(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発して、反射型ホログラム（８１２）を照らし、それに伴うカラーホログラフィック画像を形成する少なくとも１つの光源（８１４）と、
前記カラーホログラフィック画像を形成するために構成された前記反射型ホログラム（８１２）と、
前記光源（８１４）からの光を反射することができる少なくとも１つのミラー（８２２）と、
前記カラーホログラフィック画像により形成されるホログラム面とを備えたホログラフィックディスプレイ装置（８００）であって、
前記少なくとも１つの光源（８１４）からの光が、前記反射型ホログラム（８１２）を通り抜けて、前記反射型ホログラム（８１２）に対して実質的に平行な、スペクトル反射板（８２４）上に向かい、スペクトル反射板（８２４）で光を反射して、所定の照射角度で前記反射型ホログラム（８１２）に戻し、ホログラフィック画像が再形成されて、前記スペクトル反射板（８２４）を透過して観察者に到達し、
前記反射型ホログラム（８１２）へ、前記ホログラフィックディスプレイ装置（８００）の正立状態で実質的に下方から光が入射し、前記反射型ホログラム（８１２）は、主に迷光の光源が存在する上方からの光を回折せずに、下方からの光を受けるよう構成され、これにより、迷光が、形成されたホログラフィック画像の質を低下させるのを防止し、
前記ホログラフィックディスプレイ装置（８００）はスペクトル反射板（８２４）を備え、
前記スペクトル反射板（８２４）を、観察者に関して反射型ホログラム（８１２）の実質的に前方で、前記反射型ホログラム（８１２）と観察者の間となるように取り付け、
前記スペクトル反射板（８２４）は光の方向を変える機能を有し、
前記光源（８１４）からの光の一部は、前記反射型ホログラム（８１２）を透過した後、スペクトル反射板（８２４）で反射して前記反射型ホログラム（８１２）に戻って前記ホログラフィック画像を形成し、
スペクトル反射板（８２４）は光の方向を変えることができ、
前記光源（８１４）からの光のうち、前記反射型ホログラム（８１２）に戻って前記ホログラフィック画像を形成する光を除く光の一部は前記反射型ホログラム（８１２）を透過して、前記ホログラフィックディスプレイ装置（８００）の中に戻り、該ホログラフィックディスプレイ装置（８００）の内部で吸収され、
前記装置から漏れ出る不要な光を防ぐことができ、
前記スペクトル反射板（８２４）が、前記スペクトル反射板（８２４）に対して垂直から７０度以上の角度で入射する照明光を反射し、前記反射型ホログラム（８１２）からの画像内の回折した光を、前記スペクトル反射板に対して垂直から入射角が４５度未満の範囲で、実質的に透過することができるホログラムディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
異なる帯域の光を発する複数の光源を備え、該光源が、可視光線による色の特定のセットまたは範囲を作り出すことができる、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
可視光線による色の範囲をカバーする、広範囲にわたる色を作り出すことができる電磁スペクトルの赤、緑および青の色域の光をそれぞれに放射する３つの光源を備える、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
前記光源がランプ、レーザーもしくはＬＥＤ、またはこれらの組合せであり、
前記光源（８１４）を、観察者に関して前記反射型ホログラム（８１２）の後ろに設置および配置する、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
前記光源を筐体または箱の中に設置および配置する、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
前記反射型ホログラム（８１２）が筐体の表面の上もしくは側面の上、または箱の表面の上もしくは側面の上に形成されるホログラムディスプレイ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
前記ホログラフィックディスプレイ装置（８００）がさらに、
放射された光の方向を前記反射型ホログラム（８１２）にとって適した方向に変える、および／または、再び焦点を合わせる光学素子と、
あらゆる不必要な光の干渉および／または鏡面反射を最小化することができる光遮蔽物と、を備え、前記光源（８１４）からの光を反射することができる少なくとも１つのミラー（８２２）と、が存在する、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
前記少なくとも１つのミラー（８２２）としての第１ミラーおよび第２ミラーを備え、
前記第１ミラーおよび前記第２ミラーのどちらか一方または両方が、ホログラフィック光学素子または回折光学素子である、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）において、
