專利名稱：立體圖像顯示裝置及立體圖像顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部照射照明光而顯示立體圖像的立體圖像顯示裝置及立體圖像顯示方法。
背景技術(shù)：
以前，作為立體圖像顯示技術(shù)，眾所周知的有“全息術(shù)”。全息術(shù)是通過對記錄了控制圖像(控制相位或振幅的光的干涉條紋)的顯示設(shè)備照射照明光，將來自物體的物體光的光波陣面本身作為立體圖像而再生的技術(shù)。
作為這種全息術(shù)的一種，眾所周知的是使用由用于調(diào)制照射光的相位的光波陣面的相位分布所構(gòu)成的“開諾全息照片(kinoform)”的方式。在該方式中，假定記錄在顯示設(shè)備中的控制圖像中，光波陣面的振幅一定、且只有光波陣面的相位分布。
這里，在這種方式中，已知的有使用“模擬退火(simulated annealing)”法、求最適當(dāng)?shù)墓獠嚸娴南辔环植家栽佻F(xiàn)立體圖像的方法。
“模擬退火”法是通過反復(fù)進(jìn)行將某個解變更成另外的解的操作(移動操作)，搜索解空間得到最優(yōu)解的概率搜索方法。
在“模擬退火”法中，在通過移動操作提高解的評價的情形下(即，改善解的情形下)，采用基于這種移動操作的解的變更。
另一方面，在“模擬退火”法中，在通過移動操作解的評價惡化的情形下(即，解變差的情形下)，通過基于顯示“溫度”的參數(shù)T(以下為溫度參數(shù)T)和改惡量ΔE所算出的采用概率P(＝exp(-ΔE/T))，確定是否采用基于這種移動操作的解的變更(即，是否應(yīng)將移動操作后的解返回至移動操作前的解)。
這里，將溫度參數(shù)T從實驗開始后足夠高的溫度慢慢地降到足夠低的溫度，控制上述的采用概率P，由此可以防止算出局部的最優(yōu)解。
在上述的方法中，比較作為輸入所提供的應(yīng)再生的圖像(以下稱輸入圖像)、和通過對開諾全息照片上的光波陣面的相位分布進(jìn)行傅立葉變換所取得的再生圖像，由此進(jìn)行移動操作前后中的解的評價。
另外，還提出如下方案由于這種解的評價過程中的計算量是巨大的，所以通過基于移動操作的前后的再生圖像的差分信息進(jìn)行解的評價，縮短“模擬退火”法的最優(yōu)解的搜索所花的時間。
如上所述，在現(xiàn)有的立體圖像顯示技術(shù)中，基于移動操作前后的再生圖像的差分信息進(jìn)行解的評價，由此縮短了“模擬退火”法的最優(yōu)解的搜索所花的時間。
但是，在現(xiàn)有的立體圖像顯示技術(shù)中，存在著如下的問題作為“模擬退火”法的初始解，由于采用通過對輸入圖像進(jìn)行傅立葉變換而取得的控制圖像，所以在使用高速傅立葉變換算法的情形下，在該輸入圖像(開諾全息照片)的大小為“N＝(Nx×Ny)”時，為了進(jìn)行初始解的評價需要“O(NlogN)”的計算量，不能太縮短最優(yōu)解的搜索所花的時間。
另外，所謂“O(NlogN)”的計算量意思是NlogN的階(order)的計算量。
還有，在現(xiàn)有的立體圖像顯示技術(shù)中，由于記錄開諾全息照片的顯示設(shè)備的特性，盡管該開諾全息照片上的1點的變更未必對再生圖像的所有點產(chǎn)生影響，由于在該開諾全息照片上的1點的變更對再生圖像的所有點產(chǎn)生影響的假定下進(jìn)行計算，雖然可以將移動操作后的解的評價的計算量從通常傅立葉變換所需的計算量“O(NlogN)”削減至“O(N)”，但是仍然存在進(jìn)行冗長計算的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而提出，其目的是提供一種削減冗長計算、可以高速取得記錄在顯示設(shè)備中的最優(yōu)控制圖像的立體圖像顯示裝置及立體圖像顯示方法。
