(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンを再構成するホログラフィック再構成システムであって、
ホログラフィック情報を用いて波を変調する空間光変調手段と、
前記ホログラフィック再構成システムにおける前記変調された波の光路に所望の伝搬方向（ＤＢ）を与える光波トラッキング手段と
を備え、
前記変調された波（ＬＷmod）が反射する反射方向（ＤＡ）を制御するために、表示スクリーン（Ｓ）の正面の前記ホログラフィック再構成システムの内部に配置され、傾きが制御されるトラッキングミラー手段（Ｍ１）を制御する位置制御手段（ＣＵ）と、
前記空間光変調手段の画像が前記表示スクリーン上又は少なくとも該表示スクリーンの近傍に生成されるように、該表示スクリーンと前記トラッキングミラー手段との間に配置され、かつ、
前記変調された波を前記ホログラフィック再構成システムから前記表示スクリーン（Ｓ）の固定の光出射位置を通してガイドする偏向ミラー手段（Ｍ２）と
をさらに備え、
前記位置制御手段（ＣＵ）は、
前記偏向ミラー手段（Ｍ２）が、前記反射された波を前記表示スクリーン（Ｓ）を通して前記所望の伝搬方向（ＤＢ）へ方向付け、かつ、
前記変調された波の全ての部分について、設定された前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）の前記傾きと無関係に、該トラッキングミラー手段（Ｍ１）から前記光出射位置（Ｃ）までの光路の長さが一定に維持されるように、
前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）と前記偏向ミラー手段（Ｍ２）とを制御すること
を特徴とするホログラフィック再構成システム。
【請求項２】
前記偏向ミラー手段（Ｍ２）は、２つの焦点を有する楕円の形状を有する凹面の表面を備え、
前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）の中心は、当該楕円の一方の焦点に配置され、
前記表示スクリーン（Ｓ）は、当該楕円の他方の焦点に位置する固定の光出射位置（Ｃ）を有すること
を特徴とする請求項１に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項３】
観察者の目に対して光源を画像化する合焦表示スクリーン（Ｓ）を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項４】
制御可能な前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）は、ホログラフィック情報を用いてエンコードされた前記空間光変調手段で生成されたビデオホログラムの中間画像が現れる位置に配置され、
前記偏向ミラー手段（Ｍ２）は、前記ビデオホログラムが前記表示スクリーン（Ｓ）上に画像化されるように、前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）と前記光出射位置（Ｃ）との間の光路上に配置されること
を特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項５】
前記偏向ミラー手段（Ｍ２）は、ビデオホログラムの中間画像を拡大して像平面に画像化するために、凹面の反射面を備えることを特徴とする請求項３に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項６】
前記ビデオホログラムの空間周波数スペクトルを生成する無限焦点レンズ系（ＡＦ）をさらに備え、
光波のトラッキング処理は、中間瞳孔を形成するために前記空間周波数スペクトルが前記表示スクリーン（Ｓ）の正面のホログラム側に画像化されるように設計され、
前記合焦表示スクリーン（Ｓ）は、観察者の目の位置に対する前記ホログラフィック再構成システムの射出瞳として前記中間瞳孔を画像化すること
を特徴とする請求項５に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項７】
前記偏向ミラー手段（Ｍ２１）は、
前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）の設定された前記傾きと無関係に、前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）から反射された波全体の光路に反射面（ＲＡ）の一部が常に位置するようなサイズ及びジオメトリを有する当該反射面（ＲＡ）を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項８】
前記偏向ミラー手段（Ｍ２１）は、
前記偏向ミラー手段（Ｍ２１）が、ビデオホログラムの前記画像を拡大して像平面に投影するように、
前記ホログラフィック再構成システムにおける固定位置に配置され、かつ、楕円の弧の形状を有する楕円形の反射面を備えることを特徴とする請求項７に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項９】
ホログラフィック装置（ＨＵＲ及びＨＵＬ）の光変調手段は、観察者の各々の目に対して個別の変調された波を生成し、
前記ホログラフィック装置（ＨＵＲ及びＨＵＬ）は、前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）の前記傾きと無関係に、１人のかつ同一の観察者へ方向付けられた全ての波の少なくとも光軸（ＤＬ，ＤＲ）が、前記表示スクリーン（Ｓ）上の同一かつ固定の光出射位置（Ｃ）を通るような位置に、前記トラッキングミラー手段（Ｍ１）及び前記偏向ミラー手段（Ｍ２２）と関連して配置されること
を特徴とする請求項１に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項１０】
ホログラム系列と同期して２つの角度位置の間で振動するトラッキングミラー手段（Ｍ１）を用いて、複数の目の位置に対して分離した再構成空間を時分割モードで生成する単一のホログラフィック装置（ＨＵ）を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック再構成システム。
【請求項１１】
