(57)【要約】【課題】高画質の立体画像プリントが製造可能な立体画像記録装置を得る。【解決手段】露光処理部３６の光源部４０に合波レーザ光源を用いることで、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。また、合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、ホログラムフィルム３８のように感度の低いフィルムを露光するには特に好適である。このように、ハイパワーで高輝度なレーザ光がライン状に得られるため、感度の低いホログラムフィルム３８であっても、高画質の干渉型ホログラムが得られる。また、ハイパワーで高輝度なライン状のレーザ光を用いることによって露光時間を短くすることができ、画像形成の高速化を図ることができる。【選択図】　　図３
2004045628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉縞を記録するために、ひとつ以上の記録光源の波長に対応して設けられた少なくとも一つの感光層を備えた立体画像記録フィルムに、立体画像データの小領域毎の振幅情報及び位相情報を記録して干渉型ホログラムを製造する立体画像記録装置であって、
複数の半導体レーザから出射されたレーザ光を一本のファイバーから出射するファイバ光源を備えたレーザ装置と、
多数の画素部が基板上に２次元状に配列され、前記レーザ装置から照射されたレーザ光を変調する空間光変調素子と、
前記画素部毎の光変調状態を、前記立体画像データの小領域毎の振幅情報及び位相情報に応じて制御し、レーザ光を前記立体画像記録フィルムに照射させる制御手段と、
を有することを特徴とする立体画像記録装置。
【請求項２】
前記ファイバ光源を複数備え、該複数のファイバ光源の出射端における発光点の各々をアレイ状、又はバンドル状に配列したことを特徴とする請求項１に記載の立体画像記録装置。
【請求項３】
前記干渉型ホログラムが、リップマン型、フレネル型、イメージ型、レリーフ型、ホログラフィックステレオグラム型の何れかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体画像を再生するための干渉型ホログラムを製造する立体画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィとは、立体画像を再生するための光波の振幅と位相の情報を媒体に記録し、再生する技術である。レーザ光のようにコヒーレントな光を物体に照射し、物体からの反射光（物体光）を記録媒体に照射する際に、もう１本のコヒーレントな光（参照光）を同時に記録媒体に照射すると、記録媒体上に干渉縞が形成される。
【０００３】
この干渉による光強度分布を屈折率または吸収率の変化として媒体中に記録したものがホログラムである。そして、ホログラムが記録された記録媒体に参照光のみを照射すると、ホログラムが回折格子として働き、物体光が再生される。被写体に３次元構造の物体を用いた場合には、再生像は自然な立体感を備えた立体画像となる。このため、立体静止画像を表示する手法としてホログラフィが広く使用されている。
【０００４】
しかしながら、ホログラフィは撮影工程が煩雑であり、一般人が所望の三次元画像を簡単に手にすることができないという問題がある。このため、個人的に撮影した映像や個人的に作成した平面画像を立体画像として提供する仕組みが必要とされていた。また、ホログラフィには、高画質で違和感の無いフルカラー画像を得ることが難しいという問題がある。
【０００５】
例えば、フレネル型のホログラムでは、物体光と参照光を感光材料に同一方向から入射させ、干渉縞を記録する光学系を作り、干渉縞を記録現像処理したホログラムを、撮影した参照光と同じ光で照明すると、撮影物体の置かれていた位置に再生像（虚像）が現れるが、ホログラムを製作した参照光と同じ光で照明しないと再生像を得ることができない。
【０００６】
ところで、通常のホログラフィで再生される画像は単色であるが、例えば、辻内順平著「ホログラフィー」裳華房（１９９７）に紹介されているように、カラー画像を記録、再生することができるカラーホログラムも種々検討されており、レーザ光再生ホログラム、白色光再生ホログラム、ホログラフィックステレオグラムに大きく分類することができる。
【０００７】
最初にカラーホログラムを提案したＬｅｉｔｈ等の方法は、レーザ再生ホログラムと呼ばれ、まず、物体をＲＧＢ３色のレーザ光で照明して、各色のレーザ光について３枚のホログラムを撮影する。次に、撮影に使用したものと同じ色のレーザ光を用いて３枚のホログラムの各々を照明すると、ＲＧＢ３色の再生像が同じ位置に重なって現れカラー画像が再生されるというものである。
【０００８】
しかしながら、再生時には各色のレーザ光が３枚のホログラムの各々により回折するために、いわゆるゴースト像が現れるという欠点がある。このため、撮影の際に、参照光学系にフーコー格子を置いて３枚のホログラムが重ならないように記録することにより、ゴースト像の無い再生像を得ることができるが、再生には撮影時の参照光学系と全く同じ光学系が必要になり煩雑である。
【０００９】
また、レーザ光以外に太陽光、電灯光などのいわゆる白色光を使って撮影、再生ができる白色光再生ホログラムもあり、イメージホログラムとレインボウホログラムとリップマンホログラムの３種類に大別される。
【００１０】
イメージホログラムは、再生される物体の像をできるだけホログラムから離れないようにする方法であり、物体をホログラムのすぐ近くに置いて撮影するか、或いは物体とホログラムの間にレンズなどの結像系を置いて物体の像をホログラムの上に作り、再生のときに分散の影響を少なくする方法であり、簡単な方法で白色光再生ホログラムが得られるという特徴があるが、結像に使ったレンズの口径が小さいと視域が著しく狭くなり、物体がある程度大きくなると全体を見ることができなくなるという欠点がある。
【００１１】
また、レインボウ・ホログラムは、ホログラムの空間搬送波が水平方向となるように撮影したものであり、ＲＧＢそれぞれの波長で３枚のレインボウ・ホログラムを撮影し、それらを貼り合わせて白色光を照明することで、３枚のホログラムからの再生像が同じ位置に重なって現れ、カラー画像が再生される。しかしながら、レインボウ・ホログラムでは、カラーバランスの正しい像が見える位置が決まっており、そこから目を動かすと色再現が悪くなるという欠点を有している。
【００１２】
また、リップマン・ホログラムは、ハロゲン化銀感光材料のように厚みのある感光材料のＲＧＢ３色に対応して設けられた感光層の各々に干渉縞を書き込んだカラーホログラムであり、この場合得られる干渉縞の形は、いわゆるリップマンのカラー写真と同様に記録面に略平行であり、また、再生時にはブラッグ回折によって三次元像が観察され、感光層からの再生像が同じ位置に重なって現れ、カラー画像が再生される。
【００１３】
このような干渉縞は、一定の入射角の照明光に対して波長選択性を有するので、リップマンホログラムには太陽光のような白色光でカラー像を再生できる長所があるが、現像時に感光層が収縮するために、撮影時と異なる像が再生されるという欠点がある。
【００１４】
なお、ステレオグラムを用いてもカラーホログラムを作製することができるが、ステレオグラムは複数の二次元写真画像を用いて様々な角度から見える強度画像を書き込むものであり、光の位相制御までは行なっていない。
【００１５】
一方、普通に撮影されたホログラムと異なり、コンピュータで合成されたホログラムを計算機ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　Ｈｏｌｏｇｒａｍ；ＣＧＨ）といい、コンピュータを用いてホログラム自身の構造（物体光の振幅と位相の分布）を計算し、作成するホログラムのことである。ここで、多数の普通写真から合成されたホログラムは、ホログラフフィック・ステレオグラムと呼ばれている。
【００１６】