本發(fā)明的第1特征主要是，一種通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部照射照明光來顯示立體圖像的立體圖像顯示裝置，其具有控制圖像最佳化部，該控制圖像最佳化部基于所述光波陣面控制部中固有的限制條件分別算出與多個控制圖像群對應(yīng)的所述立體圖像，從該控制圖像群中選擇與滿足規(guī)定條件的所述立體圖像對應(yīng)的控制圖像，將所選擇的該控制圖像記錄在所述光波陣面控制裝置中。
利用該發(fā)明，由于考慮基于在光波陣面控制部中固有的限制條件所定義的“光波陣面控制部上的1個像素的變更所影響的立體圖像的范圍(計算對象范圍)”，算出控制圖像，所以可以削減冗長的計算。
在本發(fā)明的第1特征中，也可以被構(gòu)成為所述控制圖像最佳化部，通過對所述控制圖像的一部分依次施行變更處理生成所述多個控制圖像群，基于該變更處理前后的控制圖像的差分信息依次算出所述立體圖像。
在本發(fā)明的第1特征中，也可以被構(gòu)成為所述控制圖像最佳化部在由所述限制條件定義的計算對象范圍中，算出所述立體圖像。
在本發(fā)明的第1特征中，也可以被構(gòu)成為所述控制圖像由光波陣面的相位分布構(gòu)成，所述控制圖像最佳化部基于構(gòu)成所述光波陣面控制部的顯示設(shè)備中可進(jìn)行相位調(diào)制的范圍及該相位調(diào)制的精度，算出所述計算對象范圍。
在本發(fā)明的第1特征中，也可以被構(gòu)成為所述控制圖像最佳化部還考慮與所述相位調(diào)制一起發(fā)生的振幅調(diào)制，算出所述計算對象范圍。
在本發(fā)明的第1特征中，也可以被構(gòu)成為所述控制圖像由光波陣面的振幅分布構(gòu)成，所述控制圖像最佳化部基于構(gòu)成所述光波陣面控制部的顯示設(shè)備中可進(jìn)行振幅調(diào)制的范圍及該振幅調(diào)制的精度，算出所述計算對象范圍。
在本發(fā)明的第1特征中，也可以被構(gòu)成為所述控制圖像最佳化部還考慮與所述振幅調(diào)制一起發(fā)生的相位調(diào)制，算出所述計算對象范圍。
本發(fā)明的第2特征主要是，一種通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部照射照明光來顯示立體圖像的立體圖像顯示方法，其包括基于所述光波陣面控制部中固有的限制條件分別算出與多個控制圖像群對應(yīng)的所述立體圖像的步驟；從所述控制圖像群中選擇與滿足規(guī)定條件的所述立體圖像對應(yīng)的控制圖像的步驟；和將所選擇的所述控制圖像顯示在所述光波陣面控制裝置的步驟。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的全體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的控制圖像最佳化部的功能框圖。
圖3是顯示本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的控制圖像最佳化部的動作的流程圖。
圖4是用于說明在本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置中，由光波陣面控制部中的衍射界限所定義的區(qū)域的圖。
圖5是顯示對本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的顯示設(shè)備施加電壓時的相位及振幅調(diào)制特性的一例的圖。
圖6是用于比較現(xiàn)有技術(shù)中的立體圖像顯示裝置中的計算量與本發(fā)明的一個實施方式的立體圖像顯示裝置中的計算量的圖。
圖7是本發(fā)明的第2實施方式的立體圖像顯示裝置的全體結(jié)構(gòu)圖。
圖8是顯示對本發(fā)明的第2實施方式的立體圖像顯示裝置的顯示設(shè)備施加電壓時的相位及振幅調(diào)制特性的一例的圖。
具體實施例方式
(本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu))參照圖1及圖2，說明本發(fā)明的一個實施方式的立體圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)。本實施方式的立體圖像顯示裝置通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部20照射照明光顯示立體圖像。
