(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントなコリメート光ビームを生成するように構成されるコヒーレント光源と、
前記コヒーレントなコリメート光ビームを受け取り、変調して、変調された光ビームを生成するように構成され、複数の画素を含む空間的光変調器（ＳＬＭ）と、
ホログラフィック画像を表すホログラムデータを生成し、前記ＳＬＭに、前記ホログラムデータを用いて前記コヒーレントなコリメート光ビームを変調させ、前記ホログラフィック画像が再生される画像面において前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制させるように前記ＳＬＭの画素に適切な電圧を印加するように構成されるプロセッサ及びドライバユニットと、
を有するエレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおいて、
前記ＳＬＭが、選択された画素により変調された前記コリメート光ビームの部分に１８０度の位相シフトを選択的に提供するように構成され、
前記プロセッサ及びドライバユニットが、前記ＳＬＭの第１のグループの画素に前記コリメート光ビームの第１の部分に１８０度の位相シフトを提供させ、第２のグループの画素に前記コリメート光ビームの第２の部分に位相シフトを提供させないことによって、第１のグループの画素に第２のグループの画素により変調された前記コリメート光ビームの部分に対して１８０度の位相シフトを前記コリメート光ビームの第１の部分に提供させるように前記ＳＬＭの画素に印加する電圧を選択することにより前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制する、
システム。
【請求項２】
前記ＳＬＭが、ねじれネマティック９０（ＴＮ−９０）液晶材料を含む反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレントなコリメート光ビームを前記反射型ＬＣＤ装置に向け、前記反射型ＬＣＤ装置からの前記変調された光ビームを画像面に向けるように構成されたビームスプリッタを更に有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＳＬＭが、ねじれネマティック９０（ＴＮ−９０）液晶材料を含むシリコン基板上の反射型液晶（ＬＣＯＳ）装置である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コヒーレント光源からの前記コヒーレントなコリメート光ビームを前記反射型ＬＣＯＳ装置に向け、前記反射型ＬＣＯＳ装置からの前記変調された光ビームを画像面に向けるように構成されたビームスプリッタを更に有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＳＬＭが、ねじれネマティック１８０（ＴＮ−１８０）液晶材料を含む透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コヒーレント光源が、レーザ光生成装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
ホログラフィック画像を表示する方法において、
複数の画素を有する空間的光変調器（ＳＬＭ）にコヒーレントなコリメート光ビームを供給するステップと、
前記ＳＬＭにホログラムデータを用いて前記コヒーレントなコリメート光ビームを変調させて変調された光ビームを生成し、前記ホログラフィック画像が表示される画像面において前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制するように、前記ＳＬＭの画素に、選択された画素により変調された前記コリメート光ビームの部分に１８０度の位相シフトを選択的に提供する適切な電圧を印加するステップと、
を有する方法であって、
前記ホログラフィック画像が表示される画像面において前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制することが、前記ＳＬＭの第１のグループの画素に前記コリメート光ビームの第１の部分に１８０度の位相シフトを提供させ、第２のグループの画素に前記コリメート光ビームの第２の部分に位相シフトを提供させないことによって、第１のグループの画素に第２のグループの画素により変調される前記コリメート光ビームの部分に対して１８０度の位相シフトを前記コリメート光ビームの第１の部分に提供させるように前記ＳＬＭの画素に印加する電圧を選択することを含む、方法。
【請求項９】
