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JP2520766B2 - Holography-Display device and its driving method - Google Patents
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JP2520766B2 - Holography-Display device and its driving method - Google Patents

Holography-Display device and its driving method

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JP2520766B2
JP2520766B2 JP2147020A JP14702090A JP2520766B2 JP 2520766 B2 JP2520766 B2 JP 2520766B2 JP 2147020 A JP2147020 A JP 2147020A JP 14702090 A JP14702090 A JP 14702090A JP 2520766 B2 JP2520766 B2 JP 2520766B2
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optical
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、三次元動画を疑似的に表示する三次元表示
装置とその駆動方式に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional display device for pseudo-displaying a three-dimensional moving image and a driving method thereof.

[発明の概要] 本発明は、コヒーレント光学と干渉光学系とからなる
光学的ホログラフィー形成手段と、上記ホログラフィー
形成手段によって形成されたホログラフィーを記録する
光書き込み型空間光変調器と、光源と読み出し光束発生
光学系と再生光の拡大結像光学系とからなる画像情報再
生手段によって上記空間光変調器に形成されたホログラ
ムを再生するホログラフィー表示装置において、電気的
あるいは光学的な画像情報入力手段と周期的に光路長を
変化させる光路長変換手段が上記干渉光学系内に配置さ
れており、三次元画像情報記憶手段より、当該三次元画
像を所望の次元方向に量子化することにより得られた二
次元画像情報を、上記画像情報入力手段へ上記光路長変
換手段の光路長変化周期に同期させて、入力する手段を
構成することにより、三次元画像を特定の方向に量子化
することによって形成した二次元画像情報に位相差をつ
けたものを、逐次ホログラフィーとして記録再生するこ
とができ、実時間動作可能な三次元画像を疑似的に作り
出すことを可能とするホログラフィー表示装置を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an optical holography forming means including coherent optics and an interference optical system, an optical writing type spatial light modulator for recording holography formed by the holography forming means, a light source and a reading light flux. In a holographic display device for reproducing a hologram formed in the spatial light modulator by an image information reproducing means composed of a generating optical system and an enlarged image forming optical system for reproducing light, an electrical or optical image information inputting means and a cycle An optical path length conversion means for changing the optical path length is disposed in the interference optical system, and a two-dimensional image obtained by quantizing the three-dimensional image in a desired dimension direction from the three-dimensional image information storage means. A means for inputting the three-dimensional image information to the image information input means in synchronization with the optical path length change period of the optical path length conversion means is configured. By doing so, two-dimensional image information formed by quantizing a three-dimensional image in a specific direction with a phase difference can be sequentially recorded and reproduced as holography, and a three-dimensional image that can be operated in real time. It is intended to provide a holographic display device capable of artificially producing.

[従来の技術] 従来より、実時間動作可能な三次元画像を疑似的に実
現しようとする試みは数多く行われてきた。
[Prior Art] Conventionally, many attempts have been made to artificially realize a three-dimensional image that can be operated in real time.

最も盛んに行われているのは、視差を利用した疑似的
三次元画像の研究である。これは、例えば、右目と左目
にそれぞれ赤色フィルターと青色フィルター、あるいは
偏光面の異なった(直交した)光だけを透過する偏光フ
ィルターを装着し、視差ずれのある青色と赤色の画像
を、あるいは偏光面の異なった(直交した)光を投影し
て形成した画像を見ることによって疑似的に三次元画像
を形成するものである。
The most popular research is the study of pseudo three-dimensional images using parallax. For example, you can attach a red filter and a blue filter to the right and left eyes respectively, or a polarizing filter that transmits only the light with different polarization planes (orthogonal), and display blue and red images with parallax shift, or polarized light. A three-dimensional image is artificially formed by seeing an image formed by projecting light (orthogonal) having different planes.

また、形が少しづつ異なる三次元画像を、ガラス板上
あるいはプラスチックフィルム上に銀塩を塗布したホロ
グラム乾板に、それぞれ異なった方向の参照光によりホ
ログラムとして形成し、再生光の方向を上記参照光の方
向と一致するように順次変化させて疑似的に三次元動画
を形成する方法もある。
In addition, three-dimensional images with slightly different shapes are formed as holograms with reference light in different directions on a hologram dry plate coated with silver salt on a glass plate or plastic film, and the direction of the reproduction light is changed to the reference light above. There is also a method of forming a pseudo three-dimensional moving image by sequentially changing so as to match the direction of.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来の視差を利用して疑似的に三次元
画像を形成する方法では、再生原画に位相情報が含まれ
ていないために、再生画像の立体表現を厳密に行うこと
はできず、忠実に立体感のある三次元画像を再生するの
は困難であるという問題点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional method for forming a pseudo three-dimensional image using parallax, since the reproduced original image does not include phase information, the reproduced image is not stereoscopically represented. There is a problem in that it cannot be performed strictly, and it is difficult to faithfully reproduce a three-dimensional image having a stereoscopic effect.

また、上述のホログラム乾板に形成したホログラムを
利用する方法では、記録したホログラムの現像・定着過
程を要するために、再生原画を作製するのに時間を要
し、さらに長時間の三次元動画を実現するには多量のホ
ログラム乾板を必要とするという問題点を有していた。
また、この方法は、電子系との接続にも適していない。
Further, in the method of utilizing the hologram formed on the hologram dry plate described above, it takes time to prepare the reproduced original image because the process of developing and fixing the recorded hologram is required, and a longer three-dimensional moving image is realized. There is a problem that a large amount of hologram dry plate is required for this.
Also, this method is not suitable for connection with an electronic system.

[問題点を解決するための手段] 本発明のホログラフィー表示装置は、コヒーレント光
源と干渉光学系とからなる光学的ホログラフィー形成手
段と、上記ホログラフィー形成手段によって形成された
ホログラフィーを記録する光書き込み型空間光変調器
と、光源と読み出し光束発生光学系と再生光の拡大結像
光学系とからなる画像情報再生手段によって上記空間光
変調器に形成されたホログラムを再生するホログラフィ
ー表示装置において、電気的あるいは光学的な画像情報
入力手段と周期的に光路長を変化させる光路長変換手段
が上記干渉光学系内に配置されており、三次元画像情報
記憶手段より、当該三次元画像を所望の次元方向に量子
化することにより得られた二次元画像情報を、上記画像
情報入力手段へ上記光路長変換手段の光路長変化周期に
同期させて、入力する手段を付与することにより上記問
題点を解決し、疑似的に三次元動画を実現することを可
能ならしめるものである。
[Means for Solving the Problems] The holographic display device of the present invention comprises an optical holographic forming means comprising a coherent light source and an interference optical system, and an optical writing type space for recording holography formed by the holographic forming means. In a holographic display device for reproducing a hologram formed on the spatial light modulator by an image information reproducing means including an optical modulator, a light source, a reading light flux generating optical system, and an enlarged image forming optical system for reproducing light, an electrical or An optical image information input means and an optical path length conversion means for periodically changing the optical path length are arranged in the interference optical system, and the three-dimensional image information storage means directs the three-dimensional image in a desired dimensional direction. The two-dimensional image information obtained by quantizing the optical path length of the optical path length conversion means to the image information input means. By providing a means for inputting in synchronization with the change cycle, the above problems can be solved and a pseudo three-dimensional moving image can be realized.

特に、画像に位相情報を付与するために、周期的に光
路長を変化させる光路長変換手段として、画像情報入力
手段に表示される二次元画像情報の大きさと同一スケー
ルで前記三次元画像の量子化方向の大きさの半分の長さ
だけ偏心した回転軸を持つ回転多面体鏡あるいは回転円
柱鏡とモータ等によるその回転手段とから構成したもの
を用い、また電子系との接続を容易にするため、画像情
報入力手段として、マトリックス状に単結晶薄膜トラン
ジスタを配して強誘電性液晶を駆動させる透過型液晶デ
ィスプレイ、あるいはCRTと結像光学系あるいはレーザ
走査装置と、光書き込み型空間光変調器とから構成した
ものを用い、また実時間ホログラム記録可能な光書き込
み型空間光変調器として、光導電層、光反射層、液晶配
向層、光反射率と印加電圧との間に双安定メモリ性を有
する強誘電性液晶層、電圧印加手段、透明基板からなる
光書き込み型液晶ライトバルブを用いることにより上記
問題点を解決した。
In particular, in order to add phase information to the image, as the optical path length conversion means for periodically changing the optical path length, the quantum of the three-dimensional image on the same scale as the size of the two-dimensional image information displayed on the image information input means. In order to facilitate connection with the electronic system, use a rotating polygon mirror or a rotating cylindrical mirror having a rotating shaft that is eccentric by half the size in the direction of rotation, and a rotating means such as a motor. , A transmissive liquid crystal display that drives a ferroelectric liquid crystal by arranging single crystal thin film transistors in a matrix as image information input means, or a CRT and an imaging optical system or a laser scanning device, and an optical writing spatial light modulator. As a photo-writing type spatial light modulator capable of real-time hologram recording, a photoconductive layer, a light reflection layer, a liquid crystal alignment layer, a light reflectance and application Ferroelectric liquid crystal layer having a bistable memory characteristic between the pressure, the voltage applying means, to solve the above problems by using an optical writing type liquid crystal light valve composed of a transparent substrate.

また、三次元物体画像を三次元ガウス座標系で表現し
た場合、xy座標で表現される二次元平面でz軸方向に三
次元画像情報を所定の大きさに量子化してメモリ空間に
蓄積し、xy座標で表現される二次元平面の画像情報を、
周期的に光路長を変化させる光路長変換装置の周期のz
軸方向の量子化数分の1に同期させて順次画像情報入力
手段に入力させる駆動方式を用いることにより、従来の
コンピュータ支援設計システム(Computer Aded Design
System:CAD)の電子システムとの接続が容易なホログ
ラフィー表示装置を可能ならしめた。
Further, when the three-dimensional object image is expressed in a three-dimensional Gaussian coordinate system, three-dimensional image information is quantized to a predetermined size in the z-axis direction on the two-dimensional plane expressed in xy coordinates, and stored in the memory space. Image information of a two-dimensional plane expressed by xy coordinates,
Z of the cycle of the optical path length conversion device that periodically changes the optical path length
A conventional computer-aided design system (Computer Aded Design) is used by using a drive system in which the image information input means is sequentially input in synchronization with one-half of the quantization number in the axial direction.
We have made possible a holographic display device that can be easily connected to an electronic system (System: CAD).

[作用] 本発明のホログラフィー表示装置は、上述のように、
液晶テレビなどの画像情報入力手段によって入力された
画像情報をレーザなどのコヒーレント光源によって読み
出してコヒーレント画像に変換した後、そのコヒーレン
ト画像を光路長変換手段を経由させることにより、位相
波面が変調されたコヒーレント信号画像とし、当該コヒ
ーレント信号画像と干渉光学系によって生成したコヒー
レント参照光を光書き込み型空間光変調器の光書き込み
面上で互いに干渉させるか、もしくはコヒーレント参照
画像を光路長変換手段を経由させることにより位相波面
が変調されたコヒーレント参照光とし、当該コヒーレン
ト参照画像と前記画像情報入力手段により入力されたコ
ヒーレント信号画像とを光書き込み型空間光変調器の光
書き込み面上で互いに干渉させることにより、当該光書
き込み型空間光変調器に上記コヒーレント信号画像のホ
ログラムを形成する。このとき、三次元画像情報記憶手
段より、当該三次元画像を所望の次元方向に量子化する
ことにより得られた二次元画像情報を、上記画像情報入
力手段へ上記光路長変換手段の光路長変化周期に同期さ
せて、入力することによって、前記光書き込み型空間光
変調器には前記三次元画像の断面画像に対応する二次元
画像のホログラムがその量子化方向の位置情報をも含め
て形成される。したがって、当該三次元画像の断面画像
に対応する二次元画像のホログラムを光書き込み型空間
光変調器に逐次記録し、再生することによって、その記
録再生サイクル時間が肉眼の残像を引き起こすのに充分
に短ければ、疑似的な三次元画像を合成することができ
る。
[Operation] The holographic display device of the present invention, as described above,
After the image information input by the image information input means such as a liquid crystal television is read by a coherent light source such as a laser and converted into a coherent image, the phase wavefront is modulated by passing the coherent image through the optical path length conversion means. As a coherent signal image, the coherent signal image and the coherent reference light generated by the interference optical system are caused to interfere with each other on the optical writing surface of the optical writing type spatial light modulator, or the coherent reference image is passed through the optical path length conversion means. By the coherent reference light whose phase wavefront is modulated by, by causing the coherent reference image and the coherent signal image input by the image information input means to interfere with each other on the optical writing surface of the optical writing spatial light modulator. , The optical writing type space light change Vessel to form a hologram of the coherent signal image. At this time, from the three-dimensional image information storage means, the two-dimensional image information obtained by quantizing the three-dimensional image in a desired dimension direction is transferred to the image information input means to change the optical path length of the optical path length conversion means. By inputting in synchronization with the cycle, a hologram of a two-dimensional image corresponding to the cross-sectional image of the three-dimensional image is formed in the optical writing type spatial light modulator including position information of the quantization direction. It Therefore, by sequentially recording and reproducing the hologram of the two-dimensional image corresponding to the sectional image of the three-dimensional image in the optical writing type spatial light modulator, the recording / reproducing cycle time is sufficient to cause the afterimage of the naked eye. If it is short, a pseudo three-dimensional image can be synthesized.

