(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリフラクティブポリマーを主成分とするフォトリフラクティブ複合体が設けられたホログラフィック表示デバイスと、
Ｓ−偏光の物体光及びＳ−偏光の参照光を前記ホログラフィック表示デバイスに同じ側から照射することによりホログラム像を記録する記録手段と、
前記記録手段による前記ホログラム像の記録と同時に、Ｐ−偏光のプローブ光を前記ホログラフィック表示デバイスに前記物体光及び前記参照光と同じ側から照射することにより当該記録手段で記録された当該ホログラム像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする３次元ホログラフィック表示システム。
【請求項２】
前記記録手段は、
レーザービームを発振するレーザー発振器と、
このレーザー発振器から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第１の半波長板と、
前記第１の半波長板を通過したレーザービームを分割して第１、第２の偏光レーザービームとするビームスプリッターと、
前記第１の偏光レーザービームの光軸上に配置された第２の半波長板と、
前記第２の半波長板を通過した第１の偏光レーザービームのビーム径を拡大して物体へ照射し前記物体光とする第１の光学系と、
前記第２の偏光レーザービームを拡大して前記参照光とする第２の光学系と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元ホログラフィック表示システム。
【請求項３】
前記記録手段は、
レーザービームを発振するレーザー発振器と、
このレーザー発振装置から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第１の半波長板と、
前記第１の半波長板を通過したレーザービームのビーム径を拡大する第１の光学系と、
前記第１の光学系で拡大されたレーザービームを分割して第１、第２の偏光レーザービームとし、当該第２の偏光レーザービームを前記参照光とするビームスプリッターと、
前記第１の偏光レーザービームを変換して前記物体光とする空間光変調器と、
前記物体光を前記ホログラフィック表示デバイスに集光させる第２の光学系と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元ホログラフィック表示システム。
【請求項４】
前記フォトリフラクティブ複合体は、電界を印加することなく前記記録手段による前記ホログラム像の書き換えを可能とする成分からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の３次元ホログラフィック表示システム。
【請求項５】
前記フォトリフラクティブ複合体は、電界を印加時に３０フレーム毎秒のビデオレートに追従する応答性を有する成分からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の３次元ホログラフィック表示システム。
【請求項６】
３次元ホログラフィック表示システムを用いて構成された３Ｄディスプレイ装置であって、
前記３次元ホログラフィック表示システムは請求項１〜５のいずれかに記載の３次元ホログラフィック表示システムであることを特徴とする３Ｄディスプレイ装置。
【請求項７】
前記記録手段及び前記表示手段は、前記参照光と前記プローブ光とを、前記ホログラフィック表示デバイスに対して互いに異なる角度で前記ホログラフィック表示デバイスに照射する構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の３次元ホログラフィック表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画像や動画像を３次元映像として立体表示させる３次元ホログラフィック表示システムと、このシステムを用いた３Ｄディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある種の物質は、良好な電荷輸送能を有することが知られており、その応用事例としてフォトリフラクティブ効果がある。フォトリフラクティブ効果とは、可視光レーザーを照射するとポッケルス効果によって物質の屈折率が変化することである。具体的には、例えば、２本のコヒーレントなレーザー光をクロスさせて媒体に照射する場合が挙げられる。クロスしたビームは互いに干渉し、媒体に周期的な干渉縞が形成される。この干渉縞においては、明所・暗所が交互に交差し、明所では、媒体が光励起されて電荷キャリアが生成され、生成された電荷キャリアは、媒体に印加された外部電場によって明所からドリフト移動し、暗所でトラップされる。これにより、媒体には、周期的な電荷密度の分布が生じる。この周期的な電荷密度の分布は、ポッケルス効果を介して媒体に屈折率の周期的な変化を誘起する。【０００３】
このようなフォトリフラクティブ効果を用いることで、位相共役や、歪曲した媒体からのイメージング、実時間ホログラフィー、超多重ホログラム記録、３Ｄディスプレイ、３Ｄプリンター、さらには光増幅、光ニュートラルネットワークを含む非線形光情報処理、パターン認識、光リミッティング、高密度光データの記憶等への応用が期待されている。【０００４】
フォトリフラクティブ媒体を用いて３次元画像を記録、再生する技術として、例えば以下のものが挙げられる。特許文献１には、空間光変調器とホログラム記録媒体を備え、このホログラム記録媒体に、互いに統計的に独立な位相分布の複素共役用いて位相符号化されたキャリアが重ねて記録され、ホログラム記録媒体から立体像を再生する光学装置が記載されている。【０００５】
特許文献２には、空間光変調器をホログラム用物体光発生源として用い、空間光変調器に入射した光のうち空間光変調器を透過した０次光を遮断し、空間光変調器で回折された物体光のみを用いた三次元ホログラム表示装置であって、空間光変調器で作製した複数の物体光をフォトリフラクティブ効果を有する記録媒体に逐次蓄積する手段と、蓄積された複数の物体光を一括再生する手段を備える三次元ホログラム表示装置が記載されている。【０００６】
特許文献３には、ホログラムによる立体映像を表示する装置であって、光源から発生された光を第１および第２の光路に分割する光路分割手段と、表示すべきホログラムの像を計算によって算出するホログラム計算手段と、算出されたホログラムの像を表示し、第１の光路に分割された光が照射されることによって表示された像の反射光または透過光を散乱光として出射する表示手段と、フォトリフラクティブ効果を有し、表示手段から出射された散乱光に同期して非散乱光が入射されることによって、これら入射光の干渉縞がホログラムとして記録されるホログラム記録手段と、第２の光路に分割された光を複数の光路にさらに分割し、複数の非散乱光を生成し、これら複数の非散乱光をそれぞれ異なる入射角で前記ホログラム記録手段に入射する非散乱光生成手段とを備える立体映像表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１８１８７８号公報
【特許文献２】特許第３４８７４９９号公報
