(57)【要約】【課題】リアルな立体画像を得ることができるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置を提供する。【解決手段】フルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置は、発光ユニット１、分光ユニット３、補償ユニット４、投影ユニット５、撮影ユニット６及びフィルム７を備える。発光ユニット１は、ビームを出射する光源発信器である。分光ユニット３は、分光ユニット３に入射するビームを参照ビーム３１と物体ビーム３２とに分光し、補償ユニット４に参照ビーム３１を入射し、投影ユニット５に物体ビーム３２を入射する。補償ユニット４は、フィルタ部材４１及び微調整部材４２を含む。参照ビーム３１がフィルタ部材４１により参照波３１１に変換されてフィルム７に照射され、微調整部材４２によりフィルタ部材５１の位置又は角度を調整し、フィルム７に照射される参照波３１１の入射角度を変える。【選択図】図２
2011232746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ユニット、分光ユニット、補償ユニット、投影ユニット、撮影ユニット及びフィルムを備えるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置であって、
前記発光ユニットは、ビームを出射する光源発信器であり、
前記分光ユニットは、前記分光ユニットに入射するビームを参照ビームと物体ビームとに分光し、前記補償ユニットに前記参照ビームを入射し、前記投影ユニットに前記物体ビームを入射し、
前記補償ユニットは、フィルタ部材及び微調整部材を含み、前記参照ビームが前記フィルタ部材により参照波に変換されて前記フィルムに照射され、前記微調整部材により前記フィルタ部材の位置又は角度を調整し、前記フィルムに照射される前記参照波の入射角度を変え、
前記投影ユニットは、フィルタ部材、案内レンズ、現像板及び結像レンズを有し、前記現像板は、前記撮影ユニットと接続されて二次元画像が表示され、前記物体ビームは、前記フィルタ部材により物体波に変換されてから、前記案内レンズ、前記現像板及び前記結像レンズを透過し、前記現像板上の二次元画像が前記フィルムに投射され、
前記撮影ユニットは、回転ベース、撮影部材及びコンピュータを有し、前記回転ベース内には、前記回転ベースを回転させるステッピングモータが配置され、前記撮影部材が画像をキャプチャし、前記コンピュータに二次元画像を伝送して処理した後、前記現像板に表示され、
前記フィルムは、光学画像を記録するために用い、前記ステッピングモータの軸座上に配置され、前記軸座により前記フィルムが回転され、
前記参照波と前記物体波とは最終的に前記フィルム上の一箇所で交わり、２つの光波の干渉縞により、前記フィルムに画像を記録して定着処理を行ってホログラムディスプレイフレークが形成され、
前記コンピュータは、前記二次元画像を分色処理し、赤色画像、緑色画像及び青色画像を生成して前記現像板に伝送し、前記補償ユニット中の前記微調整部材を調整し、異なる色画像に応じて前記フィルタ部材の位置又は角度を制御し、前記フィルムに照射される前記参照波の入射角度を調整し、前記フィルム上の様々な色画像の回折角度を変え、
前記発光ユニットは、前記分光ユニットの右上方に位置し、前記補償ユニットは、前記分光ユニットの左下方に位置し、前記投影ユニットは、前記分光ユニットの右下方に位置し、前記フィルムは、前記補償ユニットの下方に位置し、前記撮影ユニットは、前記投影ユニットの右下方に位置することを特徴とするフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置。
【請求項２】
前記発光ユニットは、様々な波長色のレーザービームを出射するレーザー発信器であり、前記レーザービームの波長範囲には、不可視光と、赤色、緑色又は青色を含む可視光と、が含まれ、
前記微調整部材は、モータ連動機構又は電磁連動機構であり、前記補償ユニット及び前記投影ユニットには、バッフル板が配置され、前記フィルムに照射される前記参照波及び前記物体波の範囲を制限することを特徴とする請求項１に記載のフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置。
【請求項３】
画像合成装置内には、補償ユニットが配置され、
前記補償ユニットは、フィルタ部材及び微調整部材を有し、
前記微調整部材は、前記フィルタ部材の位置又は角度を調整し、参照波の出射角度を変えることを特徴とするフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置。
