(57)【要約】  ホログラフィック画像処理システムは、電気アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）と、光アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）とを含む。読み出し光は前記ＯＡＳＬＭを照射するように構成され、コントローラは、陽及び陰の両サブ像で前記ＥＡＳＬＭをアドレス指定し、また前記陽及び陰の両サブ像を前記ＯＡＳＬＭに送る。前記コントローラは、さらに、作動電圧によって前記ＯＡＳＬＭをアドレス指定するように構成され、前記読み出し光は、前記陽及び陰のサブ像からの回折パターンから成るホログラフィック像を生成する。【選択図】図３
2010529482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）と、
光アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）と、
前記ＯＡＳＬＭを照射するように構成された読み出し光と、
コントローラとを含み、
該コントローラは、陽及び陰の両サブ像で前記ＥＡＳＬＭのアドレスを指定し、前記陽及び陰のサブ像を前記ＯＡＳＬＭに送り、また作動電圧で前記ＯＡＳＬＭのアドレスを指定するように構成され、前記読み出し光は前記陽及び陰のサブ像からの回折パターンからなるホログラフィック像を生成する、ホログラフィック画像処理システム。
【請求項２】
前記ＯＡＳＬＭは、前記作動電圧が前記セグメントのいずれか一つに独立的に印加されるように複数のセグメントから成り、該セグメントのそれぞれは、個々にアドレス指定が可能に構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、さらに前記ＥＡＳＬＭから前記ＯＡＳＬＭの各セグメントに順次前記陽及び陰のサブ像を走査し、前記陽及び陰のサブ像から成る単一の画像を作り上げるように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、さらに、前記ＥＡＳＬＭに前記陽のサブ像が読み込まれている間にブランクパルスを適用するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、さらに、前記陰のサブ像が前記ＥＡＳＬＭに読み込まれているときに前記読み出し光の動作を停止するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
ホログラフィック画像処理システムのアドレス指定方法であって、
陽及び陰のサブ像の両方の連続を形成すべく電気アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）のアドレスを指定すること、
前記陽及び陰のサブ像を光アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）に書き込むこと、
前記陽サブ像から成る第１の回折パターンと前記陰像から成る第２の回折パターンを形成すべく前記ＯＡＳＬＭに前記サブ像を記憶すること、
前記第１及び第２の回折パターンからなる単一のホログラフィック像を生成すべく読み取り光で前記ＯＡＳＬＭを照射することを含む、アドレス指定方法。
【請求項７】
陽及び陰のサブ像の交互の連続として、複数のサブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記陽及び陰のサブ像の交互の書き込みの間に前記ＯＡＳＬＭにブランキングパルスを適用することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ＯＡＳＬＭは、配列された複数のセグメントから成り、前記ブランキングパルスは一度に１セグメントずつ、該セグメントのそれぞれに適用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＯＡＳＬＭは、陽及び陰の両サブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれている間に前記読み出し光で連続的に照射される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記陽及び陰のサブ像は前記ＯＡＳＬＭの個々のセグメントに像対として書き込まれ、前記方法は、さらに前記ＯＡＳＬＭの個々のセグメントに書き込まれる像対毎に単一のブランキングパルスを適用する、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記陰のサブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれている間、前記読み出し光の使用を停止することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