如圖1所示，本實施方式的立體圖像顯示裝置具有控制圖像最佳化部10、光波陣面控制部20、照明光照射部30和再生圖像顯示部40。
控制圖像最佳化部10，基于在光波陣面控制部20中固有的限制條件分別算出與多個控制圖像群相對應(yīng)的立體圖像，從該控制圖像群中選擇與滿足規(guī)定條件的立體圖像相對應(yīng)的控制圖像，將所選擇的控制圖像記錄在光波陣面控制裝置20中。
這里，控制圖像作為開諾全息照片20C記錄在顯示設(shè)備20A、由光波陣面的相位分布U(k，l)構(gòu)成。
另外，開諾全息照片20C上的光波陣面的相位分布U(k，l)由“N＝(Nx×Ny)”個像素構(gòu)成，各像素取在0至2π的范圍內(nèi)的值。
即，控制圖像最佳化部10，為了將該控制圖像作為開諾全息照片20C記錄在顯示設(shè)備20A上，在與顯示設(shè)備20A的該控制圖像的各像素對應(yīng)的位置上施加規(guī)定電壓。
還有，控制圖像最佳化部10，如后面所述，通過對控制圖像的一部分(一部分的像素)依次進(jìn)行變更處理，生成多個控制圖像群，基于該變更處理的前后的控制圖像的差分信息，依次算出立體圖像。
在本實施方式的立體圖像顯示裝置中，上述的限制條件如后面所述由構(gòu)成光波陣面控制部20的顯示設(shè)備20A的特性所決定。
如圖2所示，控制圖像最佳化部10具有初始解生成部10a、評價部10b、最優(yōu)解保存部10c、參數(shù)變更部10d、解變更部10e和輸出部10f。另外，后述各部的具體的功能。
如圖1所示，光波陣面控制部20具有顯示設(shè)備20A和傅立葉透鏡20B。顯示設(shè)備20A將由控制圖像最佳化部10輸出的控制圖像作為開諾全息照片(光波陣面的相位分布)20C記錄。
還有，在圖1的例子中，顯示設(shè)備20A與傅立葉透鏡20B之間的距離為“f”傅立葉透鏡20B與再生圖像顯示部40之間的距離也是“f”。這里，“f”是傅立葉透鏡的焦點距離。
照明光照射部30按照來自控制圖像最佳化部10的指示，對構(gòu)成光波陣面控制部20的顯示設(shè)備20A照射照明光。
再生圖像顯示部40顯示表示與上述控制圖像對應(yīng)的立體圖像的復(fù)數(shù)波陣面上的再生圖像g(x，y)。
在本實施方式的立體圖像顯示裝置中，照明光照射部30所照射的照明光由記錄在顯示設(shè)備20A上的開諾全息照片20C上的各像素，在0至2π的范圍內(nèi)被進(jìn)行相位調(diào)制，被相位調(diào)制的照明光邊改變行進(jìn)方向邊經(jīng)由傅立葉透鏡20B到達(dá)再生圖像顯示部40，由此顯示與控制圖像對應(yīng)的立體圖像。
另外，本實施方式的立體圖像顯示裝置也可以不具有傅立葉透鏡20B。
(本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的動作)下面，參照圖3，說明本實施方式的立體圖像顯示裝置的動作。具體地，說明如下動作本實施方式的立體圖像顯示裝置的控制圖像最佳化部10為了顯示與輸入圖像對應(yīng)的立體圖像(再生圖像)，生成作為開諾全息照片20C記錄在顯示設(shè)備20A上的最優(yōu)的控制圖像。
如圖3所示，在步驟S1001中，控制圖像最佳化部10的初始解生成部10a生成控制圖像的初始解A0(即，U0(k，l))。下面，根據(jù)情況適當(dāng)分開使用作為初始解的參照符號“A0”或“U0(k，l)”。
具體地，初始解生成部10a對于構(gòu)成控制圖像的各像素分配隨機(jī)值。例如，在各像素為256灰度的標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)時，初始解生成部10a對各像素分配0至256的隨機(jī)數(shù)，對所分配的隨機(jī)數(shù)乘以2π/256，由此生成控制圖像的初始解A0、即各像素的相位分布的初始解U0(k，l)。
