(57)【要約】【課題】  より良好な再生像を得ることができるようにホログラフィックステレオグラムに画像を記録する  【解決手段】  ホログラム用記録媒体１３０の一方の面に物体光を集光して入射するとともに、他方の面に光導入ブロック１３７を光学的に接触させ、光導入ブロック１３０の端部から参照光を入射し、物体光と前記参照光を干渉させてホログラム用記録媒体１３０上に視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次短冊状又はドット状の要素ホログラムとして記録し、要素ホログラムの記録後、要素ホログラム毎、ホログラム用記録媒体１３０を光導入ブロック１３７に対し移動させてエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを作製する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム用記録媒体の一方の面に物体光を集光して入射するとともに、他方の面に光導入ブロックを光学的に接触させ、前記光導入ブロックの端部から参照光を入射し、前記物体光と前記参照光を干渉させて前記ホログラム用記録媒体上に視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次短冊状又はドット状の要素ホログラムとして記録し、
前記要素ホログラムの記録後、要素ホログラム毎、前記ホログラム用記録媒体を上記光導入ブロックに対し移動させてエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを作製することを特徴とする画像記録方法。
【請求項２】
ホログラム用記録媒体の少なくともいずれかの一方の面に光学的に接触する光導入ブロックを備え、
前記ホログラム用記録媒体の前記光導入ブロックが接触する面に対向する他の面に物体光を集光して入射するとともに、前記光導入ブロックを介して参照光を入射し、前記物体光と前記参照光を干渉させて前記ホログラム用記録媒体上に視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次短冊状又はドット状の要素ホログラムとして記録してエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを作製することを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】
前記光導入ブロックと前記ホログラム用記録媒体との間に、参照光を透過し且つ物体光を遮光する光学素子が配されることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記光導入ブロックは、光吸収部材を備えており、該光吸収部材により、光導入ブロックに入射した物体光及び参照光がホログラム用記録媒体に到達した後に光導入ブロック内部で不要な反射をしないようになされていることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記ホログラム用記録媒体としてフィルム状の媒体を使用し、該ホログラム用記録媒体と前記光導入ブロックとを直接接触させた状態で画像を記録することを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項６】
前記光導入ブロックは、略円柱状に形成されてなり、ホログラム用記録媒体の移動とともに回転するようになされていることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項７】
前記ホログラム用記録媒体と前記光導入ブロックとを接触させた状態を保ったまま該光導入ブロックが回転するようになされていることを特徴とする請求項６記載の画像記録装置。
【請求項８】
前記光導入ブロックは内側に中空部分を有し、該中空部分に光吸収部材が配されており、該光吸収部材により、光導入ブロックに入射した物体光及び参照光がホログラム用記録媒体に到達した後に光導入ブロック内部で不要な反射をしないようになされていることを特徴とする請求項６記載の画像記録装置。
【請求項９】
前記ホログラム用記録媒体に前記光導入ブロックを押し付ける押圧手段を有することを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項１０】
前記ホログラム用記録媒体として、感光部を保護するカバーシートを有するホログラム用記録媒体を使用し、ホログラム用記録媒体を前記光導入ブロックに接触させる前にホログラム用記録媒体からカバーシートを剥がしとるカバーシート除去手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【請求項１１】
前記光導入ブロックの汚れを除去するクリーニング手段を有することを特徴とする請求項１２記載の画像記録装置。
【請求項１２】
前記ホログラム用記録媒体の近傍であって物体光が入射する側に、一次元拡散板が配されていることを特徴とする請求項２記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的な画像をホログラフィックステレオグラムに記録する画像記録方法及び画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィックステレオグラムは、被写体を異なる観察点から順次撮影することにより得られた多数の画像を原画として、これらを１枚のホログラム用記録媒体に短冊状又はドット状の要素ホログラムとして順次記録することにより作製される。
【０００３】
例えば、横方向のみに視差情報を持つホログラフィックステレオグラムでは、図２０に示すように、被写体３００を横方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた複数の原画３０１ａ〜３０１ｅが、短冊状の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体３０２に順次露光され記録される。
【０００４】
このホログラフィックステレオグラムでは、横方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた画像情報が、短冊状の要素ホログラムとして横方向に順次記録されているので、このホログラフィックステレオグラムを観察者が両目で見たとき、その左右の目にそれぞれ写る２次元画像は若干異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じることとなり、三次元画像が再生される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のホログラフィックステレオグラムでは、良好な再生像を得ることができなかった。具体的には、従来のホログラフィックステレオグラムでは、再生像が不鮮明である、再生像が暗くコントラストが悪い、再生像の視野角が狭い等の問題があった。
【０００６】
ところで、通常のホログラムにおいて、三次元画像を再生するための照明光源と、ホログラムとは空間的に離れている。このため、通常のホログラムでは、再生のために広い空間を必要とし、また、最適な条件で再生するにはホログラムと照明光源との位置関係を決められた条件にセットしなければならない。これは、複数の要素ホログラムからなるホログラフィックステレオグラムにおいても同様である。
【０００７】
これに対して、照明光源とホログラムが一体化していれば、照明のための空間が不要になって小型化を図ることができ、しかも、ホログラムと照明光源の位置関係が常に一定となるので、常に最適な条件で再生を行うことができる。そして、これを実現するものとして、透明な光導入ブロックに記録媒体を貼り付けて記録再生を行うエッジリット方式のホログラムがある。
【０００８】
このようなエッジリット方式のホログラムでは、再生用照明光の光源と光導入ブロックを一体化することにより、再生用の光学系を小型化することができ、しかも、常に最適な条件で再生を行うことができる。また、エッジリット方式のホログラムは、再生用照明光の入射角度が大きくなるため、光導入ブロックの外部から入射した光によって像が再生されるようなことがないという特徴を有している。このため、エッジリット方式のホログラムは、ヘッドアップディスプレイ装置のように、太陽等からの光によって像が再生されると好ましくないような分野において利用が進んでいる。
【０００９】
上述のように、エッジリット方式では、透明な光導入ブロックにホログラム用記録媒体を貼り付け、この光導入ブロックを介して参照光あるいは照明光をホログラム用記録媒体の面に対して鋭角に入射させて記録あるいは再生を行う。このエッジリット方式を、ホログラフィックステレオグラムに適用したときも、照明光源とホログラフィックステレオグラムを一体化することができるため、照明のための空間が不要となり、また、ホログラフィックステレオグラムと照明光源の位置関係が常に一定となるので、常に最適な条件での再生を行うことができる。
【００１０】
エッジリット方式によって記録を行う場合、光導入ブロックは、ホログラム用記録媒体に物体光入射側から接触させてもよいし、参照光入射側から接触させてもよい。但し、エッジリット方式によって記録を行う場合において、物体光入射側のホログラム用記録媒体との接触部には、一次元拡散板及びルーバーフィルムを配することが好ましい。このときには、ホログラム用記録媒体の物体光入射側に一次元拡散板及びルーバーフィルムを配し、ホログラム用記録媒体の参照光入射側に光導入ブロックを配する。そして、光導入ブロックとホログラム用記録媒体とを液体を介して接触するようにする。なお、以下の説明において、光導入ブロックが参照光入射側に配されていることを明示する必要があるときには、当該光導入ブロックのことを参照光導入ブロックと称する。そして、参照光導入ブロックをホログラム用記録媒体に接触させる場合、この間に介在させる液体としては、ホログラム用記録媒体と参照光導入ブロックとのインデックスマッチングを行うインデックスマッチング液が好適である。
【００１１】
エッジリット方式によって記録を行うに際して、ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとの間で屈折率が大きく変化するようだと、ホログラム用記録媒体の面に対して鋭角に入射された参照光が参照光導入ブロックとホログラム用記録媒体との界面で全反射してしまったり、ホログラム用記録媒体において実際に記録がなされる画像記録層表面の凹凸が画像に木目調のムラとなって現れたりする問題が生じる。
【００１２】
ところで、光利用効率を上げて、画像ムラを減らすためには、参照光の通過する界面が少ない方が望ましい。そこで、エッジリット方式を採用する際には、ホログラム用記録媒体と参照光導入ブロックとを、インデックスマッチング液を介さずに直接接触させ、それらを密着するようにしてもよい。特に、フォトポリマーのように比較的に柔らかく粘着性を有するホログラム用記録媒体を用いる場合には、ホログラム用記録媒体と参照光導入ブロックとを直接密着させることが、比較的に容易に可能である。
【００１３】
このときも、参照光導入ブロックとホログラム用記録媒体とを、間に空隙を生じさせることなく密着させることにより、ホログラム用記録媒体の振動を十分に抑えることができる。
【００１４】
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、より良好な再生像を得ることができるようにホログラフィックステレオグラムに画像を記録する画像記録方法及び画像記録装置を提供することを目的に提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような観点から提案される本発明に係る画像記録方法は、ホログラム用記録媒体の一方の面に物体光を集光して入射するとともに、他方の面に光導入ブロックを光学的に接触させ、前記光導入ブロックの端部から参照光を入射し、前記物体光と前記参照光を干渉させて前記ホログラム用記録媒体上に視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次短冊状又はドット状の要素ホログラムとして記録し、前記要素ホログラムの記録後、要素ホログラム毎、前記ホログラム用記録媒体を上記光導入ブロックに対し移動させてエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを作製するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明に係る画像記録装置は、ホログラム用記録媒体の少なくともいずれかの一方の面に光学的に接触する光導入ブロックを備え、前記ホログラム用記録媒体の前記光導入ブロックが接触する面に対向する他の面に物体光を集光して入射するとともに、前記光導入ブロックを介して参照光を入射し、前記物体光と前記参照光を干渉させて前記ホログラム用記録媒体上に視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次短冊状又はドット状の要素ホログラムとして記録してエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを作製するようにしたものである。
【００１７】
