(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
要素ホログラムを１次元あるいは２次元方向に並列配置してなるホログラフィック・ステレオグラム原版であって、前記要素ホログラム各々が、要素ホログラム中心を通りその観察方向に伸びる直線が記録再生される３次元物体の表面と交差する位置近傍の表面情報がサンプリング情報として同時に記録された反射型ホログラムからなるホログラフィック・ステレオグラム原版に対して、体積ホログラム感光材料を離間して配置し、前記体積ホログラム感光材料側から前記ホログラフィック・ステレオグラム原版の再生照明光を入射させて、前記体積ホログラム感光材料を通り前記ホログラフィック・ステレオグラム原版から回折された光と前記再生照明光を干渉させることにより前記体積ホログラム感光材料中にホログラム複製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２】
前記ホログラフィック・ステレオグラム原版と前記体積ホログラム感光材料とを離間させるのにガラス板を用いることを特徴とする請求項１記載のホログラフィック・ステレオグラムの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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し、特に、微小ホログラム間のピッチが目立たないホログラフィック・ステレオグラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、両眼視差によって立体像を表示する１ステップ・リップマン・ホログラフィック・ステレオグラム、あるいは、マルチドット方式によるホログラフィック・ステレオグラム（以下、簡単のため、マルチドットＨＳと呼ぶ。）が提案されている（第２０回画像コンファレンス論文集ｐｐ．３２３〜３２６（１９８９）；第２１回画像コンファレンス論文集ｐｐ．２４３〜２４６（１９９０）；第２３回画像コンファレンス論文集ｐｐ．３１７〜３２０（１９９２））。
【０００３】
このマルチドットＨＳの原理を図３を参照にして簡単に説明する。表示したい立体物をＯとし、その立体物Ｏを表示する体積ホログラムをＨとする。ホログラムＨを撮影する段階での体積ホログラム感光材料もＨで示す。体積ホログラムＨは微小な要素ホログラムａ1 〜ａN を並列してなるものである。立体物ＯとホログラムＨの位置関係は固定して考える。
【０００４】
ある要素ホログラムａn 中心を通りホログラム面に対して角度の異なる光線をＢ1 〜Ｂ5 とする。光線Ｂ1 〜Ｂ5 と立体物Ｏの表面が交差する位置を１〜５とすると、要素ホログラムａn から回折される異なる角度の光線Ｂ1 〜Ｂ5 それぞれが立体物Ｏ表面の位置１〜５の情報を持つように要素ホログラムａn が記録されていると、観察者の左右の目ＥL 、ＥR がその要素ホログラムａn を見ると、左右の目ＥL 、ＥR に、各々の目ＥL 、ＥR と要素ホログラムａn を結んだ直線と立体物Ｏ表面が交差する位置の立体物Ｏの表面情報が入射する。
【０００５】
他の要素ホログラムａm にも同様に記録されていると、左右の目ＥL 、ＥR がホログラムＨのどの位置を観察しても、左右の目ＥL 、ＥR にはその位置と各々の目ＥL 、ＥR を結んだ直線と立体物Ｏ表面が交差する位置の立体物Ｏの表面情報が入射することになるので、両眼視差の原理で立体像Ｏが３次元像として観察者に認識される。要素ホログラムａ1 〜ａN を１次元方向に並べれば、左右方向にのみ両眼視差で３次元像が再生可能なホログラフィック・ステレオグラムが得られ、要素ホログラムａ1 〜ａN を２次元方向に並べれば、何れの方向にも両眼視差で３次元像が再生可能なホログラフィック・ステレオグラムが得られる。これがマルチドットＨＳの原理である。
【０００６】
このような要素ホログラムａn を記録するには、光線Ｂ1 〜Ｂ5 を観察者と反対側に延長し、表示装置（例えば、液晶表示装置）ＬＣＤの表示面とその延長した光線Ｂ1 〜Ｂ5 との交点１〜５に、立体物Ｏ表面の位置１〜５の情報をそれぞれ表示し、その表示位置１〜５を透過して変調された光線Ｂ1 〜Ｂ5 と所定角度の参照光Ａとを体積ホログラム感光材料Ｈの要素ホログラムａn の位置で干渉させれば、上記のようなマルチドットＨＳが得られる。表示装置ＬＣＤの表示面の位置１〜５に表示するこのような情報は、コンピュータグラフィッスにより合成してもよい。
【０００７】
