(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の視差形状を表わすカラー平面画像を複数こま分作製し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、一旦、これ等の原画像を所定の規則に従って配列してマスターホログラムを記録した後、このマスターホログラムを用いて作製される白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムにおいて、前記マスターホログラムは、カラー平面画像カメラの３こま分を一組みとして原画像を順次配列し、１こま目には赤緑青の原画像から選ばれた一色目を割り当て、次の２こま目には次の色を割り当て、３こま目には残る色の原画像を割り当て、更に各色の原画像を１／３ピッチずつ位相をずらして配列し、対象物の視差形状を３色間で補完するものからなることを特徴とするホログラフィック・ステレオグラム。
【請求項２】
対象物となる被写体に対しカメラを横方向に一定のピッチずつ移動させながら前記被写体を撮影し、カメラの１こま分に横方向に異なった角度から見た前記被写体の視差形成を表わすカラー平面画像を記録する請求項１のホログラフィック・ステレオグラム。
【請求項３】
対象物の視差形状を表わすカラー平面画像を複数こま分作製し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、一旦、これ等の原画像を所定の規則に従って配列してマスターホログラムを記録した後、このマスターホログラムを用いて白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製する方法において、前記マスターホログラムを記録する際にカラー平面画像の３こま分を一組みとして原画像を順次配列し、１こま目には赤緑青の原画像から選ばれた一色目を割り当て、次の２こま目には次の色を割り当て、３こま目には残る色の原画像を割り当て、更に各色の原画像を１／３ピッチずつ位相をずらして配列し対象物の視差形状を３色間で補完することを特徴とするホログラフィック・ステレオグラムの作製方法。
【請求項４】
被写体に対してカメラを横方向に一定のピッチずつ移動させながら前記被写体を撮影し、カメラの１こま毎に横方向に異なった角度から前記被写体を見たカラー平面画像を複数記録し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、一旦、これ等の原画像を所定の規則に従って配列してマスターホログラムを記録した後、このマスターホログラムを用いて白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製する方法において、前記マスターホログラムを記録する際にカメラの３こまを一組みとして原画像を順次配列し、１こま目には赤緑青の原画像から選ばれた一色目を割り当て、次の２こま目には次の色を割り当て、３こま目には残る色の原画像を割り当て、更に各色の原画像を１／３ピッチずつ位相をずらして配列し被写体の視差形状を３色間で補完することを特徴とするホログラフィック・ステレオグラムの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、白色光再生型のディスプレイ・ホログラムの一つである白色光再生型カラーホログラフィック・ステレオグラム及びその作製方法に係り、特に、原画作製時および合成時の膨大な画像情報処理工数を大巾に削減したホログラフィック・ステレオグラム及びその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、出版あるいは印刷業等においては、書籍の雑誌の表紙，挿絵，ギフト，ノベルティあるいは有価証券，クレジットカード，ＩＣカード等の偽造を防止するための手段としてホログラムが多く利用されている。ホログラムは各種のものがあるが、その一つとして白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムがある。人が物を見て立体であると感じるのは、左目と右目とによりわずかに視点の違った画像を同時に見ることにより両眼視差を知覚し立体感を喚起させられることによる。すなわち、約６．５［ｃｍ］離れた左右の目の位置から被写体を見たときの平面画像（２次元画像）がそれぞれの目に入るようにすると被写体は立体画像（３次元画像）として知覚される。このことから、被写体を色々の位置から撮像した平面画像をそれぞれに対応した位置から観察出来るようにすると、元の位置に被写体が存在しているように見えるディスプレイが出来る。このように両眼の視差を利用して平面画像から立体画像を作るディスプレイ・ホログラムをホログラフィック・ステレオグラムと称している。
