ホログラフィックディスプレイは、光の回折を利用して物体やシーンの3D波面を再構成し、視聴者に3次元画像を表示する3Dディスプレイの一種です。ホログラフィックディスプレイは、視聴者が画像を見るために特別な眼鏡をかけたり、外部機器を使用したりする必要がなく、輻輳調節の矛盾を引き起こさないという点で、他の3Dディスプレイとは区別されます。
市販されている3Dディスプレイの中には、ホログラフィックであると宣伝されているものもあるが、実際にはマルチスコピックである。
1947年 –ハンガリーの科学者デニス・ガボールは、電子顕微鏡の解像度を向上させようとしていた際に、ホログラムの概念を初めて考案しました。彼はホログラフィーという名前を、「全体」を意味するギリシャ語の「holos」と、「メッセージ」を意味する「gramma」から派生させました。[ 1 ]
1960年 –世界初のレーザーがソ連の科学者ニコライ・バソフとアレクサンドル・プロホロフ、そしてアメリカの科学者チャールズ・H・タウンズによって開発されました。これはホログラフィーにとって大きな節目であり、レーザー技術は現代のホログラフィックディスプレイの基礎となっています。[ 1 ]
1962年 –ユーリ・デニシュクは、通常の白熱電球から発せられる光の下で見ることができる最初のホログラムである白色光反射ホログラムを発明した。[ 1 ]エメット・レイスとジュリス・ウパトニークスは、オフアクシスホログラフィーを開発した。これは、物体光に対して角度をつけて参照光を導入することで、実像と虚像を効果的に分離し、高品質で歪みのないホログラムを記録および再構成できる技術である。[ 2 ] [ 3 ]
1968年 –スティーブン・ベントンによって白色光透過ホログラフィーが発明されました。このタイプのホログラフィーは、白色光を構成する7色を分離することで、色のスペクトル全体を再現できるという点で独特でした。[ 1 ]
1972年-ロイド・クロスは、白色光透過ホログラフィーを使用して動く3次元画像を再現することで、最初の伝統的なホログラムを作成した。[ 1 ]
1989年 – MIT空間イメージンググループは、磁気波と音響光学センサーを使用して動画をディスプレイに映し出すエレクトロホログラフィーを先駆的に開発した。[ 1 ]
2011年 – DARPAは、動的なデジタルホログラフィック卓上ディスプレイであるUrban Photonic Sand Table(UPST)プロジェクトを発表した。[ 4 ]
2012年 –初のホログラフィックディスプレイが自動車のインタラクティブナビゲーションディスプレイシステムに実装されました。この技術は、高級車ライカンハイパースポーツを通じて披露されました。[ 5 ]
2013年 – MITの研究者マイケル・ボーブは、ホログラフィックディスプレイが今後10年以内に一般市場に普及すると予測し、ホログラフィックディスプレイに必要な技術はすでにすべて揃っていると付け加えた。[ 6 ]
2011年にベルギーのIMEC社が発明したピストンディスプレイは、MEMS(マイクロ電気機械システム)ベースの構造を利用しています。このタイプのディスプレイでは、数千個の微細なピストンを上下に動かしてピクセルとして機能させ、それぞれのピクセルが目的の波長の光を反射して画像を表示します。この開発中の技術は現在プロトタイプ段階にあり、IMEC社は「ピクセル」をより効果的に動かすためのメカニズムを開発中です。このタイプのディスプレイの限界としては、高コスト、大型スクリーンの作成の難しさ、可動部品(微細なピストン)が比較的多いため機械的故障を起こしやすいことなどが挙げられます。[ 7 ]
ホログラフィックテレビディスプレイは、2013 年に MIT の研究者マイケル・ボーブによって開発されました。ボーブ博士は、 3 次元空間内の被写体を比較的効果的に捉える方法として、 Microsoft Kinectカメラを使用しました。画像は、PC グラフィックカードで処理され、一連のレーザーダイオードで複製されます。生成された画像は完全に 3 次元であり、空間的な遠近感を得るために 360 度すべてから見ることができます。ボーブは、この技術は 2023 年までに広く普及し、今日の一般的な消費者向けテレビと同じくらいのコストがかかると主張しました。[ 8 ]
現代のホログラムのほとんどは、光源としてレーザーを使用しています。このタイプのホログラムでは、レーザー光をシーンに照射し、その反射光を記録装置に投影します。さらに、レーザー光の一部をディスプレイの特定領域に直接照射して、基準光として機能させる必要があります。基準光の目的は、背景光、画像角度、ビームプロファイルなどの情報を記録装置に提供することです。その後、画像は処理されて画質のばらつきが補正され、ディスプレイに送信されます。
フルパララックスホログラフィーとは、光学情報をx方向とy方向の両方に伝達するプロセスです。そのため、得られる画像は、どの角度から見ても、すべての視聴者に対して同じ視点からシーンを捉えることができます。
水平視差のみ(HPO)および垂直視差のみ(VPO)ディスプレイは、光学情報を2次元でのみ表示します。この表示方式では、特定の視野角で画像が部分的に損なわれるものの、必要な演算能力とデータ転送量は大幅に少なくて済みます。人間の目は左右に並んでいるため、一般的にはVPOディスプレイよりもHPOディスプレイが好まれ、処理能力の要求が少ないことから、フルパララックスディスプレイよりも好まれる場合もあります。
MEMS技術を用いることで、ホログラフィックディスプレイに非常に小さな可動部品を組み込むことが可能になります。MEMS技術を用いたディスプレイの代表的な例は、前述のピストンディスプレイです。このディスプレイに使用されているマイクロピストンは、コンピューターモニターのピクセルのように動作するため、鮮明な画像品質を実現できます。