前記スペクトル反射板（８２４）は、前記反射型ホログラム（８１２）に近接または接着した基材上に、多層薄膜コーティングして形成するか、
または、前記反射型ホログラム（８１２）上に直接被覆することにより形成され、
前記スペクトル反射板（８２４）はホログラフィック光学素子で形成される、ホログラムディスプレイ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のホログラムディスプレイ装置（８００）を、
広告、芸術的な表示、技術および医療における視覚化および消費者向けアプリケーションを含むイメージングメディアに使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムを表示するための装置および方法に関する。より詳細には、本発明は透過型および反射型のホログラムを表示するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当業において、ディスプレイホログラム用の小型で一体型の照明であって、品質の高い画像を提供することができ、またそれは迷光に対して、特に他の近点光源照明（例えばハロゲンスポットライト）、あるいはホログラムを照らすための主光源の方向と近く、周囲の照明のために使われるいかなる他の光源に対しても反応しない照明が必要とされている。
【０００３】
ホログラムを形成するための従来からの方法があるが、これらは全て固有の問題点を有する。例えば、透過型の反射ホログラムの使用に関する米国特許第６，３６６，３７１号は、効率および迷光制御性能が低い。さらに、英国特許第２ １７８ ８６６号は、ホログラムを形成するために光を折り重ねる方法を記載しているが、透過型の開示はなく、効率と迷光制御が低い。米国特許第６，３６６，３７１号および英国特許第２ １７８ ８６６号を、参照により本願明細書に援用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
広範に普及したイメージングメディアとして、例えば広告または芸術的な展示物などのディスプレイホログラフィを作るうえでは、従来の技術には課題があり、それが広範な普及を妨げている。これらの課題のうちの３つを、特に以下に示す。
（１） 一般的に、ホログラムおよび必要な照明光源は別々の部品であり、ホログラムとは別に、必要な光源をそれぞれに設置しなければならず、それが余計な複雑さを伴い、ユーザにとっての妨げになっている。
（２） ディスプレイに最も有効なホログラム（反射ホログラム）は、正面から照らされなければならず、それは本質的に周囲の照明に影響されやすいため、一般に好ましくないゴースト像が生じる。
（３） 例えばタングステン電球からの従来の広帯域の照明は非効率的であり、結果として望ましくない高い画像へイズが生じ、それゆえ低い画像コントラストとなる。
本発明の少なくとも１つの態様における目的は、上記の課題のうちの少なくとも１つを取り除き、または緩和することである。
【０００５】
本発明の少なくとも１つの態様のさらなる目的は、小型で一体型の照明をディスプレイホログラムに設けるための装置および方法であって、高品質の画像を作り出すことができ、かつ、実質的に迷光に反応せず、特にホログラムを照らすために用いられる主光源の方向に近い周囲の照明のために用いられる他の近点光源照明（例えばハロゲン・スポットライト）に、実質的に反応しない装置および方法を提供することである。
【０００６】
本発明の少なくとも１つの態様のさらなる目的は、広告、技術および医学的な可視化に適した、および消費者向けアプリケーション（例えばポスター、３Ｄ写真）に適した、一般的なグラフィック媒体としてのホログラフィックディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従って提供されるホログラフィックディスプレイ装置は、光を発して、ホログラムを照らし、それに伴うホログラフィック画像を形成することができる光源と、光源から光を反射することができる少なくとも１つのミラーと、ホログラム面とを備え、ミラーからの反射光は、ホログラフィック画像をホログラム面から形成することができる。
【０００８】
本発明は、広告または芸術的な表示に適した、幅広く受け入れられるイメージングメディアを含むディスプレイホログラムに関する。あるいは、形成されたホログラムは、料金を受取ることが可能なあらゆる他の商業目的にも使用されうる。本発明のホログラムは、透過型または反射型のホログラムとすることができる。
【０００９】
概して、本発明は、実質的に一体型で現実的な照明を提供し、また実質的に迷光に反応しないディスプレイホログラム（すなわち、ホログラム）を提供する。
【００１０】
上記の装置は単一の、または複数の光源を有する。知覚色の特定の集合または範囲をつくることができ、異なるまたは実質的に異なるスペクトルで発光する複数の光源が存在し得る。たとえば、自然に知覚できる色の範囲を実質的にカバーする広範囲な色を作るのに用いることのできる、電磁スペクトルの赤、緑、および青の領域の光を出す光源が存在し得る。特定の実施形態において、電磁スペクトルの赤、緑、および青の部分の光を独立して発することができる３つの光源が存在し得る。電力は、電源の種類およびホログラムのサイズにもよるが、全体で約１０〜５００Ｗの範囲が一般的であろう。
