(57)【要約】【課題】  可逆的なホログラフィック記録過程が可能で、簡単な装置構成が可能な書換可能回折格子、ホログラフィックディスプレイ、ホログラフィック画像を形成する方法、及び書換可能回折格子を作成する方法を提供すること。【解決手段】  書換可能回折格子は第１のナノ微粒子及び第２のナノ微粒子を含む。第１のナノ微粒子は書込みビームに応答して電荷担体を生成する。第２のナノ微粒子は第１のナノ微粒子から電荷担体を受け取ると読取りビームからの光への応答を変化させる。第２のナノ微粒子は第１のナノ微粒子に近接して配置されているため、第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が第２のナノ微粒子と相互作用する。【選択図】  図２Ｂ
2008052274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込みビームに応答して電荷担体を生成する複数の第１のナノ微粒子と、
前記複数の第１のナノ微粒子から電荷担体を受け取ると、読取りビームに対する応答を変化させる複数の第２のナノ微粒子と
を含み、前記複数の第２のナノ微粒子は前記複数の第１のナノ微粒子に近接して配置され、該複数の第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が該複数の第２のナノ微粒子と相互作用することを特徴とする書換可能回折格子。
【請求項２】
前記複数の第１のナノ微粒子は前記複数の第２のナノ微粒子と接触して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項３】
前記複数の第１のナノ微粒子は第１のドーピングエージェントを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項４】
前記第１のドーピングエージェントは、前記複数の第１のナノ微粒子内に配置されている第１の金属イオンを含んでいることを特徴とする請求項３に記載の書換可能回折格子。
【請求項５】
前記複数の第２のナノ微粒子は、該複数の第２のナノ微粒子にドープされた第２の金属イオンを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項６】
前記複数の第１のナノ微粒子及び前記複数の第２のナノ微粒子は半導体材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項７】
前記複数の第１のナノ微粒子は第１の層内に配置され、前記複数の第２のナノ微粒子は、前記第１の層と接触している第２の層内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項８】
前記複数の第１のナノ微粒子は結合剤内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項９】
前記複数の第１のナノ微粒子は第１のドーピングエージェントを含み、前記複数の第２のナノ微粒子は第２のドーピングエージェントを含み、前記第１のドーピングエージェントと前記第２のドーピングエージェントとは互いに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の書換可能回折格子。
【請求項１０】
多色画像を形成するために互いに重なり合う画像を生成する少なくとも３つのホログラフィック投影ユニットを備え、該ホログラフィック投影ユニットはそれぞれ、
書込みビーム発生器と、
読取りビーム発生器と、
前記書込みビーム発生器からの書込みビームに応答して回折パターンを生成し、且つ前記読取りビーム発生器からの読取りビームで照明されると画像を生成する書換可能回折格子と、
を備えていることを特徴とするホログラフィックディスプレイ。
【請求項１１】
前記ホログラフィック投影ユニットのそれぞれは、前記書込みビームによって生成される前記パターンを消去するための消去ビーム発生器をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１２】
前記ホログラフィック投影ユニットのそれぞれは、前記書込みビーム発生器から前記書込みビームを受けとり該書込みビームを前記書換可能回折格子上において動かすビーム導波器をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１３】
前記少なくとも３つのホログラフィック投影ユニットは、赤色ホログラフィック投影ユニット、青色ホログラフィック投影ユニット、及び緑色ホログラフィック投影ユニットを有していることを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１４】
前記書換可能回折格子は、
前記書込みビームに応答して電荷担体を生成する複数の第１のナノ微粒子と、
前記複数の第１のナノ微粒子から電荷担体を受け取ると、読取りビームに対する応答を変化させる複数の第２のナノ微粒子と
を含み、前記複数の第２のナノ微粒子は、前記複数の第１のナノ微粒子に接触して配置されており、該複数の第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が該複数の第２のナノ微粒子と相互作用することを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１５】
前記ホログラフィック投影ユニットのうちの少なくとも１つは、少なくとも前記書込みビーム発生器に接続されている少なくとも１つの制御ユニットをさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１６】
前記制御ユニットは、画像を、前記書換可能回折格子上に書き込むための回折パターンに変換することを特徴とする請求項１５に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１７】
各ホログラフィック投影ユニットが備える書込みビーム発生器は、対応する書換可能回折格子の上に複数の回折パターンを逐次的に書き込み、
各ホログラフィック投影ユニットが備える読取りビーム発生器は、前記複数の回折パターンのそれぞれを読取りビームで逐次的に照明することにより、フルカラー動画像を生成することを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックディスプレイ。
【請求項１８】
複数の書換可能回折格子のそれぞれに回折パターンを書き込むステップと、
前記回折パターンのそれぞれを読取りビームで照明するステップと、
前記回折パターンのそれぞれによって形成される画像を重ね合わせるステップとからなることを特徴とするホログラフィック画像を形成する方法。
【請求項１９】
前記回折パターンを書き込むステップは、前記複数の書換可能回折格子のそれぞれに複数の回折パターンを逐次的に書き込むステップからなり、
前記複数の回折パターンのそれぞれを読取りビームで照明するステップは、前記複数の回折パターンを読取りビームで逐次的に照明することにより動画像を生成するステップからなることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記回折パターンを書き込むステップは、前記複数の書換可能回折格子に互いに異なる回折パターンを書き込むステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記回折パターンのそれぞれを読取りビームで照明するステップは、異なる色の光の読取りビームで前記回折パターンのそれぞれを照明するステップからなることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
