特開2022-147598IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

計算機合成ホログラム生成装置、方法及びプログラムに係り、特に、計算機合成ホログラムをその品質劣化を抑制しながら高速に生成する装置、方法及びプログラム

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】計算機合成ホログラム(CGH)を、品質劣化を抑制しながら高速に生成する装置、方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】3D点群取得部10はCGHの計算に利用する3D点群データを取得する。3D点群分割部20は3D点群を複数のグループに分割する。周波数制限部30は3D点群の点ごとに周波数制限を実施する領域を決定し、当該領域に対しては光波伝搬計算を行わないようにすることで周波数制限を実現する。光波伝搬計算部40は3D点群からホログラム面までの物体光波の伝搬計算をグループ単位で行う。物体光波変換部50は、物体光波分布un (x, y)に対して視点移動を模擬するための変換を施す。物体点群周波数制限部60は変換後物体光波分布u'n (x, y)に対してエイリアシングの防止を目的とする周波数制限処理を行う。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

非特許文献2では、視点の「平行移動」、「回転移動」および「前後移動」を模擬するための変換(ホログラム面上の各画素のシフト、ホログラム面上の各画素への位相の付与、ホログラム面の拡縮)を行った際にエイリアシングが生じてしまう可能性があった。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

の目的を達成するために、本発明は、ホログラム面における物体光と参照光との干渉計算に基づいて計算機合成ホログラムを生成する装置において、以下の構成を具備した点に特徴がある。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

(1) 視点移動を画素シフトで模擬するための変換が行われた物体光波分布を対象にエイリアシングを防止するための周波数制限を行うので、前フレームの光波伝搬分布を再利用したCGHの高速生成が、その品質劣化を抑制しながら可能になる。

(2) 3D点群を複数のグループに分割してグループごとに変換後の物体光波分布を対象に周波数制限を行い、周波数制限後の各グループの物体光波分布を統合するので、周波数制限の領域を最小限に抑えることができる。したがって、多少のメモリ消費量の増加と引き換えにCGHの品質劣化を更に抑制できるようになる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 本発明の第1計算機合成ホログラム生成装置の機能ブロック図である。
【図2】 3D点群を複数のグループに分割する例を示した図である。
【図3】 3D点群を複数のグループに分割する他の例を示した図である。
【図4】 周波数制限領域の計算方法を示した図である。
【図5】 エイリアシングの発生により高次回折像(ゴースト像)が生じる例を示した図である。
【図6】 グループごとに物体光波を保存する例を示した図である。
【図7】 ホログラム面上で物体光波分布を画素シフトさせて視点の平行移動を模擬する例を示した図である。
【図8】 ホログラム面上で回転によって生じる光路差が生み出す位相を各画素に付与することで視点の回転を模擬する例を示した図である。
【図9】 ホログラム面上で物体光波分布を拡縮させて視点の前後移動を模擬する例を示した図である。
【図10】 変換後の物体光波分布に対して周波数制限を行う例を示した図である。
【図11】 変換後の物体光波分布に対して周波数制限を行う他の例を示した図である。
【図12】 物体光波分布の画素シフトによって干渉縞にエイリアシングが生じる理由を説明するための図である。
【図13】 物体光波分布を画素シフトさせることで再生像を平行移動させる例を示した図である。
【図14】 本発明の第2計算機合成ホログラム生成装置の機能ブロック図である。
【図15】 本発明の第3計算機合成ホログラム生成装置の機能ブロック図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1…計算機合成ホログラム生成装置、10…3D点群取得部、20…3D点群分割部、30…周波数制限部、40…光波伝搬計算部、50…物体光波変換部、60…物体点群周波数制限部、70…光波統合部、80…干渉計算部

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