前記ＳＬＭが、ねじれネマティック９０（ＴＮ−９０）液晶材料を含む反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＳＬＭが、ねじれネマティック９０（ＴＮ−９０）液晶材料を含むシリコン基板上の反射型液晶（ＬＣＯＳ）装置である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＳＬＭが、ねじれネマティック１８０（ＴＮ−１８０）液晶材料を含む透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置である、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記コヒーレント光源が、レーザ光生成装置を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記電圧を印加するステップが、前記画像面における前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制すると同時に、所望のホログラフィック画像を生成するように、前記画像面において加算される前記変調された光ビームの一次回折パターンのセットを提供する電圧のセットを選択する、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロホログラフィック（electroholographic）ディスプレイシステムに関し、より具体的には、ゼロ次回折抑制を持つエレクトロホログラフィックディスプレイの方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィは、３次元（３Ｄ）画像を記録及び再生する方法である。一般に光線の強度（振幅）のポイントツーポイント（point-to-point）記録及び再生であるフォトグラフィと対照的に、ホログラフィにおいては、（通常は１つの特定の波長の）光の振幅及び位相の両方が記録される。再生される場合、結果として生じる光照射野は、元の対象又はシーンから生じるものと同一であり、完全な３次元画像を与える。
【０００３】
図１は、対象２５の３次元画像を記録するシステム１００及び方法を示す。システム１００は、光源１１０と、ビームスプリッタ１２０と、鏡１３０と、画像記録装置１４０とを含む。有益には、光源１１０は、レーザ又は他のコヒーレント光生成器である。画像記録装置１４０は、感光板であることができる。
【０００４】
動作的に、光源１１０は、コヒーレント光ビームをビームスプリッタ１２０に供給する。ビームスプリッタ１２０は、照射ビームとして対象２５に衝突するように前記コヒーレント光ビームの第１の部分を通過させ、基準ビームとして前記コヒーレント光ビームの第２の部分を反射する。鏡１３０は、前記基準ビームを画像記録装置１４０に向ける。前記照射ビームから、対象２５は、対象ビームを生成し、これは画像記録装置１４０において前記基準ビームと結合される。光波の重ね合わせによる、前記基準ビームと前記対象ビームとの間の光学干渉は、一連の強度縞を生成する。これらの縞は、一種の回折格子を形成し、画像記録装置１４０に記録される。
【０００５】
記録された画像が再生される場合、縞パターンからの回折は、元の対象ビームを強度及び位相の両方において再構成する。位相及び強度の両方が再生されるので、画像は３次元に見え、観察者は、視点を移動し、画像が元の対象がするように正確に回転するのを見ることができる。
【０００６】
近年、エレクトロホログラフィックディスプレイシステムは、画像の完全な３次元（"３Ｄ"）再構成を生成するように開発されている。３Ｄテレビのような、３Ｄにおいて動画を再生するエレクトロホログラフィックディスプレイシステムを開発することに強い関心がある。しかしながら、幾つかの問題が残っている。
【０００７】
上で説明されたように、ホログラムは、基準ビームから幾つかの次数（ゼロ次、一次、二次、及び三次等）の回折ビームを生成する。前記ビームのゼロ次は、ほとんど回折されておらず、画像を生成しない。しかしながら、ゼロ次は、一般に、前記基準ビームの最大量のエネルギを持ち、したがって廃棄される。
【０００８】
２次元ディスプレイに対してゼロ次ビームを使用する方法が存在し、例えば米国特許６６３９６４２に開示されている。しかしながら、これらの方法は、３Ｄホログラフィックディスプレイに適用されない。
【０００９】
その一方で、米国特許４１８４７４６は、透過型位相格子を使用することにより２次元陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイにおける画質を向上するゼロ次回折ビームの抑制の方法を開示している。この方法において、格子を付けられた画面を通過する光の位相が変化する。前記画面は、前記画面の異なる部分において異なる厚さを持つように格子を付けられる。より厚い部分を通過する光は、より薄い部分を通過する光より多くの位相変化を受ける。