書込みビームに応答して電荷担体を生成する複数の第１のナノ微粒子を含む第１の層を形成するステップと、
前記複数の第１のナノ微粒子からの電荷担体を受け取ると読取りビームに対する応答を変化させる複数の第２のナノ微粒子を含み、前記複数の第２のナノ微粒子が前記複数の第１のナノ微粒子に近接して配置され、該複数の第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が該複数の第２のナノ微粒子と相互作用する第２の層を形成するステップと
を含むことを特徴とする書換可能回折格子を作成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィックイメージングを用いるディスプレイ、並びにその製造方法及び使用方法に関する。また本発明は、書換可能回折格子を用いるディスプレイ、及びそのようなディスプレイの製造方法及び使用方法、並びに書換可能回折格子そのものにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィの概念は最初に１９４７年に現われた。しかしながら、その時点では、コヒーレント光源が存在しなかったので、ホログラムの品質は悪く、また、一般的には水銀アークランプを用いて形成された。レーザが発明されて、ホログラムは改善された。
【０００３】
一般的に、ホログラフィック記録では、参照波と物体波との間に干渉パターンを生成する。２次元の写真とは異なり、ホログラフィックイメージングでは、物体波の振幅及び位相の両方が記録される。コヒーレント光でホログラムを照明すると、参照波及び物体波の両方を再現することができる。
【０００４】
従来、透過型ホログラフィでは、通常、写真乾板又は感光性ゼラチンフィルムを使用する。写真乾板は、通常、ハロゲン化銀結晶の感光乳剤を塗布されたガラスから形成される。露光されると、銀イオンが部分的に銀金属に変換され、露光した領域が暗くなる。
【０００５】
例えば特許文献１には、写真乾板を使用したディスプレイホログラムが記載されている。また、特許文献２には、光アドレス型空間光変調器と液晶シャッタとを組み合わせて構成したホログラム表示装置が記載されている。さらに、特許文献３には、書換可能回折格子を備えた画像表示装置が記載されている。書換可能回折格子は２つの層を備えている。第１の層は、半導体物質で形成されており、高濃度ドーピングｎ型半導体からなる複数の導入エレメントを含んでいる。第２の層も、半導体物質で形成されており、高濃度ドーピングｐ型半導体からなる複数の散乱エレメントを含んでいる。
【特許文献１】特開平５−１９６７２号公報
【特許文献２】特開平５−１５８３９５号公報
【特許文献３】米国特許６６６７５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
写真乾板や感光性ゼラチンフィルムを使用したホログラフィック記録過程は不可逆的である。さらに、銀イオンから銀金属への光変換は一般的には、強い光束、又は長い露光時間を必要とする。その露光時間（３０秒〜数分）にわたって、ホログラフィック干渉パターンを、４分の１波長内に固定しておかなければならない。この目的を果たすためには、防振テーブル又は短い高出力のレーザパルスを用いる必要がある。
【０００７】
本発明は、可逆的なホログラフィック記録過程が可能で簡単な装置構成が可能な書換可能回折格子、ホログラフィックディスプレイ、ホログラフィック画像を形成する方法、及び書換可能回折格子を作成する方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の書換可能回折格子は、書込みビームに応答して電荷担体を生成する複数の第１のナノ微粒子と、複数の第１のナノ微粒子から電荷担体を受け取ると、読取りビームに対する応答を変化させる複数の第２のナノ微粒子とを含み、複数の第２のナノ微粒子は複数の第１のナノ微粒子に近接して配置され、複数の第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が複数の第２のナノ微粒子と相互作用することを特徴とする。
【０００９】
第２のナノ微粒子の読取りビームに対する応答を書込みビームの照射によって制御することにより、簡単な構成により回折パターンを記録することができる。
【００１０】
複数の第１のナノ微粒子は複数の第２のナノ微粒子と接触して配置されていることが好ましい。また、複数の第１のナノ微粒子は第１のドーピングエージェントを含んでいることが好ましい。第１のドーピングエージェントは、複数の第１のナノ微粒子内に配置されている第１の金属イオンを含んでいることが好ましい。複数の第２のナノ微粒子は、複数の第２のナノ微粒子にドープされた第２の金属イオンを含んでいることが好ましい。複数の第１のナノ微粒子及び前記複数の第２のナノ微粒子は半導体材料を含んでいることが好ましい。複数の第１のナノ微粒子は第１の層内に配置され、複数の第２のナノ微粒子は、第１の層と接触している第２の層内に配置されていることが好ましい。複数の第１のナノ微粒子は結合剤内に配置されていることが好ましい。複数の第１のナノ微粒子は第１のドーピングエージェントを含み、複数の第２のナノ微粒子は第２のドーピングエージェントを含み、第１のドーピングエージェントと第２のドーピングエージェントとは互いに異なっているようにしても良い。
【００１１】
また、本発明のホログラフィックディスプレイは、多色画像を形成するために互いに重なり合う画像を生成する少なくとも３つのホログラフィック投影ユニットを備え、ホログラフィック投影ユニットはそれぞれ、書込みビーム発生器と、読取りビーム発生器と、書込みビーム発生器からの書込みビームに応答して回折パターンを生成し、且つ読取りビーム発生器からの読取りビームで照明されると画像を生成する書換可能回折格子とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、多色画像を形成することができる。
【００１３】
ここで、ホログラフィック投影ユニットのそれぞれは、書込みビームによって生成されるパターンを消去するための消去ビーム発生器をさらに備えていても良い。ホログラフィック投影ユニットのそれぞれは、書込みビーム発生器から書込みビームを受けとり書込みビームを書換可能回折格子上において動かすビーム導波器をさらに備えていても良い。少なくとも３つのホログラフィック投影ユニットは、赤色ホログラフィック投影ユニット、青色ホログラフィック投影ユニット、及び緑色ホログラフィック投影ユニットを有していることが好ましい。書換可能回折格子は、書込みビームに応答して電荷担体を生成する複数の第１のナノ微粒子と、複数の第１のナノ微粒子から電荷担体を受け取ると、読取りビームに対する応答を変化させる複数の第２のナノ微粒子とを含み、複数の第２のナノ微粒子は、複数の第１のナノ微粒子に接触して配置されており、複数の第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が複数の第２のナノ微粒子と相互作用することが好ましい。ホログラフィック投影ユニットのうちの少なくとも１つは、少なくとも書込みビーム発生器に接続されている少なくとも１つの制御ユニットをさらに備えていても良い。制御ユニットは、画像を、書換可能回折格子上に書き込むための回折パターンに変換するように構成されていても良い。各ホログラフィック投影ユニットが備える書込みビーム発生器は、対応する書換可能回折格子の上に複数の回折パターンを逐次的に書き込み、各ホログラフィック投影ユニットが備える読取りビーム発生器は、前記複数の回折パターンのそれぞれを読取りビームで逐次的に照明することにより、フルカラー動画像を生成するように構成しても良い。