【特許文献３】特開２００１−３４１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の光学装置、特許文献２の三次元ホログラム表示装置、及び特許文献３の立体映像表示装置の記録媒体には、無機材料のフォトリフラクティブ結晶が用いられている。フォトリフラクティブ結晶は数ｃｍ程度のものであり、従って、特許文献１〜３に記載の装置を用いた場合、ディスプレイの大面積化は非常に困難である。そのため、極めてコスト高となり、３Ｄディスプレイ装置を量産化することはできないという問題がある。【０００９】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ディスプレイの大面積化を容易なものとして、低コストで製作でき、量産化が可能な３次元ホログラフィック表示システム、及び３Ｄディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために次の技術的手段を講じた。
即ち、本発明の３次元ホログラフィック表示システムは、フォトリフラクティブポリマーを主成分とするフォトリフラクティブ複合体が設けられたホログラフィック表示デバイスと、Ｓ偏光の物体光及びＳ偏光の参照光を前記ホログラフィック表示デバイスに同じ側から照射することによりホログラム像を記録する記録手段と、前記記録手段による前記ホログラム像の記録と同時に、Ｐ偏光のプローブ光を前記ホログラフィック表示デバイスに前記物体光及び前記参照光と同じ側から照射することにより当該記録手段で記録された当該ホログラム像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。【００１１】
上記本発明の３次元ホログラフィック表示システムによれば、物体光及び参照光によってホログラム像が記録され、プローブ光によってホログラム像が表示されるホログラフィック表示デバイスに、フォトリフラクティブポリマーを主成分とするフォトリフラクティブ複合体を用いているので、当該ホログラフィック表示デバイスを容易に大面積化することができる。【００１２】
前記記録手段としては、レーザービームを発振するレーザー発振器と、このレーザー発振器から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第１の半波長板と、前記第１の半波長板を通過したレーザービームを分割して第１、第２の偏光レーザービームとするビームスプリッターと、前記第１の偏光レーザービームの光軸上に配置された第２の半波長板と、前記第２の半波長板を通過した第１の偏光レーザービームのビーム径を拡大して前記物体へ照射し前記物体光とする第１の光学系と、前記第２の偏光レーザービームを拡大して前記参照光とする第２の光学系と、を有するものが挙げられる。この記録手段の構成によって、物体のホログラム像をホログラフィック表示デバイスへ明瞭に記録することができる。【００１３】
前記記録手段としては、レーザービームを発振するレーザー発振器と、このレーザー発振装置から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第１の半波長板と、前記第１の半波長板を通過したレーザービームのビーム径を拡大する第１の光学系と、前記第１の光学系で拡大されたレーザービームを分割して第１、第２の偏光レーザービームとし、当該第２の偏光レーザービームを前記参照光とするビームスプリッターと、前記第１の偏光レーザービームを変換して前記物体光とする空間光変調器と、前記物体光を前記ホログラフィック表示デバイスに集光させる第２の光学系と、を有するものが挙げられる。この記録手段の構成によって、空間変調器に表示された表示物のホログラム像をホログラフィック表示デバイスへ明瞭に記録することができる。【００１７】
前記フォトリフラクティブ複合体として、電界を印加することなく前記記録手段による前記ホログラフィック画像の書き換えを可能とする成分からなるものが挙げられる。この場合、電圧を印加するための電界印加装置が必要でなくなり、３次元ホログラフィック表示システムのコストをさらに低減させることができる。【００１８】
前記フォトリフラクティブ複合体として、電界を印加時に３０フレーム毎秒のビデオレートに追従する応答性を有する成分からなるものが挙げられる。この場合、ホログラフィック表示デバイスの応答性を格段に向上させることができる。【００２０】
本発明の３Ｄディスプレイ装置は、３次元ホログラフィック表示システムを用いて構成された３Ｄディスプレイ装置であって、前記３次元ホログラフィック表示システムは上記の３次元ホログラフィック表示システムであることを特徴とする。【００２１】
上記本発明の３Ｄディスプレイ装置によれば、容易に大面積化することができる３次元ホログラフィック表示システムを用いて構成されているため、大画面の３Ｄディスプレイ装置を製造する場合であってもコスト安となり、量産化を可能とすることができる。
前記記録手段及び前記表示手段が、前記参照光と前記プローブ光とを、前記ホログラフィック表示デバイスに対して互いに異なる角度で前記ホログラフィック表示デバイスに照射する構成を有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
上記の通り、本発明によれば、物体光及び参照光によってホログラム像が記録され、プローブ光によってホログラム像が表示されるホログラフィック表示デバイスに、フォトリフラクティブポリマーを主成分とするフォトリフラクティブ複合体を用いているので、ホログラフィック表示デバイスを、容易に大面積化することができる。そのため、低コストで製作でき、量産化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システムの概略構成図である。
【図２】ホログラフィック表示デバイスの断面模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システムの概略構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システムの概略構成図である。
【図５】第３実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システムのホログラフィック表示デバイスの断面模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システムの概略構成図である。
【図７】ホログラフィック表示デバイスへ書き換えを行っている状態を説明するホログラム像の写真である。
【図８】ホログラフィック表示デバイスに映し出されたホログラム像と手の写真である。
【図９】空間光変調器を用いてホログラフィック表示デバイスに連続的に映し出されたホログラム像の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システム１（３Ｄディスプレイ装置）の概略構成図である。この３次元ホログラフィック表示システム１は、ホログラム像を記録かつ表示させるホログラフィック表示デバイス２と、物体光及び参照光をホログラフィック表示デバイス２に照射することによりホログラム像を記録する記録手段３と、プローブ光をホログラフィック表示デバイス２に照射することにより、記録手段３で記録されたホログラム像を表示する表示手段４とで主に構成されている。
【００２５】