【００１１】
光源は、適当な光源または適合した光源であればいかなるものでもよく、例えば、ランプ、レーザー、もしくはＬＥＤ、またはそれらを組合せたものとすることができ、例えば赤、緑、および青のレーザーまたはＬＥＤを複数でまたは個別に、あるいは３色以上のものも含む。
【００１２】
一般に、本発明における少なくとも１つの光源を、形成されるホログラムの後ろにまたは実質的に後ろに設置および／または配置することができる。これは、形成されたホログラムの前に光源を配置する従来技術とは対照的である。本発明は従って、少なくとも１つの光源を、形成されるホログラムの後ろにまたは実質的に後ろに設置および／または配置する反射型または透過型のホログラムに関する。
【００１３】
少なくとも１つの光源を、筐体または箱の中に設置および／または配置することができる。少なくとも１つの光源を、それゆえ実質的にホログラフィックディスプレイ装置の内部に封入して、一体型の装置を形成することができる。これは、従来技術のシステムとは対照的である。別の実施形態において、例えば、隣接するミラーを用いて、少なくとも１つの光源を使用中の筐体の外側に配置することができる。
【００１４】
一般に、形成されたホログラムは、筐体または箱の内側の表面／側面に形成され、外側から見ることができる。ディスプレイの表面は従って、実質的に透明とすることができる。
【００１５】
ホログラフィックディスプレイ装置はさらに、放射された光の方向をホログラム形成に望ましい方向に変えるまたは焦点を合わせるために用いる光学素子を有することができる。
【００１６】
ホログラフィックディスプレイ装置は、また、黒いフェルトのような光吸収材料からなる光遮蔽物を有することができる。これは、画質を悪化させる効果のある望ましくない光の干渉および／または正反射を最小化する。
【００１７】
一般に、光源からの光を反射することができる少なくとも１つのミラーを特別に配向および／または配置して、ホログラムを形成する。そのミラーは光源と形成されたホログラムとの間の距離を最大化することができる。光源からホログラムの中心までの合計の距離は一般に、ホログラムの最大の寸法と略同等、あるいはそれらの小さい倍数に従う（例えば、約０．５ｍ×０．５ｍのホログラムは一般に、その中心から０．５ｍ〜２ｍの距離に光源を備える。）。光学的に、光源はかなり離れた位置に現れるものとすることができ、最終的には、光源は無限遠で結像され、それにより、参照ビームの角度が表面全体にわたり一定となるので、ホログラムの形成が簡易となる。
【００１８】
ミラーからの照明の角度は高く、通常例えば約５０〜８５度、またはより好ましくは約６０〜８５度、また一般に少なくとも約７０度とする。
【００１９】
特定の実施形態において、少なくとも１つの光源から放射された光は、ホログラム面を照らす前に、複数回の反射を経ることがある。
【００２０】
本発明のホログラム照明システムを使用すると、所望の必要な光源のみとする（すなわち、日光やその他の照明のように不要で余分な光源がない）ことによりゴースト像を防止して、優れた明るさの画像を作り出すことができ、したがって、本質的に外部の迷光に影響されないという利点がある。本発明の好適な実施形態において、ホログラムの下端部におけるミラーを経て照らされる反射型ホログラムは、床あるいは充分に低い領域からくる光がないため、実質的に迷光に影響されない好適な配置である。ミラーは、従って、筐体または箱の下部の領域（例えば下半分）に配置することができる。
【００２１】
特定の実施形態において、ホログラフィックディスプレイ装置は３つの光源を備え、それぞれに独立して赤、緑、および青の光を作り出す。３つの光源から放射された光は、次いで集束光学素子を通って透過される。光源からの光は、単一の光線に統合してもよく、または、空間的に離れていてもよい。異なる色の光が別々に保持される場合には、形成された赤、緑、または青の（ＲＧＢ）ホログラムはそれぞれ光源の位置によって設計され、従って完全なＲＧＢの重なりを有する登録されたフルカラー画像を作り出す。異なる光源からの光は、従って異なる波長を有することができる。
【００２２】
本発明によるホログラフィックディスプレイ装置の中のミラーは、平坦でなくてもよく、例えば、ホログラムで照明の波面の曲率を同等にする、および／または、減らすことができる湾曲（例えばくぼんだ）形状とすることができる。これの利点は、端部の余分な光を最小化しながらも、四角いホログラムの表面を効率的に照らすように光を導くことができるので、照明の効率が向上する。あるいは、ミラーはホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）または、例えば回折光学素子（ＤＯＥ）のような回析光学部品とすることができる。ＨＯＥまたはＤＯＥの目的は、より小型で平坦な光学素子で、光源の光を実質的に平行にすることである。あるいは、ＲＧＢ光を同時に共通の方向に変えるように設計することとすることができる。