【００１４】
さらに、本発明のホログラフィック画像を形成する方法は、複数の書換可能回折格子のそれぞれに回折パターンを書き込むステップと、回折パターンのそれぞれを読取りビームで照明するステップと、回折パターンのそれぞれによって形成される画像を重ね合わせるステップとからなることを特徴とする。
【００１５】
このような方法によれば、各回折パターンによって形成される画像を重ね合わせて任意のホログラフィック画像を生成することができる。
【００１６】
ここで、回折パターンを書き込むステップは、複数の書換可能回折格子のそれぞれに複数の回折パターンを逐次的に書き込むステップからなり、複数の回折パターンのそれぞれを読取りビームで照明するステップは、複数の回折パターンを読取りビームで逐次的に照明することにより動画像を生成するステップからなるのでも良い。回折パターンを書き込むステップは、複数の書換可能回折格子に互いに異なる回折パターンを書き込むステップを含むのでも良い。回折パターンのそれぞれを読取りビームで照明するステップは、異なる色の光の読取りビームで前記回折パターンのそれぞれを照明するステップからなるのでも良い。
【００１７】
さらに、本発明の書換可能回折格子を作成する方法は、書込みビームに応答して電荷担体を生成する複数の第１のナノ微粒子を含む第１の層を形成するステップと、複数の第１のナノ微粒子からの電荷担体を受け取ると読取りビームに対する応答を変化させる複数の第２のナノ微粒子を含み、複数の第２のナノ微粒子が前記複数の第１のナノ微粒子に近接して配置され、該複数の第１のナノ微粒子によって生成される電荷担体が該複数の第２のナノ微粒子と相互作用する第２の層を形成するステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
このような方法によれば、可逆的なホログラフィック記録過程が可能で、簡単な装置構成の書換可能回折格子を作成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上記各観点による本発明によれば、可逆的なホログラフィック記録過程が可能で簡単な構成の書換可能回折格子、および任意のホログラフィック画像を生成することが可能で簡単な構成のホログラフィックディスプレイが提供される。また、任意のホログラフィック画像を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
【００２１】
本発明の第１の実施の形態によるディスプレイ１００を、図１Ａ〜図２Ｄを参照しながら説明する。なお、各図において、同一の部材には同一の番号を付す。
【００２２】
図１Ａに示すように、ディスプレイ１００は、制御ユニット１０２と、書込みビーム発生器１０４と、読取りビーム発生器１０６と、消去ビーム発生器１０８と、ビーム導波器１１０と、書換可能回折格子１１２とを備えている。
【００２３】
書込みビーム発生器１０４は書込みビームを発生させるためのものである。読取りビーム発生器１０６は読取りビームを発生させるためのものである。消去ビーム発生器１０８は消去ビームを発生させるためのものである。ビーム導波器１１０は書込みビーム発生器１０４からの書込みビームを書換可能回折格子１１２に導き書換可能回折格子１１２上において動かすためのものである。制御ユニット１０２は、書込みビーム発生器１０４とビーム導波器１１０と読取りビーム発生器１０６と消去ビーム発生器１０８とを制御するためのものである。書換可能回折格子１１２には、書込みビームにより所望の画像に対応する回折パターンが書き込まれる。書き込まれた回折パターンは、読取りビームにより照射されることにより、所望の画像が生成される。書き込まれた回折パターンは、消去ビームにより消去される。
【００２４】
より詳しくは、書換可能回折格子１１２は、図２Ａに示すように、２つの層２００、２０２を備えている。層２００と層２０２とは接触している。図示しないが、各層はナノ微粒子を含んでいる。ナノ微粒子は、金属原子又はイオンのようなドーピングエージェントをドープされていても良い。層２００内に配置されたナノ微粒子は、書込みビームの光を吸収し少なくとも１つの電子または電荷担体２０４（図２Ｂ）を励起する。層２０２内に配置されたナノ微粒子は、層２００内に配置されたナノ微粒子に対して、近接、好ましくは接触して配置されている。このため、層２０２内に配置されたナノ微粒子は、層２００内に配置されたナノ微粒子から電子または電荷担体２０４を受け取ることができる。層２０２内に配置されたナノ微粒子が電子または電荷担体２０４を受け取ると、読取りビームに対する相互作用が変化する。たとえば、読取りビームに対する不透過性が増す（図２Ｃ）。したがって、書込みビームを用いて書換可能回折格子１１２上に回折パターンを書き込むことができ、その後、読取りビームによって回折パターンを照明すれば画像を生成することができる。消去ビームを用いて回折パターンを消去すれば、その後、書込みビームを用いて新たな回折パターンを書き込むことができる（図２Ｄ）。
【００２５】
以下、ディスプレイ１００が有する各構成要素について、より詳細に説明する。
【００２６】
制御ユニット１０２は、書込みビーム発生器１０４、ビーム導波器１１０、読取りビーム発生器１０６及び消去ビーム発生器１０８の他、ディスプレイ１００が有する他の構成要素の動作をも制御しても良い。
【００２７】
制御ユニット１０２は、外部情報源から、任意の適切な技術を用いて、画像又は回折パターンを受信することができる。たとえば、制御ユニット１０２は、コンピュータもしくは他のデバイス、又はケーブルテレビ信号源のような、画像情報源に接続された有線接続から、画像又は回折パターンを受信することができる。制御ユニット１０２は、また、ＲＦ放送信号又は電気通信信号のような、無線信号源から、画像又は回折パターンを受信するのでも良い。制御ユニット１０２は、また、ディスケット（商標）、コンパクトディスク、ＤＶＤ、メモリスティック（商標）等の取外し可能媒体から画像又は回折パターンを入力するのでも良い。また制御ユニット１０２は、画像又は回折パターンを格納するためのメモリユニットも備えていても良い。もしくは、制御ユニット１０２は、画像を生成するのでも良い。
【００２８】
さらに、制御ユニット１０２は、受信あるいは入力した画像、もしくは生成した画像を、回折パターンに変換するのでも良い。すなわち、制御ユニット１０２は、受信あるいは入力した画像、もしくは生成した画像に基づいて、かかる画像を生成するために書換可能回折格子上に書き込むべき回折パターンを決定することができる。例えば、制御ユニット１０２は、受信あるいは入力した画像、もしくは生成した画像を公知の方法により処理することにより、書換可能回折格子上に書き込むべき回折パターンを生成することができる。
【００２９】
