(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２組のホログラム領域を有するホログラフィック光学素子を備えたディスプレイデバイスであって、第１の組の領域は、第２の組の隣り合う領域に両側から挟まれ又は相互に重なり合い、各組の領域への入射光が拡散性光源の複数の実像又は虚像のうちそれぞれ一つ以上を生成するために回折するように製作され、像生成手段は複数の像素子を備え、第１の組のホログラム領域により回折する光が対応する第１の組の像素子を透過するように、さらに、第２の組のホログラム領域により回折する光が対応する第２の組の像素子を透過するように、ホログラフィック素子とそのホログラム領域が配置され設計されているディスプレイデバイス。
【請求項２】
少なくとも２組のホログラム領域を有するホログラフィック光学素子を備えたディスプレイデバイスであって、第１の組の領域は、第２の組の隣り合う領域と両側から挟まれ又は相互に重なり合い、各組の領域への入射光が拡散性光源の複数の実像又は虚像のうちそれぞれ一つ以上を生成するために回折するように製作され、像生成手段は複数の像素子を備え、像生成手段の第１の組の像素子を透過した光が第１の組のホログラム領域により回折するように、さらに、像生成手段の第２の組の像素子を透過した光が第２の組のホログラム領域により回折するように、ホログラフィック光学素子とそのホログラム領域が配置され設計されているディスプレイデバイス。
【請求項３】
像生成手段は液晶アレイと該液晶アレイを照明する手段とを備え、各像素子は液晶アレイの一つ以上の画素を備えた請求項１又は２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
ホログラフィック素子は像生成手段から間隔を保っている請求項１から３のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】
ホログラフィック光学素子は像生成手段に隣接して存在する請求項１から４のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】
像生成手段の照明を変え、それにより、実像又は虚像によって形成される観察ゾーンが移動するための手段を更に備える請求項１から５のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項７】
照明を変える手段は照明源の位置を変える手段を備えた請求項６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項８】
像素子は左手側及び右手側のステレオスコープ像を定め、その各々はそれぞれの観察ゾーンに向けられ、ディスプレイは使用に際しステレオスコープ像を与える請求項１からの７いずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項９】
左手側及び右手側の像は複数の観察ゾーンに向かって各々方向付けられ、それにより、ディスプレイは使用に際し複数の観察位置から同時にステレオスコープ像を与える請求項８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１０】
像素子のアレイとホログラフィック光学素子の虚像を生成し、観察ゾーンの実像を形成する集光用光学部品をさらに備え、各像は使用に際し観察ゾーンの実像のそれぞれの一つを通して観察される請求項１から９のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項１１】
複数の像は互いに２次元像を備える請求項１から１０のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項１２】
デバイスは拡がった光源又は複数の光源を備え、そのことにより、左右の観察ゾーンは観察者の両眼が両方の像を観察可能なように重なり合い、それによって、２次元ディスプレイの最大限の分解能を与える請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】
ホログラフィック光学素子を同時に照明する複数の光源を備え、そのことにより、複数の観察位置が与えられる請求項１から１２のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項１４】
像生成手段は単色（グレイスケール）像生成手段を備え、そのことにより、カラー像が複数の色分離の形態で像生成手段に表示され、各色分離が１セットの画素により表示され、一つの色分離を表示する１セットの画素が他の色分離された像のいかなる部分も表示しない請求項１から１３のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
像生成手段は、ＨＯＥの一定の領域が一つの色分離を表示する画素とちょうど関連し、他の領域が他の色分離を表示する画素とちょうど関連するように配置されたＨＯＥと結合し、そのことによって、各組の領域により観察者に向かって回折する光の波長が、関連する画素セットにより表示される色分離の色に相当し、全体がフルカラーの２次元又は３次元像を表示するように配置される請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
各組の領域は領域のアレイを備える請求項１から１５のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
アレイの各領域はアレイの隣り合う領域と間隔を保ち、重なり合わない請求項１６に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
各組の領域は、ホログラフィック光学素子に対して複数の異なる位置のうち一つ以上で、１又は２以上の拡散性光源のホログラフィック記録を備える請求項１から１７のいずれかに記載のホログラフィック光学素子。
【請求項１９】
拡散性光源又は複数の拡散性光源は、ホログラフィック記録の間、ホログラフィックプレートに対し無色角で傾けられている請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
ホログラフィック光学素子は基板被挟導波デバイスとして製作される請求項１から１９のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項２１】
ディスプレイデバイスは拡散性バックライトを備える請求項２０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２２】
各組の領域は、開口のアレイを備えるマスクを使用して製作されたホログラフィック記録を備える請求項１から２１のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項２３】