【００１０】
図２は、全て同じ周波数を持つが異なる位相を持つ３つの波形２１０、２２０及び２３０を示す。これらは、時間において（矢印の方向に沿って）シフトされた、全て基本的に同じ波形である。波形２１０及び２２０は、時間軸に沿ったシフトを除き同じ形状であるが、時間シフトは、前記波形の特定の周波数において、波形２２０が波形２１０に対して１８０度位相がずれるようになっている。したがって、波形２１０に対する波形２２０の加算は、相殺に帰着する。これは、基本的に、米国特許４１８４７４６においてゼロ次回折ビームを抑制するのに使用される原理である。
【００１１】
しかしながら、米国特許４１８４７４６に記載された方法において、位相格子は、格子を付けられた画面の厚さが固定であるので、動的に変更されることができない。これは、この構成を、動画を生成するのに使用されるエレクトロホログラフィに不適切にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、ゼロ次回折抑制を持つエレクトロホログラフィックディスプレイシステムを提供することが望ましい。更に、エレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおいてゼロ次回折を抑制する方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様において、エレクトロホログラフィックディスプレイシステムは、コヒーレントなコリメート光ビームを生成するように構成されたコヒーレント光源と、前記コヒーレントなコリメート光ビームを受け取り、変調して、変調された光ビームを生成するように構成された空間的光変調器（ＳＬＭ）と、ホログラフィック画像を表すホログラムデータを生成し、前記ＳＬＭに、前記ホログラムデータを用いて前記コヒーレントなコリメート光ビームを変調させ、前記ホログラフィック画像が再生される画像面において前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制させるように前記ＳＬＭの画素に適切な電圧を印加するように構成されたプロセッサ及びドライバユニットとを有する。前記ＳＬＭは、複数の画素を含み、選択された画素により変調されたコリメート光ビームの部分に１８０度の位相シフトを選択的に提供するように構成される。前記プロセッサ及びドライバユニットは、第１のグループの画素に、第２のグループの画素により変調されたコリメート光ビームの部分に対して１８０度の位相シフトを前記コリメート光ビームの第１の部分に提供させるように、前記ＳＬＭの画素に印加する電圧を選択することにより前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制する。
【００１４】
本発明の他の態様において、ホログラフィック画像を表示する方法は、複数の画素を有する空間的光変調器（ＳＬＭ）にコヒーレントなコリメート光ビームを供給するステップと、前記ＳＬＭに前記コヒーレントなコリメート光ビームをホログラムデータで変調させて、変調された光ビームを生成し、前記ホログラフィック画像が表示される表示面において前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制するように前記ＳＬＭの画素に適切な電圧を印加するステップとを有する。前記ホログラフィック画像が表示される画像面において前記変調された光ビームのゼロ次成分を抑制することは、第１のグループの画素に、第２のグループの画素により変調された前記コリメート光ビームの部分に対して１８０度の位相シフトを前記コリメート光ビームの第１の部分に提供させるように前記ＳＬＭの画素に印加する電圧を選択することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図３は、ゼロ次抑制を持つエレクトロホログラフィックディスプレイシステムの一実施例を示す。
【００１６】