【００２３】
本発明の特定の実施形態において、第１ミラーおよび第２ミラーを有することができる。第２ミラーは箱の内部で、より適した光学経路の物理的配置を可能にし、および／または、光源からホログラム面までの光学距離を拡大し、それは一般に有益である。第１ミラーおよび第２ミラーのうち少なくとも一方をホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）または、回折光学要素（ＤＯＥ）とすることができる。
【００２４】
本発明の特定の実施形態において、ホログラフィックディスプレイ装置は、光源、光源と光学素子、またはミラーを設置および／または配置することにより、迷光に反応しない好適な向きを有しているので、ホログラム照明光を、透過型ホログラムの場合には箱の内部から、また反射型ホログラムの場合には箱の外側から最終的に入射させ、形成されたホログラム画像の品質を劣化させる迷光を妨げるのにさらに役立てる。これは、ほとんどの迷光の光源が外側または上（すなわちフロアレベル以外）からであることによる。照明は外側からでなければならず、また迷光を最小化するために照明は下側からくるとすることもでき、それによって、その後のゴースト像を見えなくする、とても弱くする、もしくは主要な要求された画像から充分に位置をずらして、不快なものとならないようにする。
【００２５】
本発明の特定の好適な実施形態において、ホログラフィックディスプレイ装置は、スペクトル反射板（例えばミラー）を備える。スペクトル反射板は、ミラーとして機能し、また例えば、実質的に形成された反射ホログラフ画像の前に配置することができる。スペクトル反射板は、光の方向を変える目的を有することができ、光はまずはじめにホログラムを透過して、例えば、それぞれのブラッグ角でホログラムを照らすために戻る。これを達成するために、スペクトル反射板（例えばホログラフィックディスプレイ装置の第２ミラー）の属性は以下のようになる。スペクトル反射板は高い角度（例えば、およそ少なくとも７０度以上）で入射する照明光を強く反射することができる。しかしホログラムからの画像の中で回折された光を実質的に透過することができ、その角度は一般に、例えば４５度未満から直角である。スペクトル反射板はしたがって、高い角度で光を反射することができ、しかし低い角度ではそれを透過することを許容することができる。スペクトル反射板は、画像ホログラムに近接または接着された基材の上の多層薄膜コーティングから形成することができ、あるいはホログラムの上を直接覆うものとすることができる。スペクトル反射板は、例えば、ＨＯＥとすることができる。
【００２６】
本発明の実施形態において、例えば、ホログラムを照らすためにレーザーが使用され、スペクトル反射板は光の方向を変える機能を有し、光は当初ホログラムを透過して、それから装置の内部に戻り、そこで吸収される。これは、特に光源がレーザーでそれゆえ目の安全性が求められる場合において、観察者を混乱させ、観察者にとって危険な、装置から漏れ出る不要な光を防止することができる。
【００２７】
これらの実施形態において、照明光ははじめにホログラムを透過し、例えば、ホログラムに対して実質的に平行な平面光学素子に到達し、この平面光学素子は光を反射してその意図した照明の角度でホログラムに戻すことができる。ホログラフィック画像は従って再形成され、例えば、平坦な光学素子を通って筐体の外側の観察者に透過される。この配置は、反射型の画像ホログラムが一般的に最も高い可能な画質を作り出すことができるため好ましく、非単色の光源において、画像ぼけをより少なくすることができる。しかしながら、それは外部のランプからまたは少なくとも外部の反射部品を経た、観察者側からのホログラムの照明（または実質的に観察者側からの照明）を要求する。
【００２８】
透過型画像ホログラムの場合、もしくは第２ミラーをスペクトル反射板として使用した反射型ホログラムの場合、画像ホログラムのすぐ前に、および実質的に後ろに部分的に吸収シート（灰色のガラス、プラスチックまたはフィルム）を取付け、さらにコントラストを増加することができる。これは筐体の内部を照らすことができるあらゆる光（例えば、ホログラムを通り抜けて筐体の内部を照らす、外部の日光または室内照明のような光）に関して、区別を容易にするのに役立つことができる。これは、画像を作り出す光が吸収層を通過することにより（回折の前か後において）一度だけ弱められるのに対して、外部の光は、画像の迷光の原因となるためには、吸収層を２度通過しなければならず、したがって不要な迷光に関連した画像のコントラストを向上する。
【００２９】
上述した照明システムは、したがって以下の利点を有する。
・一体型である
・迷光に反応しない
・ＬＥＤまたはレーザーのような、狭帯域のＲＧＢ光源は、厳密にホログラムの反射スペクトルを適合することによって、効率的な照明を提供する。
【００３０】