【請求項４】
前記微調整部材は、モータ連動機構又は電磁連動機構であり、異なる色の画像に応じ、前記補償ユニット中の前記フィルタ部材の位置又は角度を調整することを特徴とする請求項３に記載のフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置。
【請求項５】
前記画像合成装置は、発光ユニット、分光ユニット、補償ユニット、投影ユニット及びフィルムを有し、
前記発光ユニットから出射されたビームが前記分光ユニットにより、参照ビームと物体ビームとに分光され、前記参照ビームが前記補償ユニットに入射し、前記物体ビームが前記投影ユニットに入射し、前記参照ビームが前記補償ユニットにより参照波に変換され、所定角度で前記フィルムに投射され、前記物体ビームが前記投影ユニットにより物体波に変換され、前記投影ユニット内部の現像板の画像が前記フィルムに投射され、前記参照波と前記物体波とが干渉し、前記フィルムに画像を記録することを特徴とする請求項３に記載のフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏移補償装置に関し、特に、参照波及び物体波により干渉縞を発生させ、フィルムに画像を記録して立体画像を再生し、参照波が補償ユニットを通る際に照射角度を調整し、三原色画像の回折偏差角（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）を修正するフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昔のＳＦ映画などによく登場する立体画像技術は、光電技術の発展によりすでに実現されている。ビューアは、物体を異なる方向から撮影した二次元画像を両目で見ることにより、立体画像を見ることができる。２つの二次元画像をキャプチャする角度は、目が物体を左側から見たときの角度と右側から見たときの角度である。左側から見たときの二次元画像と右側から見たときの二次元画像とをそれぞれの目で見ると、脳に伝達されたそれぞれの画像が合成され、立体的な視覚を得ることができる。前述の立体的視覚を得るためには、物体の側面のうちの１つの固定画像を得て、各角度から物体を見たときの各面のホログラム画像を得るために、ホログラムディスプレイフレーク（ｄｉｓｐｌａｙ  ｆｌａｋｅ）が必要である。
【０００３】
ホログラムディスプレイフレークには、物体を同一距離かつ同一高さで回数に制限無く各方向から二次元画像を様々な角度（即ち３６０度）で撮影し、これら二次元画像を環状フィルムに順次記録する。三次元画像を再生する際、ホログラムディスプレイフレークの下方又は後方に、再生光源を配置し、ホログラムディスプレイフレークに再生光線が透過されると、画像が投射される。これにより、適宜な位置にいるビューアが、撮影角度が異なる２つの平面画像を両目で見ると、物体の立体視覚を得ることができる。
【０００４】
従来のホログラムを再生する装置は、光源を参照光と物体光とに分ける。物体光がフィルタにより物体光の光波に変換された後、物体の二次元画像をディスプレイフレークに投射する。参照光は、フィルタを介して参照波に変換された後、物体光の光波と異なる入射角度でディスプレイフレークに照射される。参照波と物体波とにより干渉縞が生成されると、フィルムに二次元画像が記録される。光源は、赤色、緑色、青色など、様々な色のビームを出射するレーザー発信器である。
【０００５】
異なる色の光は、異なる波長と回折角度を有するため、赤色、緑色及び青色の画像が白色光源により画像が再生される際、画像光線の回折角度がそれぞれ異なり、画像投射角度の違いにより重ねることができず、フルカラーホログラムの立体画像を再生することができない。
【０００６】
図１を参照する。図１は、フルカラーホログラムの立体画像が元の色を忠実に再生することができない従来のディスプレイフレークである。図１に示すように、三次元画像を再生する際、１つの光源９１をバックライトとして用い、ディスプレイフレーク（ｄｉｓｐｌａｙ  ｆｌａｋｅ）９２を利用して立体画像を投影する。赤色画像光線９３を標準とする場合、緑色画像光線９４の投射角度が大きくなり、青色画像光線９５の偏差角が大きい。そのため、従来のホログラムディスプレイフレークにより再生する立体画像は、三色が分離された単色画像となり、物体の元の色を忠実に再現することができない。
【０００７】
