(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光によりホログラムの別々の領域を照明して各領域から再生される像が相互に合成されて一つの再生像が再生される透過型ホログラムの記録方法において、感光材料の前に光源からの発散照明光のホログラム面での広がりに対応した大きさのマスクを設け、前記マスクを通して対応する感光材料の位置に収斂する参照光を照射する手段を設け、前記マスクと前記参照光を、前記感光材料と物体光に対して相対的に移動しながら順次記録することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項２】
前記物体光が物体光用中間ホログラムから回折された光であることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録方法。
【請求項３】
ホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光によりホログラムの別々の領域を照明して各領域から再生される像が相互に合成されて一つの再生像が再生される透過型ホログラムの記録方法において、前記の複数の発散照明光の各発散点の位置に対応する複数の点に集光するような参照光用中間ホログラムからの再生光を参照光とし、物体光と干渉させることにより記録することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項４】
前記物体光が物体光用中間ホログラムから回折された光であることを特徴とする請求項３記載のホログラム記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録方法に関し、特に、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま明るい再生像を得ることができるホログラムの記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のホログラムは、基本的には、一つの点光源をホログラムから遠くに配置して再生していた。また、一つの照明光では光量が足りない場合、複数の照明光を用いて照明再生することもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のホログラムの再生照明装置では、光源とホログラムを離す必要があり、これを一体化使用とすると装置が大型になり、分離して用いる場合でも光源をホログラムと別に設置する必要があり、また、移動する度にいちいち光源を最適な位置に設定し直す必要がある。このとき、光源とホログラムを近付けようとすると、ホログラムと光源の間の距離がホログラム面上の場所により大きく変化し、再生像の輝度むらとなってしまう。特に大面積のホログラムの場合、輝度を上げるには大光量の光源が必要であり、ハロゲンランプや白熱電球等が用いられる。これらは寸法が大きく（数ｃｍ程度）、消費電力が大きく、熱が発生して危険であるという欠点があった。
【０００４】
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、複数の小型の点光源をホログラムの近傍に配置した照明系を採用し、同時にそれに適した透過型ホログラムを作成することにより、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま明るい再生像を得ることができるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の小型の点光源をホログラムの近傍に配置した照明系を採用し、同時にそれに適したホログラムを作成することにより、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま再生像を得ることに成功したものである。また、複数の点光源を用いることにより、再生像の高輝度化を実現できるようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本発明のホログラム記録方法は、ホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光によりホログラムの別々の領域を照明して各領域から再生される像が相互に合成されて一つの再生像が再生される透過型ホログラムの記録方法において、感光材料の前に光源からの発散照明光のホログラム面での広がりに対応した大きさのマスクを設け、前記マスクを通して対応する感光材料の位置に収斂する参照光を照射する手段を設け、前記マスクと前記参照光を、前記感光材料と物体光に対して相対的に移動しながら順次記録することを特徴とする方法である。
【００１１】
この場合、物体光は物体光用中間ホログラムから回折された光とすることができる。
【００１２】