在該初始解A0的生成處理(步驟S1001)中，在像素數(shù)為“N”時，由于需要確定全部像素的值，因此計算量變?yōu)椤癘(N)”。
這里，初始解A0不一定需要為隨機(jī)值。這是因為無論初始解A0取什么樣的值，在實驗剛開始后的高溫狀態(tài)中，也是幾乎100％采用使解變差的移動操作，所以在足夠高的溫度狀態(tài)下充分地進(jìn)行“模擬退火”法的計算，由此能夠得到與生成隨機(jī)的初始解的相同的效果，不損害最終得到的解的性能。
在步驟S1002中，控制圖像最佳化部10的評價部10b評價由初始解生成部10a所輸出的初始解U0(k，l)或由解變更部10e所輸出的解Ai(即，Ui(k，l))。下面，根據(jù)情況適當(dāng)?shù)胤珠_使用由解變更部10e所輸出的解的參照符號“Ai”或“Ui(k，l)”。
第1，說明評價部10b的初始解U0(k，l)的評價處理。評價部10b基于式(1)，由初始解U0(k，l)算出再生圖像g0(x，y)。
(公式1)g0(x,y)=ΣkΣlU0(k,l)·exp(i·2πN(xk+xl))]]>(式1)這里，式(1)中加法區(qū)間是“k”從“-Nx/2”至“Nx/2-1”、“1”從“-Ny/2”至“Ny/2-1”的N個區(qū)間，即，表示再生圖像全體。
但是，實際上，由于顯示設(shè)備20A的特性等的要因，初始解U0(k，l)的各像素對再生圖像全體不會產(chǎn)生影響。
因此，在本實施方式中，評價部10b在算出再生圖像g0(x，y)時，作為加法區(qū)間僅考慮受初始解U0(k，l)的各像素影響的再生圖像的區(qū)域(視域)A。
例如，如圖4所示，在顯示設(shè)備20A與再生圖像顯示部40之間的距離為“R”、顯示設(shè)備20A中照明光的行進(jìn)方向變化的角度為“θ”時，受像素a的影響的再生圖像的區(qū)域(視域)A在d≤Rtanθ的范圍內(nèi)。在這種情形下，評價部10b將該再生圖像的區(qū)域(視域)A作為加法區(qū)間。
即，控制圖像最佳化部10將由顯示設(shè)備20A的特性所定義的區(qū)域(視域)A內(nèi)作為對初始解U0(k，l)的各像素的計算對象范圍算出立體圖像(g0(x，y))。
還有，控制圖像最佳化部10也可以基于在構(gòu)成光波陣面控制部20的顯示設(shè)備20A中可進(jìn)行相位調(diào)制的范圍及相位調(diào)制的精度，算出上述的計算對象范圍。
例如，在顯示設(shè)備20A中可進(jìn)行相位調(diào)制的范圍及相位調(diào)制的精度由顯示設(shè)備20A的特性或析像度的界限等決定。
即，根據(jù)用于本實施方式的立體圖像顯示裝置的顯示設(shè)備20A的種類，可進(jìn)行相位調(diào)制的范圍有時比從0至2π的范圍更小(即，0.1π至1.9π等)。
還有，根據(jù)用于本實施方式的立體圖像顯示裝置的顯示設(shè)備20A的種類，有時可以將照射光的折射角以0.1度單位(相位調(diào)制的精度)變更，有時也可以以1度單位調(diào)制。
這里，控制圖像最佳化部10，將以可進(jìn)行相位調(diào)制的范圍的角度照射光到達(dá)的視域A外的區(qū)域作為計算對象范圍外(例如，從上述的加法區(qū)間去除該區(qū)域)，基于相位調(diào)制的精度決定移動操作中解的變更幅度，由此可以減低為了取得最優(yōu)控制圖像所需的計算量。
還有，實際上，如圖5所示，由記錄在顯示設(shè)備20A上的開諾全息照片(光波陣面的相位分布)20C，照射光的相位被調(diào)制的同時，照射光的振幅也充分地被調(diào)制。另外，圖5是顯示本實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的顯示設(shè)備20A的特性的一個例子的圖。
因此，控制圖像最佳化部10也可以進(jìn)一步考慮與相位調(diào)制一起發(fā)生的振幅調(diào)制，算出上述的計算對象范圍。