最近では、コンピュータに蓄積された画像データからホログラフフィック・ステレオグラムを合成するホログラム・プリンタと呼ばれる小型装置も開発されている（Ｍ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，　Ｎ．Ｏｈｙａｍａ，　Ｔ．Ｈｏｎｄａ，　”Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｐｒｉｎｔｅｒ：ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ，”　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ　３１，ｐｐ．２１７−２２２（１９９２）、木原信宏、白倉明、馬場茂幸、“高速ホログラムポートレイトプリントシステム，”３Ｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　’９８，　ｐｐ．２５７−２６２（１９９８））。
【００１７】
しかしながら、このホログラム・プリンタには、光の干渉を用いた露光のために複雑な光学系が必要であり、書き込み時に高い精度が要求されるという欠点がある。すなわち、画質、視野角を向上させるために画素の大きさが波長同等である必要があり、通常のレーザ光ではそのような微小スポットを書き込むことが困難である。これに対して、電子ビームによって立体画像を表示する方法もあるが、露光装置が大型化し、また、階調の制御が困難であるという問題がある。
【００１８】
また、コンピュータに蓄積された画像データから二次元の空間光変調器を用いて立体画像を表示する方法もある。例えば、液晶空間変調器を用いて、細かいセル毎に吸収率と屈折率とを変えることにより透過光の振幅・位相を制御して、立体画像を再生する方法である。
【００１９】
この方法によれば位相共役像が出現せず、干渉縞による回折により再生像を得る場合と比較し、光の三原色であるＲＧＢを空間的に分離することで他波長によるゴースト像を防ぐことができると共に、高い回折効率を得ることができる（明るい像を再生できる）という利点を有する。
【００２０】
しかしながら、現在の技術では空間変調器の液晶ピクセルが１００μｍ程度と大きく、また大面積化が難しいために、観賞に耐え得る立体画像を表示することは難しい。また、静止画像を楽しむという用途ではコストが高いことも欠点である。
【００２１】
ところで、ホログラムを再生するとき、平行光線束又は離れた位置にある点光源から出る光をホログラムに当てるため、ホログラムの前又は後ろにかなり広い空間が必要となり、さらにその照明装置と光源との位置関係を正しく保つ必要がある。
【００２２】
このため、ディスプレイ用としてホログラムを用いるときには、コンパクトな再生照明装置を用い、ホログラムの端面から照明するようにして（いわゆるエッジリットホログラムと呼ばれる）コンパクト化を目指しているが、９０°近い大きな入射角をもつ参照光及び再生照明光を使った場合、再生像の分解能は通常のホログラムよりも低下してしまうという欠点がある。
【００２３】
一方、写真フィルムは、露光量に応じて濃度が変化すると共に、膨張・収縮によるレリーフ形成、屈折率変化が起きることが知られており、これを利用して、計算機で算出した物体光の振幅分布や位相分布を写真フィルムに記録する手法がある。
【００２４】
この手法は、キノフォームと呼ばれ、例えば、リバーサルカラーフィルムを用いて、赤色感光層に振幅分布を記録し、青色感光層及び緑色感光層に位相分布を記録する。記録後のリバーサルカラーフィルムを赤色レーザ（ＨｅＮｅレーザ）で再生することで、視差のある文字画像を再生することができる（Ｄ．Ｃ．Ｃｈｕ，　Ｊ．Ｒ．Ｆｉｅｎｕｐ，　Ｊ．Ｗ．Ｇｏｏｄｍａｎ，　”Ｍｕｌｔｉｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｏｎ−ａｘｉｓ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｈｏｌｏｇｒａｍ，”　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ　１２，ｐｐ．１３８６−１３８８（１９７３））。しかしながら、リバーサルカラーフィルムを用いても、得られる画像は単色画像である。
【００２５】
また、従来のホログラフィ用感光材料は感度が低く、例えば、デュポン社のＯｍｎｉｄｅｘホログラフィ用感光材料では〜３０ｍＪ／ｃｍ２、銀塩ホログラフィ用感光材料であっても〜３０μＪ／ｃｍ２であり、通常の写真用感光材料よりも低い。この感度の低さを補うため、光源であるレーザの光強度は高い方が良いが、これまでのハイパワーレーザと言えば、大型な気体レーザや増幅器を備えた固体レーザであり、これらは装置が大型化し、コストも高く、また、大量の熱が発生するため、ファンを回して発生した熱を下げる構造が多い。しかし、ホログラムの露光中に微小振動が発生すると、ホログラムの回折効率が落ちるという欠点があり、ファンによる振動は大きな問題となる。
【００２６】
以上の通り、従来のホログラフィの手法では、高画質のカラー画像が再生される立体画像を得ることはできなかった。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、高画質の立体画像プリントが製造可能な立体画像記録装置を得ることを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、干渉縞を記録するために、ひとつ以上の記録光源の波長に対応して設けられた少なくとも一つの感光層を備えた立体画像記録フィルムに、立体画像データの小領域毎の振幅情報及び位相情報を記録して干渉型ホログラムを製造する立体画像記録装置であって、複数の半導体レーザから出射されたレーザ光を一本のファイバーから出射するファイバ光源を備えたレーザ装置と、多数の画素部が基板上に２次元状に配列され、前記レーザ装置から照射されたレーザ光を変調する空間光変調素子と、前記画素部毎の光変調状態を、前記立体画像データの小領域毎の振幅情報及び位相情報に応じて制御し、レーザ光を前記立体画像記録フィルムに照射させる制御手段と、を有することを特徴としている。
【００２９】
請求項１に記載の発明では、レーザ装置に、複数の半導体レーザから出射されたレーザ光を一本のファイバーから出射するファイバ光源を備えている。これにより、ハイパワーで高輝度なレーザ光が得られるため、感度の低い立体画像記録フィルムであっても、高画質の干渉型ホログラムが得られる。
【００３０】
また、半導体レーザを用いることで、気体レーザや固体レーザを用いる場合と比較して立体画像記録装置を小型化することができる。さらに、気体レーザ及び固体レーザと比較して、低コストな半導体レーザを使用することができるため、コストダウンを図ることができる。
【００３１】
また、半導体レーザを用いることで、気体レーザ及び固体レーザと比較して、レーザ装置の温度上昇率を抑えることができる。レーザ装置の温度上昇率が大きい場合、レーザ装置冷却用のファンを配設し、発生した熱を下げる必要が生じてしまうが、ホログラムの露光中に微小振動が発生すると、ホログラムの回折効率が落ちるという欠点があり、ファンによる振動は大きな問題となる。このため、レーザ装置の温度上昇率を抑えることで、レーザ装置冷却用のファンを設ける必要がなくなる。従って、ホログラムの回折効率が落ちることはない。
【００３２】
請求項２に記載の発明では、ファイバ光源を複数備え、該複数のファイバ光源の出射端における発光点の各々をアレイ状、又はバンドル状に配列している。これにより、ハイパワーで高輝度なレーザ光がライン状に得られるため、露光時間を短くすることができ、画像形成の高速化を図ることができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明では、干渉型ホログラムを、リップマン型、フレネル型、イメージ型、レリーフ型、ホログラフィックステレオグラム型の何れかとしている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
次に、本形態に係る立体画像記録装置について説明する。
【００３５】
この立体画像記録装置（以下、「立体画像プリンタ」という）では、ホログラフィックステレオグラム型を用い、横方向視差のみ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　Ｐａｒａｌｌａｘ　Ｏｎｌｙ：ＨＰＯ）のワンステップホログラフィックステレオグラムを採用すると共に、視差画像撮影装置を組み合わせている。
【００３６】
