製造された回折格
子、および前記回折格子の透過光または反射光を変調す
る空間光変調手段を備える、立体表示装置。
2. A stereoscopic display device comprising a diffraction grating manufactured by the method according to claim 1, and a spatial light modulator for modulating transmitted light or reflected light of the diffraction grating.
【請求項3】前記回折格子の後方から前記参照光に相関
する照明光を照射する照明光照射手段を備え、前記空間
光変調手段は前記回折格子の前方に配置される、請求項
2記載の立体表示装置。
3. The illumination light irradiating means for irradiating the illumination light correlated with the reference light from the rear side of the diffraction grating, and the spatial light modulating means is arranged in front of the diffraction grating. Stereoscopic display device.
【請求項4】前記回折格子の前方から前記参照光に相関
する照明光を照射する照明光照射手段を備え、前記空間
光変調手段は前記回折格子の前方に配置される、請求項
2記載の立体表示装置。
4. The illumination light irradiating means for irradiating the illumination light correlated with the reference light from the front side of the diffraction grating, and the spatial light modulating means is arranged in front of the diffraction grating. Stereoscopic display device.
【請求項5】前記照明光照射手段は異なる角度で前記照
明光を前記回折格子に照射する、請求項3または4記載
の立体表示装置。
5. The stereoscopic display device according to claim 3, wherein the illumination light irradiation means irradiates the diffraction light with the illumination light at different angles.
【請求項6】前記ステップ(c) において、1 つのドット
に対して、前記ホログラム乾板に対して異なる角度を有
する線光源を多重的に記録する、請求項1記載の製造方
法。
6. The manufacturing method according to claim 1, wherein in the step (c), linear light sources having different angles with respect to the hologram dry plate are recorded in multiple for one dot.
【請求項7】前記ステップ(c) において、1つのドット
に対して、垂直方向に配置された複数の線光源を前記ホ
ログラム乾板に記録する、請求項1または6記載の製造
方法。
7. The manufacturing method according to claim 1, wherein in the step (c), a plurality of line light sources arranged in a vertical direction with respect to one dot are recorded on the hologram dry plate.
【請求項8】それぞれが複数のドットの集合からなり、
複数のドットにそれぞれ異なるホログラムを形成した回
折格子、および前記回折格子の透過光または反射光を変
調する空間光変調手段を備える、立体表示装置。
8. A set of dots each comprising:
A stereoscopic display device comprising: a diffraction grating having different holograms formed on a plurality of dots; and a spatial light modulator for modulating transmitted light or reflected light of the diffraction grating.
【請求項9】前記複数のドットはRGBの各ドットであ
る、請求項8記載の立体表示装置。
9. The stereoscopic display device according to claim 8, wherein the plurality of dots are RGB dots.
JP7136286A 1995-06-02 1995-06-02 Stereoscopic display device using diffraction grating Withdrawn JPH08327947A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7136286A JPH08327947A (en) 1995-06-02 1995-06-02 Stereoscopic display device using diffraction grating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7136286A JPH08327947A (en) 1995-06-02 1995-06-02 Stereoscopic display device using diffraction grating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08327947A true JPH08327947A (en) 1996-12-13

Family

ID=15171628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7136286A Withdrawn JPH08327947A (en) 1995-06-02 1995-06-02 Stereoscopic display device using diffraction grating

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08327947A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171592A (en) * 2004-12-20 2006-06-29 Daiso Co Ltd Screen for displaying three-dimensional image, and device for displaying three-dimensional image using same
US8970950B2 (en) 2002-12-09 2015-03-03 Europaeisches Laboratorium Fuer Molekularbiologie (Embl) Single plane illumination microscope
WO2017080089A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 Directive colour filter and naked-eye 3d display apparatus
CN115139528A (en) * 2022-06-10 2022-10-04 深圳市纵维立方科技有限公司 Slice processing method and device in 3D printing, storage medium and electronic equipment

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8970950B2 (en) 2002-12-09 2015-03-03 Europaeisches Laboratorium Fuer Molekularbiologie (Embl) Single plane illumination microscope
US9823455B2 (en) 2002-12-09 2017-11-21 Europaeisches Laboratorium Fuer Molekularbiologie (Embl) Single plane illumination microscope
US9857577B2 (en) 2002-12-09 2018-01-02 European Molecular Biology Laboratory (Embl) Microscope with a viewing direction perpendicular to the illumination direction
JP2006171592A (en) * 2004-12-20 2006-06-29 Daiso Co Ltd Screen for displaying three-dimensional image, and device for displaying three-dimensional image using same
WO2017080089A1 (en) * 2015-11-13 2017-05-18 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 Directive colour filter and naked-eye 3d display apparatus
US10429660B2 (en) 2015-11-13 2019-10-01 Svg Optronics Co., Ltd. Directive colour filter and naked-eye 3D display apparatus
CN115139528A (en) * 2022-06-10 2022-10-04 深圳市纵维立方科技有限公司 Slice processing method and device in 3D printing, storage medium and electronic equipment
CN115139528B (en) * 2022-06-10 2024-04-16 深圳市纵维立方科技有限公司 Slice processing method and device in 3D printing, storage medium and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3035117B2 (en) Optical device
JP3268625B2 (en) 3D image display device
EP0589558B1 (en) Stereoscopic display method and display apparatus
JP3192298B2 (en) display
KR100188904B1 (en) Diffraction grating array and display having a diffraction grating
JPH06110374A (en) Stereographic display device
TWI390369B (en) Method and device for reducing speckle
CN103108207B (en) Dual holography 3D display device
JP2001318578A (en) Computer aided holography and holographic computer graphics
JP2856612B2 (en) Projection device for holographic stereogram recording
JP3341342B2 (en) Diffraction grating array and stereoscopic image display using the same
JPH0396913A (en) Image display device
JP7005297B2 (en) Image display device
JPH0682612A (en) Diffraction grating array and stereoscopic image display device using the same
JPH11504729A (en) 3D display device
JPH08327947A (en) Stereoscopic display device using diffraction grating
US7057779B2 (en) Holographic stereogram device
JP2976774B2 (en) Display with diffraction grating pattern
US20080151039A1 (en) On-Screen Relief Viewing Method and Device
JP2822798B2 (en) Hologram fabrication method
JP2778362B2 (en) Hologram fabrication method
JP2586230B2 (en) Display with diffraction grating pattern
JP3248371B2 (en) 3D image display device
JP2008507873A5 (en)
JPH06266274A (en) Formation of holographic stereoscopic hard copy and device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020806