在圖5中所示的顯示設(shè)備20A中，如果施加電壓超過“2V”，則在照射光的相位被調(diào)制的同時，照射光的振幅也被調(diào)制得變小。
在本實施方式中，由于構(gòu)成控制圖像的各像素的大小是一定的，所以按照透過各像素的照射光的振幅，確定通過一定強(qiáng)度以上的照射光到達(dá)再生圖像顯示部40而形成的視域A的大小。即，透過各像素的照射光的振幅越大，通過一定強(qiáng)度以上的照射光到達(dá)再生圖像顯示部40而形成的視域A的大小越大。
因此，在用圖5中所示的顯示設(shè)備20A的情形下，如果施加電壓超過“2V”，則透過各像素的照射光的振幅變小，所以可以使上述的計算對象范圍變得更小。
另外，上述加法區(qū)間因開諾全息照片20C上的各像素而不同，但是與各像素對應(yīng)的加法區(qū)間由于對開諾全息照片20C(控制圖像)的大小是常數(shù)，所以計算量為“O(1)”。因此，由于初始解U0(k，l)的各像素的數(shù)量為“N”，所以算出再生圖像全體時的計算量為“O(N)”。
然后，評價部10b用式(2)算出評價函數(shù)E(Ai)。
(公式2)E(Ai)=ΣxΣy|I0(x,y)-α·I(x,y)|2]]>式(2)這里，I0是輸入圖像的強(qiáng)度分布，I是再生圖像gi(x，y)的強(qiáng)度分布(再生圖像的復(fù)數(shù)波陣面上的絕對值的平方)，α是用MAX(I0)/MAX(I)所表示的縮放比例常數(shù)。
這種情形下，評價部10b在步驟S1003中將初始解A0作為最優(yōu)解保存在最優(yōu)解保存部10c中。
第2，說明評價部10b的解Ui(k，l)的評價處理。
評價部10b基于式(3)，由解Ui(k，l)算出再生圖像gi(x，y)。
gi(x，y)＝gi-l(x，y)+{Ui(k，l)-Ui-l(k，l)}·exp[i·2π(xk/Nx+yl/Ny)] 式(3)這里，gi-l(x，y)是移動操作前的再生圖像，Ui-l(k，l)是移動操作前的解(光波陣面的相位分布)。
如式(3)所示，由于該再生圖像gi(x，y)的算出處理是基于移動操作前后的控制圖像的差分信息而進(jìn)行，所以計算量變?yōu)椤癘(1)”。
然后，評價部10b用式(2)算出評價函數(shù)E(Ai)，基于所算出的評價函數(shù)E(Ai)，評價解Ui(k，l)是否被改善。
例如，評價部10b算出改惡量ΔE＝E(Ai)-E(Ai-1)，ΔE＜0的情形下，評價為解Ui(k，l)被改良，在不是ΔE＜0的情形下，評價為解Ui(k，l)變差。
在評價為解Ui(k，l)被改良的情形下，在步驟S1003中，評價部10b將該解Ai作為最優(yōu)解保存在最優(yōu)解保存部10c中。另一方面，在評價為解Ui(k，l)變差的情形下，評價部10b的動作進(jìn)入步驟S1003。
在步驟S1004中，評價部10b用式(4)算出采用概率P。其中，采用概率P為采用算出了解Ui(k，l)的移動操作的概率。
P＝exp(-ΔE/T)式(4)這里，T表示溫度參數(shù)。
在步驟S1005中，評價部10b基于所算出的采用概率P，確定是否采用算出了解Ui(k，l)的移動操作。
評價部10b在確定了采用該移動操作的情形下，在步驟S1003中，將該解Ai作為最優(yōu)解保存在最優(yōu)解保存部10c中。另一方面，評價部10b的動作在確定了不采用該移動操作的情形下，進(jìn)入步驟S1006。
在步驟S1006中，評價部10b判定在現(xiàn)在的溫度中，解Ai的評價是否收斂。具體地，評價部10b在基于溫度參數(shù)T算出最優(yōu)解時，判定是否進(jìn)行足夠次數(shù)的移動操作。另外，該判定通過與過去的“模擬退火”法中的判定同樣的方法進(jìn)行。
評價部10b的動作，在判定為解Ai的評價收斂的情形下，進(jìn)入步驟S1007，在判定為解Ai的評價不收斂的情形下，進(jìn)入步驟S1009。
在步驟S1007中，控制圖像最佳化部10的參數(shù)變更部10d更新溫度參數(shù)T。
