(57)【要約】【課題】  簡素な構成でかつ簡便に対象物に対する観測点の相対的位置の判定を行うことができる測量デバイスを提供する。【解決手段】  測量デバイスは、観測点から対象物の被観測位置を見た視線が目標視域内に存在するや否やを観測する測量デバイスであって、ホログラム素子は視域が、目標視域の角度に等しい単一の中央視域と複数の側方視域とに分割されており、側方視域ごとに、視線が目標視域内に存在しないことを示す誤差標示パターンが保持されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測点から対象面の被観測位置を見た視線が目標視域内に存在するや否やを観測する測量デバイスであって、
前記対象面に固定されるホログラム面を有するホログラム素子を含み、
前記ホログラム素子は視域が、前記目標視域に等しい単一の中央視域と複数の側方視域とに分割されており、
前記側方視域ごとに、前記視線が目標視域内に存在しないことを示す誤差標示パターンが保持されていることを特徴とする測量デバイス。
【請求項２】
前記中央視域に、前記視線が目標視域内に存在することを示す表示パターンが保持されていることを特徴とする請求項１記載の測量デバイス。
【請求項３】
前記対象面に前記ホログラム素子を固定する取付手段を更に含むことを特徴とする請求項１または２記載の測量デバイス。
【請求項４】
前記取付手段は、前記ホログラム素子を着脱自在に前記対象面に取り付けることを特徴とする請求項３記載の測量デバイス。
【請求項５】
前記誤差標示パターンは、二次元パターンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の測量デバイス。
【請求項６】
前記誤差標示パターンは前記中央視域への方向を表す図形または文言であることを特徴とする請求項５記載の測量デバイス。
【請求項７】
前記ホログラム面は複数の要素ホログラムからなる行列を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の測量デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測量デバイスに関し、特に対象物に対する観測点の相対的位置を判定する測量デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に対する観測点の相対的角度などの位置を測定する測量デバイス、例えば、傾き角度を計測する角度計としては、レーザ光を対象物に照射してその反射光を検出する角度計（特許文献１及び２、参照）、パターンを投影または決まった形の構造物をカメラで撮影してその歪みを検出する角度計（特許文献３及び４、参照）などが代表的なものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2001-201331号公報
【特許文献２】特開2006-071310号公報
【特許文献３】特開2005-004165号公報
【特許文献４】特開平11-051651号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜４に開示された角度計では、正確な角度計測が可能となっている。しかし、それら角度計では、レーザ光源を含め複数の機器が必要であり、その操作方法も煩雑である。
【０００５】
そこで本発明は、簡素な構成でかつ簡便に対象物に対する観測点の相対的位置の判定を行うことができる測量デバイスを提供することが課題の一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による測量デバイスは、観測点から対象面の被観測位置を見た視線が目標視域内に存在するや否やを観測する測量デバイスであって、前記対象面に固定されるホログラム面を有するホログラム素子を含み、前記ホログラム素子は視域が、前記目標視域に等しい単一の中央視域と複数の側方視域とに分割されており、前記側方視域ごとに、前記視線が前記目標視域内に存在しないことを示す誤差標示パターンが保持されている目標視域目標視域目標視域ことを特徴とする。
【０００７】
上記の本発明の構成によれば、測量デバイスを照明する手段以外、光学的、電気的、機械的な機器を要せず、ホログラム面を見るだけという非常に簡便に目標視域からの視点の誤差を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例の測量デバイスを示す概略斜視図である。
