(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラムの記録情報を再生して立体の空間像を生成するホログラムディスプレイにおいて、
ホログラムと、このホログラムに斜め方向から照射を行う再生照光の光源との間に設け、電極画素をホログラムの各記録画素に位置合わせするように配設した液晶素子と、
前記ホログラムと前記液晶素子との間に設けた透明導光体と、
前記液晶素子の電極画素を前記ホログラムの記録画素に合せたパターンの動作モードに設定すると共に、前記液晶素子をシャッタ制御して再生照光を選択的にホログラムに照射させる制御手段とを備え、
ホログラムの再生光によって立体像を生成する構成としたことを特徴とするホログラムディスプレイ。
【請求項２】
ホログラムの記録情報を再生して立体の空間像を生成するホログラムディスプレイにおいて、
ホログラムと、このホログラムに斜め方向から照射を行う再生照光の光源との間に設け、電極画素をホログラムの各記録画素に位置合わせするように配設した液晶素子と、
前記ホログラムと前記液晶素子との間に設けた透明導光体と、
前記液晶素子の電極画素を前記ホログラムの記録画素に合せたパターンの動作モードに設定すると共に、前記液晶素子を光路変調制御して再生照光を選択的にホログラムに照射させる制御手段とを備え、
ホログラムの再生光によって立体像を生成する構成としたことを特徴とするホログラムディスプレイ。
【請求項３】
前記透明導光体は、前記ホログラムと前記液晶素子とに対向する面を除く外面を黒色塗装したことを特徴とする請求項１または２に記載のホログラムディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホログラムに記録された情報を再生して立体の空間像を生成するホログラムディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
広く知られている通り、偏光メガネを使用して立体像を見る立体ディスプレイがある。
例えば、液晶ディスプレイによって互いに偏光方向を変えた２つの映像をスクリ−ンに表示させ、その映像を偏光メガネを使用して見ることによって立体像を観察するものがある。
【０００３】
また、偏光メガネを使用しないで立体像が観察できる立体ディスプレイも既に知られている。
この直視式の立体ディスプレイの一例としては、２台の液晶プロジェクタを使用して左目用と右目用の映像をスクリ−ンに投映させるものがある。
【０００４】
すなわち、拡散板をサンドイッチしたレンチキュラスクリ−ンに左目用と右目用の映像を投映し、この映像を直視して立体像を観察する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
メガネ式の立体ディスプレイは、左目と右目とで偏光方向を変えた偏光メガネを使用しなければならないために実用的には好ましくない。
【０００６】
上記した直視式の立体ディスプレイは、２台の液晶プロジェクタが必要となる他に、レンチキュラスクリ−ンの製作が容易ではないこと、また、ディスプレイの低廉化に適さないことなどの問題がある。
【０００７】
本発明は上記した実情にかんがみ、構成簡単にして立体感のある映像を観察することができる直視式のホログラムディスプレイを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、ホログラムの記録情報を再生して立体の空間像を生成するホログラムディスプレイにおいて、ホログラムと、このホログラムに斜め方向から照射を行う再生照光の光源との間に設け、電極画素をホログラムの各記録画素に位置合わせするように配設した液晶素子と、前記ホログラムと前記液晶素子との間に設けた透明導光体と、前記液晶素子の電極画素を前記ホログラムの記録画素に合せたパターンの動作モードに設定すると共に、前記液晶素子をシャッタ制御して再生照光を選択的にホログラムに照射させる制御手段とを備え、ホログラムの再生光によって立体像を生成する構成としたことを特徴とするホログラムディスプレイを提案する。
また、上記した発明の制御手段については、液晶素子を光路変調制御して再生照光を選択的にホログラムに照射させる構成とすることができ、さらに、上記した発明の透明導光体は、前記ホログラムと前記液晶素子とに対向する面を除く外面を黒色塗装した構成とすることができる。