[実施例] 以下に、本発明によるホログラフィー表示装置および
その駆動方式の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は、本発明のホログラフィー表示装置の構成を示すブ
ロック図であり、第1図(a)は画像情報入力手段と光
路長変換手段が干渉光学系内で並列に配置されている場
合であり、第1図(b)は画像情報入力手段と光路長変
換手段が干渉光学系内で直列に配置されている場合であ
る。第1図において、1は光学的ホログラム形成手段、
2は画像情報再生手段、3はコヒーレント光源、4は干
渉光学系、5は光書き込み型空間光変調器、6は画像情
報入力手段、7は光路長変換手段、8は光源、9は読み
出し光束発生光学系、10は三次元画像記憶手段であり、
干渉光学系4は画像情報入力手段6と光路長変換手段7
とで構成され、光学的ホログラフィー形成手段はコヒー
レント光源3と干渉光学系4で構成され、画像情報再生
手段2は光源8と読み出し光束発生光学系9で構成され
る。もちろん、光源8はコヒーレント光源8と同一光源
であってもかまわない。第1図(a)において、コヒー
レント光源3から出射されたコヒーレント光は干渉光学
系4で2光束に分岐される。干渉光学系で分岐された光
束の一方は、画像情報入力手段6に表示された三次元画
像記憶手段10からの二次元画像をコヒーレント二次元画
像に変換し、光書き込み型空間光変調器5の光書き込み
面に照射される。このとき、画像情報入力手段6に表示
される三次元画像記憶手段10からの前記二次元画像は、
当該三次元画像記憶手段10内に記憶された三次元画像を
所望の次元方向に量子化することにより得られた二次元
画像の所定の1画像である。一方、干渉光学系4で分岐
されたコヒーレント光源からの他方の光束は、光路長変
換手段7を透過し、前記画像情報入力手段6からのコヒ
ーレント二次元画像と所定の角度をなして光書き込み型
空間光変調器5の光書き込み面上で重ね合わされ、互い
に干渉しあい光書き込み型空間光変調器5に前記画像情
報入力手段6からのコヒーレント二次元画像のホログラ
ム干渉縞を表示させる。ここで、光路長変換手段7は、
機械的に光路長を変化させたり、電気光学的に屈折率を
変化させることにより光路長を変化させる手段を指す。
光源8から出射された光束は読み出し光束発生光学系9
により光書き込み型空間光変調器5の読み出し面に、光
路長変換手段7を透過して光書き込み型空間光変調器5
の書き込み面に照射された書き込み光束と同方向逆向き
に照射され、光書き込み型空間光変調器5に表示された
前記画像情報記憶手段6からのコヒーレント二次元画像
のホログラム干渉縞を読み出し、再び読み出し光束発生
光学系9を介して所望の大きさのホログラム再生像を形
成する。
[Embodiment] An embodiment of the holographic display device and its driving method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a holographic display device of the present invention, and FIG. 1 (a) shows a case where image information input means and optical path length conversion means are arranged in parallel in an interference optical system, FIG. 1B shows a case where the image information input means and the optical path length conversion means are arranged in series in the interference optical system. In FIG. 1, 1 is an optical hologram forming means,
Reference numeral 2 is an image information reproducing means, 3 is a coherent light source, 4 is an interference optical system, 5 is an optical writing type spatial light modulator, 6 is image information input means, 7 is an optical path length converting means, 8 is a light source, 9 is a reading light flux. Generation optical system, 10 is a three-dimensional image storage means,
The interference optical system 4 includes an image information input means 6 and an optical path length conversion means 7.
The optical holography forming means is composed of the coherent light source 3 and the interference optical system 4, and the image information reproducing means 2 is composed of the light source 8 and the reading light flux generating optical system 9. Of course, the light source 8 may be the same light source as the coherent light source 8. In FIG. 1A, the coherent light emitted from the coherent light source 3 is split into two light beams by the interference optical system 4. One of the light beams branched by the interference optical system converts the two-dimensional image from the three-dimensional image storage means 10 displayed on the image information input means 6 into a coherent two-dimensional image, and the optical writing type spatial light modulator 5 The light writing surface is irradiated. At this time, the two-dimensional image from the three-dimensional image storage means 10 displayed on the image information input means 6 is
A predetermined one image of a two-dimensional image obtained by quantizing the three-dimensional image stored in the three-dimensional image storage means 10 in a desired dimension direction. On the other hand, the other light flux from the coherent light source branched by the interference optical system 4 passes through the optical path length conversion means 7 and forms a predetermined angle with the coherent two-dimensional image from the image information input means 6 and is an optical writing type. The holograms are superposed on the optical writing surface of the spatial light modulator 5 and interfere with each other to cause the optical writing type spatial light modulator 5 to display hologram interference fringes of the coherent two-dimensional image from the image information input means 6. Here, the optical path length conversion means 7 is
Means for changing the optical path length by mechanically changing the optical path length or electro-optically changing the refractive index.
The light flux emitted from the light source 8 is read out by the light flux generation optical system 9
Thus, the optical writing type spatial light modulator 5 is transmitted through the optical path length conversion means 7 to the reading surface of the optical writing type spatial light modulator 5.
The hologram interference fringes of the coherent two-dimensional image are read out from the image information storage means 6 displayed on the optical writing type spatial light modulator 5 by being irradiated in the same direction and in the opposite direction as the writing light beam irradiated on the writing surface of the, and again read. A hologram reproduction image having a desired size is formed via the reading light beam generation optical system 9.

このようにして、前記三次元画像記憶手段10内に記憶
された三次元画像を所望の次元方向に量子化することに
より得られた全ての二次元画像を、当該二次元画像の量
子化位置に対応する光路長を付与しながら、肉眼の残像
作用が生じるのに充分な速度で、逐次ホログラム記録再
生することにより、疑似的な三次元画像を得ることがで
きる。
In this way, all the two-dimensional images obtained by quantizing the three-dimensional image stored in the three-dimensional image storage means 10 in the desired dimension direction, at the quantization position of the two-dimensional image. A pseudo three-dimensional image can be obtained by sequentially performing hologram recording / reproduction at a speed sufficient to cause an afterimage effect of the naked eye while giving a corresponding optical path length.

第1図(b)が第1図(a)と異なっている点は、干
渉光学系4内で画像情報入力手段6と光路長変換手段7
が直列に配置されている点である。コヒーレント光源3
から出射されたコヒーレント光は、干渉光学系4で2光
束に分岐される。分岐された光束の一方は、画像情報入
力手段6に表示された三次元画像記憶手段10からの二次
元画像をコヒーレント二次元画像に変換した後、光路長
変換手段7を透過し、光書き込み型空間光変調器5の光
書き込み面に照射される。一方、干渉光学系4で分岐さ
れたコヒーレント光源からの他方の光束は、光路長変換
を受けた前記画像情報入力手段6からのコヒーレント二
次元画像と所定の角度をなして光書き込み型空間光変調
器5の書き込み面上で重ね合わされ、互いに干渉しあい
光書き込み型空間光変調器5に前記画像情報入力手段6
からのコヒーレント画像のホログラム干渉縞を表示させ
る。当該ホログラムの再生は第1図(a)で説明したの
と同一であるため、その説明は省略する。ただし、光源
8から出射された光束は読み出し光束発生光学系9によ
り光書き込み型空間光変調器5の読み出し面に、干渉光
学系4によって分岐され直接光書き込み型空間光変調器
5の書き込み面に照射された書き込み光束と同方向逆向
きに照射される。
1B is different from FIG. 1A in that the image information inputting means 6 and the optical path length converting means 7 in the interference optical system 4 are different.
Are arranged in series. Coherent light source 3
The coherent light emitted from is split into two light beams by the interference optical system 4. One of the branched light fluxes converts the two-dimensional image from the three-dimensional image storage means 10 displayed on the image information input means 6 into a coherent two-dimensional image, and then passes through the optical path length conversion means 7 to be an optical writing type. The light writing surface of the spatial light modulator 5 is irradiated with the light. On the other hand, the other light flux from the coherent light source branched by the interference optical system 4 forms a predetermined angle with the coherent two-dimensional image from the image information input means 6 which has undergone optical path length conversion, and optical writing type spatial light modulation. The image information inputting means 6 is superposed on the writing surface of the optical device 5 and interferes with each other in the optical writing type spatial light modulator 5.
The hologram interference fringes of the coherent image from are displayed. The reproduction of the hologram is the same as described with reference to FIG. However, the luminous flux emitted from the light source 8 is directed to the reading surface of the optical writing type spatial light modulator 5 by the reading luminous flux generating optical system 9 and to the writing surface of the direct optical writing type spatial light modulator 5 after being branched by the interference optical system 4. The writing light flux is emitted in the same direction and in the opposite direction.

第2図は、本発明のホログラフィー表示装置の1実施
例の構成図であり、11はアルゴンイオンレーザ、12は第
1のビームエキスパンダ、13は第1のハーフミラー、14
は第1のミラー、15は第2のミラー、16は第2のハーフ
ミラー、17は第1の結像レンズ、18は光ストッパ、19は
回転多面体鏡、20は光書き込み型空間光変調器、21はヘ
リウムネオンレーザ、22は第2のビームエキスパンダ、
23は偏光ビームスプリッタ、24は第2の結像レンズ、25
はコンピュータ、26は液晶テレビ、19aは回転多面体鏡
の回転中心である。第2図において、コヒーレント光源
と干渉光学系とからなる光学的ホログラフィー形成手段
は、アルゴンイオンレーザ11と第1のビームエキスパン
ダ12と第1のハーフミラー13と第1のミラー14と第2の
ミラー15と第2のハーフミラー16と第1の結像レンズ17
と回転多面体鏡19と液晶テレビ26である。上記ホログラ
フィー形成手段によって形成されたホログラフィーを記
録する光書き込み型空間光変調器は、光書き込み型空間
光変調器20である。光源と読み出し光束発生光学系と再
生光の拡大結像光学系とからなる画像情報再生手段は、
ヘリウムネオンレーザ21と第2のビームエキスパンダ22
と偏光ビームスプリッタ23と第2の結像レンズ24であ
る。電気的あるいは光学的にアドレス可能な画像情報入
力手段は液晶テレビ26であり、周期的に光路長を変化さ
せる光路長変換手段は回転多面体鏡19である。三次元画
像情報記憶手段より、当該三次元画像を所望の次元方向
に量子化することにより得られた二次元画像情報を、上
記画像情報入力手段へ上記光路長変換手段の光路長変化
周期に同期させて、入力する手段は、コンピュータ25で
ある。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the holographic display device of the present invention, 11 is an argon ion laser, 12 is a first beam expander, 13 is a first half mirror, and 14
Is a first mirror, 15 is a second mirror, 16 is a second half mirror, 17 is a first imaging lens, 18 is an optical stopper, 19 is a rotating polyhedral mirror, and 20 is an optical writing type spatial light modulator. , 21 is a helium neon laser, 22 is a second beam expander,
23 is a polarization beam splitter, 24 is a second imaging lens, 25
Is a computer, 26 is a liquid crystal television, and 19a is the center of rotation of the rotating polygon mirror. In FIG. 2, an optical holography forming means composed of a coherent light source and an interference optical system comprises an argon ion laser 11, a first beam expander 12, a first half mirror 13, a first mirror 14 and a second mirror 14. Mirror 15, second half mirror 16 and first imaging lens 17
And the rotating polygon mirror 19 and the LCD TV 26. The optical writing type spatial light modulator for recording holography formed by the holographic forming means is an optical writing type spatial light modulator 20. The image information reproducing means consisting of the light source, the read light flux generating optical system, and the magnifying image forming optical system of the reproduction light,
Helium neon laser 21 and second beam expander 22
A polarization beam splitter 23 and a second imaging lens 24. The electrically or optically addressable image information input means is the liquid crystal television 26, and the optical path length conversion means for periodically changing the optical path length is the rotating polygon mirror 19. The two-dimensional image information obtained by quantizing the three-dimensional image in a desired dimension direction from the three-dimensional image information storage means is synchronized with the image information input means to the optical path length change period of the optical path length conversion means. The means for inputting is the computer 25.

アルゴンイオンレーザ11から出射されたコヒーレント
光束は第1のビームエキスパンダ12で所要のビーム径に
拡大された後、第1のハーフミラー13で2光束に分岐さ
れる。第1のハーフミラー13を透過した光束は液晶テレ
ビ26に表示された二次元画像をコヒーレント二次元画像
に変換し、そのコヒーレント二次元画像は第2のハーフ
ミラー16を透過し、第1の結像レンズ17で所要のビーム
径に縮小された後、回転多面体鏡19で反射され、再び第
1の結像レンズ17で拡大され、第2のハーフミラー16を
介して光書き込み型空間光変調器20の書き込み面に照射
される。この時、液晶テレビ26と光書き込み型空間光変
調器20は回転多面体鏡19の反射面に対して共役な位置に
配置されているものとする。また、光ストッパ18は回転
多面体鏡19から垂直に反射した光束のみが、光書き込み
型空間光変調器20の光書き込み面に照射されるように、
不要な光束を遮閉するために配されている。さらに、回
転多面体鏡19の回転中心は偏心しており、もっとも短い
ミラー面までの距離をa、もっとも長いミラー面までの
距離をbとすると、b−aは液晶テレビ26に表示される
二次元画像から構成される三次元画像の量子化方向の距
離以上となっている。一方、第1のハーフミラー13で反
射された光束は第1のミラー14と第2のミラー15で次々
と反射された後、第2のハーフミラー16を介して光書き
込み型空間光変調器20の書き込み面に参照光として照射
され、前記コヒーレント二次元画像と互いに干渉しあ
い、その結果、光書き込み型空間光変調器20には前記コ
ヒーレント二次元画像のホログラムが形成される。当該
参照光と前記コヒーレント画像のなす角度は約10度以下
である。回転多面体鏡19の1秒間の回転数は液晶テレビ
26のフレームレートに等しく、その反射面の数は前記三
次元画像の量子化数に等しい。
The coherent light beam emitted from the argon ion laser 11 is expanded to a required beam diameter by the first beam expander 12, and then split into two light beams by the first half mirror 13. The light flux transmitted through the first half mirror 13 converts the two-dimensional image displayed on the liquid crystal television 26 into a coherent two-dimensional image, and the coherent two-dimensional image is transmitted through the second half mirror 16 and the first concatenation is performed. After being reduced to a required beam diameter by the image lens 17, it is reflected by the rotating polyhedral mirror 19, enlarged by the first imaging lens 17 again, and then is expanded by the second half mirror 16 to be an optical writing type spatial light modulator. Irradiates 20 writing surfaces. At this time, it is assumed that the liquid crystal television 26 and the optical writing type spatial light modulator 20 are arranged at positions conjugate with the reflecting surface of the rotating polygon mirror 19. Further, the light stopper 18 is configured so that only the light flux reflected vertically from the rotating polyhedral mirror 19 is applied to the light writing surface of the light writing type spatial light modulator 20,
It is arranged to block unnecessary light beams. Further, the rotation center of the rotating polygon mirror 19 is eccentric, and if the distance to the shortest mirror surface is a and the distance to the longest mirror surface is b, ba is a two-dimensional image displayed on the liquid crystal television 26. Is more than the distance in the quantization direction of the three-dimensional image. On the other hand, the light beam reflected by the first half mirror 13 is successively reflected by the first mirror 14 and the second mirror 15, and then is transmitted through the second half mirror 16 to the optical writing type spatial light modulator 20. The writing surface is irradiated with the reference light and interferes with the coherent two-dimensional image, and as a result, the hologram of the coherent two-dimensional image is formed in the optical writing type spatial light modulator 20. The angle formed by the reference light and the coherent image is about 10 degrees or less. The number of rotations of the rotating polygon mirror 19 per second is the LCD TV.
It is equal to a frame rate of 26 and the number of its reflecting surfaces is equal to the quantization number of the three-dimensional image.

一方、ヘリウムネオンレーザ21から出射したレーザ光
は、第2のビームエキスパンダ22でビーム径を所定の大
きさに拡大された後、偏光ビームスプリッタ23で反射さ
れ、光書き込み型空間光変調器20の読み出し面に、前記
参照光に対して同方向逆向きに照射され、前記光書き込
み型空間光変調器に形成されたコヒーレント二次元画像
のホログラムを再生する。このようにして再生されたコ
ヒーレント二次元画像ホログラムは偏光ビームスプリッ
タ23を透過した後、第2の結像レンズ24によって所望の
大きさに拡大再生することができる。
On the other hand, the laser light emitted from the helium neon laser 21 has its beam diameter expanded by the second beam expander 22 to a predetermined size, is then reflected by the polarization beam splitter 23, and is used as the optical writing type spatial light modulator 20. The reading surface is irradiated with the reference light in the same direction and in the opposite direction to reproduce the hologram of the coherent two-dimensional image formed in the optical writing type spatial light modulator. The coherent two-dimensional image hologram thus reproduced can be expanded and reproduced to a desired size by the second imaging lens 24 after passing through the polarization beam splitter 23.

次に、液晶テレビ26への二次元画像入力方法について
説明する。第5図は、本発明のホログラフィー装置の三
次元画像記憶手段における信号の流れを示すブロック図
であり、28は三次元画像入力部、29は数値化部、30はメ
モリ、31はz座標量子化部、32はxy座標量子化部、33は
出力信号変換部、34は画像情報入力手段駆動部、35は画
像演算処理部である。キーボードや三次元画像読み取り
装置などの三次元画像入力部28から入力された三次元画
像データは、数値化部29により0と1あるいは三値以上
のデジタル量に変換され、画像演算処理部を介して適当
な画像処理がなされた後、あるいはそのまま、メモリ30
に蓄積される。メモリ30から取り出されたデータはz座
標量子化部でz座標方向に所定の大きさに量子化されxy
座標のみからなる二次元画像データの集合データが形成
される。当該二次元画像データの集合データは、xy座標
出力部32により、そのz座標の正の方向あるいは負の方
向から逐次出力信号変換部33に転送される。出力信号変
換部33に転送された各二次元画像データは、出力信号変
換部33でデータ圧縮や画像情報入力手段駆動部34を動作
させるための処理がなされた後、画像情報入力手段駆動
部34に送られる。このようにして、画像情報入力手段は
三次元画像をz軸方向に量子化して得られた二次元画像
を次々に表示する。
Next, a method of inputting a two-dimensional image to the liquid crystal television 26 will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the flow of signals in the three-dimensional image storage means of the holographic device of the present invention. 28 is a three-dimensional image input unit, 29 is a digitizing unit, 30 is a memory, 31 is a z-coordinate quantum. Numeral 32 is an xy coordinate quantizer, 33 is an output signal converter, 34 is an image information input means driver, and 35 is an image calculation processor. The three-dimensional image data input from the three-dimensional image input unit 28 such as a keyboard or a three-dimensional image reading device is converted into a digital amount of 0 and 1 or a ternary value or more by the digitizing unit 29, and the data is processed through the image calculation processing unit. After the appropriate image processing is performed by the
Is accumulated in The data extracted from the memory 30 is quantized in the z-coordinate quantizing unit to a predetermined size in the z-coordinate direction, and xy
A set of two-dimensional image data consisting of only coordinates is formed. The set data of the two-dimensional image data is sequentially transferred from the xy coordinate output unit 32 to the output signal conversion unit 33 from the positive direction or the negative direction of the z coordinate. Each of the two-dimensional image data transferred to the output signal conversion unit 33 is subjected to data compression in the output signal conversion unit 33 and processing for operating the image information input unit driving unit 34, and then the image information input unit driving unit 34. Sent to. In this way, the image information input means sequentially displays the two-dimensional images obtained by quantizing the three-dimensional image in the z-axis direction.