ホログラム像を記録する本実施形態の記録手段３は、レーザーを発振するレーザー発振器１０と、このレーザー発振器１０から発振されたレーザービームを反射させる第１の固定ミラー１１と、この第１の固定ミラー１１で反射したレーザービームの光軸上に配置された第１の半波長板１２と、この第１の半波長板１２を通過したレーザービームを分割してｐ-偏光とｓ−偏光の第１、第２の偏光レーザービームＢ１、Ｂ２とするビームスプリッター１３と、第１の偏光レーザービームＢ１の光軸上に配置された第２の半波長板１４と、この第２の半波長板１４を通過した第１の偏光レーザービームＢ１を反射させる第２の固定ミラー１５と、この第２の固定ミラー１５で反射したレーザービームのビーム径を拡大して物体５へ照射し、物体光Ｂ１１とする第１の光学系１６と、第２の偏光レーザービームＢ２のビーム径を拡大する第２の光学系１７と、この第２の光学系１７で拡大されたレーザービームを反射させて参照光Ｂ２１とする第３の固定ミラー１８とで構成されている。このうち、第１の光学系１６は、レーザービームのビーム径を拡大する対物レンズ１９とレンズ２０とからなり、第２の光学系１７は、レーザービームのビーム径を拡大するレンズ２１とレンズ２２とからなるが、これらの光学系を構成するレンズの数、種類は限定するものではない。
【００２６】
レーザー発振器１０から発振されたレーザービームは第１の固定ミラー１１で反射され、第１の半波長板１２を通過後、ビームスプリッター１３で分割され、ｐ-偏光の第１の偏光レーザービームＢ１はビームスプリッター１３を直進し、ｓ−偏光の第２のレーザービームＢ２はビームスプリッター１３で反射される。第１の半波長板１２を回転させることによって、ビームスプリッター１３を直進するｐ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ１と、ビームスプリッター１３で反射されるｓ−偏光の第２の偏光レーザービームＢ２の強度比を変えることができる。
【００２７】
ビームスプリッター１３を通過したｐ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ１は、第２の半波長板１４でｓ−偏光に変換される。第２の半波長板１４で変換されたｓ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ１は、第２の固定ミラー１５で反射される。第２の固定ミラー１５で反射されたｓ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ１のビーム径は、対物レンズ１９とレンズ２０で拡大される。ビーム径を拡大されたｓ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ１は、物体５に照射され、物体光Ｂ１１となる。
【００２８】
ビームスプリッター１３で反射したｓ−偏光の第２の偏光レーザービームＢ２は、レンズ２１とレンズ２２とを通過後、そのビーム径が拡大される。ビーム径が拡大されたｓ−偏光の第２の偏光レーザービームＢ２は、第３の固定ミラー１８で反射され、参照光Ｂ２１となる。
【００２９】
そして、上記物体光Ｂ１１が、上記参照光Ｂ２１と共にホログラフィック表示デバイス２に照射され、当該物体光Ｂ１１に含まれる空間的な強度分布及び位相分布を干渉縞として、当該物体光Ｂ１１の空間情報が、ホログラフィック表示デバイス２に書き込まれる（記録される）。
【００３０】
記録されたホログラム像を表示する本実施形態の表示手段４は、レーザーを発振するレーザー発振器２４と、このレーザー発振装置２４から発振されたレーザービームの光軸上に配置されたプローブ光用半波長板２５と、このプローブ光用半波長板２５を通過したレーザービームを反射させる第４の固定ミラー２６と、この第４の固定ミラー２６で反射されたレーザービームのビーム径を拡大するプローブ光用光学系２７と、このプローブ光用光学系２７で拡大されたレーザービームを反射させてプローブ光Ｂ３１とする第５の固定ミラー２８とで構成されている。このうち、プローブ光用光学系２７は、２つのレンズ２９、３０からなるが、当該光学系を構成するレンズの数、種類は限定するものではない。
【００３１】
レーザー発振器２４から発振されたレーザービームは、プローブ光用半波長板２５でｐ−偏光に変換され、第４の固定ミラー２６で反射される。反射したｐ−偏光のレーザービームのビーム径は、レンズ２９とレンズ３０とで拡大される。ビーム径が拡大されたｐ−偏光のレーザービームは、第５の固定ミラー２８で反射されてプローブ光Ｂ３１となる。そして、記録手段３によって書き込まれた（記録された）空間情報は、ｐ−偏光のプローブ光Ｂ３１でホログラム像として読み出され、ホログラフィック表示デバイス２に表示される。
【００３２】
物体光と参照光の波長、及び物体光と参照光の強度比を変更することによって、応答速度が変化する。物体光と参照光の波長は、４５０〜７００ｎｍであることが好ましく、５００〜６００ｎｍがより好ましい。物体光と参照光の波長が、４５０ｎｍを下回るか、７００ｎｍを上回ると十分な応答速度が得られないからである。
【００３３】
図２はホログラフィック表示デバイス２の断面模式図である。このホログラフィック表示デバイス２はフォトリフラクティブ複合体６と、このフォトリフラクティブ複合体６を挟持する２枚の基材７、７とからなる。基材７、７はそれぞれ四方形状に形成されたガラス製の板材である。フォトリフラクティブ複合体６はフォトリフラクティブポリマー８に増感剤や非線形光学色素等を添加するか、又はフォトリフラクティブ機能を有するポリマーやその他の化合物で構成することによって得ることができる。本発明では、ホログラム像を書き換え可能なフォトリフラクティブ複合体６を用いている。
【００３４】
（フォトリフラクティブ複合体）
ポリビニルカルバゾ−ル（ＰＶＣｚ）やカルバゾールを側鎖に有するビニルポリマー類に増感剤、非線形光学色素及び可塑剤を分散混合させたフォトリフラクティブＣｚポリマー複合体が挙げられる。フォトリフラクティブＣｚポリマー複合体は、例えば特開２００５−２２７３１１号公報、特開２００９−５７５２８号公報、特開２０１０−２１１１９１号公報、Naoto Tsutsumi,Akihito Dohi,Asato Nonomura,and Wataru Sakai,J.Polym.Sci.Part
B：Polym.Phys.49,pp.414-420(2011).に記載されている。
【００３５】
ポリ（ジフェニルアミノ）スチレン（ＰＤＡＳ）に増感剤、非線形光学色素及び可塑剤を分散混合させたフォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体が挙げられる。フォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体は、例えばN.Tsutsumi, T. Murao, and W. Sakai, Macromolecules, 38(17)pp.7521-7523(2005).に記載されている。
【００３６】
複数のカルバゾール環を分子内に有する低分子化合物に、増感剤、非線形光学色素及び可塑剤を分散混合させたフォトリフラクティブ分子ガラス複合体が挙げられる。フォトリフラクティブ分子ガラス複合体は、N. Tsutsumi, J. Eguchi, W. Sakai, Chem. Phys. Lett. 408, 269 (2005)、特開２００５−２２７３１１号公報に記載されている。
【００３７】
芳香族第３級アミンとアルデヒドとの付加重合体に、増感剤、非線形光学色素を分散混合させたフォトリフラクティブトリフェニルアミン類ポリマー複合体が挙げられる。フォトリフラクティブトリフェニルアミン類ポリマー複合体は、特開２００１−２５５５６６号公報に記載されている。