陽及び陰の両サブ像の連続を形成すべく電気アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）のアドレスを指定する手段であって前記陽及び陰のサブ像が前記ＥＡＳＬＭの直流平衡を提供するアドレス指定手段と、
前記陽及び陰のサブ像を光アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）に書き込むための手段と、
前記陽及び陰のサブ像から成る単一のホログラフィック像を生成するための手段とを含む画像処理装置。
【請求項１４】
一連の陰サブ像とは個別に、一連の陽サブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれる、請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
さらに、前記陽及び陰の一連のサブ像毎に、前記ＯＡＳＬＭに単一のブランキングパルスを適用する手段を含む、請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記ブランキングパルスは、前記陽又は陰の一連のサブ像を書き込むに先立って前記ＯＡＳＬＭに適用される、請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記ＯＡＳＬＭは、配列された複数のセグメントから成り、前記ブランキングパルスは同時に前記セグメントの全てに適用される、請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
さらに、前記陽及び陰の一連のサブ像を書き込んだ後、読み出し光で前記ＯＡＳＬＭを照射すること、及び
前記陽及び陰の連続するサブ像が書き込まれている間に前記読み出し光の使用を停止することを含む、請求項１７に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記ＯＡＳＬＭは、前記ホログラフィック像を生成するために前記読み出し光で２度照射される、請求項１８に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
コンピュータが読み取り可能な媒体であって、記憶された命令を有し該命令が少なくとも１台の装置で実行されるとき、前記命令は、
陽及び陰の両サブ像の連続を形成すべく電気アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）のアドレスを指定すること、
前記陽及び陰のサブ像を光アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）に書き込むこと、
前記陽サブ像から成る第１の回折パターンと前記陰像から成る第２の回折パターンを形成すべく前記ＯＡＳＬＭに前記サブ像を記憶すること、及び
前記第１及び第２の回折パターンからなる単一のホログラフィック像を生成すべく読み取り光で前記ＯＡＳＬＭを照射することを可能とし、前記陽及び陰のサブ像が前記ＥＡＳＬＭの直流平衡を提供する、コンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項２１】
一連の陰サブ像とは個別に、一連の陽サブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれる、請求項２０に記載の前記コンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項２２】
前記ＯＡＳＬＭは配列された複数のセグメントから成り、前記命令は、さらに、前記陽及び陰のサブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれている間に、１度に１セグメントずつ、各セグメントにブランキングパルスを適用することを可能とする、請求項２１に記載の前記コンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項２３】
前記ブランキングパルスは前記陽又は陰のサブ像の書き込みに先立って適用される、請求項２２に記載の前記コンピュータが読み取り可能な媒体。
【請求項２４】
前記ＯＡＳＬＭは、陽及び陰の両サブ像が前記ＯＡＳＬＭに書き込まれている間に、前記読み出し光で連続的に照射される、請求項２１に記載の前記コンピュータが読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
単一フレーム又は一連のフレームとしてコンピュータ生成回折パターン又はホログラムを作り出すように構成される、空間光変調器を含むホログラフィック画像処理システムである。
【背景技術】
【０００２】