書込みビーム発生器１０４及び読取りビーム発生器１０６は、それぞれ、光ビームを生成するためのものである。書込みビーム発生器１０４及び読取りビーム発生器１０６は、それぞれ、たとえば、レーザ、発光ダイオード、アークランプ等のデバイスからなる。書込みビーム発生器１０４及び読取りビーム発生器１０６は、それぞれ、略単色の光ビームを生成することが好ましい。たとえば、書込みビーム発生器１０４及び読取りビーム発生器１０６を、それぞれ、レーザから構成すれば、書込みビーム発生器１０４及び読取りビーム発生器１０６は、それぞれ、単一の波長又は狭い波長範囲の光を主に出射する光源として機能する。書込みビーム発生器１０４又は読取りビーム発生器１０６として、アークランプ等の他の光源を用いる場合には、当該書込みビーム発生器１０４又は読取りビーム発生器１０６からの光の波長をフィルタリングして用いれば良い。
【００３０】
書換可能回折格子１１２には、書込みビーム発生器１０４からの書込みビームによって回折パターンが書き込まれ、読取りビーム発生器１０６からの読取りビームによって読み取られる。
【００３１】
次に、書換可能回折格子１１２について、図２Ａ〜図２Ｄを参照しながら説明する。図２Ａ〜図２Ｄは、書換可能回折格子１１２の書き込み及び消去の状態を概念的に示したものである。
【００３２】
図２Ａに示すように、書換可能回折格子１１２は２つの層２００、２０２を備えている。各層は、例えばポリマーのような結合剤内に不図示の複数のナノ微粒子が配置されて形成されている。ナノ微粒子の平均直径は１マイクロメートル以下である。より詳しくは、ナノ微粒子の平均直径は５〜５００ナノメートルの範囲にある。ナノ微粒子の平均直径は、１０〜５０ナノメートルの範囲にあることが好ましい。
【００３３】
次に、書換可能回折格子１１２の作成方法について説明する。
【００３４】
書換可能回折格子１１２が有する２つの層２００，２０２は、任意の適切な方法によって形成することができる。
【００３５】
例えば、溶剤又は分散剤の中に２つの層用のナノ微粒子を配置し、たとえば、密度、粒径、溶解性、構造等の特性に基づいて、層２００，２０２をそれぞれ自己組織化させる。自己組織化過程としては、たとえば、沈降過程又は溶剤分離過程がある。
【００３６】
もしくは、２つの層用のナノ微粒子をポリマーのような結合剤内に分散させ、層２００，２０２をそれぞれ自己組織化によって形成させても良い。適切な結合剤の例は、限定はしないが、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、及びポリスチレン等である。
【００３７】
もしくは、ナノ微粒子をケイ酸塩ガラス内に埋め込んで、各層２００，２０２を形成するのでも良い。この場合、前駆物質を高温にて石英ガラス内に拡散させることによって、ナノ微粒子をケイ酸塩ガラス内に埋め込むことができる。
【００３８】
もしくは、第１の層を形成し、その後、第１の層上に第２の層を塗布するのでも良い。第１の層では、対応する第１のナノ微粒子が溶剤、分散剤、又は結合剤内に配置されている。また、第２の層では、対応する第２のナノ微粒子が溶剤、分散剤、又は結合剤内に配置されている。ここで、層２００を第１の層として形成し層２０２を第２の層として形成しても良く、あるいは逆に、層２０２を第１の層として形成し層２００を第２の層として形成しても良い。
【００３９】
ここで、第１の層は、基板上に塗布する、他の方法で基板上に堆積する等、任意の方法で基板上に形成することができる。書換可能回折格子１１２はこの基板を備えていてもよい。あるいは、書換可能回折格子１１２作成後に、基板を書換可能回折格子１１２から取り外しても良い。
【００４０】
上記いずれの方法でも、層２００、２０２内のナノ微粒子の量、及び、層２００、２０２の厚みを調整することにより、層２００内のナノ微粒子と層２０２内のナノ微粒子とが近接もしくは接触した状態となるように、層２００，２０２を作成することができる。すなわち、層２００内のナノ微粒子と層２０２内のナノ微粒子とが、層２０２内に配置されたナノ微粒子が層２００内に配置されたナノ微粒子から電子または電荷担体２０４を受け取ることができる程度に近接、もしくは、接触した状態となる。
【００４１】
また、層２００，２０２をアニーリングして、層間で材料を或る程度拡散させても良い。アニーリングをすることにより、層２００，２０２間の界面をぼかすことができる。層間の拡散は、層間の表面積又は接触を増やし、書換可能回折格子１１２の機能を促進することができる。層２００内のナノ微粒子と層２０２内のナノ微粒子とを、より近接もしくは接触しやすくすることができるからである。
【００４２】
一例では、ナノ微粒子は半導体材料で形成されている。この半導体材料は、比較的広いバンドギャップを有し、想定される動作温度において電荷担体が熱によって伝導帯に昇位することがないことが好ましい。たとえば、このバンドギャップは少なくとも約３．５ｅＶである。適切な材料としては、限定はしないが、例えば、シリカ、二酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化アルミニウム−シリコン、炭化シリコン、及び立方晶相酸化ジルコニウムである。
【００４３】
ナノ微粒子は、例えば、粒子沈殿、ミリング、及びゾル−ゲル沈殿を含む任意の適切な方法を用いて形成することができる。
【００４４】
ナノ微粒子を形成する特に有用な方法は、水、イソプロパノール、又はそれらの組み合わせからなる流体中で所望の材料に対して超音波誘起キャビテーション（たとえば、音波破砕）を行うことである。ここで、流体の粘度及び蒸気圧、並びに超音波周波数が、粒径に影響する。超音波誘起キャビテーションにより、所望の材料が破壊されてナノ微粒子になるのが助長される。
【００４５】
例えば、２０ｋＨｚ超音波ホーンを、シリカ粒子を含む水性分散液内に配置する。ここで、元の粉末は、例えば、３５０メッシュパウダーであり、その粒径は概ね数マイクロメートルである。超音波ホーンを或る長さの時間（たとえば、２〜５時間、又はそれ以上）にわたって動作させる。
【００４６】
以下に、具体例を示す。
【００４７】
約２００ｍＬの脱イオン水が入っているビーカに、約１〜３グラムの３５０メッシュシリカ粒子を入れ、分散液を作成する。ここで、４００ワットのブランソン超音波ソニファイア（Branson ultrasonifier（商品名））を用いる。このブランソン超音波ソニファイアは、１／２インチソニケータプローブと先端とを備えている。ブランソン超音波ソニファイアの先端をビーカの中に入れ、電力設定を８０％に設定する。０．１秒のパルス周波数、及び５０％のデューティサイクルを設定する。そして、分散液を少なくとも３時間にわたって音波破砕する。最初はくすんだ白色であった分散液が、音波破砕の終了時には濃い灰色に変わる。走査型電子顕微鏡によって測定した平均粒径は約１００〜１５０ナノメートルである。その分散液を、３５００ｒｐｍで、１時間にわたって遠心分離する。その上澄みを注意深く移し、残りの固形物を収集し、余分な水を加熱乾燥させる。その後、固形物を、少なくとも３時間にわたって、少なくとも９００℃の温度において焼成する。このステップ後には、平均粒径は約５０〜８０ナノメートルとなる。なお、粒径は、少なくとも或る程度、音波破砕パルスの周波数、音波破砕の長さ、及び音波破砕後の焼成の温度に依存する。
【００４８】
特定の理論に限定されることは望ましくはないが、超音波ホーンが流体内においてバブルを生成しこのバブルがシリカ粒子の直ぐ近くで急激に割れて破裂すると考えられる。ただし、ナノ微粒子が生成するメカニズムを説明する理論としては他の理論もありうる。ナノ微粒子の最終的な粒径は、多くの場合、バブルサイズに依存する。そして、バブルサイズは、少なくとも或る程度、流体の粘度及び蒸気圧、並びに音波破砕の周波数及び音波破砕が行われる時間の長さに依存する。材料の硬さもナノ微粒子の粒径に影響を及ぼしうる。