ＨＰＯ型ワンステップホログラフィックステレオグラムは、複数の２次元画像から３次元画像が得られるようにしたものであり、多数のスリット状のホログラム（要素ホログラム）によって構成されており、各要素ホログラムには、液晶パネルに表示された画像が、非視差方向（上下方向）では投影され、視差方向（左右方向）では集光されて記録される。このような要素ホログラム露光を全面に渡って行なう。
【００３７】
この結果、各要素ホログラムに記録された画像は２次元の画像であるにも拘わらず、各要素ホログラムに露光する画像を適当な視野情報を持つものにすることで、全体として横方向の視差を有する立体画像を得ることができる。
【００３８】
次に、立体画像プリンタの構成を図１に示すブロック図に従って説明する。この立体画像プリンタ１０は、大きく分けて視差画像撮影用カメラ部１２と、画像処理部１４と、ホログラムプリンター部１６と、で構成されており、それぞれＤＯＳ／Ｖパソコン１８によって制御されている。
【００３９】
視差画像撮影用カメラ部１２は、被写体を撮像してＮＴＳＣ方式で視差画像を取り込むＣＣＤカメラ２０を有しており、ホログラムプリンター部１６に設けられた液晶パネル２２に表示する画像は、コンピュータグラフィック若しくは実写画像から得られた視差原画像を基に画像処理により生成される。
【００４０】
ここで、視差原画像として実写画像を用いており、この実写の視差原画像は、ＣＣＤカメラ２０を被写体の回りを移動させることで得ることができる。この画像処理はＳｌｉｃｅ　ａｎｄ　Ｄｉｃｅと呼ばれる方法であり、視差原画像を視差方向にスリット状に分割し、異なる視差原画像間で再構成するものである。
【００４１】
これにより、横視差のみのホログラフィックステレオグラム特有のひずみを補正すると共に、被写体の立体像をホログラム上に持ってくることでぼけを低減させる効果がある。
【００４２】
具体的には、図２に示すように、被写体２４に対して平行となるようにレール（図示省略）を配設して、このレールにＣＣＤカメラ２０をセットし、ＣＣＤ２２（又はカメラのフィルム）と被写体２４とが平行になるようにしている。また、レールには図示しないステッピングモータが配設されており、このステッピングモータの駆動によってＣＣＤカメラ２０がレールに沿って移動する。
【００４３】
また、ＣＣＤカメラ２０内に配設されたＣＣＤ２８はステッピングモータ（図示省略）によってＣＣＤカメラ２０内を矢印方向に移動可能となっている。撮影用レンズ３０はＣＣＤカメラ２０に固定されているため、ＣＣＤ２８をＣＣＤカメラ２０に対して移動可能とすることによって、撮影される領域が移動する。
【００４４】
また、ＣＣＤカメラ２０を移動させるステッピングモータとＣＣＤ２８を移動させるステッピングモータを同期させて、ＣＣＤカメラ２０が移動してもＣＣＤ２８の中心には常に被写体２４の中心がくるようにしている。
【００４５】
このように、ＣＣＤ２２（又はカメラのフィルム）と被写体２４を平行に配置させることによって、Ｓｌｉｃｅ　ａｎｄ　Ｄｉｃｅ画像処理を行なう際、いわゆるキーストーンひずみの補正を行なう必要がないため、画像処理パワーを節約することができる。
【００４６】
例えば、被写体を中心にカメラのフィルム又はＣＣＤ面を円弧状に配置して被写体とカメラのフィルム又はＣＣＤ面との離間距離が一定となるようにした場合、キーストーンひずみが生じ、補正のため非視差方向に関して拡大縮小を行なう必要があり、別途画像処理パワーが必要となる。
【００４７】
一方、図１に示すように、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８のハードウエアーは、２５６Ｍバイトのメモリを持っており、ＲＡＭ１５を介してＣＣＤカメラ２０によって撮影された視差原画像をリアルタイムで記録可能としている。
【００４８】
また、画像処理部１４にはルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２が配設されており、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８に記録された視差原画像をダウンロードし、Ｓｌｉｃｅ　ａｎｄ　Ｄｉｃｅ画像処理を行なった後、ホログラムプリンター部１６に設けられた液晶パネル２２へ画像が送信される。
【００４９】
ここで、ホログラムプリンター部１６について説明する。
【００５０】
ホログラムプリンター部１６にはホログラムプリンタ３４が備えられており、このホログラムプリンタ３４は、撮影からホログラムのプリントアウトまでを全自動で行うことができ、一般のオフィス環境での使用に耐えることができることを特徴としており、さらに、ホログラムフィルム３８（図３（Ａ）参照）をカートリッジ化している。
【００５１】
また、ホログラムプリンタ３４内には小型のエアー定盤（図示省略）が配設されており、このエアー定盤の上には露光処理部３６（図３（Ａ）参照）の光学系が配置されている。この露光処理部３６は完全遮光のカバーで覆ってあり、外光からホログラムフィルム３８を保護している。これらの対策により、ホログラムプリンタ３４は通常のオフィス環境でも問題なく作動させることが出来る。
【００５２】
次に、ホログラムプリンタ３４に配設された露光処理部３６の光学系について説明する。
【００５３】
図３（Ａ）、（Ｂ）には露光処理部３６の光学系が示されており、図３（Ａ）は光学系の平面図を示し、図３（Ｂ）は光学系の側面図を示しており、図３（Ａ）において、ホログラムフィルム３８は図面の奥から手前側へ送られる。
【００５４】
図３（Ａ）に示すように、露光処理部３６は、所定の波長のレーザ光を出射する光源部４０（後述する）が備えられており、光源部４０からのレーザ光Ｌ１の光軸上には、シャッタ４２が配設されている。
【００５５】
このシャッタ４２は、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８（図１参照）によって制御されており、ホログラムフィルム３８を露光しないときは閉じられ、ホログラムフィルム３８を露光するときに開放される。
【００５６】
なお、ここでは、シャッタ４２を用いてレーザ光のオンオフを切り換えるようにしているが、半導体レーザの場合、電流に変調を加えてパルス駆動させることにより、シャッタ４２の代わりとしても良い。
【００５７】
一方、シャッタ４２を通過したレーザ光は、ビームスプリッタ４４によって物体光Ｌ３と参照光Ｌ２に分けられ、物体光Ｌ３は液晶パネル２２により変調される。この液晶パネル２２は５１万画素ＴＦＴ白黒液晶パネルを使用しており、液晶パネル２２を通過した物体光Ｌ３は、視差方向にはホログラムフィルム３８上で集光され、非視差方向には投影される。
【００５８】
この点について以下、詳しく説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、非視差方向の光学系についての説明を行う。非視差方向すなわち観察するときの上下方向の視野角を確保するため、ホログラムフィルム３８に近接して非視差方向のみへ物体光Ｌ３を拡散させる１次元拡散板４６（図４（Ａ）参照）を配置している。
【００５９】
この１次元拡散板４６は、ホログラフィックステレオグラムに上下方向の視野角を持たせるためのものである。すなわち、この１次元拡散板４６によって、物体光Ｌ３が上下方向、すなわち作成される要素ホログラムの長軸方向に拡散され、これにより、作成されるホログラフィックステレオグラムは縦方向の視野角を有することとなる。
【００６０】
このため、非視差方向に関しては、液晶画像を投影しないと上下方向にぼけた画像になってしまう。そこで、球面レンズ４８、５０を用いて１次元拡散板４６上に拡大投影を行っている。
【００６１】
次に、図３（Ｂ）に示されている視差方向の光学系についての説明を行う。視差方向に関しては、側面図に示したように液晶画像をシリンドリカルレンズ５２によってホログラムフィルム３８の一方の面上に集光することで角度方向の情報を持たせている。
【００６２】
この集光用シリンドリカルレンズ５２の集光角度は５７°としており、ホログラムフィルム３８上での光量分布を均一化して回折効率を向上させるため液晶パネル２２上に視差方向への１次元拡散素子を配置している。
【００６３】
これにより、ホログラムフィルム３８上での集光点は広がりを持つことになるが、要素ホログラム外に集光点が広がってしまうと、隣接する要素ホログラムとのクロストークにより、回折効率の低下などを発生するため、球面レンズ４８による集光点にスリット５４を配置することで、要素ホログラム外に漏れる光をカットしている。ここで、スリット幅は要素ホログラム幅とシリンドリカルレンズ５２と球面レンズ５０の焦点距離から決めることが出来る。