また、図３に示すように、表示する立体物Ｏの観察側にＣＣＤカメラのようなカメラＣａを配置して左右に移動させながら立体物Ｏの観察方向の異なる多くの画像を撮影し、その画像の中、撮影の際の光線Ｂ1 〜Ｂ5 とフィルム面あるいはＣＣＤ面との交差点１〜５の情報を、表示装置ＬＣＤの表示面の対応する位置１〜５に表示するようにしてもよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにして作製した１次元あるいは２次元のマルチドットＨＳは、要素ホログラム間のギャップが目立ってしまう可能性があり、観察される３次元像に要素ホログラムのストリップ（１次元マルチドットＨＳの場合）あるいはドット（２次元マルチドットＨＳの場合）の格子状あるいは網目状の境界が重畳されて見える恐れがある。
【０００９】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、１ステップ・リップマン・ホログラフィック・ステレオグラム、あるいは、マルチドット方式によるホログラフィック・ステレオグラムの要素ホログラムの境界が目立たないようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のホログラフィック・ステレオグラムは、３次元物体の観察方向の異なる表面情報のサンプリング情報が体積ホログラム内に記録されてなる要素ホログラムを１次元あるいは２次元方向に並列配置してなるホログラフィック・ステレオグラムからの回折光と参照光を別の体積ホログラム感光材料中で干渉させて記録されたホログラフィック・ステレオグラムにおいて、要素ホログラム間の不連続部がホログラム面から離間して記録されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この場合に、その表面情報のサンプリング情報が、その情報が記録された要素ホログラム中心を通りその観察方向に伸びる直線が記録再生される３次元物体の表面と交差する位置近傍の表面情報であることが望ましい。
【００１２】
この場合に、再生される３次元物体の像の少なくとも一部がホログラム面に一致するように記録されていること望ましい。
【００１３】
本発明のホログラフィック・ステレオグラムの作製方法は、３次元物体の観察方向の異なる表面情報のサンプリング情報が体積ホログラム内に記録されてなる要素ホログラムを１次元あるいは２次元方向に並列配置してなるホログラフィック・ステレオグラム原版に対して体積ホログラム感光材料を離間して配置し、前記ホログラフィック・ステレオグラム原版から回折された光と参照光とを同時に前記体積ホログラム感光材料中に入射させて干渉させることによりホログラム複製することを特徴とする方法である。
【００１４】
この場合、参照光はホログラフィック・ステレオグラム原版の再生照明光であることが望ましい。
【００１５】
また、ホログラフィック・ステレオグラム原版と体積ホログラム感光材料とを離間させるのにガラス板を用いることができる。
【００１６】
本発明においては、要素ホログラム間の不連続部がホログラム面から離間して記録されているので、この体積ホログラムを自然光あるいは環境光の下で観察すると、体積ホログラムの回折条件を満足して回折する光の波長と角度に若干の広がりがあるため、ホログラムの面から離れて再生される要素ホログラム間の不連続部の像はボケてしまい、実質的には目立たなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホログラフィック・ステレオグラム及びその作製方法を実施例に基づいて説明する。
【００１８】
本発明の基本原理は、図３のような要素ホログラムａ1 〜ａN からなる１ステップ・リップマン・ホログラフィック・ステレオグラム、あるいは、マルチドット方式によるホログラフィック・ステレオグラムＨを原版とし、それをホログラム複製方式で複製して得たホログラフィック・ステレオグラムとその複製方法であり、その複製の際に、複製用の体積ホログラム感光材料を、原版に密着しないである程度の距離をおいてホログラム複製するものであり、このような複製を行うと、複製されたホログラムは原版と同様に、自然光あるいは環境光の下で記録された立体物Ｏの３次元像を両眼視差で再生可能になると共に、原版の要素ホログラムａ1 〜ａN 間の格子状あるいは網目状の境界がホログラム面から離れた面に再生されるが、自然光あるいは環境光下ではボケてしまうため、実質的には目立たなくなるものである。
【００１９】
以下、図面を用いて説明する。図１は、上記のようなホログラム複製のための配置であり、要素ホログラムａ1 〜ａN からなるホログラフィック・ステレオグラムのホログラム原版Ｈから距離ｄだけ離してフォトポリマーのような体積ホログラム感光材料１０をホログラム原版Ｈの前側に配置する。そして、ホログラム原版Ｈ記録のときの参照光Ａの入射方向と同じ方向から感光材料１０を通して再生照明光Ａ’をホログラム原版Ｈに入射させると、記録された立体物Ｏの位置に両眼視差により見える再生像Ｏ’を再生する回折光Ｂ’がホログラム原版Ｈより回折される。この回折光Ｂ’と再生照明光Ａ’とを体積ホログラム感光材料１０中で干渉させることにより、ホログラム原版Ｈがホログラム複製される。この複製されたホログラムをＨ２とする。