【００４９】
ナノ微粒子には、１つ又は複数のドーピングエージェントをドープしても良い。ドーピングエージェントは、粒子の音波破砕前、音波破砕中、又は音波破砕後に添加することができる。一例では、ドーピングエージェントはナノ微粒子の表面を少なくとも部分的に覆う。あるいは、ドーピングエージェントはナノ微粒子が有する細孔に配置されるのでも良い。たとえば、酸化アルミニウム−シリコンは多孔性であり、ゲストイオン（すなわち、ドーピングエージェント）を受け入れることができる細孔が形成されている。
【００５０】
ナノ微粒子を、より高い温度でアニーリングして、ドーピングエージェントがナノ微粒子の表面からナノ微粒子の内部へさらに拡散するようにしても良い。
【００５１】
アニーリングの代わりに、又はアニーリングに加えて、音波破砕前又は音波破砕中にドーピングエージェントを添加しても良い。この場合には、超音波誘起キャビテーションによってナノ微粒子の内部にドーピングエージェントが注入される。
【００５２】
ドーピングエージェントによりナノ微粒子のバンドギャップを変更することができる。またドーピングエージェントは、また、ドーピングエージェントの価電子状態が変化するのに応じてナノ微粒子の光吸収特性を変化させることができる。適切なドーピングエージェントとしては、限定はしないが、例えば、鉄、クロム、マンガン、バナジウム、銅、ニオブ、銀、金、ユーロピウム、サマリウム、ネオジム、及び他の材料が挙げられる。
【００５３】
ドーピングエージェントの量は、ナノ微粒子の量の０．１〜５０モル％の範囲であり、好ましくは、１〜２５モル％の範囲である。例えば、ドーピングエージェントの量を、ナノ微粒子の量の１０〜１５モル％の範囲とすることができる。
【００５４】
第１の層２００内のナノ微粒子と第２の層２０２内のナノ微粒子とは、書込みビーム及び読取りビームに対して、互いに異なる応答をするという点で、互いに異なっている。第１の層２００内のナノ微粒子と第２の層２０２内のナノ微粒子とは、例えば、粒径、半導体材料、ドーピングエージェントの種類、及びドーピングエージェントの濃度に関して、互いに異なっている。
【００５５】
一例では、第１の層２００内のナノ微粒子と第２の層２０２内のナノ微粒子とは、互いに同一の半導体材料から形成されているものの、互いに異なるドーピングエージェントがドープされている。例えば、一方のナノ微粒子はドーピングエージェントとして鉄を含み、他方のナノ微粒子はクロムを含んでいる。
【００５６】
第１の層２００のナノ微粒子は書込みビームからの光を吸収することができる。すなわち、第１の層２００のナノ微粒子のバンドギャップは、書込みビームのエネルギーよりも小さい。
【００５７】
たとえば、書込みビームが、周波数を２倍にして５３２ｎｍにしたＮｄ：ＹＡＧレーザである場合には、２．３ｅＶ（電子ボルト）のエネルギーを有する光子を出射する。一方、鉄ドープシリカナノ微粒子は、約６モル％のドーピングで２．３ｅＶ未満のバンドギャップを有するので、書込みビームを吸収することができる。光が吸収されると、電子又は他の電荷担体２０４が生成される。このようにして第１の層２００内のナノ微粒子で生成された電子又は他の電荷担体２０４は、図２Ｂに示すように、トンネル効果もしくは他の方法で、直ぐ近くに位置した第２の層２０２内のナノ微粒子へ移動することができるだけの十分大きなエネルギーを有している。
【００５８】
第２の層２０２のナノ微粒子が電子又は他の電荷担体２０４を受け取ると、図２Ｃに示されるように、そのナノ微粒子２０６の読取りビームに対する吸光度又は散乱度が変化する。たとえば、第２の層２０２のナノ微粒子は、電子又は他の電荷担体２０４を受け取ると、読取りビームに対する吸光度又は散乱度が大きくなる。吸光度又は散乱度が大きくなると、読取りビームに対する不透過性が増す。逆に、第２の層２０２のナノ微粒子は、電子又は他の電荷担体２０４を受け取ると、読取りビームに対する吸光度又は散乱度が小さくなるように構成してもよい。吸光度又は散乱度が小さくなると、読取りビームに対する透過性が増す。なお、第２の層２０２のナノ微粒子の読取りビームに対する相互作用の変化のしかた、すなわち、吸光度又は散乱度が大きくなるか小さくなるか、及びその程度は、第２の層２０２のナノ微粒子を構成する材料や、さらに、ドーピングエージェントがドープされている場合にはドーピングエージェントの材料等により、定まる。
【００５９】
ナノ微粒子に金属イオンがドープされている場合には、第１の層２００から電子を受け取ると、金属イオンがより低い価電子状態（たとえば、０価電子状態）に入り、読取りビームに対する不透過性を増す。そのようなドーピングエージェントの例としては、限定はしないが、例えば、ナトリウム、カリウム、及び水素のような一価イオン、カルシウム及びマグネシウムのような二価イオン、並びに鉄及びクロムのような多価イオンを挙げることができる。
【００６０】
第１の層２００のナノ微粒子は読取りビームに対しては実質的に透過性を有していることが好ましい。一例では、読取りビームは、書込みビームよりも長い波長、すなわち、低いエネルギーを有している。たとえば、第１の層２００のナノ微粒子を半導体で形成している場合には、読取りビーム内の光子のエネルギーを第１の層２００内のナノ微粒子のバンドギャップよりも小さく設定することにより、第１の層のナノ微粒子２０１による読取りビームの吸収若しくは散乱を、防ぐか、又は低減することができる。たとえば、書込みビームの波長を５３２ｎｍとし、読取りビームの波長を６３３ｎｍとすれば良い。
【００６１】
続いて、ディスプレイ１００の各構成要素についてさらに説明する。
【００６２】
書込みビーム１０４は、ラスタ化されるか、走査されるか、又は他の方法で、書換可能回折格子１１２上を動き、このように書換可能回折格子１１２上を動いている間にオン及びオフに切り替えられて、書換可能回折格子１１２上に所望の回折パターンを書き込む。
【００６３】
画像を変更することができる速度は、ラスタ化速度又は走査速度によって制限される。一例では、書込みビームにより、１秒以内、好ましくは１００マイクロ秒以内、例えば１０〜１００マイクロ秒の範囲内で、書換可能回折格子の全体に書込みを行う。
【００６４】
複数の書込みビーム発生器を用いて、書換可能回折格子の互いに異なる複数の部分に同時に書込みを行うようにしても良い。
【００６５】
あるいは、画像を静止させるか、あるいは、１秒よりも長い時間スケールでゆっくり変化させてもよい。
【００６６】
書込みビームの細さはディスプレイ全体の解像度に影響を与える。ただし、他の要因が解像度を制限することもありうる。例えば、書込みビームの好ましいサイズは、６００ナノメートル、もしくは、回折限界よりも大きく読取りビームの波長以下である任意の値である。
【００６７】
一方、読取りビームの好ましいサイズは回折パターン全体のサイズである。ここで、回折格子のサイズとしては、たとえば、５０〜１００平方ミリメートルである。
【００６８】
任意の技法を用いて回折格子上の各点において書込みビームをオン又はオフに切り替えることにより、回折パターンをピクセル化することができる。
【００６９】
制御ユニット１０２は、書込みビーム発生器１０４を以下のように制御する。すなわち、制御ユニット１０２は、書込みビームが書換可能回折格子１１２上を動かされるのに応じて、回折パターンを生成するための信号を書込みビーム発生器１０４に提供する。
【００７０】