そのため、単色しか表示することができないという従来の問題点を解決し、リアルな立体画像を得ることができるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置が求められていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主な目的は、フルカラーホログラムディスプレイフレークを製作する際、様々な色の画像に応じて参照光の照射角度を変え、フィルム上の各色の画像の回折角度を変えておくことにより、１つの光源により立体画像を再生する際、異なる色の画像が同じ回折角度を有するため、各色の画像を重ねて好適なフルカラー立体画像を再生することができるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、発光ユニット、分光ユニット、補償ユニット、投影ユニット、撮影ユニット及びフィルムを備えるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置であって、前記発光ユニットは、ビームを出射する光源発信器であり、前記分光ユニットは、前記分光ユニットに入射するビームを参照ビームと物体ビームとに分光し、前記補償ユニットに前記参照ビームを入射し、前記投影ユニットに前記物体ビームを入射し、前記補償ユニットは、フィルタ部材及び微調整部材を含み、前記参照ビームが前記フィルタ部材により参照波に変換されて前記フィルムに照射され、前記微調整部材により前記フィルタ部材の位置又は角度を調整し、前記フィルムに照射される前記参照波の入射角度を変え、前記投影ユニットは、フィルタ部材、案内レンズ、現像板及び結像レンズを有し、前記現像板は、前記撮影ユニットと接続されて二次元画像が表示され、前記物体ビームは、前記フィルタ部材により物体波に変換されてから、前記案内レンズ、前記現像板及び前記結像レンズを透過し、前記現像板上の二次元画像が前記フィルムに投射され、前記撮影ユニットは、回転ベース、撮影部材及びコンピュータを有し、前記回転ベース内には、前記回転ベースを回転させるステッピングモータが配置され、前記撮影部材が画像をキャプチャし、前記コンピュータに二次元画像を伝送して処理した後、前記現像板に表示され、前記フィルムは、光学画像を記録するために用い、前記ステッピングモータの軸座上に配置され、前記軸座により前記フィルムが回転され、前記参照波と前記物体波とは最終的に前記フィルム上の一箇所で交わり、２つの光波の干渉縞により、前記フィルムに画像が記録され、定着処理によりホログラムディスプレイフレークが形成され、前記コンピュータは、前記二次元画像を分色処理し、赤色画像、緑色画像及び青色画像を生成して前記現像板に伝送し、前記補償ユニット中の前記微調整部材を調整し、異なる色画像に応じて前記フィルタ部材の位置又は角度を制御し、前記フィルムに照射される前記参照波の入射角度を調整し、前記フィルム上の様々な色画像の回折角度を変え、前記発光ユニットは、前記分光ユニットの右上方に位置し、前記補償ユニットは、前記分光ユニットの左下方に位置し、前記投影ユニットは、前記分光ユニットの右下方に位置し、前記フィルムは、前記補償ユニットの下方に位置し、前記撮影ユニットは、前記投影ユニットの右下方に位置することを特徴とするフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置が提供される。
【００１０】
前記発光ユニットは、様々な波長色のレーザービームを出射するレーザー発信器であり、前記レーザービームの波長範囲には、不可視光と、赤色、緑色又は青色を含む可視光と、が含まれ、前記微調整部材は、モータ連動機構又は電磁連動機構であり、前記補償ユニット及び前記投影ユニットには、バッフル板が配置され、前記フィルムに照射される前記参照波及び前記物体波の範囲を制限することが好ましい。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、画像合成装置内には、補償ユニットが配置され、前記補償ユニットは、フィルタ部材及び微調整部材を有し、前記微調整部材は、前記フィルタ部材の位置又は角度を調整し、参照波の出射角度を変えることを特徴とするフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置が提供される。
【００１２】
前記微調整部材は、モータ連動機構又は電磁連動機構であり、異なる色の画像に応じ、前記補償ユニット中の前記フィルタ部材の位置又は角度を調整することが好ましい。
【００１３】
