JPH09237029A - Holography image pickup device and holography display device - Google Patents
Holography image pickup device and holography display deviceInfo
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- JPH09237029A JPH09237029A JP4342096A JP4342096A JPH09237029A JP H09237029 A JPH09237029 A JP H09237029A JP 4342096 A JP4342096 A JP 4342096A JP 4342096 A JP4342096 A JP 4342096A JP H09237029 A JPH09237029 A JP H09237029A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の3次元情報
を記録するホログラフィ撮像装置、および、このホログ
ラフィ撮像装置から物体の3次元情報を読み出して物体
の3次元像を表示するホログラフィ表示装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic imaging device for recording three-dimensional information of an object, and a holographic display device for reading out the three-dimensional information of the object from the holographic imaging device and displaying a three-dimensional image of the object. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】物体の3次元像の表示技術としてホログ
ラフィ技術が注目されている。このホログラフィ技術
は、物体の3次元情報を記録するホログラフィ撮像技術
と、ホログラフィ撮像技術によって記録された物体の3
次元情報を読み出して物体の3次元像を表示するホログ
ラフィ表示技術とから構成される。2. Description of the Related Art Holographic technology has attracted attention as a technology for displaying a three-dimensional image of an object. This holographic technique is a holographic imaging technique for recording three-dimensional information of an object and an holographic imaging technique for recording an object recorded by the holographic imaging technique.
It is composed of a holographic display technique for reading out three-dimensional information of an object by reading out three-dimensional information.
【0003】従来のホログラフィ技術は、一般に、ホロ
グラフィ撮像にあたって、撮像素子が高分解能を有する
ことを前提として構築されており、ホログラフィ撮像装
置の撮像素子として高分解能の写真乾板やサーモプラス
チックを用いるものが大部分である。The conventional holographic technology is generally constructed on the premise that the image pickup device has a high resolution in the holographic image pickup, and a holographic image pickup device using a high resolution photographic plate or a thermoplastic is used as the image pickup device. Mostly.
【0004】こうした撮像技術は、高分解能であるが故
に、基本的に高度な写真技術であるため、ホログラフィ
撮像には多大の労力を必要とする。そこで、比較的低分
解能の撮像素子であるCCDカメラを用いたホログラフ
ィ技術が、「佐藤 他、テレビジョン学会誌 Vol.
45,No.7,pp.873−875(1991)」
(以後、従来例1と呼ぶ)や「橋本、画像電子学会誌
Vol.22,No.4,pp.315−322(19
91)」(以後、従来例2と呼ぶ)に提案されている。Since such an imaging technique is a high-level photographic technique because of its high resolution, holographic imaging requires a great deal of labor. Therefore, a holographic technique using a CCD camera, which is a relatively low-resolution image pickup device, is described in "Sato et al., Journal of the Television Society, Vol.
45, no. 7, pp. 873-875 (1991) "
(Hereinafter referred to as Conventional Example 1) and “Hashimoto, Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan
Vol. 22, no. 4, pp. 315-322 (19
91) ”(hereinafter referred to as Conventional Example 2).
【0005】従来例1は、ホログラフィ撮像技術で通常
は使用されるレンズを使用しない、フレネル型ホログラ
フィ技術の例である。また、従来例2に開示されている
ホログラフィ撮像技術は、実像の空間分解能を撮像素子
の空間分解能に合せるように、結像レンズを用い、結像
レンズの物体側直前に開口を配置している。Conventional Example 1 is an example of the Fresnel type holography technique which does not use a lens normally used in the holography imaging technique. In the holographic imaging technique disclosed in Conventional Example 2, an imaging lens is used and an aperture is arranged immediately in front of the object side of the imaging lens so that the spatial resolution of the real image matches the spatial resolution of the image sensor. .
【0006】そして、干渉縞に物体の光軸方向への距離
情報と光軸に対する垂直方向の位置情報の双方を担わせ
て撮像し、また、この干渉縞から像再生を読み出して行
っている。Then, the interference fringe is made to capture an image by carrying both the distance information of the object in the optical axis direction and the position information in the direction perpendicular to the optical axis, and the image reproduction is read from the interference fringe.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来のホログラフィ撮
像装置やホログラフィ表示装置は上記のように構成され
るので、以下のような問題点があった。Since the conventional holographic imaging device and holographic display device are configured as described above, there are the following problems.
【0008】従来例1および従来例2のホログラフィ撮
像装置では、一般にCCDの空間分解能は10μm程度
であることから、物体光と参照光との成す角度は2〜3
°以内である必要である。物体光と参照光との成す角度
が大きくなると、干渉縞の間隔が撮像素子の分解能より
も小さくなってしまい、コントラス良く干渉縞を撮像す
ることができない。In the holographic imaging devices of Conventional Example 1 and Conventional Example 2, since the spatial resolution of the CCD is generally about 10 μm, the angle formed by the object light and the reference light is 2-3.
It must be within °. When the angle formed by the object light and the reference light becomes large, the interval between the interference fringes becomes smaller than the resolution of the image sensor, and the interference fringes cannot be imaged with good contrast.
【0009】そこで、従来例1では、撮像対象物の大き
さをCCDの大きさ程度とするとともに、撮像対象物と
CCDとの距離を大きくとっている。しかしながら、撮
像対象物とCCDとの距離の最適化の指針がなく、従っ
て、性能を維持しつつ小型化を図ることが困難である。Therefore, in Conventional Example 1, the size of the object to be imaged is about the size of the CCD, and the distance between the object to be imaged and the CCD is large. However, there is no guideline for optimizing the distance between the imaging target and the CCD, and therefore it is difficult to achieve miniaturization while maintaining performance.
【0010】また、従来例1では、レンズを使用しない
ことから、視野を可変とすることができない。Further, in the conventional example 1, since the lens is not used, the field of view cannot be made variable.
【0011】従来例2では結像レンズの撮像対象物側の
直前に絞りを配置するので、視野を大きくとるためには
縮小系を選択しなければならない。したがって、視野を
大きくとると物体光の光軸に対する角度は、レンズ通過
後にレンズ入射前よりも拡大されることになる。In the conventional example 2, since the diaphragm is arranged immediately before the image pickup object side of the imaging lens, the reduction system must be selected in order to increase the field of view. Therefore, when the field of view is made large, the angle of the object light with respect to the optical axis becomes larger after passing through the lens than before entering the lens.
【0012】このため、物体光と参照光との角度を小さ
く保つために絞りの開口を小さく絞ることになるが、開
口を小さく絞ると、物体光を有効に使用することができ
ない。したがって、撮像対象物として反射率の高い物体
を選択しなければならないという制約や、強力な光源が
必要となるという制約が課されることになる。Therefore, the aperture of the diaphragm is narrowed down in order to keep the angle between the object light and the reference light small. However, if the aperture is narrowed down, the object light cannot be effectively used. Therefore, there is a constraint that an object having a high reflectance should be selected as an imaging target and a constraint that a strong light source is required.
【0013】又、レンズ中心を通過する光の出射角は変
化せず、視野角を大きくできない。Further, the emission angle of the light passing through the center of the lens does not change, and the viewing angle cannot be increased.
【0014】従来例1および従来例2のホログラフィ表
示装置は、撮像素子であるCCDの画素ピッチ、画素サ
イズと、画像再生時に使用される空間変調素子の画素ピ
ッチ、画素サイズとは異なる。In the holographic display devices of Conventional Example 1 and Conventional Example 2, the pixel pitch and pixel size of the CCD, which is the image pickup element, are different from the pixel pitch and pixel size of the spatial modulation element used during image reproduction.
【0015】従来例1はフルネル型ホログラム方式を採
用しているのにもかかわらず、表示光学系にレンズが使
用されている。また、従来例2は結像タイプの表示光学
系とはなっていない。Although the conventional example 1 employs the full-nel type hologram system, a lens is used in the display optical system. Further, Conventional Example 2 is not an image-forming type display optical system.
【0016】すなわち、従来例1および従来例2では、
ホログラフィ撮像時の光学系と画像再生時の光学系とが
異なるため、再生表示像の位置による拡大率が本質的に
異なることとなるので歪が発生することになる。That is, in Conventional Example 1 and Conventional Example 2,
Since the optical system at the time of holographic imaging is different from the optical system at the time of image reproduction, the enlargement ratio depending on the position of the reproduced display image is essentially different, which causes distortion.
【0017】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、視野を可変とするとともに、比較的低い空間分解能
の撮像素子を使用して質の高いホログラムを撮像するホ
ログラフィ撮像装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a holographic image pickup device which images a high quality hologram by using an image pickup device having a relatively low spatial resolution while varying the field of view. With the goal.
【0018】また、本発明は、本発明のホログラフィ撮
像装置で撮像したホログラムから原像に対する歪を低減
して表示可能なホログラフィ表示装置を提供することを
目的とする。Another object of the present invention is to provide a holographic display device capable of displaying a hologram imaged by the holographic image pickup device of the present invention with reduced distortion of an original image.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明のホログラフィ撮
像装置は、視野を可変とするために正の屈折力を有する
光学系、例えば、凸レンズを用いるとともに、必要な干
渉縞の間隔を確保するために、物体の光軸方向の距離は
干渉縞の間隔に反映させるとともに、物体の光軸方向と
垂直方向の位置は干渉縞の分布範囲に反映させることと
して、物体の光軸方向距離の反映機能と物体の光軸垂直
方向位置の反映機能とを分離し、撮像素子の光軸方向の
位置を調整することにより、撮像素子の分解能より小さ
な間隔の干渉縞の発生を抑制する構成とした。The holographic image pickup device of the present invention uses an optical system having a positive refractive power to make the field of view variable, such as a convex lens, and secures a necessary interval of interference fringes. In addition, the distance of the object in the optical axis direction is reflected in the interval of the interference fringes, and the position of the object in the direction perpendicular to the optical axis is reflected in the distribution range of the interference fringes. By separating the function of reflecting the position of the object in the direction perpendicular to the optical axis and adjusting the position of the image sensor in the optical axis direction, it is configured to suppress the generation of interference fringes at intervals smaller than the resolution of the image sensor.
【0020】すなわち、請求項1のホログラフィ撮像装
置は、(a)撮像対象物に照射する光を発生する第1の
光源と、(b)第1の光源から出力された光が撮像対象
物に照射された結果、撮像対象物で反射された物体光を
通過させる開口を有する絞り手段と、(c)絞り手段が
物側焦点面となる位置に配設された正の屈折率を有する
第1の結像光学系と、(d)物体光と同一の波長を有す
る可干渉光を発生する第2の光源と、(e)第2の光源
から出力された可干渉光を平面波である参照光とし、第
1の結像光学系を介した物体光と参照光とを干渉させる
干渉光学系と、(f)第1の結像光学系から出力される
参照光の進行方向に第1の結像光学系の干渉光学系側の
焦点面から第1の距離だけ離れた位置に第1の結像光学
系の光軸と垂直な撮像面を有し、干渉光学系から出力さ
れた干渉光が形成する像を撮像する撮像手段とを備え、
物体光の波長=λ、絞り手段の開口の口径=a、第1の
結像光学系の物側焦点距離=f、および、撮像手段の空
間分解能=pとした場合、 a≦λ・f/p …(1) なる関係を満足することを特徴とする。That is, the holographic imaging device according to claim 1 is: (a) a first light source for generating light for irradiating the object, and (b) light output from the first light source for the object. As a result of the irradiation, the diaphragm means having an opening for passing the object light reflected by the image pickup object, and (c) the diaphragm means arranged at a position serving as the object-side focal plane and having a positive refractive index Imaging optical system, (d) a second light source for generating coherent light having the same wavelength as that of the object light, and (e) reference light which is a plane wave for the coherent light output from the second light source. And an interference optical system for interfering the object light and the reference light through the first imaging optical system, and (f) a first connection in the traveling direction of the reference light output from the first imaging optical system. The optical axis of the first image forming optical system is perpendicular to the optical axis of the first image forming optical system at a position separated from the focal plane on the interference optical system side of the image optical system by a first distance. Having an image plane, and an imaging means for capturing an image forming output interference light from the interference optical system,
When the wavelength of the object light = λ, the aperture diameter of the aperture means = a, the object-side focal length of the first imaging optical system = f, and the spatial resolution of the image pickup means = p, then a ≦ λ · f / p (1) is satisfied.
【0021】ここで、第1の光源と第2の光源とは同一
の光源とすることが可能である。Here, the first light source and the second light source can be the same light source.
【0022】また、第1の距離を変化させる第1の移動
手段を更に備えて構成することが可能である。この場
合、撮像対象物との距離と撮像面の分解能とに合せて、
撮像に最適な位置設定をすることが可能になる。Further, it is possible to further comprise a first moving means for changing the first distance. In this case, according to the distance to the imaging target and the resolution of the imaging surface,
It is possible to set the optimum position for imaging.
【0023】また、撮像手段の撮像結果は、(i)撮像
面における光の強度としてもよいし、また、(ii)撮像
面における光の波の振幅と光の波の位相ととしてもよ
い。前者の場合は強度ホログラムが得られるし、また、
後者の場合は複素ホログラムが得られる。複素ホログラ
ムは、縞走査法によって得られる。The image pickup result of the image pickup means may be (i) the intensity of light on the image pickup surface, or (ii) the amplitude of the light wave and the phase of the light wave on the image pickup surface. In the case of the former, an intensity hologram can be obtained,
In the latter case, a complex hologram is obtained. Complex holograms are obtained by the fringe scanning method.
【0024】請求項1のホログラフィ撮像装置では、ま
ず、第1の光源から出力された光で撮像対象物を照射す
る。この照射の結果、撮像対象物で反射された光であっ
て、物体光を(1)式を満たす径の開口を介して第1の
結像光学系に入力する。In the holographic imaging device of the first aspect, first, the object to be imaged is illuminated with the light output from the first light source. As a result of this irradiation, the object light, which is the light reflected by the object to be imaged, is input to the first imaging optical system via the aperture having the diameter satisfying the expression (1).
【0025】結像光学系に入力した光の内、開口の中
心、すなわち、結像光学系の撮像対象物側の焦点を通過
した主光線は、第1の結像光学系への入射角に応じて、
第1の結像光学系の中心軸(以後、単に光軸とも呼ぶ)
と一定の距離の第1の結像光学系の出射位置から出力さ
れ、光軸と平行な光路で撮像面に垂直に入射する。ま
た、開口を通過した光は、結像光学系を通過することに
より、結像点に向かう光となる。したがって、開口を通
過した波面は、結像光学系を通過から結像点までは収斂
する球面波となり、また、結像点を通過後は発散する球
面波となる。Of the light input to the image forming optical system, the chief ray that has passed through the center of the aperture, that is, the focal point of the image forming optical system on the side of the object to be imaged has an incident angle to the first image forming optical system. Depending on,
Central axis of the first imaging optical system (hereinafter also simply referred to as an optical axis)
And is output from the exit position of the first imaging optical system at a constant distance, and is vertically incident on the imaging surface along an optical path parallel to the optical axis. Further, the light that has passed through the aperture becomes light that is directed to the image formation point by passing through the image formation optical system. Therefore, the wavefront passing through the aperture becomes a spherical wave that converges from the image forming optical system to the image forming point, and becomes a divergent spherical wave after passing the image forming point.
【0026】一方、第2の光源から出力された可干渉光
が干渉手段に入力する。干渉手段では、第2の光源から
出力された可干渉光を平面波である参照光とした後、結
像光学系を介した物体光と参照光とを干渉させる。On the other hand, the coherent light output from the second light source is input to the interference means. In the interference means, the coherent light output from the second light source is used as the reference light that is a plane wave, and then the object light and the reference light that have passed through the imaging optical system are caused to interfere with each other.