次に、画像情報入力手段6として用いた液晶テレビ26
の説明をする。第10図は、本発明のホログラフィー表示
装置に用いた液晶テレビの1実施例を示す模式的分解斜
視図であり、69a、69bは互いの透過光の偏光面が垂直
(あるいは平行)になるように配置されている偏光板で
あり、70はガラス担体、71は共通電極、49はXドライ
バ、50はYドライバ、73は電気光学物質層例えばTN(Tw
ist Nematic)液晶や強誘電性液晶などの液晶層、77は
単結晶シリコン半導体層、80は石英ガラス担体である。
第10図に示す液晶テレビの駆動回路は単結晶シリコン半
導体層77に形成された集積回路からなる。この集積回路
はマトリックス状に配置された複数の電界効果型絶縁ゲ
ートトランジスタ52を含んでいる。トランジスタ52のソ
ース電極は対応する画素電極55に接続されており、同じ
くゲート電極は走査線54に接続されており、同じくドレ
イン電極は信号線53に接続されている。当該集積回路は
さらにXドライバ49を含み列状の信号線53に接続されて
いる。さらに、Yドライバ50を含み行状の走査線54に接
続されている。
Next, the liquid crystal television 26 used as the image information input means 6
I will explain. FIG. 10 is a schematic exploded perspective view showing one embodiment of a liquid crystal television used in the holographic display device of the present invention, and 69a and 69b are such that the polarization planes of transmitted light are vertical (or parallel). Is a polarizing plate disposed at, 70 is a glass carrier, 71 is a common electrode, 49 is an X driver, 50 is a Y driver, 73 is an electro-optical material layer such as TN (Tw
is a liquid crystal layer such as a liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal, 77 is a single crystal silicon semiconductor layer, and 80 is a quartz glass carrier.
The drive circuit of the liquid crystal television shown in FIG. 10 comprises an integrated circuit formed in the single crystal silicon semiconductor layer 77. This integrated circuit includes a plurality of field effect insulated gate transistors 52 arranged in a matrix. The source electrode of the transistor 52 is connected to the corresponding pixel electrode 55, the gate electrode is connected to the scanning line 54, and the drain electrode is connected to the signal line 53. The integrated circuit further includes an X driver 49 and is connected to a signal line 53 arranged in a column. Further, the Y driver 50 is connected to the scanning lines 54 arranged in rows.

第7図(a)は、第10図に示す液晶テレビの駆動基板
の回路ブロックの構成を示す図であり、画素領域51に二
次元画像情報が表示される。前述したように当該画素領
域51は、電界効果型絶縁ゲートトランジスタ52と画素電
極55とマトリックス状に配線された信号線53と走査線54
からなる。第7図(b)は、第10図に示す液晶テレビの
画素を切り取って示した画素部の1例を示す構成図であ
る。
FIG. 7A is a diagram showing the configuration of the circuit block of the drive substrate of the liquid crystal television shown in FIG. 10, and two-dimensional image information is displayed in the pixel region 51. As described above, in the pixel region 51, the field effect type insulated gate transistor 52, the pixel electrode 55, the signal line 53 and the scanning line 54 wired in a matrix form.
Consists of FIG. 7B is a configuration diagram showing an example of a pixel portion shown by cutting out the pixels of the liquid crystal television shown in FIG.

次に、以上説明した液晶テレビに画像情報を入力する
方法を説明する。第5図に示す本発明のホログラフィー
表示装置の三次元画像記憶手段における信号の流れの1
実施例に従って二次元画像情報は画像情報入力手段駆動
部34としての第7図(a)に示すXドライバ49とYドラ
イバ50に入力される。Xドライバ49には二次元画像情報
のx成分が、Yドライバ50には二次元画像情報のy成分
が入力され、これら二次元画像情報のx成分とy成分は
クロック信号によって同期がとられている。第9図には
走査線54を駆動するYドライバ50から出力される走査線
電圧波形図が示されている。走査線に印加される電圧は
クロック信号47によって同期がとられており、第1番目
の走査線、第2番目の走査線、第3番目の走査線、第N
番目の走査線に印加されるON電圧61、63、65、67は所定
の時間的遅延を持って各走査線に印加され、第1番目の
走査線、第2番目の走査線、第3番目の走査線、第N番
目の走査線に印加されるOFF電圧62、64、66、68は画像
フレームを表示する最後の走査線である第N番目の走査
線にON電圧68が印加された後、全走査線に同時に印加さ
れる。第1番目の走査線にON電圧61が印加されている
間、第1番目の信号線、第2番目の信号線、第N番目の
信号線のうち所定の信号線にON電圧が印加されていれ
ば、第1番目の走査線上でON電圧が印加されている信号
線に対応する画素電極55に電圧が印加され、その結果共
通電極71と電圧が印加された画素電極55との間に液晶層
73の液晶分子を反転あるいは捻らせるのに充分な電界が
生じ、この液晶層73の部分を透過する光の偏光特性を変
化させるため、画素の表示がされることになる。このよ
うにして、各走査線上の所定の画素に次々に画素表示さ
せることによって、二次元画像情報が液晶テレビに表示
されることになる。液晶テレビに表示された二次元画像
情報の読み出しは、最後に画像を表示する第N番目の走
査線にON電圧が印加されて全二次元画像が表示された後
から総ての走査線にOFF電圧が印加されて全二次元画像
が消去されるまでの間に行う。
Next, a method of inputting image information into the liquid crystal television described above will be described. One of the signal flows in the three-dimensional image storage means of the holographic display device of the present invention shown in FIG.
According to the embodiment, the two-dimensional image information is input to the X driver 49 and the Y driver 50 shown in FIG. 7 (a) as the image information input means driving unit 34. The x-driver of the two-dimensional image information is input to the X driver 49, and the y-component of the two-dimensional image information is input to the Y driver 50. These x-component and y-component of the two-dimensional image information are synchronized by a clock signal. There is. FIG. 9 shows a scanning line voltage waveform diagram output from the Y driver 50 which drives the scanning line 54. The voltage applied to the scanning lines is synchronized by the clock signal 47, and the first scanning line, the second scanning line, the third scanning line, and the Nth scanning line.
The ON voltage 61, 63, 65, 67 applied to the first scanning line is applied to each scanning line with a predetermined time delay, and the first scanning line, the second scanning line, the third scanning line After the ON voltage 68 is applied to the Nth scanning line which is the last scanning line for displaying the image frame, the OFF voltage 62, 64, 66, 68 applied to the Nth scanning line , Are applied simultaneously to all scan lines. While the ON voltage 61 is being applied to the first scanning line, the ON voltage is being applied to a predetermined signal line among the first signal line, the second signal line, and the Nth signal line. Then, a voltage is applied to the pixel electrode 55 corresponding to the signal line to which the ON voltage is applied on the first scanning line, and as a result, the liquid crystal is applied between the common electrode 71 and the pixel electrode 55 to which the voltage is applied. layer
An electric field sufficient to invert or twist the liquid crystal molecules of 73 is generated, and the polarization characteristics of the light passing through the liquid crystal layer 73 are changed, so that pixels are displayed. In this way, the two-dimensional image information is displayed on the liquid crystal television by successively displaying the pixels on the predetermined pixels on each scanning line. To read the 2D image information displayed on the LCD TV, the ON voltage is applied to the Nth scanning line that displays the image at the end, and all the 2D images are displayed, and then all the scanning lines are turned OFF. It is performed until a voltage is applied and the entire two-dimensional image is erased.

この二次元画像の読み出しに要する時間は、数十μ秒
から数百μ秒程度である。しかしながら液晶テレビに1
画像フレームを表示するのに要する時間は上記の方法を
用いると、例えば400×600の画素を持った画像を表示す
るためには、液晶材料としてTN液晶を用いる場合は液晶
の捻れ応答時間が遅いため数十msecを要するため本発明
のホログラフィー表示装置の画像情報入力手段としては
用いることができない。しかし、液晶材料として強誘電
性液晶材料を用いた前記液晶テレビを用いれば、例えば
400×600の画素を持った画像に対して、1フレーム当り
数十μ秒から百数十μ秒で表示させることができる。ま
た、液晶テレビを駆動させるトランジスタをアモルファ
スシリコンを用いている従来の液晶テレビでは高密度に
画素電極やXドライバ、Yドライバを実装させ高速で駆
動させることは極めて困難であり、使用することができ
ない。
The time required to read this two-dimensional image is about several tens of microseconds to several hundreds of microseconds. However, for LCD TVs, 1
When the above method is used for the time required to display an image frame, for example, in order to display an image having 400 × 600 pixels, when TN liquid crystal is used as the liquid crystal material, the liquid crystal twist response time is slow. Therefore, it takes several tens of msec and cannot be used as the image information input means of the holographic display device of the present invention. However, if the liquid crystal television using the ferroelectric liquid crystal material as the liquid crystal material is used, for example,
An image having 400 × 600 pixels can be displayed in several tens of microseconds to one hundred and several tens of microseconds per frame. In addition, it is extremely difficult to mount a pixel electrode, an X driver, and a Y driver with high density and drive them at a high speed in a conventional liquid crystal television that uses amorphous silicon as a transistor for driving the liquid crystal television, and cannot be used. .

しかし、上記説明した本発明のホログラフィー表示装
置の駆動方式を用いて、1000×1000×1000の画素数に対
応する三次元画像を例えばビデオレートに対応する30Hz
以上で表示するためには少なくとも30MHz以上のビット
レートで画像情報を前記液晶テレビに転送しなければな
らないため、極めて高価な上記第1図に示す三次元画像
記憶手段10を用いなければならない上に、このような高
速信号転送を行うと前記液晶テレビにおける液晶層73の
液晶分子を反転させるのに充分な電界を生じさせるため
の電荷を画素電極55と共通電極71の間に蓄積するために
信号線53に印加しなければならない電圧が極めて高くな
るためにトランジスタ52に対する負担が大きくなる。こ
のような困難を回避する方法を以下に説明する。
However, using the driving method of the holographic display device of the present invention described above, a three-dimensional image corresponding to the number of pixels of 1000 × 1000 × 1000, for example, 30 Hz corresponding to the video rate
Since image information must be transferred to the liquid crystal television at a bit rate of at least 30 MHz or more for the above display, the extremely expensive three-dimensional image storage means 10 shown in FIG. 1 must be used. , A signal for accumulating electric charges between the pixel electrode 55 and the common electrode 71 to generate an electric field sufficient to invert the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 73 in the liquid crystal television when performing such high-speed signal transfer. The load on transistor 52 is greater because the voltage that must be applied to line 53 is very high. A method for avoiding such difficulty will be described below.

第8図は本発明のホログラフィー装置に用いた液晶テ
レビの回路ブロックの一例を示す構成図である。第8図
(a)は、画素領域51が分割されない場合の回路ブロッ
ク図であり、第7図(a)と異なっている点はYドライ
バ50と画素領域の間に信号データに対するラッチ56が設
けられている点である。このラッチ56は、Yドライバ50
からの信号データを高速に、かつ一次的にメモリし、そ
の後時間的に並列に当該信号データに対応する電圧をを
画素領域51に印加する作用をクロック信号に同期して反
復する。このようなラッチ56を回路ブロックに付加する
ことにより、実質的に前記液晶テレビにおける液晶層73
の液晶分子を反転させるのに充分な電界を生じさせるた
めの電荷を画素電極55と共通電極71の間に蓄積するため
に、信号線53に印加しなければならない電圧を下げるこ
とができ、前記トランジスタ52に対する負担を軽減させ
ることができる。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a circuit block of a liquid crystal television used in the holographic device of the present invention. FIG. 8A is a circuit block diagram in the case where the pixel region 51 is not divided. The difference from FIG. 7A is that a latch 56 for signal data is provided between the Y driver 50 and the pixel region. That is the point. This latch 56 is the Y driver 50
The signal data from is temporarily stored at high speed, and then the operation of applying a voltage corresponding to the signal data to the pixel region 51 in parallel in time is repeated in synchronization with the clock signal. By adding such a latch 56 to the circuit block, the liquid crystal layer 73 in the liquid crystal television is substantially
The voltage that must be applied to the signal line 53 in order to accumulate electric charges for generating an electric field sufficient to invert liquid crystal molecules between the pixel electrode 55 and the common electrode 71 can be lowered. The load on the transistor 52 can be reduced.

また、第8図(b)に示すように画素電極51を信号線
54方向に複数の領域に分割し、各々分割した画素領域51
について独立にYドライバ50とラッチ56を設け、各画素
領域51をクロック信号に同期させて独立に駆動すること
により、信号データ転送速度を、第8図(a)に示すよ
うに画素領域を分割しない場合の画素領域分割数分の一
に落とすことができ、前記液晶テレビにおける液晶層73
の液晶分子を反転させるのに充分な電界を生じさせるた
めの電荷を画素電極55と共通電極71の間に蓄積するため
に信号線53に印加しなければならない電圧をさらに下げ
ることができ、前記トランジスタ52に対する負担を軽減
させることができる。
In addition, as shown in FIG. 8B, the pixel electrode 51 is connected to the signal line.
Pixel area 51 divided into a plurality of areas in the 54 direction
In regard to the above, the Y driver 50 and the latch 56 are independently provided, and each pixel region 51 is independently driven in synchronization with the clock signal, so that the signal data transfer rate is divided into pixel regions as shown in FIG. 8 (a). If not, the pixel area can be divided into a fraction, and the liquid crystal layer 73 in the liquid crystal television can be reduced.
The voltage that must be applied to the signal line 53 in order to accumulate electric charges for generating an electric field sufficient to invert the liquid crystal molecules between the pixel electrode 55 and the common electrode 71 can be further lowered. The load on the transistor 52 can be reduced.