エレクトロホログラフィックディスプレイシステム３００は、プロセッサ及びドライバユニット３１０と、空間的光変調器（ＳＬＭ）３２０と、コヒーレント光源３３０と、ビームスプリッタ３４０とを有する。プロセッサ及びドライバユニット３１０は、プロセッサ及びドライバの別々の回路又は構成要素を有してもよく、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等のようなメモリを含んでもよい。有益には、様々なアルゴリズムを実行するソフトウェアが、プロセッサ及びドライバユニット３１０内のメモリに記憶される。有益には、ＳＬＭ３２０は、シリコン基板上の反射型液晶（ＬＣＯＳ）装置のような反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。一実施例において、コヒーレント光源３３０は、レーザ発光ダイオード（ＬＥＤ）３３２及びコリメーション光学素子３３４を有する。代案として、他のレーザ生成装置又は他のコヒーレント光生成器が使用されてもよい。一部の実施例において、ビームスプリッタ３４０は、コヒーレント光源３３０からの光をＳＬＭ３２０に向け、ＳＬＭ３２０からの変調された光を所望の画像面３８０に向ける他の手段又は光学的構成が設けられるという条件で、省略されてもよい。
【００１７】
動作的に、ＬＥＤ３３２は、光ビームをＳＬＭ３２０に対して適切にコリメートし、適切な大きさにするコリメーション光学素子３３４に光ビームを供給する。すなわち、有益には、前記光ビームは、（いわゆるスキャンカラーシステムとは対照的に）実質的に完全にＳＬＭ３２０の全ての画素を同時に照射するような大きさ及び形にされる。光源３３０からのコヒーレントなコリメート光ビームは、前記コヒーレントなコリメート光ビームをＳＬＭ３２０に向けるビームスプリッタ３４０に供給される。同時に、プロセッサ及びドライバユニット３１０は、ホログラムデータを生成し、ＳＬＭ３２０の画素を駆動するのに前記データを使用する。ＳＬＭ３２０の画素の各々を駆動する前記データに応答して、前記コヒーレントなコリメート光ビームは、ビームスプリッタ３４０に反射し戻される空間的に変調された光ビームを生成するように空間的に変調される。ビームスプリッタ３４０は、画像面３８０まで前記空間的に変調された光ビームを送る。画像面３８０において、ＳＬＭ３２０の画素の各々からの回折光は、一緒に加算して所望のホログラフィック画像を生成する。
【００１８】
図４Ａ−Ｂは、反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置４００の動作の原理を示す。図４Ａ−Ｂに示されるように、反射型ＬＣＤ４００は、第１の基板４２０と第２の基板４３０との間に配置された液晶（ＬＣ）材料層４１０を含む。第１の基板４２０は透明である。第２の基板４３０に（必ずしも直接的ではないが）配置されるのは、アルミニウム層のような反射材料４４０である。有益には、反射材料４４０は、ＬＣＤ装置４００の関連した画素をオン及びオフにするように電圧を印加される反射型画素電極を形成する。偏光ビームスプリッタ５０が、図４Ａ−Ｂにおいて、光をＬＣＤ装置４００との間で往復させるように設けられている。図４Ａ−Ｂの例において、ＬＣ材料層４１０の液晶は、電圧が印加されない場合（図４Ａ）に通常はらせん形にねじられ、電界が印加される場合（図４Ｂ）に第１の線形方向に整列される。
【００１９】
図４Ａは、ＬＣ材料層４１０に対して電圧が印加されない場合を示す。動作的に、偏光ビームスプリッタ５０は、第１の（ｐ）偏光を持つ光をＬＣＤ装置４００に向けて反射するように動作する。この場合、ＬＣＤ装置４００に衝突する光は、透明な第１の基板４２０及びＬＣ材料層４１０を通過して反射型画素電極に到達する。印加電圧はゼロであるから、ＬＣ材料層４１０を通過する際に、前記光の偏光は、４５度だけ回転される。前記光は、この場合、ＬＣ材料層４１０を通って戻るように前記反射型画素電極により反射され、透明な第１の基板４２０から出ていく。ＬＣ材料層４１０を通過して戻る際に、前記光の偏光は、追加の４５度だけ回転され、合計９０度の偏光回転を生じる。したがって、ＬＣＤ装置４００から出る光は、ＬＣＤ装置４００に入る光に対して９０度回転され（直交偏光され）、第２の（ｓ）偏光を持つ。偏光ビームスプリッタ５０は、第２の（ｓ）偏光を持つ光が、偏光ビームスプリッタ５０を通って、例えばディスプレイ画面７５に移動するように構成される。
【００２０】
その一方で、図４Ｂは、第１の偏光（ｐ）の方向と平行に第１の方向に沿って前記液晶を整列するのに十分な電圧がＬＣ材料層４１０に対して印加される場合を示す。この場合、光は、ＬＣ材料層４１０を通過し、前記反射型画素電極から反射し戻され、本質的に偏光の変更なしでＬＣ材料層４１０を通って戻る。したがって、ＬＣＤ装置４００から出る光は、ＬＣＤ装置４００に入る光と同じ第１の（ｐ）偏光を持つ。偏光ビームスプリッタ５０は、第１の（ｐ）偏光を持つ光がディスプレイ画面７５から離れるように反射される。
【００２１】
したがって、ＬＣＤ装置４００は、所望の画像を再生するために各画素に選択的に印加される電圧によって光を選択的に変調する空間的光変調器として機能することができる。上で説明したように、ＬＣＤ装置４００を通して所要の９０度のラウンドトリップ位相シフトを達成するために、有益には、ＬＣ材料層４１０は、ねじれネマティック４５（ＴＮ−４５）材料を有する。