前記ホログラフィック再構成システムの深度を低減するために前記波を折り返す追加の偏向ミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック再構成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波トラッキング手段を有するホログラフィック再構成システムに関するものである。当該システムは、観察者がホログラフィックな再構成シーンを観ながら、自らの位置を変更した場合、位置コントローラとアイファインダ（eye finder）とを用いて、観察者の少なくとも片方の目に位置するホログラフィックな再構成シーンに対して光軸を方向付ける。本発明は、ホログラフィック情報を提供する方法に依存するものではなく、複数の観察者がホログラフィックに再構成されたビデオシーンを同時に観ることを可能にするシステムにおいて用いることも可能である。
【背景技術】
【０００２】
本発明における意味のホログラフィック投影システムは、好適には、ホログラフィック再構成のために、ビデオ手段を用いて動的な３次元シーンをリアルタイムに表示する。当該システムは、連続的に制御可能な空間光変調手段を備え、当該手段は、ホログラフィック情報を用いた干渉の生成が可能な光波を空間的に変調するために、ホログラムプロセッサによってビデオホログラムの系列を用いてエンコードされる。変調された波（被変調波）は、光の回折効果によって、局所的干渉を通じて観察者の目の正面における外部の再構成空間で、オブジェクト光点を再構成し、前記オブジェクト光点は所望の３次元シーンを光学的に再構成する。すべてのオブジェクト光点全体を表す光波は、単数又は複数の観察者がシーンの形でこれらのオブジェクト光点を観ることが可能となるように、観察者の目へ向けられて伝搬する。立体鏡による表示とは対照的に、ホログラフィック表示がオブジェクトの置換を実現する。
【０００３】
再構成の品質を満足するために、観察者は十分に広い視野範囲の中で再構成シーンを観ることができることも望ましい。従って、再構成空間は、可能な限り広ければならず、再構成されたシーンのサイズは、ＴＶ及びビデオ表示の場合と同様に対角線で少なくとも５０ｃｍのサイズとなることが望ましい。
【０００４】
しかしながら、大きなサイズの光変調手段を使用するホログラフィック再構成は、既知のサンプリング定理によって説明されるように、大きな回折角のために、２次元画像表示に必要とされ得る解像度よりも非常に高い解像度を必要とする。これは、ホログラフィック再構成システムのハードウェアリソース及びソフトウェアリソースに対して非常に大きな要求を行うことになり、即ち、エンコーディング用のホログラフィック情報のリアルタイム供給のためのコンポーネントと、シーンの光学的な再構成のためのコンポーネントとの両方に影響する。
【０００５】
再構成を行う際の、別の周知の問題は、干渉の生成に先立って所望の光波の伝搬を妨害を受けずに行わなければならないことである。空間内の元の位置に、かつ、正確な光点値を用いてオブジェクト光点を再構成するためには、干渉する光波の少なくとも一部が、干渉を通じてオブジェクト光点を再構成する全ての位置に同時に届く必要がある。このことは、個々の所望のオブジェクト光点において、干渉する可能な限り多くの光波間で空間的コヒーレンスが必要となることを意味する。
【０００６】
さらに、オブジェクト光点に寄与する光波の波長は、光学手段に起因して生じるような、相互間における制御を受けない光路長の違いを示すものであってはならない。
【０００７】
以下の説明において、「光軸」という用語は反射又は屈折する光学エレメントの対称軸線と一致する直線を意味するものとする。ホログラムプロセッサによって３次元シーンのホログラフィック情報でエンコードされた空間光変調手段は「ビデオホログラム」を表示する。画像化手段を用いてコヒーレント光により照明されるビデオホログラムの相互作用は「変調された波（被変調波）」を発生させる。この被変調波は、ビデオホログラムのフーリエ変換の形で目の位置へ向かって伝搬する３次元の光分布であり、この光分布によって干渉によるシーンの再構成が行われる。上記画像化手段は「被変調波の伝搬方向」を画定する。この伝搬方向は「光波トラッキング手段」により変更することができる。光学エレメントがホログラムへ向かう途中に配置されているか、光学エレメントの有効な方向がビデオホログラムへ向かう方向である場合、光学エレメントは「ホログラム側」と呼ばれ、光学エレメントが観察者の目の位置へ向かう途中に配置されているか、光学エレメントの有効な方向が観察者の目の位置の方へ向けられている場合には、光学エレメントは「観察者側」と呼ばれる。「可視領域（visibility region）」とは、システムの射出瞳（exit pupil）として観察者側の目の位置に配置されている空間について記述する用語である。ホログラフィックに再構成されたシーンを観るために観察者の少なくとも片方の目はこの空間に位置していなければならない。本明細書における場合のように、投影システムが目の現在位置に従って被変調波をトラッキングする光波トラッキング手段を含む場合、波がトラッキングできる対象となるすべての目の位置を含む空間は「トラッキング範囲」によって画定される。この主題に関する技術文献では、このような投影システムは目をトラッキングする装置を備えた投影システムとしても知られている。
【０００８】
本発明の出願人は、例えば「ビデオホログラム及びビデオホログラムを再構成する装置」というタイトルの特許文献１において、空間光変調手段について必要とされる解像度を低減するいくつかの解決手段をすでに公表している。
【０００９】
上記の解決手段は、実質的に１つの一般的な原理に基づくものである。ホログラフィック情報を用いて空間的に変調された波は、当該システムの外側の再構成空間において、３次元シーンを再構成し、当該再構成空間は、１人又は複数の観察者の片方又は両方の目の正面に位置する。当該再構成空間のジオメトリ（geometry）は、一方では、被変調波が再構成システムから出るための領域である表示スクリーンの射出面の領域（exit surface area）によって画定され、他方では、少なくとも１人の観察者の片方の目に対する、光源画像の画像領域によって画定される。当該光源画像は、可視領域を形成し、観察者ウィンドウとも呼ばれる。ビデオホログラムはまた、オブジェクト光点が表示スクリーンの正面だけでなく、表示スクリーン上及び表示スクリーンの後ろに出現するようにエンコードされ得る一方で、両表面領域は、円錐の再構成空間のジオメトリを画定する。
【００１０】
広い視野範囲を実現するために、表示スクリーンの射出面領域を可能な限り広くしなければならない一方で、変調手段の解像度を効率的に使用するために、可視領域の面積を目の瞳孔のサイズにまで低減することができる。後者は、変調手段の解像度を低く維持するのに有用であるとともに、それにより、ホログラフィックエンコーディング処理に提供される情報の量を低減するのに有用である。
【００１１】