在步驟S1008中，評價部10b根據(jù)最優(yōu)解的算出計測并判定是否進(jìn)行足夠次數(shù)的移動操作。另外，該判定通過與過去的“模擬退火”法中的判定同樣的方法進(jìn)行。
在判定進(jìn)行足夠次數(shù)的移動操作的情形下，進(jìn)入步驟S1010，在判定不進(jìn)行足夠次數(shù)的移動操作的情形下，進(jìn)入步驟S1009。
在步驟S1009中，控制圖像最佳化部10的解變更部10e通過將現(xiàn)在的解“Ui-l(k，l)”的隨機(jī)的1個像素的相位變更為隨機(jī)值，算出解Ui(k，l)，對評價部10b輸出。
在步驟S1010中，控制圖像最佳化部10的輸出部10f將保存在最優(yōu)解保存部10c中的最優(yōu)解對顯示設(shè)備20A輸出。
如上所述，本實施方式的控制圖像最佳化部10用“模擬退火”法，通過對控制圖像的一部分(即，構(gòu)成控制圖像的各像素)依次進(jìn)行變更處理(移動操作)生成多個控制圖像群(解“Ui(k，l)”)，基于該變更處理(移動操作)的前后的控制圖像的差分信息依次算出立體圖像(再生圖像gi(x，y))。
(本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的計算量)參照圖6，比較本實施方式的立體圖像顯示裝置的計算量與現(xiàn)有技術(shù)的立體圖像顯示裝置的計算量。
初始解的生成處理(圖3的步驟S1001)的計算量，在現(xiàn)有技術(shù)的立體圖像顯示裝置中，對開諾全息照片20C(控制圖像)的大小N為“O(NlogN)”，但在本實施方式的立體圖像顯示裝置中，削減至“O(N)”。
還有，初始解的評價處理(圖3的步驟S1002)的計算量，在現(xiàn)有技術(shù)的立體圖像顯示裝置中，為“O(NlogN)”，但在本實施方式的立體圖像顯示裝置中，通過限制受開諾全息照片20C(控制圖像)上的各像素影響的再生圖像的區(qū)域(視域)A，即通過使受開諾全息照片20C(控制圖像)上的各像素影響的再生圖像的區(qū)域外的區(qū)域(不能顯示來自各像素的影響的區(qū)域)作為計算對象范圍外，削減至“O(N)”。
還有，移動操作后的解的評價處理(圖3的步驟S1002)的計算量，在現(xiàn)有技術(shù)的立體圖像顯示裝置中，為“O(N)”，但在本實施方式的立體圖像顯示裝置中，為“O(1)”，即，削減至常數(shù)時間。
而且，解的變更處理(圖3的步驟S1009)的計算量，在現(xiàn)有技術(shù)的立體圖像顯示裝置及本實施方式的立體圖像顯示裝置中，都為“O(1)”，即，為常數(shù)時間。
(本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置的作用·效果)利用本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置，由于考慮基于在光波陣面控制部20中固有的限制條件(例如，顯示設(shè)備20A的特性或析像度的界限等)所定義的“光波陣面控制部20中的顯示設(shè)備20A中所記錄的1個像素的變更施加影響的立體圖像(gi(x，y))的范圍(計算對象范圍)”，來算出控制圖像(Ui(k，l))，因此可以削減冗長的計算。
還有，利用本發(fā)明的第1實施方式的立體圖像顯示裝置，由于考慮在顯示設(shè)備20A中，照射光的相位被調(diào)制的同時，照射光的振幅被調(diào)制，來算出控制圖像(Ui(k，l))，因此可以進(jìn)一步削減冗長的計算。
(本發(fā)明的第2實施方式的立體圖像顯示裝置)如圖7所示，本發(fā)明的第2實施方式的立體圖像顯示裝置，用振幅型全息圖20D代替上述的第1實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的開諾全息照片(相位型全息圖)20C。
在本實施方式中，記錄在顯示設(shè)備20A上的控制圖像由光波陣面的振幅分布U(k，l)而構(gòu)成。