【0027】ここで、第1の光源と第2の光源とを同一
として構成し、光分岐器によって、撮像対象物への照射
光と参照光の元となる可干渉光とすることができる。Here, the first light source and the second light source can be configured to be the same, and the light branching device can be used as the coherent light that is the source of the irradiation light and the reference light for the object to be imaged.
【0028】結像光学系を通過後の物体球面波を同一波
長の平面波と干渉させ、結像光学系の後方の光軸に垂直
な断面で観測すると、主光線を中心とする余弦波フレネ
ルゾーンプレートとなり、様々な位置の余弦波フレネル
ゾーンプレートの中心を結ぶと光軸と平行となる。When the object spherical wave after passing through the imaging optical system is made to interfere with the plane wave of the same wavelength and observed in a section perpendicular to the optical axis behind the imaging optical system, the cosine wave Fresnel zone centering on the principal ray is observed. It becomes a plate, and when it connects the centers of the cosine wave Fresnel zone plates at various positions, it becomes parallel to the optical axis.
【0029】この結果、光軸方向の距離が同一の場合、
撮像対象物の各輝点の光軸に対して垂直方向の距離がこ
の輝点に由来する干渉縞の分布範囲を規定することにな
る。また、撮像対象物の各輝点の光軸方向の距離が余弦
フレネルゾーンプレートの干渉縞間隔を規定することに
なる。As a result, when the distances along the optical axis are the same,
The distance in the direction perpendicular to the optical axis of each bright point of the imaging object defines the distribution range of the interference fringes derived from this bright point. Further, the distance in the optical axis direction of each bright point of the imaged object defines the interference fringe spacing of the cosine Fresnel zone plate.
【0030】請求項1の装置では、撮像手段の空間分解
能、すなわち、撮像手段で採用する撮像素子の単位の大
きさ(以後、ピッチとも呼ぶ)pよりも小さな間隔の干
渉縞の発生を押えるために、(1)式を満たす径aの開
口を採用する。In the apparatus according to the first aspect, in order to suppress the occurrence of interference fringes having a space smaller than the spatial resolution of the image pickup means, that is, the unit size (hereinafter also referred to as the pitch) p of the image pickup element adopted in the image pickup means. In addition, an opening having a diameter a that satisfies the expression (1) is adopted.
【0031】撮像素子に入射する参照光が、撮像素子に
垂直に入射するとすれば、ピッチpを有する撮像素子上
に発生する干渉縞をナイキスト間隔以下で撮像できる物
体光の入射角θは、 θ≦sin-1((λ/2)/p) …(2) なる関係を満たす必要がある。Assuming that the reference light incident on the image sensor is vertically incident on the image sensor, the incident angle θ of the object light which can image the interference fringes generated on the image sensor having the pitch p within the Nyquist interval is θ. ≦ sin −1 ((λ / 2) / p) (2) must be satisfied.
【0032】一方、(1)式の関係を満たす径aの開口
を有する請求項1の装置では、物体光と光軸との成す角
(以後、結像点への入射角とも呼ぶ)θiは、 θi<tan-1((λ/2)/p) …(3) であり、λ>0より、 θi<sin-1((λ/2)/p) …(4) となる。On the other hand, in the apparatus according to claim 1 having an aperture with a diameter a which satisfies the relation of the expression (1), the angle between the object light and the optical axis (hereinafter also referred to as the incident angle to the image forming point) θi is , Θi <tan −1 ((λ / 2) / p) (3), and from λ> 0, θi <sin −1 ((λ / 2) / p) (4).
【0033】したがって、請求項1の装置では、干渉縞
をナイキスト間隔で撮像することが可能であり、サンプ
リング定理から再現性良く情報の格納ができる。Therefore, in the apparatus according to the first aspect, the interference fringes can be imaged at Nyquist intervals, and information can be stored with good reproducibility based on the sampling theorem.
【0034】仮に、請求項1の装置の開口の径aが
(1)の関係を満たさないと、解像されない干渉縞が発
生する場合がある。この場合、解像されない干渉縞の光
量は直流成分として認識され、解像された干渉縞のコン
トラストを低下させることとなる。開口の形状は、長方
形や円形が簡便であり、実用的である。If the diameter a of the aperture of the device of claim 1 does not satisfy the relationship of (1), interference fringes that are not resolved may occur. In this case, the light amount of the unresolved interference fringes is recognized as a DC component, and the contrast of the resolved interference fringes is reduced. A rectangular or circular shape of the opening is convenient and practical.
【0035】請求項6のホログラフィ表示装置は、請求
項1のホログラフィ撮像装置で撮像された光学情報に基
づいて撮像対象物の像を再生表示するホログラフィ表示
装置であって、(a)請求項1のホログラフィ撮像装置
での撮像結果を入力する情報入力手段と、(b)情報入
力手段から通知された情報に基づいて、請求項1のホロ
グラフィ撮像装置で撮像された時点での撮像面における
ホログラムを形成するホログラム形成部と、(c)ホロ
グラム側の焦点面がホログラムの位置からホログラム形
成光の平均進行方向へ請求項1のホログラフィ撮像装置
における第1の距離だけ離れた位置となる第2の結像光
学系と、(d)第2の結像光学系のホログラム側とは反
対側の焦点に配置された0次光遮光手段とを備えること
を特徴とする。A holographic display device according to a sixth aspect is a holographic display device which reproduces and displays an image of an image pickup object based on optical information imaged by the holographic image pickup device according to the first aspect. The information input means for inputting the image pickup result by the holographic image pickup device, and (b) the hologram on the image pickup surface at the time of being picked up by the holographic image pickup device based on the information notified from the information input means. A second connection in which the hologram forming portion to be formed and the (c) hologram-side focal plane are at a position separated from the hologram position by the first distance in the holographic imaging device of claim 1 in the average traveling direction of the hologram forming light. It is characterized by comprising an image optical system and (d) 0th-order light shielding means arranged at the focal point on the opposite side of the hologram side of the second imaging optical system.
【0036】ここで、ホログラムの位置と第2の結像光
学系の前記ホログラム側の焦点面との距離を変化させる
第2の移動手段を更に備えることが好適である。この場
合には、請求項1のホログラフィ撮像装置において、選
択した第1の距離が変化しても、変化した第1の距離に
応じで、歪無しで像再生が可能な再生光学系の配置を都
度設定することができる。Here, it is preferable to further include second moving means for changing the distance between the hologram position and the hologram-side focal plane of the second imaging optical system. In this case, in the holographic imaging device according to claim 1, even if the selected first distance is changed, an arrangement of a reproduction optical system capable of image reproduction without distortion is provided according to the changed first distance. It can be set each time.
【0037】ホログラム形成部は、強度ホログラムの場
合には、(i)情報入力部から通知された撮像結果の光
学像を表示する表示手段と、(ii)表示手段に表示され
た光学像に応じた空間光変調像が書き込まれる空間光変
調器と、(iii)空間光変調器に照射される読み出し光
を発生する光源と、(iv)読み出し光が空間光変調器を
介することにより位相又は振幅変調された位相又は振幅
変調光を入力し、ホログラフィ撮像装置の撮像素子と同
一の大きさのホログラムを形成するホログラム形成光学
系とを備えて、好適に光学部品で構成できる。In the case of an intensity hologram, the hologram forming section responds to (i) display means for displaying the optical image of the imaging result notified from the information input section, and (ii) the optical image displayed on the display means. The spatial light modulator in which the spatial light modulation image is written, (iii) the light source for generating the reading light with which the spatial light modulator is irradiated, and (iv) the phase or amplitude by the reading light passing through the spatial light modulator. A hologram forming optical system for inputting the modulated phase or amplitude modulated light and forming a hologram of the same size as the image pickup element of the holographic image pickup apparatus can be suitably configured with optical components.
【0038】また、ホログラム形成部は、請求項1のホ
ログラフィ撮像装置での撮像結果が、撮像面の各点にお
ける入射光の振幅情報および位相情報である複素ホログ
ラムの場合には、(i)情報入力部から通知された振幅
情報および位相情報に応じて、入射光に位相変調および
振幅変調を施して出力する位相振幅変調部と、(ii)位
相振幅変調部に照射される読み出し光を発生する光源
と、(iii)読み出し光が位相振幅変調部を介すること
により位相振幅変調された位相振幅変調光を入力し、ホ
ログラフィ撮像装置の撮像素子と同一の大きさのホログ
ラムを形成するホログラム形成光学系とを備えて、好適
に光学部品で構成できる。Further, in the hologram forming section, when the image pickup result by the holographic image pickup apparatus of claim 1 is a complex hologram in which the amplitude information and the phase information of the incident light at each point on the image pickup surface are (i) information. According to the amplitude information and the phase information notified from the input unit, a phase amplitude modulation unit that performs phase modulation and amplitude modulation on the incident light and outputs the light, and (ii) generates a read light that is irradiated to the phase amplitude modulation unit. A hologram forming optical system that forms a hologram having the same size as the image pickup element of the holographic image pickup device by inputting the light source and (iii) the phase-amplitude-modulated light that is phase-amplitude-modulated by the read-out light through the phase-amplitude modulator. And can be preferably configured with optical components.
【0039】なお、ホログラム形成部、第2の結像光学
系、および0次光遮光板の機能は、計算機を用いた演算
処理によっても実現することが可能である。The functions of the hologram forming section, the second image-forming optical system, and the 0th-order light shielding plate can be realized by arithmetic processing using a computer.
【0040】[0040]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の説明に先立っ
て、本発明で採用した原理の概要を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of the embodiments of the present invention, the outline of the principle adopted in the present invention will be described.
【0041】図1は、本発明のホログラフィ撮像装置の
原理の説明図である。図1に示すように、本発明のホロ
グラフィ撮像装置は、(a)正の屈折力を有する結像光
学系110と、(b)結像光学系110の撮像対象物側
の焦点付近に開口211を有する絞り210と、(c)
物体光と参照光とを干渉させる干渉光学系300と、
(d)光軸と垂直な撮像面410を有し、干渉光学系3
00から出力された干渉光の干渉縞を撮像する撮像器4
00とを備える。FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the holographic imaging device of the present invention. As shown in FIG. 1, the holographic imaging device of the present invention includes (a) an imaging optical system 110 having a positive refractive power, and (b) an opening 211 near the focus of the imaging optical system 110 on the imaging target side. An aperture 210 having a (c)
An interference optical system 300 for causing the object light and the reference light to interfere with each other,
(D) The interference optical system 3 having the imaging surface 410 perpendicular to the optical axis
Image pickup device 4 for picking up an interference fringe of the interference light output from
00.
【0042】図1の撮像装置では、撮像対象物の各輝点
(P1、P2、P3、…)からの物体光が開口211を
通過した後、結像光学系110に入力する。In the image pickup apparatus of FIG. 1, the object light from each bright spot (P1, P2, P3, ...) Of the image pickup object passes through the opening 211 and then enters the image forming optical system 110.
【0043】結像光学系110に入力した光の内、開口
211の中心、すなわち、結像光学系100の撮像対象
物側の焦点を通過した主光線は、結像光学系110への
入射角に応じて、結像光学系110の光軸と一定の距離
の結像光学系110の出射位置から出力され、光軸と平
行な光路で撮像面410に垂直に入射する。また、開口
211を通過した光は、結像光学系110を通過するこ
とにより、各輝点(P1、P2、P3、…)に対応した
結像点(Q1、Q2、Q3、…)に向かう光となる。し
たがって、開口211を通過した波面は、結像光学系1
10を通過から結像点(Q1、Q2、Q3、…)までは
収斂する球面波となり、また、結像点(Q1、Q2、Q
3、…)を通過後は発散する球面波となる。Of the light input to the image forming optical system 110, the chief ray that has passed through the center of the aperture 211, that is, the focal point of the image forming optical system 100 on the side of the object to be imaged is incident on the image forming optical system 110. Accordingly, the light is output from the exit position of the imaging optical system 110 at a constant distance from the optical axis of the imaging optical system 110, and is vertically incident on the imaging surface 410 in an optical path parallel to the optical axis. Further, the light that has passed through the aperture 211 travels through the imaging optical system 110 to be directed to the imaging points (Q1, Q2, Q3, ...) Corresponding to the respective bright points (P1, P2, P3, ...). Become light. Therefore, the wavefront that has passed through the aperture 211 is not reflected by the imaging optical system 1.
From 10 to the image forming points (Q1, Q2, Q3, ...) Converging spherical waves, and the image forming points (Q1, Q2, Q).
After passing through 3, ...), it becomes a diverging spherical wave.
【0044】図2は、物体光の結像点への入射角度の説
明図である。輝点Pを始点として、開口211を介して
結像光学系110に入力した物体光は、結像点Qに収斂
する。開口211の径をL、 L=λf/p ここで、λ:物体光の波長 f:結像光学系の物側焦点距離 p:撮像器の空間分解能 とすると、開口211の両端を通過し、結像光学系を介
した光線と光軸との成す角θi0は、 θi0=tan-1((λ/2)/p) となる。したがって、開口211を通過し、結像光学系
を介した光線と光線と光軸との成す角θiは、 θi≦tan-1((λ/2)/p) となる。ところで、A>0で、 tan-1A<sin-1A より、 θi<sin-1((λ/2)/p) であり、(2)式の条件を満たす。FIG. 2 is an explanatory view of the incident angle of the object light on the image formation point. The object light that has entered the imaging optical system 110 through the opening 211 with the bright point P as the starting point converges on the imaging point Q. The diameter of the aperture 211 is L, L = λf / p, where λ is the wavelength of the object light f is the object-side focal length of the imaging optical system, and p is the spatial resolution of the image pickup device. The angle θ i0 formed by the light beam and the optical axis through the imaging optical system is θ i0 = tan −1 ((λ / 2) / p). Therefore, the angle θ i formed between the light rays passing through the aperture 211 and passing through the imaging optical system is θ i ≦ tan −1 ((λ / 2) / p). By the way, when A> 0 and tan −1 A <sin −1 A, θ i <sin −1 ((λ / 2) / p), which satisfies the condition of the expression (2).
【0045】結像光学系110を介した物体光と平面波
である参照光(波長が物体光と同一の可干渉光)とは干
渉光学系300に入力し干渉する。なお、干渉光学系3
00を介した参照光は、光軸と平行に進行し、撮像面4
10に垂直に入射するように干渉光学系300で進行方
向が設定される。The object light that has passed through the imaging optical system 110 and the reference light that is a plane wave (coherent light having the same wavelength as the object light) are input to the interference optical system 300 and interfere with each other. The interference optical system 3
The reference light passing through 00 travels parallel to the optical axis, and
The traveling direction is set by the interference optical system 300 so that the light enters vertically to the optical axis 10.
【0046】ところで、(本発明での開口の径a)<L
であることより、本発明のホログラフィ撮像装置では、
結像点への入射角が必ず(2)式の条件を満たすことよ
り、結像光学系110を介した物体光と平面波である参
照光(波長が物体光と同一の可干渉光)とが干渉光学系
300で干渉した結果として生じる干渉縞をナイキスト
間隔以下でサンプリングすることが可能である。By the way, (aperture diameter a in the present invention) <L
Therefore, in the holographic imaging device of the present invention,
Since the incident angle to the image forming point always satisfies the condition of the expression (2), the object light and the reference light (plane wave) (coherent light having the same wavelength as the object light) through the image forming optical system 110. It is possible to sample the interference fringes resulting from the interference in the interference optical system 300 at the Nyquist interval or less.