【０００３】
通常のホログラフィック・ステレオグラムはレーザ再生型のものであり、異なった位置から見た被写体の平面画像を縦に細長いホログラム（要素ホログラム）として記録し、この要素ホログラムを被写体を見た位置に対応させて横一列に並べたものからなる。このホログラフィック・ステレオグラムを再生させて像を見ると、左右の目には要素ホログラムを通してそれぞれの位置から見た時の被写体の平面画像が観察され、結果として被写体は立体画像として再生される。白色光再生型は、以上のようなレーザ再生型のホログラフィック・ステレオグラムをマスターホログラムとして用い、この再生像を、例えば、イメージ型のリップマン・ホログラム又はレインボー・ホログラムとして記録することにより作製されるものである。
【０００４】
次に、レーザ再生型のホログラフィック・ステレオグラムをマスターホログラムとして用いて白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製する方法について簡単に説明する。図８に示すように、カメラ１を横方向に一定のピッチで移動させながら被写体２を前記ピッチの異なった位置から１こまずつ撮影し多数こまからなる平面画像をポジ画像として記録し原画フイルム３を作製する。次に、図９に示すように、この原画フイルム３にレーザ光４を照明し、投影レンズ５を介してスクリーン６上に１枚の平面画像を結像する。１こまに相当するこの平面画像を透過したレーザ光は物体光７として人間の瞳寸法以下に相当する間隙のスリット８を有するスリット板９を通りホログラム乾板１０ａに達する。一方、レーザ光１１は物体光７と交叉する斜め方向から参照光１２として照射され、参照光１２もスリット８を介してホログラム乾板１０ａに照射される。この物体光７と参照光の干渉によりホログラム乾板１０ａ上には縦長の要素ホログラム１３が記録される。次に、原画フイルム３およびホログラム乾板１０ａを１こまずつ移動させながら複数の平面画像を順次ホログラム乾板１０ａ上に要素ホログラムとして記録する。これにより、各位置から見た被写体２の平面画像が記録された要素ホログラムが横一列に並んだマスターホログラム１０が形成される。原画フイルム３がカラーフイルムの場合はカラーの平面画像を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色に色分解した画像又はそれに相当する３色の画像を作製することにより３色のマスターホログラムが作製される。すなわち、カラーのマスターホログラムは図１０に示すように、赤色画像をＲ−１からＲ−２，Ｒ−３・・・Ｒ−ｎまで順次１こまずつ並べたものとこれと同列に緑色画像をＧ−１からＧ−２，Ｇ−３・・・Ｇ−ｎおよび青色画像をＢ−１からＢ−２，Ｂ−３・・・Ｂ−ｎまで順次並べたものから形成される。従って、３原色のカラーのマスターホログラム１０′を作製するには赤色についてＲ−１からＲ−ｎまでｎ回の要素ホログラムの記録が必要になり、更に緑色および青色についてそれぞれｎ回必要となり、結果として３ｎ回の要素ホログラムの記録工数が必要となる。
【０００５】
次に、以上のようにして作製されたマスターホログラム１０′を用いて白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製する方法を説明する。図１１はリップマン・ホログラムを作製する方法を示し、図１２はレインボー・ホログラムを作製する方法を示す。図１１に示すように、レーザ光１４をマスターホログラム１０′の作製時における参照光１２と反対の方向からマスターホログラム１０に照射し、物体光１５としてマスターホログラム１０′の各要素ホログラムに記録されている画像をホログラム乾板１６ａ上に再生する。同時にレーザ光１７（参照光１８）を反対側からホログラム乾板１６ａに照射する。この物体光１５と参照光１８の干渉によりホログラム乾板１６ａにはリップマン・ホログラム１６が記録形成される。これに参照光１８と逆方向から白色光を当てることにより被写体２の立体像が観察される。一方、図１２に示すように、マスターホログラム１０′の作製時における参照光１２と反対の方向からレーザ光１９をマスターホログラム１０′に照射し、スリット２０を有するスリット板２１を介して物体光２２を生成し、これをホログラム乾板２３ａに照射する。一方、物体光２２と同じ側の斜め方向からレーザ光２４を参照光２５としてホログラム乾板２３ａ上に照射する。物体光２２と参照光２５の干渉によりホログラム乾板２３ａにはレインボーホログラム２３が形成される。このレインボーホログラム２３に参照光２５と逆方向から白色光を照射することにより被写体２の立体像が観察される。