第6図は、上記画素領域をn分割して各画素領域に対
して各々Yドライバとラッチを設けた場合の本発明のホ
ログラフィー表示装置の三次元画像記憶手段における信
号の流れの1実施例を示したブロック図であり、28は三
次元画像入力部、29は数値化部、35は画像演算処理部、
31はz座標量子化部、37はy座標分割部、38は第1のメ
モリ部、39は第2のメモリ部、40はだいnのメモリ部、
41は第1の出力信号変換部、42は第2の出力信号変換
部、43は第nの出力信号変換部、44は第1のYドライ
バ、45は第2のYドライバ、46は第nのYドライバ、47
はクロック信号である。キーボードや三次元画像読み取
り装置などの三次元画像入力部28から入力された三次元
画像データは、数値化部29により0と1あるいは三値以
上のデジタル量に変換され、画像演算処理部35を介して
適当な画像処理がなされた後、z座標量子化部31でz座
標方向に所定の数だけ量子化されxy座標のみからなる二
次元画像データの集合データが形成される。当該二次元
画像データの集合データは、y座標分割部37により、y
座標領域をn個の等領域に分割され、これら分割された
n個のy座標領域を持つ二次元画像データは各々第1の
メモリ部38、第2のメモリ部、第nのメモリ部に蓄積さ
れる。第jのメモリ部(j=1、2、…、n)に蓄積さ
れた前記二次元画像データは、各々第jの出力信号変換
部(j=1、2、…、n)に転送される。第jの出力信
号変換部33に転送された前記各二次元画像データは、第
jの出力信号変換部33でデータ圧縮やYドライバを動作
させるための処理がなされた後、第jのYドライバ(j
=1、2、…、n)に送られる。このとき、第jの出力
信号変換部および第jのYドライバはクロック信号47に
同期して動作し、第jのYドライバが分割された第j番
目のy座標領域を持つ二次元画像データの転送開始時刻
と終了時刻は、第kのYドライバ(k=1、2、…、n;
j≠k)が分割された第k番目のy座標領域を持つ二次
元画像データの転送開始時刻と終了時刻に一致してい
る。このようにして、第jのYドライバは三次元画像を
z軸方向に量子化して得られた二次元画像を次々に第j
のラッチ(j=1、2、…、n)に転送し当該二次元画
像を高速に表示することができる。
FIG. 6 shows an embodiment of the signal flow in the three-dimensional image storage means of the holographic display device of the present invention when the pixel area is divided into n and each pixel area is provided with a Y driver and a latch. It is a block diagram shown, 28 is a three-dimensional image input unit, 29 is a digitization unit, 35 is an image calculation processing unit,
31 is a z-coordinate quantization unit, 37 is a y-coordinate division unit, 38 is a first memory unit, 39 is a second memory unit, 40 is a n-th memory unit,
41 is a first output signal converter, 42 is a second output signal converter, 43 is an nth output signal converter, 44 is a first Y driver, 45 is a second Y driver, and 46 is an nth output driver. Y driver, 47
Is a clock signal. The three-dimensional image data input from the three-dimensional image input unit 28 such as a keyboard or a three-dimensional image reading device is converted into a digital value of 0 and 1 or three or more values by the digitization unit 29, and the image calculation processing unit 35 is operated. After appropriate image processing is performed via the z-axis, the z-coordinate quantization unit 31 quantizes a predetermined number in the z-coordinate direction to form a set of two-dimensional image data including only xy coordinates. The set data of the two-dimensional image data is set by the y coordinate division unit 37 to y
The coordinate area is divided into n equal areas, and the two-dimensional image data having n divided y coordinate areas are respectively stored in the first memory section 38, the second memory section, and the nth memory section. To be done. The two-dimensional image data stored in the jth memory unit (j = 1, 2, ..., N) is transferred to the jth output signal conversion unit (j = 1, 2, ..., N). . Each of the two-dimensional image data transferred to the jth output signal converter 33 is subjected to data compression and a process for operating the Y driver in the jth output signal converter 33, and then the jth Y driver. (J
= 1, 2, ..., N). At this time, the j-th output signal conversion unit and the j-th Y driver operate in synchronization with the clock signal 47, and the j-th Y driver is divided into two-dimensional image data having a j-th y-coordinate region. The transfer start time and end time are the kth Y driver (k = 1, 2, ..., N;
j ≠ k) coincides with the transfer start time and end time of the two-dimensional image data having the kth y-coordinate region divided. In this way, the j-th Y driver successively outputs the two-dimensional images obtained by quantizing the three-dimensional image in the z-axis direction to the j-th image.
To the latch (j = 1, 2, ..., N), and the two-dimensional image can be displayed at high speed.

次に、本発明のホログラフィー表示装置に用いた光書
き込み型空間光変調器について説明する。第11図は、本
発明の1実施例で用いた光書き込み型空間光変調器とし
ての光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブの構成を示
す断面図である。液晶分子を狭持するためのガラスやプ
ラスチックなどの透明基板81a、81bは、表面に透明電極
層83a、83b、透明基板の法線方向から75度から85度の角
度で一酸化珪素を斜方蒸着した配向膜層84a、84bが設け
られている。透明基板81aと81bはその配向膜層84a、84b
側を、スペーサ90を介して間隙を制御して対向させ、強
誘電性液晶85を狭持するようになっている。
Next, an optical writing type spatial light modulator used in the holographic display device of the present invention will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a photo-writing type ferroelectric liquid crystal light valve as a photo-writing type spatial light modulator used in one embodiment of the present invention. Transparent substrates 81a, 81b such as glass or plastic for holding liquid crystal molecules are transparent electrode layers 83a, 83b on the surface, and silicon monoxide is orthorhombic at an angle of 75 to 85 degrees from the normal direction of the transparent substrate. Evaporated alignment film layers 84a and 84b are provided. The transparent substrates 81a and 81b have their alignment film layers 84a and 84b.
The sides are opposed to each other by controlling a gap via a spacer 90, and hold the ferroelectric liquid crystal 85.

また、光による書き込み側の透明基板層81a上には光
導電層86、遮光層87、誘電体ミラー88が透明電極層83a
と配向膜層84aとの間に積層形成され、書き込み側の透
明基板81aと読み出し側の透明基板81bのセル外面には、
無反射コーティング89a、89bが形成されている。
Further, a photoconductive layer 86, a light shielding layer 87, and a dielectric mirror 88 are provided on the transparent substrate layer 81a on the light writing side, and the transparent electrode layer 83a.
And the alignment film layer 84a are laminated between the write-side transparent substrate 81a and the read-side transparent substrate 81b.
Antireflection coatings 89a and 89b are formed.

次に、上記構造を持つ光書き込み型強誘電性液晶ライ
トバルブを初期化する方法を説明する。第1の方法は、
一度当該液晶ライトバルブの光書き込み面全面を光照射
し、その明時の動作閾値電圧の最大値よりも充分に高い
直流バイアス電圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重
畳した直流バイアス電圧を透明電極層83aと83bの間に印
加して、強誘電性液晶分子を一方向の安定状態にそろ
え、その状態をメモリさせる。第2の方法は、光照射な
しで、暗時の動作閾値電圧よりも充分高い直流電圧ある
いは100Hz〜50kHzの交流電圧を重畳した直流バイアス電
圧を透明電極層83aと83bの間に印加して、強誘電性液晶
分子を一方向の安定状態にそろえ、その状態をメモリさ
せる。
Next, a method for initializing the photo-writing type ferroelectric liquid crystal light valve having the above structure will be described. The first method is
Once the entire light writing surface of the liquid crystal light valve is irradiated with light, a DC bias voltage sufficiently higher than the maximum operation threshold voltage at the time of brightening or a DC bias voltage in which an AC voltage of 100 Hz to 50 kHz is superimposed is applied to the transparent electrode layer. A voltage is applied between 83a and 83b to align the ferroelectric liquid crystal molecules in a stable state in one direction and store the state. The second method is to apply a DC bias voltage sufficiently higher than the operation threshold voltage in the dark or a DC bias voltage superposed with an AC voltage of 100 Hz to 50 kHz between the transparent electrode layers 83a and 83b without light irradiation. The ferroelectric liquid crystal molecules are aligned in a unidirectional stable state and the state is stored in memory.

さらに、光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブを上
記のように初期化した後の動作について説明する。暗時
には動作閾値電圧の最小値以下であり、光照射時には動
作閾値電圧の最大値以上となる逆極性の直流バイアス電
圧あるいは100Hz〜50kHzの交流電圧を重畳した直流バイ
アス電圧を透明電極層83aと83bの間に印加しながら、レ
ーザ光などで画像(例えば上記第2図の実施例で説明し
たコヒーレント二次元画像のホログラム)の書き込みを
する。レーザ照射を受けた領域の光導電層86にはキャリ
アが発生し、発生したキャリアは直流バイアス電圧によ
って電界方向にドリフトし、その結果動作閾値電圧が下
がり、レーザ照射を受けた領域には動作閾値電圧以上の
逆極性のバイアス電圧が印加され、強誘電性液晶は自発
分極の反転に伴う分子の反転が起こり、もう一方の安定
状態に移行するので、画像が二値化処理されて記憶され
る。
Further, the operation after the optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve is initialized as described above will be described. The transparent electrode layers 83a and 83b have a reverse bias DC bias voltage that is equal to or lower than the minimum operation threshold voltage in the dark and is equal to or higher than the maximum operation threshold voltage during light irradiation, or a DC bias voltage in which an AC voltage of 100 Hz to 50 kHz is superimposed. An image (for example, a hologram of the coherent two-dimensional image described in the embodiment of FIG. 2) is written by a laser beam or the like while being applied during the period. Carriers are generated in the photoconductive layer 86 in the region irradiated with laser, the generated carriers drift toward the electric field due to the DC bias voltage, and as a result, the operation threshold voltage is lowered, and the operation threshold is generated in the region irradiated with laser. A bias voltage of the opposite polarity above the applied voltage is applied, and the ferroelectric liquid crystal undergoes inversion of molecules due to the inversion of spontaneous polarization and shifts to the other stable state, so the image is binarized and stored. .

二値化されて記憶された画像は、初期化によって揃え
られた液晶分子の配列の方向(またはそれに直角方向)
に偏光軸を合わせた直線偏光の読み出し光の照射、およ
び、誘電体ミラー88による反射光の偏光方向に対し、偏
光軸が直角(または平行)になるように配置された検光
子を通すことにより、ポジ状態あるいはネガ状態で読み
出すことができる。上記第2図の実施例では、検光子と
して偏光ビームスプリッタ23を用いている。
The binarized and stored image is the direction of the alignment of liquid crystal molecules aligned by initialization (or the direction perpendicular to it).
By irradiating the linearly polarized read-out light whose polarization axis is aligned with, and passing the analyzer arranged so that the polarization axis is perpendicular (or parallel) to the polarization direction of the reflected light by the dielectric mirror 88. It can be read in the positive or negative state. In the embodiment shown in FIG. 2, the polarization beam splitter 23 is used as the analyzer.

本発明の実施例においては、第12図に示す光書き込み
型強誘電性液晶ライトバルブの光学応答特性図の(a)
で表されるパルス状矩形波からなる駆動波形91を透明電
極層83aと83bの間に印加してホログラムの書き込み消去
を行った。第12図(a)において、正電圧92印加時にホ
ログラムの消去を行い、負電圧94印加時にホログラムの
書き込みを行い、ゼロ電圧93印加時は書き込まれたホロ
グラムをメモリする。正電圧92は上記参照光のみが照射
されている場合の明時の動作閾値電圧よりも高い電圧と
なっており、負電圧94の絶対値は上記参照光およびコヒ
ーレント二次元画像の両方が照射されている場合の明時
の適当な動作閾値電圧よりも高い電圧となっている。当
該駆動波形91はクロック信号47と同期がとられており、
正電圧92の印加開始時刻は第9図に示す第j番目の走査
線(j=1,2,3,…,N)に印加されるOFF電圧62、64、6
6、68の印加開始時刻と一致している。また、負電圧94
の印加開始時刻は第N番目の走査線に印加されるON電圧
67の印加開始時刻と一致している。このような駆動波形
の同期のとり方をすると、光書き込み型強誘電性液晶ラ
イトバルブにホログラムが記録されている時間は、第12
図(d)に示されるように、第N番目の走査線に印加さ
れるON電圧67の印加開始時刻から第N番目の走査線に印
加されるOFF電圧66の印加開始時刻の間の極めて短い時
間に限られてしまい、これから得られるホログラム再生
像は極めて暗いものとなってしまう。そのときは、第2
図の液晶テレビ26と第2のハーフミラー16の間に強誘電
性液晶光シャッタあるいは磁気光学光シャッタなどを配
置し、第N番目の走査線に印加されるOFF電圧68が印加
されている任意の時刻から第N番目の走査電圧に印加さ
れるON電圧67の印加開始時刻まで当該強誘電性液晶光シ
ャッタあるいは磁気光学光シャッタを光不透過状態に
し、第N番目の走査電圧に印加されるON電圧67の印加開
始時刻から第N番目の走査線に印加されるOFF電圧68が
印加されている任意の時刻まで当該強誘電性液晶光シャ
ッタあるいは磁気光学光シャッタを光透過状態にしてお
き、正電圧92の印加開始時刻を第N−1番目の走査線に
印加されるON電圧印加開始時刻に一致させ、負電圧94の
印加開始時刻は第N番目の走査線に印加されるON電圧67
の印加開始時刻と一致させることにより、明るいホログ
ラム再生像が得られる。このときの書き込み光の照射強
度はおよそ第12図(c)に示される書き込み光96のよう
に変化する。第12図(c)において、書き込み光強度が
弱い状態では前記参照光のみが当該光書き込み型強誘電
性液晶ライトバルブには一様な光強度分布を持った前記
参照光のみが照射されているため、当該光書き込み型強
誘電性液晶ライトバルブに記憶されていた二次元画像情
報は一様に消去され、書き込み光強度が強い状態では上
記参照光およびコヒーレント二次元画像の両方が照射さ
れているため、当該コヒーレント二次元画像のホログラ
ムが当該光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブに記録
される。その間、当該光書き込み型強誘電性液晶ライト
バルブの読み出し面には、第12図(b)で示される読み
出し光95が常に照射され続けているため、前記光書き込
み型強誘電性液晶ライトバルブに記録されているコヒー
レント二次元画像のホログラムは次々と再生され続け
る。
In the embodiment of the present invention, (a) of the optical response characteristic diagram of the optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve shown in FIG.
A drive waveform 91 composed of a pulse-shaped rectangular wave represented by is applied between the transparent electrode layers 83a and 83b to erase / write the hologram. In FIG. 12A, the hologram is erased when the positive voltage 92 is applied, the hologram is written when the negative voltage 94 is applied, and the written hologram is memorized when the zero voltage 93 is applied. The positive voltage 92 is a voltage higher than the operation threshold voltage at the time of light when only the reference light is irradiated, and the absolute value of the negative voltage 94 is such that both the reference light and the coherent two-dimensional image are irradiated. In this case, the voltage is higher than the appropriate operation threshold voltage during light. The drive waveform 91 is synchronized with the clock signal 47,
The application start time of the positive voltage 92 is the OFF voltage 62, 64, 6 applied to the j-th scanning line (j = 1, 2, 3, ..., N) shown in FIG.
It is the same as the application start time of 6 and 68. Also, the negative voltage 94
Is the ON voltage applied to the Nth scan line.
It matches the application start time of 67. When the drive waveforms are synchronized as described above, the time during which the hologram is recorded in the optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve is 12th.
As shown in FIG. 7D, the period between the application start time of the ON voltage 67 applied to the Nth scan line and the application start time of the OFF voltage 66 applied to the Nth scan line is extremely short. Since it is limited in time, the hologram reproduced image obtained from this time becomes extremely dark. Then, the second
A ferroelectric liquid crystal optical shutter or a magneto-optical optical shutter is arranged between the liquid crystal television 26 and the second half mirror 16 shown in the figure, and an OFF voltage 68 applied to the Nth scanning line is applied. From the time point to the start time of application of the ON voltage 67 applied to the Nth scanning voltage, the ferroelectric liquid crystal optical shutter or the magneto-optical optical shutter is set in the non-transmissive state and applied to the Nth scanning voltage. The ferroelectric liquid crystal optical shutter or the magneto-optical optical shutter is kept in the light transmitting state from the application start time of the ON voltage 67 to an arbitrary time when the OFF voltage 68 applied to the Nth scanning line is applied, The application start time of the positive voltage 92 coincides with the ON voltage application start time applied to the (N-1) th scan line, and the application start time of the negative voltage 94 is the ON voltage 67 applied to the Nth scan line.
A bright hologram reproduced image can be obtained by matching the application start time of. The irradiation intensity of the writing light at this time changes like the writing light 96 shown in FIG. In FIG. 12 (c), when the writing light intensity is weak, only the reference light is applied to the photo-writing type ferroelectric liquid crystal light valve with the uniform light intensity distribution. Therefore, the two-dimensional image information stored in the photowriting type ferroelectric liquid crystal light valve is uniformly erased, and both the reference light and the coherent two-dimensional image are irradiated in a state where the writing light intensity is strong. Therefore, the hologram of the coherent two-dimensional image is recorded in the optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve. During that time, the reading surface of the photo-writing type ferroelectric liquid crystal light valve is constantly irradiated with the reading light 95 shown in FIG. 12 (b), so that the photo-writing type ferroelectric liquid crystal light valve is read. The recorded holograms of the coherent two-dimensional image continue to be reproduced one after another.