本発明の別のホログラム記録方法は、ホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光によりホログラムの別々の領域を照明して各領域から再生される像が相互に合成されて一つの再生像が再生される透過型ホログラムの記録方法において、前記の複数の発散照明光の各発散点の位置に対応する複数の点に集光するような参照光用中間ホログラムからの再生光を参照光とし、物体光と干渉させることにより記録することを特徴とする方法である。
【００１３】
この場合も、物体光は物体光用中間ホログラムから回折された光とすることができる。
【００１４】
本発明においては、透過型ホログラムをホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光により再生されるものとするので、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま再生像を得ることができ、同時に複数の光源を用いることにより、再生像の高輝度化が実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原理と実施例について図面を参照にして説明する。
図１は、本発明のホログラムとホログラム再生装置を説明するための図であり、透過型ホログラム１は、図２に示すように、多数の領域１1 〜１6 が例えば正方格子状（図２（ａ））、ハニカム状（図２（ｂ））に並列配置されてなるものであり、各領域１1 〜１6 には１つの物体Ｏの像Ｉが後記の方法で記録されている。そして、各領域１1 〜１6 からの再生像は別々に再生されるが、それらが合成されて一つの再生像Ｉを構成するようになっている。各領域１1 〜１6 からの像再生は、ホログラム１上で略重ならない複数の発散する照明光３1 〜３6 によりそれぞれの領域１1 〜１6 を照明することにより行われる。この複数の発散照明光３1 〜３6 は、基板４上に領域１1 〜１6 の配置に合わせて配置された複数の点光源２1 〜２6 （図２）により発生される。なお、図１において、ホログラム１に対して所定の位置に複数の点光源２1 〜２6 を配置したもの全体が本発明によるホログラム再生装置１０を構成している。
【００１６】
図１のホログラム再生装置１０の場合は、点光源２1 〜２6 からの発散照明光３1 〜３6 それぞれの間には何らの遮蔽物も配置されていないが、対応しない隣接する領域へ発散照明光３1 〜３6 が入射するのを防ぐために、図３に示すように、点光源２1 〜２6 及びそれらからの発散照明光３1 〜３6 の間を仕切る仕切り壁５を設けるようにしてもよい。
【００１７】
また、用いる点光源２1 〜２6 としては、寸法がある程度小さくて照明光の照射方向が特定の方向に向かうものが望ましい。いわゆる豆電球とレンズの組み合わせ、ＬＥＤ（発光ダイオード）とレンズの組み合わせ、プラズマディスプレイパネルとレンズアレイの組み合わせ、半導体レーザー等が考えられる。
【００１８】
特に、点光源としてＬＥＤを用いれば、低消費電流、長寿命が実現でき、また、ＬＥＤはハロゲンランプ等と比べ発光波長幅が狭く、光源スポットのサイズが小さいので、ホログラムの再生像をシャープにすることができる。
【００１９】
また、単色でなく複数の色、例えばＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３色のカラーホログラム再生像を得るには、図４に示すように、透過型ホログラムとしてＲで再生可能な透過型ホログラム１Ｒ、Ｇで再生可能な透過型ホログラム１Ｇ、Ｂで再生可能な透過型ホログラム１Ｂを用意し、３つの色の点光源２Ｒ1 ・・・、２Ｇ1 ・・・、２Ｂ1 ・・・の列のずれ量ｄ1 、ｄ2 に合わせてそれぞれのホログラムの領域１Ｒ1 ・・・、１Ｇ1 ・・・、１Ｂ1 ・・・をずらして重ね合わせ、各色の領域にそれぞれ対応する色の発散照明光３Ｒ1 ・・・、３Ｇ1 ・・・、３Ｂ1 ・・・が入射するようにすればよい。なお、ホログラム１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを上記のように重ね合わせる代わりに、一層の感光材料中にそれらを多重記録してもよく、また、それらの部分領域１Ｒ1 ・・・、１Ｇ1 ・・・、１Ｂ1 ・・・を１枚のホログラム面にモザイク状に並べて構成することもできる。
【００２０】
さて、以上のように複数の点光源からなる照明系で１枚の透過型ホログラムを照明する場合、通常の物体光と参照光の干渉により作成されたホログラムでは対応できない。本出願においては、以下の２つの記録方法を用いる。
【００２１】
第１の方法は、後記の実施例１のように、感光材料の前に一つ点光源からの発散照明光のホログラム面での広がりに対応した大きさのマスクを設け、このマスクを通して対応する感光材料の位置に収斂する参照光を照射する手段を設け、このマスクと参照光を、感光材料と物体光に対して相対的に移動しながら順次記録する方法である。