【０００９】
【作用】
ホログラムは、物体から反射される物体光と、参照光との干渉によって干渉縞として情報記録されているから、参照光と同じ光をホログラムに照射させれば、干渉縞として記録されている一種の回折格子から回折光が発生し、この回折光が再生光として立体の空間像を生成する。
【００１０】
したがって、液晶素子の電極画素をホログラムの記録画素に合せたパタ−ンの動作モ−ドに設定すると共に、液晶素子をシャッタ制御または、光路変調制御すれば、ホログラムの各記録画素に再生照光が投光される。
これより、ホログラムの情報記録によって発生する回折光によって空間像が生成され、立体像として直視することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１はホログラムディスプレイを示す簡略的な構成図であり、１１はホログラム、１２は透明導光体、１３は液晶素子を示す。
【００１２】
ホログラム１１は、感光材料に物体像を干渉縞として記録させた透過型のホログラム写真として形成してある。
【００１３】
透明導光体１２は、再生照光ＬＯをホログラム１１に導く透明体であり、再生照光ＬＯの入射面部１２ａと、ホログラム１１との対接面部１２ｂとを除く外面を黒色塗装面としてある。
【００１４】
この透明導光体１２は、その一面にホログラム１１を貼り付け、再生照光ＬＯを所定の角度から照射させるエッジリットホログラムを構成するものである。
【００１５】
すなわち、再生照光ＬＯを大きな角度θでホログラム１１に照射させるように、透明導光体１２のエッジ（入射面部１２ａ）から再生照光ＬＯを入射させる構成としてある。
ホログラム１１は、参照光を角度θで入射させ、物体光をホログラム１１に対して直角に入射させて情報記録したものとなっている。
なお、物体光の入射角度を変えることによって立体像の視認方向（回折光の出射方向）を任意に設定することも可能である。
【００１６】
このようにエッジリッドホログラム構成とすることにより、ホログラム１１と再生光源の位置が決め易く、また、装置自体が薄くなってコンパクトとなる。
【００１７】
さらに、再生に寄与しない再生照光ＬＯが透明導光体１２の内部に閉じ込められ外部にはもれないし、また、再生角度θが大きいので、再生照光ＬＯ以外の外光入射による再生を防ぐことができる。
【００１８】
液晶素子１３は、その電極画素をホログラム１１の各記録画素に位置合わせするように配設してある。
例えば、ホログラム１１と液晶素子１３に位置合わせのためのマ−キングを予め設けておき、装置を組立てるときにこれらマ−キングを合わせ、ホログラム１１の記録画素と液晶素子１３の電極画素とを相対的に位置合わせする。
【００１９】
なお、高精度の位置合わせを必要とする場合は、再生照光ＬＯを照射してホログラム１１から再生光を出力させ、その再生光の像を実際に見ながら微調整することができる。
【００２０】
また、このように構成したホログラムディスプレイは、ホログラム１１に記録させた多数の画像を選択的に表示させる構成としてある。
【００２１】
図２は、セグメントタイプの電極を備える液晶素子１３を使用する場合のホログラム１１の記録画像と液晶素子１３の電極画素との構成例１を示す。
この構成例では、表示させるホログラム１１の記録画像に合せて液晶素子１３の電極画素を動作させる。
【００２２】
例えば、記録画素１を表示させるときには、電極画素１を動作モードとし、液晶素子１３をシャッタ制御する。
同様に記録画素２を表示させるときは電極画素２を動作モードとし、記録画素３を表示させるときには電極画素３を各々動作モードとしシャッタ制御する。
このようにして記録画素１、２、３を選択的に立体像として表示させることができる。
【００２３】
図３は、ドットマトリクスタイプの電極を備えた液晶素子１３を使用する場合のホログラム１１の記録画素と液晶素子１３の電極画素との構成例２を示す。
なお、「１、２、３、１、２、３、……」の数字は対応させて設けた記録画素と電極画素を示す。
【００２４】
この構成例の場合は、例えば、ホログラム１１の「１の系列」に記録された画像１を表示させるときは、液晶素子１３の「１の系列」の電極画素を動作モ−ドとしてシャッタ制御する。
同様に、「２の系列」に記録された画像２を表示させるときは「２の系列」の電極画素を、「３の系列」に記録された画像３を表示させるときは「３の系列」の電極画素を素子動作モ−ドとしてシャッタ制御する。