【0047】次に、本発明のホログラフィ表示装置で利
用する、ホログラム再生の原理の概要について説明す
る。本発明のホログラフィ表示装置では、上記の原理で
撮像した干渉縞像を読み出してホログラフィ表示を行
う。Next, the outline of the principle of hologram reproduction used in the holographic display device of the present invention will be described. The holographic display device of the present invention performs holographic display by reading out an interference fringe image captured by the above principle.
【0048】まず、ホログラフィ撮像において、撮像面
を後焦点面に配置した場合について説明する。First, a case will be described in which, in holographic imaging, the imaging surface is located at the back focal plane.
【0049】図3は、最も基本的な再生光学系の構成図
である。図3に示すように、この光学系は、(a)撮像
光学装置で使用した結像光学系110と同等な結像光学
系110と、(b)結像光学系110に対する撮像面4
10に対応する位置、すなわち、結像光学系120の一
方の焦点面に配置された複素ホログラフィ510と、
(c)結像光学系120に対する絞り210に対応する
位置、すなわち、結像光学系120の他方の焦点面に配
置された、開口211と同等の開口221を備える絞り
220とを備える。FIG. 3 is a block diagram of the most basic reproducing optical system. As shown in FIG. 3, this optical system includes (a) an imaging optical system 110 equivalent to the imaging optical system 110 used in the imaging optical device, and (b) an imaging surface 4 for the imaging optical system 110.
10, a complex holography 510 arranged at one focal plane of the imaging optical system 120,
(C) The stop 220 is provided at a position corresponding to the stop 210 with respect to the image forming optical system 120, that is, at the other focal plane of the image forming optical system 120, and the stop 220 having an opening 221 equivalent to the opening 211.
【0050】この再生光学系で、複素ホログラム510
に撮像時の参照光の共役波である平行光、すなわち、読
み出し光を照射すると、再生波面は撮像時の結像光学系
101での結像による物体像を虚像IM1とする波面の
光が発生する。この光は結像光学系120に入力し、撮
像時の撮像対象物体の位置に応じた位置に、開口221
を介して、実像RL1が結像される。With this reproducing optical system, the complex hologram 510
When parallel light, which is a conjugate wave of the reference light at the time of image pickup, that is, reading light is irradiated onto the reproduction wavefront, light having a wavefront that makes the object image formed by the image formation optical system 101 at the time of image pickup the virtual image IM1 is generated. To do. This light is input to the imaging optical system 120, and the opening 221 is provided at a position corresponding to the position of the object to be imaged at the time of image pickup.
The real image RL1 is imaged via.
【0051】なお、再生時において、再生光束は開口2
21付近に集中するので、図3の再生光学系において、
絞り220は必ずしも必要は無い。At the time of reproduction, the reproduction light beam has the aperture 2
Since it concentrates in the vicinity of 21, in the reproducing optical system of FIG.
The diaphragm 220 is not always necessary.
【0052】また、複素ホログラフィ510では共役像
は発生しないので、上述の虚像IM1および実像RL1
以外は再生されない。Since no complex image is generated in the complex holography 510, the virtual image IM1 and the real image RL1 described above are used.
Other than is not played.
【0053】実像RL1は、撮像時における撮像対象物
の背後側である、視点P11や視点P12から観測され
ることになる。したがって、観測される像は、再生像が
裏返された像となる。The real image RL1 is to be observed from the viewpoint P11 or the viewpoint P12, which is the back side of the image pickup object at the time of image pickup. Therefore, the observed image is an image obtained by reversing the reproduced image.
【0054】また、視点P11や視点P12では、開口
221を通過し、夫々の視点に入射する再生光のみに関
わる実像RL1の一部のみしか観測することができな
い。At the viewpoint P11 and the viewpoint P12, only a part of the real image RL1 relating to only the reproduction light which passes through the aperture 221 and is incident on each viewpoint can be observed.
【0055】上記の図3の再生光学系の欠点は、改善す
ることが可能である。図4は、図3の再生光学系の欠点
を改善した再生光学系の構成図である。The above-mentioned drawbacks of the reproducing optical system shown in FIG. 3 can be remedied. FIG. 4 is a configuration diagram of a reproducing optical system in which the drawbacks of the reproducing optical system of FIG. 3 are improved.
【0056】図4に示すように、この再生光学系は、
(a)撮像光学装置で使用した結像光学系110と同等
な結像光学系120と、(b)結像光学系110に対す
る撮像面410に対応する位置、すなわち、結像光学系
120の一方の焦点面に配置され、図4の紙面垂直方向
を回転軸として180゜回転させた複素ホログラフィ5
10と、(c)結像光学系110に対する絞り210に
対応する位置、すなわち、結像光学系120の他方の焦
点面に配置された、開口211と同等の開口221を備
える絞り220とを備える。As shown in FIG. 4, this reproducing optical system is
(A) an imaging optical system 120 equivalent to the imaging optical system 110 used in the imaging optical device, and (b) a position corresponding to the imaging surface 410 with respect to the imaging optical system 110, that is, one of the imaging optical systems 120. Complex holography 5 placed on the focal plane of the image and rotated 180 ° about the direction perpendicular to the plane of FIG.
10 and (c) a stop 220 having an aperture 221 equivalent to the aperture 211, which is arranged at a position corresponding to the stop 210 with respect to the image forming optical system 110, that is, on the other focal plane of the image forming optical system 120. .
【0057】この再生光学系で、複素ホログラム510
に撮像時の参照光の共役波である平行光、すなわち、読
み出し光を照射すると、再生波面が図3における虚像I
M1の焦点面に対して対象な位置に実像RL2を形成す
る波面の光が発生する。この光は結像光学系120に入
力し、結像光学系120と絞り220との間の虚像IM
2を形成する波面の光となる。開口221を視点として
虚像IM2を観測することにより、正しい像方向の像の
全体像が歪が無しで観測される。With this reproducing optical system, the complex hologram 510
When parallel light, which is a conjugate wave of the reference light at the time of image pickup, that is, the reading light is irradiated on, the reproduction wavefront is changed to the virtual image I in FIG.
Light of a wavefront forming a real image RL2 is generated at a target position with respect to the focal plane of M1. This light is input to the imaging optical system 120, and a virtual image IM between the imaging optical system 120 and the diaphragm 220.
It becomes the light of the wavefront which forms 2. By observing the virtual image IM2 with the aperture 221 as the viewpoint, the entire image of the image in the correct image direction is observed without distortion.
【0058】次に、強度記録型ホログラム装置で、ホロ
グラムを記録した場合の再生光学系について、説明す
る。Next, the reproducing optical system for recording a hologram in the intensity recording type hologram device will be described.
【0059】図5は、強度ホログラムの再生光学系の最
も基本的な構成図である。図6に示すように、この再生
光学系は、複素ホログラム510を強度ホログラム56
0とした点のみが図3の再生光学系と異なる。FIG. 5 is a diagram showing the most basic construction of the reproduction system of the intensity hologram. As shown in FIG. 6, this reproducing optical system converts the complex hologram 510 into the intensity hologram 56.
The difference from the reproducing optical system of FIG. 3 is that only 0 is set.
【0060】図5の再生光学系の強度ホログラム560
に読み出し光が照射されると、図3の再生光学系と同様
の撮像時の結像位置に虚像IM1を形成する波面と、強
度ホログラム560を対称面として虚像IM1の面対称
位置に実像RL3を形成する波面とを有する再生光が発
生する。The intensity hologram 560 of the reproducing optical system shown in FIG.
When the reading light is irradiated on the wavefront, a wavefront that forms a virtual image IM1 at an image-forming position similar to that in the reproduction optical system of FIG. 3 and a real image RL3 at a plane symmetrical position of the virtual image IM1 with the intensity hologram 560 as a plane of symmetry. Reproducing light having a wave front to be formed is generated.
【0061】虚像IM1を形成する波面の光は、結像光
学系120によって、撮像時の撮像対象物体位置に実像
RL1として再生される。また、実像RL3を形成する
波面の光は、結像光学系120によって、絞り220を
対称面として実像RL1の面対称位置に虚像IM3とし
て再生される。The light of the wavefront forming the virtual image IM1 is reproduced by the imaging optical system 120 as a real image RL1 at the position of the object to be imaged at the time of image pickup. Further, the light of the wavefront forming the real image RL3 is reproduced by the imaging optical system 120 as a virtual image IM3 at a plane symmetrical position of the real image RL1 with the diaphragm 220 as a symmetry plane.
【0062】そして、開口221を視点として虚像IM
3を観測すれば、再生像全体を観測することができる。Then, with the opening 221 as the viewpoint, the virtual image IM
If 3 is observed, the entire reproduced image can be observed.
【0063】しかし、こうして観測される像は、図3の
場合と同様に、上下が逆のものとなっている。However, the image thus observed is upside down, as in the case of FIG.
【0064】この問題点は、図3の再生光学系における
同様の問題点を図4の再生光学系で改善した手法と同様
の手法で改善が可能である。This problem can be solved by the same method as that of the reproducing optical system of FIG. 4 which is the same as that of the reproducing optical system of FIG.
【0065】図6は、図5の再生光学系の問題点を改善
した再生光学系の構成図である。図6に示すように、こ
の再生光学系は、強度ホログラム560を紙面垂直方向
を軸として180゜回転して配置した点が異なる。FIG. 6 is a block diagram of a reproducing optical system in which the problems of the reproducing optical system of FIG. 5 are improved. As shown in FIG. 6, this reproducing optical system is different in that the intensity hologram 560 is arranged rotated by 180 ° about the direction perpendicular to the paper surface.
【0066】図6再生光学系の強度ホログラム560に
読み出し光が照射されると、図4の再生光学系と同様の
位置に実像RL2を形成する波面と、強度ホログラム5
60を対称面として実像RL2の面対称位置に虚像IM
4を形成する波面とを有する再生光が発生する。FIG. 6 When the intensity hologram 560 of the reproducing optical system is irradiated with the reading light, the wavefront forming the real image RL2 at the same position as the reproducing optical system of FIG.
60 as a plane of symmetry and the virtual image IM at the plane symmetry position of the real image RL2.
Reproducing light having a wave front forming 4 is generated.
【0067】虚像IM4を形成する波面の光は、結像光
学系120によって、撮像時の撮像対象物体位置に実像
RL4として再生される。また、実像RL2を形成する
波面の光は、結像光学系120によって、絞り220を
対称面として実像RL4の面対称位置に虚像IM2とし
て再生される。The light of the wavefront forming the virtual image IM4 is reproduced by the imaging optical system 120 as a real image RL4 at the position of the object to be imaged at the time of image pickup. Further, the light of the wavefront forming the real image RL2 is reproduced by the imaging optical system 120 as a virtual image IM2 at a plane symmetric position of the real image RL4 with the stop 220 as a plane of symmetry.
【0068】そして、開口221を視点として虚像IM
2を観測すれば、図4の再生光学系と同様に、再生像全
体を撮像時の像と同様の方向関係で観測することができ
る。Then, with the opening 221 as the viewpoint, the virtual image IM
By observing No. 2, it is possible to observe the entire reproduced image in the same directional relationship as the image at the time of imaging, as in the reproducing optical system of FIG.
【0069】以上、撮像時に撮像面を結像光学系の焦点
面(焦点距離=f)に配置した場合について説明した
が、撮像時に撮像面を結像光学系の焦点面に配置しなか
った場合の再生について、以下に説明する。なお、以下
の説明においては、撮像時の撮像面は結像光学系の後焦
点面からzだけ離れていたとする。The case where the image pickup surface is arranged on the focal plane (focal length = f) of the image forming optical system at the time of image pickup has been described above. However, when the image pickup surface is not arranged on the focal plane of the image forming optical system at the time of image pickup. The reproduction of will be described below. In the following description, it is assumed that the image pickup surface at the time of image pickup is apart from the back focal plane of the image forming optical system by z.
【0070】図7は、撮像時の撮像面位置に複素ホログ
ラム510を配置した、図3に応じた再生光学系の構成
図である。図7の再生光学系に読み出し光を照射する
と、撮像時における結像光学系による結像位置(結像光
学系から結像位置までの距離=bとする)に虚像IM1
を形成する波面の光を再生する。このとき、複素ホログ
ラム510と虚像IM1との距離cは、 c=b−(f+z) …(5) となる。FIG. 7 is a block diagram of a reproducing optical system according to FIG. 3 in which the complex hologram 510 is arranged at the position of the image pickup surface at the time of image pickup. When the reproducing optical system of FIG. 7 is irradiated with the reading light, the virtual image IM1 is formed at the imaging position of the imaging optical system during imaging (the distance from the imaging optical system to the imaging position = b).
Regenerate the light of the wavefront that forms the. At this time, the distance c between the complex hologram 510 and the virtual image IM1 is c = b- (f + z) (5).
【0071】そして、虚像IM1を形成する波面の光は
結像光学系120によって、撮像時における撮像対象物
体の位置に結像され、実像RL1が再生される。この再
生光学系においては、再生像である実像RL1に関して
は結像にあたって歪は発生しない。Then, the light of the wavefront forming the virtual image IM1 is imaged by the imaging optical system 120 at the position of the object to be imaged at the time of imaging, and the real image RL1 is reproduced. In this reproducing optical system, the real image RL1, which is a reproduced image, is not distorted during image formation.
【0072】しかし、上述の図3の場合と同様の問題点
が、図7での実像RL1の観察にあたっても存在するの
で、図3の再生光学系に対する図4の再生光学系と同等
の改善が行われる再生光学系を採用する。However, since the same problem as in the case of FIG. 3 described above also exists in observing the real image RL1 in FIG. 7, an improvement equivalent to that of the reproduction optical system of FIG. 4 with respect to the reproduction optical system of FIG. Adopt the reproduction optical system that is performed.
【0073】まず、図7の再生光学系において、複素ホ
ログラム510を紙面垂直方向を軸として180゜回転
すとともに、複素ホログラム510を距離yだけ移動さ
せてして配置する。この再生光学系で読み出し光を照射
すると、複素ホログラムの回転軸と同一の軸について虚
像IM1を180゜回転した位置に実像RL2が再生さ
れる。この実像RL2と結像光学系120との距離d
は、 d=f+z−c−y=2f+2z−b−y …(6) となる。First, in the reproducing optical system of FIG. 7, the complex hologram 510 is rotated 180 ° about the direction perpendicular to the paper surface, and the complex hologram 510 is moved by a distance y and arranged. When the reading light is irradiated by this reproducing optical system, the real image RL2 is reproduced at a position obtained by rotating the virtual image IM1 by 180 ° about the same axis as the rotation axis of the complex hologram. The distance d between the real image RL2 and the imaging optical system 120
Is d = f + z−c−y = 2f + 2z−b−y (6)
【0074】この実像RL2を形成する波面が結像光学
系120によって結像され、歪の無い虚像IM2が再生
されるためには、実像RL2の位置が、図7における虚
像IM1の焦点面に対する対称の位置に形成される必要
がある。この条件は、 d=2f−b …(7) である。In order that the wavefront forming the real image RL2 is imaged by the imaging optical system 120 and the virtual image IM2 without distortion is reproduced, the position of the real image RL2 is symmetrical with respect to the focal plane of the virtual image IM1 in FIG. Must be formed at the position. This condition is d = 2f-b (7).
【0075】したがって、(6)式と(7)式より、位
置による拡大率の差異無しで虚像IM2を得るための条
件は、 y=2z …(8) となる。Therefore, according to the equations (6) and (7), the condition for obtaining the virtual image IM2 without any difference in magnification depending on the position is y = 2z (8).