ここで、光導入ブロックは、光吸収部材を備えており、該光吸収部材により、光導入ブロックに入射した物体光及び参照光がホログラム用記録媒体に到達した後に光導入ブロック内部で不要な反射をしないようになされていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る画像記録装置では、例えば、前記ホログラム用記録媒体としてフィルム状の媒体を使用する。このとき、ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとの間には、上述のようにインデックスマッチング液を介在させてもよいが、ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとを直接接触させた状態で画像を記録するようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明に係るの画像記録装置において、光導入ブロックは、略円柱状に形成されてなり、ホログラム用記録媒体の移動とともに回転するようになされていることが好ましい。このときは、ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとを接触させた状態を保ったまま光導入ブロックが回転するようになされていることが好ましい。また、光導入ブロックは内側に中空部分を有し、該中空部分に光吸収部材が配されており、該光吸収部材により、光導入ブロックに入射した物体光及び参照光がホログラム用記録媒体に到達した後に光導入ブロック内部で不要な反射をしないようになされていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る画像記録装置は、ホログラム用記録媒体に光導入ブロックを押し付ける押圧手段を備えていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る画像記録装置においては、ホログラム用記録媒体として、感光部を保護するカバーシートを有するホログラム用記録媒体を使用するようにしてもよい。このときは、ホログラム用記録媒体を前記光導入ブロックに接触させる前に、ホログラム用記録媒体からカバーシートを剥がしとるカバーシート除去手段を備えることが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係る画像記録装置は、光導入ブロックの汚れを除去するクリーニング手段を備えていること好ましい。また、上記第２の画像記録装置は、ホログラム用記録媒体の近傍であって物体光が入射する側に、一次元拡散板が配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る画像記録方法及び画像記録装置によれば、透過型で再生できるエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを容易に作製することが可能となる。しかも、ホログラム用記録媒体に対する記録を行うに際し、振動を十分に抑制することができる。このため、正確な記録が可能となり、再生時の回折効率を向上させることができる。すなわち、本発明に係る画像記録方法及び画像記録装置によれば、明るく鮮明な再生像が得られるエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを作製することが可能となる。しかも、ホログラム用記録媒体の移送後、振動が減衰するまでの時間の待ち時間を大幅に低減させることができ、１要素ホログラムの記録を行う度にホログラム用記録媒体を移送してホログラフィックステレオグラムを作製するに際し、大幅にプロセス時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る画像記録方法及び画像記録装置の実施の形態について説明する。
【００２５】
１−１  画像記録装置の概要
本発明に係る画像記録装置の一実施形態であるホログラフィックステレオグラムプリンタシステムの概略について説明する。
【００２６】
図１に、このホログラフィックステレオグラムプリンタシステム１００の構成を示す。このホログラフィックステレオグラムプリンタシステム１００は、データ処理部１０１と、制御用コンピュータ１０２と、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３とから構成されるものである。
【００２７】
データ処理部１０１は、視差画像列撮影装置１１１から出力される、実物体を横方向の異なる複数の観察点から撮影（例えば多眼式カメラによる同時撮影又は移動式カメラによる連続撮影）することにより得られた複数画像分の画像データＤ１１、又は画像データ生成用コンピュータ１１２から出力される、横方向に順次視差を与えて作成された複数のレンダリング画像の各画像データＤ１２に基づいて視差画像列を生成し、当該視差画像列の各画像データＤ１３に対して画像処理用コンピュータ１１３によって所定のホログラム用の画像処理を施してホログラム用画像データＤ１４とした後、これらをメモリ又はハードデイスク等の記録媒体１１４に仮記録する。
【００２８】
また、データ処理部１０１は、この後の露光動作時、記録媒体１１４に記録された視差画像列の各画像データＤ１４を順番に読み出し、読み出された各画像データＤ１５を順次制御用コンピュータ１０２に送出する。
【００２９】
制御用コンピュータ１０２は、露光動作時、データ処理部１０１から供給される視差画像列の各画像データＤ１５に基づいて、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３のシャッタ１３２、ＬＣＤ１４１、後述するプリンタヘッド部をそれぞれ駆動制御する。
【００３０】
ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３は、図１との対応部分に同一符号を付した図２に示されるような構成を有し、上述した制御用コンピュータ１０２から供給される画像データＤ１５に基づいてＬＣＤ１４１を駆動して、これら各画像データＤ１５に基づく各画像をそれぞれ短冊状の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体１３０に順次記録し、ホログラフィックステレオグラムを作製するものである。ここで、ホログラム用記録媒体１３０としては、例えば、第１の画像記録方法及び画像記録装置の実施の形態のところで説明したものと同様のものを使用すればよい。
【００３１】
このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３は、制御用コンピュータ１０２から供給される画像データＤ１５うちの１つの画像データに基づいてＬＣＤ１４１を駆動させることにより、ＬＣＤ１４１に当該画像データＤ１５に基づく画像を表示させると共に、制御用コンピュータ１０２からシャッタ１３２に制御信号Ｓ１１を送出してこれを開くように駆動させることにより、レーザ光源１３１から出射されたレーザ光Ｌ１１をシャッタ１３２、ハーフミラー１３３及びミラー１３８を順次介してスペーシャルフィルタ１３９に入射させるようになされている。
【００３２】
このレーザ光Ｌ１１は、スペーシャルフィルタ１３９によって広げられ、その後コリメータレンズ１４０によって平行光にされる。その後、ＬＣＤ１４１を透過することにより当該ＬＣＤ１４１に表示された画像に応じた投影光に変換された後、当該投影光が、シリンドリカルレンズ１４３に入射し、当該シリンドリカルレンズ１４３により横方向に集光された後、プリンタヘッド部１５０に保持されたホログラム用記録媒体１３０に入射する。
【００３３】
ここで、物体光が入射する直前の位置であって、ホログラム用記録媒体１３０に触れない位置には、縦方向にのみ拡散性を有する一次元拡散板１４４を配置する。これは、ホログラフィックステレオグラムを再生して観察する際、上下方向の視野角を確保するためのものである。
【００３４】
一方、ハーフミラー１３３において反射したレーザ光Ｌ１１は、シリンドリカルレンズ１３４、コリメータレンズ１３５及びミラー１３６を順次介して、参照光としてホログラム用記録媒体１３０の裏面側から所定の角度をもって入射される。このとき、参照光の入射角度を大きくするとホログラム用記録媒体１３０の表面における表面反射が大きくなるため、光導入ブロック１３７を用意し、その端部から参照光を入射するようにする。この場合、参照光の光路長は、ハーフミラー１３３を透過した後ミラー１３８を介してホログラム用記録媒体１３０に入射するレーザ光Ｌ１１（以下、これを物体光と呼ぶ）の光路長とほぼ同じ長さに選定されている。
【００３５】
かくしてこのホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３では、この物体光（投影光）と参照光とをホログラム用記録媒体１３０の記録面上において干渉させることができ、これによりＬＣＤ１４１に表示された画像をホログラム用記録媒体１３０に短冊状に干渉縞として記録し得るようになされている。
【００３６】
さらに、このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３では、この後この画像の記録が終了すると、制御用コンピュータ１０２によりシャッタ１３２が駆動されてレーザ光源１３１から出射されたレーザ光Ｌ１１が遮光されると共に、ＬＣＤ１４１の駆動が停止され、かつ、制御用コンピュータ１０２の制御のもとプリンタヘッド部１５０が駆動され、ホログラム用記録媒体１３０が要素ホログラムの横幅１本分だけ送られる。
【００３７】
さらにこの後、制御用コンピュータ１０２の制御によりＬＣＤ１４１が駆動して続く画像データＤ１５に基づく画像を表示した後、制御用コンピュータ１０２の制御によりシャッタ１３２が開かれてＬＣＤ１４１に表示された画像がホログラム用記録媒体１３０に記録されると共に、この後同様の動作が順次繰り返される。
【００３８】
このようにして、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３においては、供給された視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次ホログラム用記録媒体１３０に短冊状に記録し得るようになっており、これにより所望のホログラフィックステレオグラムを得ることができる。
【００３９】
ところで、このようにホログラム用記録媒体１３０に画像を記録する際には、反射型で再生できるホログラムと、透過型で再生できるホログラムとが同時に２つできる。このメカニズムを図３を用いて説明する。なお、ここでは説明を簡略化するため、光導入ブロック１３７の屈折率と、ホログラム用記録媒体１３０の屈折率とは等しいものとする。
【００４０】
図３に示すように、参照光として光導入ブロック１３７を介してホログラム用記録媒体１３０に入射した光Ｌ１１Ａは、ホログラム用記録媒体１３０の内部を直進し、その後、空気との界面１３０ａにおいて全反射する。そして、この全反射によって戻ってきた光Ｌ１１Ｂもまた参照光として使われることとなる。この結果、ホログラム用記録媒体には、進行方向の異なる２種類の参照光が照射されることになる。したがって、このように作製されたホログラフィックステレオグラムに対する再生用照明光として、全反射される前の光Ｌ１１Ａに相当する照明光を照射すれば反射型で再生することが可能であり、また、全反射後の光Ｌ１１Ｂに相当する照明光を照射すれば透過型で再生することが可能である。
【００４１】
なお、ホログラム用記録媒体１３０と空気との界面１３０ａにおいて参照光が全反射するか否かは、ホログラム用記録媒体１３０の屈折率と参照光の入射角度による。そこで、本実施の形態では、ホログラム用記録媒体１３０の屈折率と参照光の入射角度を、参照光が全反射するような条件に設定しておくものとする。
【００４２】
逆に、ホログラム用記録媒体１３０と空気との界面１３０ａにおいて参照光が全反射しないようなとき、すなわち参照光がホログラム用記録媒体１３０を透過してしまうようなときに、ホログラム用記録媒体１３０を透過した参照光が物体光を拡散させる目的で物体光入射側に配置してある一次元拡散板１４４に入射すると、当該参照光が一次元拡散板１４４によって反射されて再びホログラム用記録媒体１３０に入射する。このように一次元拡散板１４４によって反射されて再びホログラム用記録媒体１３０に入射する光は、画像を記録する上でのノイズ成分となる。
【００４３】
そこで、このような光の再入射を防ぐために、ホログラム用記録媒体１３０と空気との界面１３０ａにおいて参照光が全反射しないようなときには、図４に示すように、一次元拡散板１４４とホログラム用記録媒体１３０との間に、ルーバーフィルム１４５を配置する必要がある。これにより、一次元拡散板１４４によって参照光が反射されて再びホログラム用記録媒体１３０に入射するのが防止される。
【００４４】
このようなルーバーフィルム１４５は、物体光の光路中に配されることとなるため、物体光を乱す要因となり、画像の均一性や明るさを落とす原因になる。これに対して、ホログラム用記録媒体１３０と空気との界面１３０ａにおいて参照光が全反射するようにしておけば、参照光がホログラム用記録媒体１３０を透過しないので、ルーバーフィルム１４５が不要となる。したがって、記録される画像の均一性や明るさが向上することとなる。しかも、ルーバーフィルム１４５が不要な分、光学系を簡略化することもできる。
【００４５】
なお、記録される画像のシャープネスをあげるため、一次元拡散板１４４はホログラム用記録媒体１３０のなるべく近接に配置することが好ましい。ただし、ホログラム用記録媒体１３０の界面において参照光が全反射するようにするため、ホログラム用記録媒体１３０と一次元拡散板１４４との間には、間隙を設けておく。すなわち、一次元拡散板１４４とホログラム用記録媒体１３０との間に空気を介在させ、これにより、ホログラム用記録媒体１３０と空気との界面１３０ａにおいて参照光が全反射するようにしておく。
