JPH114462A - ホログラフィtv装置 - Google Patents

ホログラフィtv装置

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JPH114462A
JPH114462A JP15679097A JP15679097A JPH114462A JP H114462 A JPH114462 A JP H114462A JP 15679097 A JP15679097 A JP 15679097A JP 15679097 A JP15679097 A JP 15679097A JP H114462 A JPH114462 A JP H114462A
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JP
Japan
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light
time
reproduced
light source
liquid crystal
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Pending
Application number
JP15679097A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Hashimoto
信幸 橋本
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラフィTV装置において、運動してい
る物体の再生像を見やすくする。 【解決手段】 コヒーレント光源と、該コヒーレント光
源からのコヒーレント光を物体光及び参照光として分割
して干渉させる光学系と、該光学系によって得られた干
渉縞を撮影してビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮
像手段によって得られたビデオ信号に基づいて前記干渉
縞を再生する空間光変調手段とを有するホログラフィT
V装置において、該空間光変調手段で前記干渉縞を再生
する際、再生用光源の光束を間欠的にすることで再生用
光束の照射時間を、該空間光変調手段の1フレーム分の
駆動状態時間よりも短く、且つ該空間光変調手段の駆動
状態時間は、該空間光変調手段のフレーム周期時間より
も短かくした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は三次元像を実時間で
再現する実時間ホログラフィTV装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ光のようなコヒーレント光の光路
を分岐して生ずる参照光及び物体光を互いに干渉させて
干渉縞を発生させ、該干渉縞を写真技術を用いてフィル
ムに現像してなるホログラムに再び参照光を照射するこ
とにより三次元像が観察されることは周知である。かか
るホログラムは写真フィルムの現像及び定着を要するた
め、三次元像を実時間で再現することはできない。
【0003】特願平3−199512の明細書及び図面
には、コヒーレント光源と、このコヒーレント光源から
のコヒーレント光を物体光及び参照光として干渉させる
光学系と、この光学系によって得られた干渉縞を撮像し
てビデオ信号に変換する撮像手段と、この撮像手段によ
って得られたビデオ信号に基づいて該干渉縞を再生する
空間光変調手段たるマトリクス画素配置型液晶素子とを
備えたホログラフィTV装置が開示されており、これに
よればホログラムの役割をなす前記液晶素子は実時間で
連続的に前記干渉縞を再生することができるため、三次
元像を実時間で連続的に観測することが原理的には可能
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところでホログラフィ
における干渉縞は光の波長での干渉により生ずるもので
あり、たとえ物体光を作り出す被写体がゆっくり動いて
も干渉縞の変化する速さは極めて速く、上記のホログラ
フィTV装置の場合は空間光変調器における再生速度が
追いつけないか、あるいは追いつけても干渉縞のパター
ンが極めて早く変化してしまう。よって運動している被
写体の三次元像の再生は極めて困難か、もしくは見にく
いものとなってしまう。特に複数の被写体の中に高速移
動する被写体が混在する場合は、その高速被写体部分の
再生画像領域がぼやけてしまう等の欠陥が現れることが
しばしばあることを見いだした。ここで、本発明の目的
は三次元像を実時間で再現するホログラフィTV装置で
あって、運動状態にある被写体の三次元像の再生を容易
且つ確実に行うことができる装置を提供することであ
る。なかんずく高速移動体の画像再生に際して、ぼやけ
のない再生画像を実時間で実現する装置を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、コヒー
レント光源と、該コヒーレント光源からのコヒーレント
光を物体光及び参照光として分割して干渉させる光学系
と、該光学系によって得られた干渉縞を撮影してビデオ
信号に変換する撮像手段と、該撮像手段によって得られ
たビデオ信号に基づいて前記干渉縞を再生する空間光変
調手段とを有するホログラフィTV装置において、該空
間光変調手段で前記干渉縞を再生する際、再生用光源か
らの光束の照射時間は、該空間光変調手段の1フレーム
分の駆動状態時間よりも短く、且つ該空間光変調手段の
駆動状態時間は、該フレーム周期時間よりも短い事を特
徴とする。更に再生用光源からの照射光の波長λ2とコ
ヒーレント光源からの光波長λ1との比λ2/λ1に比
例して被写体とその再生像との大きさの比が決まる事を