另外，在圖7的例子中，光波陣面控制部20不包含傅立葉透鏡20B，但也可以與上述的第1實施方式的立體圖像顯示裝置同樣，包含傅立葉透鏡20B。
還有，在本實施方式中，控制圖像最佳化部10基于構(gòu)成光波陣面控制部20的顯示設(shè)備20A中可進(jìn)行振幅調(diào)制的范圍及振幅調(diào)制的精度，算出上述計算對象范圍(算出立體圖像的區(qū)域)。
例如，顯示設(shè)備20A中可進(jìn)行振幅調(diào)制的范圍及振幅調(diào)制的精度由顯示設(shè)備20A的特性或析像度的界限等決定。
另外，在振幅調(diào)制中，根據(jù)構(gòu)成控制圖像的各像素的大小及透過各像素的照射光的振幅，確定通過一定強(qiáng)度以上的照射光到達(dá)再生圖像顯示部40所形成的視域A的大小。因此，根據(jù)該各像素的大小(像素寬度)，可以推定能夠控制照射光的聚光的范圍。
即，根據(jù)在本實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的顯示設(shè)備20A的種類，有時不能實現(xiàn)透過的照射光的振幅量“O”，而且從振幅調(diào)制的可能范圍除去透過的照射光的振幅量“O”(參照圖8)。
還有，根據(jù)在本實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的顯示設(shè)備20A的種類，有時根據(jù)施加電壓不能線性控制振幅，且從振幅調(diào)制的可能范圍除去該不能進(jìn)行線性控制的范圍(在圖8的例子中為施加電壓小于等于2V的范圍)。
還有，根據(jù)在本實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的顯示設(shè)備20A的種類，有時可以將各像素中透過的照射光的振幅透過率以0.1單位(振幅調(diào)制的精度)變更，有時也可以以0.01單位(振幅調(diào)制的精度)調(diào)制。
還有，根據(jù)在本實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的控制圖像最佳化部10的性能，有時可以將對各像素可施加的電壓以0.1V單位(振幅調(diào)制的精度)變更，有時也可以以1V單位進(jìn)行調(diào)制。
這里，控制圖像最佳化部10將可進(jìn)行振幅調(diào)制的范圍外的振幅的值從解中除去來算出控制圖像，或基于振幅調(diào)制的精度確定移動操作中的解的變更幅度，由此可以減低為了取得最優(yōu)控制圖像所需的計算量。
還有，實際上，如圖8所示，根據(jù)在顯示設(shè)備20A中所記錄的振幅型全息圖(光波陣面的振幅分布)20D，照射光的振幅被調(diào)制的同時，照射光的相位也充分地被調(diào)制。還有，圖8是顯示本實施方式的立體圖像顯示裝置中所用的顯示設(shè)備20A的特性的一個例子的圖。
因此，控制圖像最佳化部10也可以進(jìn)一步考慮與振幅調(diào)制一起發(fā)生的相位調(diào)制，算出上述的計算對象范圍。
例如，在使用了圖8中所示的顯示設(shè)備20A的情形下，根據(jù)施加電壓，透過各像素的照射光的折射角被變更，且視域A變小的情形下，可以使上述的計算對象范圍變得更小。
以上，通過實施例詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，可以明白的是，本發(fā)明并不限于本申請中所說明的實施例。本發(fā)明的裝置在不脫離專利請求的范圍記載所決定的本發(fā)明的旨意及范圍的前提下，可以進(jìn)行修正及變更樣式。因此，本申請的記載以例示說明為目的，對本發(fā)明不具有任何限定的意思。
產(chǎn)業(yè)上的利用的可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供立體圖像顯示裝置及立體圖像顯示方法，該立體圖像顯示裝置及立體圖像顯示方法可以減少冗長的計算，且高速取得在光波陣面控制部(顯示設(shè)備)中記錄的最優(yōu)控制圖像(“開諾全息照片(光波陣面的相位分布)”或“振幅型全息圖(光波陣面的振幅分布)”)。