【００２２】
同時に、ＬＣＤ装置４００の画素は、個別に制御可能な回折光源とみなされることができる。すなわち、前記画素が光を直接的に反射するだけでなく、前記画素は縁で光を回折する。ＬＣＤ装置４００を使用する典型的な２Ｄ投影ディスプレイシステムにおいて、回折光は、望ましくなく、典型的にはＬＣＤ装置４００とディスプレイ画面との間の光学パスに配置された光学システムによりフィルタ除去される。
【００２３】
しかしながら、ＬＣＤ装置４００が、エレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおいて使用される場合、大量のゼロ次光が、ホログラフィック画像を生成する所望の回折光と一緒に画像面に反射される。上で説明したように、これは非常に望ましくない。
【００２４】
したがって、ゼロ次回折ビームを抑制するために、エレクトロホログラフィックディスプレイシステム３００は、ＳＬＭ３２０を使用することにより選択された画素に対して１８０度の位相シフトを生成する。この原理は、ここで図５に対して説明される。図５は、第２の波形５２０の加算による第１の波形４１０の相殺を示す。図５に見られるように、第１の波形５１０は、第２の波形５２０を生成するように時間軸について回転される。図５に示される相殺効果が図２に示されるものと明らかに異なることが理解される。例えば、図２の構成において、波形２１０及び２２０の周波数が変化する場合、前記波形の間の１８０度の位相関係及び相殺効果を維持するように波形２１０と２２０との間の時間遅延を調整することが必要である。対照的に、図５の構成において、波形５２０は、時間遅延ではなく、直接的な１８０度の位相回転により得られるので、第１の波形５１０が変化する場合でさえ、第２の波形５２０は、波形５１０に対して１８０度位相がずれたままであり、波形５１０に加算される場合に、依然として相殺を生成する。
【００２５】
したがって、エレクトロホログラフィックディスプレイシステム３００においてゼロ次ビームを抑制するために、幾つかの画素から来る光を他の画素から来る光に対して１８０度だけ選択的に位相シフトすることができるＳＬＭ３２０が使用される。このような構成を用いて、プロセッサ及びドライバユニット３１０は、相殺にもかかわらず同時に所望のゼロ次エネルギを抑制しながら、所望のホログラフィック画像を生成するように画像面３８０において加算する一次回折パターンのセットを提供する前記画素に対する電圧のセットを選択することができる。
【００２６】
図６Ａ−Ｂは、画素ごとに光に対して１８０度の位相シフトを選択的に生成するためにエレクトロホログラフィックディスプレイシステム３００におけるＳＬＭ３２０の一実施例として使用されることができる反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置６００の動作の原理を示す。
【００２７】
図６Ａ−Ｂに示されるように、反射型ＬＣＤ６００は、第１の基板６２０と第２の基板６３０との間に配置された液晶（ＬＣ）材料層６１０を含む。第１の基板６２０は透明である。（必ずしも直接的ではないが）第２の基板６３０上に配置されるのは、金属層のような反射材料６４０である。有益には、反射材料６４０は、ＬＣＤ装置６００の関連した画素をオン及びオフにする電圧を供給される反射型画素電極を形成する。ＬＣＤ装置６００との間で光を往復させるビームスプリッタ５５が、図６Ａ−Ｂにおいて設けられる。図６Ａ−Ｂの例において、ＬＣ材料層６１０の液晶は、通常は電圧が印加されない場合（図６Ａ）にらせん形にねじられ、電界が印加される場合（図６Ｂ）に第１の線形方向に整列される。
【００２８】
図６Ａは、ＬＣ材料層１１０に対して電圧が印加されない場合を示す。動作的に、ビームスプリッタ５５は、光源（図示されない）からの光をＬＣＤ装置６００に向けて反射するように動作する。この場合、ＬＣＤ装置６００に衝突する光は、透明な第１の基板６２０及びＬＣ材料層６１０を通過して前記反射型画素電極に到達する。ＬＣ材料層６１０を通過する際に、前記光の偏光は、印加電圧がゼロであるので、９０度だけ回転される。前記光は、この場合、ＬＣ材料層６１０を通って戻るように前記反射型画素電極により反射され、透明な第１の基板６２０から出ていく。ＬＣ材料層６１０を通って戻る際に、前記光の偏光は、追加の９０度だけ回転され、合計１８０度の位相回転を生じる。したがって、ＬＣＤ装置６００から出る光は、ＬＣＤ装置６００に入る光に対して１８０度回転される（逆位相）。ビームスプリッタ５５は、ＬＣＤ装置６００からの光が、例えば画像面６８０までビームスプリッタ５５を通過するように構成される。
【００２９】