【図２】同実施例の測量デバイスを使用する様子を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例の測量デバイスのホログラムへの記録に関わる空間光変調器、対物レンズ、ホログラム、参照光及び物体光の関係を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の実施例の測量デバイスにおけるホログラムへの誤差標示パターンの記録を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図６】本発明の実施例の測量デバイスにおける基準点を見た場合の２軸方向を説明する為のホログラムの概略斜視図である。
【図７】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図８】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図９】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図１１】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図１３】本発明の他の実施例の測量デバイスにおけるホログラムの誤差標示パターンを示す図である。
【図１４】本発明の実施例の測量デバイスのホログラムへの記録に関わるホログラム作成光学系の全体構造を示す概略模式図である。
【図１５】図１３のホログラム作成光学系におけるホログラムへの記録動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施例の測量デバイスのホログラムへの記録に関わる他のホログラム作成光学系の全体構造を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施例の測量デバイスについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１に示すように、実施例の測量デバイスは、ホログラム面を有するホログラム素子である板状のホログラム１を有している。ホログラム１のホログラム面は、ドット状の複数の要素ホログラムからなる行列を含んでいる。ホログラム１は、ホログラム面を観測点である観察者の視点に向けるように対象面（図示せず）へ固定する取付手段を裏面に備えている。取付手段はホログラム１を対象面へ着脱自在に固定する粘着膜などであってもよい。
【００１１】
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、対象物である壁の壁面（対象面）などに固定された同一のホログラム１を観察する台に乗って起立したＡ、起立したＢ、しゃがんだＣの観察者が異なる視点位置から観察した場合に、それぞれの視点位置とホログラムを結ぶ視線（破線）に誤差標示パターン（↓）、（↑）と適正標示パターン（ＯＫ）が個別に表示されるように、ホログラム１の要素ホログラムに、誤差などの標示パターンが記録されている。これにより、観測点から対象面の被観測位置例えばホログラム１の中央付近を見た視線方向の基準線に対する角度が目標視域（ＯＫ）内に存在するや否やを観測することができる。
【００１２】
次に、図３に示す物体光光学系を用いて、本実施例に使用されるホログラムへの誤差標示パターンの記録に関わる空間光変調器、対物レンズ、ホログラム、参照光及び物体光の関係について説明する。
【００１３】
まず、コンピュ−タで作成した誤差標示パターンの合成画像パタ−ンを透過液晶パネルである空間光変調器１１に表示し、その透過光である物体光を対物レンズ１２によりホログラム感光材からなるブランクホログラム１３に垂直に集光する。この集光部に反対方向から参照光を入射させ、参照光との干渉縞パタ−ンをドット状の要素ホログラムとして、ブランクホログラム１３に記録する。そして、ブランクホログラム１３をＸ方向及びＹ方向に僅かずつ移動させて順次露光を行い、ブランクホログラム１３全面にドット状の要素ホログラムを露光して、記録されたホログラムが得られる。
【００１４】
このように記録されたホログラムすなわちホログラム素子は、多数の視点（観察位置）から眺められる複数の二次元画像をドット状の微小な要素ホログラムとして敷き詰めるように感光性記録材料の感光シートへ記録したものである。
【００１５】