液晶による再コンフィギュレーションが可能な空間光変調器（ＳＬＭ）が、他のタイプの装置に基づくものと同様に、光ビームの制御や処理のために広く使用されている。回折モードでは、それらは三次元（３Ｄ）の結像のために使うことができる。３Ｄ結像は、さらに、米国特許第6,437,919号に記載されており、その明細書は参照により、ここに組み込まれている。
【０００３】
前記ＳＬＭは、入力波面の複素振幅を調整し（すなわち、その位相及び／又は振幅を変え）、それを所望の方法で伝搬させる。前記ＳＬＭは、一般的に、個々にアドレス指定される多数のピクセルから成る液晶パネルを含んでおり、前記ピクセル上に回折パターンすなわちコンピュータ合成ホログラム（ＣＧＨ）が書き込まれる。
【０００４】
ＣＧＨ３Ｄ表示システムは、前記ホログラムの電子コピーを生成し、及び／又は記憶するために、コンピュータを使うことができる。このホログラムは、次に、光源からの光を（透過又は反射で)調整するために切り換えられるＳＬＭ上で、再生され、そして、光源からの光は適当な再生光学素子を通過し、これにより観察者に見える三次元の像が提供される。
【０００５】
一枚のＥＡＳＬＭは、連続した複数の異なる像を作るためにアドレス指定を受けることができ、該像はセグメントがマトリクス状に配列されたＯＡＳＬＭ上に逐次作られ、該ＯＡＳＬＭは完全な表示を形成する。前記ＯＡＳＬＭ上に全てのコンポーネント像が書き込まれると、完全な像又はパターンは、例えばレーザ光によって前記ＯＡＳＬＭのマトリクス全体を照射することにより、観察者に表示される。このシステムは、Active TilingTMと称されており、米国特許第6,437,919号及び米国特許第6,654,156号で詳細に説明されており、それらの明細書は参照により、ここに組み込まれている。
【０００６】
前記ＳＬＭシステムは、液晶セルを形成するために２つの電極の支持壁間に配置された液晶材料の層を含む。前記液晶材料は、前記電極への電気波形の適用によって、切り換えられる。液晶材料の特性は、それらが長期の直流電圧の影響下で、悪化することである。前記ＳＬＭシステムは、前記液晶材料が実効零直流電圧値に維持されるように、また前記ＳＬＭシステムのアドレス指定のための駆動シーケンスが直流平衡をとるように、設定されている。実効零電圧は、数秒の妥当な時間にわたって維持されるかもしれない。
【０００７】
前記ＥＡＳＬＭは、スメクチック液晶材料の層を封入する２つの壁で形成された液晶セルを含む。透明電極構造は、一方の壁の行電極帯と、他方の壁の列電極帯として形成される。電極の交差はピクセルを決め、該ピクセルで、適切な行及び列の電極への電圧の印加により、前記液晶材料の光学的状態が切り換えられる。前記電極はディスプレイコントローラによって制御された駆動回路から電気信号を受ける。前記ＥＡＳＬＭは、集積回路背面板を使うかもしれない。直流平衡は、陽像を形成すべく前記ＳＬＭシステムがアドレス指定を受けた後、逆の、すなわち陰像を形成すべく前記ＳＬＭシステムをアドレス指定することにより、達成される。
【０００８】
ＯＡＳＬＭは、前記ＥＡＳＬＭに基本的に類似するが、一方の壁の電極と、強誘電性の液晶材料との間に位置する感光性材料の層を含む。前記電極は、電気的接触がセグメント毎で個別に行われるように、各セグメントに分割される。像は、複数のセグメント（場合によっては、セグメントの全て）に適用されるかもしれないが、電圧は、１つのセグメントで前記像のラッチ効果を得るために、その１つのセグメントに印加されるだけである。前記ＯＡＳＬＭは、前記電極への電圧の印加及び前記感光性材料の選択された部分への同時的な光の適用によってアドレス指定を受ける。この電圧の印加及び光の適用の組合せは、前記液晶材料の照射を受けた部分を切り換えるが、非照射部分は非切り換え状態に維持される。前記ＳＬＭシステムにより生成された表示は、前記感光層から遠く離れた前記ＯＡＳＬＭの側から見ることができる。
【０００９】
直流平衡を提供するために使用することができる駆動シーケンスは、またF. Perennes & W. A. Crosslandによる「強誘電性液晶の光学的空間光変調器性能の最適化」、Optical Engineering ３６（８）第２２９４−２３０１頁、（１９９７年８月)及びApplied Optics、第３１巻、No.３２、第６８５９−６８６８頁、１９９２年１１月１０日発行）に記載されている。空間光変調器の動作理論は、１９９５年マルセルデッカー社によって出版され、U. Efronによって編集された「空間光変調器テクノロジー、材料、機器及び応用」に記載されている。
【００１０】
上記したＳＬＭシステムでは、光のパターンが前記ＥＡＳＬＭを透過し又は反射して、次に前記ＯＡＳＬＭの各セグメントに送られる。これに代えて、複数の像が前記ＯＡＳＬＭの全てのセグメントに適用されるかもしれない。像が前記ＥＡＳＬＭに読み込まれ、前記ＯＡＳＬＭ上に再現され、該ＯＡＳＬＭ上にラッチされる各時間の後に、等しい時間をかけて反転像が前記ＥＡＳＬＭに読み込まれ、該ＥＡＳＬＭでの直流平衡を維持するために保持される。この時間は、前記ＯＡＳＬＭ装置の観点から無駄である。それは、ＯＡＳＬＭ像の改善に寄与していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第6,437,919号明細書