本発明の第２の態様は、ホログラフィック画像を形成する方法であって、ホログラフィック画像を形成するために光を放射することができる光源を提供すること、光源からの光を反射することができる少なくとも１つのミラーを提供すること、ホログラム面を提供することを含み、ミラーからの反射された光は、ホログラム面からホログラフィック画像を作り出すことができる方法を提供する。
【００３１】
本発明の第３の態様によれば、ホログラフィックディスプレイ装置であって、ホログラムを照らし、それに伴うホログラフィック画像を形成するための光を放射することができる光源、ホログラム面、光源からの光を反射することができる第１ミラー、第１光源からの光を反射および透過することができる第２ミラーを備え、第２ミラーから反射された光はホログラム面を照らし、照らされたホログラム面はホログラフィック画像を形成することができる装置を提供する。
【００３２】
概して、第１および／または第２ミラーはスペクトル反射板とすることができる。
【００３３】
第２ミラーは、実質的に反射型ホログラムの前に設けることができる。
【００３４】
第２ミラーは、従って、入ってくる照明の光を高い角度で（例えば、およそ少なくとも７０度以上、）反射することができ、画像内の回折した光を、ホログラムから通常約４５度未満で、実質的に透過することができる。
【００３５】
本発明の第４の態様によれば、ホログラフィック画像を形成する方法であって、ホログラムを照らし、それに伴うホログラフィック画像を形成するための光を放射することができる光源を提供する工程、ホログラム面を提供する工程、光源からの光を反射することができる第１ミラーを提供する工程、第１光源からの光を反射および透過することができる第２ミラーを提供する工程を含み、第２ミラーから反射された光はホログラム面を照らすことができ、照らされたホログラム面はホログラフィック画像を形成することができる方法を提供する。
【００３６】
本発明の第５の態様によれば、第１および第３の態様によるホログラフィックディスプレイ装置の、広告における使用、芸術的な表示としての使用、技術的および医療の視覚化するものとしての使用、および消費者向けアプリケーション（例えばポスター、３Ｄ写真）としての使用を提供する。
【００３７】
本発明の実施形態を、実施例と、関連する添付の図を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術によるホログラフィック照明の配置を示す。
【図２】複数の光源を有しゴースト像を作り出す、従来技術によるさらなるホログラフィック照明の配置を示す。
【図３】本発明の一実施形態によるホログラフィック照明システムを示す。
【図４】本発明の他の実施形態による、３つの光源を使用するホログラフィック照明システムを示す。
【図５】本発明の他の実施形態による、３つの光源および湾曲したミラーを使用するホログラフィック照明システムを示す。
【図６】本発明のさらなる他の実施形態による、ホログラムを形成する際に２つのミラーを使用するホログラフィック照明システムを示す。
【図７】本発明のさらなる他の実施形態によるホログラフィック照明システムを示し、さらに照明は、ホログラムの外側および下から、ホログラム上に投射する。
【図８】スペクトルフィルタを使用する本発明のさらなる他の実施形態によるホログラフィック照明システムを示す。
【図９】本発明のさらなる他の実施形態による、ホログラフィックシミュレーションを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
概して、本発明は実質的に一体型で現実的な照明を提供し、実質的に迷光に反応しないディスプレイホログラムを供給することを目的とする。
【００４０】
図１は、全体として１００で表される、従来技術のホログラフィック照明システムを示す。図１に示すように、光源（例えばランプ）１１０はホログラム１１６の前および上に取付けられる。光１１４は光源１１０からホログラム１１６の上に放射され、ホログラフィック画像１１２を作り出す。次いで、観察者１１８はホログラフィック画像１１２を見ることができる。
【００４１】
しかしながら、従来技術の配置による図１に示す照明１００は、多くの不利な点を有する。例えば、光源１１０（例えばランプ）は分離した別個の部品であり、したがって別々に取付けなければならない。あるいは、目立たなくするために、光源１１０がホログラム１１６と機械的に結合される場合には、一般に光源をホログラム１１６の近くに配置するが、このことは他の問題、主には光源１１０からの照明がホログラム１１６の上で不均一になり（画像１１２における画像の輝度むらを引き起こし）、そのような近接性は記録プロセスの間、必ず模倣され、記録参照ビームがホログラム１１６の表面と大きな角度の範囲で交差することを要求するという問題を引き起こす。これは達成するのが困難であり、古典的なホログラムは反転した状態で記録するか、または共役であるか、極めて集束した光線である必要があり、それ故に非常に大きな、湾曲したミラーが要求され、あるいは、ピクセルごとに記録されたホログラフィックステレオグラム（holographic stereogram）は非常に大きな角度のスキャン光学素子が要求され、設計するのが困難であるとともに高価である。記録用の光点位置が最後の照明を模倣しない場合、画像のゆがみ、明るさ、カラーバリエーションは全て結果である。従って通常、より距離の離れた照明位置が望ましい。
