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ホログラフィック表示デバイス及び3次元ホログラフィック表示装置

国内特許コード P130010123
整理番号 S2013-1028-N0
掲載日 2013年12月4日
出願番号 特願2013-122507
公開番号 特開2014-240861
出願日 平成25年6月11日(2013.6.11)
公開日 平成26年12月25日(2014.12.25)
発明者
  • 堤 直人
  • 木梨 憲司
  • 川辺 豊
  • 夛田 量宏
  • 福澤 広大
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 ホログラフィック表示デバイス及び3次元ホログラフィック表示装置
発明の概要 【課題】信頼性が高く、ディスプレイの大面積化を容易にし、それと共にシステム構造を簡易にし、かつ工業的に量産化が可能なホログラフィック表示デバイス及び3次元ホログラフィック表示装置を提供する。
【解決手段】ホログラフィック表示デバイス2を構成するフォトリフラクティブポリマー複合体は、PMMAにNACzEを10wt%~45wt%の割合で含有させた組成を有しており、PMMAとNACzEを沸点100℃以上の溶媒に溶解させ、この溶液を塗布工法によって薄膜状に広げ、当該溶媒を除去することでホログラフィック表示デバイス2を製作する。これにより、フォトリフラクティブポリマー複合体を、膜厚:10nm~3000nmの薄膜状に形成し、フォトリフラクティブポリマー複合体の光学密度を0.5~1.5とした。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



良好な電荷輸送能を有する物質が知られており、その応用事例としてフォトリフラクティブ効果がある。フォトリフラクティブ効果とは、可視光レーザーを照射するとポッケルス効果によって物質の屈折率が変化することである。具体的には、例えば2本のコヒーレントなレーザー光をクロスさせて媒体に照射する場合が挙げられる。クロスしたビームは互いに干渉し、媒体に周期的な干渉縞が形成される。この干渉縞においては、明所・暗所が交互に交差し、明所では、媒体が光励起されて電荷キャリアが生成され、生成された電荷キャリアは媒体に印加された外部電場によって明所からドリフト移動し、暗所でトラップされる。これにより、媒体には周期的な電荷密度の分布が生じる。この周期的な電荷密度の分布は、ポッケルス効果を介して媒体に干渉縞に対応して屈折率の周期的な変化を誘起する。





このようなフォトリフラクティブ効果を用いることで、位相共役、歪曲した媒体からのイメージング、実時間ホログラフィー、超多重ホログラム記録、3Dディスプレイ、3Dプリンター、さらには光増幅、光ニュートラルネットワークを含む非線形光情報処理、パターン認識、光リミッティング、高密度光データの記憶等への応用が期待されている。





フォトリフラクティブ媒体を用いて3次元画像を記録及び再生する技術として、例えば以下のものが挙げられる。空間光変調器とホログラム記録媒体を備え、ホログラム記録媒体に、互いに統計的に独立な位相分布の複素共役を用いて位相符号化されたキャリアが重ねて記録され、ホログラム記録媒体から立体像を再生する光学装置が知られている(特許文献1)。





空間光変調器をホログラム用物体光発生源として用い、空間光変調器に入射した光のうち空間光変調器を透過した0次光を遮断し、空間光変調器で回折された物体光のみを用いた三次元ホログラム表示装置が知られている(特許文献2)。この装置には、空間光変調器で作製した複数の物体光を、フォトリフラクティブ効果を有する記録媒体に逐次蓄積する機構と、蓄積された複数の物体光を一括再生する機構とが備えられている。ホログラムによる立体映像を表示する特許文献3に記載の立体映像表示装置も知られている。この装置は、光路分割機構と、ホログラム計算機構と、表示された像の反射光または透過光を散乱光として出射する表示機構と、フォトリフラクティブ効果を有するホログラム記録機構とを備えている。