【００６４】
一方、図３（Ａ）に示すように、ビームスプリッタ４４によって分岐されたレーザ光は、参照光Ｌ２として、非視差方向にのみ広げられた後、コリメート用シリンドリカルレンズ５６によって平行ビームとされ、全反射ミラー５８によって反射させてホログラムフィルム３８の一方の面上に投影される。
【００６５】
この結果、参照光Ｌ２と物体光Ｌ３とがホログラムフィルム３８において干渉し、この干渉によって生じる干渉縞がホログラムフィルム３８上に、屈折率の変化として記録される。
【００６６】
ここで、露光処理部３６の光学系を構成する光源部４０について説明する。
【００６７】
図５（Ａ）に示すように、光源部４０はファイバアレイ光源６６によって構成されており、複数（例えば、６個）のレーザモジュール６４を備え、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ８０の一端が結合されている。
【００６８】
マルチモード光ファイバ８０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ８０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ８０より小さい光ファイバ８１が結合され、図５（Ｃ）に示すように、光ファイバ８１の出射端部（発光点）が副走査方向と直交する主走査方向に沿って１列に配列（いわゆるアレイ状）されてレーザ出射部８２が構成されている。なお、図５（Ｄ）に示すように、発光点を主走査方向に沿って２列に配列（いわゆるバンドル状）することもできる。
【００６９】
光ファイバ８１の出射端部は、図５（Ｂ）に示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ８１の光出射側には、光ファイバ８１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。
【００７０】
この保護板６３は、光ファイバ８１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ８１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ８１の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。
【００７１】
この例では、クラッド径が小さい光ファイバ８１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ８０の間にマルチモード光ファイバ８０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ８０に結合された光ファイバ８１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ８０に結合された光ファイバ８１の２つの出射端の間に挟まれるように配列されている。
【００７２】
このような光ファイバは、例えば、図６に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ８０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ８１を同軸的に結合することにより得ることができる。
【００７３】
この２本の光ファイバ８０、８１は、光ファイバ８１の入射端面が、マルチモード光ファイバ８０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。ここで、光ファイバ８１のコア８１ａの径は、マルチモード光ファイバ８０のコア８０ａの径と同じ大きさである。
【００７４】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ８０の出射端に結合してもよい。
【００７５】
コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ８１を、マルチモード光ファイバ８０の出射端部と称する場合がある。
【００７６】
マルチモード光ファイバ８０及び光ファイバ８１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。
【００７７】
本実施の形態では、マルチモード光ファイバ８０及び光ファイバ８１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ８０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ８１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００７８】
ここで、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。
【００７９】
しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、ＧａＮ系半導体レーザから出射された波長４０５ｎｍのレーザ光では、クラッドの厚み｛（クラッド径−コア径）／２｝を８００ｎｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の１／２程度、通信用の１．５μｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約１／４にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を６０μｍと小さくすることができる。
【００８０】
但し、光ファイバ８１のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ８１のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。
【００８１】
一方、レーザモジュール６４は、図７に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック８４上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ８５，８６，８７，８８，８９，９０，及び９１と、１つの集光レンズ９２と、１本のマルチモード光ファイバ８０と、から構成されている。
【００８２】
なお、半導体レーザの個数は７個には限定されない。例えば、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２のマルチモード光ファイバには、２０個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。
【００８３】
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（例えば、マルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは３０ｍＷ）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、上記の４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。
【００８４】
上記の合波レーザ光源は、図８及び図９に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ９４内に収納されている。パッケージ９４は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋９５を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ９４の開口をパッケージ蓋９５で閉じることにより、パッケージ９４とパッケージ蓋９５とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。
【００８５】