【００４２】
従来技術による照明システムのさらなる問題点を図２に示す。図２は、ホログラフィック照明システム２００を、光源２１０および観察者２１８によって見られうるホログラム２１６とともに表す。光源２１０は光２１４を作り出し、ホログラフィック画像２１２を形成する。図２に示すように、例えば、他の天井の、または空の光源である他の光源２２４，２２６によるゴースト像２２０，２２２がある。
【００４３】
図３は、全体として３００で表される、本発明によるホログラフィック照明システムを示す。図３に示すように、ホログラフィック照明装置３００は、照明システム３００を囲んで封入する筐体３１０を備える。ホログラフィック照明システム３００は従って、一体型である。上述の図１および図２に示すとおり、これは全く従来技術のシステムとは異なる。透過型ホログラム３１２は筐体３１０の表面３１０ａに照らし出される。
【００４４】
図３はさらに、光源３１４が筐体３１０の内部に取付けられていることを示す。光源３１４は、例えば、レーザー、ＬＥＤ光源、あるいはそれらの組合せとすることができる。光源３１４から放射された光は、所望の方向に焦点を合わせるために使われるいくつかの光学素子３１６を通過する。あらゆる不要な光の干渉および鏡面反射を最小にするために、光遮蔽物３１８が用いられる。光遮蔽物３１８はたとえば黒いフェルトのような、任意の光吸収材料が用いられる。放射された光３２０は次いでミラー３２２に送られて、反射光３２４を形成する。反射光はその後に筐体の内側の表面３１０ａに送られ、したがって透過ホログラム３１２を照らしだし、観察者が見ることのできる画像を形成する。放射された光３２０は従って、光源３１４および透過性ホログラム３１２の間の距離を最大にするために、ミラーの反射を受ける。一般に、この配置の距離は、ホログラム高さのほぼ１．５倍であり、例えば高さ約０．５ｍであるホログラムの場合は約０．７５ｍである。
【００４５】
図３に示すように、照明の角度は高く、例えば約６０〜８５度、通常少なくとも約７０度以上とすることができる。図示はしないが、放射された光３２０は、複数回の反射を受ける。筐体の深さをより小さくすることができ、よりコンパクトなシステムにすることができ、このことは多くのアプリケーションにとって好ましいので、高い角度が望ましい。例えば、１０またはそれ以上のアスペクト比（深さに対する、幅と高さの大きい値の比率）が望ましい。筐体３１０の中で光源３１４を使用することの変形例において、光源は、筐体３１０の外に配置することができる。
【００４６】
図３に示すようにホログラム照明システム３００を使用することにより、不必要な外部照明を結果的に観察者に対して前方向に回折して実質的な光（ゴースト像を含めて）ではないものにして、ゴースト像を防止するという利点があり、従って外部の迷光に本質的に反応しない。
【００４７】
図４はさらに、観察者の位置から見たホログラム照明システム４００を示す。ホログラム照明システム４００は３つの光源４１２、４１４、４１６を使用する。３つの光源４１２、４１４、４１６は、外側の筐体４１０の内部に配置される。しかしながら、放射された光はそれから、ホログラムのフロントビュー４１８を見せるために送られる。３つの光源４１２、４１４、４１６から放射される光はそれぞれ、集束光学素子４２０、４２２、４２４によって送られる。光源４１２、４１４、４１６はそれぞれ、赤い光４２６、緑の光４２８、および青い光４３０を放射する。光源４１２、４１４、４１６からの光は、単一の光線に統合するか、または空間的に離れていることができる。異なる色の光を別々に保持した場合には、形成された赤、緑、青（ＲＧＢ）のホログラムはそれぞれ光源の位置を設計する。したがって、完全にＲＧＢが重なって、登録されたフルカラー画像を提供することができる。
【００４８】
図４に示すように、光源４１２、４１４、４１６からの光は、ミラー４３１に反射する。反射した赤い光４３２、緑の光４３４、および青い光４３６は、ホログラムを提供するために用いられる。
【００４９】
図５はさらなるホログラフィック照明システム５００を示す。ホログラフィック照明システム５００は、それぞれ独立して、赤い光５２６、緑の光５２８、および青い光５３０を作り出す３つの光源５１２、５１４、５１６を備え、それぞれの光は、集束光学素子５２０，５２２，５２４を通過することによって集束する。光源５１２、５１４、５１６は、筐体５１０の中に配置される。さらに、透過型ホログラムを提供するために使用される反射した赤い光５３２、反射した緑の光５３４、反射した青い光５３６も示されている。ホログラフィック照明システム５００の違いは、湾曲したミラー５３１を有し、ホログラムで照明の波面の極率を同等にするおよび／または減らすことができるという点である。これの利点は、余分な光を最小化しながら、光を四角いホログラムの表面に導くことができるので、照明の効率が向上する。
【００５０】