【００４６】
なお、一次元拡散板１４４とホログラム用記録媒体１３０との間には、空気ではなく、ホログラム用記録媒体１３０との界面において参照光が全反射する条件を満たすような屈折率を持つ物質を介在させるようにしてもよい。すなわち、ホログラム用記録媒体１３０と、参照光が全反射する条件を満たすような屈折率を持つスペーサと、一次元拡散板１４４とを重ね合わせて配置するようにしてもよい。
【００４７】
ところで、本発明に係る画像記録装置は、ホログラム用記録媒体の一方の面に物体光を入射するとともにホログラム用記録媒体の他方の面に参照光を入射することにより視差画像列の各画像データに基づく各画像を順次短冊状又はドット状の要素ホログラムとして記録するものであって、ホログラム用記録媒体の参照光入射面に接触する光学部品を備えている。
【００４８】
このため、上記ホログラフィックステレオグラムプリンタシステム１００において、本発明のポイントとなる部分は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３の部分、特にプリンタヘッド部１５０近傍の構成である。そこで、以下に、プリンタヘッド部１５０近傍の構成例について詳細に説明することにより、画像記録装置の実施の形態を示す。
【００４９】
１−２  第１の実施の形態
本実施の形態に係る画像記録装置は、ホログラム用記録媒体１３０の参照光入射側に、空隙無きように光学部品が接触するような構成となされている。また、本実施の形態に係る画像記録方法は、上述の構成の画像記録装置を用いてホログラフィックステレオグラムを作製するものである。
【００５０】
以下、本実施の形態に係る画像記録装置について説明するため、前述したホログラフィックステレオグラムプリンタシステム１００におけるホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３のプリンタヘッド部１５０近傍の構成を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、プリンタヘッド部１５０は、図５に示されるようなプリンタヘッド部１５０−１として構成される。
【００５１】
プリンタヘッド部１５０−１は、ホログラム用記録媒体１３０を保持し、移送する機構を有するものである。
【００５２】
即ち、所定位置に装填されたフィルムカートリッジ１５１内のローラ１５２を所定のトルクをもって回転自在に軸支すると共に、当該フィルムカートリッジ１５１から引き出されたホログラム用記録媒体１３０を、第１の間欠送り用ローラ１５３Ａ及び第２の間欠送り用ローラ１５３Ｂで挟み込むようにして保持し得るようになされる。
【００５３】
また、これらローラ１５２と、間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂとの間には、ガラス等のような透明な剛体よりなる光導入ブロック１３７Ａが、物体光の入射位置であって、物体光が入射される面とは逆側の面に、ホログラム用記録媒体１３０に接触するように配置されている。なお、当該光導入ブロック１３７Ａは、円柱形状をなしており、図示しない保持機構により、軸中心に回転可能なように保持されている。
【００５４】
そして、ホログラム用記録媒体１３０は、ローラ１５２と、間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂとの間において、光導入ブロック１３７Ａに接触するようになされており、この光導入ブロック１３７Ａに接触している部分において、ホログラム用記録媒体１３０に対して物体光が垂直に入射するようになされている。
【００５５】
ここで、フィルムカートリッジ１５１に内蔵されたホログラム用記録媒体１３０は、感光部を保護するカバーシートを有している。すなわち、このホログラム用記録媒体１３０は、初期状態では、感光部となるフォトポリマ層がベースフィルム材とカバーフィルムとの間に挟み込まれた、いわゆるサンドウィッチ構造の状態とされており、この状態でフィルムカートリッジ１５１内のローラ１５２に巻回されて納まっている。そして、プリンタヘッド部１５０−１では、図５に示すように、フィルムカートリッジ１５１から導出したホログラム用記録媒体１３０を光導入ブロック１３７Ａに接触させる前に、ホログラム用記録媒体１３０からカバーシート１３０ａを剥がしとり、当該カバーシート１３０ａを別のロール１５４に巻き取るようにしている。そして、カバーシート１３０ａが剥がし取られたホログラム用記録媒体１３０は、物体光入射側がベースフィルム材となり、参照光入射側がフォトポリマ層となるように、光導入ブロック１３７Ａへと導出される。
【００５６】
なお、ホログラム用記録媒体１３０として、カバーシートのない構造のものを用いる場合は、当然の事ながら、カバーシートを剥離して別のロールに巻き取るようなことは不要である。即ち、図６のように、ホログラム用記録媒体１３０からカバーフィルムを剥がすことなく、ベースフィルム材上にフォトポリマ層が形成されてなるホログラム用記録媒体１３０をそのまま光導入ブロック１３７Ａへと導くようにしてもよい。なお、図６に示したプリンタヘッド部１５０−２は、フィルムカートリッジ１５１の部分の構成が、若干異なる以外は、図５に示したプリンタヘッド部１５０−１と同様である。
【００５７】
光導入ブロック１３７Ａは、ホログラム用記録媒体１３０に参照光を導くためのものであり、一方の端面から参照光が入射するようになされている。そして、この光導入ブロック１３０は、物体光入射側に配された第１の押圧用ローラ１５５Ａ及び第２の押圧用ローラ１５５Ｂと、参照光入射側に配された第３の押圧用ローラ１５５Ｃとによって支持されている。ここで、第１の押圧用ローラ１５５Ａ及び第２の押圧用ローラ１５５Ｂの位置は固定されており、一方、第３の押圧用ローラ１５５Ｃの位置は、図５中矢印ｄに示すように、前後に移動可能とされている。そして、ホログラム用記録媒体１３０は、第１の押圧用ローラ１５５Ａと光導入ブロック１３０との間に通されるとともに、第２の押圧用ローラ１５５Ｂと光導入ブロック１３０との間に通される。この状態で、第３の押圧用ローラ１５５Ｃは、図５中矢印ｄに示すように移動し、第１の押圧用ローラ１５５Ａ及び第２の押圧用ローラ１５５Ｂに押し付ける方向に、光導入ブロック１３７Ａに対して圧力を加える。これにより、光導入ブロック１３７Ａにホログラム用記録媒体１３０が押し付けられた状態で、ホログラム用記録媒体１３０及び光導入ブロック１３７Ａが支持される。
【００５８】
すなわち、ホログラム用記録媒体１３０は、上述したように、物体光入射側がベースフィルム材となり、参照光入射側、すなわち光導入ブロック１３７Ａの側がフォトポリマ層となるように、フィルムカートリッジ１５１から導出され、フォトポリマ層と光導入ブロック１３７Ａとの間に空隙無きように、フォトポリマ層が光導入ブロック１３７Ａに密着した状態で保持される。
【００５９】
このような光導入ブロック１３７Ａを備えたプリンタヘッド部１５０−１では、光導入ブロック１３７Ａが、剛体であり、且つ図示しない軸受けなどにより位置決めされているため、露光部分におけるホログラム用記録媒体１３０の微小振動が非常に効率良く抑えられる。これにより明るい（回折効率の高い）ホログラフィックステレオグラムが得られるようになる。
【００６０】
また、このプリンタヘッド部１５０−１は、光導入ブロック１３７Ａのホログラム用記録媒体１３０と接していない部分に、クリーニング部材１５６を備えている。このクリーニング部材１５６は、回転動作する光導入ブロック１３７Ａの側面に付着したゴミ等を除去するものであり、例えば、ウレタンゴムのプレートや、やわらかい布等からなり、光導入ブロック１３７Ａの側面に接するように保持されている。
【００６１】
例えば、空気中の埃等が光導入ブロック１３７Ａに付着したり、また、要素ホログラムの記録が完了したホログラム用記録媒体１３０を光導入ブロック１３７Ａから剥離するときに、光導入ブロック１３７Ａ上にホログラム用記録媒体１３０の一部分が残存したりすることがある。クリーニング部材１５６は、このように光導入ブロック１３７Ａ上に残存したホログラム用記録媒体１３０の一部分や空気中の埃等を、光導入ブロック１３７Ａから除去する。これにより、光導入ブロック１３７Ａは、ホログラム用記録媒体１３０に接触する前に、完全にきれいな状態となる。すなわち、このプリンタヘッド部１５０−１では、光導入ブロック１３７Ａのクリーニングがなされた上で、光導入ブロック１３７Ａとホログラム用記録媒体１３０とが密着することとなる。
【００６２】
ここで、クリーニング部材１５６は、フィルムカートリッジ１５１に組み込んでおき、フィルムカートリッジ１５１をプリンタヘッド部１５０−１に組み込んだときに、クリーニング部材１５６が光導入ブロック１３７Ａの側面に接するようにしておく。これにより、ホログラム用記録媒体１３０が内蔵されるフィルムカートリッジ１５１を交換するときに、クリーニング部材１５６を同時に交換することができるようになり、非常にメンテナンスがしやすくなる。
【００６３】
一方、第１の間欠送り用ローラ１５３Ａ及び第２の間欠送り用ローラ１５３Ｂにおいては、図示しないステッピングモータから出力される回転力に基づいて矢印ｅで示す方向に自在に回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御コンピュータ１０２から供給される制御信号Ｓ１２に基づいて、１画像分の露光終了毎に間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂを順次所定角度だけ回転させる。これにより、ホログラム用記録媒体１３０は、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラム分だけ送られることとなる。
【００６４】
また、ホログラム用記録媒体１３０の進路のうち間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂよりも後段には、当該進路に沿って紫外線ランプ１５７が配設されており、これにより間欠送り用コーラ１５３Ａ，１５３Ｂによって送られてくるホログラム用記録媒体１３０の露光部分に対してモノマＭの拡散を終了させるための紫外線Ｌ１３を所定パワーで照射し得るようになされている。
【００６５】
さらにホログラム用記録媒体１３０の進路のうち紫外線ランプ１５７の後段には、回転自在に軸支されたヒートローラ１５８と、一対の送り排出用ローラ１５９Ａ，１５９Ｂと、カッタ１６０とが順次配設されている。ここで、排出用送りローラ１５９Ａ，１５９Ｂは、ホログラム用記録媒体１３０がヒートローラ１５８の周面に半周に亘って密着した状態に巻きつくように保持するようになされている。
【００６６】
このヒートローラ１５８の内部には、ヒータ等の図示しない発熱手段が設けられており、これによりその周面が約１２０℃程度の温度を保ち得るようになされている。なお、この温度設定は、露光後の光重合フォトポリマ（ＯＭＮｌ−ＤＥＸ）を１２０〔℃〕の一定温度を保つように温度制御された加熱プレートと、上側からばね力で押さえつけられたガラス板との間に挟み込んで５分間加熱することによって、１２０℃で２時間雰囲気加熱した場合と同じ程度の屈折率変調度が得られることが実験により確認できたことによる。
【００６７】
このヒートローラ１５８は、その周面にホログラム用記録媒体１３０が当接し始めてから離れるまでに記録画像が定着し得る程度の時間がかかるようにその外径が選定されており、これによりヒートローラ１５８を通過したホログラム用記録媒体１３０に記録された画像を確実に定着させ得るようになされている。
【００６８】
また、排出用送りローラ１５９Ａ，１５９Ｂの図示しない駆動機構（以下、これを排出用送りローラ駆動機構と呼ぶ）は、ホログラム用記録媒体１３０の間欠送り時、制御用コンピュータ１０２から出力される制御信号Ｓ１２に基づいて、排出用送りローラ１５９Ａ，１５９Ｂを間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂと同期させて回転させるようになされている。これにより、ホログラム用記録媒体１３０を、間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂと排出用送りローラ１５９Ａ，１５９Ｂとの間において弛ませることなく、確実にヒートローラの周面に密着した状態に保持させることができる。
【００６９】
さらにカッタ１６０の図示しない駆動機構（以下、これをカッタ駆動機構と呼ぶ）は、制御用コンピュータ１０２から供給される制御信号Ｓ１２に基づいてホログラム用記録媒体１３０に所望の画像が記録された後、当該ホログラム用記録媒体１３０の画像が記録された全ての領域部分がカッタ１６０よりも外部に排出された段階でカッタ１６０を駆動させ、この部分を他の部分から切り離すようにするものである。これにより、ホログラム用記録媒体１３０における画像が記録された部分を１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出することができる。
【００７０】
ここで、本実施の形態に係る画像記録方法について説明するため、上述したプリンタヘッド部１５０−１を含むホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３の動作について詳細に説明する。
【００７１】
前述したホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３を用いてホログラフィックステレオグラムを作製するには、先ず、ホログラム用記録媒体１３０をローラ１５２に巻き付けた状態でフィルムカートリッジ１５１に収納しておく。