【００２０】
なお、ホログラム原版Ｈと体積ホログラム感光材料１０との間を距離ｄだけ保つ方法としては、ガラス板を用いることができる。このようなガラス板をスペーサーとして用いると、複製のときの安定性、耐擦性に優れる。このガラス板は、ホログラム原版Ｈにステレオグラムを記録した際に、感光材料を貼り付けたガラス板をそのまま利用してもよく、また、距離ｄの厚さを稼ぐために、さらに、感光材料又はガラス側にスペーサーとしてのガラス板を追加してもよい。
【００２１】
そして、図２に示すように、複製のときの再生照明光Ａ’あるいは原版Ｈ記録のときの参照光Ａの入射方向と同じ方向から複製ホログラムＨ２に照明光Ａ”を入射させると、複製ホログラムＨ２からは、あたかも複製のときの原版Ｈの位置から回折光が出るような回折光Ｂ”が回折され、その回折光Ｂ”を観察者の左右の目ＥL 、ＥR で見ると、あたかも原版Ｈに対する再生像Ｏ’の位置に同じ立体像Ｏの３次元像Ｏ”が両眼視差により観察できる。
【００２２】
この際、複製のときの原版Ｈの要素ホログラムａ1 〜ａN の格子状あるいは網目状の境界の像１１も、複製のときの原版Ｈの位置に同時に再生される。照明光Ａ”としてレーザ光のような単色性が高く干渉長の長い光を用いる場合は、この境界の像１１も３次元像Ｏ”に重畳して見えるが、この体積ホログラム（リップマンホログラム）Ｈ２を自然光あるいは環境光の下で観察すると、体積ホログラムＨ２の回折条件を満足して回折する光の波長と角度に若干の広がりがあるので、ホログラムＨ２の面から離れて再生される微小な間隔の境界の像１１はボケてしまうため、実質的には目立たなくなる。
【００２３】
このように原版Ｈの要素ホログラムａ1 〜ａN の格子状あるいは網目状の境界の像１１がボケて目立たなくするには、複製のときの原版Ｈと感光材料１０の間隔ｄとしては、可能な限り離れていればよいが、体積ホログラムＨ２の厚さ、境界の像１１のピッチ等に応じてどの程度あればよいかは、実験的、理論的に定まる。なお、複製ホログラムＨ２とその再生像Ｏ”との間の距離が長すぎると、同様の理由で再生像Ｏ”もボケてしまうため、複製のときの再生像Ｏ’の位置と感光材料１０の距離は短い程望ましく、両者の位置が略一致するイメージホログラム化することが望ましい。
【００２４】
以上、本発明のホログラフィック・ステレオグラム及びその作製方法を実施例に基づいて説明してきたが、本発明は実施例に限定されず種々の変形が可能である。例えば、体積ホログラムＨは、単色の光で再生されるホログラムだけではなく、２色以上の光で再生されるホログラムや、ＲＧＢの３色光で再生されるフルカラーホログラムであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のホログラフィック・ステレオグラム及びその作製方法によると、要素ホログラム間の不連続部がホログラム面から離間して記録されているので、この体積ホログラムを自然光あるいは環境光の下で観察すると、体積ホログラムの回折条件を満足して回折する光の波長と角度に若干の広がりがあるため、ホログラムの面から離れて再生される要素ホログラム間の不連続部の像はボケてしまい、実質的には目立たなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホログラフィック・ステレオグラムをホログラム複製法により作製するための配置の１例を示す図である。
【図２】図１の配置で作製された本発明によるホログラフィック・ステレオグラムの３次元像再生の様子を示す図である。
【図３】本発明によるホログラフィック・ステレオグラムを作製するための原版の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｈ…マルチドットＨＳ（体積ホログラム感光材料）、ホログラム原版
ＥL 、ＥR …観察者の左右の目
Ｏ…表示したい立体物
Ｏ’…再生像
Ｏ”…３次元像
Ａ…参照光
Ａ’…再生照明光
Ａ”…照明光
Ｂ1 〜Ｂ5 …光線
Ｂ’…回折光
Ｂ”…回折光
ＬＣＤ…表示装置（液晶表示装置）
Ｃａ…カメラ（ＣＣＤカメラ）
Ｈ２…複製ホログラム
ａ1 〜ａn 〜ａN …要素ホログラム
１０…体積ホログラム感光材料
１１…境界の像
【図１】
0004673462.tif 000002
【図２】
0004673462.tif 000003
【図３】
0004673462.tif 000004