特許文献4には、画像データを2次元のスライス画像に分割して、それぞれのスライス画像を、コンピュータアルゴリズムを用いてホーゲルと呼ばれる画像分割データに再構築し、これによって得られた画像データを空間光変調器にアップロードするシステムが記載されている。特許文献5には、角度多重画像を別の部屋などの遠隔地で取得し、遠く離れた場所からの3D画像リモートコミュニケーションを行う技術が記載されている。この文献では、パルスレーザー光源を用いることによって0.1、0.5、1、30、60Hzのリフレッシュ速度に対応している。これら特許文献4及び特許文献5では、いずれも表示素子を支持するステージを動かしながら画像を書き込んでおり、表示素子を構成するフォトリフラクティブ物質には、フォトリフラクティブポリマーが用いられている。

産業上の利用分野



本発明は静止画像又は動画像を3次元映像として立体表示させるためのホログラフィック表示デバイス及びこのホログラフィック表示デバイスを用いた3次元ホログラフィック表示装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ホログラムを無電界下で書き換え可能とするフォトリフラクティブポリマー複合体と、このフォトリフラクティブポリマー複合体を支持する基材とを備えるホログラフィック表示デバイスであって、
前記フォトリフラクティブポリマー複合体は、膜厚:10nm~3000nmの薄膜状に形成されており、当該フォトリフラクティブポリマー複合体の次の数式(1)で表される光学密度ODが0.5~1.5であることを特徴とするホログラフィック表示デバイス。
(1)OD=log(I/I) I0:入射光の強度、I:出射光の強度

【請求項2】
前記フォトリフラクティブポリマー複合体は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)に3-[(4-ニトロフェニル)アゾ]-9H-カルバゾール-9-エタノール (NACzE)を10wt%~45wt%の割合で含有させた組成を有しており、
前記PMMAと前記NACzEを、沸点:100℃以上の溶媒に溶解させ、この溶液を塗布工法によって薄膜状に広げ、当該溶媒を除去することで形成されていることを特徴とする請求項1に記載のホログラフィック表示デバイス。

【請求項3】
前記塗布工法は、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、反転オフセット印刷、スクリーン印刷、インクジェット、熱転写印刷、ディスペンサ、スピンコート、ダイコート、マイクログラビアコート、ディップコートのいずれかであることを特徴とする請求項2に記載のホログラフィック表示デバイス。

【請求項4】
ホログラフィック表示デバイスと、
物体光及び参照光を前記ホログラフィック表示デバイスに同じ側から照射することによりホログラムを記録する記録機構と、
前記記録機構による前記ホログラムの記録と同時に、プローブ光を前記ホログラフィック表示デバイスに前記物体光及び前記参照光と同じ側から照射することにより前記記録機構で記録された前記ホログラムを表示する表示機構と、を備え、
前記ホログラフィック表示デバイスが請求項1~3のいずれかに記載のホログラフィック表示デバイスであることを特徴とする3次元ホログラフィック表示装置。

【請求項5】
前記記録機構は、
被写体を多数の視点からカメラで撮影した多視点画像データを取得する画像取得部と、
この画像取得部で取得した前記多視点画像データから前記物体光を生成し、この物体光を前記参照光と共に、間欠的に水平移動する前記ホログラフィック表示デバイスへ照射して複数の要素ホログラムを記録し、これら複数の要素ホログラムからホログラフィックステレオグラムを得る記録部と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の3次元ホログラフィック表示装置。

【請求項6】
前記記録部は、レーザー発振器から発振されたレーザービームを分割して2つの偏光レーザービームとするビームスプリッターと、分割された一方の偏光レーザービームの偏光状態を変換し前記多視点画像データから物体光を生成する空間光変調器と、この物体光を拡散させる拡散板と、を備えることを特徴とする請求項5に記載の3次元ホログラフィック表示装置。

【請求項7】
前記画像取得部は、前記カメラの光軸を前記被写体に向けたままで当該カメラを水平移動させるか、又は固定した前記被写体に対して前記カメラを公転させるか、又は固定した前記カメラに対して前記被写体を自転させて前記多視点画像データを得る撮影用機器を備えることを特徴とする請求項5に記載の3次元ホログラフィック表示装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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