その一方で、図６Ｂは、第１の偏光（ｐ）の方向と平行に第１の方向に沿って前記液晶を整列するのに十分な電圧がＬＣ材料層６１０に印加される場合を示す。この場合、ＬＣ材料層６１０を通過する光は、前記反射型画素電極から反射し戻され、偏光の変化なしでＬＣ材料層６１０を通過して戻る。したがって、ＬＣＤ装置６００から出る光は、ＬＣＤ装置６００に入る光と同じ偏光を持つ。ビームスプリッタ５５は、ＬＣＤ装置６００からの光が、例えば画像面６８０まで通過するように構成される。
【００３０】
したがって、ＬＣＤ装置６００は、所望の画像を再生するために各画素に選択的に印加される電圧によって光を選択的に変調する空間的光変調器として機能することができる。所要の１８０度のラウンドトリップ位相シフト差を達成するために、ＬＣ材料層６１０は、ねじれネマティック９０（ＴＮ−９０）材料を有する。
【００３１】
ＬＣＤ装置６００を用いて、プロセッサ及びドライバユニット３１０は、第１のセットの画素からの光に第２のセットの画素に対して１８０度の位相シフトを提供することにより相殺により不所望なゼロ次エネルギを抑制すると同時に、所望のホログラフィック画像を生成するように画像面３８０において加算する一次回折パターンのセットを提供する前記画素に対する電圧のセットを選択することができる。例えば、場合により、上で論じられた米国特許４１８４７４６のパターンに似ている"チェッカー盤パターン"が使用されることができる。
【００３２】
図７は、ゼロ次抑制を持つエレクトロホログラフィックディスプレイシステム７００の第２の実施例を示す。
【００３３】
エレクトロホログラフィックディスプレイシステム７００は、プロセッサ及びドライバユニット７１０と、空間的光変調器（ＳＬＭ）７２０と、コヒーレント光源７３０とを有する。プロセッサ及びドライバユニット７１０は、プロセッサ及びドライバの別々の回路又は構成要素を有してもよく、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等のようなメモリを含んでもよい。有益には、様々なアルゴリズムを実行するソフトウェアが、プロセッサ及びドライバユニット７１０内のメモリに記憶される。有益には、ＳＬＭ７２０は、透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置である。一実施例において、コヒーレント光源７３０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）７３２及びコリメーション光学素子７３４を有する。代案として、レーザ又は他のコヒーレント光生成器が使用されてもよい。
【００３４】
動作的に、ＬＥＤ７３２は、光ビームをＳＬＭ７２０に対して適切にコリメートし、適切な大きさにするコリメーション光学素子７３４に光ビームを提供する。すなわち、有益には、前記光ビームは、（いわゆるスキャンカラーシステムとは対照的に）実質的に完全にＳＬＭ７２０の全ての画素を同時に照射するような大きさ及び形にされる。光源７３０からのコヒーレントなコリメート光ビームは、ＳＬＭ７２０の後方基板に供給される。同時に、プロセッサ及びドライバユニット７１０は、ホログラムデータを生成し、ＳＬＭ７２０の画素を駆動するのに前記データを使用する。ＳＬＭ７２０の画素の各々を駆動するデータに応答して、前記コヒーレントなコリメート光ビームは、ＳＬＭ７２０の第１の基板の外に画像面７８０まで送られる空間的に変調された光ビームを生成するように空間的に変調される。画像面７８０において、ＳＬＭ７２０の画素の各々からの回折光は、一緒に加算し、所望のホログラフィック画像を生成する。
【００３５】
上で説明されたように、ＳＬＭ７２０の画素は、個別に制御可能な回折光源と見なされることができる。すなわち、前記画素は光を直接的に送るだけでなく、前記画素は縁において光を回折する。ＳＬＭ７２０を使用する２Ｄ投影ディスプレイシステムにおいて、前記回折光は、望ましくなく、典型的にはフィルタ除去される。しかしながら、エレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおいて、前記回折光は、望ましく、ゼロ次ビームを抑制するのに有益である。
【００３６】
したがって、ゼロ次回折ビームを抑制するために、エレクトロホログラフィックディスプレイシステム７００は、ＳＬＭ７２０を使用することにより選択された画素に対して１８０度の位相シフトを生成する。
【００３７】
したがって、エレクトロホログラフィックディスプレイシステム７００においてゼロ次ビームを抑制するために、一部の画素から来る光を他の画素から来る光に対して１８０度だけ選択的に位相シフトすることができるＳＬＭ７２０が使用される。このような構成を用いて、プロセッサ及びドライバユニット７１０は、相殺にもかかわらず不所望なゼロ次エネルギを抑制すると同時に、所望のホログラフィック画像を生成するように画像面７８０において加算する一次回折パターンのセットを提供する前記画素に対する電圧のセットを選択することができる。