観察者と再構成シーンとの間の距離が増加するにつれて３次元シーン全体について大きなオブジェクトを表示することができるように、再構成空間は、好ましくは可能な限り大きな頂角を備える円錐形状を有しなければならないことが、幾何学的な説明から明らかになる。しかしながら、可視領域が狭いと、観察者の目が当該可視領域の内部に部分的にのみ位置している場合に、３次元再構成の視認性（visibility）に問題を生じさせ得る。観察者のわずかな動きでも、空間的な周波数スペクトル（空間周波数スペクトル）の視認性の消失、口径食（vignetting）、又は歪みといった影響の原因となり得る。また、目が可視領域の外側に位置する観察者にとって、再構成空間の境界を見つけることは困難である。このため、観察者が動く場合、好ましくは、視認領域と再構成空間自体の位置とともに、再構成空間の位置を新たな目の位置へ適応させることが望ましい。周知の解決手段によれば、目の位置に対するホログラフィック再構成システムの適応処理は、光変調手段を照明する照明手段の位置を変更することによって実行される。
【００１２】
可視領域が狭いと、観察者は片方の目でのみホログラフィック再構成シーンを観ることができるため、他方の目に向けられる第２の波は、視差の異なる第２の再構成シーンを提供しなければならない。両方の再構成空間は、収差なしに２つの再構成空間の知覚を確実にするために、表示スクリーンに基づいて同一でなければならないため、それらの各波は、周知の自動立体鏡手段（autostereoscopic means）を用いて空間的に又は時間的にインタリーブ（交互配置）されなければならない。空間周波数フィルタ及び合焦手段は被変調波間における光学的なクロストークを防止する。本願出願人は、前述の国際出願、及び「コンピュータによって生成したビデオホログラムをエンコーディング及び再構成する方法及び装置」というタイトルの特許文献２において、このような解決手段をすでに開示している。再構成システムが、複数の観察者が異なる再構成シーンを同時に観ることを可能にするつもりである場合、さらなる被変調波が必要とされ、典型的には各観察者に対して２つずつ必要となる。これらの追加的な波は空間多重モード又は時間多重モードの何れかで生成され得る。しかしながら、追加的な波の供給については本願では取り扱わない。
【００１３】
一定の明瞭さを維持するために、以下の説明は主にホログラフィックシステムにおける単一の波のアラインメント（alignment）に関連している。再構成システムは、必要な場合には、第１の波と同様にさらなる波を変調し、かつ方向付けることが可能である。本発明の着想が、実際の波の数に依存して、このために必要となるたびに適用され得ることは、当業者には理解されよう。そうする場合に、本発明の機能的なエレメントは、好ましくは複数の被変調波について共通に使用され得る。
【００１４】
数センチメートル及びそれより狭いスクリーン対角線を有する従来のビデオ及びＴＶプロジェクタで使用される光変調器は、特に、高解像度の高速な光変調に適している。再構成空間及び狭い可視領域から成る上記のジオメトリとともに、それらの狭いサイズはまた、ビデオホログラムに対して提供され、アドレス指定され、かつエンコードされなければならないホログラフィック・セルの数を低減する。これにより、それぞれの個別のホログラムについての計算負荷を大幅に低減し、従来のより低価格の計算装置を使用することができる。さらに、光変調手段がより小さい規模である場合、干渉を生成可能な光を用いる光変調手段による照明を、より簡易に実現することができる。再構成空間の上記のジオメトリを実現するために、再構成システムは、好ましくは再構成より前に被変調波を光学的に拡大する投影システムとして設計される。
【００１５】
「シーンのホログラフィック再構成のための投影装置及び投影方法」というタイトルの特許文献３は、ホログラフィック投影システムを開示している。以下では図１を参照してこのシステムについて詳細に説明する。
【００１６】
干渉を生成可能な光を含む平面波ＬＷは、例えば数センチメートルより狭い対角線を有する空間光変調器ＳＬＭの表面領域全体を照明する。この実施形態において、光波は透過的な光変調器ＳＬＭを通過する。それに応じて光学装置が変更される場合、反射する光変調器がその代わりに同様に使用され得る。いずれにしても、当該変調器は、ホログラムプロセッサＨＰによって所望の３次元シーンのホログラフィック情報を用いて動的にエンコードされる複数の変調器セルを備える。従って、エンコードされた変調器セルは動的なビデオホログラムを表示する。
【００１７】
光投影システムＬは、合焦表示スクリーンＳ上の像平面ＩＬ０に、ビデオホログラムを拡大して投影する。それにより、当該ビデオホログラムの空間周波数スペクトルが、光投影システムＬの画像側の合焦平面に形成され、当該平面はフーリエ平面ＦＴＬとも称される。
【００１８】
それらのマトリクス配置のために、変調器セルは波を空間的に等距離に変調する。その結果、ある周期性間隔（periodicity interval）において異なる位置に位置する、フーリエ平面ＦＴＬ上の周期的な系列において、複数の回折次数が同時に生成される。合焦表示スクリーンＳは全ての周期的な系列を観察者平面ＯＬに画像化するとともに、観察者は可視領域の外側に位置する目でそれらを観る。これは光学的なクロストーク（optical cross-talking）として知られている。これを回避するために、アパーチャマスクの形式の空間周波数フィルタＡＰをフーリエ平面ＦＴＬに配置する。当該マスクは、１つの回折次数を選択することによってクロストークを防止し、合焦表示スクリーンＳは、空間周波数フィルタＡＰを通過する被変調波の空間的なスペクトル範囲のみを、目の位置ＰＥ０にある観察者平面ＯＬに画像化する。それにより、再構成された３次元シーン３ＤＳを観るための可視領域が目の位置ＰＥ０に生成される。空間周波数フィルタＡＰの像は、当該可視領域のジオメトリを画定する。
【００１９】
表示スクリーンＳ上に画像化された、ホログラフィックにエンコードされた変調器セルの直径は、再構成空間の他端を画定する。
【００２０】
図１に示す例では、表示スクリーンＳはレンズである。しかしながら上述したように、表示スクリーンＳの直径は光投影システムＬのサイズと比べて非常に大きくすべきであり、それにより当該表示スクリーンは、好ましくは凹面ミラーであってもよい。
【００２１】
周知の他のシステムとは対照的に、このホログラフィック投影システムは、ホログラフィック情報を用いた変調器セルの空間的なエンコーディングを必要とする。当該変調器セルは、ビデオホログラムでエンコードされ、それにより、干渉を通じた３次元シーン３ＤＳの再構成は、拡大され、合焦された波が表示スクリーンＳを通して再構成システムをすでに出射している、光波の光路の部分にのみ出現する。これにより、例えば異なる光路長に起因して後に光波の伝搬中に生じ得る光路の差異を、変調器セルのエンコーディングの際に事前に考慮することを可能にする。