ホログラムの誤差などの標示パターンの記録は、いわゆるマルチドット方式のホログラフィックステレオグラムの記録と同様の手順により作成することができる。本実施例においては、動画表示するいわゆる切り替えホログラムにおける左右方向の視差画像のみを記録するものと異なり、左右方向と上下方向に関して誤差標示パターン情報が記録されている。これは、厚い体積ホログラムを用いてリップマンホログラムとすることにより、再生される光に波長選択性を持たせ、白色光照明で上下左右方向の誤差標示パターン情報をも再生するものである。ここで、ホログラムの法線方向すなわち基準線を中心とした目標視域の角度θの範囲内に視線が入るように観察者の視点位置を誘導するものとする。
【００１６】
図４に示すように、ホログラムの標示パターンの記録は、各要素ホログラムごとに、物体光光学系の空間光変調器１１により変調された物体光が対物レンズ１２によりブランクホログラム１３上に集光され、その集光点の同じ位置に参照光光学系により参照光が照射されることにより、ブランクホログラム１３の一点に要素ホログラムが形成されて、行われる。ここで空間光変調器１１上の領域Ａに表示された例えばＸＺ平面上の光軸から上へずれた矢印（↑）の誤差標示パターンの光は対物レンズ１２によりブランクホログラム１３に対して斜め上方向から照射されることになる。同様に、目標視域に対応する領域Ｂに表示された（ＯＫ）の適正標示パターンの光は水平方向より対物レンズ１２によって光軸に沿って角度θでブランクホログラム１３上に集光する。同様に領域Ｃに表示された光軸から下へずれた（↓）の誤差標示パターンの光は斜め下方向よりブランクホログラム１３に照射される。ここで基準点は物体光の光軸である対物レンズ１２の光軸とブランクホログラム１３とが交わる点であり、ブランクホログラム１３上のある基準点を通過する基準線はブランクホログラム１３の法線である。
【００１７】
複数要素ホログラムが記録されたホログラム１３に対して参照光と同じ波長及び方向成分を含む照明を施すと、図５に示すように、記録されたホログラム１３の各要素ホログラムから斜め下方向にはＡの（↑）の誤差標示パターン光が、水平方向にはＢの（ＯＫ）の適正標示パターン光が、斜め上方向にはＣの（↓）の誤差標示パターン光が再生され、それぞれの標示パターンを視認することができる。つまりこのホログラム１３を観察すると、法線方向付近の目標範囲で観察した場合には（ＯＫ）の画像が表示され視点位置が適正であり視線が目標視域に存在することが通知される。目標範囲の下から観察した場合には矢印（↑）の画像が表示され、視線が目標視域から下に逸れおり視点位置をもっと上にするように指示される。同様に目標範囲の上から観察した場合には（↓）の画像が表示され、視点位置をもっと下にするように指示される。この視点位置の移動方向を示す矢印の指示に従って視点位置を移動するようにとの目標範囲への移動を観察者に促すことができることになる。
【００１８】
このように本発明に用いるホログラムにおいて、図５に示すように、要素ホログラム毎にその視域ＶＳが分割され、分割された分割視域ＤＶＳごとに、少なくとも中央の目標視域以外には、誤差標示パターンが記録されている。すなわち、ホログラムの視域ＶＳが、±０°の基準線を含む単一の中央視域の角度θ範囲すなわち目標視域とこれを挟む少なくとも一対の側方視域（すなわち基準線を含まない分割視域ＤＶＳ）とに分割されている。
【００１９】
図６はホログラムがｘｙ平面上にあるときに、視点位置Ｅからホログラム上の基準点Ｏを見た場合の２軸方向の角度について説明した図である。点Ｅをｚｘ平面に投影した点をＥｚｘ、ｙｚ平面に投影した点をＥｙｚとする。ｚ軸に対するベクトルＯＥｚｘの傾きをθｘ、ｚ軸に対するベクトルＯＥｙｚの傾きをθｙとすると、基準点に対する視点の方向（ベクトルＯＥ）は二つの値θｘ、θｙにより一義的に定まる。
【００２０】
以下に各視点位置における表示の他の実施例をいくつか示す。それぞれホログラム１３が視野内にあり、視点を誘導したいホログラム上の目標範囲（視線が目標視域に存在する範囲）を★で表すものとする。ただし、ホログラム１３の目標範囲内に視点がある場合にはそれが適正である旨や何らかの表示がなされるが、以下の例では全て適正などの表示については省略する。
【００２１】
図７はホログラム１３のｙ軸の垂直方向の視点誘導を行う場合の表示例である。視点位置がホログラム１３の（ａ）の上領域にあるときは画像（ａ）の（↓）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｂ）の下領域にあるときは画像（ｂ）の（↑）の誤差標示パターンを表示することによって、視点をホログラム１３の目標範囲内に誘導する。