本実施の形態では、ビーム導波器１１０を用いて、書込みビームを書換可能回折格子１１２上で動かすようにしている。すなわち、制御ユニット１０２がビーム導波器１１０を制御して、書込みビームを書換可能回折格子１１２上で動かす。ビーム導波器１１０は、図１Ａに示されるように、書込みビームを途中で捉え、書込みビームの向きを変更して、書換可能回折格子１１２の所望の部分に導く。
【００７１】
ビーム導波器１１０は、圧電結晶、又は１つ又は複数のマイクロミラーからなる微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス等を備え、任意の適切な方法にて、ビームの向きを変更する。例えば、ビーム導波器１１０が圧電結晶を備える場合には、圧電結晶に電圧を印加することにより、圧電結晶の屈折率を変更して書込みビームの向きを変更することができる。
【００７２】
もしくは、ビーム導波器１１０は、「液体レンズ」材料からなるレンズを備えていても良い。この場合には、レンズに電磁信号を印加することによって、レンズの光学特性を制御することができる。かかるレンズとしては、例えば、Philips社から市販されるＦＬＵＩＤＦＯＣＵＳ（商標）レンズを用いることができる。
【００７３】
ビーム導波器１１０は、また、プリズム又はレンズのような光学素子を備えていても良い。光学素子を、回転移動、平行移動、もしくは他の態様で動かすことにより、書き込みビームの向きを変更して、書込みビームを書換可能回折格子上において動かすことができる。
【００７４】
読取りビーム発生器１０６は、好ましくは、図１Ｂに示すように、書換可能回折格子１１２の大部分（好ましくは、全体）を照明して画像１１８を生成する。
【００７５】
例えば、読取りビーム発生器１０６は、複数の読取りビーム発生器を備え、複数の読取りビーム発生器が複数の読取りビームを生成し、この複数の読取りビームにより書換可能回折格子１１２全体を照明するようにしても良い。
【００７６】
ただし、書換可能回折格子１１２全体が読取りビームによって一度に照明されることが好ましい。回折パターンの各部分はその回折パターンによって生成される画像全体に影響を及ぼす可能性があるからである。書換可能回折格子１１２の一部だけを照明すると、画像の解像度が、低下する、もしくはなんらかの影響を受ける可能性がある。
【００７７】
読取りビーム発生器１０６は、書込みビーム発生器１０４が回折格子上に回折パターン全体を書き込んだ後にのみ、書換可能回折格子１１２を照明しても良い。もしくは、書込みビーム２２０が回折パターンの一部を書き込むのと同時に、読取りビームを回折格子１１２に照明しても良い。ここでも、読み取りビームは、書換可能回折格子１１２全体を照明する。ただし、読み取りビームは、書き込みビームより十分大きなビーム径で回折格子１１２上を動かすようにしてもよい。書き込みビームにより複数の回折パターンを逐次的に書き込み、この回折パターンを読取りビームで逐次的に照明すれば、動画像を生成することができる。この際、読み取りビームは、書換可能回折格子１１２全体を照明し続ける。ただし、読み取りビームは、書き込みビームより十分大きなビーム径で回折格子１１２上を動かすようにしてもよい。
【００７８】
図１Ｃに示すように、消去ビーム発生器１０８は、書換可能回折格子１１２を照明することにより、書込みビーム２２０に応答して第１の層２００から第２の層２０２に移送された電荷担体２０４を除去し、もって、回折パターンを消去する。この結果、図２Ｄに示す未書込みの書換可能回折格子が再生される。
【００７９】
たとえば、消去ビームとして紫外光源を用いれば、電子を第２の層２０２の伝導帯内へ移動させることができる。第２の層２０２を接地すれば、伝導帯内に移動した電子を排出することができる。
【００８０】
なお、消去ビーム発生器１０８は書換可能回折格子１１２の全体を同時に照明することが好ましい。ただし、消去ビームは回折格子を部分毎に逐次的に照明してもよい。動画像を生成する際には、複数の回折パターンを書き込みビームにより逐次的に書き込み、読取りビームで逐次的に照明し、消去ビームにて逐次的に照明する。ここでも、消去ビームは、回折格子を部分毎に逐次的に照明してもよいし、所定のタイミング毎に全体を照明して全体を一度に消去するようにしても良い。
【００８１】
なお、書込みビームによって書き込まれた回折パターンが迅速に消滅し自然に消去する場合には、消去ビーム発生器１０８は設けなくて良い。例えば、書込みビームによって書き込まれた回折パターンが、１０ミリ秒〜１秒の範囲内、好ましくは１０〜１００ミリ秒の範囲内の時定数で消滅する場合である。１つの消滅周期（好ましくは、２つ以上の消滅周期）が終了してから、書換可能回折格子上に次のパターンを書き込めば良い。
【００８２】
次にディスプレイ１００の画像生成動作の一例を説明する。
【００８３】
まず、１つの画像が制御ユニット１０２に与えられるか、又は制御ユニット１０２によって生成される。制御ユニット１０２は、その後、その画像を回折パターンに変換する。制御ユニット１０２は、書込みビーム発生器１０４及びビーム導波器１１０を制御して、書込みビーム２２０を書換可能回折格子上で動かしつつ書換可能回折格子１１２に回折パターンを書き込む。書換可能回折格子１１２が読取りビーム発生器１０６によって照明され、観察者が視認することができる画像が生成される。その後、書換可能回折格子１１２の回折パターンは、消去ビーム発生器１０８により照明されることによって、又は回折パターン自体が消滅することによって、消去される。その結果、新たな画像を書き込み、投影できるようになる。こうして、このシステムは、ホログラフィック動画像を生成することができる。
【００８４】
ディスプレイ１００は、様々な態様で使用することができる。例えば、ディスプレイ１００は、ホログラフィック動画像を生成することができる。ディスプレイ１００は、有線接続を介して、又は無線情報源から、信号（たとえば、テレビ信号のような放送信号）を受信することができる。ディスプレイ１００は、ディスプレイ１００に対して画像情報を提供するコンピュータ又は他の機械からなるデバイスに取り付けることもできる。また、ディスプレイ１００は、テレビ、コンピュータモニタ、広告ディスプレイ、（たとえば、自動車又は航空機のような乗り物において用いられる）ヘッドアップディスプレイ、又は装飾用展示物として用いることもできる。ディスプレイ１００を、携帯可能な程度の大きさにしても良い。
【００８５】
さらに、ディスプレイ１００を用いて静止画像を生成することもできる。静止画像を、規則的又は不規則な時間間隔で変化させても良い。たとえば、ディスプレイ１００により製品の広告を行う場合、ディスプレイ１００に表示される広告を、定期的に変更したり、又は永久若しくは半永久的に静止したままにしても良い。
【００８６】
ビーム導波器１１０は設けなくてもよい。書込みビーム発生器１０４自体を動かすといった機械的な方法も含め、任意の方法を用いて、書込みビームをラスタ化したり、走査したり、又は他の方法で動かすことができる。
【００８７】
さらに、書換可能回折格子１１２を、２つの層２００，２０２で構成する代わりに、単一の層からなる単層構造にしても良い。この単一の層は、回折パターンの書込み及び読取りを行うために用いられる両方のタイプのナノ微粒子を含んでいる。単一の層には、これら両方のタイプのナノ微粒子が、ランダムに、又は組織的な整然とした配列状態で配置される。
【００８８】