以上のようにして作製される白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムは基本的に写真撮影可能な被写体であれば作製することが出来るものであり、立体ディスプレイとしては極めて優れたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、マスターホログラム１０′は１こまずつフイルムに撮影した平面画像を基にして画素ホログラムを記録し、これをこま数だけ順送りして作製されるため、少なくともこま数ｎに相当する分だけ同様の記録作業を繰り返し行うことが必要になる。また、カラーのマスターホログラム１０′の場合には、モノクロのものと比較して３原色について同様の作業を行うことが必要になり、３倍の手間がかかる。更に、色が異なるとホログラム乾板１６ａに露光する場合に各々の再生光と物体光の角度および強度比が異なり更に面倒になる。また、モノクロの場合に比較して３倍の手間がかかると共に要素ホログラム間から発生するノイズもモノクロの場合に比較して３倍以上となる問題点がある。
【０００７】
本発明は、以上の問題点を解決するもので、原画作製およびマスターホログラムの合成時に取り扱う視差画像の数を大巾に削減し、作製工数およびコストの低減が図れると共に、被写体の視差形状を３色間で補完し、視差画像の削減によって生じる画像品質の低下を防止するホログラフィック・ステレオグラム及びその作製方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、対象物の視差形状を表わすカラー平面画像を複数こま分作製し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、一旦、これ等の原画像を所定の規則に従って配列してマスターホログラムを記録した後、このマスターホログラムを用いて作製される白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムにおいて、前記マスターホログラムは、カラー平面画像カメラの３こま分を一組みとして原画像を順次配列し、１こま目には赤緑青の原画像から選ばれた一色目を割り当て、次の２こま目には次の色を割り当て、３こま目には残る色の原画像を割り当て、更に各色の原画像を１／３ピッチずつ位相をずらして配列し、対象物の視差形状を３色間で補完するものからなるホログラフィック・ステレオグラムを構成するものである。また、対象物となる被写体に対しカメラを横方向に一定のピッチずつ移動させながら前記被写体を撮影し、カメラの１こま分に横方向に異なった角度から見た前記被写体の視差形成を表わすカラー平面画像を記録するホログラフィック・ステレオグラムを構成するものである。対象物の視差形状を表わすカラー平面画像を複数こま分作製し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、一旦、これ等の原画像を所定の規則に従って配列してマスターホログラムを記録した後、このマスターホログラムを用いて白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製する方法において、前記マスターホログラムを記録する際にカラー平面画像の３こま分を一組みとして原画像を順次配列し、１こま目には赤緑青の原画像から選ばれた一色目を割り当て、次の２こま目には次の色を割り当て、３こま目には残る色の原画像を割り当て、更に各色の原画像を１／３ピッチずつ位相をずらして配列し対象物の視差形状を３色間で補完するホログラフィック・ステレオグラムの作製方法を特徴とするものである。また、被写体に対してカメラを横方向に一定のピッチずつ移動させながら前記被写体を撮影し、カメラの１こま毎に横方向に異なった角度から前記被写体を見たカラー平面画像を複数記録し、このカラー平面画像を赤，緑，青の３原色に色分解して各色に対応した原画像を作製し、一旦、これ等の原画像を所定の規則に従って配列してマスターホログラムを記録した後、このマスターホログラムを用いて白色光再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製する方法において、前記マスターホログラムを記録する際にカメラの３こまを一組みとして原画像を順次配列し、１こま目には赤緑青の原画像から選ばれた一色目を割り当て、次の２こま目には次の色を割り当て、３こま目には残る色の原画像を割り当て、更に各色の原画像を１／３ピッチずつ位相をずらして配列し被写体の視差形状を３色間で補完するホログラフィック・ステレオグラムの作製方法を特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