【００３８】
以上のフォトリフラクティブ複合体は、電界を印加してホログラム像の書き換えを行うことができ、その中でもフォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体では、電界を印加時に３０フレーム毎秒のビデオレートに追従する応答性を発現させることができる。無電界でホログラム像の書き換えを行うことができるフォトリフラクティブ複合体は、フォトリフラクティブＣｚポリマー複合体、フォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体、フォトリフラクティブ分子ガラス複合体である。
【００３９】
上記のフォトリフラクティブ複合体に関し、無電界でホログラム像の書き換えを行うことが記載された文献を挙げる。フォトリフラクティブＣｚポリマー複合体は、特開２００３−３２２８８６号公報、特許第３９７３９６４号公報に記載されている。フォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体は、Naoto Tsutsumi, Yusuke Shimizu, Junya Eguchi, Takehiro Murao,
Yoshito Nakajima and Wataru Sakai, Proceedings of SPIE, 6343 63432V (14 pages)
(2006)に記載されている。フォトリフラクティブ分子ガラス複合体は、N.Tsutsumi他3名、Opt.Mater.Vol.29pp.435-438(2006)に記載されている。
【００４０】
無電界でホログラム像の書き換えを行うことができる他のフォトリフラクティブ複合体を例示する。光導電性部位と非線形光学部位を一つの分子内に持つ分子である下記式（１）で表される３−［（４−ニトロフェニル)アゾ］−９Ｈ−カルバゾール−９−エタノール (ＮＡＣｚＥ)を、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリエチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）に分散混合させたフォトリフラクティブ複合材が挙げられる。このフォトリフラクティブ複合体は、A.Tanaka,J.Nishide,H.Sasabe、Mol.Cryst.Liq.Cryst.,504,44-51(2009).に記載されている。
【００４１】
【化１】
0006040477.tif 000002
【００４２】
下記式（２）で表されるヘミシアニン色素を、ＰＶＣｚ又はＰＭＭＡに分散混合させたフォトリフラクティブ複合体が挙げられる。このようなフォトリフラクティブ複合体として、J.-W. Lee ら “Novel polymer composites with high optical gain based on pseudo-photorefraction”,Adv.Mater.14(2),pp.144-147(2002)に記載されたものが挙げられる。
【００４３】
【化２】
0006040477.tif 000003
【００４４】
電子受容性チオキサンソンと、下記式（３）で表される電子供与性４-（２-ニトロビニル）アニリン（ＴＨ−ＮＶＡ）を分子内に有するモノリシック分子のフォトリフラクティブ分子ガラスが挙げられる。このフォトリフラクティブ複合体は、J.Jeong,K.Ohnishi,H.Sato,K.Ogino,Jpn.J.Appl.Phys.Part2 No.2B42(2003)L179.に記載されている。
【００４５】
【化３】
0006040477.tif 000004
【００４６】
下記式（４）で表される２、５−ジメチル−４−（２−ヒドロキシエトキシ）−４’−ニトロアゾベンゼン（ＤＭＨＮＡＢ）を分散混合させたシリカガラスフォトリフラクティブ複合体が挙げられる。このシリカガラスフォトリフラクティブ複合体は、P.Cheben,“A photorefractive originally modified silica glass with high optical
gain”,Nature408,pp.64-67(2000)に記載されている。
【００４７】
【化４】
0006040477.tif 000005
【００４８】
マトリックスポリマーにイオン性液体を加えたフォトリフラクティブ複合体が挙げられる。具体的にはＮＡＣｚＥをＰＭＭＡに分散混合させ、これに下記式（５）で表されるイオン性液体である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（1-butyl-3-methylimidazolium／bis(trifluoromethanesulfonyl)imide）（ＢＭＩＭ）を加えたものが挙げられる。混合比は適宜変更される。一例を挙げると、ＮＡＣｚＥ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭ：１０〜４０／４０〜７０／５〜２０（重量％比）である。
【００４９】
【化５】
0006040477.tif 000006
【００５０】
モノシリック化合物である下記式（６）に示す［４-（４-ニトロフェニルアゾ）−フェニル］-ジフェニルアミン（［4-(4-Nitrophenylazo)-phenyl-diphenylamine）(ＮＡＴＡ)を、ＰＭＭＡに分散混合させ、これに上記のイオン性液体であるＢＭＩＭを加えたものが挙げられる。混合比は適宜変更される。一例を挙げると、ＮＡＴＡ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭ：１０〜４０／４０〜７０／５〜２０（重量％比）である。マトリックスポリマーにイオン性液体を加えた複合体を用いれば、応答速度が極めて速くなりミリ秒オーダーの応答も可能とすることができる。
【００５１】
【化６】
0006040477.tif 000007
【００５２】
（増感剤）
増感剤は電子受容体としての性能を有しており、フォトリフラクティブ性を高めるために配合されるものである。増感剤が配合されると、当該増感剤と、フォトリフラクティブポリマーとにより、電荷移動錯体が形成され、有用なフォトリフラクティブ性が発現される。さらには、増感剤の配合により、分子配向の制御なし（無電界下）でのフォトリフラクティブ性をも発現させることができる。
【００５３】
増感剤の具体例として、（２，４，７−トリニトロ−９−フルレニィリデン）マロニトリル（ＴＮＦ−ＤＭ）、［６,６］-フェニルＣ６１ブタン酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０、テトラシアノベンゼン（ＴＣＢＮ）、テトラシアノキノジノメタン（ＴＣＮＱ）、ベンゾキノン（ＢＱ）、及びその誘導体、２、６−ジメチル−ｐ−ベンゾキノン（ＭＱ）、２、５−ジクロロ−ｐ−ベンゾキノン（Ｃｌ２Ｑ）、２、３、５、６−テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン（クロラニル）、２、３−ジクロロ−５、６−ｐ−ベンゾキノン（ＤＤＱ）等が挙げられる。これら具体例のうち、ホストマトリックスであるフォトリフラクティブポリマーに対する溶解性の点で、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）がより好ましい。なお、増感剤は、一種のものを単独で使用してもよく、２種類以上のものを併用しても良い。