【００７２】
そして、このホログラム用記録媒体１３０から、カバーフィルム１３０ａが剥離される。そして、剥離されたカバーフィルム１３０ａは、ロール１５４に巻き取られる。一方、カバーフィルム１３０ａが剥離されたホログラム用記録媒体１３０、すなわちベースフィルム材上にフォトポリマ層が形成されてなる部分は、第１の押圧用ローラ１５５Ａ及び第２の押圧用ローラ１５５Ｂによって空隙無きように光導入ブロック１３７Ａに押圧された状態で、間欠送り用ローラ１５５Ａ，１５５Ｂにまでローディングされる。
【００７３】
次いで、制御用コンピュータ１０２から視差画像列の各画像に基づく画像データＤ１５をＬＣＤ１４１に供給して、該ＬＣＤ１４１を駆動させ、この画像データＤ１５に基づく画像を表示させる。また、制御用コンピュータ１０２からシャッタ１３２に制御信号Ｓ１１を送出して、該シャッタ１３２を開かせることにより、レーザ光源１３１から出射されたレーザ光Ｌ１１をＬＣＤ１４１を通して、上述したホログラム用記録媒体１３０に入射させる。このとき、レーザ光Ｌ１１は、レーザ光源１３１から出射された後、シャッタ１３２、ハーフミラー１３３、ミラー１３８、スペーシャルフィルタ１３９、コリメータレンズ１４０を順次介することは前述したとおりであり、これによって、ホログラム用記録媒体１３０に物体光（投影光）として入射される。また、レーザ光源１３１から出射されシャッタ１３２を介してハーフミラー１３３に入射したレーザ光Ｌ１１の半分は、ハーフミラー１３３によって反射され、シリンドリカルレンズ１３４、コリメータレンズ１３５、ミラー１３６を順次介して、ホログラム用記録媒体１３０に参照光として裏面側から入射される。
【００７４】
このようにして、物体光と参照光とをホログラム用記録媒体１３０上で干渉させて露光させることにより、ＬＣＤ１４１に表示させた画像をホログラム用記録媒体１３０に短冊状に干渉縞として記録させる。
【００７５】
そして、この画像の記録が終了すると、制御用コンピュータ１０２の制御によりシャッタ１３２を閉じてレーザ光源１３１から出射されたレーザ光Ｌ１１を遮断し、ＬＣＤ１４１の駆動を停止する。また、制御用コンピュータ１０２からプリンタヘッド部１５０−１のステッピングモータ及び排出用送りローラ駆動機構に制御信号Ｓ１２を送出してこれらを駆動させることにより、ホログラム用記録媒体１３０を１要素ホログラム分だけ送らせる。
【００７６】
なお、ホログラム用記録媒体１３０を送るときには、光導入ブロック１３７Ａをホログラム用記録媒体１３０から離間させることなく、ホログラム用記録媒体１３０を光導入ブロック１３７Ａに密着させたまま、ホログラム用記録媒体１３０を送るようにする。光導入ブロック１３７Ａ自身は駆動機構を備えていないが、自由に回転できる構造になっているので、光導入ブロック１３７Ａから離間させることなくホログラム用記録媒体１３０を送ると、その分だけホログラム用記録媒体１３０の移動に伴って光導入ブロック１３７Ａも回転する。すなわち、このプリンタヘッド部１５０−１では、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ａとを接触させた状態を保ったまま、光導入ブロック１３７Ａが回転するようになされている。
【００７７】
その後は、ＬＣＤ１４１に画像データＤ１５に基づく画像を表示させる操作、シャッタ１３２を開いて物体光と参照光とをホログラム用記録媒体１３０上で干渉させて露光させる操作、ステッピングモータ及び排出用送りローラ駆動機構によってホログラム用記録媒体１３０を１要素ホログラム分だけ送らせる操作等を繰り返すことにより、データ処理部１０１から供給された視差画像列の各画像に基づく各画像データＤ１５をホログラム用記録媒体１３０に順次短冊状に記録させていく。
【００７８】
このとき、プリンタヘッド部１５０−１において、物体光と参照光とによるホログラム用記録媒体１３０の露光を行う部分よりも後段側では、紫外線ランプ１５７により、順次間欠送りされるホログラム用記録媒体１３０の全面に亘って紫外線Ｌ１３が照射される。これにより、ホログラム用記録媒体１３０において、フォトポリマ層の露光部分におけるモノマＭの重合が完了する。
【００７９】
また、この紫外線ランプ１５７よりも後段側では、ヒートローラ１５８により、ホログラム用記録媒体１３０が加熱される。これによって、フォトポリマ層の屈折率変調度が増加し、記録画像が定着する。さらに、このヒートローラ１５８よりも後段側では、制御用コンピュータ１０２から供給される制御信号Ｓ１２に基づいてカッタ駆動機構が駆動され、カッタ１６０により、完成したホログラフィックステレオグラムが所望のサイズに裁断されて、外部に排出される。
【００８０】
以上のように、ホログラム用記録媒体１３０に対して所望の画像を記録するに際し、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ａとの間に空隙が無いように連続的に押圧用ローラ１５５Ａ，１５５Ｂで空気を押し出しながらホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ａとを接触させていくことで、インデックスマッチング液などの介在をさせずに急角度での参照光の入射が可能となる。なお、光導入ブロック１３７Ａは剛体であり、筐体等に対してリジッドに相対位置が固定される。したがって、このような光導入ブロック１３７Ａに密着した状態で保持されるホログラム用記録媒体１３０の振動は、十分に抑制されることとなる。
【００８１】
なお、ホログラム用記録媒体１３０を光導入ブロック１３７Ａに空隙無く密着させることができるかどうかは、そのホログラム用記録媒体１３０の特性、特に硬度や粘着性や厚さによるところが大きいが、ホログラム用記録媒体１３０の材料であるフォトポリマは一般に適度な柔らかさを有しいるので、比較的に容易に光導入ブロック１３７Ａに空隙無く密着させることが可能である。そして、実際に、ホログラム用記録媒体１３０のフォトポリマ層にデュポン株式会社製の商品名：ＯＭＮＩ−ＤＥＸを使用し、その膜厚を約２０μｍとしたところ、ホログラム用記録媒体１３０を光導入ブロック１３７Ａに空隙無く良好に密着させることができた。
【００８２】
１−３  第２の実施の形態
本実施の形態に係る画像記録装置は、インデックスマッチング液を介してエッジリット記録を行うものであり、ホログラム用記録媒体１３０における参照光入射側に、液体を介して、光導入ブロックが接触するような構成となされている。また、本実施の形態に係る画像記録方法は、上述の構成の画像記録装置を用いてホログラフィックステレオグラムを作製するものである。
【００８３】
なお、インデックスマッチング液を介してエッジリット記録を行う場合においても、ホログラフィックステレオグラムプリンタシステムの構成は図１を用いて説明したとおりであり、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の構成も光導入ブロックが一部変更される以外は図１４を用いて説明したとおりである。
【００８４】
以下、本実施の形態に係る画像記録装置について説明するため、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３におけるプリンタヘッド部１５０近傍の構成を詳細に説明する。本実施の形態では、プリンタヘッド部１５０は、図７に示されるようなプリンタヘッド部１５０−３として構成される。
【００８５】
プリンタヘッド部１５０−３においては、図６に示したプリンタヘッド部１５０−２と同様にしてホログラム用記録媒体１３０をローディングさせるようになされている。なお、図５に示したプリンタヘッド部１５０−１や、図６に示したプリンタヘッド部１５０−２と共通する部材には共通符号を付して重複説明を省略する。
【００８６】
プリンタヘッド部１５０−３においては、一次元拡散板１４４がホログラム用記録媒体１３０から離間した位置に配される。また、このプリンタヘッド部１５０−３においては、参照光の入射位置に対応する位置に、透明なガラスからなる光導入ブロック１３７Ｂが、ホログラム用記録媒体１３０に接触するように配される。この光導入ブロック１３７Ｂは、エッジリット方式による記録を行うに際して、端部から参照光を入射させ、当該参照光をホログラム用記録媒体１３０の面に対して鋭角に入射させるものである。ここでは、屈折率が１．５１のガラスＢＫ７を用いた。
【００８７】
このため、ホログラム用記録媒体１３０には、該ホログラム用記録媒体１３０の面に対して垂直に入射する物体光と、ホログラム用記録媒体１３０の面に対して鋭角に入射する参照光とによって干渉縞が形成されることとなる。
【００８８】
また、ここでは、光導入ブロック１３７Ｂがホログラム用記録媒体１３０に接触するように設けられているため、フィルムカートリッジ１５１と間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂとの間におけるホログラム用記録媒体１３０の微小振動を抑えることができ、明るい（回折効率の高い）ホログラフィックステレオグラムを形成できるようになる。
【００８９】
また、本実施の形態においては、上述した光導入ブロック１３７Ｂの前段部に、液体供給手段として、液体を含ませたスポンジ１６１が、光導入ブロック１３７Ｂとホログラム用記録媒体１３０との両者に接触するように配されている。なお、スポンジ１６１の幅は、ホログラム用記録媒体１３０の裏側にまで液体が廻り込むのを防止するため、ホログラム用記録媒体１３０の幅よりも狭くされる。
【００９０】
また、ここでは、このスポンジ１６１に含ませる液体として、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとのインデックスマッチングを可能とする屈折率を有するｏ−キシレンを用いた。なお、光導入ブロック１３７Ｂとホログラム用記録媒体１３０との間に介在させる液体の条件については、第１の画像記録方法及び画像記録装置の実施の形態のところで説明したものと同様である。
【００９１】
このスポンジ１６１が配されることにより、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に液体を連続的に供給し、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に常に液体を介在させておくことができるようになる。そして、これにより、光導入ブロック１３７Ｂとホログラム用記録媒体１３０とを、間に空隙を生じさせることなく、密着させることができるようになるため、ホログラム用記録媒体１３０の振動を十分に抑制できるようになる。
【００９２】
また、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に供給される液体がインデックスマッチングを行うため、光導入ブロック１３７Ｂを通過した参照光がホログラム用記録媒体１３０に入射されるに際し、光導入ブロック１３７Ｂ内において全反射されることがない。したがって、優れた画質のホログラフィックステレオグラムを作製できるようになる。
【００９３】
また、上述のようにして、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に液体を介在させておくと、光導入ブロック１３７Ｂを離反する方向に移動させなくても、ホログラム用記録媒体１３０の間欠送りを行うことができるようになる。このため、光導入ブロック１３７Ｂをホログラム用記録媒体１３０に近接／離間させるための駆動機構が省略でき、画像記録装置の構成を簡略化することができる。
【００９４】
なお、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に液体を介在させる方法としては、ホログラム用記録媒体１３０及び光導入ブロック１３７Ｂ等を液体中に配することも考えられるが、ここでは、ホログラム用記録媒体１３０及び光導入ブロック１３７Ｂを空気中に配置し、表面張力によって液体を保持させているため、画像記録装置の構成を簡略化でき、また、メンテナンスも容易である。
【００９５】
なお、このプリンタヘッド部１５０−３において、間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂより後段側の構成は、図５に示したプリンタヘッド部１５０−１や図６に示したプリンタヘッド部１５０−２と同様であるため、説明を省略する。
【００９６】
ここで、本実施の形態に係る画像記録方法について説明するため、上述したプリンタヘッド部１５０−３を備えたホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の動作について詳細に説明する。
【００９７】
前述したホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３を用いてホログラフィックステレオグラムを作製するには、先ず、ホログラム用記録媒体１３０をローラ１５２に巻き付けた状態でフィルムカートリッジ１５１に収納しておく。そして、このホログラム用記録媒体１３０をフィルムカートリッジ１５１と間欠送り用ローラ１５３Ａ，１５３Ｂとの間にローディングさせるとともに、光導入ブロック１３７Ｂがホログラム用記録媒体１３０に接触するようにセットする。ここで、液体供給手段であるスポンジ１６１には十分に液体を含ませておく。
【００９８】