特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】添付図面を参照して本発明による
ホログラフィTV装置の実施例につき説明する。図1を
参照すると、ガスレーザ管110から得られるレーザ光
Lは次に、拡大レンズ112によって拡大された後にコ
リメートレンズ114によって平行光とされ、この平行
光はハーフミラー116により2光束に分割される。一
方の分割光は被写体Oに進んで、その回折光は物体光L
1となる。また他方の分割光はミラー118により光路
を曲げられて参照光L2となる。物体光L1はハーフミ
ラー126をへて撮像手段たとえばCCDカメラ128
の撮像面に投射される。また参照光L2はハーフミラー
126によって反射された後にCCDカメラ128の撮
像面に投射される。図1では物体光L1及び参照光L2
は共にほぼ重なり合った状態でCCDカメラ128の撮
像面に向かうように図示されているが、実際は図3の様
に、物体光L1 及び参照光L2 は微細な角度2θをなす
ようにCCDカメラ128の撮像面に投射されて互いに
干渉させられ、これにより生じた干渉縞はCCDカメラ
の受光素子にパタン信号として書き込まれ、このパタン
信号は転送クロックに同期してビデオ信号として順次転
送される。CCDカメラの受光素子に書き込まれるパタ
ン信号は被写体が運動しているときは刻刻変化する干渉
縞となる。
【0007】CCDカメラから得られたビデオ信号に基
づいて空間光変調手段であるマトリックス画素配置型液
晶表示素子130によって、前記干渉縞は実時間で再生
させられる。図2、図4を参照すると、ビデオ信号がC
CDカメラ128から出力されると、このビデオ信号に
含まれる水平同期信号に基づきサンプリングクロック信
号S1が制御信号発生回路132からA/D変換器13
4に対して出力され、これによりビデオ信号の濃淡画像
データはビット化されてA/D変換器134から得ら
れ、これらビット化された濃淡画像データの数はマトリ
ックス画素配置型液晶素子130の水平方向の画素数に
対応する。次いで制御信号発生回路132からのシフト
クロック信号S2により、ビット化された濃淡画像デー
タは信号電極駆動回路136のシフトレジスタ136a
に高速に書き込まれ、これら画像データは1ライン毎に
フレームメモリ136cにパラレルに移される。このよ
うにしてCCDカメラ128に書き込まれた1画面分の
パタン信号がすべてフレームメモリ136cに転送され
る。フレームメモリへの転送が終了した後に制御信号発
生回路132からのラッチクロック信号S3がフレーム
メモリ136cに出力されると、フレームメモリ136
cからはビット化された濃淡画像データに応じた時間長
さのパルス電圧がマトリックス画素配置型液晶表示素子
の縦列電極に対して出力される。
【0008】一方、走査電極駆動回路138のゲート回
路138bに対して制御信号発生回路132から信号電
圧S4が出力され、また走査電極駆動回路138のシフ
トレジスタ138aに対して制御信号発生回路132か
ら走査スタート信号S5およびシフトクロック信号S6
が出力され、これにより走査スタート信号S5の立ち上
がりパルスが順次シフトレジスタ138aに沿って移動
させられてゲート回路138bの個々のゲート回路素子
が開かれる。このようにして、マトリックス画素配置型
液晶素子130の横列電極に対して駆動電圧が順次出力
され、これにより該横列電極の各々にはビット化された
濃淡画像データに応じた電圧が印加されて、物体光L1
及び参照光L2 との干渉縞がマトリックス画素配置型液
晶素子130上に再生されることになる。このようにし
てマトリックス画素配置型液晶素子130の駆動が行わ
れている期間T21にはシフトクロック信号S2は停止し
てシフトレジスタ136aへのパタン信号の転送および
フレームメモリ136cへの書き込みは行われない。期
間T21の終了後CCDカメラ128及び必要に応じてシ
フトレジスタ136a、フレームメモリ136cをリセ
ットした後前述の動作を繰り返えす。フレームメモリ1
36cへのデータ転送時間は図4に示すように、マトリ
ックス画素配置型液晶素子130の駆動時間T21より短
い時間T22をもって間欠的に且つマトリックス画素配置
型液晶素子130の駆動時間T21より長い周期T20で行
われることになる。
【0009】マトリックス画素配置型液晶素子130の
駆動時間T21は例えば(1/30)秒であり、液晶の応
答速度の面からあまり短くすることはできないが、フレ
ームメモリ136cへのデータ転送時間T22はシフトク
ロック信号S2の周波数を上げて高速にデータ転送をす
ることによりT21に比し短くすることができる。ところ
で1画面分のパタン信号がフレームメモリに転送されて
いる期間T22においても、CCDカメラ128における
パタン信号の書き込みは行われているので、被写体が運
動している場合には刻刻変化する干渉縞がパタン信号と
して書き込まれるためT22が長くなるほどパタン信号の
パタンの変化は増大し、再生される干渉縞がぼけたり急
速に変化したりするため、結果として後述する三次元再
生映像が見にくくなる。しかし、本実施例においては、
図1及び図4に示す様に光シャッタ144により再生光
を断続的に閉開するか、又は再生用光源120を制御す
ることで再生用の光を間欠的に照射し、かつその開状態
時間T23は該マトリクス画素配置型液晶素子130の1
フレーム分の駆動状態時間より短いため、刻々と変化す
る干渉縞のパターンを間欠的にサンプリングして再生す
る事と等価になり、後述するように被写体の三次元像を
ぼやけのない状態で観察することができる。
【0010】図1に示すように、マトリックス画素配置
型液晶素子130は再現光学系に配置される。すなわ