【００５４】
増感剤の含有量としては、フォトリフラクティブポリマー１００重量％に対して、下限値としては０．１重量％が好ましく、０．５重量％がさらに好ましく、１重量％が最も好ましく、上限値としては、３０重量％が好ましく、２０重量％がさらに好ましく、１０重量％が最も好ましい。増感剤の含有量が、０．１重量％以下であると、無電界下でのフォトリフラクティブ性が低くなる。増感剤の含有量が、３０重量％よりも多いと、増感剤による電荷移動錯体の濃度が高くなるため、光の吸収の増大が招来されて光の透過度が顕著に低下してしまう。
【００５５】
（非線形光学色素）
非線形光学色素とは２次の非線形光学特性を示すドナーアクセプター型分子、すなわち、電場によって屈折率が変化する材料（２次非線形光学材料）のことである。非線形光学色素の具体例として、２、５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ）、４−アミノ−４‘−ニトロアゾベンゼン（ＡＮＡＢ）、ｓ−（−）−１−（４−ニトロフェニル）−２−ピロリジン−メタノール（ＮＰＰ）、４−（ジエチルアミノ）−（Ｅ）−β−ニトロスチレン（ＤＥＡＮＳＴ）、（ジエチルアミノ）ベンツアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）、ＰＤＣＳＴ、ＡＯＤＣＳＴ、［［４−（ヘキサヒドロ−１Ｈ−アゼピン−１−イル）フェニル］メチレン］プロパンジニトリル（７−ＤＣＳＴ）、ＴＤＤＣＳＴ、ＤＣＤＨＦ−６等のアミノシアノスチレン類が挙げられる。なお、非線形光学色素は、一種のものを単独で使用してもよく、２種類以上のものを併用しても良い。
【００５６】
非線形光学色素の含有量としては、フォトリフラクティブポリマー１００重量％に対して、下限値として、２０重量％が好ましく、２５重量％がさらに好ましく、上限値として、５０重量％が好ましく、４０重量％がさらに好ましく、３０重量％が最も好ましい。非線形光学色素の含有量が２０重量％よりも少ないと、フォトリフラクティブ効果に必要な回折効率や利得係数が得られない場合がある。非線形光学色素の含有量が、５０重量％よりも多いと、他の成分との量比にアンバランスが生じて、フォトリフラクティブ複合体の設計に悪影響を及ぼす場合がある。
【００５７】
（可塑剤）
可塑剤はマトリックスのガラス転移温度を低下させる役割を果たす。可塑剤の具体例として、エチルカルバゾール（ＥＣＺ）、又はプロピオン酸カルバゾイルエチル（ＣｚＥＰＡ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、フタル酸ベンジルブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジシクロヘキシル（ＤＣＰ）リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、Ｎ−メチル−１−ピロリドン、Ｎ−オクチル−１−ピロリドン、Ｎ−ドデシル−１−ピロリドン等のＮ−アルキル−１−ピロリドン類、並びに２−(１、２−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルプロピオネート) (ＡＸ２２)、２−（１、２−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルブチレート、２−（１、２−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルベンゾエート、２−（１、２−シクロヘキサンジカルボキシイミド)エチルアクリレート、２−(フタルイミド)エチルプロピオネート（ＡＸ２３) 等のイミド化合物等が挙げられる。
【００５８】
可塑剤の含有量としては、フォトリフラクティブポリマー１００重量％に対して、下限値として１０重量％が好ましく、１５重量％がさらに好ましく、上限値として４０重量％が好ましく、３０重量％がさらに好ましく、２０重量％が最も好ましい。可塑剤の含有量が１０重量％よりも少ないと、可塑効果すなわちマトリックスのガラス転移温度が低下せず、フォトリフラクティブ効果に必要な回折効率や利得係数が得られない場合がある。可塑剤の含有量が４０重量％よりも多いと、他の成分との量比にアンバランスが生じてフォトリフラクティブ複合体の設計に悪影響を及ぼす場合がある。
【００５９】
フォトリフラクティブ複合体６の膜厚は５０〜１００μｍが好適であり、膜厚が５０μｍ未満であればブラッグ回折条件を満たしにくく、１００μｍを超えると印加電圧の上昇や吸収の増大を招く恐れがあるからである。
【００６０】
（フォトリフラクティブ複合体の製法）
非線形光学色素、増感剤等を用いるフォトリフラクティブＣｚポリマー複合体等の場合は下記のとおりである。フォトリフラクティブポリマー、非線形光学色素、増感剤及び可塑剤を溶媒に溶解させる溶解工程と、この溶媒を留去する溶媒留去工程と、サンドイッチ型デバイス作製工程とを含む製造方法によってフォトリフラクティブ複合体６が製作される。
【００６１】
（溶解工程）フォトリフラクティブポリマー、非線形光学色素、増感剤及び可塑剤を所定の割合にて溶媒に溶解する。溶媒としては特に限定されるものではなく、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）やジメチルホルムアミド等が使用され、好ましくはＴＨＦである。溶解温度は室温程度であればよく、必要に応じてスターラーチップにより溶液を撹拌してもよい。
【００６２】
（溶媒留去工程）各成分が溶解された溶液の溶媒を除去する。溶媒を除去する方法としては特に限定されるものではなく、例えばキャストフィルムを得るようにすればよい。具体的には、ガラス板上に各成分が溶解された溶液を流延しその後、室温で溶媒を蒸発させ、続いてこれを真空乾燥器に入れて溶媒をさらに蒸発させる。
【００６３】
（サンドイッチ型デバイス作製工程）溶媒を留去後、四隅にスペーサー（ポリイミド，厚み：５０μm）を配置してその後もう一枚のガラス基材を上に乗せ、温度をかけながら圧着して、サンドイッチ型のフォトリフラクティブデバイスを作製する。
【００６４】
ＮＡＣｚＥをＰＭＭＡ等に分散混合させたフォトリフラクティブ複合材等の場合は下記のとおりである。ＮＡＣｚＥとＰＭＭＡ等を溶媒に溶解させる溶解工程と、この溶媒を留去する溶媒留去工程と、サンドイッチ型デバイス作製工程とを含む製造方法によってフォトリフラクティブ複合体６が製作される。
【００６５】
（溶解工程）ＮＡＣｚＥとＰＭＭＡ等を所定の割合の溶媒に溶解する。溶媒としては特に限定されるものではなく、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルム、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）やジメチルホルムアミド等が使用され、好ましくはＴＨＦである。溶解温度は室温程度であればよく、必要に応じてスターラーチップにより溶液を撹拌してもよい。
【００６６】
（溶媒留去工程）各成分が溶解された溶液の溶媒を除去する。溶媒を除去する方法としては特に限定されるものではなく、例えばキャストフィルムを得るようにすればよい。具体的にはガラス板上に各成分が溶解された溶液を流延しその後、室温で溶媒を蒸発させ、続いてこれを一晩自然乾燥後、約８０℃で１２時間減圧乾燥を行い、さらに溶媒を蒸発させる。