【特許文献２】米国特許第6,654,156号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】F. Perennes & W. A. Crossland、「強誘電性液晶の光学的空間光変調器性能の最適化」、Optical Engineering ３６（８）第２２９４−２３０１頁、（１９９７年８月)
【非特許文献２】F. Perennes & W. A. Crossland、「強誘電性液晶の光学的空間光変調器性能の最適化」、Applied Optics、第３１巻、No.３２、第６８５９−６８６８頁、１９９２年１１月１０日
【非特許文献３】U. Efron、「空間光変調器テクノロジー、材料、機器及び応用」１９９５年マルセルデッカー社、１９９５年
【図面の簡単な説明】
【００１３】
種々の実施例が、以下の図面を参照して、一例を示すに過ぎないが、説明されるであろう。
【図１】計算機ホログラフィック（ＣＧＨ）画像の基本原理を示し、
【図２】電気アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）及び光アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）を用いたＣＧＨ像を見るための装置を示し、
【図３】Active  TilingTM表示システムを構成する大きなＯＡＳＬＭ上に単一のＥＡＳＬＭ像を有するシステムを概略的に示し、
【図４】図３の前記システムの前記ＯＡＳＬＭの横断面を概略的に示し、
【図５】図３の一部を構成する複写光学の拡大図を示し、
【図６】ＥＡＳＬＭ及びＯＡＳＬＭ、書き込み光及び読み込み光を含む異なる実施例のタイミング線図（１）であり、
【図７】ＥＡＳＬＭ及びＯＡＳＬＭ、書き込み光及び読み込み光を含む異なる実施例のタイミング線図（１）であり、
【図８】ＥＡＳＬＭ及びＯＡＳＬＭ、書き込み光及び読み込み光を含む異なる実施例のタイミング線図（２）であり、
【図９】ＥＡＳＬＭ及びＯＡＳＬＭ、書き込み光及び読み込み光を含む異なる実施例のタイミング線図（３）であり、
【図１０】ホログラフィック画像システムのアドレス指定方法の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、空間光変調器（ＳＬＭ）によるホログラフィック画像の原理を示す。二次元の入力波面２は、三次元のすなわちホログラフィック像２７として観察者１１に表示され又は見られる出力波面（回折パターン）２８を提供するために、空間光変調器５０により位相及び振幅の平面形態が変更される。ＳＬＭ５０は、予め記憶されたコンピュータ合成ホログラム（ＣＧＨ）を生成し又は出力するコンピュータあるいはコントローラ１３によって制御される。ＳＬＭ５０は、光学的にアドレス指定が可能な空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）と、電気的にアドレス指定が可能な空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）とを含む。
【００１５】
図２は、図１の前記空間光変調器などの空間光変調器を用いたホログラフィック画像システムの定形化された透視図を示す。光２は、ＥＡＳＬＭ４から複写光学素子５を通ってＯＡＳＬＭ６上に向けられ、観察者１１の前にホロフラフィック画像として表示されあるいは見えるように、フーリェ及び倍率の光学素子７を経て結像される。
【００１６】
図３はＯＡＳＬＭ上に結像する単一のＥＡＳＬＭを有するシステムを概略的に示す。このシステムは、Active TilingTMと称されており、米国特許第6,437,919号で詳細に説明されており、その明細書は参照により、ここに組み込まれている。前記ＳＬＭシステムは、二次元の広いエリアの表示のために、あるいは三次元のホログラフィック像の表示のために、使うことができる。ホログラフィック表示は、またコンピュータ合成ホログラム（ＣＧＨ）と称される。
【００１７】
図３に示された前記ＳＬＭシステムは、再コンフィギュレーション可能なホログラフィック表示を生成するために使うことができる。前記ＳＬＭシステムは、光源１を含み、その出力２はレンズ３を通って前記ＥＡＳＬＭ４上に向けられる。このＥＡＳＬＭ４は、スメクチック液晶材料の層が２つのガラス壁間に保持された液晶変調器とすることができる。一方の壁の行電極と、他方の壁の列又は線状の電極とは、電極交点でアドレス指定が可能な素子すなわちピクセルの行列を形成する。電圧がピクセルに印加されると、前記液晶材料は、印加された電界の影響を受けて回転し、伝達する光を変調する。前記ＥＡＬＳＭは、速いスイッチング速度を得るために、アクティブ・マトリクス・アドレッシングを使うことができる。前記ＥＡＳＭＬは、スメクチック、ネマチック、又はコレステリック材料だけでなく、シリコンアクティブバックプレーン装置又はマイクロミラー装置から成っても良い。