【0076】図8は、(8)式の条件を満たした再生光
学系の構成図である。FIG. 8 is a block diagram of a reproducing optical system which satisfies the condition of the expression (8).
【0077】強度ホログラムを用いた場合も図8と同様
の再生光学系で、正しい像方向の像の全体像が歪が無し
で観測される。Even when the intensity hologram is used, the whole image of the image in the correct image direction is observed without distortion by the reproducing optical system similar to FIG.
【0078】以下、添付図面を参照して本発明のホログ
ラフィ撮像装置およびホログラフィ表示装置の実施の形
態を説明する。なお、図面の説明にあたって同一の要素
には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。Embodiments of the holographic imaging device and the holographic display device of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0079】[ホログラフィ撮像装置の実施形態] (第1実施形態)図9は、本発明のホログラフィ撮像装
置の第1実施形態の構成図である。本実施形態のホログ
ラフィ撮像装置は、強度記録型撮像装置である。図9に
示すように、この装置は、(a)撮像対象物に照射する
照射光と参照光とを発生する光源部610と、(b)光
源部610から出力された光が撮像対象物900に照射
された結果、撮像対象物900で反射された物体光を通
過させる開口211を有する絞り210と、(c)絞り
210が物側焦点面となる位置に配設された正の屈折率
を有する結像光学系110と、(d)結像光学系110
を介した物体光と参照光とを干渉させる干渉光学系31
0と、(e)結像光学系110の光軸に垂直な撮像面4
10を有し、干渉光学系310から出力された干渉光が
形成する像を撮像する撮像手段400と、(f)撮像手
段400から出力された撮像情報を入力し、格納する格
納手段710と、(g)撮像手段400から出力された
撮像情報を入力し、ホログラフィ表示装置へ向けて撮像
情報を伝送する伝送手段720とを備える。[Embodiment of Holographic Imaging Apparatus] (First Embodiment) FIG. 9 is a block diagram of the holographic imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The holographic imaging device of this embodiment is an intensity recording type imaging device. As shown in FIG. 9, in this device, (a) a light source unit 610 for generating irradiation light and reference light for irradiating an imaging target object, and (b) light output from the light source unit 610 is an imaging target object 900. As a result of irradiating the object, the diaphragm 210 having the aperture 211 through which the object light reflected by the imaging object 900 passes, and (c) the positive refractive index arranged at the position where the diaphragm 210 is the object side focal plane. Imaging optical system 110 having, and (d) Imaging optical system 110
Interference optical system 31 for interfering the object light and the reference light via the
0, and (e) the imaging surface 4 perpendicular to the optical axis of the imaging optical system 110.
An image pickup unit 400 which has an image pickup unit 400 and which picks up an image formed by the interference light output from the interference optical system 310; and (f) a storage unit 710 which inputs and stores the image pickup information output from the image pickup unit 400. (G) Transmission means 720 for inputting the imaging information output from the imaging means 400 and transmitting the imaging information toward the holographic display device.
【0080】そして、物体光の波長=λ、絞り手段の開
口の口径=a、結像光学系の物側焦点距離=f、およ
び、撮像手段の空間分解能=pとした場合、 a≦λ・f/p …(1) なる関係を満足する。When the wavelength of the object light = λ, the aperture diameter of the aperture means = a, the object-side focal length of the imaging optical system = f, and the spatial resolution of the image pickup means = p, then a ≦ λ. f / p (1) is satisfied.
【0081】光源部610は、(i)可干渉光を発生す
るレーザ光源611と、(ii)レーザ光源611から出
力された光を2分岐する光分岐器612と、(iii)光
分岐器612から出力された一方の光を入力し、偏光方
向を選択して出力する偏光子613と、(iv)偏光子6
13を介した光を撮像対象物900へ向けて球面波の照
射光を出力する光学系614と、(v)光分岐器612
から出力された他方の光を入力し、偏光方向を選択して
出力する偏光子615と、(vi)偏光子615を介した
球面波の光を干渉光学系300へ向けて出力する光学系
616とを備える。The light source unit 610 includes (i) a laser light source 611 for generating coherent light, (ii) an optical branching device 612 for branching the light output from the laser light source 611, and (iii) an optical branching device 612. A polarizer 613 for inputting one of the lights output from, selecting a polarization direction and outputting the light, and (iv) a polarizer 6
An optical system 614 that outputs the spherical wave irradiation light toward the imaging target 900 through the light 13 and (v) an optical branching device 612.
A polarizer 615 that inputs the other light that is output from the polarizer 615 that outputs by selecting the polarization direction, and (vi) an optical system 616 that outputs the spherical wave light that has passed through the polarizer 615 toward the interference optical system 300. With.
【0082】干渉光学系310は、(i)光学系616
を介した光を入力し、平面波化する光学系311と、
(ii)光学系311を介した光を反射して、光路を設定
するミラー312と、(iii)結像光学系110を介し
た物体光とミラー312を介した参照光とを入力し、双
方の光を略同一方向へ出力して干渉させるハーフミラー
313とを備える。The interference optical system 310 includes (i) optical system 616.
An optical system 311 for inputting the light through the light and converting it into a plane wave;
(Ii) The mirror 312 that reflects the light through the optical system 311 to set the optical path, and (iii) the object light through the imaging optical system 110 and the reference light through the mirror 312 are input and both are input. And a half mirror 313 that outputs the light in substantially the same direction to cause interference.
【0083】撮像手段400は、(i)干渉光学系30
0から出力された干渉光を入力し、偏光方向を選択して
出力する検光子430と、(ii)検光子430を介した
光を受光する撮像面410を備え、撮像面410上の光
像を撮像する撮像器420と、(iii)撮像面410の
位置を干渉光学系300に対して相対的に移動させる移
動手段440とを備える。The image pickup means 400 includes (i) the interference optical system 30.
The optical image on the imaging surface 410 is provided with an analyzer 430 that inputs the interference light output from 0, selects and outputs a polarization direction, and (ii) an imaging surface 410 that receives light through the analyzer 430. And (iii) moving means 440 for moving the position of the image pickup surface 410 relative to the interference optical system 300.
【0084】なお、撮像器420にCCDカメラを使用
する場合は、結像光学系110による上下左右の反転を
するように走査させる方向に設置する。また、撮像面4
10の保護ガラスによる反射の防止のため、通常の保護
ガラスに代えて、コア径が撮像分解能以下の光学ファイ
バプレートを使用することが好適である。When a CCD camera is used as the image pickup device 420, the image pickup optical system 110 is installed in a scanning direction so as to be inverted vertically and horizontally. In addition, the imaging surface 4
In order to prevent reflection by the protective glass of No. 10, it is preferable to use an optical fiber plate having a core diameter of not more than the imaging resolution in place of the ordinary protective glass.
【0085】以下、結像光学系110に焦点距離f=1
8cmの凸レンズ、ピッチp=11μmで撮像素子が5
12(=N)個×512個で配列された撮像面410、
使用する光の波長λ=0.628μmを採用し、撮像対
象物900が結像光学系110の前方約46.4cmに
配置された場合を例にとって説明する。この場合、撮像
対象物900の結像光学系110による結像点は、結像
光学系110から29.4cm離れた位置となる。ま
た、開口211の径aとして、 a=λf/p=1.0cm の円形を採用した。In the following, the focal length f = 1 in the image forming optical system 110.
8 cm convex lens, pitch p = 11 μm
Imaging surface 410 arranged in 12 (= N) × 512
An example will be described in which the wavelength λ of the light to be used is 0.628 μm and the object to be imaged 900 is arranged approximately 46.4 cm in front of the imaging optical system 110. In this case, the imaging point of the imaging object 900 by the imaging optical system 110 is a position 29.4 cm away from the imaging optical system 110. Further, as the diameter a of the opening 211, a circle of a = λf / p = 1.0 cm was adopted.
【0086】なお、物体光の光軸をz軸とし、図9の紙
面上下方向をy方向、紙面垂直方向をx方向とする。It should be noted that the optical axis of the object light is the z-axis, the vertical direction of the paper of FIG. 9 is the y-direction, and the vertical direction of the paper is the x-direction.
【0087】本実施形態のホログラフィ撮像装置は以下
のようにして撮像対象物900の強度ホログラムを撮像
する。The holographic imaging device of this embodiment images the intensity hologram of the imaged object 900 as follows.
【0088】まず、絞り210と結像光学系110と位
置関係を保ったまま、撮像手段の分解能に応じて、移動
手段440によって撮像面410を撮像対象物900か
ら適当な距離Lの位置に設置する。First, while keeping the positional relationship between the diaphragm 210 and the imaging optical system 110, the moving means 440 sets the image pickup surface 410 at an appropriate distance L from the image pickup object 900 according to the resolution of the image pickup means. To do.
【0089】距離Lは、以下のようにして、求めること
ができる。The distance L can be obtained as follows.
【0090】光源部100から出力された照射光が測定
対象物900で反射された物体光が結像光学系110を
介した後の球面波光と光源部100から出力された参照
光が辺面波化された平面波光との干渉によって生じる、
撮像面410上での余弦波フレネルゾーンプレートF
(x,y,L)は、 F(x,y,L) =1+cos((2π/λ)(x2+y2+L2)1/2) …(9) となる。The illuminating light output from the light source unit 100 is reflected by the object 900 to be measured, and the object light reflected by the measuring optical system 110 passes through the imaging optical system 110, and the reference light output from the light source unit 100 is a side surface wave. Caused by interference with the converted plane wave light,
Cosine wave Fresnel zone plate F on the imaging surface 410
(X, y, L) becomes F (x, y, L) = 1 + cos ((2π / λ) (x 2 + y 2 + L 2 ) 1/2 ) ... (9).
【0091】簡単のため、距離Lを波長λの整数倍と近
似し、xy平面で撮像面410の中心からの距離をrxy
とすると、 F(x,y,L) =1+cos((2π/λ)(rxy 2+L2)1/2) …(10) である。For simplicity, the distance L is approximated to an integral multiple of the wavelength λ, and the distance from the center of the image pickup surface 410 on the xy plane is r xy.
Then, F (x, y, L) = 1 + cos ((2π / λ) (r xy 2 + L 2 ) 1/2 ) (10)
【0092】したがって、余弦波フレネルゾーンプレー
トF(x,y,L)のn次明部の位置rxyb(n)は、 rxyb(n)=(2Lnλ+n2λ2)1/2 …(11) となり、また、余弦波フレネルゾーンプレートF(x,
y,L)のn次暗部の位置rxyd(n)は、 rxyd(n) =(2Ln(λ+1/2)+(n+1/2)2λ2)1/2 …(12) となる。Therefore, the position r xyb (n) of the nth bright part of the cosine wave Fresnel zone plate F (x, y, L) is r xyb (n) = (2Lnλ + n 2 λ 2 ) 1/2 (11) ), And the cosine wave Fresnel zone plate F (x,
The position r xyd (n) of the n-th dark part of (y, L) is r xyd (n) = ( 2Ln (λ + 1/2) + (n + 1/2 ) 2 λ 2 ) 1/2 (12).
【0093】そして、分解能pの撮像面410で、最大
n次までの余弦波フレネルゾーンプレートF(x,y,
L)を解像するための条件は、 rxyd(n)−rxyb(n)>p …(13) となる。Then, the cosine wave Fresnel zone plate F (x, y,
The condition for resolving L) is r xyd (n) -r xyb (n)> p (13).
【0094】(13)式で右辺と左辺とが等しくなるn
を最大解像次数nmaxpとすると、最大解像次数nmaxpは
距離Lの関数であり、概略としては距離Lに反比例して
いる。In the equation (13), the right side and the left side are equal to n
Is the maximum resolution order n maxp , the maximum resolution order n maxp is a function of the distance L, and is roughly inversely proportional to the distance L.
【0095】また、 rxyb(n)=(N/2)p …(14) となる場合、つまり、おおよそn次明部の位置が撮像面
410の両端となるnを最大撮像次数nmaxdとすると、
最大撮像次数nmaxdは距離の関数であり、距離Lに比例
する。Further, when r xyb (n) = (N / 2) p (14), that is, n at which the positions of the n-th bright parts are at both ends of the imaging surface 410 is the maximum imaging order n maxd . Then,
The maximum imaging order n maxd is a function of distance and is proportional to the distance L.
【0096】図10は、本実施形態における最大解像次
数nmaxpおよび最大撮像次数nmaxdの距離L依存性を示
すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the distance L dependence of the maximum resolution order n maxp and the maximum imaging order n maxd in this embodiment.
【0097】そして、 nmaxp=nmaxd …(15) となる距離Lが最適距離となる。この最適距離に設定す
れば、最大解像次数nma xp次の明部が撮像面410の両
端となり、その内側の干渉縞の間隔は全て分解能pより
も大きくなる。すなわち、撮像面410を最大効率で使
用できる。The distance L where n maxp = n maxd (15) is the optimum distance. By setting this optimal distance, the next light portion maximum resolution order n ma xp becomes the opposite ends of the imaging surface 410 is greater than all the distance resolution p of the interference fringes therein. That is, the imaging surface 410 can be used with maximum efficiency.
【0098】図10から、本実施形態においては、(1
5)式の条件を満たすnは64であり、最適距離Lop
tは約9.8cmであることがわかる。From FIG. 10, in the present embodiment, (1
N satisfying the condition of the expression (5) is 64, and the optimum distance Loop
It can be seen that t is about 9.8 cm.
【0099】本実施形態のホログラフィ撮像装置では、
最適距離Loptは結像光学系110による結像点から
撮像面410までの距離として設定すればよい。In the holographic imaging device of this embodiment,
The optimum distance Lopt may be set as the distance from the imaging point of the imaging optical system 110 to the imaging surface 410.
【0100】なお、距離Lを9.8cmより大きくする
と、本来撮像可能な情報を受光できないが、撮像面全体
で解像可能な縞情報を受光することには変りが無い。When the distance L is larger than 9.8 cm, information that can be originally captured cannot be received, but the stripe information that can be resolved on the entire image pickup surface remains the same.
【0101】すなわち、移動手段440により、撮像対
象物体900の結像点と撮像面410との距離Lを10
cm、すなわち、撮像面410を結像光学系110から
19.4cmだけ離れた位置に設置する。That is, the distance L between the imaging point of the object 900 to be imaged and the imaging surface 410 is set to 10 by the moving means 440.
cm, that is, the imaging surface 410 is installed at a position separated from the imaging optical system 110 by 19.4 cm.
【0102】引き続き、光源部100から撮像対象物9
00の照射光と参照光とを出力する。照射光が照射され
た撮像対象物900では反射が生じ、球面波である物体
光が生じる。Next, from the light source section 100 to the image pickup object 9
The irradiation light of 00 and the reference light are output. Reflection occurs on the imaging target 900 irradiated with the irradiation light, and object light that is a spherical wave is generated.
【0103】物体光の一部は、開口211を介して結像
光学系110に入力し、結像点へ向けて出力され、干渉
光学系300に入力する。一方、光源部100から出力
された参照光が干渉光学系300に入力し、物体光と干
渉する。Part of the object light is input to the image forming optical system 110 through the opening 211, is output toward the image forming point, and is input to the interference optical system 300. On the other hand, the reference light output from the light source unit 100 enters the interference optical system 300 and interferes with the object light.