各組の領域は、ホログラフィック光学素子に入射する回折光に適合して開口のアレイの像を形成する請求項１から２２のいずれかに記載のディスプレイデバイス。
【請求項２４】
開口のアレイは複数の像素子に一致する請求項２２又は２３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２５】
ホログラフィック光学素子は、例えば型成形や型押しによって製作される表面レリーフホログラムであり、又は、例えばフォトポリマー、重クロム酸ゼラチンあるいはハロゲン化銀で製作される体積（volume）ホログラムである請求項１から２４のいずれかに記載のホログラフィック光学素子。
【発明の詳細な説明】
本願発明はホログラフィック光学素子を組み込んだディスプレイデバイスに関する。
我々の先願ＷＯ９３／０２３７２号明細書中で、ホログラフィック光学素子を組み込んだディスプレイ装置について言及している。ホログラフィック光学素子への入射光は単一の観察ゾーン（viewing zone）に向けられる。光源を移動せしめることにより、観察ゾーンの位置は移動可能である。時間的に交替する左右の像は、交互の位置からスクリーンに投影され、それにより、像はそれぞれ左手側及び右手側の観察ゾーンで交互に観察可能である。
本願発明の第１の面によれば、少なくとも２組のホログラム領域を有するホログラフィック光学素子を備えたディスプレイデバイスを与える。第１の組の領域は、第２の組の隣り合う領域に両側から挟まれ又は相互に重なり合い、各組の領域への入射光が拡散性光源の複数の実像又は虚像のうちそれぞれ一つ以上を生成するために回折するように製作される。像生成手段は複数の像素子を備える。第１の組のホログラム領域により回折する光が対応する第１の組の像素子を透過するように、さらに、第２の組のホログラム領域により回折する光が対応する第２の組の像素子を透過するように、ホログラフィック素子とそのホログラム領域は配置され設計される。
本願発明の第２の面によれば、少なくとも２組のホログラム領域を有するホログラフィック光学素子を備えたディスプレイデバイスを与える。第１の組の領域は、第２の組の隣り合う領域に両側から挟まれ又は相互に重なり合い、各組の領域への入射光が拡散性光源の複数の実像又は虚像のうちそれぞれ一つ以上を生成するために回折するように製作される。像生成手段は複数の像素子を備える。像生成手段の第１の組の像素子を透過した光が、第１の組のホログラム領域により回折するように、さらに、像生成手段の第２の組の像素子を透過した光が、第２の組のホログラム領域により回折するように、ホログラフィック光学素子とそのホログラム領域は配置され設計される。
各組はホログラフィック光学素子のかなりの部分を横切って延びる単一の領域を備えてもよい。しかしながら、典型的には各組の領域は領域のアレイを備える。
典型的には、アレイを形成する領域は互いに横方向にずれている（例えば、垂直方向及び／又は水平方向に）。
アレイの各領域は典型的には間隔を保ちアレイの隣り
また、各組の領域は典型的には他の組の領域から横方向にずれている。アレイ内の領域は他のアレイの領域に重なり合っても良い。しかしながら、典型的には各アレイの他のアレイの領域に重なり合わない。
少なくとも２組の領域は、垂直若しくは水平方向のストライプの横方向のアレイ、又はハニカムのような２次元アレイを形成する。
好ましい実施形態では、ホログラフィック光学素子は２つの交互に配置された組の領域を備える。
典型的には、ホログラフィック光学素子は、各組の領域が一つ以上の拡散性光源のホログラフィック記録を備えるように製作される。
同じ光源の記録、又はホログラフィック光学素子に対して複数の異なる位置で多くの異なる光源を製作することにより、ホログラフィック光学素子に入射する光は、拡散性光源の位置に相当する位置に向けられる。他の方法では、各組の領域が光で照明される際、回折光は一つ以上の拡散性光源の像を形成する。典型的には像は実像であるが、虚像であってもまた良い。
各組の領域がただ一つの拡散性光源の記録を備える場合には、組の領域に入射する光は単一の観察ゾーンに向けられる。各組の領域が複数の拡散性光源の記録を備える場合には、組の領域に入射する光は複数の観察ゾーンに向けられる。
ホログラフィック光学素子は典型的には透過性素子であるが、反射性であっても良い。
ホログラフィック光学素子は任意の適切な方法で、例えば、例えば型成形や型押しによって製作される表面レリーフホログラムとして、又は、例えばフォトポリマー、重クロム酸ゼラチンあるいはハロゲン化銀で製作される体積ホログラムとして形成される。
典型的には、ホログラフィック光学素子は、ステレオスコープディスプレイデバイスのようなディスプレイデバイスの一部として与えられる。これは、特にコンパクトで容易に製作される、空間的に複合化された２次元又は３次元のディスプレイデバイスを与える。該デバイスは、ホログラフィーで生成される観察開口を備え、リアルタイムで像の表示が可能である。
典型的には、ディスプレイデバイスは、各々がそれぞれの像素子のアレイ（ＬＣＤ画素のアレイのような）に相当する複数の像を定める像生成手段を備える。典型的には、ホログラフィック光学素子はまた、開口のアレイのホログラフィック記録と共に記録される。素子がディスプレイデバイスに組み込まれる場合、開口のアレイはディスプレイ中の交互の像素子のアレイに一致するよう配置される。このようにホログラフィック光学素子と像素子のアレイを配置することにより、像素子を通過する光は、ホログラフィック光学素子の組の領域の一つにより、それぞれの観察ゾーンに回折する。
第１の例では、ホログラフィック素子はＬＣＤに隣接し前方に（すなわち、観察者側）配置される。
ＬＣＤは単一の光源からバックライトを受ける。あるいは、ＬＣＤは、機能的に単一の光に等しいようにグループ化された多くの光源からバックライトを受ける。
光源又は複数の光源は観察ゾーンの位置を移動せしめるため移動する。あるいは、光源は静止し、その光学的像が移動する（例えば、ミラー又は多種の他の手段を移動せしめることの利用を通じて）。更に代替として、光源の有効な位置が光源の点灯又はマスキング用素子をそれぞれ移動せしめることにより移動するように、制御可能なマスキング用素子を備えた、静止した光源のアレイ又は単一の拡げられた光源が与えられても良い。
典型的には、ＬＣＤディスプレイは、複数の交互に配置された像（例えば、横方向のストライプのセット又はハニカムアレイの形態で）を備える。
複数の像は、２次元ディスプレイが必要とされる場合に同じ２次元の像の見え方をする。この場合、光源は好ましくは複数の横方向にずれた光源又は線形の光源である。左右の観察ゾーンを重なり合わせ、そのことにより両眼に最大限の分解能の２Ｄ像を与えるように。
しかしながら典型的には、複数の像は左手側及び右手側のステレオスコープの見え方をする。ホログラフィック光学素子の領域は、典型的にはＬＣＤ像素子のアレイに対応する。左手側の像素子に対応するホログラフィック領域は、光を左手側の観察ゾーンに回折せしめる（このように観察可能な像を与える）。右手側の像もまた同様である。