【００２２】
同様に図８はホログラム１３のｘ軸の水平方向の視点誘導の場合の表示例である。視点位置がホログラム１３の（ａ）の左領域にあるときは画像（ａ）の（→）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｂ）の右領域にあるときは画像（ｂ）の（←）の誤差標示パターンを表示することによって、視点をホログラム１３の目標範囲内に誘導する。
【００２３】
図９は水平方向の視点誘導であるが、誤差の大きさを示す目標範囲からの乖離を２段階の矢印の長さで表す例である。視点位置がホログラム１３の（ａ）の最も左領域にあるときは画像（ａ）の長い（→）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｂ）の左領域にあるときは画像（ｂ）の短い（→）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｃ）の右領域にあるときは画像（ｃ）の短い（←）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｄ）の最も右領域にあるときは画像（ｄ）の長い（←）の誤差標示パターンを、それぞれ表示することによって、視点をホログラム１３の目標範囲内に誘導する。
【００２４】
図１０はホログラム１３のｙ軸の垂直方向の視点誘導を行う際に矢印以外の表記で移動方向を表した例である。視点位置がホログラム１３の（ａ）の最も上領域にあるときは画像（ａ）の（down more）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｂ）の上領域にあるときは画像（ｂ）の（down）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｃ）の下領域にあるときは画像（ｃ）の（up）の誤差標示パターンを、視点位置がホログラム１３の（ｄ）の最も下領域にあるときは画像（ｄ）の長い（up more）の誤差標示パターンを、それぞれ表示することによって、視点をホログラム１３の目標範囲内に誘導する。このように、ホログラム１３上に表示される画像の誤差標示パターンも、目標範囲へ向かう方向が視認できる文字、記号、絵などの誤差の大きさや視点位置の移動方向を示す標示であれば何でも構わない。目標範囲からの乖離はここに示した例以外にも、画像の色や形状など様々な方法で表現することができる。
【００２５】
図１１は目標範囲がｘ軸とｙ軸の２軸方向で制限されている場合の表示例である。これは中央付近の目標範囲以外の領域を８つに分けて、８方向の矢印で視線誘導の方向を表現したものである。この例のように目標範囲はホログラムの法線方向（θｘ＝θｙ＝０）に関して対称な領域でなくても構わないし、矩形以外の形状であっても構わない。
【００２６】
図１２は目標範囲が円形である例である。ここでは視点誘導の方向を８方向に簡略化せず、ベクトル（θｘ，θｙ）の方向を持ち、目標範囲からの乖離に比例した長さを持つ矢印で表現している。
【００２７】
図１３は目標範囲が広い場合の表示例である。この場合は、視点位置がどの方向にずれているかが明らかな場合である。単に視点位置が目標範囲の外にあることだけを（ＮＧ）の誤差標示パターンをすることもできる。このように、図１３ではホログラム１３のｘ軸の水平方向の視点誘導はせずに目標範囲からの誤差の存在のみを示しているが、さらに誤差の乖離度合いだけを表示しても良い。
【００２８】
本発明のホログラムを用いると、観察者の位置（視点の位置）をある範囲内にはいるように促すことができる。物理的な拘束器具や装置などを用いる必要もなく、観察者がホログラムの表示に基づいて動くだけでそれを達成することが可能である。
【００２９】
さらに、上記実施例では視点の移動を促す装置として説明してきたが、ホログラムの方を動かして視野の中の特定の範囲に促すような使われ方も考えられる。この場合には移動の方向を示す矢印を全て逆にすれば良い。
【００３０】
以上のように、本発明のホログラムを用いた測量デバイスによれば、ホログラム貼付面に対して観察者視点がどの水準に居るのかが分かる。つまり視線ベクトルとホログラム面の誤差を計測する水準器や視線の誘導器として使用することができる。しかも、これによれば、ホログラムを照明する手段以外、光学的、電気的、機械的な仕掛けは一切必要とせず、ホログラム面を見るだけという非常に簡便に誤差計測方法を提供できる。