なお、実際にこのホログラム用記録媒体１３０に対する記録を行う前に、制御用コンピュータ１０２からプリンタヘッド部１５０−３のステッピングモータ及び排出用送りローラ駆動機構に制御信号Ｓ１２を送出してこれらを駆動させ、ホログラム用記録媒体１３０を、該ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとが接触する長さ分以上送っておく。
【００９９】
これにより、ホログラム用記録媒体１３０には、光導入ブロック１３７Ｂに接触し始める位置にてスポンジ１６１から液体が供給され、液体が保持された状態で光導入ブロック１３７Ｂに接触することとなるため、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に液体を介在させることができる。
【０１００】
次いで、制御用コンピュータ１０２から視差画像列の各画像に基づく画像データＤ１５をＬＣＤ１４１に供給して、該ＬＣＤ１４１を駆動させ、この画像データＤ１５に基づく画像を表示させる。
【０１０１】
また、制御用コンピュータ１０２からシャッタ１３２に制御信号Ｓ１２を送出して、該シャッタ１３２を開かせることにより、レーザ光源１３１から出射されたレーザ光Ｌ１１をＬＣＤ１４１を通して、上述したホログラム用記録媒体１３０に入射させる。このとき、レーザ光Ｌ１１は、レーザ光源１３１から出射された後、シャッタ１３２、ハーフミラー１３３、ミラー１３８、スペーシャルフィルタ１３９、コリメータレンズ１４０を順次介することは前述したとおりであり、これによって、ホログラム用記録媒体１３０に物体光（投影光）として入射される。また、レーザ光源１３１から出射されシャッタ１３２を介してハーフミラー１３３に入射されたレーザ光Ｌ１１の半分は、反射して、シリンドリカルレンズ１３４、コリメータレンズ１３５、ミラー１３６を順次介した後、光導入ブロック１３７Ｂを介して、ホログラム用記録媒体１３０に参照光として裏面側から入射される。
【０１０２】
このようにして、物体光と参照光とをホログラム用記録媒体１３０上で干渉させて露光させることにより、ＬＣＤ１４１に表示させた画像をホログラム用記録媒体１３０に短冊状に干渉縞として記録させる。
【０１０３】
そして、この画像の記録が終了すると、制御用コンピュータ１０２の制御によりシャッタ１３２を閉じてレーザ光源１３１から出射されたレーザ光Ｌ１１を遮断し、ＬＣＤ１４１の駆動を停止する。
【０１０４】
また、制御用コンピュータ１０２からプリンタヘッド部１５０−３のステッピングモータ及び排出用送りローラ駆動機構に制御信号Ｓ１２を送出してこれらを駆動させることにより、ホログラム用記録媒体１３０を１要素ホログラム分だけ送らせる。なお、ホログラム用記録媒体１３０を間欠送りするに際しては、光導入ブロック１３７Ｂをホログラム用記録媒体１３０から離間させる必要はない。
【０１０５】
その後は、ＬＣＤ１４１に画像データＤ１５に基づく画像を表示させる操作、シャッタ１３２を開いて物体光と参照光とをホログラム用記録媒体１３０上で干渉させて露光させる操作、ステッピングモータ及び排出用送りローラ駆動機構によってホログラム用記録媒体１３０を１要素ホログラム分だけ送らせる操作等を繰り返すことにより、データ処理部１０１から供給された視差画像列の各画像に基づく各画像データＤ１５をホログラム用記録媒体１３０に順次短冊状に記録させていく。
【０１０６】
このとき、プリンタヘッド部１５０−３において、物体光と参照光とによるホログラム用記録媒体１３０の露光を行う部分よりも後段側では、紫外線ランプ１５７により、順次間欠送りされるホログラム用記録媒体１３０の全面に亘って紫外線Ｌ１３が照射される。これにより、ホログラム用記録媒体１３０において、フォトポリマ層の露光部分におけるモノマＭの重合が完了する。
【０１０７】
また、この紫外線ランプ１５７よりも後段側では、ヒートローラ１５８により、ホログラム用記録媒体１３０が加熱される。これによって、フォトポリマ層の屈折率変調度が増加し、記録画像が定着する。
【０１０８】
さらに、このヒートローラ１５８よりも後段側では、制御用コンピュータ１０２から供給される制御信号Ｓ１２に基づいてカッタ駆動機構が駆動され、カッタ１６０により、完成したホログラフィックステレオグラムが所望のサイズに裁断されて、外部に排出される。
【０１０９】
以上のように、ホログラム用記録媒体１３０に対して所望の画像を記録するに際し、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に連続的に液体を供給し、この間に常に液体を介在させると、光導入ブロック１３７Ｂとホログラム用記録媒体１３０とが、間に空隙を生じることなく密着するようになるため、ホログラム用記録媒体１３０の振動が十分に抑制されるようになる。
【０１１０】
また、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に供給される液体がインデックスマッチングを行うため、光導入ブロック１３７Ｂを通過した参照光がホログラム用記録媒体１３０に入射されるに際し、光導入ブロック１３７Ｂ内において全反射されることがない。したがって、優れた画質のホログラフィックステレオグラムを作製できるようになる。
【０１１１】
上述のようにして、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂとの間に液体を介在させておくと、光導入ブロック１３７Ｂを離反する方向に移動させなくても、ホログラム用記録媒体１３０の間欠送りを行うことができるようになる。
【０１１２】
さらに、ここでは、ホログラム用記録媒体１３０及び光導入ブロック１３７Ｂを空気中に配置し、表面張力によって液体を保持させているため、メンテナンスも容易である。
【０１１３】
ところで、エッジリット方式による再生を行うに際しては、光導入ブロック１３７Ｂと同様の光学特性を有する照明光導入ブロックをホログラフィックステレオグラムに接触させ、この照明光導入ブロックに、ホログラム用記録媒体１３０の面に対する参照光の入射角度と同じ角度で照明光を入射させれば、ホログラム用記録媒体１３０に形成された干渉縞によって照明光が回折し、物体光と同様の回折光を生じて、再生像が得られるようになる。
【０１１４】
したがって、エッジリット方式で透過型のホログラフィックステレオグラムを作製する際には、参照光を、物体光を入射する側から参照光導入ブロックを介してホログラム用記録媒体に入射させなければならず、物体光集光用のシリンドリカルレンズとホログラム用記録媒体との間に参照光導入ブロックを配置することとなる。しかしながら、空間的な制約のため、シリンドリカルレンズとホログラム用記録媒体との間に参照光導入ブロックを配置することは、非常に困難である。また、一次元拡散板も単純に挿入するわけにはいかなくなってしまう。
【０１１５】
これに対して、図７で示されたようなプリンタヘッド部１５０−３を有するホログラフィックステレオグラムプリンタ装置１０３においては、エッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを反射型で作製しているため、ホログラム用記録媒体１３０の一方の面に物体光が入射するようにするとともに、ホログラム用記録媒体１３０の他方の面に参照光を入射するようにすればよい。したがって、本実施の形態では、ホログラム用記録媒体１３０を介して、一方の側に物体光を集束するためのシリンドリカルレンズ１４３及び一次元拡散板１４４を配し、他方の側に参照光導入ブロック１３７Ｂを配すれば良く、空間的な制約を受けることなく、光学系を非常に容易に構成することができる。
【０１１６】
このように反射型で作製されたホログラフィックステレオグラムは、当然のことながら、反射型で三次元画像を再生することが可能である。すなわち、図８に示すように、液体１７０を介して照明光導入ブロック１７１にホログラフィックステレオグラム１７２を貼り付けた上で、再生用照明光１７３を照明光導入ブロック１７１の端部１７１ａからホログラフィックステレオグラム１７２に向けて入射する。ここで、ホログラフィックステレオグラム１７２は、照明光導入ブロック１７１の面のうち、観察者１７４から遠い方の面１７１ｂに貼り付ける。
【０１１７】
このとき、ホログラフィックステレオグラム１７２から反射モードで回折してきた回折光１７５によって生じる再生像１７６が、観察者１７４によって観察されることとなる。このように三次元画像を再生したとき、再生像１７６は、観察者１７４から見て照明光導入ブロック１７１よりも奥に物体があるように再生される。
【０１１８】
上述のように反射型で作製されたホログラフィックステレオグラムは、透過型で三次元画像の再生を行うことも可能である。
【０１１９】
即ち、図９に示すように、液体１８０を介して照明光導入ブロック１８１にホログラフィックステレオグラム１８２を貼り付けた上で、再生用照明光１８３を照明光導入ブロック１８１の端部１８１ａからホログラフィックステレオグラム１８２に向けて入射する。ここで、ホログラフィックステレオグラム１８２は、照明光導入ブロック１８１の面のうち、観察者１８４に近い方の面１８１ｃに貼り付ける。
【０１２０】
このとき、ホログラフィックステレオグラム１８２から透過モードで回折してきた回折光１８５によって生じる再生像１８６が、観察者１８４によって観察されることとなる。このように三次元画像を再生したとき、再生像１８６は、図８に示したような再生方法に比べて、物体が手前にあるように再生される。したがって、図９に示したように三次元画像を再生することにより、立体感を強調することができ、ディスプレイ効果が高まることとなる。
【０１２１】
なお、照明光導入ブロック１７１，１８１の形状は必ずしも直方体である必要はなく、ホログラフィックステレオグラム１７２，１８２に対する再生用照明光１７３，１８３の入射角度が、記録時にホログラム用記録媒体１３０に入射した参照光の入射角度と一致するようになされていれば、どのような形状であっても良い。
【０１２２】
なお、本実施の形態において、ホログラフィックステレオグラムを作製する際に使用したレーザ光の波長は約５３２ｎｍであり、参照光と物体光のなす角度θは約７５°である。また、ホログラム用記録媒体１３０の感光部の膜厚は約２０μｍであり、その屈折率は１．５前後である。したがって、このホログラフィックステレオグラムの波長選択幅は約５０ｎｍである。このため、このホログラフィックステレオグラムを再生する際は、再生用照明光１７３，１８３の光源として、例えば、中心波長が約５２５ｎｍ、波長幅が約５０ｎｍの光を発する発光ダイオードが好適である。発光ダイオードは、発光効率が非常に高いため、電池等でも充分に実用的な時間使用することができる。したがって、画像再生装置の駆動電源を電池等から取るようにすることが可能となり、これにより、小型化や低価格化を図ることができる。
【０１２３】
ところで、反射型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合には、比較的に波長選択性が高いので、通常は、白色光を再生用照明としても再生像を得ることができる。これに対して、透過型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合は、反射型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合に比べて波長選択性が弱まるので、白色光による再生は難しい。したがって、透過型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合は、再生用照明の光源に、色純度の高いものを使用することが好ましい。具体的には、再生用照明光の光源として、色純度の高い光を発する発光ダイオードを用いれば、波長選択性の弱さが補われ、鮮明な再生像を得ることができる。また、発光ダイオードは、点光源に近いために光源の広がりによる再生像のボケを防ぐことができるという利点や、発光効率が非常に高く、殆ど熱を発しないという利点等もある。
【０１２４】
ただし、再生用照明光の光源は、発光ダイオードに限られるものではなく、半導体レーザー等のように色純度の高い光を発するものであれば、同様に再生像を得ることが出来る。また、波長選択フィルターや狭帯域反射ミラー等を用いて色純度を高めた光を再生用照明光として用いるようにしてもよい。
【０１２５】
１−４ 変形例
以上、本発明に係る画像記録方法及び画像記録装置の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもない。例えば、第２の実施の形態においては液体供給手段としてスポンジ１６１を用いたが、液体供給手段は、ホログラム用記録媒体１３０と光導入ブロック１３７Ｂの間に液体を供給できるものならば、どのような構成を有するものであってもよく、ダイコータやロールを用いた塗布装置によって、ホログラム用記録媒体３０上に液体を塗布するようにしてもよい。
【０１２６】
また、上述の実施の形態においては、本発明を横方向のみに視差情報をもつホログラフィックステレオグラムの作製に適用する場合について述べたが、これに限らず、縦方向のみの視差情報をもつホログラフィックステレオグラムや、横方向及び縦方向の両方向に視差情報をもつホログラフィックステレオグラムの作製に適用することもできる。
【０１２７】