【0104】干渉光学系300から出力された干渉光
は、検光子430で物体光および参照光が選択され、撮
像面410で受光される。撮像面410で受光された光
の形成する縞像は撮像器420で撮像され、撮像結果が
距離Lの情報とともに、格納手段710に格納された
り、伝送手段720からホログラフィ表示装置へ向けて
伝送されたりする。With respect to the interference light output from the interference optical system 300, the object light and the reference light are selected by the analyzer 430 and received by the image pickup surface 410. The fringe image formed by the light received by the image pickup surface 410 is picked up by the image pickup device 420, and the image pickup result is stored in the storage means 710 together with the information of the distance L or is transmitted from the transmission means 720 to the holographic display device. Or
【0105】なお、レーザ光源611として、光の3原
色を順次出力可能なレーザ光源を用意し、各色について
順次ホログラフィ撮像を行うことにより、カラー再生可
能な撮像情報の取得ができる。光の3原色を順次出力可
能なレーザ光源としては、各色の光を夫々出力するレー
ザ素子を用意して、順次駆動することとしてもよいし、
また、光の3原色を含む光を出力するレーザ光源と光の
3原色の内の1色を選択するフィルタを順次使用するこ
ととしてもよい。As the laser light source 611, a laser light source capable of sequentially outputting the three primary colors of light is prepared, and holographic imaging is sequentially performed for each color, whereby color reproducible imaging information can be acquired. As a laser light source capable of sequentially outputting the three primary colors of light, it is possible to prepare a laser element for respectively outputting light of each color and drive them sequentially.
A laser light source that outputs light including the three primary colors of light and a filter that selects one of the three primary colors of light may be sequentially used.
【0106】(第2実施形態)図11は、本発明のホロ
グラフィ撮像装置の第2実施形態の構成図である。本実
施形態のホログラフィ撮像装置は、複素ホログラム記録
型のホログラフィ撮像装置である。図11に示すよう
に、この装置は、(a)撮像対象物に照射する照射光と
参照光とを発生する光源部610と、(b)光源部61
0から出力された光が撮像対象物900に照射された結
果、撮像対象物900で反射された物体光を通過させる
開口211を有する絞り210と、(c)絞り210が
物側焦点面となる位置に配設された正の屈折率を有する
結像光学系110と、(d)結像光学系110を介した
物体光と参照光とを干渉させる干渉光学系320と、
(e)結像光学系110の光軸に垂直な撮像面410を
有し、干渉光学系310から出力された干渉光が形成す
る像を撮像する撮像手段400と、(f)撮像手段40
0から出力された撮像情報を入力し、処理して、撮像面
410における物体光の強度と位相を求めるとともに、
干渉光学系320に対して参照光の位相を指示する処理
部800と、(g)処理部800で求められた強度情報
と位相情報とを格納する格納手段710と、(h)撮像
手段400から出力された撮像情報を入力し、ホログラ
フィ表示装置へ向けて撮像情報を伝送する伝送手段72
0とを備える。(Second Embodiment) FIG. 11 is a block diagram of a second embodiment of the holographic imaging device of the present invention. The holographic imaging device of this embodiment is a complex hologram recording type holographic imaging device. As shown in FIG. 11, this apparatus includes (a) a light source unit 610 for generating irradiation light and a reference light for irradiating an object to be imaged, and (b) a light source unit 61.
As a result of irradiating the imaging target 900 with the light output from 0, the diaphragm 210 having the aperture 211 through which the object light reflected by the imaging target 900 passes, and (c) the diaphragm 210 become the object-side focal plane. An image forming optical system 110 having a positive refractive index arranged at a position, and (d) an interference optical system 320 for causing the object light and the reference light via the image forming optical system 110 to interfere with each other.
(E) An image pickup unit 400 having an image pickup surface 410 perpendicular to the optical axis of the image forming optical system 110 and picking up an image formed by the interference light output from the interference optical system 310; and (f) an image pickup unit 40.
The imaging information output from 0 is input and processed to obtain the intensity and phase of the object light on the imaging surface 410, and
From the processing unit 800 that instructs the phase of the reference light to the interference optical system 320, (g) the storage unit 710 that stores the intensity information and the phase information obtained by the processing unit 800, and (h) the imaging unit 400. Transmission means 72 for inputting the output imaging information and transmitting the imaging information toward the holographic display device.
0.
【0107】そして、物体光の波長=λ、絞り手段の開
口の口径=a、結像光学系の物側焦点距離=f、およ
び、撮像手段の空間分解能=pとした場合、 a≦λ・f/p …(1) なる関係を満足する。When the wavelength of the object light = λ, the aperture diameter of the diaphragm means = a, the object-side focal length of the imaging optical system = f, and the spatial resolution of the image pickup means = p, then a ≦ λ · f / p (1) is satisfied.
【0108】干渉光学系320は、(i)光学系616
を介した光を入力し、平面波化する光学系311と、
(ii)光学系311を介した光を入射し、処理部800
から指示された量だけ出力光の位相を調整して出力する
位相調整器321と、(iii)位相調整器321を介し
た光の光路を設定するハーフミラー322と、(iv)結
像光学系110を介した物体光とハーフミラー322を
介した参照光とを入力し、双方の光を略同一方向へ出力
して干渉させるハーフミラー313とを備える。なお、
位相調整器321は、λ/4ごとに4段階の位相調整を
行う。The interference optical system 320 includes (i) optical system 616.
An optical system 311 for inputting the light through the light and converting it into a plane wave;
(Ii) The light is transmitted through the optical system 311, and the processing unit 800
A phase adjuster 321 that adjusts and outputs the phase of the output light by an amount instructed by, (iii) a half mirror 322 that sets the optical path of the light through the phase adjuster 321, and (iv) an imaging optical system. A half mirror 313 is provided, which receives the object light through 110 and the reference light through the half mirror 322, outputs both lights in substantially the same direction, and interferes with each other. In addition,
The phase adjuster 321 performs four-stage phase adjustment for each λ / 4.
【0109】位相調整器321は、(i)入射した光を
反射するミラー326と、(ii)処理部800からの指
示に応じて、ミラー326を移動するピエゾ素子327
とを備える。The phase adjuster 321 comprises (i) a mirror 326 for reflecting incident light and (ii) a piezo element 327 for moving the mirror 326 in response to an instruction from the processing section 800.
And
【0110】図12は、処理部800の構成図である。
図12に示すように、(i)各調整位相量ごとの撮像面
410における各画素の光強度データを格納するフレー
ムメモリ8100〜8103と、(ii)フレームメモリ8
100〜8103に格納された各画素のデータに基づいて
各画素位置における物体光の振幅と位相とを算出する演
算部820と、(iii)フレームメモリ8100〜810
3および演算部820を制御するとともに、位相調整器
321の位相調整指示信号を発行する制御部830とを
備える。FIG. 12 is a block diagram of the processing section 800.
As shown in FIG. 12, (i) frame memories 810 0 to 810 3 for storing light intensity data of each pixel on the imaging surface 410 for each adjustment phase amount, and (ii) frame memory 8
10 0-810 3 based on the data of each pixel stored in the calculation unit 820 for calculating the object light amplitude and phase at each pixel location, (iii) a frame memory 810 0-810
And a control unit 830 that issues a phase adjustment instruction signal to the phase adjuster 321.
【0111】本実施形態のホログラフィ撮像装置では、
以下のようにして、複素ホログラムの撮像を行う。In the holographic imaging device of this embodiment,
Imaging of a complex hologram is performed as follows.
【0112】まず、第1実施形態と同様にして、絞り2
10と結像光学系110と位置関係を保ったまま、撮像
手段の分解能に応じて、移動手段440によって撮像面
410を撮像対象物900から適当な距離Lの位置に設
置する。First, similarly to the first embodiment, the diaphragm 2
While maintaining the positional relationship between 10 and the imaging optical system 110, the moving surface 440 sets the image pickup surface 410 at an appropriate distance L from the image pickup object 900 according to the resolution of the image pickup means.
【0113】また、処理部800から、位相調整量=0
の位相調整指示が発行され、位相調整器321は、位相
調整量=0の位置にミラー326を設置する。From the processing section 800, the phase adjustment amount = 0
Is issued, and the phase adjuster 321 installs the mirror 326 at the position where the phase adjustment amount = 0.
【0114】引き続き、光源部100から撮像対象物9
00の照射光と参照光とを出力する。照射光が照射され
た撮像対象物900では反射が生じ、球面波である物体
光が生じる。Subsequently, from the light source section 100 to the image pickup object 9
The irradiation light of 00 and the reference light are output. Reflection occurs on the imaging target 900 irradiated with the irradiation light, and object light that is a spherical wave is generated.
【0115】物体光の一部は、開口211を介して結像
光学系110に入力し、結像点へ向けて出力され、干渉
光学系320に入力する。一方、光源部100から出力
された参照光が干渉光学系320に入力し、位相調整量
=0で物体光と干渉する。A part of the object light is input to the image forming optical system 110 through the opening 211, is output toward the image forming point, and is input to the interference optical system 320. On the other hand, the reference light output from the light source unit 100 is input to the interference optical system 320 and interferes with the object light when the phase adjustment amount = 0.
【0116】干渉光学系320から出力された干渉光
は、検光子430で物体光および参照光が選択され、撮
像面410で受光される。撮像面410で受光された光
の形成する縞像は撮像器420で撮像され、撮像結果が
位相調整量=0のデータ(I0)としてフレームメモリ
8100に格納される。The interference light output from the interference optical system 320 is received by the image pickup surface 410 after the object light and the reference light are selected by the analyzer 430. The fringe image formed by the light received by the image pickup surface 410 is picked up by the image pickup device 420, and the image pickup result is stored in the frame memory 810 0 as data (I 0 ) with the phase adjustment amount = 0.
【0117】次に、処理部800が、位相調整量=π/
2、π、3π/2の位相調整指示を順次発行し、都度の
撮像結果(I1、I2、I3)をフレームメモリ8101〜
8103に夫々格納する。Next, the processing section 800 determines that the phase adjustment amount = π /
Phase adjustment instructions of 2, π, 3π / 2 are sequentially issued, and the imaging results (I 1 , I 2 , I 3 ) for each case are issued to the frame memories 810 1- .
The data is stored in 810 3 .
【0118】位相調整量をφΔとし、物体光をAOex
p[jφO]、参照光をARexp[j(φR+φΔ)]
とすると、撮像面410上の光強度Iは、 I=AO 2+AR 2 +2AOAR(cos(φO−φR)cosφΔ +sin(φO−φR)sinφΔ) …(16) となる。The phase adjustment amount is φΔ, and the object light is A O ex
p [jφ O ], reference light is A R exp [j (φ R + φΔ)]
Then, the light intensity I on the imaging surface 410 is I = A O 2 + A R 2 + 2A O A R (cos (φ O −φ R ) cos φΔ + sin (φ O −φ R ) sin φΔ) (16) Become.
【0119】したがって、φΔ=0、π/2、π、3π
/2であるI0〜I3は、 I0=AO 2+AR 2+2AOARcos(φO−φR) …(17) I1=AO 2+AR 2+2AOARsin(φO−φR) …(18) I2=AO 2+AR 2−2AOARcos(φO−φR) …(19) I3=AO 2+AR 2−2AOARsin(φO−φR) …(20) となる。Therefore, φΔ = 0, π / 2, π, 3π
I 0 to I 3 that is / 2 are I 0 = A O 2 + A R 2 + 2A O A R cos (φ O −φ R ) ... (17) I 1 = A O 2 + A R 2 + 2A O A R sin (Φ O −φ R ) (18) I 2 = A O 2 + A R 2 -2A O A R cos (φ O −φ R ) (19) I 3 = A O 2 + A R 2 -2A O A R sin (φ O −φ R ) (20)
【0120】(17)〜(20)式より、 I0−I2=4AOARcos(φO−φR) …(21) I1−I3=4AOARsin(φO−φR) …(22) である。From the equations (17) to (20), I 0 -I 2 = 4A O A R cos (φ O -φ R ) (21) I 1 -I 3 = 4A O A R sin (φ O − φ R ) ... (22)
【0121】(21)および(22)式より、 φO−φR=tan-1((I1−I3)/(I0−I2)) …(23) と物体光の参照光に対する位相が求まる。参照光は平面
波なので、参照光の位相φRは撮像面410のどの点に
おいても一定なので、(23)で求まる各画素のφO−
φRから、各画素間の相対的な位相が得られる。From equations (21) and (22), φ O −φ R = tan −1 ((I 1 −I 3 ) / (I 0 −I 2 )) (23) and the reference light of the object light The phase is obtained. Since the reference light is a plane wave, the phase φ R of the reference light is constant at any point on the imaging surface 410, so φ O − of each pixel obtained in (23).
From φ R , the relative phase between each pixel is obtained.
【0122】(21)および(23)式から、物体光の
振幅AOが、 AO=(I0−I2)/(4ARcos(φO−φR)) …(24) と求まる。From the expressions (21) and (23), the amplitude A O of the object light is obtained as A O = (I 0 −I 2 ) / (4A R cos (φ O −φ R )) (24) .
【0123】上記(21)〜(24)の演算は、制御部
830のシーケンス制御のもとで、演算部820におい
て以下のうようにして行われる。The arithmetic operations (21) to (24) are performed in the arithmetic unit 820 under the sequence control of the control unit 830 as follows.
【0124】まず、フレームメモリ810i(i=0、
1、2、3)から撮像結果Iiがビデオレートで同時に
読み出される。First, the frame memory 810i (i = 0,
The imaging results Ii are read out at the same video rate from 1, 2, and 3).
【0125】I0、I2は差分演算器821に入力して
(I0−I2)が演算され、(I0−I2)は同期レジスタ
823および除算演算器824に入力する。また、
I1、I3は差分演算器822に入力して(I1−I3)が
演算され、(I1−I3)は除算演算器824に入力す
る。除算演算器824では(I1−I3)/(I0−I2)
が演算され、結果が逆正接演算器825に入力する。逆
正接演算器825では(23)式の演算が実行され、演
算結果である(φO−φR)が余弦演算器826に入力す
るとともに、同期レジスタ828を介して演算部820
の第1の演算結果として出力される。I 0 and I 2 are input to the difference calculator 821 to calculate (I 0 −I 2 ), and (I 0 −I 2 ) is input to the synchronization register 823 and the division calculator 824. Also,
I 1 and I 3 are input to the difference calculator 822 to calculate (I 1 −I 3 ), and (I 1 −I 3 ) is input to the division calculator 824. In the division calculator 824, (I 1 −I 3 ) / (I 0 −I 2 ).
Is calculated and the result is input to the arctangent calculator 825. The arctangent calculator 825 executes the calculation of Expression (23), the calculation result (φ O −φ R ) is input to the cosine calculator 826, and the calculator 820 is also supplied via the synchronization register 828.
Is output as the first calculation result of.
【0126】余弦演算器826では4ARcos(φO−
φR)が演算され、演算結果が除算演算器827に入力
する。除算演算器827では、余弦演算器826の演算
結果に加えてレジスタ823の格納データ(I0−I2)
を入力して、(24)式の演算を実行する。そして演算
結果である物体光の振幅AOが演算部820の第2の演
算結果として出力される。In the cosine calculator 826, 4A R cos (φ O −
φ R ) is calculated, and the calculation result is input to the division calculator 827. In the division calculator 827, in addition to the calculation result of the cosine calculator 826, the data stored in the register 823 (I 0 −I 2 )
Is input to execute the calculation of Expression (24). Then, the amplitude A O of the object light, which is the calculation result, is output as the second calculation result of the calculation unit 820.
【0127】演算部820の演算結果は、距離Lの情報
とともに、格納手段710に格納されたり、伝送手段7
20からホログラフィ表示装置へ向けて伝送されたりす
る。The calculation result of the calculation unit 820 is stored in the storage means 710 or the transmission means 7 together with the information of the distance L.