図６は、さらなるホログラフィック照明システム６００を示す。ホログラフィック照明システム６００は反射ホログラム６１２とともに筐体６１０を備える。さらに光学素子６１６を通して光を放射する光源６１４を備える。放射された光６２０は第１ミラー６２２に反射して、それから第２ミラー６２４に反射する。第１ミラーおよび第２ミラー６２２、６２４のうち少なくとも１つは、湾曲したミラー、またはホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）または、回折光学要素（ＤＯＥ）とすることができ、その目的は、より小型で平坦な光学素子内で光源の光を平行にすること、および／または、同時にＲＧＢ光を同じ方向に変えられるように設計することである。第２ミラー６２４で反射した光６２６は、ホログラフィック画像６５０を形成する。
【００５１】
図７は、さらなるホログラフィック照明システム７００を示す。ホログラフィック照明システム７００は反射ホログラム７１２とともに筐体７１０を備える。さらに光学素子７１６を通して光を放射する光源７１４を備える。放射された光７２０は、第１ミラー７２２に反射し、それから第２ミラー７２４に反射する。第１ミラーおよび第２ミラー７２２、７２４のうち少なくとも１つは、ＨＯＥまたはＤＯＥとすることができ、その目的は、より小型で平坦な光学素子で光源からの光を平行にすること、またあるいは、ＲＧＢ光を同時に共通の方向に変えるように設計することである。第２ミラー７２４で反射した光７２６は、ホログラフィック画像７１２を形成するために用いられる。最も外部の迷光の光源がホログラムおよび観察者の頭上にあることにより、図７のホログラフィック照明システム７００が迷光に反応しない配置を持つことに注意することは重要である。図７において、ホログラム照明光は、下から、または実質的に下から入射し、典型的な迷光の光源は上から、または実質的に上から入射するため、したがって、主な照明光とは角度的にうまく分かれる。結果的に迷光の低いブラッグマッチング、従って、非常に弱いゴースト像が形成され、実質的に迷光に反応しないシステムとなる。
【００５２】
図８は、さらなるホログラフィック照明システム８００を示す。ホログラフィック照明システム８００は反射ホログラム８１２を有する筐体８１０を備える。光学素子８１６を通して光を放射する光源８１４が存在する。画質を劣化させる不要な光の散乱を最小化するために使用される光遮蔽物８１８が存在する。放射された光８２０は、それから第１ミラー８２２（またはＨＯＥ/ＤＯＥ）に当たる。反射した光はそれから第２ミラー８２４（またはＨＯＥ/ＤＯＥ）に当たり、ふたたび反射してホログラム８１２を照らし、ホログラフィック画像８５０を形成する。任意に、ガラスまたは光学素子プラスチック８２６を、反射ホログラム８１２の前に備えることができる。
【００５３】
図８に示すホログラフィック照明システム８００は、第２ミラー８２４がスペクトル反射板として働き、実質的に反射型ホログラム８１２の前に配置される点で異なる。第２ミラー８２４は固有のスペクトル反射率および透過特性をもち、光の方向を変える目的を持つことができる。ホログラム８１２を透過して、そのブラッグ角でホログラム８１２を照らすために戻り、従って、ホログラムを再形成する。これを達成するために、第２ミラー８２４の特性は、高い角度（例えば、少なくとも７０度以上）で入射する光を強く反射し、しかし、ホログラムからの画像内で回折された光を透過する特性を有し、典型的には、通常およそ４５度未満から垂直で透過する。第２ミラー８２４は、画像ホログラム８１２に近接または接合した基材上の多層薄膜コーティングから構成することができ、あるいはホログラム８１２上に直接コーティングして構成することができる。あるいは、第２ミラー８２４はＨＯＥとすることができる。最も簡単に、上記のＨＯＥは「等角（conformal）」、すなわち、ヘリ（fringe）の平面が表面に平行で、鏡のようにふるまい、３つの光学的な露出したホログラム格子を有し、入射したＲＧＢ光の帯域を反射するように設計される。
【００５４】
図８に示すホログラフィック照明システム８００において、照明の光は、はじめにホログラム８１２を通過して、ホログラム８１２に対して実質的に平行な、平坦な光学素子８２４に到達し、その意図された照明角度で反射してホログラム８１２に戻す。ホログラフィック画像８５０は再形成されて、平坦な光学素子８２４を透過して筐体または箱の外にいる観察者に到達する。
【００５５】
この種の実施形態は好ましい。なぜなら、反射型の画像ホログラム８１２が一般的に好ましいためであり、それは、非単色光源による画像ぼけをより少なくすることにより最も高い画質を作り出すからである。しかしながらそれは、ホログラムの観察者側からの照明を要求し、また、外部ランプから、また、例えば図３〜８に示すように配置された少なくとも外部の反射する構成要素を経た照明を要求する。この実施形態は、従って、迷光に反応しない最も望ましい一体型の反射型ホログラム装置を提供する。
【００５６】
図８に示すホログラフィック照明システム８００の重要な設計部分は、以下の通りである。