さらに、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作製する場合について説明したが、カラーのホログラフィックステレオグラムの作製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製するときは、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。そして、光の３原色となる３つの光を用いて記録されたカラーのホログラフィックステレオグラムを再生するときには、光の３原色を発するように３つの光源を画像再生装置に設け、各光源からの光を同時にホログラフィックステレオグラムに再生用照明光として照射するようにすればよい。ただし、このように複数の光源を使用するときには、各光源からの光が平行となるように光学系を組む必要がある。カラーのホログラフィックステレオグラムを再生するときも、透過型での再生では波長選択性が弱いので、各光源には色純度の高い光源を用いることが好ましく、これにより、透過型でもカラーのホログラフィックステレオグラムを鮮明に再生することが可能となる。
【０１２８】
また、光導入ブロックの構造も上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、集光されてホログラム用記録媒体に入射した物体光は、ホログラム用記録媒体を透過して光導入ブロックに入射し、当該入射光が、光導入ブロックの反対側の側面において一部反射して、再びホログラム用記録媒体に戻ってくる可能性がある。このようなことが起こると、露光部において不必要な干渉縞が形成されて再生像のコントラストを下げたり、また、未露光部のホログラム用記録媒体に光が照射されてしまうと露光前に感光してしまって正常な記録がなされなかったりする可能性もある。そこで、例えば、光導入ブロックを円筒形状として、その円筒内部の中空部分に光吸収部材を配置するようにしてもよい。なお、光吸収部材は、参照光の導入を妨げない位置に配置する。これにより、光導入ブロックの内部における不要な反射をなくすことができる。
【０１２９】
ここで、光導入ブロックと光吸収部材との間には、空気などが介在しないことが好ましく、更には、光導入ブロックの屈折率と、光吸収部材の屈折率とが近いことが好ましい。具体的には、例えば、粘着剤の屈折率が光導入ブロックの屈折率に近い黒色粘着テープを用いたり、粘土や黒色液体等を光導入ブロックの中空部分に封入したりすることで実現可能である。
【０１３０】
また、光導入ブロックとして、円筒形状のものではなく、角型形状のものを用いた場合も同様である。すなわち、光導入ブロックの周りであって、参照光の導入を妨げない位置に、例えば、黒色粘着テープを配することにより、光導入ブロックにおける不要な反射を防いで、画質の向上を図ることができる。
【０１３１】
さらに、画像記録装置は、図１０又は図２３に示すように、光導入ブロック１９１とホログラム用記録媒体１９２との間にルーバーフィルム１９３を配するようにしてもよい。なお、図１０は、光導入ブロック１９１が角形形状の場合の例を図示しており、図２３は、光導入ブロック１９１が円筒形状又は円柱形状の場合の例を図示している。
【０１３２】
ここで、ルーバーフィルム１９３は、面に対して参照光入射角度程度の角度を持った物理的ブラインドであるルーバーが、平行に所定の間隔で多数形成されており、面に対して垂直に入る光は通さない性質を持っている。
【０１３３】
このようなルーバーフィルム１９３が、空気などを介することなく光学的に光導入ブロック１９１とホログラム用記録媒体１９２との間に配されていると、光導入ブロック１９１を通って急角度でホログラム用記録媒体１９２に照射する光は、ルーバーフィルム１９３を通過してホログラム用記録媒体１９２にまで到達するのに対し、ルーバーフィルム１９３の面に対して垂直方向から来る物体光は、ホログラム用記録媒体１９２を通過した後、ルーバーフィルム１９３に吸収されて光導入ブロック１９１にまで到達しなくなる。したがって、不要な反射等が無くなり、画質を向上させることができる。
【０１３４】
その他、ホログラフィックステレオプリンタ装置における参照光の入射方向や、レンズの数、種類、組合わせ等も上述したものに限られず、適宜変更が可能である。
【０１３５】
２．画像記録方法及び画像記録装置の他の例
本発明に係る画像記録方法及び画像記録装置の他の実施の形態、さらに、この画像記録方法及び装置により作製されたホログラフィックステレオグラムの再生方法及び再生装置を説明する。
【０１３６】
２−１ ホログラフィックステレオグラム作製システム
まず、ホログラフィックステレオグラムを作製するホログラフィックステレオグラム作製システムの一構成例について説明する。なお、本実施の形態では、短冊状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、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る。ただし、本発明は、ドット状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、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。
【０１３７】
このホログラフィックステレオグラム作製システムは、物体光と参照光との干渉縞が記録されたホログラム用記録媒体をそのままホログラフィックステレオグラムとする、いわゆるワンステップホログラフィックステレオグラムを、エッジリット方式で作製するシステムであり、図１２に示すように、記録対象の画像データの処理を行うデータ処理部２０１と、このシステム全体の制御を行う制御用コンピュータ２０２と、ホログラフィックステレオグラム作製用の光学系を有するホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３とから構成されている。
【０１３８】
データ処理部２０１は、多眼式カメラや移動式カメラ等を備えた視差画像列撮影装置２１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ２１や、画像データ生成用コンピュータ２１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２２等に基づいて、視差画像列Ｄ２３を生成する。
【０１３９】
ここで、視差画像列撮影装置２１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ２１は、例えば、多眼式カメラによる同時撮影、又は移動式カメラによる連続撮影等によって、実物体を横方向の異なる複数の観察点から撮影することにより得られた複数画像分の画像データである。
【０１４０】
また、画像データ生成用コンピュータ２１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２２は、例えば、横方向に順次視差を与えて作成された複数のＣＡＤ（Computer Aided Design）画像やＣＧ（Computer Graphics）画像等の画像データである。
【０１４１】
データ処理部２０１は、視差画像列Ｄ２３に対して画像処理用コンピュータ２１１によってホログラフィックステレオグラム用の所定の画像処理を施す。そして、所定の画像処理が施された画像データＤ２４を、メモリ又はハードディスク等の記憶装置２１２に記録する。
【０１４２】
また、データ処理部２０１は、ホログラム用記録媒体に画像を記録する際に、記憶装置２１２に記録された画像データＤ２４から、１画像分毎にデータを順番に読み出し、この画像データＤ２５を制御用コンピュータ２０２に送出する。
【０１４３】
一方、制御用コンピュータ２０２は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３を駆動し、データ処理部２０１から供給された画像データＤ２５に基づく画像を、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３内にセットされたホログラム用記録媒体２３０に、短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。
【０１４４】
このとき、制御用コンピュータ２０２は、後述するように、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３に設けられたシャッタ２３２、表示装置２４１及び記録媒体送り機構等の制御を行う。すなわち、制御用コンピュータ２０２は、シャッタ２３２に制御信号Ｓ２１を送出してシャッタ２３２の開閉を制御し、また、表示装置２４１に画像データＤ２５を供給して表示装置２４１に当該画像データＤ２５に基づく画像を表示させ、また、記録媒体送り機構に制御信号Ｓ２２を送出して記録媒体送り機構によるホログラム用記録媒体２３０の送り動作を制御する。
【０１４５】
上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３について、図１３を参照して詳細に説明する。なお、図１３（Ａ）は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３全体の光学系を上方から見た図であり、図１３（Ｂ）は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３の光学系の物体光用の部分を横方向から見た図である。
【０１４６】
ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３は、図１３（Ａ）に示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源２３１と、レーザ光源２３１からのレーザ光Ｌ２１の光軸上に配されたシャッタ２３２及びハーフミラー２３３とを備えている。なお、本実施の形態では、レーザ光源２３１には、波長が約５３２ｎｍのレーザ光を出射するものを用いた。
【０１４７】
上記シャッタ２３２は、制御用コンピュータ２０２によって制御され、ホログラム用記録媒体２３０を露光しないときには閉じられ、ホログラム用記録媒体２３０を露光するときに開放される。また、ハーフミラー２３３は、シャッタ２３２を通過してきたレーザ光Ｌ２２を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー２３３によって反射された光Ｌ２３が参照光となり、ハーフミラー２３３を透過した光Ｌ２４が物体光となる。
【０１４８】
ハーフミラー２３３によって反射された光Ｌ２３の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ２３４と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ２３５と、コリメータレンズ２３５からの平行光を反射する全反射ミラー２３６とがこの順に配置されている。
【０１４９】
そして、ハーフミラー２３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ２３４によって発散光とされる。次に、コリメータレンズ２３５によって平行光とされる。その後、全反射ミラー２３６によって反射され、ホログラム用記録媒体２３０に入射する。ここで、ホログラム用記録媒体２３０は、エッジリット方式によって要素ホログラムが記録されるように、透明なガラスからなる光導入ブロック２３７にマッチング液を介して接するように配されている。そして、参照光は、光導入ブロック２３７が配された側からホログラム用記録媒体２３０に入射する。
【０１５０】
すなわち、参照光は、光導入ブロック２３７の端部２３７ａから光導入ブロック２３７内に入射し、光導入ブロック２３７にマッチング液を介して接するように配されたホログラム用記録媒体２３０に対して、大きな入射角にて入射する。なお、本実施の形態において、参照光の光軸と、後述する物体光の光軸とがなす角度θは、約７５°となるようにした。
【０１５１】
一方、ハーフミラー２３３を透過した光Ｌ２４の光軸上には、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、物体光用の光学系として、ハーフミラー２３３からの透過光を反射する全反射ミラー２３８と、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ２３９と、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ２４０と、記録対象の画像を表示する表示装置２４１と、表示装置２４１を透過してきた光を拡散させる拡散板２４２と、物体光をホログラム用記録媒体２３０上に集光させるシリンドリカルレンズ２４３とがこの順に配置されており、更に、短冊状の開口部が形成されたマスク２４４が、ホログラム用記録媒体２３０の直前に配置されている。
【０１５２】
そして、ハーフミラー２３３を透過した光Ｌ２４は、全反射ミラー２３８によって反射された後、スペーシャルフィルタ２３９によって点光源からの拡散光とされる。次に、コリメータレンズ２４０によって平行光とされ、その後、表示装置２４１に入射する。ここで、表示装置２４１は、例えば液晶ディスプレイからなる透過型の画像表示装置であり、制御用コンピュータ２０２によって制御され、制御用コンピュータ２０２から送られた画像データＤ２５に基づく画像を表示する。そして、表示装置２４１を透過した光は、表示装置２４１に表示された画像に応じて変調され、拡散板２４２によって拡散された後、シリンドリカルレンズ２４３に入射する。ここで、拡散板２４２は、表示装置２４１からの透過光を若干拡散させることにより、作製されるホログラフィックステレオグラムの画質の向上に寄与する。
【０１５３】