あるいは、ホログラフィック光学素子はＬＣＤの後ろに配置されても良い。この場合、ホログラフィック光学素子はＬＣＤに隣接して配置され、この場合、組の領域はＬＣＤのアレイに一致する。しかしながら、ホログラフィック光学素子がＬＣＤから間隔を保つ場合、各組の領域は、典型的には他の組の領域、又はそれら自身の組の領域にさえ重なり合う。限定された場合には、各組の領域はホログラフィック光学素子を横切って延びる単一の領域を備えても良い。しかしながら、ホログラフィック光学素子は、例えば、左手側のＬＣＤ像素子を通過する光が左手側の観察ゾーンにのみ向けられるようにして（また反対も同様である）記録され、形成されつづける。
ホログラフィック光学素子は、以下の詳述でより十分に記載されるような多くの方法で製作される。しかしながら、記録方法の共通の特徴は、記録のいくつかの段階で、拡散性光源の像はホログラフィックプレートに対する複数の位置の光源で記録され、各位置はそれぞれの観察ゾーンに関係するということである。
ホログラフィック光学素子は、拡散性光源が２回の露光中の複数の位置で記録される、「ワンステップ」工程で記録されても良い。
しかしながら、典型的には、ホログラフィック光学素子は、一つ以上のマスターホログラムプレートから透過ホログラムとして記録される。
ホログラフィック記録工程の他の共通の特徴は、工程のいくつかの段階で、マスク（ディスプレイデバイスのＬＣＤ像素子のアレイに相当する）が記録工程で使用されるということである。マスクは、マスターホログラム又は透過ホログラムのいずれかの記録中にホログラフィックプレートに隣接して配置される。あるいは、マスクは、ホログラフィックプレートから距離を隔てて配置される。この場合、ホログラフィック記録はマスクによって生成される観察開口から生成されると考えられる。
ホログラフィック光学素子は基板被挟導波デバイスとして製作されても良い。
さらに、ディスプレイデバイスは、像素子のアレイ及びホログラフィック光学素子の虚像を生成し、観察ゾーンの実像を形成する集光用光学部品を更に備えてもよい。この場合、ホログラフィック光学素子によって生成される拡散性光源の像は、第１に虚像として形成されるのが望ましい。
発明のいくつかの実施形態につき添付図面を参照して説明する。それらの図面は尺度が合わされていない。
図１は、本発明に係るホログラフィック光学素子を表す。
図２は、左手側及び右手側の観察ゾーンを生成する本発明に係るホログラフィック光学素子の斜視図である。
図３は、第１のディスプレイデバイスの概略図であり、ホログラフィック光学素子がＬＣＤの前に配置されている。
図４は、第２のディスプレイデバイスの概略図であり、ホログラフィック光学素子がＬＣＤの後ろに配置され、重なり合う領域のアレイを備えている。
図４Ａは、ディスプレイデバイスの概略図であり、ホログラムとＬＣＤの間の間隔を変える影響を表している。
図５は、本発明に係るホログラフィック光学素子としてのマスターホログラフィックプレートの記録を表す。
図６は、マスターホログラフィックプレートに左手側の観察ゾーンを記録することを表す。
図７は、マスターホログラフィックプレートに右手側の観察ゾーンを記録することを表す。
図７ａは、マスターホログラフィックプレートに観察ゾーンを記録するための、代わりの拡散体の配置を表す。
図８は、図６及び図７で記録されたマスターホログラムから透過ホログラムを記録することを表す。
図９は、図６及び図７で記録されたマスターホログラムから基板被挟導波透過ホログラムを製作することを表す。
図１０は、基板被挟導波透過ホログラムの第２の例を表す。
図１１は、図９又は図１０に表された基板被挟導波ホログラフィック素子を組み込んだディスプレイデバイスを表す。
図１２は、基板被挟導波デバイスとして製作されるホログラフィック光学素子の更なる例を表す。
図１３は、ホログラフィック光学素子を製作する「ワンステップ」の方法を表す。
図１４は、追加の集光用光学部品を組み込んだディスプレイデバイスの一部を表す。
図１５は、多くのステレオスコープ観察ゾーンの同時形成を表す。
記載する実施形態は、２次元又は３次元像の表示を可能にする。ディスプレイは自動ステレオスコープであり、フルカラーの３Ｄ動画像をリアルタイムで表示可能である。該ディスプレイは、写真用透明体（photographic transparency）や、新規のホログラフィックデバイスや照明システムに関連して使用される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の様な電子ディスプレイ等の２次元像表示媒体に基づくものである。以下の記載では、像表示パネルはＬＣＤであると仮定する。
図１によれば、光源１はホログラム３（すなわち、ホログラフィック光学素子）を照明する光２を放出する。該ホログラムは、均一に拡散照明された実像５を形成する波面４を再生するように光を回折せしめる。
実像５で定められるゾーンは、ホログラム３から少し離れた、拡散照明された平面であると考えられる。原理的に（且つホログラムを直進透過する０次光を無視すると）、光２はゾーン５の外側には少しも回折しない。
ホログラム３の１点を眼６で観察する際、その点と目を通して引かれる直線がゾーン５を通過するならば明るく見える。逆に、点と眼を通して引かれる直線がゾーン５を通過しないならば暗く見える。
第１のケースは、ホログラム３のすべての点を明るいと知覚する眼６ａで、第２のケースは、全面が暗くなる眼６ｂで表されている。
この原理は、ゾーン５が実像である図示されたケースと、ゾーンが虚像である場合（すなわち、眼６によって観察される、ホログラム３の向こう側に形成されるように見える像であるとき）との両方に適用される。
以下に述べるホログラフィー技術は、光の分布が像の全領域に亘って均一で、像の縁が正確に定められるような像５の再生を可能にする。これは、左右の観察ゾーンを分離するぼんやりした又はブランクのゾーンを生成するという逆の問題なしに、左右の観察の間のクロストーク（crosstalk）を低減するのに役立つように、自動ステレオスコープの応用には好都合である。
斜視図２（尺度が合わされていない）を検討すると、光線２は、その要素のすべてが実像５ｌを再生する１組の部分３ｌと、その要素のすべてが実像５ｒを再生する１組の部分３ｒとからなる、空間的に分割されたホログラム３に照射している。実像５は空間に正確に配置され、ギャップやオーバラップもなく互いに当接するように形成され得ることが理解されるであろう。
光線２によって均一に照明されたホログラム３の全表面を想像し、２つの代表的な光線２ｌ及び２ｒ（それらの両方が同じ光源ｌから発せられると考えて良い）を考える。光線２ｌは、ホログラム３のゾーン３ｌを貫く光線群の代表的な要素である。光２ｌの幾分かは回折せず直進し続ける０次光７（ここでは殆ど対象とならない）となる。回折光（例えば光線４ｌで表された）は拡散実像（diffuse real image）５ｌを再生する。同様に、光線２ｒはホログラムの部分３ｒで回折し、実像５ｒを再生する。