【００２２】
第２の方法は、後記の実施例２のように、各点光源の位置に対応する複数の点に集光するような中間ホログラムからの再生光を参照光とする方法である。
【００２３】
以上の２つの方法において、物体光としては、物体像をホログラム面近傍に結像するようにすることがぼけを少なくする上で望ましい。レインボーホログラムのように、スリットを設け上下方向に視域を制限すればよりシャープな再生像が得られる。
【００２４】
〔実施例１〕
まず、図５の光学配置により、物体光用中間ホログラム１１’（図６）を記録する。そのためには、感光材料１１としてアグファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用した。レーザー光としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザーからの６３３ｎｍの波長の光を用いた。このレーザーからの光を二分し、一方を照明光１２として物体Ｏを斜め上方から照明し、それから散乱した物体光１３を正面方向から感光材料１１に入射させると同時に、二分した他方の光を参照光１４として斜め下方から感光材料１１の同じ面へ入射させ、両者を干渉させて図６の物体光用中間ホログラム１１’を記録した。
【００２５】
次に、図６の光学配置により、目的とするホログラム１（図１）を記録した。感光材料１５としてアグファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用した。レーザー光としては、上記と同じＨｅ−Ｎｅレーザーからの６３３ｎｍの波長の光を用いた。そして、図５の配置で記録した物体光用中間ホログラム１１’の記録のときの参照光１４とは反対方向に進む再生照明光１８で物体光用中間ホログラム１１’を裏面から照明し、表面側に回折光１９を出させ、元の物体Ｏの位置に物体像Ｏ’を再生させた。そして、感光材料１５をこの物体像Ｏ’の中心に配置した。また、感光材料１５の入射側に、目的とするホログラム１の各領域１1 〜１6 の大きさと同じか、あるいは、一つの発散照明光３1 〜３6 のホログラム１面での広がりに対応した大きさの六角形の開口２３を有するマスク１６を、感光材料１５の面に沿って移動可能に配置した。同時に、回折光１９の光路外に放物面鏡１７をマスク１６と同じ方向に移動可能に配置し、再生照明光１８と同じレーザーからの分岐光２０を放物面鏡１７にマスク１６、放物面鏡１７の移動方向に平行に入射させ、感光材料１５より４ｃｍ奥（背後）の面上の点２２に焦点を結ぶような収斂光を反射させ、これを参照光２１とした。
【００２６】
このような配置で、物体光である回折光１９と参照光２１を干渉させて一つの領域のホログラムの記録が済む毎に、マスク１６と放物面鏡１７を感光材料１５の面に平行に開口２３の寸法だけ順次移動し、同様に繰り返し記録することにより感光材料１５の全面に露光した。
【００２７】
このようにして作成したホログラム１を、図１に示すように、多数の赤色ＬＥＤ２1 〜２6 からなる照明系と組み合わせてホログラム再生装置１０とした。用いたＬＥＤはレンズ付きのもので、発光角が±１５°のものである。
【００２８】
この結果、ホログラム再生装置１０の全体の厚みは５０ｍｍとなり、小型化された。
ＬＥＤ２1 〜２6 を点灯させてホログラム１を観察したところ、従来のレインボーホログラムと１００Ｗハロゲンランプの組み合わせの場合に比べて明るく、かつ、シャープな再生像を得ることができた。同時に薄型であり、壁に掛けて観察することが可能であった。
【００２９】
〔実施例２〕
図５の光学配置により、物体光用中間ホログラム１１’（図８）を記録する。これは実施例１と同じである。
【００３０】
次に、図７の光学配置により、参照光用中間ホログラム２４’を記録した。感光材料２４としてアグファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用した。レーザー光としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザーからの６３３ｎｍの波長の光を用いた。その光を二分し、一方を参照光２８として感光材料２４の正面方向から入射させると同時に、物体光２５としては、ハニカム状に配置したマイクロレンズアレイ２６に斜め上方からに上記レーザー光を二分した他方の平行光２７を入射させて発生した複数の点光源からの光を用い、斜め上方からその物体光２５を感光材料１１の同じ面へ入射させ、両者を干渉させて図８の参照光用中間ホログラム２４’を記録した。このマイクロレンズアレイ２６の配置は、後で再生するときの点光源２1 〜２6 の位置に対応するもので、１０ｍｍ間隔とした。
【００３１】