ち、再生用光源120から得られるレーザ光L0 が拡大
レンズ122によって拡大された後にコリメートレンズ
124によって平行光とされ、この平行光が参照光L20
としてマトリックス画素配置型液晶素子130にほぼ垂
直に投射される。マトリックス画素配置型液晶素子13
0を透過した光は再生された干渉縞により回折されてか
ら集光レンズ140によって集光され、その集光箇所に
0次回折光を排除する空間フィルタ142が配置され、
かくして被写体Oは運動中であってもぼやけのない三次
元像として観察され得る。なおこの三次元像はデータ転
送の周期T22毎に書き変えられ、運動状態が観察され
る。また本発明では再生用光源としてレーザ光源を使用
しているが、白色再生型のホログラフィ干渉縞の場合は
普通の白色光でもかまわない。更に撮像用レーザ光源の
光波長に対し再生用光源の光波長を変える事で、再生像
の大きさを変える効果を得る事も可能である。このよう
に本発明は、従来技術においてはCCDカメラに書き込
まれたパタン信号が常時転送されかつ再生光も常時照射
されていたのに対し、再生光の照射時間を空間光変調手
段の1フレーム分の駆動時間よりも短くしたため、刻々
と急速に変化する干渉縞を間欠的にサンプリングできる
ので、従来技術では問題となる動いている被写体の三次
元映像をより鮮明に観察できる。
【0011】
【発明の効果】以上の説明から明きらかなように、本発
明によれば刻々と変化する干渉縞のパターンを間欠的に
サンプリングして再生するため、従来技術に見られた動
く被写体を連続的に撮像し、更に連続的に再生した場合
に較べ、その三次元再生像が見にくくなる現象を防ぎ、
より鮮明な再生像を得る事ができる。また本発明におい
ては光シャッタ144を用いて再生用照明光束を開閉し
たが、再生用光源を電気的に直接変調しても同様の効果
が得られる。特にLEDや半導体レーザは電流で直接に
高速変調可能であり都合がよい。更に、撮像用レーザ光
源の光波長に対し、再生用光源の光波長を長く(又は短
く)する事で、再生像の大きさを被写体の大きさに比べ
大きく(又は小さく)する効果がある。すなわち画像の
拡大縮小を実時間でしかも容易に行える事も明らかとな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるホログラフィTV装置を示す概略
図である。
【図2】図1のCCDカメラで読みとった干渉縞をマト
リックス画素配置型液晶表示素子上に再生する制御回路
のブロック図である。
【図3】図1の一部を拡大する拡大図である。
【図4】図2の制御回路の動作に関するタイミングチャ
ートである。
【符号の説明】
110 ガスレーザ管 112 拡大レンズ 114 コリメートレンズ 116 ハーフミラー 118 ミラー 120 再生用光源 122 拡大レンズ 124 コリメートレンズ 126 ハーフミラー 128 CCDカメラ 130 マトリックス画素配置型液晶素子 132 制御信号発生回路 134 A/D変換器 136 信号電極駆動回路 138 走査電極駆動回路 140 集光レンズ 142 空間フィルタ 144 光シャッタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コヒーレント光源と、該コヒーレント光
    源からのコヒーレント光を物体光及び参照光として分割
    して干渉させる光学系と、該光学系によって得られた干
    渉縞を撮影してビデオ信号に変換する撮像手段と、該撮
    像手段によって得られたビデオ信号に基づいて前記干渉
    縞を再生する空間光変調手段とを有するホログラフィT
    V装置において、該空間光変調手段で前記干渉縞を再生
    する際、再生用光源からの光束照射時間は該空間光変調
    手段の1フレーム分の駆動状態時間よりも短く、且つ該
    空間光変調手段の駆動状態時間は、該フレーム周期時間
    よりも短いことを特徴とするホログラフィTV装置。
  2. 【請求項2】 再生用光源からの照射光の波長λ2とコ
    ヒ−レント光源からのコヒーレント光の波長λ1との比
    λ2/λ1に比例して被写体とその再生像との大きさの
    比が決まることを特徴とする請求項1に記載のホログラ
    フィTV装置。
  3. 【請求項3】 コヒーレント光源が半導体レーザである
    ことを特徴とする請求項1に記載のホログラフィTV装
    置。
  4. 【請求項4】 空間光変調手段としてマトリクス画素配
    置型液晶表示素子を用いたことを特徴とする請求項1に
    記載のホログラフィTV装置。
JP15679097A 1997-06-13 1997-06-13 ホログラフィtv装置 Pending JPH114462A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430379A (zh) * 2015-04-11 2017-12-01 安田斯研究所有限公司 影像识别系统、影像识别方法、全息图记录媒介、全息图再现装置以及影像摄影装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430379A (zh) * 2015-04-11 2017-12-01 安田斯研究所有限公司 影像识别系统、影像识别方法、全息图记录媒介、全息图再现装置以及影像摄影装置
CN107430379B (zh) * 2015-04-11 2020-05-19 安田斯研究所有限公司 影像识别系统、影像识别方法、全息图记录媒介、全息图再现装置以及影像摄影装置

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