眼６ｌは、該眼６ｌを通りホログラム３の任意の点へ引かれたすべての直線がゾーン５ｌを通過するように位置決めされている。結果として、眼６ｌは、ホログラム３の部分３ｌのすべてが明るいのを観察する。これと同時に、同じ仮想線は、ホログラム３の領域３ｒで再生されるゾーン５ｒを通過しないため、眼６ｌにとって部分３ｒのすべてが暗いままである。逆のことが眼６ｒの場合にも適合し、眼６ｒは領域３ｒが明るく領域３ｌが暗いのを観察する。
眼６ｌが観察者の左眼で、眼６ｒが同じ観察者の右眼であるならば、各眼はホログラム３の異なる部分が明るいのを観察する。特に、眼６ｌは、１組の部分３ｌのすべての素子が明るく、組３ｒのすべての素子が暗いと知覚する。逆のことが眼６ｒに対して適合する。
ここまで、光源１によるホログラム３の照明は均一で、実像５に向かって回折する光の知覚強度を変化させるものはないと仮定してきた。スクリーンに影響はない。しかし、ホログラム３に入射する光はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を透過せしめられることがある。ディスプレイが適切に製作されるとしたら、光源１の位置とホログラム３の部分３ｌとを通って引かれる直線上にあるＬＣＤの部分と、光源１と部分３ｒを通って引かれる直線上にあるその他の部分が存在する。
ホログラム３の部分３ｌに対応するＬＣＤの部分が一定の像Ｌを表示し、一方、部分３ｒに対応する部分が第２の像Ｒを表示するならば、眼６ｌは像Ｌを観察し、一方、眼６ｒは像Ｒを観察するのは明らかであろう。２つの像Ｌ及びＲがステレオペア（stereo pair）の構成要素であるならば、ステレオスコープ３次元像を観察できる。
同様に、ＬＣＤをホログラムの反対側に配置することにより光を変調してもよい。この場合、光２は、初めにホログラムによって回折し、次に、ＬＣＤを透過する。この場合、ホログラムと光の組み合わせは一種のバックライトと考えられる。像６ｌを形成する光４ｌは、像Ｌを表示するように配置されたＬＣＤの一定の部分を透過し、光４ｒは、像Ｒを表示するその他の部分を透過する。このように、２つの眼６ｌ、６ｒは、３次元像を示すように奥行き認識（stereopsis）を通じて組み合わさる分離された像を観察する。
像５ｌ、５ｒが初めは虚像として形成することを必要とする応用例があり、特にこれは、この種のディスプレイが他の集光用光学部品と共に使用される際に適用される。前記集光用光学部品は、ＬＣＤとホログラム３の組み合わせによる虚像を生成し、像５ｒ、５ｌを該光学部品の前に実像としてもたらす。このような配置については以下に、より詳細に記載する。
本願発明のいくつかの実施形態の特徴をより詳細に記載する（表示されるべき１組の像がある場合につき記載する。尤も適切な変更によってより多くの像が表示可能である。同様に、いくつもの光源が使用され得るが、ただ一つの光源について考察する。より多くのものがあり得ることはわかっているが、ただ一つのステレオ観察位置のみについて考察する。さらに、必須の要素のみを考慮し、他の光学部品−ミラー、レンズ、ホログラフィック光学素子−が実際の構成及びディスプレイの操作を補助するために含まれるという事実は無視する。）。
本検討のため、複合ホログラム（composite hologram）３は、一つの組ＨＬの任意の素子に入射する光は一つの像を再生し、他の組ＨＲの素子に入射する光は異なる像を再生するように「開口」ＨＬ及びＨＲの組からなると考えて良い。これらの像は、ホログラム３平面から距離を隔てて形成され、虚像あるいは実像である。正確な幾何学によれば、これら２組の開口ＨＬ及びＨＲは重なり合っても合わなくても良い。
２組の開口ＨＬ及びＨＲによってそれぞれ形成される２つの像５ｌ、５ｒは、均一に照明された光の拡散領域であり、それら自身を開口ＩＬ及びＩＲと考えて良く、ＩＬは組ＨＬによって再生され、ＩＲは組ＨＲによって再生される。２つの像Ａ及びＢを表示するＬＣＤパネルがホログラムと組み合わされる。このＬＣＤの画素もまた開口とみなして良く、ＰＬ及びＰＲの２組に分割される。ここで、組ＰＬは像Ａを表示し、組ＰＲは像Ｂを表示する。
さらに、１組の開口は観察者の２つの眼を表す。観察者の左眼は開口ＥＬで、右眼はＥＲである。開口（又はその像）ＩＬ及びＩＲは、ホログラム３から距離を隔てて、眼ＥＬ及びＥＲと同じ一般領域に形成される。ディスプレイの最適な操作は、光線が、開口ＩＬと、開口ＰＬの組のすべての素子と、開口ＨＬの組のすべての素子とを、必ずしもその順序である必要はないが通過するように、前記光線がＥＬから光源１へ戻り得る場合として定義される。同時に、いかなる光線もＥＬからＩＲ、ＰＲ及びＨＲを通って光源１へ戻ることが可能であってはならない。同様に、ＥＲから戻る光線は、ＩＲ、ＰＲ及びＨＲを通過しなければならず、ＩＬ、ＰＬ及びＨＬを通過してはならない。
２つの重要な形態が図３及び図４に表されており、これらは、ホログラム３及びＬＣＤ８を通る断面の拡大した詳細図である（尺度は合わされていない）。
図３は、ホログラム３がＬＣＤ８の観察者側にある場合を表している。初めに光線２ｌが画素セット９ｌの素子である画素を透過し、次に部分３ｌの組の素子であるホログラム３の一部の位置でホログラム３に照射し、次に回折する。０次光７は直進透過し、１次回折波面は光線４ｌとして表され、ゾーン５ｌの像を再生する。必要な変更を加えれば同じことが、光線２ｒ、画素セット９ｒ、ホログラムの部分の組３ｒ、回折光線４ｒ及び像５ｒに適合する。ホログラム３とＬＣＤ９は互いに近接し、画素セット９ｌを透過するすべての光線が像５ｌのみを再生するように、また同様に、画素セット９ｒを透過する光線が像５ｒのみを形成するように装着されなければならない。これは、ホログラム３の組３ｌの素子と組３ｒの素子との間に空白領域を設けることによって補助され得る。
図４に移る。この場合、また観察者の位置から見れば、ホログラム３はＬＣＤ９の後ろに装着されている。図３との関係で記載されたホログラムは、ホログラム表面とＬＣＤの画素間の光路長が短くされたまま（実際上、普通は画素間隔の約４倍以下）のこの状態でもまた作動し得ることに最初に注意すべきである。しかしながら、図４は、ホログラム３とＬＣＤ９の画素との間隔の幾分の増加を許容する改良された配置を表している。
光２はホログラム３を照射する。組３ｌの素子であるホログラムの一部を照射するところで、光は回折し、最初に画素セット９ｌの素子を透過し、次に、像５ｌを再生する。必要な変更を加えれば同じことが、組３ｒの素子からなるホログラムの領域に照射する光に適合する。この場合、組３ｌの素子は組３ｒの素子に空間的に重なり合っていることに気づくであろう。それらは、それら自身の組にもまた重なり合うことさえ考えられる。画素セット９ｌのすべての素子が組３ｌのホログラム素子からのみ光を受け、同様に画素セット９ｒのすべての素子が組３ｒのホログラム素子からのみ光を受けるように、ディスプレイは形作られることにもまた注意すべきである。