權(quán)利要求
1.一種立體圖像顯示裝置，其通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部照射照明光，顯示立體圖像，其特征在于，具有控制圖像最佳化部，其基于所述光波陣面控制部中固有的限制條件分別算出與多個控制圖像群對應(yīng)的所述立體圖像，從該控制圖像群中選擇與滿足規(guī)定條件的所述立體圖像對應(yīng)的控制圖像，將所選擇的該控制圖像記錄在所述光波陣面控制裝置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制圖像最佳化部通過對所述控制圖像的一部分依次施行變更處理來生成所述多個控制圖像群，基于該變更處理前后的控制圖像的差分信息依次算出所述立體圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制圖像最佳化部在由所述限制條件定義的計算對象范圍中，算出所述立體圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的立體圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制圖像由光波陣面的相位分布構(gòu)成；所述控制圖像最佳化部基于構(gòu)成所述光波陣面控制部的顯示設(shè)備中可進(jìn)行相位調(diào)制的范圍及該相位調(diào)制的精度，算出所述計算對象范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制圖像最佳化部還考慮與所述相位調(diào)制一起發(fā)生的振幅調(diào)制，算出所述計算對象范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的立體圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制圖像由光波陣面的振幅分布構(gòu)成；所述控制圖像最佳化部基于構(gòu)成所述光波陣面控制部的顯示設(shè)備中可進(jìn)行振幅調(diào)制的范圍及該振幅調(diào)制的精度，算出所述計算對象范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體圖像顯示裝置，其特征在于，所述控制圖像最佳化部還考慮與所述振幅調(diào)制一起發(fā)生的相位調(diào)制，算出所述計算對象范圍。
8.一種立體圖像顯示方法，其通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部照射照明光，顯示立體圖像，其特征在于，包括基于所述光波陣面控制部中固有的限制條件分別算出與多個控制圖像群對應(yīng)的所述立體圖像的步驟；從所述控制圖像群中選擇與滿足規(guī)定條件的所述立體圖像對應(yīng)的控制圖像的步驟；和將所選擇的所述控制圖像顯示在所述光波陣面控制裝置的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以減少冗長計算、高速獲取記錄在光波陣面控制部的最優(yōu)控制圖像的立體圖像顯示裝置等。本發(fā)明涉及通過對記錄控制圖像的光波陣面控制部照射照明光來顯示立體圖像的立體圖像顯示裝置。本發(fā)明的立體圖像顯示裝置包括控制圖像最佳化部，其基于光波陣面控制部中固有的限制條件分別算出與多個控制圖像群對應(yīng)的立體圖像，從該控制圖像群中選擇與滿足規(guī)定條件的立體圖像相對應(yīng)的控制圖像，將所選擇的控制圖像記錄在光波陣面控制裝置中。
文檔編號G02F1/01GK1918504SQ20058000435
公開日2007年2月21日 申請日期2005年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日
發(fā)明者壺井雅史, 堀越力, 竹下敦 申請人:株式會社Ntt都科摩