上記実施例において、誘電体ミラー88の可視光反射率
が充分大きく、光導電層86に対して読み出し光の影響が
小さい場合は遮光層87を省略することができる。
In the above embodiment, when the visible light reflectance of the dielectric mirror 88 is sufficiently high and the influence of the reading light on the photoconductive layer 86 is small, the light shielding layer 87 can be omitted.

次に、第2図における19で示される回転多面体鏡につ
いて説明する。第13図は、本発明のホログラフィー表示
装置に用いた回転多面体鏡の1実施例を示す平面図であ
り、19は回転多面体鏡、19aは回転中心、99は回転軸、1
00はモータ、101はバランス錘、102は回転多面体鏡の重
心、103はバランス錘の重心、104は回転多面体鏡の基本
構成単位、105は基本構成単位104のミラー面、106は回
転中心から最短距離のミラー面、107は回転中心から最
長距離のミラー面である。回転多面体鏡19は、回転軸99
を介してモータ100に連結されており、これによって回
転多面体鏡19は回転中心19aを中心として回転する。モ
ータ100としてはステッピングモータや直流整流モータ
などを用いることができる。ステッピングモータを用い
る場合は、当該ステッピングモータの駆動回路を上記液
晶テレビを駆動させるクロック信号に同期させることに
より、前記三次元画像情報の入力周期に同期させて前記
回転多面体鏡19を回転させることができる。直流整流モ
ータを用いる場合は、ロータリーエンコーダなどを用い
て当該直流整流モータの回転数を検出しながら回転数制
御することにより回転多面体鏡19を上記液晶テレビを駆
動させるクロック信号に同期させて回転させることがで
きる。当該回転多面体鏡19は、三角柱形状をした回転多
面体鏡の基本構成単位104の組合せによって構成されて
いる。当該回転多面体鏡の基本構成単位104はガラスを
成形加工した後ミラー面105および接着面を研磨して作
製するか、もしくはアルミニウムなどの金属材料を切削
加工で切り出して作製する。その後当該回転多面体鏡の
基本構成単位104をミラー面105にアルミニウムや銀や誘
電体多層膜ミラーを形成した後、このミラー面が外面に
なるように接着することによって当該回転多面体鏡19を
作製する。もちろん、アルミニウムなどの光反射率の高
い金属材料をダイアモンド切削加工などの方法を用いて
削り出して直接回転多面体鏡19を作製してもよい。この
ようにして作り出された回転多面体鏡の基本構成単位10
4のミラー面104から回転中心19aまでの距離は、各々上
記入力する三次元画像情報のz軸方向への量子化の大き
さだけ異なっている。その結果、第13図の実施例では、
回転中心19aから最短距離のミラー面は106であり、回転
中心19aから最長距離のミラー面は107となっている。こ
のような組合せで上記表示する三次元画像情報をz軸方
向に量子化した数の倍の数の回転多面体鏡の基本構成単
位104を用いて第13図に示す回転多面体鏡19を構成する
と、この回転多面体鏡の重心102は回転中心と一致しな
くなる。従って、このような回転多面体鏡19を高速で回
転させると回転軸99には偏った遠心力がかかり、回転軸
99およびモータ100には大きな負荷が加わるとともに、
一様な回転をさせることができない。このような問題を
避けるために、当該回転と一体となって回転するバラン
ス錘101が取り付けられている。当該バランス錘の重心1
03は、回転多面体鏡の重心102と合成されたとき全体の
重心が回転中心19aと一致するように設計されている。
このように設計されたバランス錘であれば、必ずしも第
13図に示すような円柱形状をしていなくてもよい。
Next, the rotary polygon mirror shown by 19 in FIG. 2 will be described. FIG. 13 is a plan view showing an embodiment of a rotating polyhedral mirror used in the holographic display device of the present invention. 19 is a rotating polyhedral mirror, 19a is a center of rotation, 99 is a rotating shaft, 1
00 is a motor, 101 is a balance weight, 102 is the center of gravity of the rotating polyhedral mirror, 103 is the center of gravity of the balance weight, 104 is the basic constitutional unit of the rotating polyhedral mirror, 105 is the mirror surface of the basic constitutional unit 104, and 106 is the shortest from the center of rotation. A mirror surface at a distance, 107 is a mirror surface at the longest distance from the center of rotation. The rotating polygon mirror 19 has a rotating shaft 99.
Is connected to the motor 100 via, whereby the rotating polygon mirror 19 rotates about the rotation center 19a. As the motor 100, a stepping motor, a DC commutation motor or the like can be used. When a stepping motor is used, the rotary polyhedral mirror 19 can be rotated in synchronization with the input cycle of the three-dimensional image information by synchronizing the drive circuit of the stepping motor with the clock signal that drives the liquid crystal television. it can. When a DC rectifying motor is used, the rotary polygon mirror 19 is rotated in synchronization with a clock signal for driving the liquid crystal television by controlling the rotation speed while detecting the rotation speed of the DC rectifying motor using a rotary encoder or the like. be able to. The rotary polyhedral mirror 19 is configured by a combination of basic structural units 104 of the triangular polygonal rotary polyhedral mirror. The basic constitutional unit 104 of the rotating polygon mirror is formed by molding glass and then polishing the mirror surface 105 and the adhesive surface, or by cutting a metal material such as aluminum by cutting. After that, after forming the basic structural unit 104 of the rotating polygon mirror on the mirror surface 105 of aluminum, silver, or a dielectric multilayer film mirror, the rotating polygon mirror 19 is manufactured by bonding the mirror surface to the outer surface. . Of course, the rotating polyhedron mirror 19 may be directly manufactured by cutting a metal material having a high light reflectance such as aluminum using a method such as diamond cutting. Basic building blocks of rotating polygon mirrors created in this way 10
The distances from the fourth mirror surface 104 to the rotation center 19a differ by the amount of quantization of the input three-dimensional image information in the z-axis direction. As a result, in the embodiment shown in FIG.
The mirror surface at the shortest distance from the rotation center 19a is 106, and the mirror surface at the longest distance from the rotation center 19a is 107. When the rotary polygon mirror 19 shown in FIG. 13 is configured by using the basic constitutional unit 104 of the rotary polygon mirror whose number is twice the number obtained by quantizing the three-dimensional image information displayed in the z-axis direction in such a combination, The center of gravity 102 of this rotating polygon mirror does not coincide with the center of rotation. Therefore, when such a rotating polygon mirror 19 is rotated at a high speed, a biased centrifugal force is applied to the rotating shaft 99, and the rotating shaft 99 is rotated.
A large load is applied to 99 and motor 100,
It cannot rotate uniformly. In order to avoid such a problem, a balance weight 101 that rotates integrally with the rotation is attached. Center of gravity of the balance weight 1
03 is designed so that when combined with the center of gravity 102 of the rotating polyhedron mirror, the overall center of gravity coincides with the center of rotation 19a.
If the balance weight is designed in this way,
It does not have to have a cylindrical shape as shown in FIG.

このようにして作製された回転多面体鏡19は、上記第
2図に示される実施例で用いられている。この回転多面
体鏡19を用いて上記表示する三次元画像情報を入力する
場合、例えばある特定の時刻に当該三次元画像情報をz
軸方向に量子化することによって生成した二次元画像情
報のなかで最小のz座標値を持った二次元画像情報が、
第13図に示される回転中心から最短距離のミラー面106
によって第2図に示される光書き込み型空間光変調器20
にホログラムとして記録・再生されるとすれば、次々と
大きなz座標値を持った前記二次元座標情報が当該回転
多面体鏡19の回転によって第2図に示される光書き込み
型空間光変調器20にホログラムとして記録・再生されて
いき、前記三次元画像情報をz軸方向に量子化すること
によって生成した二次元画像情報のなかで最大のz座標
値を持った二次元画像情報は、第13図に示される回転中
心から最長距離のミラー面107によって第2図に示され
る光書き込み型空間光変調器20にホログラムとして記録
・再生される。続いて、次々とこれよりも小さなz座標
値を持った前記二次元座標情報が当該回転多面体鏡19の
回転によって第2図に示される光書き込み型空間光変調
器20にホログラムとして記録・再生されていき、前記三
次元画像情報をz軸方向に量子化することによって生成
した二次元画像情報のなかで最小のz座標値を持った二
次元画像情報が、再び第13図に示される回転中心から最
短距離のミラー面106によって第2図に示される光書き
込み型空間光変調器20にホログラムとして記録・再生さ
れる。このようにして、当該回転多面体鏡19が1回回転
する間に、前記表示する三次元画像情報はz座標方向に
2回走査されて表示されなければならない。従って、上
記液晶テレビ26に送られる二次元画像情報の信号は、前
記三次元画像情報のz座標方向量子化成分の内、zの小
さなものから順に送信されzの最大値に到達した後、z
の大きなものから順に送信されzの最小値に達するよう
に送信され、このような送信方法が繰り返されねばなら
ない。このような、回転多面体鏡19を用いることは、回
転多面体鏡19を回転させるための機構にかける負担を軽
減させるが、前記二次元画像情報の信号を送信するため
の信号処理系に与える負担は大きくなる。
The rotating polygon mirror 19 produced in this manner is used in the embodiment shown in FIG. When inputting the three-dimensional image information to be displayed using the rotating polygon mirror 19, for example, the three-dimensional image information is displayed at a specific time.
Among the two-dimensional image information generated by quantizing in the axial direction, the two-dimensional image information having the smallest z coordinate value is
The mirror surface 106 at the shortest distance from the center of rotation shown in FIG.
Optical writing type spatial light modulator 20 shown in FIG.
If it is recorded / reproduced as a hologram in the optical writing type spatial light modulator 20 shown in FIG. 2 by the rotation of the rotating polygon mirror 19, the two-dimensional coordinate information having a large z coordinate value one after another. The two-dimensional image information which has been recorded and reproduced as a hologram and has the maximum z coordinate value among the two-dimensional image information generated by quantizing the three-dimensional image information in the z-axis direction is shown in FIG. The data is recorded / reproduced as a hologram in the optical writing type spatial light modulator 20 shown in FIG. 2 by the mirror surface 107 having the longest distance from the rotation center shown in FIG. Subsequently, the two-dimensional coordinate information having smaller z-coordinate values one after another is recorded / reproduced as a hologram on the optical writing type spatial light modulator 20 shown in FIG. 2 by the rotation of the rotary polygon mirror 19. Then, the two-dimensional image information having the smallest z coordinate value among the two-dimensional image information generated by quantizing the three-dimensional image information in the z-axis direction is again the rotation center shown in FIG. Is recorded / reproduced as a hologram on the optical writing type spatial light modulator 20 shown in FIG. Thus, the three-dimensional image information to be displayed must be scanned and displayed twice in the z-coordinate direction while the rotating polygon mirror 19 rotates once. Therefore, the signals of the two-dimensional image information sent to the liquid crystal television 26 are transmitted in order from the smallest z component in the z-coordinate direction quantized component of the three-dimensional image information, and after reaching the maximum value of z, z
From the largest to the smallest value of z, and such a transmission method must be repeated. Such use of the rotating polygon mirror 19 reduces the load on the mechanism for rotating the rotating polygon mirror 19, but does not impose a load on the signal processing system for transmitting the two-dimensional image information signal. growing.

このような問題点を避けるために、第14図に示す回転
多面体鏡を構成した。第14図に示す回転多面体鏡が、第
13図に示す回転多面体鏡と異なっている点は、回転多面
体鏡の基本構成単位104を回転中心からミラー面までの
距離が順に大きくなる(あるいは小さくなる)ように隣
接させて配置し、回転中心から最短距離のミラー面106
と回転中心から最長距離のミラー面107とが隣接してい
ることである。このような、第14図に示す回転多面体鏡
19を第2図に示す回転多面体鏡19の代わりに用いること
によって、上記第2図の液晶テレビ26に送られる二次元
画像情報の信号は、前記三次元画像情報のz座標方向量
子化成分の内、zの小さなものから(あるいはzの大き
なものから)順に送信されzの最大値に到達した後、再
び前記三次元画像情報のz座標方向量子化成分の内、z
の小さなものから(あるいはzの大きなものから)順に
送信されzの最大値に到達させる通常の信号伝送方式を
用いることができる。さらに、当該回転多面体鏡19が1
回回転する間に、前記表示する三次元画像情報はz座標
方向に1回のみ走査されて表示されるため、前記二次元
画像情報入力のために伝送される信号と当該回転多面体
鏡19の回転数の同期を取ることが極めて容易になる。ま
た、前記表示する三次元画像情報をz座標軸方向に量子
化する数が増えても、当該回転多面体鏡のミラー面分割
を360度全角度で行えるため、当該回転多面体鏡の作製
が容易になるという長所がある。
In order to avoid such problems, the rotating polygon mirror shown in FIG. 14 was constructed. The rotating polygon mirror shown in FIG.
The difference from the rotating polygon mirror shown in Fig. 13 is that the basic constituent units 104 of the rotating polygon mirror are arranged adjacent to each other so that the distance from the rotation center to the mirror surface increases (or decreases) in order, and the rotation center The shortest distance from the mirror surface 106
And the mirror surface 107, which is the longest distance from the center of rotation, are adjacent to each other. Such a rotating polygon mirror shown in FIG.
By using 19 in place of the rotating polygon mirror 19 shown in FIG. 2, the signal of the two-dimensional image information sent to the liquid crystal television 26 of FIG. 2 is a quantized component in the z-coordinate direction of the three-dimensional image information. Among the quantized components in the z-coordinate direction of the three-dimensional image information, z is transmitted in order from the smallest z (or the largest z) and reaches the maximum value of z.
It is possible to use a normal signal transmission method in which the maximum value of z is reached in order from the smallest one (or the largest z). Further, the rotating polygon mirror 19 is 1
Since the displayed three-dimensional image information is scanned and displayed only once in the z-coordinate direction during one rotation, the signal transmitted for inputting the two-dimensional image information and the rotation of the rotating polyhedral mirror 19 are rotated. It becomes extremely easy to synchronize the numbers. Further, even if the number of quantized three-dimensional image information to be displayed in the z-coordinate axis direction increases, mirror surface division of the rotating polygon mirror can be performed at all angles of 360 degrees, which facilitates production of the rotating polygon mirror. There is an advantage called.