【００１８】
ＥＡＳＬＭ４の前には、複写光学装置５、ＯＡＳＬＭ６及びフーリエレンズ７がある。
【００１９】
図４は、図３の前記システムのＯＡＳＬＭ６の横断面を概略的に示し、ＯＡＳＬＭ６の構造を示す。ＯＡＳＬＭ６は、第１のガラス層１５と、第１の透明電極を形成するインジウム錫酸化物層１６と、シリコンフォトセンサ層１７と、光遮断層１８と、鏡１９と、ポリイミド層にブラッシングすることによって形成することができる第１の配向層２０とを含む。ＯＡＳＬＭ６は、さらに、液晶（ＬＣ）層２１、第２の配向層２２、接地される第２のインジウム錫酸化物電極層２３及び第２のガラス層２４を含む。電圧源２５が、ＯＡＳＬＭ６のスイッチングを制御するために、２つの電極１６、２３に接続されている。
【００２０】
前記液晶材料は双安定装置に作り上げられた強誘電体液晶材料から成る。この装置は、適正な振幅及び時間を有する単極性パルスを受けたときに２つの安定の状態の間で切り換わり、この安定状態はオフ状態及びオン状態と呼ぶことができる。正電圧パルスは、例えばオフ状態への切り換えを生じ、負パルスはオン状態に切り換えを生じる（又はその逆）。
【００２１】
シリコン１７と電極層１６との間の接合は、ダイオード２６として動作する。前記電極間に第１の正電圧が印加されると、このダイオード２６は順方向にバイアスされ、電圧のほとんどは、ＬＣ層２１の全体で降下する。他方、前記電極に第２の負電圧が印加されると、電圧のＬＣ層２１での降下を生じさせる書込み光９が適用されない限り、その電圧のほとんどはシリコン層１７の全体で降下する。第２の極性のバイアスは、「感光性の方向」と称すことができる。したがって、ＯＡＳＬＭ６は、適切な大きさのブランキングパルスによってオフに切り換えることができ、またアドレス指定電圧パルスと、ＥＡＳＬＭ４からの光との組み合わせによって、選択的にオンに切り換えることができる。
【００２２】
ＯＡＳＬＭ６は、複数の別個のセグメント８から成り、該各セグメントは独立してアドレス指定が可能である。ＯＡＳＬＭ６が、５×５の行列に配置された２５個のセグメントから成るように図示されているが、これと異なる数の独立してアドレス可能な別個のセグメントを有する他のサイズの行列に形成することができる。
【００２３】
図５は、ビームスプリッタ３０、フロントコリメーション光学素子３１及びレンズアレイ３２から成る複写光学装置を示す。複写光学装置５は、単一の像をＥＡＳＬＭ４から取り込み、該像を拡大し、ＯＡＳＬＭ６での５×５配列として示された同一の像３３の行列を形成するように構成されている。シャッターアレイ３４は、いくつかの実施例に使用することができ、（像の行列からの)１つの像がＯＡＳＬＭ６の単一セグメント８を、１度に１セグメントずつ、照明することを可能にする。
【００２４】
前記したように、ＯＡＳＬＭ６は、アドレッシングセグメント電極１６、２３と共に、５×５配列として構成することができる。光は、書き込み電圧が電極１６、２３に印加されているときにのみ、前記ＯＡＳＬＭの液晶２１内での切り換えを起こす。一実施例では、複写光学素子５からの全出力は、ＯＡＳＬＭ６の全てのセグメント１ないし２５上に結像されるが、書き込み電圧を受けるセグメント８のみが切り換わる。
【００２５】
ＥＡＳＬＭ４からの光９は、液晶層２１を変調し、これにより読み出し光源１０によって照射されるとき、前記液晶層の反射（あるいは透過）特性を変更する。したがって、多くの別個のサブ像から成る大きな表示をＯＡＳＬＭ６上に形成することができる。像は、ＯＡＳＬＭ６を経る光１２の透過あるいはＯＡＳＬＭ６からの光１２の反射のいずれかにより、観察される。よって、ＥＡＳＬＭ４からの光のパターンは、観察者１１にＯＡＳＬＭ６上で表示されあるいは該ＯＡＳＬＭから伝えられる。
【００２６】
一実施例では、ＯＡＳＬＭ６は、各セル壁上に１枚の連続する薄板電極がある状態で形成される。シャッターは、ＥＡＳＬＭ４からの光が常時ＯＡＳＬＭ６の１つのセグメント領域のみで受け取られることを保証するために、設けることができる。他の実施例では、ＯＡＳＬＭ６は、大きな表示を形成するために共に置かれたいくつかの個別の光アドレス型空間光変調器から形成される。
【００２７】
コンピュータ又はコントローラ１３は、ＥＡＳＬＭ４及びＯＡＳＬＭ６に適用される信号を制御する。コントローラ１３は、表示される像の電子コピーを含むことができる。ホログラフィック表示に使われるＥＡＳＬＭ及びＯＡＳＬＭのさらなる説明は、ヨーロッパ特許出願番号第1064651号で提供されている。
【００２８】