【００２２】
説明した投影システムはまた、固定の再構成空間において３次元シーン３ＤＳを再構成し、当該シーンは、観察者の片方の目が物理的には可視状態ではない可視領域に位置する場合にのみ、可視状態となるホログラフィック再構成の視認性の喪失や制限のない再構成システムの正面における、制限のない移動性は、当該投影システム単独では再び不可能になるだろう。
【００２３】
観察者が動く場合、位置制御手段は再構成空間と被変調波とを各観察者の目の位置へ追従させなければならず、それにより、再構成空間の端部における可視領域は常に目の位置の後ろから始まり、かつ、再構成されたシーンは何らの制限なく常に可視状態を維持する。このために、図１に示す投影システムは、正確な目の位置を検出し、位置コントローラを利用して、可視領域を新たな目の位置へ制御するアイファインダを備える。このような解決手段は、特許文献４から理解されよう。
【００２４】
現実的なホログラフィック再構成を目的として、被変調波をトラッキングする際に、変調手段に提供されるホログラフィック符号も現在の目の位置へ適応され得る。実際には、観察者の位置が変化する場合、３次元シーンのオブジェクトの空間的配置への視野角及び視認性も変化するためである。様々な深度に位置する、シーンの個別のオブジェクトの細部は、目の位置に応じて、細部の重なり合いの変化及び観察者の距離の少なくとも１つに起因して可視状態又は可視でない状態となり得る。しかしながら、簡略化されたホログラフィック再構成において、目の現在位置に対するオブジェクトの細部の適応処理は省略され得る。
【００２５】
再構成システム全体の位置を変更することによるトラッキングは、表示スクリーンのサイズ及び重さのためにほとんど実行不可能である。そのため、本発明者は、合焦表示スクリーンの近傍に配置された、電気的に制御可能な偏向装置を利用して、被変調波を対応する観察者の目の位置に方向付ける特許文献５において既に提案している。しかしながら、これは、物質的なリソース及びコストに関して大きな労力を必要とする。当該偏向装置は、表示スクリーンの近傍に配置されるために、表示スクリーンとほとんど同じ大きさでなければならないためである。それとは対照的に、図２に示すように偏向装置ＤＦＵを投影レンズＬに対してより近くに配置する場合、そのサイズは投影レンズＬのサイズとほとんど同一となり、偏向装置ＤＦＵをずっと小さく設けることができ、それによってよりさらに低価格にすることができる。しかしながら、これは、目の位置ＰＥ１への被変調波の傾きに起因して、拡大された波が常に表示スクリーンＳの限られた部分を通してのみ再構成システムを出射するために、図２に示すようにより大きな表示スクリーンＳを必要とする。従って、被変調波の出射位置は目の位置が変化するにつれて変化するため、表示スクリーンＳの広いセクションＡ０は、常に未使用のままである。
【００２６】
しかしながら、それぞれの目が個々の被変調波を必要とするために、当該システムの有する可視領域が狭い場合、表示スクリーンに基づいて２つの再構成空間が同一の空間を有することをこの解決手段で確実にするのは困難である。
【００２７】
図２はまた、ビデオホログラムの画像が表示スクリーンＳ上に直接的に生成されないという影響を、偏向装置ＤＦＵが防止することを示している。その代わりに、当該画像は、傾斜した像平面ＩＬ１の表示スクリーンＳの近傍に位置する。
【００２８】
従って、偏向装置の十分な機能は、通常、再構成システムの光学エレメントに対する大きな需要をもたらす。特に、光学装置は非常に大きな直径を有することが必要とされ、このことは、材料の顕著な消費に加えて、補正することが困難な収差が生じることを意味する。
【００２９】
「空間に浮遊する画像の表示のための投影装置」というタイトルの特許文献６は、空間に浮遊する２次元画像を表示するための投影装置を開示している。当該投影装置は、画像ディスプレイ、回転平面ミラー、及び、固定凹面ミラーを備える。当該文献では、凹面ミラーが楕円形状を有する場合、投影装置からより大きな距離で浮遊画像（floating images）が表示されることを教示している。平面ミラーは、画像がシステムから出力される場合、主要な光軸の角度を変化させるために投影軸に対して直角に回転され得る。浮遊画像の距離、サイズ、及び視野角は、楕円形のミラーのサイズと、焦点の位置と、反射面の相互作用を通じて生成される画像表示の位置とに依存する。２次元の画像情報で変調された波の光路の異なる配置のために、ホログラフィック再構成との関係で上述の必要条件が満足されることはない。
【００３０】
「介在する光学系の悪影響を除いた、観察者の網膜に対する投影によって画像を表示する装置」というタイトルの特許文献７は、「網膜走査ディスプレイ（retinal scanning display）」を開示しており、特許文献７では、２次元に回転される走査ミラーを有する光学走査システムと楕円形の投影ミラーとが、強度及び位相が変調された三原色ＲＧＢのレーザ光ビームのそれぞれを観察者の目の網膜に連続的に投影する。直列の画素の合成として網膜上に画像が再構成される。当該光学走査システムは、観察者の目の正面に直列に配置されるとともに、２つの回転軸を有する走査ミラーは、楕円形の投影ミラーの一方の焦点に配置され、観察者の目の網膜は、当該楕円形の投影ミラーの他方の焦点に位置する。当該画像は、レーザ光ビームの、即ち走査されたビデオ画像の画素ごと及びラインごとの直列系列から成るため、当該先行技術による解決手段は、干渉を通じたホログラフィック再構成に適していない。これは、干渉するであろう複数の光波が同時に利用できないためである。当該解決手段は本明細書の意味するところの空間光変調器を使用しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】国際公開第２００４／０４４６５９号
【特許文献２】国際公開第２００６／０２７２２８号
【特許文献３】国際公開第２００６／１１９７６０号
【特許文献４】欧州特許出願公開０９４６０６６号明細書
【特許文献５】独国特許出願第１０ ２００６ ０２４ ０９２．８号
【特許文献６】国際公開第２００５／０６２１０６号
【特許文献７】米国特許出願公開第２００５／０２３４３４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明の目的は、光の回折及び変調された光波の干渉の生成を通じて、少なくとも１つの再構成空間において３次元シーンをホログラフィックに再構成するホログラフィック再構成システムのために、制御可能な光波トラッキングを提供することである。変調された波が表示スクリーンを通して当該再構成システムを出射する前に、光波トラッキング手段は、当該変調された波を１人又は複数の観察者の所望の目の位置へ方向付けるとともに、当該観察者の動きに追従する。再構成されたシーンは、エラーなしで、かつ任意の目の位置から一定の品質で、可視状態となる。