【００３１】
図１４は、本実施例の測量デバイスのホログラムへの記録に関わるホログラム作成光学系の全体構造を示す概略模式図である。
【００３２】
図に示すように、ホログラム作成光学系は、レーザ光源２１、コリメータレンズ２２、シャッター２３、１／２波長板２４、偏光ビームスプリッタ２５、アパーチャ２６、縮小光学系２７、ミラー２８、ミラー２９、ブランクホログラム（以下、単に媒体という）３３、媒体移動機構３５、媒体位置制御部３６、メインコントローラ５１、露光制御部５２、シャッター開閉機構５３、画像生成部ＩＳ、表示器ドライバＤＤ、ミラー６１、ビーム拡散板６２、透過型の空間光変調器６４、リレーレンズ６５，６６、ナイキストフィルタ６７及び対物レンズ６８を有する。
【００３３】
メインコントローラ５１は、シャッター２３を駆動する露光制御部５２、媒体移動機構３５を駆動する媒体位置制御部３６、及び、空間光変調器６４を駆動する画像生成部ＩＳなどを駆動するためにこれらに接続されている。
【００３４】
光源２１のコヒーレント光から参照光を生成する参照光光学系は、偏光ビームスプリッタ２５、アパーチャ２６、縮小光学系２７、ミラー２８及びミラー２９を含む。光源２１のコヒーレント光から画像情報に応じてコヒーレント光を変調した物体光を生成する物体光光学系は、偏光ビームスプリッタ２５、ミラー６１、ビーム拡散板６２、空間光変調器６４、リレーレンズ６５，６６、ナイキストフィルタ６７及び対物レンズ６８を含む。
【００３５】
媒体移動機構３５は、参照光及び物体光の光路の交差する記録位置に媒体３３の所定位置を一致させ支持する支持部に含まれる。
【００３６】
光源２１から発せられたレーザ光がコリメータレンズ２２で平行光とされてシャッター２３の開口及び１／２波長板２４を透過する。偏光ビームスプリッタ２５は、透過したレーザ光ビームを参照光用の光ビームに分岐する。参照光用の光ビームは、適切な大きさを持つ矩形のアパーチャ２６を介して、縮小光学系２７に供給される。縮小光学系２７は細い矩形ビーム断面の平行光（参照光）へと変換する。その後、参照光は、ミラー２８及びミラー２９を介して、媒体３３の物体光の集光点（記録位置）へ、物体光の入射面とは反対面側より照射される。アパーチャにより参照光のスポットは媒体３３の感光シート面上での物体光のスポットと同じ大きさとなるようになされる。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ２５は、光源２１からから出射されコリメータレンズ２２で平行光とされてシャッター２３の開口及び１／２波長板２４を透過したレーザ光を、物体光用の光ビームに分ける。ここで、図示しないエキスパンダレンズを用いて、物体光用のビーム光を適切な平行ビーム径に変換してもよい。ミラー６１は、平行光とされた物体光ビームを、ビーム拡散板６２を介して空間光変調器６４へ入射させる。
【００３８】
通常、要素ホログラムは一辺の長さが数百ミクロン程度の正方形の形状であり、この要素ホログラムの内部を均一に露光するのが好ましいとされる。ところが対物レンズにより集光されるビームスポットの大きさはこの要素ホログラムサイズよりもずっと小さなものとなる。例えば、レーザ光の波長を０．５３２ミクロン、対物レンズ６８のＮＡを０．５とすると、集光点でのビームスポットの直径は１．３ミクロン程度となる。微小な集光点のみにパワーが集中するのを避けるために空間光変調器６４表示面上にビーム拡散板６２が配置される。
【００３９】
空間光変調器６４は、通常、入射光を選択的に透過することができるアドレス可能な画素（ピクセル）の領域又は二次元アレイからなる。空間光変調器６４はメインコントローラ５１により制御される。メインコントローラ５１の制御に応じて、画像生成部ＩＳ表示器ドライバＤＤは、予め計算された誤差標示パターンの画像合成に基づく画像パターンを空間光変調器６４に表示させる。メインコントローラ５１、画像生成部ＩＳ及び表示器ドライバＤＤは、空間光変調部に含まれる。なお、ここでの画像パターンは複数の誤差標示パターン画像から合成されるもので、画像パターン信号に基づいて空間光変調器の表示部に表示しても画像は認識できない。空間光変調器６４は、例えば、アクティブマトリクス駆動回路が形成され透過型液晶デバイスを含むが、例えば、所定の画素数、例えば、ＶＧＡタイプ（６４０×４８０画素）やＸＧＡタイプ（１０２４×７６８画素）の画素配列を有する。
【００４０】