一実施例では、前記ＯＡＳＬＭは、厚さ1.5μｍのMVS（MV Systems社、ゴールデン、デンバー、コロラド州）シリコンの感光層と共に、ラビング処理を受けたDI-32ポリマ（ベルギーのARCH SEMICONDUCTOR CHEMICALS  NV  から入手できるDURIMIDE 32）配向板を備えるセル内の強誘電体スメクチック液晶材料であって、５０：５０キラル（chiral）SCE8の混合物及びそのラセミ化合物に等価のSCE8R（CLARIANT社より入手可能）の１．７μｍの厚さの層によって形成されている。
【００２９】
動作
セグメント８毎で、ブランキングパルスを電極１６、２３に適用することができ、これにより液晶材料２１のすべて領域は、２つの双安定状態のうちの１つ、例えばオフの状態に、切り換えあるいは維持される。
【００３０】
陽のサブ像をＥＡＳＬＭ４上に形成し、ＯＡＳＬＭ６上に投影することができる。ＯＡＳＬＭ６の入力面上の光パターンと、セグメント電極への電圧の印加との組合せは、液晶分子２１の光を受けるところをオン状態に切り換え、残りの該分子をオフ状態に維持する。オン領域とオフ領域とのパターンは、フーリエレンズ７を通してホログラフィック像２７として観察者１１に表示されあるいは見られるように、回折パターンを形成する。
【００３１】
上記の動作は、ＥＡＳＬＭ４上で生成された陰のサブ像を使って、繰り返すことができる。セグメント上の全ての領域は空白のオフ状態で起動し、該起動状態では光を受けた領域が前記オン状態に切り換えられ、照射を受けない領域が前記オフ状態に維持される。これは、先の陽像がＯＡＳＬＭ６上に投影されていたと同じホログラフィック像２７を受けているように、観察者１１には表示されるか又は見られる回折パターンを形成する。陽及び陰の両像は、ホログラフィック像２７として観察のために同じ回折パターンを提供することができる。
【００３２】
液晶材料２１は２つのブランキングパルスを受けることができ、ある領域で前記陽像からの光を表す電気パルスと、残りの領域で前記陰像からの光を表す電気パルスである。各ブランキングパルス電圧と時間との積(v.t)は、前記材料が零のｖｔ積を受け、直流平衡が得られるように、光誘起値の電圧時間積の半値に等しく設定することができる。
【００３３】
図６ないし９は、ＥＡＳＬＭ４及びＯＡＳＬＭ６、書き込み光及び読み出し光を含む異なる実施例のためのタイミング線図である。前記タイミング線図は、生じている種々の動作を示し、ＥＡＳＬＭの動作、前記ＯＡＳＬＭの前記入力へのＥＡＳＬＭ光投影表示、前記ＯＡＳＬＭセグメント電極に印加された電圧、及び前記ＯＡＳＬＭの前記出力に適用された読み出し光を含む。
【００３４】
ＥＡＳＬＭ４、ＯＡＳＬＭ６及び読み出し光の関連した動作は、第１のセグメントＳ1、第２のセグメントＳ２及び第ｎのセグメントＳ２５に対応して、時間に対してプロットされている。セグメント(ｎ)の数は、ＯＡＳＬＭ行列の中のセグメントの数に一致しており、一例では、２５個のセグメントから成る５×５の行列で示されている。各セグメントは、１つ又は複数の活動期間Ｔを含むと理解することができ、それぞれの内にブランキングパルス、読み出し光及び書き込み光が適用される。
【００３５】
図６を参照するに、陰のサブ像が、第１の期間Ｔ１の間に、コントローラ１３3からＥＡＳＬＭ４に読み込まれる。この時間中に、ブランキングパルス（ＢＬＡＮＫ）がセグメント１の電極１６、２３に適用され、セグメント１の領域の全体にわたって液晶材料２１はオフ状態に切り換えられ、ラッチが掛けられる。同時に、読み出し光１０は、オンに切り換えられ、アドレス指定サイクの全体の間、オンし続ける。
【００３６】
次の期間Ｔ２では、前記陰のサブ像はＥＡＳＬＭ４に保持され、書き込みレーザ１の（書き込み）パルスの作用により、ＯＡＳＬＭ６に向けて投影される。同時に、読み出し１０の電圧パルスはセグメントＳ１の電極に印加され、その結果、ＥＡＳＬＭ４に保持されている前記陰サブ像のコピーがＯＡＳＬＭ６のセグメントＳ１に記憶される。
【００３７】
次の期間Ｔ３では、正の像がコンピュータ１３からＥＡＳＬＭ４に読み込まれる。この間に、ブランキングパルスは、セグメントＳ１の電極に適用され、該セグメントＳ１の領域の全体にわたって液晶材料がオフ状態に切り換えられ、ラッチが掛けられる。
【００３８】
次の期間Ｔ４では、前記正のサブ像はＥＡＳＬＭ４に保持され、書き込みレーザパルスの作用によりＯＡＳＬＭ６に向けて投影される。同時に、読み出し電圧パルスがセグメントＳ１に印加され、その結果、ＥＡＳＬＭ４に保持されている陽のサブ像のコピーが前記ＯＡＳＬＭセグメントＳ１に記憶される。
【００３９】
これでセグメントＳ１のアドレス指定は完了する。上記のステップは、セグメントＳ２からＳ２５まで繰り返される。セグメントＳ２からＳ２５までのアドレス指定にわたって、読み出し光１０はオンであり続け、観察者１１は、ホログラフィック像２７を見ることができる。