同じ組の素子のオーバラップは図４Ａに表されている。図４ＡはホログラムとＬＣＤを通って投射される数本の光線を示す。間隔が比較的狭い（ホログラム位置１）とすれば、同一の組３ｌの異なる素子は互いに重なり合わない（しかしながらこの場合には、それらは図面から除外した他の組３ｒの素子に重なり合う。）。間隔が拡がるとすれば（ホログラム位置２）、組の各素子の占めるゾーンが拡がるため、それらは互いに重なり合う。
本方法によって製作されるディスプレイの実際の特徴のいくつかを述べる。
我々は、光源の有効な位置を移動せしめることにより、ホログラフィック自動ステレオスコープディスプレイのための観察ゾーンの位置を移動し得る方法を他（ＰＣＴ／ＧＢ  ９３／０１７０９）で既に記載している。この原理は、以下の基本的な方法によりここでも適用される。
観察ゾーンは光源の位置を移動せしめることにより移動させ得る。前記光源は、そのことによって、観察者がステレオ効果を失うことなく移動し得るようにディスプレイを制御できる。表示されたディスプレイのステレオ視点が適切に更新されていくと、視差を生じるような感覚（impression of paranax）が与えられ、観察者は、見回したり、さらには上下から、また遠近の位置から、これらの位置に応じた視差をもって像を見ることができる。
分離した光源が与えられてもよく、そのことにより２つ以上の分離したステレオ観察ゾーンが生成され、複数の人が同時にステレオ効果を楽しむことができる。この場合、分離した光源の各々の有効な位置もまた移動可能であり、そのことによって各観察者に機動力を与える。
上述のように、光源の有効な位置は、側方から側方、上下、遠近に位置を変える観察者を補償するように、変化させることができる。実際上、側方から側方への移動は最も重要であることが多い。
分離した光源又は拡がった光源は、ゾーン５１及び５ｒを互いに重なり合わせるために与えられ、そのことにより、両眼はＬＣＤの全ての画素を見ることができる。この処理は、ＬＣＤが最大限の分解能で２Ｄ像を両眼に表示する際に好都合であり、そのことにより、従来の２次元像を使用し、画質のいかなる低下もなく楽しむことができる。これは特にディスプレイのような従来の２次元的使用のすべてに有用である。明らかにこの照明によって自動ステレオスコープの能力は一時的に失われる。このような能力は自動的又は手動的のいずれであっても容易に出したり止めたりされる。
さらに追加の従来の拡散性バックライトが与えられてもよく、これは、ホログラム３及びＬＣＤの後ろ（観察者の位置から見て）に配置される。このような配置は、２Ｄ操作を達成する代替方法を与える。これは、ホログラム３が基板被挟導波（Substrate Guided Wave）（ＳＧＷ）ホログラムとして製作される場合に最も好都合に達成される。
ホログラム３の一つの製作方法について述べ、多種の技術の内のいくつかを示す。使用されることがあり、ホログラフィー技術者に良く知られている光学的な幾何学に関連する多くの部分は除外し、説明を本質的部分に集中することとする。
初めに、第１世代のホログラム又はＨ１の製作について述べる。
図５（概略図であり、尺度は合わされていない）によれば、ホログラフィックプレート１０は、参照ビーム１１（好ましくはコリメートされている）及び物体光１９ｌに同時に露光される。必要とされる物体光１９ｌは、拡散体１２（例えば、摺りガラスのスクリーン）をビーム光１４で照射することにより生成される。プレート１０に可視である拡散領域の範囲はマスク１３ｌで制限される。光１４は拡散体１２によりマスク１６に向かって散乱する。散乱光１５の幾本かの光線１８ｌは、マスク１６の不透明な領域１６ｒに照射し、遮蔽される。他の光線１９ｌは遮蔽されずにマスク１６の透明領域１６ｌを透過し、ホログラフィックプレート１０に照射し、そこで、参照ビーム１１と干渉する。それによって生成する干渉縞は通常の方法で記録される。このことはマスターホログラム１０の第１の露光を構成する。
次に、第２の露光がマスク１３１と交換したマスク１３ｒ（例えば、それ自身の幅をもって移動せしめられたマスク１３１で良い）、マスク１６と交換したマスク１７（例えば、ＬＣＤ８の画素間隔に相当する距離だけ移動せしめられたマスク１６で良い）を用いてなされる。
マスク１６は完成した自動ステレオスコープディスプレイに使用されるＬＣＤのために特に製作されるということが理解されなければならない。不透明なマスク領域の組１６ｒは、位置及び間隔が画素セット９ｒに対応する。透明領域の組１６ｌは画素セット９ｌに対応する。マスク１７はほぼ同等の構成であり、不透明な領域１７ｌは、位置及び間隔が画素セット９ｌに対応する。透明なマスク領域１７ｒは画素集合９ｒに対応する。マスク１３ｌ及び１３ｒはそれぞれ観察開口５ｌ及び５ｒを定めるのに使用される。
２つの露光形態が、図６及び図７に示されている。これらの図は概略の斜視図で尺度は合わされていない。これらは、光学テーブルに最もよく登場するように、種々の素子を表している。すなわち、全体を側方に回転することにより、（水平の）光軸を含む面と（垂直の）光軸を含む面は実際の使用においては同じとなる。
図６及び７は対比されなければならない。図６に示す第１の露光の後、マスク１３ｌはマスク１３ｒと交換される（又は、マスク１３ｌをその幅分だけ下方に移動することがこれと同等である。）。同様に、マスク１６はマスク１７と交換される（又は、透明な領域１７ｒが、不透明な領域１６ｒにより先に占められていた位置と同じ位置になるように、マスク１３ｌが水平に移動せしめられることがこれと同等である。）。次に、第２の露光がなされる（同じホログラフィック平面１０又は第２の平面のいずれかにおいて、以下で我々はただ一つの２重露光Ｈ１ホログラムが使用されると仮定し続ける）。次に、ホログラムは最良のＳＮ比を得るために従来方法により現像される。
次に、Ｈ１ホログラムは、図８に表したように像平面Ｈ２ホログラム３を製作するために使用される。
Ｈ１ホログラム１０は、記録の際に使用される参照ビームと共役であるビーム２０を用いて再生される。それは以下からなる実像を再生する。
マスク１３ｌによってマスキングされた拡散体１２の像である実像２４、
マスク１３ｒによってマスキングされた拡散体１２の像である実像２５、
マスク１６の像である実像２２、
マスク１７の像である実像２３である。
像２２、２３は不透明な、それゆえ、暗い物体の像であることが認識されるであろう。これらの像２２、２３の影響により、上述の記録時の幾何学を考えれば明らかなように、像２４、２５が見られる位置が制限される。
さらに、基板２７及び適切な感光層（photographically sensitive layer）２１からなるホログラフィック材料（プレートと称する）３が与えられる。図示の場合には拡がっているがその必要はない、プレート３のための参照ビーム２６もまたある。感光層２１は通常、実像２２、２３に最も近接して配置された基板２７の表面に適用される。ホログラフィック層２１と像２２、２３の間の光路長は、最終使用の際の層２１とＬＣＤ８の画素９の平面との間の光路長と同じでなければならない。