パッケージ９４の底面にはベース板９６が固定されており、このベース板９６の上面には、前記ヒートブロック８４と、集光レンズ９２を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ８０の入射端部を保持するファイバホルダー９８とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ８０の出射端部は、パッケージ９４の壁面に形成された開口からパッケージ９４外に引き出されている。
【００８６】
また、ヒートブロック８４の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ８５〜９１が保持されている。パッケージ９４の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ９４外に引き出されている。
【００８７】
なお、図９においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ９１にのみ番号を付している。
【００８８】
図１０は、上記コリメータレンズ８５〜９１の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ８５〜９１の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ８５〜９１は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１０の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００８９】
一方、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザ光Ｂ１〜Ｂ７（図７参照）を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００９０】
従って、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ８５〜９１に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。
【００９１】
つまり、各コリメータレンズ８５〜９１の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザ光Ｂ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ８５〜９１の各々は、焦点距離ｆ１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００９２】
一方、図８に示すように、集光レンズ９２は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ８５〜９１の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ９２は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ９２も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００９３】
上記の実施の形態では、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源を用いた例について説明したが、レーザ光源は、合波レーザ光源をアレイ化したファイバアレイ光源には限定されない。例えば、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。
【００９４】
また、複数の発光点を備えた光源としては、例えば、図１１に示すように、ヒートブロック１００上に、複数（例えば、７個）のチップ状の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図１２（Ａ）に示す、複数（例えば、５個）の発光点１１０ａが所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザ１１０が知られている。
【００９５】
このマルチキャビティレーザ１１０は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザ光を合波し易い。但し、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキャビティレーザ１１０に撓みが発生し易くなるため、発光点１１０ａの個数は５個以下とするのが好ましい。
【００９６】
本発明の立体画像プリンタの露光処理部の光学系を構成する光源部４０では、このマルチキャビティレーザ１１０や、図１２（Ｂ）に示すように、ヒートブロック１００上に、複数のマルチキャビティレーザ１１０が各チップの発光点１１０ａの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキャビティレーザアレイを、光源として用いることができる。
【００９７】
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、図１３に示すように、複数（例えば、３個）の発光点１１０ａを有するチップ状のマルチキャビティレーザ１１０を備えた合波レーザ光源を用いることができる。
【００９８】
この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザ１１０と、１本のマルチモード光ファイバ１３０と、集光レンズ１２０と、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザ１１０は、例えば、発振波長が４０５ｎｍのＧａＮ系レーザダイオードで構成することができる。
【００９９】
上記の構成では、マルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａの各々から出射したレーザ光Ｂの各々は、集光レンズ１２０によって集光され、マルチモード光ファイバ１３０のコア１３０ａに入射する。コア１３０ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【０１００】
マルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａを、上記マルチモード光ファイバ１３０のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ１２０として、マルチモード光ファイバ１３０のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザ１１０からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザ光Ｂのマルチモード光ファイバ１３０への結合効率を上げることができる。
【０１０１】
また、図１４に示すように、複数（例えば、３個）の発光点を備えたマルチキャビティレーザ１１０を用い、ヒートブロック１１１上に複数（例えば、９個）のマルチキャビティレーザ１１０が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ１４０を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキャビティレーザ１１０は、各チップの発光点１１０ａの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。
【０１０２】
この合波レーザ光源は、レーザアレイ１４０と、各マルチキヤピティレーザ１１０に対応させて配置した複数のレンズアレイ１１４と、レーザアレイ１４０と複数のレンズアレイ１１４との間に配置された１本のロッドレンズ１１３と、１本のマルチモード光ファイバ１３０と、集光レンズ１２０と、を備えて構成されている。レンズアレイ１１４は、マルチキヤピティレーザ１１０の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。
【０１０３】