上記説明した回転多面体鏡を用いて三次元画像情報の
入力を行う場合、前記表示する三次元画像のz座標軸方
向の量子化数が増加するにつれて、当該回転多面体鏡の
加工・作製は困難になってくる。この様な場合は、第2
図に示す回転多面体鏡19の代わりに回転円柱鏡を用いる
のが好ましい。第3図は、光路長変換手段として回転円
柱鏡を用いた場合の本発明のホログラフィー表示装置の
1実施例の構成図であり、第2図と第3図が異なってい
る点は、第2図における回転多面体鏡19の代わりに回転
円柱鏡27を用いている点である。第3図に用いた回転円
柱鏡27の平面図を第15図に示す。第15図が第13図と異な
っている点は、第13図における回転多面体鏡19のかわり
に第15図においては回転円柱鏡27が用いられている点だ
けである。この場合、回転円柱鏡の基本構成単位は当該
回転円柱鏡の母線と回転中心27aを対向する2辺に持つ
矩形平面となり、そのミラー面は当該回転円柱鏡の母線
に一致する。この様な回転円柱鏡を用いた場合において
も、第3図の第1の結像レンズ17によって当該回転円柱
鏡27に照射される光束が当該回転円柱鏡27の曲率半径の
大きさに比べて充分に細く絞られておれば、あるいはミ
ラー面が平面と見なせるくらいに当該回転円柱鏡に照射
される光束が充分に細く絞られておれば、当該回転円柱
鏡27に照射される光束は、第2図の回転多面体鏡を用い
た場合と同様に反射される。しかし、第13図に示す回転
多面体鏡を用いる場合同様、第15図に示す回転円柱鏡を
用いる場合も当該回転円柱鏡27が1回回転する間に、上
記表示する三次元画像情報はz座標方向に2回走査され
て表示されなければならない。従って、第3図における
液晶テレビ26に送られる二次元画像情報の信号は、前記
三次元画像情報のz座標方向量子化成分の内、zの小さ
なものから順に送信されzの最大値に到達した後、zの
大きなものから順に送信されzの最小値に達するように
送信され、このような送信方法が繰り返されねばならな
い。このような、回転円柱鏡27を用いることは、回転円
柱鏡27を回転させるための機構にかける負担を軽減させ
るが、前記二次元画像情報の信号を送信するための信号
処理系に与える負担は大きくなる。このような問題点
は、回転多面体鏡の場合同様に第16図に示される様な回
転円柱鏡27を用いることにより解決される。第16図に示
される回転円柱鏡27は、第14図に示す回転多面体鏡のミ
ラー面の数が無限に大きくなった場合の漸近形になって
いる。すなわち、第16図で示される回転円柱鏡のミラー
面の曲線は、回転中心27aを原点とし、回転中心から最
短距離のミラー面106と回転中心からの最長距離のミラ
ー面107の境界線を原線として極座標表示をした場合
に、rを動径、θを偏角、原点からミラー面までの最短
距離をa、原点からミラー面までの最長距離をbとした
とき、r=(bθ/2πa)+a、(0≦θ≦2π、r>
0)で表される、アルキメデスの螺旋の一部となる。第
16図に示されるようなミラー面を加工することは極めて
困難であるが、このような回転円柱鏡27を用いることに
より、上記第2図の液晶テレビ26に送られる二次元画像
情報の信号は、前記三次元画像情報のz座標方向量子化
成分の内、zの小さなものから(あるいはzの大きなも
のから)順に送信されzの最大値に到達した後、再び前
記三次元画像情報のz座標方向量子化成分の内、zの小
さなものから(あるいはzの大きなものから)順に送信
されzの最大値に到達させる通常の信号伝送方式を用い
ることができる。さらに、当該回転円柱鏡27が1回回転
する間に、前記表示する三次元画像情報はz座標方向に
1回のみ走査されて表示されるため、前記二次元画像情
報入力のために伝送される信号と当該回転円柱鏡27の回
転数の同期を取ることが極めて容易になる。
When inputting three-dimensional image information using the rotating polygon mirror described above, as the number of quantization in the z-coordinate axis direction of the displayed three-dimensional image increases, it becomes difficult to process and manufacture the rotating polygon mirror. Come on. In such a case, the second
It is preferable to use a rotating cylindrical mirror instead of the rotating polygon mirror 19 shown in the figure. FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the holographic display device of the present invention in which a rotating cylindrical mirror is used as the optical path length conversion means. The difference between FIG. 2 and FIG. The point is that a rotating cylindrical mirror 27 is used instead of the rotating polygon mirror 19 in the figure. FIG. 15 shows a plan view of the rotating cylindrical mirror 27 used in FIG. 15 is different from FIG. 13 only in that a rotating cylindrical mirror 27 is used in FIG. 15 instead of the rotating polygon mirror 19 in FIG. In this case, the basic structural unit of the rotating cylindrical mirror is a rectangular plane having the generatrix of the rotating cylindrical mirror and the center of rotation 27a on two opposite sides, and its mirror surface coincides with the generatrix of the rotating cylindrical mirror. Even when such a rotating cylindrical mirror is used, the luminous flux irradiated to the rotating cylindrical mirror 27 by the first imaging lens 17 of FIG. 3 is larger than the radius of curvature of the rotating cylindrical mirror 27. If the beam is irradiated sufficiently on the rotating cylindrical mirror so that the mirror surface can be regarded as a flat surface, the beam irradiated on the rotating cylindrical mirror 27 is It is reflected as in the case of using the rotating polygon mirror shown in FIG. However, as in the case of using the rotating polygon mirror shown in FIG. 13, when the rotating cylindrical mirror shown in FIG. 15 is used, the three-dimensional image information displayed above is the z coordinate while the rotating cylindrical mirror 27 rotates once. It has to be scanned twice in the direction and displayed. Therefore, the signal of the two-dimensional image information sent to the liquid crystal television 26 in FIG. 3 is transmitted in order from the smallest z component in the z coordinate direction quantized component of the three-dimensional image information, and reaches the maximum value of z. After that, it is transmitted in order from the largest z and transmitted so as to reach the minimum value of z, and such a transmission method must be repeated. Using such a rotating cylindrical mirror 27 reduces the load on the mechanism for rotating the rotating cylindrical mirror 27, but does not impose a burden on the signal processing system for transmitting the signal of the two-dimensional image information. growing. Such a problem can be solved by using the rotating cylindrical mirror 27 as shown in FIG. 16 as in the case of the rotating polygon mirror. The rotating cylindrical mirror 27 shown in FIG. 16 has an asymptotic shape when the number of mirror surfaces of the rotating polyhedral mirror shown in FIG. 14 becomes infinitely large. That is, the curve of the mirror surface of the rotating cylindrical mirror shown in FIG. 16 has an origin at the center of rotation 27a and an original boundary line between the mirror surface 106 having the shortest distance from the center of rotation and the mirror surface 107 having the longest distance from the center of rotation. When polar coordinates are displayed as a line, r = (bθ / 2πa), where r is the radius, θ is the declination, a is the shortest distance from the origin to the mirror surface, and b is the longest distance from the origin to the mirror surface. ) + A, (0 ≦ θ ≦ 2π, r>
It becomes a part of Archimedes' spiral represented by 0). First
Although it is extremely difficult to process the mirror surface as shown in FIG. 16, by using such a rotating cylindrical mirror 27, the signal of the two-dimensional image information sent to the liquid crystal television 26 of FIG. , Of the quantized components in the z-coordinate direction of the three-dimensional image information, the z-coordinates of the three-dimensional image information are transmitted again after the z values are transmitted in order from the smallest z (or the largest z). Among the directional quantized components, a normal signal transmission method can be used in which the signals are transmitted in ascending order of z (or in order of increasing z) to reach the maximum value of z. Further, since the three-dimensional image information to be displayed is scanned and displayed only once in the z coordinate direction while the rotating cylindrical mirror 27 rotates once, the three-dimensional image information to be displayed is transmitted for inputting the two-dimensional image information. It becomes extremely easy to synchronize the signal and the rotation speed of the rotating cylindrical mirror 27.

第2図および第3図において、上記説明した回転多面
体鏡19あるいは回転円柱鏡27を用いることにより、液晶
テレビ26により入力されたコヒーレント二次元画像情報
が光書き込み型空間光変調器20の書き込み面に到達する
までの光路長は、前記回転多面体鏡19あるいは回転円柱
鏡27で当該コヒーレント二次元画像情報が反射される位
置によって変化し、その結果光書き込み型空間光変調器
20に記録されたホログラムからは、疑似的な三次元画像
が再生される。当該再生される疑似的三次元画像は、結
像レンズ24の位置によって実像としても虚像としても再
生可能である。すなわち、結像レンズ24が凸レンズであ
り、当該疑似的三次元画像が当該凸レンズの前焦点面よ
りも前記光書き込み型空間光変調器20よりに再生される
場合は実像として再生され、当該疑似的三次元画像が当
該凸レンズの前焦点面と当該凸レンズとの間に再生され
る場合は虚像として再生される。本発明において使用さ
れる再生用の光源21は、極めて照度の大きなものを用い
るのが好ましいため、安全上、前記疑似的三次元画像の
再生は虚像として行うのが好ましい。
2 and 3, by using the rotating polygon mirror 19 or the rotating cylindrical mirror 27 described above, the coherent two-dimensional image information input by the liquid crystal television 26 is written on the writing surface of the optical writing type spatial light modulator 20. The optical path length to reach the position of the optical writing type spatial light modulator changes depending on the position where the coherent two-dimensional image information is reflected by the rotating polyhedral mirror 19 or the rotating cylindrical mirror 27.
A pseudo three-dimensional image is reproduced from the hologram recorded in 20. The reproduced pseudo three-dimensional image can be reproduced as a real image or a virtual image depending on the position of the imaging lens 24. That is, when the imaging lens 24 is a convex lens and the pseudo three-dimensional image is reproduced by the optical writing type spatial light modulator 20 from the front focal plane of the convex lens, it is reproduced as a real image, and the pseudo image is reproduced. When the three-dimensional image is reproduced between the front focal plane of the convex lens and the convex lens, it is reproduced as a virtual image. Since it is preferable that the light source 21 for reproduction used in the present invention has an extremely high illuminance, it is preferable for safety that the pseudo three-dimensional image is reproduced as a virtual image.

第3図に示した本発明のホログラフィー表示装置にお
いて、液晶テレビ26に第17図に示す静止二次元画像を入
力した場合に再生される疑似的三次元画像を第18図に示
す。第18図において、z方向は再生光の光軸方向に一致
している。また、入力された三次元画像のz座標軸方向
の量子化数は11である。そして、再生疑似三次元画像の
Z座標の最大値と最小値の差は、回転多面体鏡あるいは
回転円柱鏡における回転軸の偏心距離の2倍に比例して
いる。
FIG. 18 shows a pseudo three-dimensional image reproduced when the still two-dimensional image shown in FIG. 17 is input to the liquid crystal television 26 in the holographic display device of the present invention shown in FIG. In FIG. 18, the z direction coincides with the optical axis direction of the reproduction light. Further, the number of quantization in the z coordinate axis direction of the input three-dimensional image is 11. The difference between the maximum value and the minimum value of the Z coordinate of the reproduced pseudo three-dimensional image is proportional to twice the eccentric distance of the rotation axis of the rotating polygon mirror or the rotating cylinder mirror.

しかしながら、第2図および第3図に示した本発明の
ホログラフィー装置を用いて、第18図に示すような疑似
的三次元画像の再生を行おうとする場合は、第5図ある
いは第6図に示される画像演算処理部35によって、あら
かじめ液晶テレビ26に表示される二次元画像の大きさを
補正してやらねばならない。なぜならば、第2図および
第3図において、液晶テレビ26に表示された二次元画像
とそれが結像される光書き込み型空間光変調器20との距
離は、回転多面体鏡19あるいは回転円柱鏡27の回転によ
って実質的に変化するために、この距離変化に応じた倍
率の二次元画像が光書き込み型空間光変調器20に結像さ
れ、再生される疑似的三次元画像は第20図に示すように
z座標軸方向に歪んだものとなるからである。
However, when an attempt is made to reproduce a pseudo three-dimensional image as shown in FIG. 18 by using the holographic device of the present invention shown in FIG. 2 and FIG. The size of the two-dimensional image displayed on the liquid crystal television 26 must be corrected in advance by the image calculation processing section 35 shown. This is because, in FIGS. 2 and 3, the distance between the two-dimensional image displayed on the liquid crystal television 26 and the optical writing type spatial light modulator 20 on which the image is formed is equal to that of the rotating polyhedral mirror 19 or the rotating cylindrical mirror. Since the rotation is substantially changed by the rotation of 27, a two-dimensional image with a magnification corresponding to the change in the distance is imaged on the optical writing type spatial light modulator 20, and the reproduced three-dimensional image is shown in FIG. This is because the image is distorted in the z coordinate axis direction as shown.

このような入力二次元画像の前処理に対する負担を軽
減させる方法の1実施例を第4図に示す。第4図は、本
発明のホログラフィー表示装置の1実施例を示す構成図
であり、11はアルゴンイオンレーザ、12は第1のビーム
エキスパンダ、13は第1のハーフミラー、14は第1のミ
ラー、15は第2のミラー、16は第2のハーフミラー、17
は第1の結像レンズ、18は光ストッパ、27は回転円柱
鏡、27aは回転円柱鏡の回転中心、20は光書き込み型空
間光変調器、21はヘリウムネオンレーザ、22は第2のビ
ームエキスパンダ、23は偏光ビームスプリッタ、24は第
2の結像レンズ、25はコンピュータ、26は液晶テレビ、
36は第3のビームエキスパンダである。第4図におい
て、アルゴンイオンレーザ11から出射されたコヒーレン
ト光束は第1のビームエキスパンダ12で所要のビーム径
に拡大された後、第1のハーフミラー13で2光束に分岐
される。第1のハーフミラー13で反射された光束は第1
のミラー14で反射された後液晶テレビ26に表示された二
次元画像をコヒーレント二次元画像に変換し、そのコヒ
ーレント二次元画像は第2のミラー15で反射された後第
1の結像レンズ17で第2のハーフミラー16を介し、光書
き込み型空間光変調器20の書き込み面に結像・照射され
る。一方、第1のハーフミラー13を透過した光束は第1
のハーフミラー16を透過した後、第3のビームエキスパ
ンダ36で所要のビーム径に縮小された後、回転円柱鏡27
で反射され、再び第3のビームエキスパンダ36で所要の
ビーム径に拡大され、第2のハーフミラー16で反射され
た後、光書き込み型空間光変調器20の書き込み面に参照
光として照射され、前記コヒーレント二次元画像と互い
に干渉しあい、その結果、光書き込み型空間光変調器20
には前記コヒーレント二次元画像のホログラムが形成さ
れる。当該参照光と前記コヒーレント画像のなす角度は
約10度以下である。この時、光ストッパ18は回転円柱鏡
27から垂直に反射した光束のみが、光書き込み型空間光
変調器20の光書き込み面に照射されるように、不要な光
束を遮閉するために配されている。さらに、回転円柱鏡
27の回転中心27aは偏心しており、回転中心27aからもっ
とも短いミラー面までの距離をa、もっとも長いミラー
面までの距離をbとすると、b−aは液晶テレビ26に表
示される二次元画像から構成される三次元画像の量子化
方向の距離以上となっている。回転円柱鏡27の1秒間の
回転数は液晶テレビ26のフレームレートに等しい。
FIG. 4 shows an embodiment of a method for reducing the burden on the preprocessing of such an input two-dimensional image. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the holographic display device of the present invention, 11 is an argon ion laser, 12 is a first beam expander, 13 is a first half mirror, and 14 is a first Mirror, 15 is the second mirror, 16 is the second half mirror, 17
Is a first imaging lens, 18 is an optical stopper, 27 is a rotating cylindrical mirror, 27a is the center of rotation of the rotating cylindrical mirror, 20 is an optical writing type spatial light modulator, 21 is a helium neon laser, and 22 is a second beam. Expander, 23 is a polarization beam splitter, 24 is a second imaging lens, 25 is a computer, 26 is a liquid crystal TV,
36 is a third beam expander. In FIG. 4, the coherent light beam emitted from the argon ion laser 11 is expanded to a required beam diameter by the first beam expander 12 and then split into two light beams by the first half mirror 13. The light flux reflected by the first half mirror 13 is the first
The two-dimensional image displayed on the liquid crystal television 26 after being reflected by the mirror 14 is converted into a coherent two-dimensional image, and the coherent two-dimensional image is reflected by the second mirror 15 and then the first imaging lens 17 Then, an image is formed and irradiated on the writing surface of the optical writing type spatial light modulator 20 via the second half mirror 16. On the other hand, the luminous flux transmitted through the first half mirror 13 is the first
After passing through the half mirror 16 of the rotating beam, the beam is reduced to a required beam diameter by the third beam expander 36, and then the rotating cylindrical mirror 27.
After being reflected by the third beam expander 36, the beam diameter is expanded again to a required beam diameter, and after being reflected by the second half mirror 16, the writing surface of the optical writing spatial light modulator 20 is irradiated with the reference light. , The coherent two-dimensional images interfere with each other, and as a result, the optical writing type spatial light modulator 20.
A hologram of the coherent two-dimensional image is formed on the. The angle formed by the reference light and the coherent image is about 10 degrees or less. At this time, the optical stopper 18 is a rotating cylindrical mirror.
Only the light beam reflected vertically from 27 is arranged to block unnecessary light beams so that the light writing surface of the optical writing type spatial light modulator 20 is irradiated with the light beam. In addition, a rotating cylindrical mirror
The rotation center 27a of 27 is eccentric, and when the distance from the rotation center 27a to the shortest mirror surface is a and the distance to the longest mirror surface is b, ba is a two-dimensional image displayed on the liquid crystal television 26. Is more than the distance in the quantization direction of the three-dimensional image. The rotation speed of the rotating cylindrical mirror 27 per second is equal to the frame rate of the liquid crystal television 26.