【００３３】
再構成システムの規模を最小に保つために、光学エレメントの光学的に効率的な表面積が、目の位置と無関係に可能な限り十分に使用される。このことは、目の位置と独立した固定位置の光出射領域（light exit area）を通して表示スクリーンにおいて、被変調波が再構成システムから出射することを意味する。
【００３４】
光波トラッキング処理は、空間光変調手段による変調処理から再構成処理までの光路を通して、波の全ての部分をガイドしなければならず、それにより、幾何学的なバイアスなしに所望のオブジェクト点を再構成するために、全ての干渉波は、元のシーンの位置に一致する再構成空間における位置にコヒーレントに到達する。
【００３５】
光変調手段の解像度の有効活用を実現するために、再構成空間は、好ましくは、表示スクリーン上の光出射領域よりも著しく小さな可視領域となる。このようなシステムにおいて、個別の波は各観察者の目に対して変調されるため、１人の観察者に対して提供される再構成空間は、観察者の両目について、少なくとも常に同一の光出射領域、即ち表示スクリーン上の合同な基底（congruent bases）を有しなければならない。さらに、再構成シーンの正確な知覚のために、２つの被変調波は、表示スクリーン上の同一の領域のジオメトリに生じる必要があるとともに、観察者の両目に対する再構成シーンは、同様のサイズである必要がある。さもなければ、観察者が動く場合、再構成シーンは表示スクリーンと関連して動いてしまうだろう。
【００３６】
このため、小さい可視領域と大きな表示スクリーンとともに、各可視領域を、可視領域自体よりも数百倍大きいトラッキング範囲の内側に位置させることが可能である必要がある。従って、被変調波の光軸の角度は、表示スクリーンの光軸から著しく相違していてもよい。これは、変調された光波の個々の部分の伝搬中に光路長の収差及び差異を生じさせるとともに、波の変形を生じさせ、それらは再構成より前に補償される必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の再構成システムは空間光変調手段を利用してホログラフィック情報を含む波を変調し、また、当該システムは、被変調波が目の位置の方へ伝搬するように、当該被変調波を方向付ける位置制御手段を更に備える。目の位置の後ろに可視領域が存在し、当該可視領域は少なくとも１つの観察者の目のために目的を果たす。被変調波は、ホログラフィック再構成の前に、定義された位置において光出射領域の表示スクリーンを通して出射する。当該定義された位置は、出射する被変調波の中心の平面によって定義される。各再構成シーンは割り当てられた再構成空間に出現する。
【００３８】
本発明によれば、ホログラフィック再構成システムは回転されるトラッキングミラーと偏向ミラー手段とを備える。トラッキングミラー手段は、少なくとも１つの回転軸を有し、被変調波の光路に配置される。目の位置を表し、かつ、アイファインダによって提供される位置情報に基づいて、位置コントローラは、間接的に目の位置に一致するようにトラッキングミラー手段の傾きを制御する。このように設定された傾きに起因して、トラッキングミラー手段は、偏向ミラー手段の反射面の少なくとも複数の部分が配置された、目の位置固有の方向へ被変調波を反射する。このことは、反射された波が、アイファインダによって検出された目の位置へ向かう伝搬方向へ表示スクリーンを通して当該システムから出射する前に、偏向ミラー手段が、トラッキングミラー手段から反射された波の方向を変えることを意味する。
【００３９】
トラッキングミラー手段は、好ましくは、空間光変調手段上にエンコードされ、フィルタリングされたビデオホログラムの中間画像を光学手段が実現する位置に配置される。
【００４０】
偏向ミラー手段は、ビデオホログラムの別の画像が、表示スクリーンの近傍に、理想的には表示スクリーン上に生成されるように、表示スクリーンとトラッキングミラー手段との間に配置され、それにより、変調された光波の全ての部分が、トラッキングミラー手段から表示スクリーンまでの光路においてほとんど同一の光路長をカバーする。ビデオホログラムの画像の表示スクリーンに対する近さは、再構成空間における被変調波の伝搬方向と表示スクリーンの直交する光軸との間の画角に依存する。
【００４１】
複数のミラーの当該配置は、偏向された波の、干渉するほとんど全ての光波について、再構成シーンの位置においてコヒーレントな状態が維持されるという効果を有する。
【００４２】
好ましくは、被変調波の空間周波数スペクトルが、投影手段においてフーリエ変換を用いて事前に生成されており、かつ、空間的な変調に起因して生じる悪影響を及ぼす回折次数が、トラッキングミラー手段の位置にある光学的な周波数フィルタリング手段を使用して事前に除去されているとよい。
【００４３】
ライン系列を取得するために、回転運度を通じて個別の光ビームでビデオ画像を走査する投影画像システムにおける走査ミラーとは対照的に、トラッキングミラー手段は、被変調波全体を反射するか、あるいは相互にコヒーレントで、かつ、ホログラフィック情報を含む、光波の複数の部分を常に含む、少なくとも被変調波の複数の部分を反射する。
【００４４】
本発明の簡易な実施形態によれば、トラッキングミラー手段と偏向ミラー手段との両方は回転可能に固定され、さらに、少なくとも偏向ミラーは位置を変更可能に固定される。従って、位置コントローラは、両方のミラー手段を、被変調波と光出射位置とに関連して、それらのミラーの位置が、トラッキングミラー手段から表示スクリーンまでの光路長が全ての光波について一致する位置まで動かす。
【００４５】
特に偏向ミラー手段について、再構成システムの小型の設計を実現するために、偏向ミラー手段は凹面の反射面に取り付けられ得る。それにより、偏向ミラー手段は、表示スクリーンと比較して、ビデオホログラムの中間画像を拡大して画像化する。
【００４６】
位置コントローラはまた、２つの焦点を有する楕円の一部分を模擬するために、好ましくは凹面の軌道（track）上の偏向ミラー手段を動かす。
【００４７】
傾きに関して制御され得るトラッキングミラー手段の回転ポイント又は軸の中心は、楕円の１つの焦点に位置している必要がある。それにより、表示スクリーン上の光出射領域の中心は、当該楕円のもう１つの焦点に位置付けられる。
【００４８】