【００６７】
（サンドイッチ型デバイス作製工程）溶媒を留去後、四隅に例えばポリイミドのスペーサー（例えば厚み：５０μm）を配置してその後もう一枚のガラス基材を上に乗せ、温度をかけながら真空プレス機で圧着して、サンドイッチ型のフォトリフラクティブデバイスを作製する。
【００６８】
以上の３次元ホログラフィック表示システム１の構成によって、ホログラフィック表示デバイス２へ、記録手段３による物体光Ｂ１１と参照光Ｂ２１とを照射するのと同時に、表示手段４によるプローブ光Ｂ３１を照射することで、物体５のホログラム像を当該ホログラフィック表示デバイス２に記録するのと同時に、そのホログラム像をホログラフィック表示デバイス２に表示させることができる。即ち、ホログラフィック表示デバイス２へ、物体５のホログラム像をリアルタイムに表示させることができる。
【００６９】
上記本実施形態の３次元ホログラフィック表示システム１（３Ｄディスプレイ装置）によれば、物体光Ｂ１１及び参照光Ｂ２１によって物体５のホログラム像が記録され、かつプローブ光Ｂ３１によってホログラム像が表示されるホログラフィック表示デバイス２に、フォトリフラクティブポリマー８を主成分とするフォトリフラクティブ複合体６を用いているので、当該ホログラフィック表示デバイス２を容易に大面積化することができる。そのため、３Ｄディスプレイ装置１を低コストで製作でき、その量産化を可能とすることができる。
【００７０】
それに加え、３次元ホログラフィック表示システム１は、ホログラフィック表示デバイス２を用いることにより、ホログラム像を無電界下においても数秒の間に記録、再生でき、かつ書き換えが可能である。そのため、電解印加装置を構築する必要がなく、それと共にホログラフィック表示デバイス２を取り替えることなく、異なったホログラム画像を瞬時に表示させることができる。
【００７１】
図３は本発明の第２実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システム５０の概略構成図である。本実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、記録手段５１に空間光変調器５２が備えられ、ホログラム像をスクリーン５３に表示させている点である。ホログラフィック表示デバイス２は、第１の実施形態と共通する。
【００７２】
ホログラム像を記録する本実施形態の記録手段５１は、レーザーを発振するレーザー発振器５５と、このレーザー発振装置５５から発振されたレーザービームの光軸上に配置された第１の半波長板５６と、この第１の半波長板５６を通過したレーザービームを反射する第１の固定ミラー５７と、この第１の固定ミラー５７で反射されたレーザービームのビーム径を拡大する第１の光学系５８と、この第１の光学系５８で拡大されたレーザービームを分割してｐ-偏光とｓ−偏光の第１、第２の偏光レーザービームＢ５、Ｂ６とするビームスプリッター５９と、このうち第１の偏光レーザービームＢ５の偏光状態を変換して物体光Ｂ５１とする空間光変調器５２と、この物体光Ｂ５１をホログラフィック表示デバイス２に集光させる第２の光学系６０と、第２の光学系６０を通過した物体光Ｂ５１を反射させる第２の固定ミラー６１と、ビームスプリッター５９で分割された第２の偏光レーザービームＢ６を反射させて参照光Ｂ６１とする第３の固定ミラー６２とを備えている。このうち、第１の光学系５８は、レーザービームのビーム径を拡大するレンズ６３とレンズ６４とからなり、第２の光学系６０は、レーザービームを集光させるレンズ６５からなるが、これらの光学系を構成するレンズの数、種類は限定するものではない。
【００７３】
上記空間光変調器５２には、図示しないコンピューターの画面上に映し出される動画が表示されるようになっている。本実施形態では、ホログラム像を直接的に見るのではなくスクリーン５３に投影させるようにするため、表示手段６７は、上記第１実施形態の構成に加えて、ホログラフィック表示デバイス２の後方に配置されたカラーフィルター６８とレンズ６９と可動ミラー７０とスクリーン５３とを備えている。
【００７４】
レーザー発振器５５から発振されたレーザービームは、第１の半波長板５６を通過後、第１の固定ミラー５７で反射される。反射したレーザービームのビーム径が、レンズ６３とレンズ６４とで拡大される。拡大されたレーザービームは、ビームスプリッター５９で分割され、ｐ-偏光の第１の偏光レーザービームＢ５はビームスプリッター５９を直進し、ｓ−偏光の第２のレーザービームＢ６はビームスプリッター５９で反射される。第１の半波長板５７を回転させることによって、ビームスプリッター５９を直進するｐ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ５と、ビームスプリッター５９で反射されるｓ−偏光の第２の偏光レーザービームＢ６の強度比を変えることができる。ビームスプリッター５９で反射されたｓ−偏光の第２のレーザービームＢ６は、第３の固定ミラー６２で反射されて参照光Ｂ６１となる。
【００７５】
ビームスプリッター５９を通過したｐ-偏光の第１の偏光レーザービームＢ５は、空間光変調器５２に照射される。空間光変調器５２の偏光特性によりｐ-偏光の第１の偏光レーザービームＢ５は、ｓ−偏光のレーザービームに変換されて反射する。空間光変調器５２で反射されたｓ−偏光の第１の偏光レーザービームＢ５は、物体光Ｂ５１となり、ビームスプリッター５９に戻り、反射される。ビームスプリッター５９で反射された物体光Ｂ５１は、レンズ６５で集光されつつ、第２の固定ミラー６１で反射される。
【００７６】
そして、上記物体光Ｂ５１が、上記参照光Ｂ６１と共にホログラフィック表示デバイス２に照射され、当該物体光Ｂ５１に含まれる空間的な強度分布及び位相分布を干渉縞として、当該物体光Ｂ５１の空間情報が、ホログラフィック表示デバイス２に書き込まれる（記録される）。
【００７７】
表示手段６７のレーザー発振器２４から発振されたレーザービームは、プローブ光用半波長板２５でｐ−偏光に変換され、第４の固定ミラー２６で反射される。反射したｐ−偏光のレーザービームのビーム径は、レンズ２９とレンズ３０とで拡大される。ビーム径が拡大されたｐ−偏光のレーザービームは、第５の固定ミラー２８で反射されてプローブ光Ｂ７１となる。そして、記録手段５１によって書き込まれた空間情報が、ｐ−偏光のプローブ光Ｂ７１によってホログラム像として読み出され、ホログラフィック表示デバイス２に表示される。ホログラフィック表示デバイス２に表示されたホログラム像の光は、カラーフィルター６８を通過し、レンズ６９で結像されると共に可動ミラー７０で反射されて、スクリーン５３に投影される。
【００７８】
以上の３次元ホログラフィック表示システム５０の構成によって、ホログラフィック表示デバイス２へ、記録手段５１による物体光Ｂ５１と参照光Ｂ６１とを照射するのと同時に、表示手段６７によるプローブ光Ｂ７１を照射することで、空間光変調器５２に表示される画像をホログラム像として当該ホログラフィック表示デバイス２に記録するのと同時に、そのホログラム像をホログラフィック表示デバイス２へ表示させ、スクリーン５３へ投影することができる。即ち、スクリーン５３へ、空間光変調器５２に表示される画像のホログラム像をリアルタイムに表示させることができる。
【００７９】