そして、表示装置２４１を透過した光は、シリンドリカルレンズ２４３により横方向に集束され、この集束光のうち、マスク２４２の短冊状の開口部を透過した光が、物体光としてホログラム用記録媒体２３０に入射する。すなわち、このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３では、表示装置２４１からの投影光が短冊状の物体光としてホログラム用記録媒体２３０に入射する。ここで、物体光は、光導入ブロック２３７が配されていない側から、ホログラム用記録媒体２３０の面に対して光軸がほぼ垂直となるように、ホログラム用記録媒体２３０に入射する。
【０１５４】
なお、上記光学系において、ハーフミラー２３３によって反射され、光導入ブロック２３７を介してホログラム用記録媒体２３０に入射する参照光の光路長と、ハーフミラー２３３を透過し、表示装置２４１を介してホログラム用記録媒体２３０に入射する物体光の光路長とは、ほぼ同じ長さとする。これにより、参照光と物体光との干渉性が高まり、より鮮明な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製することが可能となる。
【０１５５】
また、上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３では、光導入ブロック２３７とホログラム用記録媒体２３０とのインデックスマッチングのために、光導入ブロック２３７とホログラム用記録媒体２３０との間にインデックスマッチング液を滴下する機構を設けることが好ましい。そこで、本実施の形態では、ホログラム用記録媒体２３０と接するように、インデックスマッチング液を浸透させたスポンジを、光導入ブロック２３７とホログラム用記録媒体２３０とが接する部分の近傍に配した。これにより、ホログラム用記録媒体２３０が送られる毎に、光導入ブロック２３７とホログラム用記録媒体２３０との間に、スポンジからインデックスマッチング液が供給され、光導入ブロック２３７とホログラム用記録媒体２３０とのインデックスマッチングが図られることとなる。
【０１５６】
ところで、透過型のホログラフィックステレオグラムを作製する際には、ホログラム用記録媒体の一方の面に物体光と参照光の両方を入射させる。したがって、エッジリット方式で透過型のホログラフィックステレオグラムを作製する際には、参照光が物体光を入射する側から光導入ブロックを介してホログラム用記録媒体に入射するようにしなければならず、物体光集光用のシリンドリカルレンズとホログラム用記録媒体との間に光導入ブロックを配置することとなる。しかし、空間的な制約のため、シリンドリカルレンズとホログラム用記録媒体との間に光導入ブロックを配置することは、非常に困難である。
【０１５７】
これに対して、上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３のように、エッジリット方式のホログラフィックステレオグラムを反射型で作製する際には、ホログラム用記録媒体２３０の一方の面に物体光が入射するようにするとともに、ホログラム用記録媒体２３０の他方の面に参照光を入射するようにすればよい。したがって、本実施の形態では、ホログラム用記録媒体２３０を介して、一方の側に物体光を集束するためのシリンドリカルレンズ２４３を配し、他方の側に光導入ブロック２３７を配すれば良く、空間的な制約を受けることなく、光学系を非常に容易に構成することができる。
【０１５８】
また、このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３は、制御用コンピュータ２０２の制御のもとに、ホログラム用記録媒体２３０を１要素ホログラム分だけ間欠送りし得る記録媒体送り機構２５０を備えている。この記録媒体送り機構２５０は、後述するように、制御用コンピュータ２０２からの制御信号に基づいて、フィルム状のホログラム用記録媒体を間欠送りし得るようになっている。そして、このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３でホログラフィックステレオグラムを作製する際は、記録媒体送り機構２５０に所定の状態でセットされたホログラム用記録媒体２３０に対して、視差画像列の各画像データに基づく画像を短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。
【０１５９】
ここで、上記ホログラフィックステレオグラム作製システムにおいて使用されるホログラム用記録媒体２３０について、図１４及び図１５を参照して、詳細に説明する。
【０１６０】
このホログラム用記録媒体２３０は、図１４に示すように、テープ状に形成されたフィルムベース材２３０ａ上に光重合型フォトポリマからなるフォトポリマ層２３０ｂが形成されるとともに、当該フォトポリマ層２３０ｂ上にカバーシート２３０ｃが被着されることにより形成された、いわゆるフィルム塗布タイプの記録媒体である。なお、本実施の形態において、感光部となるフォトポリマ層２３０ｂには、デュポン株式会社製の商品名「ＯＭＮＩ−ＤＥＸ」を使用し、その膜厚は約２０μｍとした。
【０１６１】
光重合型フォトポリマは、初期状態では、図１５（Ａ）に示すように、モノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図１５（Ｂ）に示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ２程度のパワーの光ＬＡを照射すると、露光部においてモノマＭが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマＭが移動してモノマＭの濃度が場所によって変化し、これにより、屈折率変調が生じる。この後、図１５（Ｃ）に示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ２程度のパワーの紫外線又は可視光ＬＢを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了する。このように、光重合型フォトポリマは、入射された光に応じて屈折率が変化するので、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞を、屈折率の変化として記録することができる。
【０１６２】
このような光重合型フォトポリマを用いたホログラム用記録媒体２３０は、露光後に特別な現像処理を施す必要が無い。したがって、光重合型フォトポリマを感光部に用いたホログラム用記録媒体２３０を使用する本実施の形態に係るホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３は、構成を簡略化することができる。
【０１６３】
次に、記録媒体送り機構２５０について、図１６を参照して詳細に説明する。ここで、図１６は、上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置２０３の記録媒体送り機構２５０の部分を拡大した図である。
【０１６４】
図１６に示すように、記録媒体送り機構２５０は、ローラ２５１と、間欠送り用ローラ２５２とを備えており、ホログラム用記録媒体２３０は、ローラ２５１に巻き付けられた状態でフィルムカートリッジ２５３内に収納されている。そして、この記録媒体送り機構２５０は、所定位置に装填されたフィルムカートリッジ２５３内のローラ２５１を所定のトルクをもって回転自在に軸支するとともに、当該フィルムカートリッジ２５３から引き出されたホログラム用記録媒体２３０を、ローラ２５１と間欠送り用ローラ２５２とで保持し得るようになされている。このとき、記録媒体送り機構２５０は、ホログラム用記録媒体２３０の面が、ローラ２５１と間欠送り用ローラ２５２と間において物体光に対してほぼ垂直となるように、ホログラム用記録媒体２３０を保持する。また、ローラ２５１及び間欠送り用ローラ２５２は、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おり、これにより、ローラ２５１と間欠送り用ローラ２５２との間に掛け渡されるようにローディングされたホログラム用記録媒体２３０に対して、所定のテンションが付与される。
【０１６５】
上記記録媒体送り機構２５０の間欠送り用ローラ２５２は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて、図１６中矢印ｆで示す方向に自在に回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２０２から供給される制御信号Ｓ２２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、間欠送り用ローラ２５２を順次回転させる。これにより、ホログラム用記録媒体２３０は、１画像分の露光毎に１要素ホログラム分だけ送られることとなる。
【０１６６】
また、ホログラム用記録媒体２３０の進路のうち間欠送り用ローラ２５２の後段には、当該進路に沿って紫外線ランプ２５４が配設されている。この紫外線ランプ２５４は、露光されたホログラム用記録媒体２３０のモノマＭの重合を完了させるためのものであり、間欠送り用ローラ２５２によって送られてきたホログラム用記録媒体２３０に対して、所定パワーの紫外線ＵＶを照射し得るようになされている。
【０１６７】
さらに、ホログラム用記録媒体２３０の進路のうち紫外線ランプ２５４の後段には、回転自在に軸支されたヒートローラ２５５と、一対の排出用送りローラ２５６，２５７と、カッター２５８とが順次配設されている。
【０１６８】
ここで、排出用送りローラ２５６，２５７は、ホログラム用記録媒体２３０のカバーシート２３０ｃ側がヒートローラ２５５の周側面に約半周にわたって密着した状態に巻きつくように、ホログラム用記録媒体２３０を送るようになされている。この排出用送りローラ２５６，２５７は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２０２から供給される制御信号Ｓ２２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、間欠送り用ローラ２５２の回転と同期して、排出用送りローラ２５６，２５７を順次回転させる。これにより、ホログラム用記録媒体２３０は、間欠送り用ローラ２５２と排出用送りローラ２５６，２５７と間において弛むことなく、確実にヒートローラ２５５の周側面に密着した状態で送られることとなる。
【０１６９】
上記ヒートローラ２５５は、内部にヒータ等の発熱手段を備えており、この発熱手段により、その周側面が約１２０℃程度の温度を保ち得るようになされている。そして、このヒートローラ２５５は、送られてきたホログラム用記録媒体２３０のフォトポリマ層２３０ｂをカバーシート２３０ｃを介して加熱することにより、フォトポリマ層２３０ｂの屈折率変調度を増加させ、ホログラム用記録媒体２３０に記録画像を定着させる。このため、ヒートローラ２５５は、その周側面にホログラム用記録媒体２３０が当接し始めてから離れるまでに記録画像が定着し得る程度の時間がかかるようにその外径が選定されている。
【０１７０】
また、カッター２５８は、図示しないカッター駆動機構を備えており、このカッター駆動機構を駆動することにより、送られてきたホログラム用記録媒体２３０を切断し得るようになされている。このカッター駆動機構は、制御用コンピュータ２０２から供給される制御信号Ｓ２２に基づいて、ホログラム用記録媒体２３０に視差画像列の各画像データに基づく各画像が全て記録された後、当該ホログラム用記録媒体２３０の画像が記録された全ての部分がカッター２５８よりも外部に排出された段階で、カッター２５８を駆動させる。これにより、画像データが記録された部分が他の部分から切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
【０１７１】
次に、以上のような構成を有するホログラフィックステレオグラム作製システムでホログラフィックステレオグラムを作製する際の動作について説明する。
【０１７２】
ホログラフィックステレオグラムを作製する際、制御用コンピュータ２０２は、データ処理部２０１から供給された画像データＤ２５に基づいて表示装置２４１を駆動して、表示装置２４１に画像を表示させる。その後、制御用コンピュータ２０２は、シャッタ２３２に制御信号Ｓ２１を送出して所定時間だけシャッタ２３２を開放させ、ホログラム用記録媒体２３０を露光する。このとき、レーザ光源２３１から出射されシャッタ２３２を透過したレーザ光Ｌ２２のうち、ハーフミラー２３３によって反射された光Ｌ２３が、参照光として、光導入ブロック２３７を介してホログラム用記録媒体２３０に入射する。また、ハーフミラー２３３を透過した光Ｌ２４が、表示装置２４１に表示された画像が投影された投影光となり、当該投影光が物体光としてホログラム用記録媒体２３０に入射する。これにより、表示装置２４１に表示された１画像が、ホログラム用記録媒体２３０に短冊状の要素ホログラムとして記録される。
【０１７３】
そして、ホログラム用記録媒体２３０への１画像の記録が終了すると、次いで、制御用コンピュータ２０２は、間欠送り用ローラ２５２に接続されたステッピングモータと、排出用送りローラ２５６，２５７に接続されたステッピングモータとに制御信号Ｓ２２を送出してこれらを駆動し、これにより、ホログラム用記録媒体２３０を１要素ホログラム分だけ送らせる。
【０１７４】
次いで、制御用コンピュータ２０２は、データ処理部２０１から供給される次の画像データＤ２５に基づいて表示装置２４１を駆動して、次の画像を表示装置２４１に表示させる。この後、上述と同様の動作を順次繰り返すことにより、データ処理部２０１から供給される各画像データＤ２５に基づく各画像が、ホログラム用記録媒体２３０に短冊状の要素ホログラムとして順次記録される。
【０１７５】