【００４０】
図７は、図６に示した方法の変形である。先の例のように、陰のサブ像はＥＡＳＬＭ４に読み込まれ、前記サブ像が書き込みパルス（書き込み）によってＯＡＳＬＭ６に向けて投影されている間、保持される。正のサブ像が前記ＥＡＳＬＭに読み込まれ、書き込みパルスによって前記ＯＡＳＬＭに投影される。図７は、前記正のサブ像が(例えば期間Ｔ３で)前記ＥＡＳＬＭ中に読み込まれている間、ＯＡＳＬＭセグメントに適用された単一の大きなブランクパルス（ＢＬＡＮＫ）を使うことで、異なる。
【００４１】
前記単一ブランクパルスの結果として、前記ブランクパルスの前(例えば期間Ｔ２)で、ＯＡＳＬＭセグメントに書き込まれたサブ像は、先に書き込まれた正のサブ像と、この新たな陰のサブ像との混合物になる。そのような結果として生じるサブ像は、読み出しレーザのノイズ及び危険な回折を発生させるかもしれない。このため、読み出し光（ＲＥＡＤ）は、各セグメントのための最初のデータ読み込みの期間（例えば期間Ｔ２）中、消される。前記ブランキングパルスの後、前記ＯＡＳＬＭセグメントは、前記正のＥＡＳＬＭ像の正確な写しを受ける。この動作は、全てのｎセグメントのために繰り返される。図７に示された前記方法は、連続したホログラフィック像が空間で動く動画を表示するために使用することができる。
【００４２】
図８は、ＯＡＳＬＭ６の全てのセグメント８が(例えば期間Ｋ０で)消されてオフになる実施例を示す。連続する正のサブ像は、(例えば期間Ｋ１で)ＥＡＳＬＭ４に読み込まれ、(例えば期間Ｋ２で)ＯＡＳＬＭの各セグメントに書き込まれる。全てのｎ個の陽サブ像が第１の時間フィールド(フィールド１)で前記ＯＡＳＬＭに書き込まれた後、読み出し光１０が適用され、回折パターン２７が観察される。これに続き、前記OASLMの全てのセグメントは消されてオフになり、連続する陰のサブ像が、同様に前記ＥＡＳＬＭ及び前記ＯＡＳＬＭの各セグメントに読み込まれ、読み出し光１０の適用が後に続く。
【００４３】
図９は図８の変形を示し、該例では、前記正のサブ像が前記ＥＡＳＬＭに(例えば期間Ｋ１で)読み込まれている間に、前記ＯＡＳＬＭの各セグメントが個々に消される。次の期間(例えば期間Ｋ２)で、前記ＥＡＳＬＭサブ像は、前記ＯＡＳＬＭセグメントに投影され、そのセグメント電極がアドレス指定パルスを受ける。これは、フィールド１の全てのｎ(例えば２５)個のセグメントが前記正のサブ像によってアドレス指定を受けるまで、順次、正のサブ像を各セグメントに読み込んで繰り返される。
【００４４】
上記の動作は、フィールド２の全てのｎ(例えば２５)個のセグメントが陰のサブ像によってアドレス指定を受けるまで、また陰のサブ像のために繰り返される。一実施例では、前記読み出し光は、前記陽及び陰のアドレス時間(フィールド１及びフィールド２)の全体の間、オンであり続ける。
【００４５】
図６ないし９では、前記ブランキングパルス(全体及び部分の両方)は、１つの単極性パルスとして示されている。前記ブランキングパルスは、また、直流平衡を保証する適切な振幅レベルを有する双極性であっても良い。また、前記ＯＡＳＬＭ書き込みパルスは、単極性パルスとして示されたが、双極性パルスと置き換えることができる。
【００４６】
図１０は、ホログラフィック画像処理システムのアドレス指定方法の一例を示す。
【００４７】
工程１１０で、ＥＡＳＬＭは陽及び陰の両サブ画像の連続を形成すべくアドレス指定を受ける。
【００４８】
工程１２０で、書き込み光は前記ＥＡＳＬＭに向けられ、次に前記ＯＡＳＬＭに向けられる。工程１３０で、サブ画像は前記ＯＡＳＬＭの異なる領域に連続的に書き込まれる。
【００４９】
工程１４０で、複数の陽のサブ像から完全な回折パターンを形成しまた複数の陰のサブ像から完全な回折パターンを形成すべく、複数のサブ画像は前記ＯＡＳＬＭに記憶される。
【００５０】
工程１５０で、前記完全な像が前記ＯＡＳＬＭ上で照射される。
【００５１】
工程１６０で、前記光は前記完全な像を表示すべく光学素子を通るように向けられる。前記光学素子は、前記像を観察者が見ることができるように構成されたフーリエレンズを含むことができる。
【００５２】
一実施例では、回折パターンホログラフィック像が観察者に表示されまたは提示され、直流平衡が維持される。前記陽及び陰のサブ像は、交互の陽及び陰のサブ像として前記ＯＡＳＬＭに読み込むことができ、又は全ての陰サブ像が全ての陽サブ像の後に続くように、あるいはそれらの如何なる組合せででも、読み込むことができる。
【００５３】
前記ＥＡＳＬＭは、（直流平衡を与えるために、）陽及び陰の両像又はパターンでアドレス指定することができ、次に１つ又は複数のＯＡＳＬＭの入力面上に結像させることができる。前記回折パターンは、陽及び陰の両像入力に対応した前記ＯＡＳＬＭ出力から読み出すことができる。前記回折パターンはホログラフィック像を形成する。
【００５４】