上記本実施形態の３次元ホログラフィック表示システム５０（３Ｄディスプレイ装置）によれば、物体光Ｂ５１及び参照光Ｂ６１によってホログラム像が記録され、プローブ光Ｂ７１によってホログラム像が表示されるホログラフィック表示デバイス２に、フォトリフラクティブポリマー８を主成分とするフォトリフラクティブ複合体６を用いているので、当該ホログラフィック表示デバイス２を容易に大面積化することができる。そのため、３Ｄディスプレイ装置１を低コストで製作でき、その量産化を可能とすることができる。
【００８０】
それに加え、３次元ホログラフィック表示システム５０は、上記のホログラフィック表示デバイス２を採用することにより、ホログラム像を無電界下において数秒の間に記録、再生でき、かつ書き換えが可能である。そのため、電圧の印加装置を構築する必要がなく、それと共にホログラフィック表示デバイスを取り替えることなく、異なったホログラム画像を瞬時に表示させることができる。
【００８１】
図４は本発明の第３実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システム８０の概略構成図であり、図５は本実施形態で用いるホログラフィック表示デバイス８１の断面模式図である。本実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、ホログラフィック表示デバイス８１に電界を印加するための電界印加装置８２が設けられ、ホログラム像をスクリーン８３に表示し、ホログラフィック表示デバイス８１の構成を変更している点である。ホログラフィック表示デバイス８１にホログラム像を記録する記録手段８４は、第１実施形態と共通する。
【００８２】
本実施形態では、ホログラム像を直接的に見るのではなくスクリーン８３に投影させるために、表示手段８５は、上記第１実施形態の構成に加えて、ホログラフィック表示デバイス８１の後方に配置されたカラーフィルター８６と、２つのレンズ８７、８８と、可動ミラー８９と、スクリーン８３とを備えている。このような表示手段８５によって、ホログラフィック表示デバイス８１に表示されたホログラム像の光は、カラーフィルター８６を通過し、２つのレンズ８７、８８で結像されると共に可動ミラー８９で反射され、スクリーン８３に投影される。電界印加装置８２によって、ホログラフィック表示デバイス８１に電界が印加されるようになっている。
【００８３】
ホログラフィック表示デバイス８１は、フォトリフラクティブ複合体９０と、このフォトリフラクティブ複合体９０を挟持する２枚の電極基材９１、９１とからなる。各電極基材９１は、四方形状に形成されたガラス製の板材９２と、このガラス製の板材９２の内側に成膜された透明電極膜であるＩＴＯ（インジウム−錫酸化膜）９３とで構成されている。フォトリフラクティブ複合体９０には、電界を印加時に３０フレーム毎秒のビデオレートに追従する応答性を有するフォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体を用いている。
【００８４】
電界を印加させる際には、ホログラフィック表示デバイス８１を回転させて、当該ホログラフィック表示デバイス８１に有効電場がかかるように調整する。そして、フォトリフラクティブ複合体９０には、上記のとおり高速応答性を有するものが用いられているため、本実施形態の３次元ホログラフィック表示システム８０では、物体５のホログラム像の表示速度を格段に高めることができる。
【００８５】
図６は本発明の第４実施形態に係る３次元ホログラフィック表示システム９５の概略構成図である。本実施形態が上記第２実施形態と異なる点は、ホログラフィック表示デバイス９６に電界を印加するための電界印加装置９７が設けられ、フォトリフラクティブ複合体に、電界を印加時に３０フレーム毎秒のビデオレートに追従する応答性を有するフォトリフラクティブＰＤＡＳ複合体を用いている点である。記録手段及び表示手段は、第２実施形態と共通し、ホログラフィック表示デバイス９６は、第３実施形態と同じものを採用した。
【００８６】
本実施形態では、電界印加装置９７によってホログラフィック表示デバイス９６に電界が印加される。電界を印加させる際には、ホログラフィック表示デバイス９６を回転させて、当該ホログラフィック表示デバイス９６に有効電場がかかるように調整する。そして、フォトリフラクティブ複合体には、高速応答性を有するものが用いられているため、本実施形態の３次元ホログラフィック表示システム９５では、空間光変調器５２に表示される画像のホログラム像の表示速度を格段に高めることができる。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。【００８８】
（実施例１）
第１実施形態と同じ３次元ホログラフィック表示システムを制作し、コインの表面からの物体光と、参照光とをホログラフィック表示デバイスに照射してホログラム像を記録し、それと同時にプローブ光をホログラフィック表示デバイスに照射して表示させる。その後、コインを裏返して、コインの裏面からの物体光と、参照光とをホログラフィック表示デバイスの同じ部分に照射してホログラム像を記録し、それと同時にプローブ光をホログラフィック表示デバイスに照射して表示させた。【００８９】
ホログラフィック表示デバイスの作製は、次のようにして行った。ポリメチルメタクリレート７０％、図３に示すＮＡＣｚＥ３０％の重量比で混合し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させてキャスト溶液を得た。キャスト溶液をガラス板上に流延し、その後、室温で溶媒を蒸発させて均一な膜を得る。続いてこれを一晩自然乾燥後、約８０℃で１２時間減圧乾燥を行い、さらに溶媒を蒸発させる。溶媒を留去後、四隅にスペーサー（ポリイミド，厚み：５０μm）を配置して、もう一枚のガラス板をかぶせる。これに、所要の温度をかけながら真空プレス機で圧着して、膜厚が均一なフォトリフラクティブ複合体を得た。【００９０】
レーザービームの照射条件は以下のとおりである。波長５３２ｎｍのグリーンレーザー光源（３００ｍＷ）を用い、物体光（面積：０．４８ｃｍ２）の光強度４．８ｍＷ（１０ｍＷ/ｃｍ２）、参照光（面積：２．１ｃｍ２）の光強度１４ｍＷ（６．７ｍＷ/ｃｍ２）でホログラム像の記録を行う。同時に、波長６４２ｎｍのレッドレーザー（１４０ｍＷ）を１０〜５０ｍＷに絞り込んでプローブ光とし、このプローブ光をホログラフィック表示デバイスに照射し、当該ホログラフィック表示デバイスに記録したホログラム像を表示させる。【００９１】
図７（ａ）はコインのホログラム像を描く前の写真であり、プローブ光を照射している状態である。図７（ｂ）はコインの表面のホログラム像を記録するのと同時に、表示している写真である。図７（ｃ）はホログラフィック表示デバイスにおけるコインの表面のホログラム像を記録したのと同一部分に、コインの裏面を上書きし、それと同時にそのホログラム像を表示している写真である。図７（ｄ）はさらに、コインを裏返して、ホログラフィック表示デバイスにおけるコインの裏面のホログラム像を記録したのと同一部分に、コインの表面を再度上書きし、それと同時にそのホログラム像を表示している写真である。図７（ａ）〜（ｄ）のホログラム像の記録、表示、及び上書きのよる消去のそれぞれに要する時間は数秒であった。これらの結果から、秒単位でホログラム像が記録され（書き込まれ）、それと同時に表示され（読み出され）、消去されていることが認められた。【００９２】
（実施例２）