空間光変調器６４は、表示された画像パターンに応じて透過光を空間光変調して物体光を生成し、物体光をリレーレンズ６５、ナイキストフィルタ６７及びリレーレンズ６６の結像光学系を介して対物レンズ６８へ入射させる。対物レンズ６８は物体光を媒体３３上の所定位置に球面波として集光する。
【００４１】
結像光学系は２つのリレーレンズ６５，６６を用いた４ｆ光学系などが用いられる。また、２つのリレーレンズ６５，６６の間に配置された矩形の開口部を持つナイキストフィルタ６７は、空間光変調器６４による不要な回折光を除去すると共に、記録される要素ホログラムの大きさも制限する。すなわち、集光点におけるビームスポットの形状を横方向に拡がりのあるものとすると共に、ビームの横方向に拡がり過ぎることを制限するために、媒体３３面と共役の関係にある位置にナイキストフィルタ６７が配置される。空間光変調器６４表示面の近傍物体光による媒体３３の面上でスポットの大きさ（面積）は、リレーレンズ６６と対物レンズ６８の焦点距離比で決まる光学倍率にナイキストフィルタ６７のサイズを乗じた大きさとなるので、適切な要素ホログラムサイズとなるようにナイキストフィルタ６７の大きさが決定される。このビーム拡散板６２とナイキストフィルタ６７の働きにより、物体光は媒体３３の面上で正確に要素ホログラムの大きさとなり、均一な強度分布を持つビームスポットとすることが可能になる。なお、ビーム拡散板６２は空間光変調器６４表示面上又はその結像面上に配置されることが望ましいとされるが、物体光の光路中の他の場所に配置されていても構わない。
【００４２】
空間光変調器６４の表示されたコンピュータなどにより計算された誤差標示パターン画像は結像光学系により対物レンズ６８の直前の結像面ＰＬに一旦結像される。結像面ＰＬの位置が対物レンズ６８の焦点距離ｆｏに等しくなるように対物レンズ６８は配置される。反対側の対物レンズ６８の焦点距離ｆｏに等しくなる位置に媒体３３は配置される。
【００４３】
媒体３３は例えば、図示しないが感光材からなる感光シートがガラス基板とＰＥＴフィルムに挟まれた構造となっている。物体光はガラス基板側から入射され、感光シートの界面近傍に集光する。参照光はＰＥＴフィルム側より入射される。レーザ光は空間光変調器６４に入射する前にビーム拡散板６２を通過しているため、感光シートの界面上でのビームプロファイルはピーク強度が落ち、横方向に拡がりを持つ形状となる。ピーク強度が落ちることにより、１つの要素ホログラム内で均一な記録が行えると共に、感光シートの感度を有効に利用することが可能となる。
【００４４】
媒体３３の集光点での横方向の拡がりについてはナイキストフィルタ６７により制限され、所定の大きさを持つ矩形領域のみに物体光が照射されることになる。参照光及び物体光の光路の交差する媒体領域に要素ホログラムが記録される。
【００４５】
媒体３３に、複数の要素ホログラムは、媒体の平面方向に繰り返しラスタスキャンして記録される。複数の要素ホログラムを隙間無く整列させるために、媒体３３における参照光及び物体光の光路の交差する記録位置を、ＸＹ軸方向に要素ホログラムの一辺の長さと同じだけ相対的に移動させて記録する。媒体の移動が完了して媒体の振動が収まると、次の要素ホログラムの記録となる。そして、この動作を繰り返すことにより媒体に要素ホログラム行列が形成される。要素ホログラム同士がオーバーラップしたり、要素ホログラム間に隙間があるように記録しても良い。このように、複数の要素ホログラムを媒体のＸＹ平面方向に繰り返しラスタスキャン記録することにより、全体として１つの画像が再生される測量デバイスが得られる。
【００４６】
次に、ホログラム作成光学系の動作、要素ホログラム書き込み記録動作について図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４７】
まず、記録開始に先立ち図１４に示す１／２波長板２４を適切な角度に調整し物体光と参照光の光量比率を設定する。この光量比率は感光シートの特性、ビーム拡散板の透過率、空間光変調器の効率、光学部品の透過率などより予め計算されたものである。
【００４８】
媒体を所定の位置例えば最初の要素ホログラム書き込み位置へと移動し、図１４に示すメインコントローラ５１の指令に応じて所定の順番例えば１番目に記録する要素ホログラムの画像パターンを画像生成部ＩＳが生成する（ステップＳ１）。画像パターン生成は元の誤差標示パターン画像から、対象の要素ホログラム位置に表示すべき微小な誤差標示パターン画像の集合を表し、逐次計算を行うか、又は予め計算されメインコントローラ５１の記憶部などに保存した画像データを使用して行われる。画像生成部ＩＳは、これらの表示パターンデータを表示器ドライバＤＤに転送することで空間光変調器６４に二次元パターンが表示される（ステップＳ２）。