（収差（aberrations）に注意するように。この形態では正確な再生が重要である。従来の全ての予防措置が施される必要がある。例えば、再生ビーム２０は参照ビーム１１の正確な共役でなければならず、Ｈ１ホログラム１０は平坦で、ホログラム１０の現像は感光層の寸法変化をもたらしてはならない。さらに、基板２７のＨ２ホログラフィックプレート３に対する厚みによって生じる収差は、類似の光学特性のプレートをＨ１ホログラム１０の記録の際に、Ｈ１ホログラム１０に対し相対的に同じ位置でＨ２ホログラム３に組み込むことにより、予め矯正される必要がある。同様の予備矯正技術がＬＣＤ基板での屈折の補償をするために必要とされる場合がある）。
ホログラフィックプレート３は露光され、最小のノイズを伴う良好な回折効率のために現像される。次に、ホログラフィックプレート３は、自動ステレオスコープディスプレイで使用される。プレートが光源１で再生される際（記載したケースでは、光２の入射角は参照ビーム２６の入射角とほぼ同じ角度で照射する）、それは、開口１３ｌ、１３ｒを通して観察される拡散体１２の像である像２４、２５の像である像５ｌ、５ｒを再生する。この場合、ＬＣＤ８はホログラム３に近接して配置され、像２２、２３（それらはマスク１６、１７の像である）はそれぞれ画素セット９ｌ、９ｒの中または非常に近接して形成される。ここでは、画素セット９ｒの任意の素子を透過して像５ｌを形成する光も、画素セット９ｌの任意の素子を透過して像５ｒを形成する光も伴わない。
上記全ての段階で使用され得る、例えば、ハロゲン化銀、重クロム酸ゼラチン（dichromated gelatine）、フォトポリマー、フォトレジスト、サーモプラスチック等のホログラフィック材料は選択の余地がある。光学的配置は、いずれ利用可能になるであろうものも含めた全ての適切な材料に対し本質的に同じである。
Ｈ２ホログラム３は機能的に等しいホログラムを複製するツールとして使用され得る。光学的方法が使用され得る特に密着転写（contact copying）には、型押し（embossing）や型成形（moulding）のような代替の機械的方法もまた使用して良い。機械的な場合には、干渉パターンが、多くの既知の中間段階の後に型成形や型押し（stamping）ツールとなるレリーフ構造の表面の形式で記録されるように、Ｈ２ホログラム３は製作される。型成形は、他の光学部品が一つの型成形されたユニットに組み込まれるのであれば特に好ましい。例えば、Ｈ２ホログラム３が基板被挟導波（ＳＧＷ）ホログラムとして製作される場合に使用され得る。
既に述べたように、記載したホログラム３を記録する方法は単に所望の効果を達成するための多くの可能な方法の一つにすぎない。一度に行う（ワンステップの）方法が存在する（それにしたがって、Ｈ１ホログラム１０を含むステップの必要なくホログラム３が直接製作される。）。ホログラム３がＬＣＤ８と観察者との間に配置される変更例もまた存在する（図３に表した形態）。この場合の明らかな変更例は、ホログラフィックプレート３を像２２、２３の反対側に配置することであるが、感光層はまだ像２２、２３に近接して配置された状態である。いったん基本原理が理解されれば、有能なホログラフィー技術者は方法論的な変形を比較的容易に設計し得るであろう。それにもかかわらず、我々はいくつかの変形といくつかの重要な設計の検討について手短に述べる。
ホログラム３は、左の観察ゾーンに関連する第１の位置で拡散体により第１のマスターホログラムを製作し、右の観察ゾーンに関連する第２の位置で拡散体により異なるホログラフィックプレートに第２のマスターホログラムを製作することにより製作され得る。次に、ホログラム３は２つのマスターホログラムからの転写ホログラム（transfer hologlam）として記録される。第１のマスターホログラムは、交互に暗いライン／不透明なラインを有するマスクが転写ホログラムプレートをマスキングする状態で転写ホログラムとして記録される。次にマスクは、転写ホログラムプレート上の異なる線群を開放するために移動せしめられ、第２のマスターホログラムが転写ホログラムプレート上に記録される。
ホログラムは回折によって動作し、明らかな色分散を生成する。この影響を制御することは重要であり、さもなければ、ディスプレイの性能及び／又は有用性は非常に著しく低下する。既に記載した拡散像として形成される観察ゾーンの使用により、色分散のその他の有害な影響を抑制するいくつかの単純な方法の使用が可能となる。例えば、図８では、拡散体の開口像２４、２５の平面はホログラム３に対して傾斜している。無色角（achromatic angle）としてホログラフィー技術者に既知の傾斜角を使用することは好都合である。それにより、色分散した像点のスペクトルが互いに重なり合い、奥行き方向及び端から端まで鮮明である大部分が無色の像を形成する。
このアプローチには変更例が存在し（図７ａ参照）、例えば、均質の傾斜した拡散体１２を使用する代わりに複数の光の拡散線１２ａ、１２ｂ、１２ｃを使用することにより同様の効果が生じ得る。これらは、各線が無色角に傾斜した平面に存在するように配置され、それらの長さは、さもなければ使用されるであろう平面拡散体の幅に等しい。それらはホログラム平面に平行に、照明光の傾斜平面に垂直に配置されるのが望ましい。そのような配置が白色光により照明される際に、各線は無色角に傾斜したスペクトルに色分散し、各拡散線のそれぞれのスペクトルは重なり合う。このため、それによって生成する混色が、均質の拡散体によって生成されるゾーンに機能的に等しい（白色照明の下で）拡散性白色（「無色」）ゾーンとなる領域を生成する。
線１２ａ．．．１２ｎは拡散したものである必要があり、そのため拡散ゾーンであると考えられる。
最も重要である一般的なポイントは、眼で見ることのできる幅及び高さを備えた拡散ゾーンの像が、ホログラムから距離を隔てて再生されなければならないということである。ゾーンはホログラムから距離を隔てて正確に配置されなければならない（すなわち、Ｚ軸に沿って最小の不鮮明度で）。それらは、均一に照明され（すなわち、それらの機能上の幅を横切って本質的に同じ明るさ）、水平方向（すなわち、照明光の傾斜平面に垂直な方向）に著しい不鮮明が生じないようにしなければならない。ここで述べるデバイスにより、これらの重要な性能限界が達成され得る。これらのいずれかを達成しなければ、利用可能なステレオスコープ観察ゾーンの制限や、色縞や左右チャンネル間のクロストークのような非常に好ましくない人工物を導くことにつながる。上下方向での無色の応答をなすかなりの領域がふつう必要とされるが、観察ゾーンの垂直方向の両極端での色歪曲の出現は著しい実際の問題ではないことが認識されるであろう。無色角の使用は、色分散の影響を扱うために使用されるいくつかの方法の一つである。