実施例１と同じ３次元ホログラフィック表示システムを制作し、実施例１と同じ条件下で、コインの表面からの物体光と、参照光とをホログラフィック表示デバイスに照射し、ホログラム像を記録した。その後、記録したコインのホログラム像をプローブ光で表示させると同時に、ホログラフィック表示デバイスの後側に手をかざした。図８はホログラフィック表示デバイスに映し出されたホログラム像と手の写真である。図８の写真では、コインに対して位置がずれている手の上に、まるで当該コインが乗っているかのように見えているのがわかる。【００９３】
（実施例３）
第４実施形態と同じ３次元ホログラフィック表示システムを制作し、コンピューターの画面上に映し出される動画（まんがの猫が走っている様子の動画）を空間光変調器に表示させ、その反射光を物体光と、この物体光と参照光とをホログラフィック表示デバイスに照射し、ホログラム像を記録するのと同時に、プローブ光によって表示させる。【００９４】
電界を印加するホログラフィック表示デバイスの作製は次のようにして行った。ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＣｚ）に、増感剤（ＴＮＦ）、非線形光学色素（７−ＤＣＳ）、及び可塑剤を混合し、溶媒に溶解させてキャスト溶液を得た。電極部が加工され、大きさ：３０×３０ｍｍの透明電極膜であるＩＴＯ（インジウム−錫酸化膜）電極基材を２枚製作しておく。このうち１枚の電極基材に、キャスト溶液を流延し、その後、室温で溶媒を蒸発させて均一な膜を得る。乾燥機中で溶媒をさらに除去し、もう一枚のＩＴＯ電極基材をかぶせる。さらに、その上から４ｋｇ重の荷重をかけて、１２０〜１８０℃で加熱しながら圧着し、電界を印加できるようにしたものを作製した。【００９５】
レーザービームの照射条件は実施例１と同様であり、印加した電界（電場）は４５Ｖ/μｍである。図９はホログラフィック表示デバイスに０．２秒ごとにコマ撮りで記録及び表示したホログラム像である。猫の動きが明瞭にコマ撮りされていることが認められた。これは、ホログラフィック表示デバイスの応答性が、コマ撮りのビデオレート以上に高速であることを示しているものである。【００９６】
（実施例４）
非縮退４光波混合法を用いて、回折効率を測定する。干渉させる２光波の波長は５６１ｎｍ、回折効率をモニターするプローブ光の波長は６４２ｎｍである。【００９７】
干渉させる２光波の強度比は、１〜１０であることが好ましく、１〜８がより好ましい。干渉させる２光波の強度比が、１〜８を外れると十分な応答速度が得られないからである。より具体的には、例えば、干渉させる２光波の波長が５３０〜５７０ｎｍ、干渉させる２光波の強度比が１：（４〜８）の条件下で、かなり速い応答速度を得ることができる。【００９８】
ホログラフィック表示デバイスの作製は、次のようにして行った。ＮＡＣｚＥとＰＭＭＡと、イオン性液体であるＢＭＩＭを溶媒に溶解させてキャスト溶液を得た。その後の製作方法は実施例１と同様である。混合比は、ＮＡＣｚＥ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭ：３０／６０／１０（重量％比）である。イオン性液体であるＢＭＩＭを加えないものを製作した。その混合比は、ＮＡＣｚＥ／ＰＭＭＡ：３０／７０である。【００９９】
レーザービームの照射条件は以下のとおりである。物体光と参照光の波長を波長５６１ｎｍとし、干渉させる２光波の強度比を１：７として行った。ＮＡＣｚＥ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭを混合したものでは、回折効率が６９％であった。このデバイスで速い応答速度が得られた。イオン性液体を加えず、ＮＡＣｚＥ／ＰＭＭＡのみでは、回折効率は８０％であったが、応答速度は半分程度であった。【０１００】
（実施例５）
非縮退４光波混合法を用いて、回折効率を測定する。干渉させる２光波の波長は５６１ｎｍ、回折効率をモニターするプローブ光の波長は６４２ｎｍである。【０１０１】
ホログラフィック表示デバイスの作製は、次のようにして行った。ＮＡＴＡとＰＭＭＡと、イオン性液体であるＢＭＩＭを溶媒に溶解させてキャスト溶液を得た。その後の製作方法は実施例１と同様である。混合比は、ＮＡＴＡ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭ：３０／６０／１０（重量％比）である。イオン性液体であるＢＭＩＭを加えないものを製作した。その混合比は、ＮＡＴＡ／ＰＭＭＡ：３０／７０である。【０１０２】
レーザービームの照射条件は以下のとおりである。物体光と参照光の波長を波長５６１ｎｍとし、干渉させる２光波の強度比を１：８として行った。ＮＡＴＡ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭを混合したものでは、回折効率が４．６％であり、応答時間は、ＮＡＣｚＥ／ＰＭＭＡ／ＢＭＩＭ系の半分程度であった。イオン性液体を加えないＮＡＴＡ／ＰＭＭＡを混合したものでは、回折効率が１４％であり、応答時間はあまり変わらなかった。【０１０３】
上記で開示した実施形態、実施例は例示であり制限的なものではない。例えば、ホログラム像の記録、表示、及び書き換えに必要な他の装置や機器を３次元ホログラフィック表示システムに設けることができる。ホログラフィック表示デバイスのフォトリフラクティブ複合体は、上記各成分の他にフォトリフラクティブ性を損なわせない範囲内で、他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば、酸化防止剤や紫外線吸収剤等が挙げられる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、５０、８０、９５  ３次元ホログラフィック表示システム
２、８１、９６  ホログラフィック表示デバイス
３、５１、８４  記録手段
４、６７、８５  表示手段
５  物体
６、９０  フォトリフラクティブ複合体
７  基材
８  フォトリフラクティブポリマー
１０、２４、５５  レーザー発振器
１１、５７  第１の固定ミラー
１２、５６  第１の半波長板
１３、５９  ビームスプリッター
１４  第２の半波長板
１５、６１  第２の固定ミラー
１６、５８  第１の光学系
１７、６０  第２の光学系
１８、６２  第３の固定ミラー
２５  プローブ光用半波長板
２６  第４の固定ミラー
２７  プローブ光用光学系
２８  第５の固定ミラー
５２  空間光変調器
５３、８３  スクリーン
６８、８６  カラーフィルター
６９、８７、８８  レンズ
７０、８９  可動ミラー
８２、９７  電界印加装置
９１  電極基材
９２  ガラス製の板材
９３  ＩＴＯ
Ｂ１  第１の偏光レーザービーム
Ｂ２  第２の偏光レーザービーム
Ｂ１１  物体光
Ｂ２１  参照光
Ｂ３１  プローブ光
Ｂ５  第１の偏光レーザービーム
Ｂ６  第２の偏光レーザービーム
Ｂ５１  物体光
Ｂ６１  参照光
Ｂ７１  プローブ光
【図１】
0006040477.tif 000008
【図２】
0006040477.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006040477.tif 000012
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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