次に、図８の光学配置により、目的とするホログラム１（図１）を記録した。感光材料１５としてアグファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用した。レーザー光としては、上記と同じＨｅ−Ｎｅレーザーからの６３３ｎｍの波長の光を用いた。そして、図５の配置で記録した物体光用中間ホログラム１１’の記録のときの参照光１４とは反対方向に進む再生照明光１８で物体光用中間ホログラム１１’を裏面から照明し、表面側に回折光１９を出させ、元の物体Ｏの位置に物体像Ｏ’を再生させた。この回折光１９が目的とするホログラム１を記録する物体光となる。そして、感光材料１５をこの物体像Ｏ’の中心に配置した。ここまでは実施例１と同じである。
【００３２】
そして、参照光２９としては、参照光用中間ホログラム２４’からの再生光２９を用いた。その再生には、参照光用中間ホログラム２４’記録のときの参照光２８とは反対方向に進む再生照明光３０で参照光用中間ホログラム２４’を裏面から照明し、表面側に回折光である参照光２９を出させた。この光２９は、参照光用中間ホログラム２４’記録時にマイクロレンズアレイ２６の焦点面に発生された複数の点光源の位置へ向かう複数の収斂光からなるものである。こような参照光２９の各収斂光の収束点が感光材料１５より４ｃｍ奥（背後）の面上の点３１になるように配置した。このとき、参照光２９の各収斂光は感光材料１５の面上で略繋がる状態になる。
【００３３】
このような物体光１９と参照光２９を干渉させて作成したホログラム１を、図１に示すように、多数の赤色ＬＥＤ２1 〜２6 からなる照明系と組み合わせてホログラム再生装置１０とした。用いたＬＥＤはレンズ付きのもので、発光角が±１５°のものである。
【００３４】
この結果、ホログラム再生装置１０の全体の厚みは５０ｍｍとなり、小型化された。
ＬＥＤ２1 〜２6 を点灯させてホログラム１を観察したところ、従来のレインボーホログラムと１００Ｗハロゲンランプの組み合わせの場合に比べて明るく、かつ、シャープな再生像を得ることができた。同時に薄型であり、壁に掛けて観察することが可能であった。
【００３５】
以上、本発明の透過型ホログラム、ホログラム再生装置及びホログラム記録方法の原理と実施例を説明してきたが、本発明はこれらに限定されず種々の変形が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、透過型ホログラムをホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光により再生されるものとするので、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま再生像を得ることができ、同時に複数の光源を用いることにより、再生像の高輝度化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透過型ホログラムとホログラム再生装置を説明するための断面図である。
【図２】透過型ホログラムのホログラム領域と点光源の配置を示す平面図である。
【図３】ホログラム再生装置の変形例を説明するための部分断面図である。
【図４】透過型カラーホログラムとそのホログラム再生装置を説明するための断面図である。
【図５】実施例１、２における物体光用中間ホログラムを記録するための光学配置を示す図である。
【図６】実施例１のホログラム記録系の光学配置を示す図である。
【図７】実施例２の参照光用中間ホログラムを記録するための光学配置を示す図である。
【図８】実施例２のホログラム記録系の光学配置を示す図である。
【符号の説明】
Ｏ…物体
Ｏ’…物体像
Ｉ…再生像
１…透過型ホログラム
１1 〜１6 …ホログラム領域
２1 〜２6 …点光源
３1 〜３6 …発散する照明光
４…基板
５…仕切り壁
１０…ホログラム再生装置
１Ｒ…Ｒで再生可能な透過型ホログラム
１Ｇ…Ｇで再生可能な透過型ホログラム
１Ｂ…Ｂで再生可能な透過型ホログラム
１Ｒ1 ・・・…Ｒで再生可能な透過型ホログラムのホログラムの領域
１Ｇ1 ・・・…Ｇで再生可能な透過型ホログラムのホログラムの領域
１Ｂ1 ・・・…Ｂで再生可能な透過型ホログラムのホログラムの領域
２Ｒ1 ・・・…Ｒ点光源
２Ｇ1 ・・・…Ｇ点光源
２Ｂ1 ・・・…Ｂ点光源
３Ｒ1 ・・・…Ｒ発散照明光
３Ｇ1 ・・・…Ｇ発散照明光
３Ｂ1 ・・・…Ｂ発散照明光
１１…感光材料
１１’…物体光用中間ホログラム
１２…照明光
１３…物体光
１４…参照光
１５…感光材料
１６…マスク
１７…放物面鏡
１８…再生照明光
１９…回折光（物体光）
２０…分岐光
２１…参照光
２２…収束点
２３…開口
２４…感光材料
２４’…参照光用中間ホログラム
２５…物体光
２６…マイクロレンズアレイ
２７…平行光
２８…参照光
２９…参照光（再生光）
３０…再生照明光
３１…収束点
【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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