すなわち、このホログラフィックステレオグラム作製システムでは、記憶装置２１２に記録された画像データに基づく画像が表示装置２４１に順次表示されるとともに、各画像毎にシャッタ２３２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用記録媒体２３０に順次記録される。このとき、ホログラム用記録媒体２３０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用記録媒体２３０に記録され、横方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが得られる。
【０１７６】
この後、以上のように要素ホログラムが記録されたホログラム用記録媒体２３０には、紫外線ランプ２５４から紫外線ＵＶが照射される。これにより、モノマＭの重合が完了する。次いで、ホログラム用記録媒体２３０は、ヒートローラ２５５により加熱され、これにより、記録画像の定着がなされる。
【０１７７】
そして、画像が記録された部分が全て外部に送り出されると、制御用コンピュータ２０２は、カッター駆動機構に制御信号Ｓ２２を供給して、カッター駆動機構を駆動する。これにより、ホログラム用記録媒体２３０のうち、画像が記録された部分がカッター２５８によってから切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
【０１７８】
以上の工程により、横方向の視差を有するエッジリット方式の反射型ホログラフィックステレオグラムが完成する。
【０１７９】
２−２  ホログラフィックステレオグラムの再生
次に、以上にように作製されたホログラフィックステレオグラムの再生について説明する。
【０１８０】
上述のように作製されたエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムから、三次元画像の再生を反射型で行うときは、図１７に示すように、インデックスマッチング液２６０を介して光導入ブロック２６１にホログラフィックステレオグラム２６２を貼り付けた上で、再生用照明光２６３を光導入ブロック２６１の端部２６１ａからホログラフィックステレオグラム２６２に向けて入射する。ここで、ホログラフィックステレオグラム２６２は、光導入ブロック２６１の面のうち、観察者２６４から遠い方の面２６１ｂに貼り付ける。このとき、ホログラフィックステレオグラム２６２から反射モードで回折してきた回折光２６５によって生じる再生像２６６が、観察者２６４によって観察されることとなる。しかしながら、このように反射型で三次元画像を再生すると、再生像２６６は、観察者２６４から見て光導入ブロック２６１よりも奥に物体があるように再生されてしまう。
【０１８１】
これに対して、本発明では、上述のように作製されたエッジリット方式の反射型ホログラフィックステレオグラムからの三次元画像を、透過型で再生する。すなわち、本発明に係る再生方法では、図１８に示すように、インデックスマッチング液２７０を介して光導入ブロック２７１にホログラフィックステレオグラム２７２を貼り付けた上で、再生用照明光２７３を光導入ブロック２７１の端部２７１ａからホログラフィックステレオグラム２７２に向けて入射する。ここで、ホログラフィックステレオグラム２７２は、光導入ブロック２７１の面のうち、観察者２７４に近い方の面２７１ｃに貼り付ける。
【０１８２】
このとき、ホログラフィックステレオグラム２７２から透過モードで回折してきた回折光２７５によって生じる再生像２７６が、観察者２７４によって観察されることとなる。このように三次元画像を再生したとき、再生像２７６は、図２９に示したような再生方法に比べて、物体が手前にあるように再生される。したがって、図１８に示したように三次元画像を再生することにより、立体感を強調することができ、ディスプレイ効果が高まることとなる。
【０１８３】
このように透過型で三次元画像を再生する画像再生装置の一構成例について、図１９を参照して説明する。
【０１８４】
この画像再生装置は、エッジリット方式の画像再生装置であり、ホログラフィックステレオグラム２８０が貼り付けられる光導入ブロック２８１と、光導入ブロック２８１の端面２８１ａから再生用照明光２８２を照射する光源２８３とを備えている。ここで、再生対象のホログラフィックステレオグラム２８０は、上述のように、ホログラム用記録媒体の一方の面に物体光を入射するとともに、ホログラム用記録媒体の他方の面に参照光を入射することにより、三次元画像情報が記録されたエッジリット方式のホログラフィックステレオグラムである。
【０１８５】
上記光導入ブロック２８１は、再生用照明光２８２をホログラフィックステレオグラム２８０に導入するためのものであり、記録時に使用したものと同様な、透明なガラス等からなる直方体状のブロックである。そして、再生対象のホログラフィックステレオグラム２８０は、光導入ブロック２８１にインデックスマッチング液を介して貼り付けられる。ここで、ホログラフィックステレオグラム２８０は、光導入ブロック２８１の面のうち、観察者２８４に近い方の面２８１ｂに貼り付けられる。
【０１８６】
なお、光導入ブロック２８１の形状は直方体である必要はなく、再生用照明光２８２が所定の角度でホログラフィックステレオグラム２８０に入射するようになされていれば、どのような形状であっても良い。すなわち、記録時にホログラム用記録媒体に入射した参照光の入射角度と、ホログラフィックステレオグラム２８０に対する再生用照明光２８２の入射角度とが一致するようになされていれば、光導入ブロック２８１はどのような形状であってもよい。
【０１８７】
一方、光源２８３は、発光ダイオードからなり、ホログラフィックステレオグラム２８０に対して再生用照明光２８２を照射するように配されている。ここで、再生用照明光２８２の光源２８３として使用される発光ダイオードは、発光効率が非常に高いため、電池等でも充分に実用的な時間使用することができる。したがって、この画像再生装置は、駆動電源を電池等から取るようにすることが可能であり、これにより、小型化や低価格化を図ることができる。
【０１８８】
以上のような構成を有する画像再生装置では、再生用照明光２８２の光源２８３と光導入ブロック２８１を一体化することにより、光学系を簡略化することができ、小型化を図ることができる。しかも、再生用照明光２８２の光源２８３と光導入ブロック２８１を一体化することにより、ホログラフィックステレオグラム２８０に対する再生用照明光２８２の入射角度を常に最適な角度とすることができ、常に高画質な再生像２８５を得ることができる。
【０１８９】
なお、上述したように、本実施の形態において、ホログラフィックステレオグラムを作製する際に使用したレーザ光の波長は約５３２ｎｍであり、参照光の光軸と物体光の光軸とのなす角度θは約７５°である。また、ホログラム用記録媒体２３０の感光部の膜厚は約２０μｍであり、その屈折率は１．５前後である。したがって、このホログラフィックステレオグラムの波長選択幅は約５０ｎｍである。そこで、上記画像再生装置において、光源２８３としては、例えば、中心波長が約５２５ｎｍ、波長幅が約５０ｎｍの光を発する発光ダイオードが好適である。
【０１９０】
上記画像再生装置でホログラフィックステレオグラム２８０から三次元画像を再生する際は、光導入ブロック２８１にインデックスマッチング液を介してホログラフィックステレオグラム２８０を貼り付ける。このとき、ホログラフィックステレオグラム２８０は、観察者２８４の側に配する。そして、このホログラフィックステレオグラム２８０に対して再生用照明光２８２を光源２８３から光導入ブロック２８１を介して照射する。このとき、再生用照明光２８２がホログラフィックステレオグラム２８０を透過する際に回折される回折光２８６によって、再生像２８５が生じる。そして、この再生像２８５は、物体が比較的に手前にあるように再生され、非常に立体的な像となる。
【０１９１】
ところで、反射型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合には、比較的に波長選択性が高いので、通常は、白色光を再生用照明としても再生像を得ることができる。これに対して、透過型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合は、反射型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合に比べて波長選択性が弱まるので、白色光による再生は難しい。したがって、透過型でホログラフィックステレオグラムを再生する場合は、再生用照明の光源に、色純度の高いものを使用することが好ましい。そこで、上記画像再生装置では、再生用照明光２８２の光源２８３として、色純度の高い光を発する発光ダイオードを用いることが好ましい。これにより、波長選択性の弱さが補われ、鮮明な再生像２８５を得ることが出来る。また、発光ダイオードは、点光源に近いために光源の広がりによる再生像２８５のボケを防ぐことができるという利点や、発光効率が非常に高く、殆ど熱を発しないという利点等もある。
【０１９２】
ただし、再生用照明光２８２の光源２８３は、発光ダイオードに限られるものではなく、半導体レーザー等のように色純度の高い光を発するものであれば、同様に再生像２８５を得ることが出来る。また、波長選択フィルターや狭帯域反射ミラー等を用いて色純度を高めた光を再生用照明光２８２として用いるようにしてもよい。
【０１９３】
なお、以上の説明では、単色のホログラフィックステレオグラムについて説明したが、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製するときは、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。そして、光の３原色となる３つの光を用いて記録されたカラーのホログラフィックステレオグラムを再生するときには、光の３原色を発するように３つの光源を画像再生装置に設け、各光源からの光を同時にホログラフィックステレオグラムに再生用照明光として照射するようにすればよい。ただし、このように複数の光源を使用するときには、各光源からの光が平行となるように光学系を組む必要がある。カラーのホログラフィックステレオグラムを再生するときも、透過型での再生では波長選択性が弱いので、各光源には色純度の高い光源を用いることが好ましく、これにより、透過型でもカラーのホログラフィックステレオグラムを鮮明に再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】ホログラフィックステレオグラムプリンタシステムの一構成例を示す模式図である。
【図２】ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す模式図である。
【図３】ホログラム用記録媒体の界面における参照光の全反射の様子を示す模式図である。
【図４】ルーバーフィルムによって参照光がホログラム用記録媒体に再入射するのを防止する様子を示す模式図である。
【図５】ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとを密着させるタイプのホログラフィックステレオグラムプリンタ装置について、そのプリンタヘッド部近傍の構成例を示す模式図である。
【図６】ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとを密着させるタイプのホログラフィックステレオグラムプリンタ装置について、そのプリンタヘッド部近傍の他の構成例を示す模式図である。
【図７】ホログラム用記録媒体と光導入ブロックとの間に液体を介在させるタイプのホログラフィックステレオグラムプリンタ装置について、そのプリンタヘッド部近傍の構成例を示す模式図である。
【図８】ホログラフィックステレオグラムの反射型での再生方法を示す模式図である。
【図９】ホログラフィックステレオグラムの透過型での再生方法を示す模式図である。
【図１０】光導入ブロックとホログラム用記録媒体との間にルーバーフィルムを配した例を示す断面図である。
【図１１】光導入ブロックとホログラム用記録媒体との間にルーバーフィルムを配した例を示す断面図である。
【図１２】ホログラフィックステレオグラム作製システムの一構成例を示す模式図である。
【図１３】ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す模式図である。
【図１４】ホログラム用記録媒体の一例を示す断面図である。
【図１５】光重合型フォトポリマの感光プロセスを示す模式図である。
【図１６】記録媒体送り機構の一構成例を示す模式図である。
【図１７】ホログラフィックステレオグラムの反射型での再生方法を示す模式図である。
【図１８】ホログラフィックステレオグラムの透過型での再生方法を示す模式図である。
【図１９】本発明を適用した画像再生装置の一構成例を示す模式図である。
【図２０】ホログラフィックステレオグラムの作製方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１９５】
１３０  ホログラム用記録媒体、  １３７  光導入ブロック、  １４４  一次元拡散板、  １４５  ルーバフィルム、  １５０  プリンタヘッド部
【図１】
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【図２】
2005208664.tif 000004
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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