本発明の好適な実施形態によれば、偏向ミラー手段は、当該システム内の固定位置に配置され、それらの表面積は、それぞれの所望の調整位置において、反射面の一部分が常に、トラッキングミラー手段によって反射される波の光路に位置するような規模を有する。このために、偏向ミラー手段は、楕円の一部分として形成され、かつ、回転されるトラッキングミラーは、その中心部分が当該楕円の１つの焦点に位置するように配置される。光出射位置を有する表示スクリーンは、当該楕円のもう１つの焦点に位置する。
【００４９】
結果として、中間画像を用いてトラッキングミラー手段の傾きを単に変更することによって、光投影手段とともに照明手段を有する光変調手段を備えるホログラフィック装置を動かすことによって生じる効果と同一の効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】目の位置に観察者の顔を示すとともに、ホログラフィック投影システムを示す平面図である。このシステムは、上記説明の導入セクションにおいて本願出願人が説明したものであり、特許文献３にすでに開示されている。
【図２】被変調波の伝搬方向を目の位置へ向ける電気的に制御可能な偏向装置を備えるホログラフィック投影システムを示す平面図である。同様に、このシステムも上記説明の導入セクションにおいて説明されたものであり、特許文献５にすでに開示されている。
【図３】本発明によって解決される技術的課題を説明するためのホログラフィック投影の原理についての斜視図である。
【図４】本発明の一般的な一実施形態に係る制御可能な光波トラッキング手段を説明するためのホログラフィック投影システムの側面図である。
【図５】位置制御手段が観察者の位置の変化を補償するためにトラッキングミラー手段のみを動かす、本発明に係るホログラフィック投影システムの好適な一実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係るホログラフィック投影システムのための制御可能な光波トラッキング手段の別の実施形態を示す平面図である。
【図７】図６に示す本発明の実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下では、複数の実施形態及び添付図面を用いて本発明による解決手段についてさらに詳細に説明する。
【００５２】
以下では、図３を参照して、本発明によって解決される技術的課題について説明する。図３に示すシステムは、ホログラフィック再構成のために上述の個別のホログラフィック装置を２つ使用する。各ホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬは、図１に示すエンコード可能な変調器セルを備える光変調手段と、変調器セルを照明するために干渉を生成可能な波を生成する照明手段と、ビデオホログラムを表示スクリーンＳ上に拡大して画像化する光投影手段とを備える。ビデオホログラムの画像領域は表示スクリーンＳ上の光出射領域と一致する。
【００５３】
ホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬは、好ましくは観察者の頭の上の観察者平面ＯＬに配置され、かつ、ホログラフィック情報を含む複数の被変調波をそれぞれ伝搬方向ＤＲ及びＤＬに沿って放つ。図示していないホログラムプロセッサは、２つのホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬの空間光変調手段をホログラフィック情報でエンコードする。２つのビデオホログラムは、主として水平視差に関する情報において相違する。ホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬは、それらのそれぞれの伝搬方向ＤＲ及びＤＬが、光出射位置Ｃを画定する点において表示スクリーンＳ上で交差するように、表示スクリーンＳに関連してアラインされる。
【００５４】
当該システムは、特許文献３に開示された一般的な原理を実現するため、表示スクリーンＳは合焦反射器（focussing reflector）となる。当該反射器は、各ホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬから成る照明手段を、目の位置ＰＥＲ及びＰＥＬにおいて観察者平面ＯＬにそれぞれ画像化する。このため、目の位置ＰＥＲ及びＰＥＬにおけるそれぞれの可視領域は、２つの仮想矩形領域（imaginary rectangular areas）によって特徴付けられる。この一般的な原理が用いられる場合、再構成シーンは、それぞれの観察者の目に対応する当該可視領域を通じてのみ観ることができる。
【００５５】
より正確には、図１に示す空間周波数フィルタＡＰを通過するそれぞれの被変調波の空間周波数スペクトルの個々の部分の画像が、そこに生成される。各ホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬは、観察者の片方の目に対して円錐状の再構成空間を実現し、その可視領域は、目の位置ＰＥＲ及びＰＥＬと対向する。それぞれの再構成空間は、表示スクリーンにおいて始まり、目の位置ＰＥＲ及びＰＥＬの正面において直接的に終わる。観察者が表示スクリーンＳの正面に動く場合、制御装置ＣＵは、２つのホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬを対応する位置に変更する必要がある。従って、反対の方向を有する２つの矢印１及び２は、水平の運動を示す。各観察者の目は、視差の異なる個別の再構成シーンとしてホログラフィック表示を知覚するため、２つのホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬの光軸は、各観察者の目が「その」再構成シーンを表示スクリーンＳに関して同一の位置で知覚するように常に位置付けられる必要がある。光出射領域のジオメトリは、表示スクリーンＳの光軸からの目の位置ＰＥＲ及びＰＥＬの偏差に依存するため、２つの伝搬方向ＤＲ及びＤＬが好ましくは表示スクリーンＳ上の中央の光出射位置Ｃで交差する場合に、この条件が満たされる。
【００５６】
図３は、図面の一定の明瞭さを維持するために、３次元の被変調波の簡略化した表示を示している。それぞれの波の水平方向の平面を１つのみ示しており、２つのホログラフィック装置ＨＵＲ及びＨＵＬのそれぞれの光軸上の、３次元の波の中央の平面を表している。また、破線及び点線は、波の垂直方向の中央の平面を示す。全ての中央の平面についての共通の交差点は、表示スクリーンＳ上の光出射位置Ｃの位置を画定する。
【００５７】
ホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬは、表示スクリーンＳの反射面のほとんど全体にビデオホログラムを拡大して画像化するため、使用される反射面の領域は、再構成シーンを観察する際の視覚の最大範囲を画定する。
【００５８】