上記の構成では、複数のマルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａの各々から出射したレーザ光Ｂの各々は、ロッドレンズ１１３により所定方向に集光された後、レンズアレイ１１４の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｌは、集光レンズ１２０によって集光され、マルチモード光ファイバ１３０のコア１３０ａに入射する。コア１３０ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【０１０４】
更に他の合波レーザ光源の例を示す。この合波レーザ光源は、図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、略矩形状のヒートブロック１８０上に光軸方向の断面がＬ字状のヒートブロック１８２が搭載され、２つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。
【０１０５】
このＬ字状のヒートブロック１８２の上面には、複数の発光点（例えば、５個）がアレイ状に配列された複数（例えば、２個）のマルチキャビティレーザ１１０が、各チップの発光点１１０ａの配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されている。
【０１０６】
略矩形状のヒートブロック１８０には凹部が形成されており、ヒートブロック１８０の空間側上面には、複数の発光点（例えば、５個）がアレイ状に配列された複数（例えば、２個）のマルチキャビティレーザ１１０が、その発光点がヒートブロック１８２の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。
【０１０７】
マルチキャビティレーザ１１０のレーザ光出射側には、各チップの発光点１１０ａに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ１８４が配置されている。このコリメートレンズアレイ１８４は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザ光の拡がり角が大きい方向（速軸方向）とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さい方向（遅軸方向）と一致するように配置されている。
【０１０８】
このように、コリメートレンズをアレイ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コスト化することができる。
【０１０９】
また、コリメートレンズアレイ１８４のレーザ光出射側には、１本のマルチモード光ファイバ１３０と、このマルチモード光ファイバ１３０の入射端にレーザ光を集光して結合する集光レンズ１２０と、が配置されている。
【０１１０】
上記の構成では、ヒートブロック１８０、１８２上に配置された複数のマルチキャビティレーザ１１０の複数の発光点１１０ａの各々から出射したレーザ光Ｂの各々は、コリメートレンズアレイ１８４により平行光化され、集光レンズ１２０によって集光されて、マルチモード光ファイバ１３０のコア１３０ａに入射する。コア１３０ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
【０１１１】
なお、上記の各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ１３０の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。
【０１１２】
また、上記の実施の形態では、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光ファイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が１２５μｍ、８０μｍ、６０μｍ等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。
【０１１３】
ここで、本発明に用いることができる光源をまとめると次のようなものを挙げることができる。
【０１１４】
（１）複数の半導体レーザ（例えばＧａＮ系半導体レーザ）がアレイ状に配列されたレーザアレイ。
【０１１５】
（２）１つのチップに複数の発光点を備えたマルチキャビティレーザ（例えばＧａＮ系マルチキャビティレーザ）。
【０１１６】
（３）複数の半導体レーザ（例えばＧａＮ系半導体レーザ）と、１本の光ファイバーと、前記複数の半導体レーザの各々から出射されたレーザ光を集光し、集光ビームを前記光ファイバーの入射端に結合させる集光光学系と、を備えた合波レーザ光源。
【０１１７】
（４）複数のマルチキャビティレーザ（例えばＧａＮ系マルチキャビティレーザ）と、１本の光ファイバーと、前記複数のマルチキャビティレーザの複数の発光点の各々から出射されたレーザ光を集光し、集光ビームを前記光ファイバーの入射端に結合させる集光光学系と、を備えた合波レーザ光源。
【０１１８】
（５）複数の発光点を備えたマルチキャビティレーザ（例えばＧａＮ系マルチキャビティレーザ）と、１本の光ファイバーと、前記複数の発光点の各々から出射されたレーザ光を集光し、集光ビームを前記光ファイバーの入射端に結合させる集光光学系と、を備えた合波レーザ光源。
【０１１９】
（６）前記合波レーザ光源を複数備え、該複数の合波レーザ光源の光ファイバーの出射端における発光点の各々がアレイ状に配列されたファイバアレイ光源、又は、バンドル状に配列されたファイババンドル光源。
【０１２０】
（７）単一の半導体レーザ（例えば、ＧａＮ系半導体レーザ）と、１本の光ファイバと、前記単一の半導体レーザから出射されたレーザ光を集光し、集光ビームを前記光ファイバーの入射端に結合させる集光光学系と、を備えたファイバ光源を複数備え、該複数のファイバ光源の光ファイバの出射端における発光点の各々がアレイ状に配列されたファイバアレイ光源、又はバンドル状に配列されたファイババンドル光源。
【０１２１】
次に、本発明の実施の形態に係る画像立体プリンタの作用について説明する。
【０１２２】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示す露光処理部３６の光源部４０に合波レーザ光源を用いることで、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。また、合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、ホログラムフィルム３８のように感度の低いフィルムを露光するには特に好適である。
【０１２３】
このように、ハイパワーで高輝度なレーザ光がライン状に得られるため、感度の低いホログラムフィルム３８であっても、高画質の干渉型ホログラムが得られる。また、ハイパワーで高輝度なライン状のレーザ光を用いることによって、露光時間を短くすることができ、画像形成の高速化を図ることができる。
【０１２４】
さらに、合波レーザ光源を用いることで、レーザ光の空間コヒーレンスが良い。すなわち、点光源に近くなるため、拡大光学系を用いた際の波面歪みが少ない。また、レーザ光の出射端が点光源に近いため、長焦点化でき、露光ヘッド７０（図４（Ｂ）参照）のトレランスが大きくとれる。
【０１２５】
また、光源部４０に半導体レーザを用いることで、気体レーザや固体レーザを用いる場合と比較して立体画像プリンタ１０を小型化することができる。さらに、気体レーザ及び固体レーザと比較して、低コストな半導体レーザを使用することができるため、コストダウンを図ることができる。
【０１２６】
さらに、図５（Ａ）に示すように、レーザ出射部８２を光ファイバ８１の出射端とすることで、レーザモジュール６４毎のビーム出射位置のバラツキを少なくすることができると共に、光源部４０（図３（Ａ）参照）の故障時に交換が容易である。
【０１２７】
また、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、複数のマルチモード光ファイバ８０の出射端における発光点８１の各々をアレイ状、又はバンドル状に配列して、ハイパワーで高輝度なレーザ光を得ることで、一つの光源でハイパワーで高輝度なレーザ光を得る場合と比較して、光源部４０の温度上昇率を抑えることができる。
【０１２８】
光源部４０の温度上昇率が大きい場合、冷却用のファンを配設し、発生した熱を下げる必要が生じてしまうが、ホログラムの露光中に微小振動が発生すると、ホログラムの回折効率が落ちるという欠点があり、ファンによる振動は大きな問題となる。このため、光源部４０の温度上昇率を抑えることで、冷却用のファンを用いる必要がなくなる。従って、ホログラムの回折効率が落ちることはない。