20 to the holographic display device.
【0128】なお、第実施形態と同様に、レーザ光源6
11として、光の3原色を順次出力可能なレーザ光源を
用意し、各色について順次ホログラフィ撮像を行うこと
により、カラー再生可能な撮像情報の取得ができる。光
の3原色を順次出力可能なレーザ光源としては、各色の
光を夫々出力するレーザ素子を用意して、順次駆動する
こととしてもよいし、また、光の3原色を含む光を出力
するレーザ光源と光の3原色の内の1色を選択するフィ
ルタを順次使用することとしてもよい。As in the case of the first embodiment, the laser light source 6
As 11, a laser light source that can sequentially output the three primary colors of light is prepared, and holographic imaging is sequentially performed for each color, whereby color reproducible imaging information can be acquired. As the laser light source capable of sequentially outputting the three primary colors of light, it is possible to prepare a laser element for respectively outputting light of each color and drive them sequentially, or a laser for outputting light including the three primary colors of light. A light source and a filter for selecting one of the three primary colors of light may be sequentially used.
【0129】[ホログラフィ表示装置の実施形態] (第1実施形態)図13は、本発明のホログラフィ表示
装置の第1実施形態の構成図である。本実施形態のホロ
グラフィ表示装置は、図9のホログラフィ撮像装置によ
って撮像された強度ホログラムに基づいて、撮像対象物
900の像を再生する装置である。[Embodiment of Holographic Display Device] (First Embodiment) FIG. 13 is a block diagram of the holographic display device according to the first embodiment of the present invention. The holographic display device according to the present embodiment is a device that reproduces an image of the imaging target 900 based on the intensity hologram imaged by the holographic imaging device in FIG. 9.
【0130】図13に示すように、この装置は、(a)
図9のホログラフィ撮像装置されたホログラム情報を入
力する情報入力部750と、(b)情報入力部750を
介したホログラム情報を入力し、このホログラム情報に
基づいてホログラム511を形成するホログラム形成部
650と、(c)ホログラム511を形成する波面の光
を入力して結像する、図9の結像光学系110と同等の
結像光学系120と、(d)ホログラム511と結像光
学系110との間の距離を変化させる移動手段150
と、(e)結像光学系110のホログラム511側とは
反対側の焦点位置に配置された0次遮光板250とを備
える。As shown in FIG. 13, this device has (a)
An information input unit 750 for inputting hologram information obtained by the holographic imaging device of FIG. 9 and (b) hologram information input via the information input unit 750, and a hologram forming unit 650 for forming a hologram 511 based on this hologram information. And (c) an image forming optical system 120 equivalent to the image forming optical system 110 of FIG. 9 for inputting and forming an image by inputting the light of the wavefront forming the hologram 511, and (d) the hologram 511 and the image forming optical system 110. Moving means 150 for changing the distance between
And (e) a zero-order light-shielding plate 250 arranged at the focal position on the side opposite to the hologram 511 side of the imaging optical system 110.
【0131】情報入力部750は、(i)ホログラフィ
撮像装置の撮像結果の格納媒体から格納情報を読み出す
情報読み出し装置751と、(ii)ホログラフィ撮像装
置から伝送された撮像結果を受信する受信器752とを
備える。The information input section 750 includes (i) an information reading device 751 for reading the stored information from the storage medium of the imaging result of the holographic imaging device, and (ii) a receiver 752 for receiving the imaging result transmitted from the holographic imaging device. With.
【0132】ホログラム形成部650は、(i)情報入
力部750から通知された情報に基づいて、画像表示す
る表示装置651と、(ii)表示装置651で表示され
た画像のを書き込む、空間光変調器652と、(iii)
空間光変調器652に照射する、平面波である可干渉光
を発生するレーザ光源653と、(iv)レーザ光源65
3から出力された光を空間光変調器652へ導くリレー
光学系654と、(v)空間光変調器652で位相変調
された光を入力し、撮像時の撮像面での大きさと一致し
た空間光変調器652のホログラム511を形成するア
フォーカル光学系655とを備える。The hologram forming section 650 writes (i) the display device 651 for displaying an image and (ii) the image displayed on the display device 651 based on the information notified from the information input section 750, and the space light. Modulator 652, and (iii)
A laser light source 653 that irradiates the spatial light modulator 652 to generate coherent light that is a plane wave, and (iv) laser light source 65
A relay optical system 654 that guides the light output from the light source 3 to the spatial light modulator 652, and (v) the space phase input by the spatial light modulator 652 is input and the space that matches the size on the image pickup surface at the time of image pickup The optical modulator 652 includes an afocal optical system 655 that forms the hologram 511.
【0133】また、空間光変調器652の保護ガラスに
よる反射の防止のため、通常の保護ガラスに代えて、コ
ア径が撮像分解能以下の光学ファイバプレートを使用す
ることが好適である。Further, in order to prevent reflection by the protective glass of the spatial light modulator 652, it is preferable to use an optical fiber plate having a core diameter of not more than the imaging resolution in place of the ordinary protective glass.
【0134】以下、図9のホログラフィ撮像装置に合せ
て、結像光学系120に焦点距離f=18cmの凸レン
ズ、使用する光の波長λ=0.628μmを採用した場
合を例にとって説明する。A case where a convex lens having a focal length f = 18 cm and a wavelength λ of light to be used λ = 0.628 μm is adopted in the image forming optical system 120 will be described below as an example, in accordance with the holographic image pickup apparatus shown in FIG.
【0135】このホログラフィ表示装置では、以下のよ
うにして、図9のホログラフィ撮像装置での撮像結果か
ら撮像対象物の像を再生表示する。In this holographic display device, the image of the object to be imaged is reproduced and displayed from the image pickup result by the holographic image pickup device of FIG. 9 as follows.
【0136】まず、移動手段150によって、ホログラ
ム511の形成位置と結像光学系120とを(8)式の
条件に従って調整する。すなわち、図9のホログラフィ
撮像装置では、z=1.4cmであったので、この位置
から図9における結像光学系110への方向へ2.8c
m(=2z)移動する。この結果、結像光学系110か
ら16.6cmの位置にホログラム511が形成される
ことになる。First, the moving unit 150 adjusts the formation position of the hologram 511 and the imaging optical system 120 according to the condition of the expression (8). That is, in the holographic imaging device of FIG. 9, z = 1.4 cm, so 2.8 c from this position toward the imaging optical system 110 in FIG.
Move m (= 2z). As a result, the hologram 511 is formed at a position 16.6 cm from the imaging optical system 110.
【0137】次に、情報入力部750からホログラム情
報である画像情報を入力し、表示装置651に表示し
て、その画像情報を空間光変調器652に書き込む。表
示装置651としては小型CRTを、空間光変調装置6
52としては、光書き込み型液晶空間光変調素子を好適
に使用できる。なお、表示装置651には撮像結果を、
光軸(z軸)回りに180゜回転して表示する。Next, image information, which is hologram information, is input from the information input section 750, displayed on the display device 651, and the image information is written in the spatial light modulator 652. A small CRT is used as the display device 651, and the spatial light modulator 6 is used.
As 52, an optical writing type liquid crystal spatial light modulator can be preferably used. The image pickup result is displayed on the display device 651.
It is displayed by rotating 180 degrees around the optical axis (z axis).
【0138】引き続き、レーザ光源653から出射され
た光がリレー光学系654を介して空間光変調器652
に照射される。そして、空間光変調器652で位相変調
された光はアフォーカル光学系655を介して撮像時と
同一の大きさで空間光変調器652のホログラム511
を形成する。アフォーカル光学系の倍率は、表示装置6
51の画素の大きさと、撮像時の画素の大きさとの比で
決まる。例えば、表示装置651として1.5インチの
小型CRTを使用した場合には、画素の大きさは約40
μmであり、撮像時の画素の大きさは上記のように11
μmなので、約4:1のアフォーカル光学系を使用す
る。Subsequently, the light emitted from the laser light source 653 passes through the relay optical system 654 and the spatial light modulator 652.
Is irradiated. Then, the light phase-modulated by the spatial light modulator 652 is passed through the afocal optical system 655 and has the same size as that at the time of image pickup, and the hologram 511 of the spatial light modulator 652 is used.
To form The magnification of the afocal optical system is the display device 6
It is determined by the ratio of the size of the pixel of 51 and the size of the pixel at the time of imaging. For example, when a 1.5-inch small CRT is used as the display device 651, the pixel size is about 40.
μm, and the pixel size at the time of imaging is 11
Since it is μm, an afocal optical system of about 4: 1 is used.
【0139】ホログラム511によって再生される実像
RL2は、ホログラム511より結像光学系120側
で、結像光学系120から約6.6cmの位置に再生さ
れる。この実像RL2を形成する波面を結像光学系12
0で虚像IM2を形成する波面とする。結像光学系12
0から出力された光の内の0次光を、結像光学系120
の焦点位置に配置された0次光遮光板250によって遮
光し、1次以上の光を通過させる。The real image RL2 reproduced by the hologram 511 is reproduced on the imaging optical system 120 side from the hologram 511 at a position of about 6.6 cm from the imaging optical system 120. The wavefront forming the real image RL2 is formed by the imaging optical system 12
A wavefront that forms a virtual image IM2 at 0 is set. Imaging optical system 12
The 0th-order light of the light output from 0 is converted into the imaging optical system 120.
The light is blocked by the 0th-order light shielding plate 250 arranged at the focal position of 1, and light of the 1st or higher order is transmitted.
【0140】そして、0次遮光板250で遮光されなか
った光を0次遮光板250の後方から観測することによ
り、歪の無い撮像対象物900の再生像を観測する。Then, by observing the light not shielded by the 0th order light shielding plate 250 from the rear of the 0th order light shielding plate 250, a reproduced image of the image pickup object 900 without distortion is observed.
【0141】なお、光の3原色ごとにホログラフィ撮像
された場合には、各色についての再生画像を合成するこ
とにより、また、光の3原色についてのホログラフィ撮
像がなされた場合には上記と同様にして撮像対象物90
0の像をカラー再生できる。When holographic imaging is performed for each of the three primary colors of light, reproduction images for each color are combined, and when holographic imaging is performed for the three primary colors of light, the same procedure as above is performed. Image object 90
The image of 0 can be reproduced in color.
【0142】(第2施形態)図14、本発明のホログラ
フィ表示装置の第2施形態の構成図である。本実施形態
のホログラフィ表示装置は、図9のホログラフィ撮像装
置によって撮像された強度ホログラムに基づいて、撮像
対象物900の像を再生する装置である。(Second Embodiment) FIG. 14 is a configuration diagram of a second embodiment of the holographic display device of the present invention. The holographic display device according to the present embodiment is a device that reproduces an image of the imaging target 900 based on the intensity hologram imaged by the holographic imaging device in FIG. 9.
【0143】図13に示すように、この装置は、(a)
図9のホログラフィ撮像装置されたホログラム情報を入
力する情報入力部750と、(b)情報入力部750を
介したホログラム情報を入力し、このホログラム情報に
基づいて撮像対象物900の再生像を算出する演算部7
70と、(c)演算部770での算出結果を表示する表
示装置790とを備える。As shown in FIG. 13, this device has (a)
An information input unit 750 for inputting hologram information of the holographic imaging device of FIG. 9 and (b) hologram information via the information input unit 750 are input, and a reproduced image of the imaging target 900 is calculated based on this hologram information. Operation unit 7
70 and (c) a display device 790 that displays the calculation result of the calculation unit 770.
【0144】演算部770としては、関数演算能力を有
する計算機を使用する。As the arithmetic unit 770, a computer having a functional arithmetic capacity is used.
【0145】このホログラフィ表示装置では、以下のよ
うにして、図9のホログラフィ撮像装置での撮像結果か
ら撮像対象物の像を再生表示する。図15は、本実施形
態での演算部770での演算処理のフローチャートであ
る。In this holographic display device, the image of the object to be imaged is reproduced and displayed from the image pickup result by the holographic image pickup device of FIG. 9 as follows. FIG. 15 is a flowchart of the arithmetic processing in the arithmetic unit 770 in this embodiment.
【0146】まず、演算部770が情報入力部からホロ
グラム情報を入力する。引き続き、演算対象を振幅また
は位相にいずれかに決定し、実数部と虚数部とに分離し
て、複素数分布H(x,y)とする。First, the calculation section 770 inputs hologram information from the information input section. Subsequently, either the amplitude or the phase is determined as the operation target, and the real number part and the imaginary number part are separated to obtain a complex number distribution H (x, y).
【0147】次に、図8の再生光学系モデルによる演算
のため、ホログラムの位置を(8)式に従って補正して
仮想配置する。図9のホログラフィ撮像装置では、z=
1.4cmであったので、第1実施例と同様に、結像光
学系110と同等の仮想結像光学系から16.6cmだ
け、離れた位置にホログラフィを仮想配置する。Next, for the calculation by the reproducing optical system model of FIG. 8, the position of the hologram is corrected according to the equation (8) and virtually arranged. In the holographic imaging device of FIG. 9, z =
Since it was 1.4 cm, the holography is virtually arranged at a position separated by 16.6 cm from the virtual imaging optical system equivalent to the imaging optical system 110, as in the first embodiment.
【0148】次いで、仮想配置されたホログラフィから
の波面をフレネル変換して、仮想結像光学系のホログラ
フィ側(以後、前側とも呼ぶ)の焦点面での波面を演算
する。Next, the wavefront from the virtually arranged holography is subjected to Fresnel transformation, and the wavefront at the focal plane on the holography side (hereinafter also referred to as the front side) of the virtual imaging optical system is calculated.
【0149】こうした演算の方法には、球面波再生法と
高速フーリエ変換法とがある。以下、夫々について説明
する。As a method of such calculation, there are a spherical wave reproducing method and a fast Fourier transform method. Hereinafter, each of them will be described.
【0150】(1)球面波再生法 伝送距離L(=1.4cm)、ピッチp(=11μ
m)、画素数N(=512)×Nとし、仮想結像光学系
の前側焦点面の各点に関してホログラム格子点の全てか
らの波面を加え合せる。(1) Spherical wave reproduction method Transmission distance L (= 1.4 cm), pitch p (= 11 μ)
m), the number of pixels is N (= 512) × N, and the wavefronts from all of the hologram lattice points are added together for each point on the front focal plane of the virtual imaging optical system.
【0151】すなわち、前側焦点面でのピッチをhPと
すると、前側焦点面での波面をOf(hPm,hPn)
は、That is, assuming that the pitch at the front focal plane is h P , the wavefront at the front focal plane is Of (h P m, h P n)
Is
【数1】 ここで、m=−N/2〜N/2−1の整数 n=−N/2〜N/2−1の整数 j=−N/2〜N/2−1の整数 i=−N/2〜N/2−1の整数 で計算される。[Equation 1] Here, m = -N / 2 to N / 2-1 integer n = -N / 2 to N / 2-1 integer j = -N / 2 to N / 2-1 integer i = -N / It is calculated by an integer of 2 to N / 2-1.