制御ユニット１０２は、ビーム導波器１１０、読取りビーム発生器１０６、及び消去ビーム発生器１０８には接続されていなくても良い。ビーム導波器１１０、読取りビーム発生器１０６、及び消去ビーム発生器１０８は、制御ユニット１０２とは別に設けられた制御装置によって制御しても良く、あるいは、ビーム導波器１１０、読取りビーム発生器１０６、及び消去ビーム発生器１０８のそれぞれ自体に内臓された制御装置によって制御されていても良い。制御ユニット１０２は、少なくとも書込みビーム発生器１０４に接続され、書込みビーム発生器１０４を回折パターンに基づいて制御できれば良い。
ディスプレイ１００は、少なくとも書込みビーム発生器１０４と読取りビーム発生器１０６と書換可能回折格子１１２とを備えていれば良い。書込みビーム発生器１０４と読取りビーム発生器１０６とは、それぞれ、内臓されている制御装置によって制御されれば良い。
【００８９】
書換可能回折格子１１２の代わりに、例えば、米国特許第６、６６７、５７２号に記載された書換可能回折格子を用いても良い。
（第２の実施の形態）
【００９０】
次に、多色画像を形成可能な第２の実施の形態について図３を参照して説明する。
【００９１】
第２の実施の形態によるディスプレイ３００は、図３に示すように、３つのホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃを備えている。ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃは、それぞれ異なる色の光の読取りビームを用いる。たとえば、ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃは、それぞれ、赤色の読取りビーム、青色の読取りビーム、及び緑色の読取りビームを用いる。これらのユニットからの画像は、重ね合わせることができる。赤色ユニット、青色ユニット及び緑色ユニットからの画像を重ね合わせることによって、フルカラー画像を生成することができる。
【００９２】
ホログラフィック投影ユニット３２０ａは、書込みビーム発生器３０４ａと、読取りビーム発生器３０６ａと、消去ビーム発生器３０８ａと、ビーム導波器３１０ａと、書換可能回折格子３１２ａとを備えている。ホログラフィック投影ユニット３２０ｂは、書込みビーム発生器３０４ｂと、読取りビーム発生器３０６ｂと、消去ビーム発生器３０８ｂと、ビーム導波器３１０ｂと、書換可能回折格子３１２ｂとを備えている。ホログラフィック投影ユニット３２０ｃは、書込みビーム発生器３０４ｃと、読取りビーム発生器３０６ｃと、消去ビーム発生器３０８ｃと、ビーム導波器３１０ｃと、書換可能回折格子３１２ｃとを備えている。このように、ディスプレイ３００は、別個の書込みビーム発生器３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃと、別個の読取りビーム発生器３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃと、別個の消去ビーム発生器３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃと、別個のビーム導波器３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃと、別個の書換可能回折格子３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃとを備えている。書込みビーム発生器３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃは、第１の実施形態における書込みビーム発生器１０４と同一または類似の構成を有している。読取りビーム発生器３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃは、第１の実施形態における読取りビーム発生器１０６と同一または類似の構成を有している。消去ビーム発生器３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃは、第１の実施形態における消去ビーム発生器１０８と同一または類似の構成を有している。ビーム導波器３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃは、第１の実施形態におけるビーム導波器１１０と同一または類似の構成を有している。書換可能回折格子３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは、第１の実施形態における書換可能回折格子１１２と同一または類似の構成を有している。各ホログラフィック投影ユニットにおいて用いられる書込みビーム及び読取りビームの周波数は、所望の画像を生成するために用いる読取りビームの光の波長に基づいて選択することができる。
【００９３】
なお、消去ビーム発生器３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃは備えなくても良い。
【００９４】
図３に示すように、ホログラフィック投影ユニット３２０ａは制御ユニット３０２ａを備えている。ホログラフィック投影ユニット３２０ｂは、制御ユニット３０２ｂを備えている。ホログラフィック投影ユニット３２０ｃは制御ユニット３０２ｃを備えている。各制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、対応するホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ内の他の構成要素（たとえば、ビーム発生器及びビーム導波器）を制御する。
【００９５】
各制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、形成しようとするフルカラー画像の色成分画像を受信、入力、もしくは、生成し、かかる色成分画像に対応する回折パターンを決定する。各制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、得られた回折パターンに基づいて、対応する書込みビーム発生器３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを制御し、当該回折パターンを、対応する書換可能回折格子３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ上に書き込む。
【００９６】
なお、各回折パターンを決定するにあたって、制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃのうちの１つ又は複数は、必要に応じて、対応するホログラフィック投影ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃの、他のホログラフィック投影ユニットに対する角度方向及び／又は平行移動方向における変位量を考慮する。
【００９７】
ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃは、回折パターンがそれぞれの読取りビームによって同時に照明されるように、互いに同期していることが好ましい。同期していない場合には、合成画像の色がちらついて見える可能性がある。
【００９８】