Ｈ１ホログラム及びＨ２ホログラムが、拡散体の開口１３が無色角に近くない角度で配置された状態で製作されるときには、色分散を扱う他の手段が使用されなければならない（そうでない限り、すなわち、ディスプレイは単色の像を表示するために使用され、光源１は狭スペクトルバンド幅を有する。）。代替の方法は以下のものを含む。
・厚いホログラフィック記録媒体を使用するフルカラーホログラフィー。この場合は、ホログラム３のブラッグ角（Bragg's angle）の状態が所望の波長域のほとんどを効果的に抑制する。これはホログラム３の反射及び透過バージョンの両方で実用的である。
・挟スペクトルバンド幅を有する複数の光源１ｒ、１ｇ、１ｂを備えたホログラム３の再生。この場合は、光源が各々異なる入射角を有するような配置の採否により、再生像５ｒ、５ｇ、５ｂが十分な精度で空間的に重なり合うように配置される。
・ホログラム３の再生における分散の補償技術の使用。これは、等しく、反対の色分散を与えるように設計され、配置された少なくとも一つの他の回折光学素子（典型的にはホログラフィック技術を使用して製作されるもの）を含む。この配置は、しばしば（ａ）ホログラム３と追加の光学素子の集合する光学的エネルギーが低くなくてはならず、（ｂ）正の光学的エネルギーを備えた追加の光学素子（例えば、レンズ又はミラー）の使用を必要とする。さらに、観察者に見えることになる０次光を抑制するため、ルーバースクリーン（louvred screen）もまたホログラム３と追加の回折光学素子の間に必要とされる。
・観察開口５のそれぞれ赤、緑および青の像が十分な精度で重なり合うように、異なってフォーカスされたいくつかのビーム光２ｒ、２ｇ、２ｂを与える追加のホログラフィック／回折光学素子の使用。
先の形態に対し興味のある変更例は、次のように記録工程を複雑にすることである。３つの拡散線が使用され（図７ａの１２ａ、１２ｂ、１２ｃに相当）、これらは、与えられた観察位置から、これらのそれぞれの分散した像が赤、緑及び青−集まったものが白−として観察されるように配置される必要がある。画素セット９ｌ、９ｒの間に分離されるのと同様に、それらはまた画素サブセット９ｌ赤、９ｌ緑、９ｌ青及び９ｒ赤、９ｒ緑、９ｒ青に分離され、ＬＣＤ８の画素が分離され赤、緑又は青の像を左眼に与え、同様に、赤、緑又は青の像を右眼に与える。あたかもカラーＬＣＤのように扱われるグレイスケールＬＣＤに関連して使用される際には、表示される像もまたフルカラーである。演色は、現在使用される型押しホログラムのような「フルカラー」「レインボウ」ホログラムによって表示されるものと非常に似通っている。反射ホログラムを使用すれば、演色は垂直方向により安定する。この方法は、６つのマスク（１６赤、１６緑、１６青、１７赤、１７緑及び１７青）が必要とされるが、決して完全には実行できないという事実により、確かに複雑である。
先の記載においては、ホログラム３が単一の光源によって照明される際には、一つのステレオスコープ観察ゾーンが生み出されるということを仮定してきた。多数の光源なくして複数のそのような位置を与えるようにホログラム３を製作することが可能である。これは、各左右の観察に対する複数の拡散ゾーンの記録を必要とする。他の全ての面でホログラフィック方法は同じである。図１５は最終結果を表し、光源１はＬＣＤとホログラムの結合３、８を照明する。この場合、ホログラム３は左の観察ゾーンに対し３つの位置及び右の観察ゾーンに対しこれらに対応する３つの位置に拡散体を備えて製作されている。使用にあたり、これらの拡散体は、３つの分離したステレオ観察ゾーンを形成するように再生し、左右のペア５ｌａ及び５ｒａは一つの位置に形成し、そのことにより一つのステレオ観察位置を与える。一方、他のペア５ｌｂ、５ｒｂ及び５ｌｃ、５ｒｃは同時にさらに２つのステレオ観察位置を形成する。ホログラム３からの各ステレオ観察位置の距離及び高さは同一である必要はなく、任意の数のそのようなステレオ観察位置が与えられ得ることは明らかである。
ここで議論する価値のあるＨ２ホログラム３のいくつもの製作方法が存在する。
上述した図８に示す場合は、良く知られたオフアクシス透過ホログラム（off axis transmission hologram）技術を使用し、参照ビーム２６及び再生ビーム２はフリースペース（光学的性能に役立つミラーやレンズの組み込み、及び／又は実際のディスプレイの構造に関わらず）を通してホログラム３を照明する。これらの代替は基板被挟導波（ＳＧＷ）技術を使用することであり、光ビームはホログラム基板２７により、しばしば、全内面反射現象を使用することにより案内される。
２つの基本的な配置が図９及び図１０に表されている（これらの図面は尺度は合わされていない。）。これらを図８と比較すると、参照ビーム（ここでは、ただ一つの光線２６として表されている）が、開先によりホログラム３の基板２７の中に入ることに気付くであろう（ビーム２６をプリズムや回折格子を含む基板の中に組み込ませる他の多くの方法があることが理解されるであろう。）。次にビームは内面反射を受け、感光層２１に入射する。ここで、ビームは物体光と干渉し透過型ホログラムを製作する。図１０は同じであるが、基板２７の反対側に位置する感光層２１を備えた形態を表す。このような配置は、フルカラー使用のためであって、適切に選択された３つの波長で動作するべき屈折ホログラムを製作する。
よりコンパクトなディスプレイを製作するのと同様に、ＳＧＷモードは他の光学素子を導入するために使用され得る。前記他の光学素子は、機械的に再生されたバージョンのホログラフィック表面が表面レリーフの形態である場合に、非常に経済的な生産と複雑な光学的性能を可能にする。我々は２、３の可能性に言及する。
図１１はＳＧＷ透過ホログラム３（しかし、必要な変更を加えて反射モードにもなり得る）の斜視図である。光源１は、ホログラフィック表面２１及びさらに光学部品を備えた基板２７からなるホログラム３の中にまたは近接して装着される。光源１により照射される光２は基板２７を通って、湾曲状で反射コーティングを備えた底面２８に突き当たるまで下方に進む。次に、ビーム２は反射し、フォーカスされ、ホログラフィック表面２１に向かって方向付けられる。該表面では、ビームは回折し、先に述べたように像５ｌ及び５ｒを形成する波面４を形成する。明瞭な図示のために一定の光線のみを表したことは認識されるであろう。図１１に示した形態は多くの実用上の利点を有する。それは、型成形工程において、ホログラフィック表面２１がレリーフ構造として製作される型成形技術により一つのユニットとして製作され得る。光ビーム２は、型成形された構造を使用し、すなわち、鏡面２８及び（図示されていないが）基板２７への入射点の両方でフォーカスされ得る。観察ゾーン５を移動できるようにし、移動する観察者を追跡する能力を与え、最大限の分解能の２Ｄ操作を可能にするために、複数の光源が使用され得る。
２Ｄ適合性のために多数の光源を使用することの代替として、従来の拡散性バックライトをホログラム３の後ろに与えることができる。該ホログラムはホログラフィック表面２１及び基板２７を通って明瞭に見ることができる。このようなシステムは、頑丈かつコンパクトであるとともに生産面で経済的である。