【0152】(2)高速フーリエ変換法 伝送距離L(=1.4cm)、ピッチp(=11μ
m)、画素数N(=512)×N、前側焦点面でのピッ
チをhPとし、前側焦点面での波面をOf(hPm,hP
n)を、 Of(hPm,hPn)=F-1[F[H(hPm,h
Pn)]・F[f(hPm,hPn)]] ここで、F:高速フーリエ変換 F-1:高速フーリエ逆変換 f(hPm,hPn)=(1/r)exp[jkr] r=(hPm2+hPn2+L2)1/2 m=−N/2〜N/2−1の整数 n=−N/2〜N/2−1の整数 を計算して求める。(2) Fast Fourier transform method Transmission distance L (= 1.4 cm), pitch p (= 11 μ)
m), the number of pixels N (= 512) × N, the pitch at the front focal plane is h P, and the wavefront at the front focal plane is Of (h P m, h P
n) is Of (h P m, h P n) = F −1 [F [H (h P m, h
P n)] · F [f (h P m, h P n)]] where F: fast Fourier transform F −1 : fast Fourier inverse transform f (h P m, h P n) = (1 / r ) Exp [jkr] r = (h P m 2 + h P n 2 + L 2 ) 1/2 m = -N / 2 to N / 2-1 integer n = -N / 2 to N / 2-1 integer Calculate and obtain.
【0153】なお、フレネル伝搬距離Lの大きさによっ
ては、 F[f(hPm,hPn)]=exp[2πL[(1/
λ)2−(m/(hPN))2−(n/(h
PN))2]1/2] を用いた方が好適な場合もある。Depending on the size of the Fresnel propagation distance L, F [f (h P m, h P n)] = exp [2πL [(1 /
λ) 2− (m / (h P N)) 2− (n / (h
In some cases, it may be preferable to use P N)) 2 ] 1/2 ].
【0154】以上のように、前側焦点面での波面を演算
した後、フレネル伝搬方向の符号を判定する。フレネル
伝搬方向の符号は、ホログラムから仮想結像光学系への
向きを正と定義し、ホログラムから前側焦点面を見た向
きが正であるか、負であるかで判定する。As described above, after calculating the wavefront on the front focal plane, the sign of the Fresnel propagation direction is determined. The sign of the Fresnel propagation direction defines the direction from the hologram to the virtual imaging optical system as positive, and determines whether the direction of the front focal plane viewed from the hologram is positive or negative.
【0155】フレネル伝搬方向の符号が正の場合にはO
f(hPm,hPn)をそのまま採用し、負の場合にはO
f(hPm,hPn)の複素共役を採用して、波面の伝搬
方向を合致させる。O when the sign of the Fresnel propagation direction is positive
f (h P m, h P n) is adopted as it is, and when negative, O
The complex conjugate of f (h P m, h P n) is adopted to match the wavefront propagation directions.
【0156】なお、本実施形態の場合には、フレネル伝
搬方向の符号は負であるので、複素共役を演算する。In the case of this embodiment, since the sign of the Fresnel propagation direction is negative, the complex conjugate is calculated.
【0157】次いで、採用した前側焦点面での波面に2
次元フーリエ変換を施して、仮想結像光学系のホログラ
フィ側とは反対側(以後、後側とも呼ぶ)の焦点面での
波面G(fPm,fPn)を演算する。ここで、fPは後
側焦点面での画素ピッチである。G(fPm,fPn)
は、ピッチfP=λf/(hPN)(=20.22μm)
で、一辺がλf/hPの範囲の格子点に分布している。Next, 2 is added to the wavefront at the adopted front focal plane.
A two-dimensional Fourier transform is performed to calculate a wavefront G (f P m, f P n) at the focal plane on the side opposite to the holography side of the virtual imaging optical system (hereinafter also referred to as the rear side). Here, f P is the pixel pitch in the rear focal plane. G (f P m, f P n)
Is the pitch f P = λf / (h P N) (= 20.22 μm)
Then, one side is distributed at the lattice points in the range of λf / h P.
【0158】次に、0次光遮光をG(0,0)=0とす
ることにより演算実行する。なお、G(x,y)=0と
する0次光遮光操作の範囲は適宜調整する。Next, calculation is executed by setting the 0th-order light shielding to G (0,0) = 0. The range of the 0th-order light shielding operation for G (x, y) = 0 is adjusted appropriately.
【0159】引き続き、0次光遮光処理されたG(fP
m,fPn)に逆フレネル変換を施して、虚像IM2の
波面分布を計算して求める。Subsequently, the G (f P
Inverse Fresnel transform is applied to m, f P n) to calculate and obtain the wavefront distribution of the virtual image IM2.
【0160】本実施形態では、後側焦点と虚像IM2と
の間の距離LOは28.4cmである。In the present embodiment, the distance L O between the rear focal point and the virtual image IM2 is 28.4 cm.
【0161】こうした演算の方法には、球面波再生法と
高速フーリエ変換法とがある。以下、夫々について説明
する。As a method of such calculation, there are a spherical wave reproducing method and a fast Fourier transform method. Hereinafter, each of them will be described.
【0162】(1)球面波再生法 伝送距離LO(=28.4cm)、ピッチop(=11μ
m)、画素数N(=512)×Nとし、虚像IM2の各
点について仮想結像光学系の後側焦点面の各格子点の全
てからの波面を加え合せる。[0162] (1) a spherical wave reproduction method transmission distance L O (= 28.4cm), a pitch o p (= 11μ
m), the number of pixels is N (= 512) × N, and the wavefronts from all the lattice points of the back focal plane of the virtual imaging optical system are added to each point of the virtual image IM2.
【0163】すなわち、虚像IM2での波面O(o
pm,opn)は、That is, the wavefront O (o in the virtual image IM2
p m, o p n) is
【数2】 ここで、m=−N/2〜N/2−1の整数 n=−N/2〜N/2−1の整数 j=−N/2〜N/2−1の整数 i=−N/2〜N/2−1の整数 で計算される。なお、本実施形態ではop=fPとした。[Equation 2] Here, m = -N / 2 to N / 2-1 integer n = -N / 2 to N / 2-1 integer j = -N / 2 to N / 2-1 integer i = -N / It is calculated by an integer of 2 to N / 2-1. In the present embodiment was o p = f P.
【0164】(2)高速フーリエ変換法 伝送距離LO(=28.4cm)、ピッチop(=11μ
m)、画素数N(=512)×Nとし、虚像IM2での
波面O(fpm,fpn)を、 O(fpm,fpn)=F-1[F[G(hPm,hPn)]
・F[f(hPm,hPn)]] ここで、F:高速フーリエ変換 F-1:高速フーリエ逆変換 f(hPm,hPn)=(1/r)exp[jkr] r=(hPm2+hPn2+L2)1/2 m=−N/2〜N/2−1の整数 n=−N/2〜N/2−1の整数 を計算して求める。[0164] (2) Fast Fourier Transform method the transmission distance L O (= 28.4cm), a pitch o p (= 11μ
m) and the number of pixels N (= 512) × N, and the wavefront O (f p m, f p n) in the virtual image IM2 is O (f p m, f p n) = F −1 [F [G ( h P m, h P n)]
· F [f (h P m , h P n)]] where, F: Fast Fourier transform F -1: inverse fast Fourier transform f (h P m, h P n) = (1 / r) exp [jkr ] r = (h P m 2 + h P n 2 + L 2) 1/2 m = -N / 2~N / 2-1 integer n = calculates an integer -N / 2 to n / 2-1 Ask.
【0165】なお、フレネル伝搬距離Lの大きさによっ
ては、 F[f(hPm,hPn)]=exp[2πL[(1/
λ)2−(m/(hPN))2−(n/(h
PN))2]1/2] を用いた方が好適な場合もある。Depending on the size of the Fresnel propagation distance L, F [f (h P m, h P n)] = exp [2πL [(1 /
λ) 2− (m / (h P N)) 2− (n / (h
In some cases, it may be preferable to use P N)) 2 ] 1/2 ].
【0166】そして、最後に、上記で計算したO(op
m,opn)またはO(fpm,fpn)を変換して、表
示装置790に撮像対象物の再生像を表示する。Finally, O (o p calculated above)
m, o p n) or O (f p m, f p n) is converted to display a reproduced image of the imaging target on the display device 790.
【0167】なお、上記では、一般に虚像IM2の断層
像が表示されることになる。In the above, the tomographic image of the virtual image IM2 is generally displayed.
【0168】また、光の3原色の各色について撮像結果
がある場合には、各色について上記の演算を行い、最終
的な再生像を合成すれば、カラー再生ができる。If there is an image pickup result for each of the three primary colors of light, color reproduction can be performed by performing the above calculation for each color and synthesizing the final reproduced image.
【0169】(第3実施形態)図16は、本発明のホロ
グラフィ表示装置の第3実施形態の構成図である。本実
施形態のホログラフィ表示装置は、図11のホログラフ
ィ撮像装置によって撮像された強度ホログラムに基づい
て、撮像対象物900の像を再生する装置である。(Third Embodiment) FIG. 16 is a block diagram of a holographic display device according to a third embodiment of the present invention. The holographic display device according to the present embodiment is a device that reproduces an image of the imaging target 900 based on the intensity hologram imaged by the holographic imaging device in FIG. 11.
【0170】図16に示すように、この装置は、(a)
図11のホログラフィ撮像装置されたホログラム情報を
入力する情報入力部750と、(b)情報入力部750
を介したホログラム情報を入力し、このホログラム情報
に基づいてホログラム513を形成するホログラム形成
部660と、(c)ホログラム513を形成する波面の
光を入力して結像する、図11の結像光学系110と同
等の結像光学系120と、(d)ホログラム511と結
像光学系110との間の距離を変化させる移動手段15
0と、(e)結像光学系110のホログラム511側と
は反対側の焦点位置に配置された0次遮光板250とを
備える。As shown in FIG. 16, this apparatus has (a)
An information input unit 750 for inputting hologram information obtained by the holographic imaging device of FIG. 11, and (b) information input unit 750.
11, the hologram forming section 660 that forms the hologram 513 based on the hologram information and (c) the light of the wavefront that forms the hologram 513 are input to form the image. An imaging optical system 120 equivalent to the optical system 110, and (d) moving means 15 for changing the distance between the hologram 511 and the imaging optical system 110.
0, and (e) a zero-order light-shielding plate 250 arranged at the focal position on the opposite side of the hologram 511 side of the imaging optical system 110.
【0171】ホログラム形成部660は、(i)情報入
力部750から通知された位相情報に基づいて、入力光
の位相を変調する位相変調器661と入力光の振幅を変
調する振幅変調器662とを備える位相振幅変調部66
3と、(ii)位相振幅変調部663に照射する、平面波
である可干渉光を発生するレーザ光源653と、(ii
i)レーザ光源653から出力された光を位相変調器6
61および振幅変調器662へ導くリレー光学系654
と、(iv)位相振幅変調部663を介した光を入力し、
撮像時の撮像面での大きさと一致した空間光変調器65
2のホログラム511を形成するアフォーカル光学系6
55とを備える。The hologram forming section 660 includes (i) a phase modulator 661 that modulates the phase of the input light and an amplitude modulator 662 that modulates the amplitude of the input light based on the phase information notified from the information input section 750. Phase amplitude modulator 66 including
3 and (ii) a laser light source 653 for irradiating the phase amplitude modulation unit 663 to generate coherent light that is a plane wave, and (ii)
i) The phase modulator 6 uses the light output from the laser light source 653.
61 and relay optical system 654 leading to the amplitude modulator 662
And (iv) input the light through the phase amplitude modulator 663,
Spatial light modulator 65 having the same size as that on the imaging surface at the time of imaging
Afocal optical system 6 for forming the second hologram 511
55.
【0172】以下、図11のホログラフィ撮像装置に合
せて、結像光学系120に焦点距離f=18cmの凸レ
ンズ、使用する光の波長λ=0.628μmを採用した
場合を例にとって説明する。Hereinafter, a case where a convex lens having a focal length f = 18 cm and a wavelength λ of light to be used λ = 0.628 μm is adopted in the image forming optical system 120 will be described as an example, in accordance with the holographic image pickup apparatus of FIG.
【0173】このホログラフィ表示装置では、以下のよ
うにして、図11のホログラフィ撮像装置での撮像結果
から撮像対象物の像を再生表示する。In this holographic display device, the image of the imaged object is reproduced and displayed from the image pickup result by the holographic image pickup device of FIG. 11 as follows.
【0174】まず、第1実施例と同様に、移動手段15
0によって、ホログラム511の形成位置と結像光学系
120とを(8)式の条件に従って調整する。すなわ
ち、図9のホログラフィ撮像装置では、z=1.4cm
であったので、この位置から図9における結像光学系1
10への方向へ2.8cm(=2z)移動する。この結
果、結像光学系110から16.6cmの位置にホログ
ラム511が形成されることになる。First, similarly to the first embodiment, the moving means 15
By 0, the formation position of the hologram 511 and the imaging optical system 120 are adjusted according to the condition of the expression (8). That is, in the holographic imaging device of FIG. 9, z = 1.4 cm
Therefore, from this position, the imaging optical system 1 in FIG.
Move 2.8 cm (= 2z) in the direction to 10. As a result, the hologram 511 is formed at a position 16.6 cm from the imaging optical system 110.
【0175】次に、レーザ光源653から出射された光
がリレー光学系654を介して位相振幅変調部663に
照射される。また、情報入力部750からホログラム情
報である位相情報および振幅情報を入力し、位相変調器
661が位相変調動作を振幅変調器662が振幅変調動
作を実行する。位相変調器661および振幅変調器66
2は、特開平5−127139や特開平5−11934
1に開示された技術を用い、液晶パネルを用いて実現す
ることができる。Next, the light emitted from the laser light source 653 is applied to the phase amplitude modulation section 663 via the relay optical system 654. Further, phase information and amplitude information, which are hologram information, are input from the information input unit 750, and the phase modulator 661 executes the phase modulation operation and the amplitude modulator 662 executes the amplitude modulation operation. Phase modulator 661 and amplitude modulator 66
2 is Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-127139 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-11934.
It can be realized by using the technique disclosed in No. 1 and using a liquid crystal panel.
【0176】そして、空間光変調器652で位相変調さ
れた光はアフォーカル光学系655を介して撮像時と同
一の大きさで空間光変調器652のホログラム511を
形成する。アフォーカル光学系の倍率は、表示装置65
1の画素の大きさと、撮像時の画素の大きさとの比で決
まる。The light phase-modulated by the spatial light modulator 652 forms the hologram 511 of the spatial light modulator 652 through the afocal optical system 655 in the same size as that at the time of image pickup. The magnification of the afocal optical system is the display device 65.
It is determined by the ratio between the size of one pixel and the size of the pixel at the time of imaging.
【0177】ホログラム511によって再生される実像
RL2は、ホログラム511より結像光学系120側
で、結像光学系120から約6.6cmの位置に再生さ
れる。この実像RL2を形成する波面を結像光学系12
0で虚像IM2を形成する波面とする。結像光学系12
0から出力された光の内の0次光を、結像光学系120
の焦点位置に配置された0次光遮光板250によって遮
光し、1次以上の光を通過させる。The real image RL2 reproduced by the hologram 511 is reproduced on the imaging optical system 120 side of the hologram 511 at a position of about 6.6 cm from the imaging optical system 120. The wavefront forming the real image RL2 is formed by the imaging optical system 12
A wavefront that forms a virtual image IM2 at 0 is set. Imaging optical system 12
The 0th-order light of the light output from 0 is converted into the imaging optical system 120.
The light is blocked by the 0th-order light shielding plate 250 arranged at the focal position of 1, and light of the 1st or higher order is transmitted.
【0178】そして、0次遮光板250で遮光されなか
った光を0次遮光板250の後方から観測することによ
り、歪の無い撮像対象物900の再生像を観測する。Then, by observing the light not shielded by the 0th order light shielding plate 250 from the rear of the 0th order light shielding plate 250, a reproduced image of the image pickup object 900 without distortion is observed.