フルカラーの動画像を生成するためには、各制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、形成しようとするフルカラー動画像を構成する複数のフルカラー画像のそれぞれに関する色成分画像を受信、入力、もしくは、生成し、かかる色成分画像に対応する回折パターンを決定する。各制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、こうして得られた複数の回折パターンに基づいて、対応する書込みビーム発生器３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを制御して、複数の回折パターンを、対応する書換可能回折格子３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ上に逐次的に書き込む。対応する読取りビーム発生器３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃが、対応するこれら複数の回折パターンを逐次的に読み出すことにより、動画像を生成することができる。
【００９９】
また、制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、対応する色のレベルを手動または自動で調整する調整手段を備えていても良い。
【０１００】
また、制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、作成しようとする画像の、他の画像に対する位置合わせを、手動または自動で調整する調整手段を備えていても良い。
【０１０１】
以上詳細に説明したように、本発明の第２の実施の形態によるディスプレイ３００では、３つの色（赤色、青色、及び緑色）毎の別個のユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃが、第１の実施の形態によるディスプレイ１００の構成要素をそれぞれ備えている。よって、ディスプレイ１００による作用効果に加えて、これらの３つの色ユニットによってそれぞれ生成される画像を重ね合わせて、フルカラー画像を生成することができる。
【０１０２】
第２の実施の形態においては、別個の制御ユニット３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを用いて、各ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０内の他の構成要素（たとえば、ビーム発生器及びビーム導波器）を制御するように構成されていた。しかしながら、別個の制御ユニットを各ホログラフィック投影ユニットに設ける代わりに、単一の制御ユニットを全ホログラフィック投影ユニットに対して設け、全ホログラフィック投影ユニット内の構成要素（たとえば、ビーム発生器及びビーム導波器）を単一の制御ユニットにて制御するように構成してもよい。ここで、単一の制御ユニットは、ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃのうちの１つ以上の色のレベルを手動または自動で調整する調整手段を備えていても良い。また、単一の制御ユニットは、ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃで作成しようとする画像のうちの１つ以上の画像の、他の画像に対する位置合わせを、手動または自動で調整する調整手段を備えていても良い。
【０１０３】
第２の実施の形態におけるディスプレイ３００では、ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃは、赤色、青色、及び緑色の３つの色の読み出しビームを用いていた。しかしながら、ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃは、他の任意の組み合わせの３つの色の読み出しビームを用いても良い。任意の多色画像を生成することができる。
【０１０４】
第２の実施の形態におけるディスプレイ３００は、３つのホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃを備えていた。しかしながら、ディスプレイは、４つ以上、もしくは、２つの投影ユニットを備えていても良い。複数のホログラフィック投影ユニットが、それぞれ、異なる色の光の読取りビームを用いていれば、各ホログラフィック投影ユニットで生成される画像を重ね合わせることにより、多色画像を生成することができる。
【０１０５】
第２の実施の形態では、３つのホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃが、互いに異なる色の光の読取りビームを用いて多色画像を生成していた。しかしながら、ホログラフィック投影ユニット３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃは、同一の色の光の読取りビームを用いても良い。書換可能回折格子３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃに互いに異なる任意の回折パターンを書き込めば、互いに異なる３つの画像を生成することができる。これら３つの画像を重ね合わせることにより、任意のモノクロ画像を生成することができる。
【０１０６】
尚、本発明の書換可能回折格子、ホログラフィックディスプレイ、ホログラフィック画像を形成する方法、及び書換可能回折格子を作成する方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態によるディスプレイの概略的な平面図であり、書込みビームによって書換可能回折格子を照明している状態を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａのディスプレイにおいて、読取りビームによって書換可能回折格子を照明している状態を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａのディスプレイにおいて、消去ビームによって書換可能回折格子を照明している状態を示す図である。
【図２Ａ】図１Ａのディスプレイに備えられた書換可能回折格子の概略的な断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの書換可能格子に回折パターンを書き込む段階の状態を説明する概略的な断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの書換可能格子に回折パターンが書き込まれ読みとられる段階の状態を説明する概略的な断面図である。
【図２Ｄ】図２Ａの書換可能格子上に書き込まれた回折パターンが消去された段階の状態を説明する概略的な断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による、複数のホログラフィック投影ユニットを有するディスプレイの概略的な平面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１１２  書換可能回折格子
２００  第１の層
２０２  第２の層
１００  ディスプレイ  
１０２  制御ユニット  
１０４  書込みビーム発生器
１０６  読取りビーム発生器
１０８  消去ビーム発生器
１１０  ビーム導波器
【図１Ａ】
2008052274.tif 000003
【図１Ｂ】
2008052274.tif 000004
【図１Ｃ】
2008052274.tif 000005
【図２Ａ】
2008052274.tif 000006
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
2008052274.tif 000010