まず、対象物の視差形状を表わすカラー平面画像を複数こま分作製する。これはコンピュータグラフィックによる合成又はカメラによる撮影を利用する。次に、例えば対象物となる被写体を１こまずつ撮影したカラー平面画像を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色に色分解した後、マスターホログラムに記録する際、次のような割り当てを行う。すなわち、３こまを１組として取り扱い、まず、３こまの内の１こま目を例えばＲとし、次の２こま目をＧとし、３こま目をＢとする。引き続き次の３こまからなる組の最初の４こま目をＲとし、同様に次の５こま目をＧ、残りの６こま目をＢとする。従って、例えばＲについては始めの１こま目がＲであり、次のＲは４こま目となり、Ｇについては２こま目に最初のものがきて次のものは５こま目となり、Ｂについては最初のものが３こま目にきて次のものが６こま目にくることになる。以上により取り扱うべき視差画像の数が大巾に削減され要素ホログラムの記録時間およびコストの低減が図れる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色は１／３ピッチ（１／３こま）分だけずれて配置されるため、視差画像の数が減少しても被写体の視差形状を３色で補完することが出来るため視覚的に見て品質上何等の問題のない良好なカラー立体画像を再生することが出来る。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。図１および図２は本実施例におけるマスターホログラムおよびその要素ホログラムの配列を示す概要図、図３は本実施例の原理を示す概要図、図４は１こまづつ撮影したカラー画像を示す概要図、図５乃至図７は色分解された原画像の各色ごとのマスターホログラムを示す概要図である。なお、本実施例では１こまに対するスリット８（図９参照）の幅を３［ｍｍ］とし人間の瞳孔の直径とほぼ同一寸法にした。また、カメラの移動ピッチを適当に設定して被写体を写した視差画像の総こま数ｎを２００とする。
【００１１】
図８に示したように、カメラ１を所定のピッチで横に移動し、１こまづつ被写体２のカラー画像２７を横一列に並べたカラーの原画フイルム３を作製する。前記のように本実施例ではカラー画像２７は２００個のこま数のものからなる。次に、このカラーの原画フイルム３を３色に色分解してマスターホログラムを作製する。この場合、連続するこまから別々にＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像を３個選択して１組とする。すなわち、カラー画像２７の第１番目のこまをＲとすると第２番目はＧであり、第３番目はＢとなる。引き続き第４番目がＲとなり第５番目がＧで第６番目がＢとなる。以下、同様のことを繰り返し行い、第１９８番目がＢ、第１９９番目がＲとなり最後の２００番目がＧとなる。従って、図１に示すように、Ｒについては第１番目がＲ−１で２つ飛ばしてＲ−４となり、以下、２こまずつ飛ばしてＲ−７・・・Ｒ−１９９となる。また、Ｇについてはこま目の第２番目のこまがＧ−２となり２つ飛ばしてＧ−５となり以下２こまずつ飛ばしてＧ−８・・・Ｇ−２００となり、Ｂについては第３番目のこまがＢ−３となり、２つ飛ばしてＢ−６となり、以下、２こまずつ飛ばしてＢ−９・・・Ｂ−１９８となる。図５乃至図７は以上のように色分解された原画フイルム３を用いて図９に示した方法により作製されたＲ，Ｇ，Ｂごとのカラーのマスターホログラム１０を示す。なお、この場合、Ｒのマスターホログラム１０とＧ，Ｂとは１／３ピッチ、すなわち１［ｍｍ］だけ位相がずれて形成される。１／３ピッチのずれはこの分だけスリット板９のスリット８の位置を横にずらせばよい。図１は図５乃至図７に示したＲ，Ｇ，Ｂのマスターホログラム１０を１つにまとめて多重露光したものである。図示のように、このマスターホログラム１０は上段にＲ−１，Ｒ−４，Ｒ−７・・・Ｒ−１９９が並び、中段に１［ｍｍ］だけ横にずれたＧ−２，Ｇ−５，Ｇ−８・・・Ｇ−２００が形成され、下段にさらに１［ｍｍ］だけずれたＢ−３，Ｂ−６，Ｂ−９・・・Ｂ−１９８が配置される。前記したように、従来技術では、Ｒについてｎ＝２００，Ｇ，Ｂについてもそれぞれｎ＝２００のこま目の要素ホログラム１３が必要になり、全体で２００×３＝６００回の合成処理がマスターホログラム１０の作製時に必要になるが、本実施例では２００回でよい。
【００１２】
図２は図１のマスターホログラム１０から１／３ピッチ単位で切り出した要素ホログラム組２６の配列を示すものである。第１組の要素ホログラム組２６は図示のように、Ｒ−１とＧ−２とＢ−３の組み合わせからなり、次のものはＲ−４とＧ−２とＢ−３の組み合わせのものからなる。以下、図示のような組み合わせになるが、どの要素ホログラム組２６も１こま又は２こまだけ番号が離れた視差画像を含んでいるがＲ，Ｇ，Ｂのすべての色を含んだ画像からなる。すなわち、このような組み合わせの視差画像が２００個並んだものから本実施例のマスターホログラム１０は形成される。