【００４９】
次に、図１４に示すメインコントローラ５１から指令に応じて露光制御部５２により要素ホログラムの書き込み操作を行う。空間光変調器６４の表示とシャッターの開閉はメインコントローラ５１で制御され、両者のタイミングが適切に同期するように処理が行われる。ここでは露光記録に必要な露光エネルギー量、露光時間及び露光パターンとなるようにメインコントローラ５１が適切なシャッター２３の開閉タイミングをシャッター開閉機構５３に指示することにより所定時間で露光が行われる。ここで、シャッター２３を開ける（ステップＳ３）ことにより、参照光が照らされた部分への物体光の露光が実行される。露光制御部５２はシャッター２３がノ−マルクローズシャッターであれば電圧を印可し続ける指令を送る。
【００５０】
次に、メインコントローラ５１は露光時間が規定値か否か判断し（ステップＳ４）、否であればステップＳ３に戻り、満たされていればシャッターを閉じる（ステップＳ５）。
【００５１】
次に、メインコントローラ５１は各要素ホログラムの露光が完了したら、露光回数が規定値か否か判断し（ステップＳ６）、否であればステップＳ２に戻り、満たされていれば空間光変調器６４の記録パターン表示を停止する（ステップＳ７）。
【００５２】
次に、メインコントローラ５１は１つの要素ホログラムの露光が完了したら、次の記録位置へと媒体を移動させる指令を送る。通常は要素ホログラムが隙間無く整列するように、要素ホログラムの一辺の長さと同じだけ移動させるが、要素ホログラム間に隙間があるように記録しても良い。媒体の移動が完了して媒体の振動が収まると、次の要素ホログラムの記録となる。以下、この要素ホログラムの露光動作を繰り返すことにより媒体上に要素ホログラム列が形成される。
【００５３】
次に、メインコントローラ５１は要素ホログラムが最終記録位置か否か判断し（ステップＳ８）、否であれば次の記録位置へと媒体を移送させる指令を送り（ステップＳ９）、ステップＳ１に戻り、指令に応じて次の２番目に記録する要素ホログラムの画像パターンを画像生成部ＩＳに生成させる。メインコントローラ５１はステップＳ１〜Ｓ８を繰り返し実行して、最終記録位置に達したことが満たされていれば動作を終了する、要素ホログラムの行列を含むホログラムができあがる。
【００５４】
上記の実施例では、空間光変調器は液晶のように透過した光に対して空間光変調を施す透過型空間光変調器を使用しているが、もちろんＤＭＤ（Digital Mirror Device）やＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）のように反射した光に対して空間光変調を施す反射型空間光変調器を用いても良い。
【００５５】
上記の実施例では、図１４に示すように媒体に対して物体光の入射面とは反対面側より参照光を照射しているが、ミラー２８ａ，２９ａ以外図１４の構成要素と同一であるが、図１６に示すように媒体に対して物体光の入射面と同一面側より参照光を照射させるように参照光光学系のミラー２８ａ，２９ａの配置を変更しても良い。図１４に示すように参照光と物体光を媒体に対して対向させて記録したホログラムは反射型ホログラムと呼ばれ、図１６に示すように参照光と物体光を同一面側より照射して記録されたホログラムは透過型ホログラムと呼ばれる。いずれの場合においても参照光は感光シート面上での信号光と同じ大きさとなるようにされる。このように物体光と参照光が同一の微小領域に同時に照射されることにより、媒体面上に要素ホログラムの記録がされる。
【符号の説明】
【００５６】
２１  光源
２２  コリメータレンズ
２３  シャッター
２４  １／２波長板
２５  偏光ビームスプリッタ
２６  アパーチャ
２７  縮小光学系
３３  媒体
３５  媒体移動機構
３６  媒体位置制御部
５１  メインコントローラ
６２  ビーム拡散板
６４  空間光変調器
６５，６６  リレーレンズ
６７  ナイキストフィルタ
６８  対物レンズ
【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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【図１６】
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