一方、ヘリウムネオンレーザ21から出射したレーザ光
は、第2のビームエキスパンダ22でビーム径を所定の大
きさに拡大された後、偏光ビームスプリッタ23で反射さ
れ、光書き込み型空間光変調器20の読み出し面に、前記
参照光に対して同方向逆向きに照射され、前記光書き込
み型空間光変調器に形成されたコヒーレント二次元画像
のホログラムを再生する。このようにして再生されたコ
ヒーレント二次元画像ホログラムは偏光ビームスプリッ
タ23を透過した後、第2の結像レンズ24によって所望の
大きさに拡大再生することができる。
On the other hand, the laser light emitted from the helium neon laser 21 has its beam diameter expanded by the second beam expander 22 to a predetermined size, is then reflected by the polarization beam splitter 23, and is used as the optical writing type spatial light modulator 20. The reading surface is irradiated with the reference light in the same direction and in the opposite direction to reproduce the hologram of the coherent two-dimensional image formed in the optical writing type spatial light modulator. The coherent two-dimensional image hologram thus reproduced can be expanded and reproduced to a desired size by the second imaging lens 24 after passing through the polarization beam splitter 23.

このように、第4図に示す本発明のホログラフィー表
示装置が第2図および第3図に示すホログラフィー表示
装置と異なっている点は、前記光書き込み型空間光変調
器20にコヒーレント二次元画像のホログラムを形成する
場合に、前記コヒーレント二次元画像の光路長を変調し
ないで、前記参照光の光路長を変調する点にある。この
ように、ホログラフィーにおいてはコヒーレント二次元
画像と参照光の相対的位相関係を変化させることによっ
て、実質的に第2図および第3図で示したのと同様な疑
似的三次元画像を再生することができる。ただし、この
場合に再生される疑似的三次元画像は、第2図および第
3図で再生された疑似的三次元画像に比べて、z座標の
正・負が逆になっていることに注意しなければならな
い。もし、第2図および第3図で再生された疑似的三次
元画像と同じz座標の極性を持った疑似的三次元画像を
再生したい場合は、液晶テレビ26に送る量子化された三
次元画像のz座標軸をあらかじめ反転させてからこれを
液晶テレビ26に送らねばならない。
As described above, the holographic display device of the present invention shown in FIG. 4 is different from the holographic display device shown in FIGS. 2 and 3 in that the optical writable spatial light modulator 20 has a coherent two-dimensional image. In forming a hologram, the optical path length of the reference light is modulated without modulating the optical path length of the coherent two-dimensional image. Thus, in holography, by changing the relative phase relationship between the coherent two-dimensional image and the reference light, a pseudo three-dimensional image substantially similar to that shown in FIGS. 2 and 3 is reproduced. be able to. However, it should be noted that the pseudo three-dimensional image reproduced in this case has the z-coordinates whose positive and negative values are opposite to those of the pseudo three-dimensional image reproduced in FIGS. 2 and 3. Must. If it is desired to reproduce a pseudo three-dimensional image having the same z-coordinate polarity as the pseudo three-dimensional image reproduced in FIGS. 2 and 3, the quantized three-dimensional image to be sent to the liquid crystal television 26. It is necessary to invert the z-coordinate axis in advance and send it to the liquid crystal television 26.

このようにして、第4図に示す本発明のホログラフィ
ー表示装置を用い、第17図に示す入力像を用いて疑似的
三次元画像を再生すると、z座標軸方向に歪のない第18
図に示すような疑似的三次元画像が得られる。
Thus, when the pseudo three-dimensional image is reproduced using the input image shown in FIG. 17 by using the holographic display device of the present invention shown in FIG.
A pseudo three-dimensional image as shown in the figure is obtained.

第21図に、第17図に示す円図形を二次元入力画像とし
て用い、その半径r・cos(z):(rはz=0のとき
の円に半径)のようにz座標軸方向に変化させて、第4
図に示す本発明のホログラフィー表示装置を用いて、疑
似的三次元画像を再生させた例を示す。このように、本
発明のホログラフィー表示装置は、z座標方向に形状が
変化しているような三次元画像をも表示させることがで
きることは明かである。
In FIG. 21, the circular figure shown in FIG. 17 is used as a two-dimensional input image, and its radius r · cos (z): (r is the radius of the circle when z = 0) changes in the z coordinate axis direction. Let me 4th
An example in which a pseudo three-dimensional image is reproduced by using the holographic display device of the present invention shown in the figure is shown. As described above, it is obvious that the holographic display device of the present invention can display a three-dimensional image whose shape changes in the z-coordinate direction.

また、物体の断層画像を次々と二次元画像として本発
明のホログラフィー表示装置に入力して疑似的三次元画
像を再生することにより、内部構造が外部から透かして
見ることができるため、例えば、人体の三次元断層診断
に用いることによりより正確で分かりやすい医療活動が
可能となるし、例えば、構造物中の流体運動の追跡に用
いることによりより臨場間のある研究が可能となる。
Further, since the tomographic images of the object are successively input as two-dimensional images to the holographic display device of the present invention to reproduce the pseudo three-dimensional image, the internal structure can be seen through from the outside. It is possible to perform more accurate and easy-to-understand medical activities by using it for three-dimensional tomographic diagnosis, and for example, it is possible to conduct more realistic research by using it for tracking fluid motion in a structure.

第19図に本発明のホログラフィー表示装置の他の1実
施例を示す。第19図において、108は第1の光書き込み
型空間光変調器、109は第2の空間光変調器、110は第3
の結像レンズ、111はCRT、112は第3のハーフミラーで
ある。第19図が第4図と異なっている点は、二次元画像
情報入力手段として液晶テレビ26の代わりに第1の光書
き込み型空間光変調器108とそれへの情報アドレス手段
であるCRT111および第3の結像レンズ110を用いている
ことである。第19図における第1の光書き込み型空間光
変調器108と第2の光書き込み型空間光変調器109として
は、第11図に示した光書き込み型液晶ライトバルブを用
いることができる。このとき、コンピュータ25から転送
された二次元画像情報は、CRT111によってインコヒーレ
ント二次元画像に変換され、このインコヒーレント二次
元画像は第3の結像レンズ110によって光書き込み型空
間光変調器108の書き込み面に結像・照射され当該光書
き込み型空間光変調器108に記憶される。当該記憶され
た二次元画像は、アルゴンイオンレーザ11から出射され
第1のビームエキスパンダ12によって所要の大きさのビ
ーム径に変換され第1のハーフミラー13によって反射さ
れたコヒーレント光束によって読み出されてコヒーレン
ト二次元画像に変換される。その後は第4図によって説
明したのと同様にして疑似的三次元画像が得られる。
FIG. 19 shows another embodiment of the holographic display device of the present invention. In FIG. 19, 108 is a first optical writing type spatial light modulator, 109 is a second spatial light modulator, and 110 is a third spatial light modulator.
Is an image forming lens, 111 is a CRT, and 112 is a third half mirror. 19 is different from FIG. 4 in that instead of the liquid crystal television 26 as the two-dimensional image information input means, the first optical writing type spatial light modulator 108 and the CRT 111 and the information addressing means for the spatial light modulator 108 are provided. That is, the third imaging lens 110 is used. As the first optical writing type spatial light modulator 108 and the second optical writing type spatial light modulator 109 in FIG. 19, the optical writing type liquid crystal light valve shown in FIG. 11 can be used. At this time, the two-dimensional image information transferred from the computer 25 is converted into an incoherent two-dimensional image by the CRT 111, and the incoherent two-dimensional image is converted by the third imaging lens 110 into the optical writing type spatial light modulator 108. An image is formed / irradiated on the writing surface and stored in the optical writing type spatial light modulator 108. The stored two-dimensional image is read out by the coherent light beam emitted from the argon ion laser 11, converted into a beam diameter of a required size by the first beam expander 12, and reflected by the first half mirror 13. Converted into a coherent two-dimensional image. After that, a pseudo three-dimensional image is obtained in the same manner as described with reference to FIG.

第19図において第1の光書き込み型空間光変調器108
への二次元画像情報のアドレス方法としてCRT111と第3
の結像レンズ110の代わりにレーザ光源とこれを集光し
て第1の光書き込み型空間光変調器108の記録面を高速
で走査する走査光学系を用いてもよいことは言うまでも
ない。このとき、第11図に示す光書き込み型強誘電性液
晶ライトバルブを用いれば、レーザ光源として波長780n
m、出力20nWの半導体レーザを用い、書き込みビーム径
として5μmの記録すれば1ビット当り数十n秒でデジ
タル記録することができるため、1000×1000程度の二次
元画像であれば極めて高速フレームレートで記録するこ
とができる。
In FIG. 19, the first optical writing type spatial light modulator 108 is shown.
CRT111 and the third method for addressing 2D image information to
Needless to say, instead of the imaging lens 110, a laser light source and a scanning optical system that condenses the laser light source and scans the recording surface of the first optical writing type spatial light modulator 108 at high speed may be used. At this time, if the optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve shown in FIG.
If you use a semiconductor laser with m and output of 20 nW and record a writing beam diameter of 5 μm, you can perform digital recording in several tens of nanoseconds per bit. Can be recorded at.

なお、第2図および第3図および第4図における回転
多面体鏡19あるいは回転円柱鏡27としては第13図および
第14図および第15図および第16図に示す回転多面体鏡あ
るいは回転円柱鏡のいづれを用いてもよいことは言うま
でもない。
The rotary polyhedral mirror 19 or the rotary columnar mirror 27 shown in FIGS. 2, 3 and 4 is the same as the rotary polyhedral mirror or the rotary columnar mirror shown in FIGS. 13 and 14 and FIGS. 15 and 16. It goes without saying that either may be used.

さらに、第2図および第3図および第4図におけるア
ルゴンイオンレーザ11の代わりにヘリウムネオンレーザ
あるいはYAGレーザの高次高調波あるいは半導体レーザ
などコヒーレンス性がよく当該ホログラフィー表示装置
で用いている光書き込み型空間光変調器20の光導電層86
の感度のよい光束を発生させることが可能な光源ならば
どのような光源を用いてもよいことは言うまでもない。
Further, in place of the argon ion laser 11 shown in FIGS. 2, 3 and 4, a high-order harmonic of a helium neon laser or a YAG laser or a semiconductor laser, which has good coherence and is used for the optical writing used in the holographic display device. -Type spatial light modulator 20 photoconductive layer 86
It goes without saying that any light source may be used as long as it is capable of generating a light flux with high sensitivity.

さらに、第2図および第3図および第4図における光
源21としてはヘリウムネオンレーザの代わりにアルゴン
イオンレーザや半導体レーザや水銀ランプやキセノンラ
ンプや抵抗加熱光源を用いてもよい。ただし、光源21と
して水銀ランプやキセノンランプや抵抗加熱光源を用い
る場合は光源21と光書き込み型空間光変調器20との間の
いずれかの光路上の位置に狭帯域フィルターを配する必
要がある。
Further, as the light source 21 in FIGS. 2, 3, and 4, an argon ion laser, a semiconductor laser, a mercury lamp, a xenon lamp, or a resistance heating light source may be used instead of the helium neon laser. However, when a mercury lamp, a xenon lamp, or a resistance heating light source is used as the light source 21, it is necessary to dispose a narrow band filter at a position on any optical path between the light source 21 and the optical writing type spatial light modulator 20. .