複数の観察者に対してホログラフィック再構成シーンを同時に提供するために設計されたシステムにおいて、図３に示す実施形態は、さらなる位置においてさらなるホログラフィック装置を必要とする。制御装置ＣＵは、位置情報の形でアイファインダＥＦによって提供される、それぞれの動作位置へ、全てのホログラフィック装置を動かさなければならなかった。表示スクリーンＳの正面のホログラフィック装置の位置を物理的に変更することは、非常に困難でかつコストがかかる。
【００５９】
以下で、本発明によって解決される目的は、ホログラフィック装置を動かすことなく、トラッキング用に光学手段を使用することである。さらに、再構成空間を生成、かつ複数の観察者に対してトラッキングするために、少ないいくつの数のホログラフィック装置を使用するのかが、解決手段に対して見出される必要がある。
【００６０】
以下の説明について、ホログラフィック投影システムが、レンズの形式の透過型合焦表示スクリーンを備えているか、あるいは合焦凹面ミラーの形式の反射型合焦表示スクリーンを備えているかは、以下の実施形態において重要なことでない。本発明の一般的な着想に関する限り、両方の実施形態は表示スクリーンに関して代替的に使用され得る。
【００６１】
以下では、上述の課題を念頭に置いて、第１の実施形態を示す図４を用いて本発明の一般の機能的な原理について説明する。当該図面は、以下の説明のように、１つの単一のホログラフィック装置ＨＵのみを示す。このホログラフィック装置ＨＵは、ホログラフィック情報で変調された波ＬＷmodをビデオホログラムとして初期の伝搬方向Ｄ０へ画像化するために、既に上述したコンポーネントを同様に備える。しかしながら、図３に示す実施形態とは対照的に、本発明に係る実施形態のホログラフィック投影システムにおいて、ホログラフィック装置ＨＵは固定位置に配置される。さらに、図４は、本発明の実施形態の側面図である。これは、目の位置の高さの変化を補償する例を用いてトラッキング処理を説明するためのものである。このようなトラッキングは、例えば可視領域を観察者の高さに適応させるために必要となる。
【００６２】
本発明によれば、回転されるトラッキングミラーＭ１が、例示した実施形態における被変調波ＬＷmodの中に配置される。変調された光波を何れの方向にもトラッキングさせるために、トラッキングミラーＭ１は、好ましくは互いに直角の２つの軸の周りで回転され得るように、かつ、伝搬方向Ｄ０を有する被変調波の中心に位置するように、サポートされる。走査と対照的に、トラッキングミラーＭ１は、制御可能な反射方向ＤＡへ干渉をもたらす被変調波ＬＷmodの何れの光をも同時に反射する。ここで、図４は典型的な部分ＤＡ０及びＤＡ１のみを示している。
【００６３】
波ＬＷmodの伝搬中の伝送時間の差異を防止するために、トラッキングミラーＭ１は、好ましくは無限焦点レンズ系（afocal lens system）ＡＦがビデオホログラムの中間画像を供給する位置に配置される。
【００６４】
本明細書において、無限焦点レンズ系は、焦点距離が無限大のレンズシステムであり、それにより、当該システムは平行な光波を受信し、かつ、それらを再び平行に放つ。
【００６５】
本実施形態において、トラッキングミラーＭ１は、アイファインダ（図示せず）によって提供される位置情報に従ってトラッキングミラーＭ１の傾きを制御する、制御装置ＣＵの形式の位置制御手段に対してリンクされている。制御装置ＣＵは、トラッキングミラーＭ１の傾きと、トラッキングミラーＭ１に対向する偏向ミラーＭ２の位置及び傾きとの両方を制御し、それにより、トラッキングミラーＭ１は、被変調波ＬＷmodを反射方向ＤＡへ偏向ミラーＭ２上に対して反射し、かつ、偏向ミラーＭ２は、表示スクリーンＳ上の固定かつ共通の光出射位置Ｃを通して、所望の目の位置ＰＥＬの方向へ当該被変調波ＬＷmodを偏向する。従って、トラッキングミラーＭ１及び偏向ミラーＭ２は、制御装置ＣＵとともに本発明に係る偏向システムを形成する。
【００６６】
本実施形態において、偏向ミラーＭ２は、回転されかつ位置を変更可能であり、それにより大きな移動性を示すように配置される必要がある。
【００６７】
制御装置ＣＵは、以下の２つの条件が満足されるように、表示スクリーンＳ上の固定かつ共通の光出射位置Ｃに関連してミラーＭ１及びＭ２の両方を動かす。
【００６８】
第１に、被変調波ＬＷmodが偏向ミラーＭ２から目の位置ＰＥへの反射の後に伝搬する光軸は、常に光出射位置Ｃを通過する必要がある。
【００６９】
第２に、変調された光波の、共通の光出射位置Ｃを通過する平面の少なくとも光路長は、目の位置ＰＥと無関係に一定のままである必要がある。
【００７０】
トラッキングの間、波ＬＷmodは、所望の目の位置ＰＥと無関係に光出射位置Ｃを通して表示スクリーンＳから出射するため、観察者が動く一方で、ホログラフィック再構成又は表示スクリーンＳの背景の正面に個別に再構成されたオブジェクトの横方向のシフトは防止される。この方法のみによれば、当該ホログラフィックシステムは、実効的な領域を失うことなく、任意の目の位置について表示スクリーンの光学的に実効的な表面領域全体を利用することができる。
【００７１】
さらに、１人の観察者に対して提供される両方の再構成シーンは常に、合同でありかつ同じサイズであるため、上記の前者の条件は、それぞれの観察者の目に対して個別の再構成を必要とするシステムにとって重要な要件である。
【００７２】
また、上記の後者の条件は、例えば時間的に変化したエンコーディングによって、光学収差を補償するために必要とされる労力と、被変調波から成る光波の複数の部分間の、伝送時間の差異とを低減する。
【００７３】
本発明によれば、上述の条件は、トラッキングミラーＭ１と偏向ミラーＭ２とを、楕円及びその焦点によって幾何学的に画定されるそれぞれの目の位置ＰＥに対する共通の光出射位置Ｃに関連した位置に、配置させることになる。
【００７４】
一般的に知られているように、楕円は、２つの焦点を有すとともに、１つの焦点から当該楕円の湾曲した輪郭（outline）へ向かう光波が、その反射光がもう１つの焦点を通過するように当該楕円の任意の接線から反射されるという特性を示す。
【００７５】
図４に示す例を用いて上述した２つの条件は、最適には以下の場合に満足され得る。
−制御装置ＣＵが、トラッキングミラーＭ１の傾きに依存して、楕円形の軌道上の接線に類似した偏向ミラーＭ２を動かす場合。
−回転されるトラッキングミラーＭ１の中心が、当該楕円の１つの焦点に配置される場合。
−表示スクリーンＳ上の共通の光出射位置Ｃが、当該楕円の軌道のもう１つの焦点に配置される場合。
【００７６】
被変調波ＬＷmodを目の位置ＰＥＬ１へ向けるために、例えば、制御装置ＣＵは、楕円の輪郭に沿ってミラー位置ＰＭ２へ偏向ミラーＭ２の位置を変更かつ回転させる。それと同時に、トラッキングミラーＭ１を、数度左へ回転させる。これら全ての動きを矢印３、４及び５で示している。