【００１３】
従来技術ではマスターホログラム１０′に記録された要素ホログラム組２６′は第１組はＲ−１，Ｇ−１，Ｂ−１からなり、同じ位置で撮影した視差画像を色分解したものからなり、その位置における正確な被写体２の画像が求められる。これに対し本実施例の第１組は前記したようにＲ−１とＧ−２，Ｂ−３を合成したものからなり、第１番目の位置で撮影したこまの赤色画像と第２番目の位置で撮影したこまの緑色画像と第３番目の位置で撮影したこまの青色画像を合成したものからなる。しかしながら第１番目と第２番目および第３番目の撮影位置はこまの１ピッチ分、又は２ピッチ分しか離れていないため、殆ど同一の画像と見て差し支えない。実際に観察しても視覚的に差のないことが実証される。すなわち、図３に示すようにＲ−１，Ｇ−２，Ｂ−３からなる視差画像と従来のＲ−１，Ｇ−１，Ｂ−１からなる視差画像はほぼ同一の画像を認識するものとして構わない。以上により、従来の１／３の処理工数でマスターホログラム１０を作製することが出来る。なお、以上の実施例では同一のホログラム乾板１０ａ上にＲ，Ｇ，Ｂを配列したが、別々のホログラム乾板にＲ，Ｇ，Ｂを配置および配列してもよい。また、前記実施例では、カメラを用いて対象物のカラー平面画像を作製しているが、本発明はこれに限らない。別の手法としてコンピュータグラフィックにより対象物の視差形状を表わす平面画像を複数こま分合成してもよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような顕著な効果を奏する。
１）異なる視差画像をＲ，Ｇ，Ｂの３色で分担して受け持つ形になるため、全体で合成に要する画像数が従来のカラーホログラフィック・ステレオグラムの１／３になる。
２）被写体の視差形状を３色で補完するため画像の品質の低下が防止される。
３）要素ホログラムの数が少ないため、その間に発生するノイズも少なくなり、高品質のカラーホログラフィック・ステレオグラムを得ることが出来る。
４）従来に較べてフイルムの出力時間が１／３になりコストを１／３に軽減され極めて大きなメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のマスターホログラムに記録された画像位置と配列を示す概要図。
【図２】本実施例のマスターホログラムの要素ホログラム組を模式的に示す概要図。
【図３】本実施例の視差画像とそれに対応する従来のものとの比較を示す模式的概要図。
【図４】１こまづつ撮影したカラー画像を示す概要図。
【図５】本実施例の赤色（Ｒ）のマスターホログラムの配列を示す概要図。
【図６】本実施例の緑色（Ｇ）のマスターホログラムの配列を示す概要図。
【図７】本実施例の青色（Ｂ）のマスターホログラムの配列を示す概要図。
【図８】本実施例の被写体のカメラによる撮影方法を示す概要図。
【図９】レーザ再生型のホログラフィック・ステレオグラムを作製するための光学系の構成を示す概要図。
【図１０】従来のカラーマスターホログラムの要素ホログラムの配列を示す概要図。
【図１１】レーザ再生型のホログラフィック・ステレオグラムをマスターホログラムとして用いてリップマン・ホログラムを作製するための光学系の構成を示す概要図。
【図１２】レーザ再生型のホログラフィック・ステレオグラムをマスターホログラムとして用いてレインボーホログラムを作製するための光学系の構成を示す概要図。
【符号の説明】
１      カメラ
２      被写体
３      原画フイルム
４      レーザ光
５      投影レンズ
６      スクリーン
７      物体光
８      スリット
９      スリット板
１０    マスターホログラム
１０ａ  ホログラム乾板
１１    レーザ光
１２    参照光
１３    要素ホログラム
１４    レーザ光
１５    物体光
１６    リップマン・ホログラム
１６ａ  ホログラム乾板
１７    レーザ光
１８    参照光
１９    レーザ光
２０    スリット
２１    スリット板
２２    物体光
２３    レインボーホログラム
２３ａ  ホログラム乾板
２４    レーザ光
２５    参照光
２６    要素ホログラム組
２７    カラー画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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