一実施例では、ホログラフィック画像処理システムは、ＥＡＳＬＭと、ＯＡＳＬＭと、前記ＥＡＳＬＭを照射し、前記ＯＡＳＬＭ上に光複写素子を経て光を伝えるべく準備された書き込み光とを含む。前記システムは、さらに、前記ＯＡＳＬＭを照射する読み出し光と、陽及び陰の両像で前記ＥＡＳＬＭをアドレス指定するためのコントローラと、前記読み出し光によって照射されたとき前記ＯＡＳＬＭから前記ホログラフィック像が表示されあるいは観察されることを可能にするための光学素子を含むことができる。前記コントローラは、前記ＯＡＳＬＭの電圧を制御し、前記書き込み及び読み出し光を制御するように構成することができる。前記光学素子はフーリエレンズを含むことができる。
【００５５】
一実施例では、ホログラフィック画像処理システムは、陽及び陰の両像を個別に表示すべく前記ＥＡＳＬＭを制御する手段と、電圧及び陽、陰の両像で前記正ＯＡＳＬＭをアドレス指定するための手段とを含み、前記陽及び陰の両像からの回折パターンは、前記ＯＡＳＬＭでの実質的な直流平衡状態で、観察者に向けて表示又は投影される。前記ＯＡＳＬＭは、セグメント化された電極を有する単一の大きなセルとすることができ、各セグメントが個別にアドレス指定を受けることが可能なように、対向するセグメント電極間の前記液晶材料のいずれの一領域にも個別に電圧を印加できる。
【００５６】
前記光複写光学素子は、前記ＥＡＳＬＭの１つの像から同一の複数の像の行列を形成し、また該行列をＯＡＳＬＭの全体に結像するためのビームスプリッタ及び光学素子を含むことができる。一実施例では、光複写光学素子は、これら同一像の一つのみを前記ＯＡＳＬＭの一部に結像されることを可能とするシャッターを含む。さらに他の実施例では、前記光複写光学素子は、前記ＥＡＳＬＭからのサブ像を前記ＯＡＳＬＭの各セグメントに連続的に走査するためのシャッター及びレンズを含む。
【００５７】
前記システムは、全ての前記ＯＡＳＬＭがアドレス指定を受けるまで、順次各セグメントに陽及び陰の像を交互に書き込み、その後に、前記読み出し光が適用されるかもしれない。一実施例では、全ての前記陽サブ像は、完全な像を成形すべく前記ＯＡＳＬＭの全てのセグメント上に結像することができ、全ての陰のサブ像が前記ＥＡＳＬＭによって生成されている間、前記読み出し光は連続的に適用される。前記陽及び／又は陰のサブ像あるいはその組合せの適用によって、前記ＯＡＳＬＭの全体がアドレス指定を受けた後、又は各セグメントがアドレス指定を受けた後、前記読み出し光を適用することができる。
【００５８】
上に説明された前記システムは、前記工程のいくつか又は全てを実行する専用のプロセッサシステム、マイクロコントローラ、プログラム可能な論理デバイス、又はマイクロプロセッサを使うことができる。上で説明された工程のいくつかがソフトウェアで実装されるかもしれず、他の工程はハードウェアで実装されるかもしれない。
【００５９】
便宜上、前記工程は、種々の相互接続された機能ブロック又は別個のソフトウェアモジュールで記載されている。しかしながら、これは必要でなく、これらの機能ブロック又はモジュールが、不明瞭な境界で、1つの論理デバイス、プログラム又は工程中に等しく集められる場合があるかもしれない。いずれにしても、前記機能ブロック、ソフトウェアモジュール又は柔軟なインタフェースの特性は、単独で、あるいはハードウェア又はソフトウェアのいずれかと、他の動作との組み合わせで実現することができる。
【００６０】
それの好適な実施例で原理を説明し図示したが、実施例は、そのような原理から逸脱することなく配置や詳細を変形できることは明らかである。我々は、以下の特許請求の範囲の精神及び範囲内のすべての修正や変更を権利として要求する。
【符号の説明】
【００６１】
１  光源
４  光アドレス型空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）
６  電気アドレス型空間光変調器（ＯＡＳＬＭ）
８  セグメント
１０  読み出し光の光源
１１  観察者
１２  読み出し光
１３  コントローラ
１７  シリコン層（感光層）
１８  遮光層
２１  液晶（ＬＣ）層
【図１】
2010529482.tif 000003
【図２】
2010529482.tif 000004
【図３】
2010529482.tif 000005
【図４】
2010529482.tif 000006
【図５】
2010529482.tif 000007
【図６】
2010529482.tif 000008
【図７】
2010529482.tif 000009
【図８】
2010529482.tif 000010
【図９】
2010529482.tif 000011
【図１０】
2010529482.tif 000012
【国際調査報告】
2010529482.tif 000013
2010529482.tif 000014
2010529482.tif 000015