【００７７】
本実施形態において、偏向ミラーＭ２は球形の表面を有する。これは、当該偏向ミラーが、フィルタリングされたビデオホログラムの中間画像を表示スクリーン上、又はその近傍に画像化するという利点を有する。それと同時に、偏向ミラーＭ２は、無限焦点レンズ系でフィルタリングされた空間周波数スペクトルを、中間瞳孔の形式で表示スクリーンＳの正面の空間に画像化する。この中間瞳孔は、図４において「瞳孔」という語でマークされている。中間的な瞳孔の位置は、波トラッキングによって制御される目の位置に依存する。合焦表示スクリーンＳは、目の位置ＰＥ１に対応する可視領域に、射出瞳として中間瞳孔を画像化する。ホログラフィックな再構成シーンが、表示スクリーンＳと目の位置ＰＥ１との間の円錐の中に出現する。
【００７８】
しかしながら、図４による実施形態は、動く偏向ミラーＭ２が機械系の慣性モーメントに起因して多大な機械的労力を必要とし、かつ、再構成システムのトラッキング速度が制限されるという不利益を有する。
【００７９】
この不利益に基づいて、図５は本発明の改善した好ましい実施形態を示している。制御装置ＣＵが、比較的小さくかつ軽量のトラッキングミラーＭ１のみを動かせばよいように、大きな偏向ミラーＭ２１が固定位置に配置される。偏向ミラーＭ２１は、反射面ＲＡを有し、その全体的な規模は、当該反射面の一部が、トラッキングミラーＭ１の設定された傾きと無関係に、偏向ミラーＭ２１を動かす必要なく、トラッキングミラーＭ１から反射された波全体の光路に常に位置するのに十分な大きさである。
【００８０】
従って、本実施形態において、トラッキングミラーＭ１の傾きを単に変更することによって、制御装置ＣＵは、ホログラフィック装置ＨＵ全体を動かすことによって生じ得る効果と同等の効果を実現する。
【００８１】
上述の条件のうちで第２の条件を満足するために、偏向ミラーＭ２１の反射面ＲＡは、本発明の本実施形態に係る楕円の一部分として設計される。このことは、当該反射面ＲＡも凹面ミラーを形成し、当該凹面ミラーが、トラッキングミラーＭ１上に既に位置するビデオホログラムの中間画像を、表示スクリーンＳの近傍に拡大して画像化することを意味する。
【００８２】
大きな偏向ミラーＭ２１が固定位置に配置される、図５の改善した実施形態によれば、異なる目の位置に対して個別の再構成空間が、単一のホログラフィック装置ＨＵを使用した時間多重処理において生成され得る。これを実現するために、ホログラフィックプロセッサは、ホログラフィック装置ＨＵの空間光変調手段の変調器セルを、現在提供されている目の位置に対応するホログラム情報を代替的に含むホログラム系列でエンコードする。それぞれのホログラム情報を含む当該被変調波のみを特定の目の位置に向けるために、制御装置ＣＵは、トラッキングミラーＭ１が２つの角度位置の間でホログラム系列と同期して振動するように、トラッキングミラーＭ１を単に動かす必要がある。比較的小さくかつ軽量型のトラッキングミラーＭ１が使用されるため、この振動は十分な測度で実行され得る。それにより、単一のホログラフィック装置ＨＵが、異なる目の位置に対してホログラフィック再構成シーンを、時間多重処理でちらつきなしに提供できる。
【００８３】
図６は、本発明のさらなる実施形態を示す平面図である。簡単化のために、以下の図面では、変調波全体の代わりに、観察者の目の位置ＰＥＬ及びＰＥＲへ向かう光路の光軸のみを示す。
【００８４】
本実施形態において、偏向ミラーＭ２２は、Ｘ次元における円弧形状の、円の一部分を形成する反射面を有する。偏向ミラーＭ２２はまた、当該システムの固定位置に配置される。このために、表示スクリーン上の光出射位置Ｃは、円形の反射面の円の中心にある。複数の方向に方向を変更され得るトラッキングミラーＭ１は、方向を変更された被変調波の光路をその影で妨害しないように、例えば、表示スクリーンＳ上の光出射位置より上側又は下側に配置され得る。トラッキングミラーＭ１の位置に従って、（図６に図示するように）１つ又は２つのホログラフィック装置ＨＵＲ，ＨＵＬは、好ましくは偏向ミラーＭ２２の上側又は下側にも配置され、かつ、トラッキングミラーＭ１へ方向付けられる。
【００８５】
図７は本発明の同じ実施形態の側面図であり、トラッキングミラーＭ１、偏向ミラーＭ２２、及び表示スクリーンＳに関連するホログラフィック装置ＨＵＬの位置の一例を示している。全ての光学エレメントは、被変調波が光軸に対してある角度で一般に伝搬するように、様々な高さの光路に配置される。
【００８６】
本発明の本実施形態では、表示スクリーンＳの光出射位置Ｃを中心に有する像平面へビデオホログラムを画像化する必要もある。従って、一定の光路長が偏向のために必要となるため、偏向ミラーＭ２２はまた、図７に示す楕円形のジオメトリを有する必要がある。本例において、光出射位置Ｃはまた、下方の焦点Ｆ１に配置され、トラッキングミラーＭ１の回転軸は、楕円の垂直方向の一部分の形状を示す偏向ミラーＭ２２の上方の焦点Ｆ２に配置される。
【００８７】
図６及び７はまた、トラッキングミラーＭ１、偏向ミラーＭ２２、及び表示スクリーンＳの間の、変調され方向を変えられた波の光路が、わずかな目の位置に対して光学エレメントの光軸に沿ってのみ進む。光学エレメントを通る光路の傾いた方向は、被変調波の構造に実質的に妨害し得るとともに、システムの光学的な設計に考慮に入れられる必要があり、それに応じて補償される。
【００８８】
この再構成システムは、時間多重処理で複数のホログラフィック再構成を提供することもできるが、図６は、複数のホログラフィック再構成が空間多重方式を使用して実現される一実施形態を示す。このために、当該システムは、観察者のそれぞれの目に対する、個別のホログラフィック装置ＨＵＲ及びＨＵＬを備える。両方の装置は、当該システムの中に位置付けられ、それにより、それぞれの装置が、それぞれの目の位置に依存する伝搬方向ＤＬ又はＤＲに対応する、共通に使用されるトラッキングミラーＭ１及び偏向ミラーＭ２１からの反射を通して個別の再構成空間を本質的に生成する。
【００８９】
本発明のさらに別の実施形態によれば、小型の設計を実現するために、光波トラッキング手段も、偏向ミラー又は複数のトラッキングミラーをさらに含んでいてもよい。１つ又は複数の追加のミラーの湾曲した形状は、好ましくは、ホログラフィック再構成システムにおける異なる光路長の補償処理をサポートしてもよい。
【図１】
0005406045.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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