前記画像合成装置は、発光ユニット、分光ユニット、補償ユニット、投影ユニット及びフィルムを有し、前記発光ユニットから出射されたビームが前記分光ユニットにより、参照ビームと物体ビームとに分光され、前記参照ビームが前記補償ユニットに入射し、前記物体ビームが前記投影ユニットに入射し、前記参照ビームが前記補償ユニットにより参照波に変換され、所定角度で前記フィルムに投射され、前記物体ビームが前記投影ユニットにより物体波に変換され、前記投影ユニット内部の現像板の画像が前記フィルムに投射され、前記参照波と前記物体波とが干渉し、前記フィルムに画像を記録することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置は、フルカラーホログラムディスプレイフレークを製作する際、様々な色の画像に応じて参照光の照射角度を変え、フィルム上の各色の画像の回折角度を変えておくことにより、１つの光源により立体画像を再生する際、異なる色の画像が同じ回折角度を有するため、各色の画像を重ねて好適なフルカラー立体画像を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のホログラムディスプレイフレークにより立体画像を再生し、異なる色光が有する画像投射角度のずれを示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態によるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態によるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置が異なる色光を用いて画像を記録する際に、微調整部材により位置及び角度を変え、参照波の照射角度を変えるときの状態を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態によるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置は、光源前にフィルムを載置し、フルカラーホログラムの画像を再生するときの状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図２を参照する。図２に示すように、本発明の一実施形態によるフルカラーホログラムの画像合成装置及び光偏移補償装置は、少なくとも発光ユニット１、平面鏡２、分光ユニット３、補償ユニット４、投影ユニット５、撮影ユニット６及びフィルム７から構成される。
【００１８】
発光ユニット１は、様々な波長色のレーザービーム１１を出射するレーザー発信器である。レーザービーム１１の波長範囲には、不可視光及び可視光（例えば、赤色光、緑色光、青色光など）が含まれる。
【００１９】
平面鏡２は、適宜な箇所に配置され、レーザービーム１１の照射ルートを変えたり案内したりし、高パワーでビームを反射させるレンズである。
【００２０】
分光ユニット３は、同じ性質を有する２つのビームにレーザービーム１１を分光するために用いる。レーザービーム１１が分光ユニット３に入射されると、参照ビーム３１と物体ビーム３２とに分光して出射される。参照ビーム３１は、平面鏡２により案内され、補償ユニット４に入射する。物体ビーム３２は、平面鏡２により案内されて投影ユニット５に入射する。
【００２１】
補償ユニット４は、フィルタ部材４１、微調整部材４２及びバッフル板４３を有する。参照ビーム３１がフィルタ部材４１に入射されて変換された参照波３１１は、バッフル板４３を透過した後、フィルム７上に照射される。バッフル板４３は、フィルム７に照射される参照波３１１の範囲を制限するために用いる。微調整部材４２は、フィルタ部材４１の前後位置又は回転角度を調整し、フィルム７に入射される参照波３１１の角度を変える作用を有するモータ連動機構又は電磁連動機構でもよい。
【００２２】
投影ユニット５は、フィルタ部材５１、案内レンズ５２、現像板（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｂｏａｒｄ）５３、結像レンズ５４及びバッフル板５５を有する。現像板５３と撮影ユニット６とを組み合わせて用いることにより、二次元画像を表示する。物体ビーム３２は、フィルタ部材５１に入射され、物体波３２１に変換されてから、案内レンズ５２、現像板５３、結像レンズ５４及びバッフル板５５を透過し、現像板５３上の二次元画像をフィルム７に投射させる。バッフル板５５は、フィルム７に投射される二次元画像の範囲を制限するために用いる。
【００２３】
撮影ユニット６は、回転ベース６１、撮影部材６２及びコンピュータ６３を有する。回転ベース６１内には、回転ベース６１を回転させるステッピングモータが配置されている。撮影部材６２は、画像をキャプチャしてコンピュータ６３へ伝送し、色分離処理を行う。この色分離処理は、画像中の各色画素を分離し、赤色、緑色及び青色の二次元画像を現像板５３に伝送して表示する。
【００２４】