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のホログラフィー表示装
置およびその駆動方式は、コヒーレント光源と干渉光学
系とからなる光学的ホログラフィー形成手段と、上記ホ
ログラフィー形成手段によって形成されたホログラフィ
ーを記録する光書き込み型空間光変調器と、光源と読み
出し光束発生光学系と再生光の拡大結像光学系とからな
る画像情報再生手段によって上記空間光変調器に形成さ
れたホログラムを再生するホログラフィー表示装置にお
いて、電気的あるいは光学的にアドレス可能な画像情報
入力手段と周期的に光路長を変化させる光路長変換手段
とを前記干渉光学系内に有し、三次元画像情報記憶手段
より、当該三次元画像を所望の次元方向に量子化するこ
とにより得られた二次元画像情報を、上記画像情報入力
手段へ上記光路長変換手段の光路長変化周期に同期させ
て、入力する手段を有することによって、疑似的三次元
画像情報を実時間で表示させることができるため、三次
元画像を用いて製品や建築物等のデザインを行う場合に
極めて大きな効果を有する。あるいは、あらかじめメモ
リされた三次元画像情報を用いて、例えば分子設計や流
体構造設計を行うためのシミュレーションに用いること
ができる。もちろん、不特定多数のためのデモンストレ
ーションディスプレイとしても効果を有することは言う
までもない。
[Effects of the Invention] As described above, the holographic display device and its driving method of the present invention record the holography formed by the optical holography forming means including the coherent light source and the interference optical system. Holographic display device for reproducing a hologram formed on the spatial light modulator by an image information reproducing means including an optical writing type spatial light modulator for controlling the light source, a reading light beam generating optical system, and a reproduction light expanding image forming optical system. In the interference optical system, there is provided an electrically or optically addressable image information input means and an optical path length conversion means for periodically changing the optical path length, The two-dimensional image information obtained by quantizing the image in a desired dimensional direction is used as the image information input means. Since the pseudo three-dimensional image information can be displayed in real time by having a means for inputting in synchronization with the optical path length changing period of the optical path length conversion means, it is possible to use a three-dimensional image for products and construction. It has an extremely large effect when designing things. Alternatively, the three-dimensional image information stored in advance can be used for a simulation for performing, for example, molecular design or fluid structure design. Needless to say, it also has an effect as a demonstration display for an unspecified large number.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のホログラフィー表示装置の構成を示す
ブロック図であり、第1図(a)は画像情報入力手段と
光路長変換手段が並列の場合、第1図(b)は画像情報
入力手段と光路長変換手段が直列の場合であり、第2図
および第3図および第4図および第19図は本発明のホロ
グラフィー表示装置の1実施例の構成図であり、第5図
および第6図は本発明のホログラフィー表示装置の三次
元画像記憶手段における信号の流れの1実施例を示すブ
ロック図であり、第7図は本発明のホログラフィー表示
装置に用いた液晶テレビの1例を示す構成図であり、第
7図(a)は本発明のホログラフィー表示装置に用いた
液晶テレビの回路ブロックの1例を示す構成図、第7図
(b)は本発明のホログラフィー表示装置に用いた液晶
テレビの画素部の構成の1例を示す構成図であり、第8
図は本発明のホログラフィー表示装置に用いた液晶テレ
ビの回路ブロックの1例を示す構成図であり、第8図
(a)は画素領域が分割されない場合、第8図(b)は
画素電極が分割されている場合であり、第10図は本発明
に用いた液晶テレビの1実施例を示す構成的分解斜視図
であり、第9図は本発明のホログラフィー表示装置に用
いた液晶テレビの走査電圧波形図であり、第11図は本発
明の1実施例で用いた光書き込み型強誘電性液晶ライト
バルブの構成を示す断面図であり、第12図は本発明の1
実施例で用いた光書き込み型強誘電性液晶ライトバルブ
の光学応答特性図であり、第13図および第14図は本発明
のホログラフィー表示装置に用いた回転多面体鏡の1実
施例を示す平面図であり、第15図および第16図は本発明
のホログラフィー表示装置に用いた回転円柱鏡の1実施
例を示す平面図であり、第17図は本発明のホログラフィ
ー表示装置の入力像の1例であり、第18図は本発明のホ
ログラフィー表示装置の疑似的三次元画像の1例であ
る。 第20図は本発明のホログラフィー表示装置における二次
元画像の大きさを補正しない場合の疑似的三次元画像の
1例であり、第21図は本発明のホログラフィー表示装置
の疑似的三次元画像の他の例である。 1……光学的ホログラフィー形成手段 2……画像情報再生手段 3……コヒーレント光源 4……干渉光学系 5……光書き込み型空間光変調器 6……画像情報入力手段 7……光路長変換手段 8……光源 9……読み出し光束発生光学系 10……三次元画像記憶手段 11……アルゴンイオンレーザ 12……第1のビームエキスパンダ 13……第1のハーフミラー 14……第1のミラー 15……第2のミラー 16……第2のハーフミラー 17……第1の結像レンズ 18……光ストッパ 19……回転多面体鏡 19a……回転中心 20……光書き込み型空間光変調器 21……ヘリウムネオンレーザ 22……第2のビームエキスパンダ 23……偏光ビームスプリッタ 24……第2の結像レンズ 25……コンピュータ 26……液晶テレビ 27……回転円柱鏡 27a……回転中心 28……三次元画像入力部 29……数値化部 30……メモリ 31……z座標量子化部 32……xy座標量子化部 33……出力信号変換部 34……画像情報入力手段駆動部 35……画像演算処理部 36……第3のビームエキスパンダ 37……y座標分割部 38……第1のメモリ部 39……第2のメモリ部 40……第nのメモリ部 41……第1の出力信号変換部 42……第2の出力信号変換部 43……第nの出力信号変換部 44……第1のYドライバ 45……第2のYドライバ 46……第nのYドライバ 47……クロック信号 48……液晶テレビ基板 49……Xドライバ 50……Yドライバ 51……画素領域 52……トランジスタ 53……信号線 54……走査線 55……画素電極 56……ラッチ 61……第1番目の走査線に加わるON電圧 62……第1番目の走査線に加わるOFF電圧 63……第2番目の走査線に加わるON電圧 64……第2番目の走査線に加わるOFF電圧 65……第3番目の走査線に加わるON電圧 66……第3番目の走査線に加わるOFF電圧 67……第N番目の走査線に加わるON電圧 68……第N番目の走査線に加わるOFF電圧 69a、69b……偏光板 70……ガラス担体 71……共通電極 73……液晶層 77……単結晶シリコン半導体層 80……石英ガラス担体 81a、81b……透明基板 83a、83b……透明電極層 84a、84b……配向膜層 85……強誘電性液晶 86……光導電層 87……遮光層 88……誘電体ミラー 89a、89b……無反射コーティング 90……スペーサ 91……駆動波形 92……正電圧 93……負電圧 94……ゼロ電圧 95……読み出し光 96……書き込み光 97……明状態 98……暗状態 99……回転軸 100……モータ 101……バランス錘 102……回転多面体鏡の重心 103……バランス錘の重心 104……回転多面体鏡の基本構成単位 105……基本構成単位のミラー面 106……回転中心から最短距離のミラー面 107……回転中心から最長距離のミラー面 108……第1の光書き込み型空間光変調器 109……第2の光書き込み型空間光変調器 110……第3の結像レンズ 111……CRT 112……第3のハーフミラー
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the holographic display device of the present invention. FIG. 1 (a) shows the case where the image information input means and the optical path length conversion means are in parallel, and FIG. 1 (b) shows the image information input. FIG. 2 and FIG. 3 and FIG. 4 and FIG. 19 are configuration diagrams of one embodiment of the holographic display device of the present invention, and FIG. 5 and FIG. FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the signal flow in the three-dimensional image storage means of the holographic display device of the present invention, and FIG. 7 shows an example of a liquid crystal television used in the holographic display device of the present invention. FIG. 7A is a configuration diagram showing an example of a circuit block of a liquid crystal television used in the holographic display device of the present invention, and FIG. 7B is used in the holographic display device of the present invention. LCD TV pixel section A block diagram showing an example of the formation, eighth
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a circuit block of a liquid crystal television used in the holographic display device of the present invention. FIG. 8 (a) shows a case where the pixel region is not divided, and FIG. 8 (b) shows a pixel electrode. FIG. 10 is a structural exploded perspective view showing an embodiment of the liquid crystal television used in the present invention, and FIG. 9 is a scanning of the liquid crystal television used in the holographic display device of the present invention. FIG. 11 is a voltage waveform diagram, FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the optical writing type ferroelectric liquid crystal light valve used in one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 13 is an optical response characteristic diagram of the photo-writing type ferroelectric liquid crystal light valve used in the examples, and FIGS. 13 and 14 are plan views showing one example of the rotating polyhedral mirror used in the holographic display device of the present invention. FIG. 15 and FIG. 16 are plan views showing an embodiment of a rotating cylindrical mirror used in the holographic display device of the present invention, and FIG. 17 is an example of an input image of the holographic display device of the present invention. FIG. 18 is an example of a pseudo three-dimensional image of the holographic display device of the present invention. FIG. 20 is an example of a pseudo three-dimensional image when the size of the two-dimensional image is not corrected in the holographic display device of the present invention, and FIG. 21 is a pseudo three-dimensional image of the holographic display device of the present invention. Another example. 1 ... Optical holography forming means 2 ... Image information reproducing means 3 ... Coherent light source 4 ... Interference optical system 5 ... Optical writing type spatial light modulator 6 ... Image information input means 7 ... Optical path length conversion means 8 ... Light source 9 ... Read-out light flux generating optical system 10 ... Three-dimensional image storage means 11 ... Argon ion laser 12 ... First beam expander 13 ... First half mirror 14 ... First mirror 15 …… Second mirror 16 …… Second half mirror 17 …… First imaging lens 18 …… Optical stopper 19 …… Rotating polyhedral mirror 19a …… Rotation center 20 …… Optical writing spatial light modulator 21 …… Helium neon laser 22 …… Second beam expander 23 …… Polarization beam splitter 24 …… Second imaging lens 25 …… Computer 26 …… LCD TV 27 …… Rotating cylindrical mirror 27a …… Rotation center 28 …… 3D image input section 29 Numeralizing unit 30 ... Memory 31 ... Z coordinate quantizing unit 32 ... xy coordinate quantizing unit 33 ... Output signal converting unit 34 ... Image information input means driving unit 35 ... Image arithmetic processing unit 36 ... ... third beam expander 37 ... y-coordinate division unit 38 ... first memory unit 39 ... second memory unit 40 ... nth memory unit 41 ... first output signal conversion unit 42 ... … Second output signal conversion unit 43 …… Nth output signal conversion unit 44 …… First Y driver 45 …… Second Y driver 46 …… Nth Y driver 47 …… Clock signal 48 …… LCD TV board 49 …… X driver 50 …… Y driver 51 …… Pixel area 52 …… Transistor 53 …… Signal line 54 …… Scan line 55 …… Pixel electrode 56 …… Latch 61 …… First scan line ON voltage 62 applied to the first scanning line 63 OFF voltage applied to the first scanning line 63 ON voltage applied to the second scanning line 64… To the second scanning line OFF voltage 65 …… ON voltage applied to the 3rd scanning line 66 …… OFF voltage applied to the 3rd scanning line 67 …… ON voltage applied to the Nth scanning line 68 …… Nth scanning OFF voltage applied to the line 69a, 69b …… Polarizer 70 …… Glass carrier 71 …… Common electrode 73 …… Liquid crystal layer 77 …… Single crystal silicon semiconductor layer 80 …… Quartz glass carrier 81a, 81b …… Transparent substrate 83a, 83b …… Transparent electrode layers 84a, 84b …… Alignment film layer 85 …… Ferroelectric liquid crystal 86 …… Photoconductive layer 87 …… Light-shielding layer 88 …… Dielectric mirror 89a, 89b …… Reflective coating 90 …… Spacer 91 …… Drive waveform 92 …… Positive voltage 93 …… Negative voltage 94 …… Zero voltage 95 …… Read light 96 …… Write light 97 …… Bright state 98 …… Dark state 99 …… Rotary axis 100 …… Motor 101 …… Balance weight 102 …… Center of gravity of rotating polygon mirror 103 …… Center of gravity of balance weight 104 …… Basic structural unit of rotating polygon mirror 105 …… Basic structure Unit mirror surface 106 …… Mirror surface with the shortest distance from the rotation center 107 …… Mirror surface with the longest distance from the rotation center 108 …… First optical writing type spatial light modulator 109 …… Second optical writing spatial light Modulator 110 …… Third imaging lens 111 …… CRT 112 …… Third half mirror

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コヒーレント光源と干渉光学系とからなる
光学的ホログラフィー形成手段と、 上記ホログラフィー形成手段によって形成されたホログ
ラフィーを記録する光書き込み型空間光変調器と、 光源と読み出し光束発生光学系と再生光の拡大結像光学
系とからなる画像情報再生手段によって上記空間光変調
器に形成されたホログラムを再生するホログラフィー表
示装置において、 電気的あるいは光学的にアドレス可能な画像情報入力手
段と周期的に光路長を変化させる光路長変換手段とを前
記干渉光学系内に有し、 三次元画像情報記憶手段より、当該三次元画像を所望の
次元方向に量子化することにより得られた二次元画像情
報を、上記画像情報入力手段へ上記光路長変換手段の光
路長変化周期に同期させて、入力する手段を有すること
を特徴とするホログラフィー表示装置。
1. An optical holography forming means comprising a coherent light source and an interference optical system, an optical writing type spatial light modulator for recording holography formed by the holography forming means, a light source and a reading light flux generating optical system. In a holographic display device for reproducing a hologram formed on the spatial light modulator by an image information reproducing means composed of an enlarged image forming optical system for reproducing light, an electrically or optically addressable image information inputting means and a periodical means. A two-dimensional image obtained by quantizing the three-dimensional image in a desired dimensional direction from the three-dimensional image information storage means having an optical path length converting means for changing the optical path length in the interference optical system. A means for inputting information to the image information input means in synchronism with the optical path length changing period of the optical path length conversion means is provided. And a holographic display device.
【請求項2】周期的に光路長を変化させる光路長変換手
段が、画像情報入力手段に表示される二次元画像情報の
大きさと同一スケールで前記二次元画像への量子化方向
で前記三次元画像の大きさの半分の長さだけ偏心した回
転軸を持つ回転多面体鏡あるいは回転円柱鏡とモータ等
によるその回転手段とからなる請求項1記載のホログラ
フィー表示装置。
2. An optical path length conversion means for periodically changing the optical path length is the same scale as the size of the two-dimensional image information displayed on the image information input means, and the three-dimensional direction is the quantization direction of the two-dimensional image. 2. The holographic display device according to claim 1, which comprises a rotating polygon mirror or a rotating cylindrical mirror having a rotation axis eccentric by half the size of the image, and its rotating means such as a motor.
【請求項3】画像情報入力手段が、マトリックス状に単
結晶薄膜トランジスタを配して強誘電性液晶を駆動させ
る透過型液晶ディスプレイである請求項1もしくは請求
項2記載のホログラフィー表示装置。
3. The holographic display device according to claim 1 or 2, wherein the image information input means is a transmissive liquid crystal display in which single crystal thin film transistors are arranged in a matrix form to drive a ferroelectric liquid crystal.
【請求項4】画像情報入力手段がCRTと結像光学系ある
いはレーザ走査装置と、光書き込み型空間光変調器とか
らなる請求項1もしくは請求項2記載のホログラフィー
表示装置。
4. A holographic display device according to claim 1 or 2, wherein the image information input means comprises a CRT, an imaging optical system or a laser scanning device, and an optical writing type spatial light modulator.
【請求項5】光書き込み型空間光変調器が、光導電層、
光反射層、液晶配向層、光反射率と印加電圧との間に双
安定メモリ性を有する強誘電性液晶層、電圧印加手段、
透明基板からなる光書き込み型液晶ライトバルブである
請求項1、請求項2、請求項3もしくは請求項4記載の
ホログラフィー表示装置。
5. An optical writing type spatial light modulator comprising a photoconductive layer,
A light reflection layer, a liquid crystal alignment layer, a ferroelectric liquid crystal layer having a bistable memory property between the light reflectance and an applied voltage, a voltage applying means,
The holographic display device according to claim 1, 2, 3, or 4, which is an optically writable liquid crystal light valve made of a transparent substrate.
【請求項6】結像光学系が上記画像情報入力手段と光書
き込み型空間光変調器の間の光路中に配されていること
を特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
もしくは請求項5記載のホログラフィー表示装置。
6. An image forming optical system is arranged in an optical path between the image information inputting means and the optical writing type spatial light modulator, claim 1, claim 2 and claim 3, Claim 4
Alternatively, the holographic display device according to claim 5.
【請求項7】ホログラフィー形成手段のコヒーレント光
源が、ヘリウムネオンレーザやアルゴンイオンレーザな
どのガスレーザあるいは半導体レーザである請求項1、
請求項2、請求項3、請求項4、請求項5もしくは請求
項6記載のホログラフィー表示装置。
7. The coherent light source of the holography forming means is a gas laser such as a helium neon laser or an argon ion laser or a semiconductor laser.
The holographic display device according to claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, or claim 6.
【請求項8】画像情報再生手段の光源がヘリウムネオン
レーザやアルゴンイオンレーザなどのガスレーザあるい
は可視光半導体レーザあるいは発光ダイオードあるいは
水銀ランプあるいはキセノンランプあるいは抵抗加熱光
源である請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請
求項5、請求項6もしくは請求項7記載のホログラフィ
ー表示装置。
8. A light source of the image information reproducing means is a gas laser such as a helium neon laser or an argon ion laser, a visible light semiconductor laser, a light emitting diode, a mercury lamp, a xenon lamp or a resistance heating light source. The holographic display device according to claim 3, claim 4, claim 5, claim 6, or claim 7.
【請求項9】三次元物体画像を三次元ガウス座標系で表
現した場合、xy座標で表現される二次元平面でz軸方向
に三次元画像情報を所定の大きさに量子化してメモリ空
間に蓄積し、xy座標で表現される二次元平面の画像情報
を、周期的に光路長を変化させる光路長変換装置の周期
のz軸方向の量子化数分の1に同期させて順次画像情報
入力手段に入力させる請求項1、請求項2、請求項3、
請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8も
しくは請求項9記載のホログラフィー表示装置の駆動方
式。
9. When a three-dimensional object image is represented by a three-dimensional Gaussian coordinate system, three-dimensional image information is quantized to a predetermined size in the z-axis direction on a two-dimensional plane represented by xy coordinates and stored in a memory space. Image information of a two-dimensional plane, which is stored and expressed by xy coordinates, is sequentially input in synchronization with one-half the quantization number in the z-axis direction of the cycle of the optical path length conversion device that periodically changes the optical path length. Claim 1, claim 2, claim 3,
A driving method of a holographic display device according to claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8 or claim 9.
【請求項10】透過型液晶ディスプレイの表示方式とし
て、各表示セグメントに印加する電圧は、xy方向に順次
行い、一度オン状態になった表示セグメントは一つの画
像フレームの表示が終了するまでオフ状態にしないで表
示し、上記画像情報オフ時が当該透過型液晶ディスプレ
イの1フレーム入力終了時に同期している表示方式を用
いたことを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、
請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、
もしくは請求項9記載のホログラフィー表示装置の駆動
方式。
10. As a display system of a transmissive liquid crystal display, a voltage applied to each display segment is sequentially applied in the xy direction, and a display segment which has been turned on once is turned off until display of one image frame is completed. The display method is used in which the image information is turned off, and when the image information is off, the display method is synchronized with the end of one frame input of the transmissive liquid crystal display.
Claim 4, Claim 5, Claim 6, Claim 7, Claim 8,
Alternatively, the holographic display device driving method according to claim 9.
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