【０１２９】
次に、露光処理部に備えられた露光ヘッドについて説明する。
【０１３０】
従来のホログラフィックステレオグラム露光では、振動の影響を避けるために、通常、図４（Ａ）に示すように、ガラスプレート２００（又はホログラム乾板）上に貼り付けたフォトポリマー等のホログラムフィルム２０２をパルスステージ２０４上に固定し、ホログラム記録していた。
【０１３１】
しかし、この方法ではパルスステージ２０４やガラスプレート２００等の慣性が大きく、その結果パルスステージ２０４を移動した後の振動減衰時間を比較的長い時間取る必要があった。また、ガラスプレート２００上にホログラムフィルム２０２を貼り付ける必要があることは自動化の上で不利である。
【０１３２】
そこで、図４（Ｂ）に示すように、ホログラムフィルム３８のまま露光できる露光ヘッド７０を用いた。この露光ヘッド７０はＤＯＳ／Ｖパソコン１８（図１参照）の制御のもとに、ホログラムフィルム３８を間欠送りすることができるようになっており、露光ヘッド７０に所定の状態でセットされたホログラムフィルム３８に、１つの画像が１つの要素ホログラムとして記録される毎に、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８からの制御信号に基づいて、ホログラムフィルム３８を１要素ホログラム分だけ間欠送りする。
【０１３３】
これにより、画像処理部１４（図１参照）で処理された画像データに基づく画像が、要素ホログラムとして、ホログラムフィルム３８に横方向に連続するように順次記録されることとなる。
【０１３４】
この露光ヘッド７０には、ホログラムフィルム３８が装填されるフィルムカートリッジ７２が着脱可能に設けられており、フィルムカートリッジ７２に装填されたホログラムフィルム３８は、所定の距離を置いて配設された送り用ローラ７３、７４によって搬送される。
【０１３５】
送り用ローラ７３、７４には、それぞれ対向してピンチローラ７３Ａ、７４Ａが配置されており、ホログラムフィルム３８は送り用ローラ７３、７４とピンチローラ７３Ａ、７４Ａとによって挟持され、送り用ローラ７３と送り用ローラ７４との間において、物体光の光軸に対してほぼ垂直となるように保持される。
【０１３６】
また、送り用ローラ７３と送り用ローラ７４は、図示しないトーションコイルばねにより、互いに離反する方向に付勢されている。これにより、送り用ローラ７３と送り用ローラ７４との間に掛け渡されたホログラムフィルム３８に対して、所定のテンションが付与され、この結果、ホログラムフィルム３８の位置が安定し、ホログラムフィルム３８に生じる振動が抑制される。なお、このようなテンションは、ピンチローラ方式やスプロケット送り方式等によって付与するようにしてもよい。
【０１３７】
さらに、送り用ローラ７３、７４は、図示しないステッピングモータによって自在に回転し得るようになされており、ホログラフィックステレオグラムの作成時には、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８（図１参照）から供給される制御信号に基づいて、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ回転する。これにより、ホログラムフィルム３８は、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラム分だけ、送り用ローラ７３の側から送り用ローラ７４の側へと送られることとなる。
【０１３８】
また、送り用ローラ７３と送り用ローラ７４との間には、１次元拡散板４６とルーバーフィルム６０を湾曲させた状態で一体に貼り合わせた光学部品６１が、物体光の入射位置に対応するように配置されている。この光学部品６１は、図示しない光学部品駆動機構により、ホログラムフィルム３８に対して接離移動可能に保持されている。
【０１３９】
ここで、ルーバーフィルム６０は、微細な簾状の格子を有する光学部品であり、ホログラムフィルム３８を透過した参照光が１次元拡散板４６によって反射されて、再びホログラムフィルム３８に入射するのを防ぐためのものである。
【０１４０】
一方、光学部品６１を移動させる光学部品駆動機構は、露光動作開始前にＤＯＳ／Ｖパソコン１８から供給される制御信号に基づいて駆動し、光学部品６１をホログラムフィルム３８に当接するように移動させる。
【０１４１】
これにより、光学部品６１は、送り用ローラ７３と送り用ローラ７４との間にローディングされたホログラムフィルム３８に押しつけられる。このように、光学部品６１がホログラムフィルム３８に押しつけられることにより、ホログラムフィルム３８の微小振動を抑えられ、その結果、回折効率に優れ、明るい再生像が得られるホログラフィックステレオグラムを作成することが可能となる。
【０１４２】
ところで、この露光ヘッド７０は、フィルムカートリッジ７２から引き出したホログラムフィルム３８を２つのピンチローラー７３Ａ、７４Ａを介してバネによる張力を発生させ、ホログラムフィルム３８をルーバーフィルム６０に押し付けることで耐振動性を高めている。
【０１４３】
この結果、この露光ヘッド７０では従来の露光ヘッド２０６（図４（Ａ）参照）と比較して、ホログラムフィルム３８の走行時の振動振幅が１／２０となり、また、振動減衰時間は０．１５秒と、従来の１／１０となった。
【０１４４】
これにより、１要素ホログラムあたりの記録サイクルは、０．５秒まで減少させることが出来た。具体的には、フィルム走行とそれに伴なう振動減衰待ち時間があわせて約０．２５秒以下であり、その間に画像処理部１４でＳｌｉｃｅ　ａｎｄ　Ｄｉｃｅ画像処理を平行して行っておく。
【０１４５】
また、ホログラム露光時間が約０．２５秒であり、全要素ホログラム２９５個を露光するのにはトータル１４７秒かかり、７．５秒の撮影とあわせても３分以内で全行程が終了することとなる。
【０１４６】
次に、本発明の実施の形態に係る立体画像プリンタによるホログラフィックステレオグラムの作成方法について説明する。
【０１４７】
図１に示すように、先ず、ＣＣＤカメラ２０によって撮影された視差原画像は、Ｄａｔａ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ１７によってデジタル変換された画像データとしてリアルタイムでＲＡＭ１５によって一時保存される。
【０１４８】
一方、図１及び図４に示すように、ホログラムフィルム３８を送り用ローラ７３と送り用ローラ７４との間にローディングさせた状態で、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８からホログラムプリンタ３４の露光ヘッド７０の光学部品駆動機構に制御信号を送出して、光学部品駆動機構を駆動させ、光学部品６１をホログラムフィルム３８に所定圧力で押しつける。
【０１４９】
そして、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８によって、ＲＡＭ１５に一時保存された視差原画像が、ＶＧＡによって露光用画像として、ホログラムプリンター部１６に設けられた液晶パネル２２送信される。
【０１５０】
これにより、該画像データに基づく露光用画像を液晶パネル２２に表示させるとともに、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８から図３（Ａ）に示すシャッタ４２に制御信号を送出して、所定時間だけシャッタ４２を開放させ、ホログラムフィルム３８を露光する。
【０１５１】
このとき、光源部４０から出射されたシャッタ４２を透過したレーザ光Ｌ１のうち、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ２が、参照光としてホログラムフィルム３８に入射する。
【０１５２】
一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ３は、液晶パネル２２に表示された画像が投影された投影光となり、該投影光が物体光としてホログラムフィルム３８に入射される。これにより、液晶パネル２２に表示された露光用画像が、ホログラムフィルム３８に短冊状の要素ホログラムとして記録される。