【0179】位相と振巾の変調が理想的ならば0次遮光
板250は必ずしも必要ではない。If the phase and amplitude modulation is ideal, the 0th order light shielding plate 250 is not always necessary.
【0180】なお、光の3原色ごとにホログラフィ撮像
された場合には、各色についての再生画像を合成するこ
とにより、また、光の3原色についてのホログラフィ撮
像がなされた場合には上記と同様にして撮像対象物90
0の像をカラー再生できる。When holographic imaging is performed for each of the three primary colors of light, reproduction images for the respective colors are combined, and when holographic imaging is performed for the three primary colors of light, the same procedure as above is performed. Image object 90
The image of 0 can be reproduced in color.
【0181】(第4実施形態)図17、本発明のホログ
ラフィ表示装置の第4施形態の構成図である。本実施形
態のホログラフィ表示装置は、図11のホログラフィ撮
像装置によって撮像された強度ホログラムに基づいて、
撮像対象物900の像を再生する装置である。(Fourth Embodiment) FIG. 17 is a block diagram of a holographic display device according to a fourth embodiment of the present invention. The holographic display device according to the present embodiment is based on the intensity hologram imaged by the holographic imaging device of FIG.
This is a device for reproducing an image of the imaging target 900.
【0182】図16に示すように、この装置は、(a)
図11のホログラフィ撮像装置されたホログラム情報を
入力する情報入力部750と、(b)情報入力部750
を介したホログラム情報を入力し、このホログラム情報
に基づいて撮像対象物900の再生像を算出する演算部
780と、(c)演算部770での算出結果を表示する
表示装置790とを備える。As shown in FIG. 16, this apparatus has (a)
An information input unit 750 for inputting hologram information obtained by the holographic imaging device of FIG. 11, and (b) information input unit 750.
The calculation unit 780 which inputs the hologram information via the calculation unit and calculates the reproduced image of the imaging target 900 based on the hologram information, and (c) the display unit 790 which displays the calculation result of the calculation unit 770.
【0183】演算部780としては、関数演算能力を有
する計算機を使用する。As the arithmetic unit 780, a computer having a functional arithmetic capacity is used.
【0184】このホログラフィ表示装置では、以下のよ
うにして、図11のホログラフィ撮像装置での撮像結果
から撮像対象物の像を再生表示する。図18は、本実施
形態での演算部780での演算処理のフローチャートで
ある。In this holographic display device, the image of the object to be imaged is reproduced and displayed from the image pickup result of the holographic image pickup device of FIG. 11 as follows. FIG. 18 is a flowchart of the arithmetic processing in the arithmetic unit 780 in this embodiment.
【0185】まず、演算部780が情報入力部からホロ
グラム情報を入力する。引き続き、演算対象を振幅およ
び位相について実数部と虚数部とに分離して、複素数分
布H(x,y)とする。First, the calculation section 780 inputs hologram information from the information input section. Subsequently, the calculation target is separated into a real number part and an imaginary number part in terms of amplitude and phase to obtain a complex number distribution H (x, y).
【0186】以下、第2実施例と同様の演算を行って、
最終的に計算したO(opm,opn)またはO(f
pm,fpn)を変換して、表示装置790に撮像対象物
の再生像を表示する。Thereafter, the same calculation as in the second embodiment is performed,
Finally calculated O (o p m, o p n) or O (f
p m, f p n) is converted and the reproduced image of the imaging target is displayed on the display device 790.
【0187】なお、上記では、第2実施例と同様に、一
般に虚像IM2の断層像が表示されることになる。Note that, in the above, similarly to the second embodiment, a tomographic image of the virtual image IM2 is generally displayed.
【0188】[0188]
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、請求項1の
ホログラフィ撮像装置によれば、結像光学系の物側の焦
点位置に所定の開口を有する絞りを配置するとともに、
この開口を介した物体光を結像光学系で結像するととも
に、結像光学系を介した物体光と参照光とを干渉させ、
干渉縞を撮像することとしたので、視野を可変とすると
ともに、比較的低い空間分解能の撮像素子を使用して質
の高いホログラムを撮像することができる。As described above in detail, according to the holographic image pickup device of the first aspect, the stop having the predetermined aperture is arranged at the object-side focal position of the image forming optical system, and
The object light that has passed through this opening is imaged by the imaging optical system, and the object light and the reference light that have passed through the imaging optical system are made to interfere
Since the interference fringes are imaged, the field of view can be varied, and a high quality hologram can be imaged by using an image sensor having a relatively low spatial resolution.
【0189】また、請求項6のホログラフィ表示装置に
よれば、撮像時の結像光学系と同等の結像光学系を採用
するとともに、撮像時の結像光学系と撮像面との位置関
係に応じて、形成ホログラムと結像光学系との位置関係
を設定して撮像対象物の像再生を行うので、請求項1の
ホログラフィ撮像装置で撮像したホログラムから原像に
対する歪を低減して撮像対象物の像の再生表示が可能と
なる。According to the holographic display device of the sixth aspect, an image forming optical system equivalent to the image forming optical system at the time of image pickup is adopted, and the positional relationship between the image forming optical system and the image pickup surface at the time of image pickup is adopted. Accordingly, the positional relationship between the formed hologram and the imaging optical system is set to reproduce the image of the imaged object, so that the distortion of the hologram imaged by the holographic imager according to claim 1 with respect to the original image is reduced and the imaged object is imaged. It becomes possible to reproduce and display the image of the object.
【図1】本発明のホログラフィ撮像装置の原理の説明図
である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of a holographic imaging device of the present invention.
【図2】物体光の結像点への入射角度の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an incident angle of object light on an image formation point.
【図3】基本となる複素ホログラムの再生光学系の構成
図である(ホログラムを焦点面に配置)。FIG. 3 is a configuration diagram of a reproduction optical system of a basic complex hologram (a hologram is arranged on a focal plane).
【図4】図3の再生光学系を改善した再生光学系の構成
図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a reproduction optical system which is an improvement of the reproduction optical system of FIG.
【図5】基本となる強度ホログラムの再生光学系の構成
図である(ホログラムを焦点面に配置)。FIG. 5 is a block diagram of a reproduction optical system for a basic intensity hologram (a hologram is arranged on a focal plane).
【図6】図5の再生光学系を改善した再生光学系の構成
図である。6 is a configuration diagram of a reproduction optical system which is an improvement of the reproduction optical system of FIG.
【図7】基本となる再生光学系の構成図である(ホログ
ラムを焦点面以外に配置)。FIG. 7 is a configuration diagram of a basic reproduction optical system (a hologram is arranged on a surface other than the focal plane).
【図8】図7の再生光学系を改善した再生光学系の構成
図である。8 is a configuration diagram of a reproduction optical system which is an improvement of the reproduction optical system of FIG.
【図9】本発明のホログラフィ撮像装置の第1実施形態
の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of the first embodiment of the holographic imaging device of the present invention.
【図10】本発明のホログラフィ撮像装置の第1実施形
態における最大解像次数と最大撮像次数との距離Lによ
る変化を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing changes in the maximum resolution order and the maximum imaging order with the distance L in the holographic imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図11】本発明のホログラフィ撮像装置の第2実施形
態の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a second embodiment of the holographic imaging device of the present invention.
【図12】本発明のホログラフィ撮像装置の第2実施形
態の処理部の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a processing unit of a second embodiment of the holographic imaging device of the present invention.
【図13】本発明のホログラフィ表示装置の第1実施形
態の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of the first embodiment of the holographic display device of the present invention.
【図14】本発明のホログラフィ表示装置の第2実施形
態の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a second embodiment of the holographic display device of the present invention.
【図15】本発明のホログラフィ表示装置の第2実施形
態における演算処理を説明するフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating a calculation process in the second embodiment of the holographic display device of the present invention.
【図16】本発明のホログラフィ表示装置の第3実施形
態の構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of a holographic display device according to a third embodiment of the present invention.
【図17】本発明のホログラフィ表示装置の第4実施形
態の構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a holographic display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図18】本発明のホログラフィ表示装置の第4実施形
態における演算処理を説明するフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart illustrating a calculation process in the fourth embodiment of the holographic display device of the present invention.
110,120…結像光学系、210,220…絞り、
211,221…開口、310,320…干渉光学系、
410…撮像面、420…撮像器、650,660…ホ
ログラム形成部、770,780…演算部、800…処
理部。110, 120 ... Imaging optical system, 210, 220 ... Aperture,
211, 221 ... Aperture, 310, 320 ... Interference optical system,
410 ... Imaging surface, 420 ... Imaging device, 650, 660 ... Hologram forming section, 770, 780 ... Arithmetic section, 800 ... Processing section.
Claims (9)
の光源と、 前記第1の光源から出力された光が前記撮像対象物に照
射された結果、前記撮像対象物で反射された物体光を通
過させる開口を有する絞り手段と、 前記絞り手段が物側焦点面となる位置に配設された正の
屈折率を有する第1の結像光学系と、 前記物体光と同一の波長を有する可干渉光を発生する第
2の光源と、 前記第2の光源から出力された可干渉光を平面波である
参照光とし、前記第1の結像光学系を介した前記物体光
と前記参照光とを干渉させる干渉光学系と、 前記第1の結像光学系から出力される参照光の進行方向
に前記第1の結像光学系の前記干渉光学系側の焦点面か
ら第1の距離だけ離れた位置に前記第1の結像光学系の
光軸と垂直な撮像面を有し、前記干渉光学系から出力さ
れた干渉光が形成する像を撮像する撮像手段と、 を備え、 前記物体光の波長=λ、前記絞り手段の開口の口径=
a、前記第1の結像光学系の物側焦点距離=f、およ
び、前記撮像手段の空間分解能=pとした場合、 a≦λ・f/p なる関係を満足することを特徴とするホログラフィ撮像
装置。1. A first device for generating light for irradiating an object to be imaged.
And a diaphragm unit having an opening for passing the object light reflected by the imaging target as a result of the light output from the first light source being applied to the imaging target, and the diaphragm unit. A first imaging optical system having a positive refractive index, disposed at a position serving as a side focal plane, a second light source for generating coherent light having the same wavelength as the object light, and the second The coherent light output from the light source as a reference light that is a plane wave, and an interference optical system that causes the object light and the reference light to pass through the first imaging optical system, and the first imaging The optical axis of the first imaging optical system is located at a position apart from the focal plane of the first imaging optical system on the side of the interference optical system in the traveling direction of the reference light output from the optical system. And an image pickup surface that is perpendicular to the And means, the wavelength of the object light beam = lambda, diameter of the opening of said throttle means =
a, the object-side focal length of the first imaging optical system = f, and the spatial resolution of the imaging means = p, the following relationship is satisfied: a ≦ λ · f / p Imaging device.
一の光源である、ことを特徴とする請求項1記載のホロ
グラフィ撮像装置。2. The holographic imaging device according to claim 1, wherein the first light source and the second light source are the same light source.
手段を更に備える、ことを特徴とする請求項1記載のホ
ログラフィ撮像装置。3. The holographic imaging device according to claim 1, further comprising a first moving unit that changes the first distance.
おける光の強度である、ことを特徴とする請求項1記載
のホログラフィ撮像装置。4. The holographic imaging device according to claim 1, wherein the imaging result of the imaging unit is the intensity of light on the imaging surface.
おける光の波の振幅と光の波の位相とである、ことを特
徴とする請求項1記載のホログラフィ撮像装置。5. The holographic image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup result of the image pickup means is an amplitude of a light wave and a phase of a light wave on the image pickup surface.
された光学情報に基づいて撮像対象物の像を再生表示す
るホログラフィ表示装置であって、 請求項1のホログラフィ撮像装置での撮像結果を入力す
る情報入力手段と、 前記情報入力手段から通知された情報に基づいて、請求
項1のホログラフィ撮像装置で撮像された時点での撮像
面におけるホログラムを形成するホログラム形成部と、 前記ホログラム側の焦点面が前記ホログラムの位置から
ホログラム形成光の平均進行方向へ請求項1のホログラ
フィ撮像装置における第1の距離だけ離れた位置となる
第2の結像光学系と、 前記第2の結像光学系の前記ホログラム側とは反対側の
焦点に配置された0次光遮光手段と、 を備えることを特徴とするホログラフィ表示装置。6. A holographic display device for reproducing and displaying an image of an imaged object based on optical information imaged by the holographic image pickup device according to claim 1, wherein an image pickup result by the holographic image pickup device according to claim 1 is input. An information input unit for forming a hologram, a hologram forming unit that forms a hologram on an image pickup surface at the time of being picked up by the holographic image pickup device according to the information notified from the information input unit, and a focus on the hologram side. A second imaging optical system, the surface of which is separated from the position of the hologram in the average traveling direction of the hologram forming light by a first distance in the holographic imaging device according to claim 1, and the second imaging optical system. And a 0th-order light shielding unit arranged at the focal point on the side opposite to the hologram side.
光学系の前記ホログラム側の焦点面との距離を変化させ
る第2の移動手段を更に備える、ことを特徴とする請求
項6記載のホログラフィ表示装置。7. The second moving means for changing the distance between the position of the hologram and the focal plane of the second imaging optical system on the hologram side is further provided. Holographic display device.
する表示手段と、 前記表示手段に表示された前記光学像に応じた空間光変
調像が書き込まれる空間光変調器と、 前記空間光変調器に照射される読み出し光を発生する光
源と、 前記読み出し光が前記空間光変調器を介することにより
位相又は振幅変調された位相又は振幅変調光を入力し、
前記ホログラフィ撮像装置の撮像素子と同一の大きさの
ホログラムを形成するホログラム形成光学系と、 を備えることを特徴とする請求項6記載のホログラフィ
表示装置。8. The hologram forming section writes a spatial light modulation image corresponding to the optical image displayed on the display means, the display means displaying an optical image of an imaging result notified from the information input section. Spatial light modulator, a light source for generating read light with which the spatial light modulator is irradiated, and phase or amplitude-modulated light in which the read light is phase- or amplitude-modulated by passing through the spatial light modulator. Then
The holographic display device according to claim 6, further comprising: a hologram forming optical system that forms a hologram having the same size as that of the image pickup element of the holographic image pickup device.
像結果は、撮像面の各点における入射光の振幅情報およ
び位相情報であり、 前記ホログラム形成部は、 前記情報入力部から通知された振幅情報および位相情報
に応じて、入射光に位相変調および振幅変調を施して出
力する位相振幅変調部と、 前記位相振幅変調部に照射される読み出し光を発生する
光源と、 前記読み出し光が位相振幅変調部を介することにより位
相振幅変調された位相振幅変調光を入力し、前記ホログ
ラフィ撮像装置の撮像素子と同一の大きさのホログラム
を形成するホログラム形成光学系と、 を備えることを特徴とするホログラフィ表示装置。9. The imaging result obtained by the holographic imaging device according to claim 1 is amplitude information and phase information of incident light at each point on the imaging surface, and the hologram forming unit receives the amplitude notified from the information input unit. A phase-amplitude modulation unit that performs phase modulation and amplitude modulation on incident light and outputs the light according to the information and the phase information; a light source that generates read light with which the phase-amplitude modulation unit is irradiated; A holography forming optical system for inputting phase-amplitude modulated light, which is phase-amplitude-modulated by way of a modulator, and forming a hologram having the same size as that of the image pickup device of the holographic image pickup device. Display device.
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---|---|---|---|---|
JP2011099781A (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-19 | Kyoto Institute Of Technology | Reproducing device, interference measuring device, control program, and recording medium |
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- 1996-02-29 JP JP04342096A patent/JP3795953B2/en not_active Expired - Lifetime
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