フィルム７は、フィルム７を回転させるステッピングモータを内部に有する軸座７１に配置され、光学画像を記録する環状プレートである。参照波３１１と物体波３２１とは、フィルム７上の一箇所で交差され、２つの光波の干渉縞により二次元画像がフィルム７に記録され、定着処理を行ったホログラムディスプレイフレークを利用し、一般の光源を用いて三次元の画像を再生する。
【００２５】
図２を参照する。図２に示すように、本発明をフルカラーホログラムの画像ディスプレイフレークに応用する際、まず、回転ベース６１上に載置した物品８を回転させながら、撮影部材６２により物品の画像をキャプチャして色分離処理を行い、赤色、緑色及び青色の二次元画像を生成し、その二次元画像を現像板５３へ伝送する。
【００２６】
また、発光ユニット１から出射される固定波長のレーザービームは、平面鏡２を介して分光ユニット３に反射され、参照ビーム３１と物体ビーム３２とに分光する。参照ビーム３１が平面鏡２により反射され、補償ユニット４に入射されると、参照波３１１に変換された後にフィルム７に投射される。物体ビーム３２は、平面鏡２により投影ユニット５に反射された後、物体波３２１に変換され、現像板５３上の二次元画像がフィルム７に投射される。最後に、参照波３１１と物体波３２１とがフィルム７で交わると、２つの光波の干渉縞によりフィルム７上に画像が記録される。
【００２７】
回転ベース６１により物品８が回転される際、撮影部材６２により同一距離かつ同一高さで、物品の画像を各角度でキャプチャし続けながら、現像板５３上に異なる角度で得た二次元画像を同期で表示する。フィルム７は、ステッピングモータにより回転され、物品の様々な角度の二次元画像を順次連続的に記録する。回転ベース６１とフィルム７とが同期で回転する関係であるため、回転ベース６１が一回転するとフィルム７も同様に一回転する。
【００２８】
また、フィルム７上の画像を３回露光を繰り返して記録する。１回目の記録では、コンピュータ６３により赤色の二次元画像を現像板５３へ伝送するが、この際、フィルム７により赤色画像が記録される。全ての角度の二次元画像がフィルム７に記録された後、露光方式により緑色画像をフィルム７に記録し、フィルム７に投射される参照波３１１の入射角を補償ユニット４により調整し、緑色画像のフィルム７上の回折角度を変化させる。同様に、参照波３１１の入射角を再調整した後、フィルム７上に青色画像を記録する。上述したように、赤色、緑色及び青色の画像を繰り返し露光するステップでは、同一角度で撮影した画像を完全に重ねる必要がある。最後に、フィルム７に現像定着処理を行い、フルカラーホログラムディスプレイフレークを得る。
【００２９】
図３を参照する。図３に示すように、緑色及び青色の画像を記録する際、補償ユニット４中の微調整部材４２の位置又は回転角度を変えることにより、フィルム７に照射される参照波３１１の入射角を変え、フィルム７上の緑色画像及び青色画像の回折角度をずらしておく。
【００３０】
図４を参照する。図４に示すように、光源９１を使用して三次元画像を再生する際、赤色、緑色及び青色の画像の光線を完全に重ねることにより、リアルなフルカラーホログラム画像を得ることができる。画像を再生するために用いる光源には、白熱電球、蛍光灯、白色発光ダイオードなどを用いてもよいし、赤色、緑色及び青色の発光ダイオードにより構成した複合式光源を使用してもよい。また、本実施形態のコンピュータ６３は、画像の赤色、緑色及び青色の色画素を分離し、三原色光にしたり、様々な色を合成したりしてもよい。例えば、紫色画像を得るためには、赤色画像及び青色画像を重ね、黄色画像を得るためには、赤色画像と黄色画像とを重ねて調合する。
【００３１】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１      発光ユニット
２      平面鏡
３      分光ユニット
４      補償ユニット
５      投影ユニット
６      撮影ユニット
７      フィルム
８      物品
１１    レーザービーム
３１    参照ビーム
３２    物体ビーム
４１    フィルタ部材
４２    微調整部材
４３    バッフル板
５１    フィルタ部材
５２    案内レンズ
５３    現像板
５４    結像レンズ
５５    バッフル板
６１    回転ベース
６２    撮影部材
６３    コンピュータ
７１    軸座
９１    光源
９２    ディスプレイフレーク
９３    赤色画像光線
９４    緑色画像光線
９５    青色画像光線
３１１  参照波
３２１  物体波
【図１】
2011232746.tif 000003
【図２】
2011232746.tif 000004
【図３】
2011232746.tif 000005
【図４】
2011232746.tif 000006