【０１５３】
そして、ホログラムフィルム３８への１画像の記録が終了したら、次いで、ＤＯＳ／Ｖパソコン１８から露光ヘッド７０（図４参照）に制御信号を送出し、ホログラムフィルム３８を１要素ホログラム分だけ送らせる。
【０１５４】
以上の動作を、液晶パネル２２に表示させる露光用画像を視差画像列順に順次変えて繰り返す。これにより、画像処理部１４によって処理された画像データに基づく露光用画像が、ホログラムフィルム３８に短冊状の要素ホログラムとして順次記録される。
【０１５５】
このように、この立体画像プリンタ１０では、画像処理部１４によって処理された画像データに基づく複数の露光用画像が液晶パネル２２に順次表示されるとともに、各画像毎にシャッタ４２が開放され、各画像がそれぞれ短冊状の要素ホログラムとしてホログラムフィルム３８に順次記録される。
【０１５６】
このとき、ホログラムフィルム３８は、１画像毎に１要素ホログラム分だけ送られるので、各要素ホログラムは、横方向に連続して並ぶこととなる。これにより、横方向の視差情報を含む複数の画像が、横方向に連続した複数の要素ホログラムとしてホログラムフィルム３８に記録される。
【０１５７】
一方、ホログラムフィルム３８の走行方向に沿った、送り用ローラ７４の下流側には、図示はしないが紫外線ランプが配設されており、送り用ローラ７４によって送られてくるホログラムフィルム３８に対して紫外線を照射する。これにより、ホログラムフィルム３８のホログラム記録層のモノマＭの重合が完了する。
【０１５８】
このように、ホログラムフィルム３８のホログラム記録層のモノマＭの重合が完了したホログラムフィルム３８は、紫外線ランプの下流側に配置されたヒートローラ（図示省略）によって加熱され、ホログラムフィルム３８の屈折率変調度を増加させて、ホログラムフィルム３８に記録画像を定着させる。
【０１５９】
そして、記録画像を定着されたホログラムフィルム３８は、カッター（図示省略）によって切り離され、これにより、独立した１枚のホログラフィックステレオグラムとされる。
【０１６０】
なお、上述の実施の形態においては、短冊状の複数の要素ホログラムを１つのホログラムフィルム３８に記録することによって横方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムを例に挙げて説明したが、本発明は、縦方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムや、ドット状の複数の要素ホログラムを１つのホログラムフィルム等の記録媒体に記録することによって横方向及び縦方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムに対しても適用可能であることは言うまでもない。
【０１６１】
また、上述の実施の形態においては、単色のホログラフィックステレオグラムを例に挙げて説明したが、カラーのホログラフィックステレオグラムに対しても本発明は全く同様に適用することが可能である。カラーのホログラフィックステレオグラムを作成するときは、例えば、記録用の光として光の３原色となる３つの光を使用するようにすればよい。
【０１６２】
さらに、光変調器として液晶パネルを用いて説明したが、これに限るものではなく、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（いわゆるＤＭＤ）を用いても良い。
【０１６３】
また、立体画像プリントは、３次元画像の表示以外に、光情報通信における光変調器として使用することができる外、位相変調層のみを用いて光の位相波面歪み補償フィルムとして使用することもできる。
【０１６４】
さらに、本形態と同様のファイバ合波光源、ＤＭＤを使用して、キノフォームやＨＯＥ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｌｅｍｅｎｔ），ホログラフィックメモリといった、従来からの単色のＣＧＨ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　Ｈｏｌｏｇｒａｍ）を記録することができる。また、光ファイバからの２光速を干渉させて、従来のホログラム画像（リップマン型、フレネル型、イメージ型、レリーフ型、ホログラフィックステレオグラム）を記録することもできる。
【０１６５】
【発明の効果】
本発明は、上記構成としたので、ハイパワーで高輝度なレーザ光が得られるため、感度の低い立体画像記録フィルムであっても、高画質の干渉型ホログラムが得られる。また、ハイパワーで高輝度なライン状のレーザ光を用いることによって、露光時間を短くすることができ、画像形成の高速化を図ることができる。
【０１６６】
また、半導体レーザを用いることで、気体レーザや固体レーザを用いる場合と比較して立体画像記録装置を小型化することができる。さらに、気体レーザ及び固体レーザと比較して、低コストな半導体レーザを使用することができるため、コストダウンを図ることができる。また、半導体レーザを用いることで、気体レーザ及び固体レーザと比較して、レーザ装置の温度上昇率を抑えることができるため、レーザ装置冷却用のファンを設ける必要がない。従って、ホログラムの回折効率が落ちることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る立体画像プリンタの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る立体画像プリンタを構成する視差画像撮影の方法を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る立体画像プリンタの光学系を示す（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図４】（Ａ）は立体画像プリンタの露光ヘッドの従来例を示す側面図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態に係る立体画像プリンタの露光ヘッドの側面図を示している。
【図５】本発明の実施形態に係る立体画像プリンタに備えられた露光ヘッドを構成するファイバアレイ光源を示す図であり、（Ａ）はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図、（Ｃ）及び（Ｄ）はレーザ出射部における発光点の配列を示す平面図である。
【図６】ファイバアレイ光源に備えられたマルチモード光ファイバの構成を示す図である。
【図７】合波レーザ光源の構成を示す平面図である。
【図８】レーザモジュールの構成を示す平面図である。
【図９】図８に示すレーザモジュールの構成を示す正面図である。
【図１０】図８に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図１１】レーザアレイの構成を示す斜視図である。
【図１２】（Ａ）はマルチキャビティレーザの構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すマルチキャビティレーザをアレイ状に配列したマルチキャビティレーザアレイの斜視図である。
【図１３】合波レーザ光源の他の構成を示す平面図である。
【図１４】合波レーザ光源の他の構成を示す平面図である。
【図１５】（Ａ）は合波レーザ光源の他の構成を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の光軸に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０　　　立体画像プリンタ（立体画像記録装置）
１８　　　ＤＯＳ／Ｖパソコン（制御手段）
２２　　　液晶パネル（空間光変調素子）
４０　　　光源部（レーザ装置）
６６　　　ファイバアレイ光源（レーザ装置）
８４　　　ヒートブロック（レーザ装置）
１００　ヒートブロック（レーザ装置）
１１０　マルチキャビティレーザ（レーザ装置）
１４０　レーザアレイ（レーザ装置）
１８０　ヒートブロック（レーザ装置）
１８２　ヒートブロック（レーザ装置）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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