【００３８】
図８Ａ−Ｂは、画素ごとに光に対して１８０度の位相シフトを選択的に生成するようにエレクトロホログラフィックディスプレイシステム３００内のＳＬＭ７２０の一実施例として使用されることができる反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置８００の動作の原理を示す。
【００３９】
図８Ａ−Ｂに示されるように、反射型ＬＣＤ８００は、第１の基板８２０と第２の基板８３０との間に配置された液晶（ＬＣ）材料層８１０を含む。第１及び第２の基板８２０、８３０は、両方とも透明である。第１の及び／又は第２の基板８２０、８３０上に配置されるのは、ＬＣＤ装置８００の関連した画素をオン又はオフにするように電圧を供給される画素電極である。図８Ａ−Ｂの例において、ＬＣ材料層８１０の液晶は、通常は、電圧が印加されない場合（図８Ａ）にらせん形にねじられ、電界が印加される場合（図８Ｂ）に第１の線形方向に整列される。
【００４０】
図８Ａは、ＬＣ材料層８１０に対して電圧が印加されない場合を示す。この場合、ＬＣＤ装置８００に衝突する光は、透明な第２の基板８３０及びＬＣ材料層８１０を通過して透明な第１の基板８２０に到達する。ＬＣ材料層８１０を通過する際に、前記光の変更が、印加電圧がゼロであるために１８０度だけ回転される。したがって、ＬＣＤ装置８００から出る光は、ＬＣＤ装置８００に入る光に対して１８０度回転される（逆位相）。ＬＣＤ装置８００からの光は、例えば、画像面８８０まで通過する。
【００４１】
その一方で、図８Ｂは、第１の偏光（ｐ）の方向と平行に第１の方向に沿って前記液晶を整列するのに十分な電圧がＬＣ材料層８１０に対して印加される場合を示す。この場合、前記光は、本質的に偏光の変化なしでＬＣ材料層８１０を通過する。したがって、ＬＣＤ装置８００から出る光は、ＬＣＤ装置８００に入る光と同じ偏光を持つ。ＬＣＤ装置８００からの光は、例えば画像面８８０まで通過する。
【００４２】
したがって、ＬＣＤ装置８００は、所望の画像を生成するために各画素に選択的に印加される電圧によって光を選択的に変調する空間的光変調器として機能することができる。所要の１８０度のラウンドトリップ位相シフト差を達成するために、ＬＣ材料層８１０は、ねじれネマティック１８０（ＴＮ−１８０）材料を有する。
【００４３】
好適な実施例がここに開示されているが、本発明の概念及び範囲内に留まる多くの変型例が可能である。このような変型例は、この明細書、図面及び請求項の検討後に当業者に明らかになる。本発明は、したがって、添付の請求項の精神及び範囲を除き限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】対象の３Ｄ画像を記録するシステム及び方法を示す。
【図２】異なる位相を持つ３つの波形を示す。
【図３】ゼロ次抑制を持つエレクトロホログラフィックディスプレイシステムを示す。
【図４Ａ】反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の動作の原理を示す。
【図４Ｂ】反射型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の動作の原理を示す。
【図５】第２の波形の加算による第１の波形の相殺を示す。
【図６Ａ】図３のエレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおける空間的光変調器として使用されることができるＬＣＤ装置の動作の原理を示す。
【図６Ｂ】図３のエレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおける空間的光変調器として使用されることができるＬＣＤ装置の動作の原理を示す。
【図７】ゼロ次抑制を持つエレクトロホログラフィックディスプレイシステムの第２の実施例を示す。
【図８Ａ】図７のエレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおける空間的光変調器として使用されることができるＬＣＤ装置の動作の原理を示す。
【図８Ｂ】図７のエレクトロホログラフィックディスプレイシステムにおける空間的光変調器として使用されることができるＬＣＤ装置の動作の原理を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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