（ａ）第１のパスの照明スペクトルに対して、画像ホログラム８１２の回折効率が零となるように、角度を選択する。これには、最終的な回析された画像の光方向のいずれも、第１のパスの光方向と重ならないことが必要である。したがって、上述の湾曲したミラーまたはＨＯＥによって提供されるように高い入射角が好ましく、またさらに平行な（あるいは平行に近い）光が好ましい。
（ｂ）平坦な光学素子（すなわち第２ミラー８２４）は以下のスペクトル特性を持つ。（１）ＲＧＢ光を高い初期入射角で反射する、および（２）画像内に回折する光の反射（すなわち、ホログラムを見る角度の範囲に対応した入射角）を最小化する。これは、例えば、スペクトル特性を適切に設計したガラスまたは透明なプラスチック基材上の多層薄膜コーティングによって達成することができる。あるいは、それは適切なＲＧＢ反射帯域で形成されたホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）とすることができる（ＨＯＥである場合、より多くの機能、例えば、電力を集束するまたは平行にする、またはＲＧＢの光を切り離すことが可能となる。）。
（ｃ）図８に示す配置は、ホログラム照明が下からであり、下から来る迷光の光源がなく、上からの典型的な迷光の光源はほとんどブラッグ条件に適応しないために、いかなるゴースト像も非常に弱く形成されるか、現れない。
（ｄ）光学素子（すなわち第２ミラー８２４）は画像ホログラム８１２に直接固定することができ、単一の部品を形成する（例えば、フレキシブルフィルム上のホログラムは、ＨＯＥまたあるいは歪のない画像を保証する硬質基材上のフィルムおよびその他１つの部分を含むフィルムの他の部品に固定することができる。）。
【００５７】
透過型画像ホログラムの場合、さらにコントラストを増大するために、部分的な吸収シート８２６（灰色のガラス、プラスチックまたはフィルム）を、画像ホログラムのすぐ前、または後ろのどちらでも取付けることができる。付随するスペクトルミラーを有する反射ホログラムの場合、さらにコントラストを増大するために、部分的な吸収シートをホログラムのすぐ後ろ、またはスペクトルフィルタの前に設けることができる。これは筐体または箱の内部を照らすことができるあらゆる光（例えば、ホログラムを通り抜けて筐体８１０の内部を照らす、外部の日光または室内照明のような光）に関して、区別を容易にするのに役立つことができる。これは、画像を作り出す光が吸収層を通過することにより（回折の前か後において）一度だけ弱められるのに対して、外部の光は、画像の迷光の原因となるためには、吸収層を２度通過しなければならず、したがって、画像と、筐体の内部に到達しうる迷光との間のコントラストを向上する。
【００５８】
図９は、図８に示すようにスペクトルフィルタを使用する概念を検査するためのシミュレーションを示す。シミュレーションにおいて、単一の一般的な３０μmフォトポリマーフィルムの３つの共形のＨＯＥが使用される。シミュレーションは、発光ＬＥＤを８０度で強く反射するように設計されている。シミュレーションは、この種の格子が回析された画像エネルギーに有害かどうか分析するために用いる。シミュレーションは、画像の照明の角度の０〜３０度（すなわち画像ホログラムにとって一般的な角度）の範囲を使用し、以下の結果を得た。
・青の回折格子は６１０〜５８０ｎｍ、すなわち、およそ赤および緑のＬＥＤの間で反射し、非常に小さい電力しか要しない。
・緑の回折格子は６５０ｎｍ以上で反射し、そのため、問題はない。
・赤の回折格子は６５０ｎｍよりも充分大きな値で反射し、そのため、問題はない。
【００５９】
ここで説明する照明システムは、以下の利点を有する。
・一体型である
・迷光に反応しない
・ＬＥＤまたはレーザーのような狭帯域のＲＧＢ光源においては、精密にホログラムの反射スペクトルに適合させることによって、効率的な照明を提供する。
・従来の広帯域の（例えばタングステン）ランプと比較して、ホログラムの回析した帯域の間のスペクトルの使用していない領域の照明光の欠如は、画像の背景画像ヘイズ（光学的な散乱）をより少ないものにする。
・空間的に離れたＲＧＢ光源を使用することは、セキュリティの機能となる。すなわち、正しい位置の別々のＲＧＢ光源によって照らされない限り、盗まれたホログラムは作用しない。
・長い投射距離は安全性を補助する。それは観察者の目の近くに潜在的に高輝度供給源を配置することを回避することができるからである。レーザーの場合、これは非常に重要である。
・図８に示すスペクトルフィルタバージョンは、レーザーの使用に理想的である。
【００６０】
本発明の具体的な実施形態について述べたが、記載した実施形態からの展開も本発明の範囲に含まれるものである。例えば、あらゆる適切な種類の光源または複数の光源で、ホログラムを構成することができる。さらに、あらゆる適切な種類の反射面（例えばミラー）を、用いることができる。
【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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