図１２は、その他の変更例を表し、好都合に（必要ではないけれども）ＳＧＷホログラムとして製作され得る。光源１により照射される光２ｍは、最初にオプションの集光用光学部品（例えばレンズ）を透過し、基板２７の中に入り、基板２７の遠い面の光学部品２９に入射する。光学部品２９は少なくとも、向け直された光２ｐが正しい角度でホログラフィック表面２１に入射するように、光２ｎを方向付けるという機能を発揮する。この基本的機能に加え、光学部品２９は、ホログラム２１と組み合わせた際に分散の補償に影響するホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）として製作され得る。図示の場合、光学部品２９は、外面に反射コーティングを有する表面レリーフ透過ホログラフィック光学素子である。光学部品２８は、ＨＯＥ２９と組み合わさったホログラム２１が光学的エネルギーを有さない場合に、光学的エネルギーを与えることにより分散の補償に役立つように使用され得る（あるいは、素子２９は、光２ｎを向け直しオプションで集光する、反射ＨＯＥ又は実際に反射光学部品であり得る。）。
ホログラム３の照明を案内する基板の使用にはさらに多くの変更例が存在する。
ホログラム３の縞構造を計算し、非光学的手段（例えば、ｅビーム（e-beam）を使用して製作することにより、等しい光学的性能が達成され得る場合もまた存在する。
最初の方に記載したように、ホログラフィック光学素子３は「ワンステップ」技術を使用して製作しても良い。ワンステップ方法はたぶん多くの方法で実施される。単純なものは添付の図１３に表されている。最初にマスター（Ｈ１）ホログラムを製作し、その像平面からＨ２複製を製作（すなわち、複製はＨ１により再生される像の範囲内に位置決めされる）する代わりに、それ自身がＬＣＤと使用され得るホログラムを製作する。図示の場合、ホログラムは、２回の露光の際マスク１６及びマスク１７によりマスキングされる。マスクは感光層に非常に近接し、拡散性マスク１３の位置は先に述べた露光の間に移動せしめられる。
遠距離焦点集光用光学部品−例えば、広開口低Ｆナンバーのレンズ−を使用し、記録すべき物体の実像をフォーカシングする他の種類のワンステップホログラムが存在し、ホログラフィックプレートは実像の「中」に置かれる。
いかなる３Ｄ像も、物体のサイズを代表的なものとみなす物体情報を与える。自動ステレオスコープディスプレイでは、像のサイズはディスプレイの認識されるサイズにより制限される。そのため、自動ステレオスコープの能力を維持するに際しディスプレイの見かけのサイズを拡げることが好都合である。これを現在の基本的ディスプレイで実施する方法について述べる。前記方法は、ちょうど大きな物体が小さな窓から観察され得るように、窓の向こうに３次元シーンをあらわにする窓として想像され得る。したがって、物体の３Ｄ像は、記載される比較的小さな自動ステレオスコープ「窓」を通して全サイズ観察され得る。
図１４の符号３０は既に述べた光源１、ＬＣＤ８及びホログラム３を組み込んだ自動ステレオスコープディスプレイである。ＬＣＤ８及びホログラム３の平面が示されている。ホログラムは、ゾーン５ｌ及び５ｒの実像を、図１３の場合には虚像３１を与えるために作成され得る。正の光学的エネルギーを備えた光学素子３２が与えられ、ディスプレイ３０のスクリーン３、８が光学素子３２とその焦平面との間に存在するように位置決めされる。ドット線で示した単純な軌跡は、スクリーン３、８の拡大された虚像３３が形成されることを示す。この像３３は、使用するステレオスコープの原理により生成される３次元像として、観察者３５から同等の距離に存在するよう、好適に位置決めされる（そのことにより、奥行き認識と視力調節機能との間の矛盾を最小化する。）。虚像３１は光学部品３２により実像３４を形成するようフォーカシングされ、意図する観察位置に都合良く位置決めされる。正確な幾何学によれば、虚像３１の位置は調整され、ある場合には、光学部品３２により再フォーカシングされる際に実像のままである実像として最初に好都合に形成されることがわかるであろう。また像３１は無限遠に位置され得る。
このようなディスプレイの機能は、各眼が異なる像を観察し、与えられる像がステレオペアである先に述べたものと同じであることが理解され得る。観察者はあたかも窓の向こうのように、光学部品３２の向こうに３次元像を観察する。光学部品３２は屈折し、反射し又は回折するものとされ得る（各場合に、像は機能的に同じように形成されるが、図は適切なように変更される必要がある。）。
素子の光学特性がＬＣＤの画素を不鮮明させるように配置されていれば好都合である。これはフレネルレンズで非常に容易に発生するような最小限度の収差を導くことにより達成され得る。回折素子の場合、これは、わずかに不鮮明な像が生成されるように設計することにより、又は、色分散にかかわらず発生する不鮮明を使用することにより達成され得る。回折光学素子（これは、この場合おそらくホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）である。）の使用は一定の利点を有する。ＨＯＥは透明であり、それにより、窓の影響を強調し、窓の向こうに観察される実シーンで像がスーパーインポーズされるようにする。ＨＯＥはまた、一人以上の観察者が同時にシーンを楽しむことを可能とする他の方法を生み出す、多くの独立の焦点を備えて製作され得る。ＨＯＥは通常、好都合かつ簡潔な構造を与えるオフアクシスで動作する。それらはまた像を非ピクセル化（de-pixelating）する制御可能な方法をも可能にする（ＨＯＥを製作するのに使用する一つ以上の光源を拡大する。）。
ＨＯＥが使用されるならば、多くの問題を扱う必要がある。特に、フルカラー像を生成するためにディスプレイが必要とされるならば、色分散の問題が扱われなければならない。一つの解決策は、３つの適切な波長に同調されたＨＯＥを使用することである。別の解決策は、適切に選択された光源により又はフィルタリングにより与えられる３つの波長で単色光を使用することである。ＨＯＥが製作される方法によれば、これは３つのグレイスケール自動ステレオスコープディスプレイ３０が使用されることを意味し、また、それらが光学的に異なる位置に配置される必要があることも意味する（これは、機械的に、波長選択ミラーで光学的に、追加の回折素子で光学的に達成され得る。）。
ディスプレイデバイスは、また、一人以上の観察者の独立のアイトラッキングのためのシステムを含む（我々の特許出願ＰＣＴ／ＧＢ９３／０１７０９で、より十分に記載されている。）。観察者が頭を動かすとき、観察ゾーンを正しく位置決めするために、光源は（効果的に）移動せしめられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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