【００２５】
図４は、セグメントタイプの電極画素とドットマトリスクタイプの電極画素とを備えた液晶素子１３を使用する場合のホログラム１１の記録画像と液晶素子１３の電極画素との構成例３を示す。
【００２６】
上記のように、液晶素子１３の電極画素を制御回路によって選択的に動作モ−ドとしシャッタ制御することによって、電極画素を通った再生照光ＬＯがホログラム１１の記録画素に照射されるから、ホログラム１１に記録された画像が選択的に再生光ＰＯとして出力され、立体像が空間に生成される。
なお、ホログラム１１の非表示部は透明導光体１２の背面の黒色塗装面を観察することになる。
【００２７】
一方、ホログラム１１に記録画像の代わりに、広がりのある光束（例えば、点物体からの光）の情報を記録し、ドットマトリクス液晶素子１３と組み合わせれば、既存の電子ディスプレイと同様に表示させることができる。
【００２８】
このように構成したホログラムディスプレイでは、立体像の表示はできないが、液晶素子から到達する光をそのまま映し出すスクリ−ンの働き、すなわち、ホログラム１１の位置にあたかも発光点が存在するように表示させることができる。
【００２９】
また、このホログラムディスプレイと画像表示とを組み合わせればより多彩な表示が可能になる。
図５はこのように組み合わせてホログラムディスプレイを構成した他の実施形態を示す。
【００３０】
図示するように、この実施形態では、ホログラム１１の中程１１ａには広がりのある光束情報を記録し、また、その周囲には画像１、２、３を記録してある。
そして、液晶素子１３には、中程にドットマトリクス電極１３ａを、周囲にセグメント電極１、２、３を設けた電極画素が備えてある。
【００３１】
このように構成すれば、ドットマトリクス電極の制御下にホログラム１１に映し出される画像がホログラム１１の記録画素１、２、３の再生光によって縁取りされることから、立体感（奥行き感など）の画像として見ることができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、液晶素子１３は、偏光板によってシャッタ動作させるものでもよいが、光路変調タイプ（液晶層の屈折率変化により光路を切換えるタイプ）のものを備えれば、偏光板による光吸収損失がないから、より明るい立体像表示となる。
【００３３】
また、本発明は、液晶素子によって再生照光ＬＯをホログラム１１に照射させればよいので、必ずしも透明導光体１２を使用してエッジリットホログラムの構成とする必要がない。
【００３４】
【発明の効果】
上記した通り、本発明に係るホログラムディスプレイは、ホログラムと、このホログラムに斜め方向から照射を行う再生照光の光源との間に設け、電極画素をホログラムの各記録画素に位置合わせするように配設した液晶素子と、前記ホログラムと前記液晶素子との間に設けた透明導光体とを備え、液晶素子をシャッタ制御して立体像を生成する構成としたので、立体像が直視できるディスプレイとして構成が簡単となる他、ローコスト化に適するホログラムディスプレイとなる。
また、液晶素子を光路変調制御する制御手段を設ければ、偏向板による光吸収損失がないから、より明るい立体像表示となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として示したホログラムディスプレイの簡略的な構成図である。
【図２】セグメント電極を備えた液晶素子を使用する場合のホログラム記録画素とセグメント電極画素の構成例を示す図である。
【図３】ドットマトリクス電極を備える液晶素子を使用する場合のホログラム記録画素とドットマトリクス電極画素の構成例を示す図である。
【図４】セグメント電極とドットマトリクス電極とを備える液晶素子を使用する場合のホログラム記録画素と液晶素子の電極画素の構成例を示す図である。
【図５】他の実施形態を示すホログラム記録画素と液晶素子の電極画素を示す図である。
【符号の説明】
１１  ホログラム
１２  透明導光体
１３  液晶素子
ＬＯ  再生照光
ＰＯ  再生光
【図１】
0004793711.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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