CN101794111A - 图像记录介质,全息图复制装置和全息图复制方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像记录介质，其中折射率调制被记录在一层材料中，以致当从预定角度照明全息图记录介质，并相对于法线水平移动视点时，至少在水平方向具有连续视差的全息图像被再现，并且当相对于法线沿不同于水平方向的方向移动视点时，不同于全息图像、从而不与全息图像连续的另一个图像被再现。

Description

图像记录介质，全息图复制装置和全息图复制方法
技术领域
本发明涉及全息图复制设备，使用接触印刷的全息图复制方法和复制图像记录介质。
背景技术
提供立体图像的全息图被用于例如信用卡和ID卡的认证。现在通常采用具有通过提供表面不均匀性而记录的干涉膜的浮凸全息图。不过，浮凸全息图易于伪造。其中作为膜内的折射率之差来记录干涉膜的Lippmann全息图很难伪造。这是因为产生记录的Lippmann图像需要非常先进的技术，并且记录材料不易于获得。利用通过用激光照射物体而获得的实际捕捉的全息图，或者利用根据从多个视点观察的视差图像记录的全息立体图，能够产生Lippmann全息图。
示意地，产生Lippmann全息立体图的过程包括获得图像并编辑获取的图像的内容产生步骤，全息原版片生成步骤和复制(即，批量生产)步骤。图像是通过图像捕捉获得的，或者是通过计算机图形学生成的。在图像编辑步骤中获得的每个获取图像由柱面透镜转换成条纹状图像。通过顺序把图像的物体光和参考光的干涉条纹作为条纹状单元全息图记录在全息图记录介质上，产生全息原版片。使全息图记录介质和全息原版片相互紧密接触，并且用激光束照射，从而复制全息图。
例如，在这种全息图中，通过沿横向方向从不同的视点顺序进行图像捕捉而获得的图像信息沿横向方向被顺序记录为条纹状单元全息图。当观察者用双眼观察该全息图时，左眼和右眼观察到的二维(2D)图像彼此稍微不同。这种现象导致观察者感受到视差，三维(3D)图像被再现。
如果如上所述顺序记录条纹状单元全息图，那么生成仅仅在水平方向具有视差的仅水平视差(HPO)全息立体图。能在短时间内以高记录质量印刷HPO全息立体图。在记录方法中也可采用垂直视差。在水平方向和垂直方向都具有视差的全息图被称为全视差全息图。
如上所述，与浮凸全息图相比，Lippmann全息图难以伪造，从而适合于用于核实例如信用卡和ID卡的认证。如果能够记录附加信息，比如序列号和标识(ID)信息，那么伪造变得更难。由于利用印刷机每次产生一个全息图效率低，因此提出了利用接触印刷复制多个全息图。
在如图23中图解说明的采用接触印刷的现有复制装置中，来自激光光源200的激光束(即，S偏振光)被空间滤光器203展开，入射到准直透镜204上。具有感光材料的全息图记录介质205和全息原版片206被由准直透镜204准直的平行激光束照射。
全息原版片206是反射全息图，例如，Lippmann全息图。全息图记录介质205具有感光材料层，并且与全息原版片206直接密切接触，或者在它们之间存在折射率调节液体(也称为折射率匹配液体)的情况下与全息原版片206密切接触。由全息原版片206衍射的光和入射激光束形成的干涉条纹被记录在全息图记录介质205上。
为了使全息图的伪造更困难，提出在全息图中记录附加信息。例如，未经审查的日本专利申请公开(JP-A)No.H11-258970公开在全息图的接触印刷期间记录附加信息。
在JP-A-H1-258970中公开的装置中，反射全息原版片和记录膜彼此密切接触，其间具有光学粘附液体，反射式液晶装置被布置在邻近全息原版片的非全息图区。用计算机把附加信息显示在反射式液晶装置上。用经光学系统来自记录膜一侧的激光束照射全息原版片和液晶装置。使来自全息原版片的反射光(即，物体光)和参考光在记录膜内相互干涉，从而实现全息图记录。同时，来自反射式液晶装置的反射光和参考光在全息图记录膜内相互干涉，反射式液晶装置显示的附加信息被记录在记录膜中。
JP-A-2008-122670公开一种屏幕转换全息图，其中取决于视点在不同的3D屏幕之间转换。公开的全息图是分两步记录的。在第一步中，以相同的入射角利用参考光把待显示在不同屏幕上的物体作为全息图记录在多个单元全息图记录材料上，并行排列所述多个单元全息图，从而形成第一层次全息图。随后，记录在第一层次全息图中的每个单元全息图上的物体图像被同时再现。第二层次全息图记录材料被布置在再现的物体图像附近，并被记录成反射或透射体积全息图。在再现这样记录的全息图时，取决于观察者的视点再现不同的全息图像。
发明内容
在JP-A-H11-258970中公开的技术中，由于反射式液晶装置被布置在非全息图区中，因此在全息图区中不能记录任何附加信息。于是为了记录相当大量的附加信息，比如数字和字符，就必须扩大非全息图区。不可能把附加信息记录在全息图区中，以允许通过垂直改变视点观察记录的附加信息。
在JP-A-2008-122670中公开的工艺能够控制第一层次全息图的观察区。但是，当移动视点时，衍射光强度被快速改变，从而图像被快速改变。从而难以观察。
于是希望提供一种允许在全息图区中记录附加信息，允许从不同的视点观察附加信息，并减小当视点移动时衍射光强度的快速变化，从而避免观察困难的图像记录介质、全息图复制装置和全息图复制方法。
本发明的第一实施例是一种图像记录介质，其中折射率调制被记录在一层材料中，以致当从预定角度照明全息图记录介质并相对于法线水平移动视点时，至少在水平方向上具有连续视差的全息图像被再现，并且当相对于法线沿不同于水平方向的方向移动视点时，不同于全息图像、从而不与全息图像连续的另一个图像被再现。
本发明的第二实施例是一种全息图复制装置，包括：包括感光材料的全息图记录介质；全息原版片，所述全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触；空间光调制元件，所述空间光调制元件按照附加信息调制激光束；和成像光学系统，所述成像光学系统用由空间光调制元件调制的光照射全息图记录介质，其中通过用参考光和调制光同时照射全息图记录介质，记录全息原版片的图像和附加信息。
本发明的第三实施例是一种复制全息图的方法，包括下述步骤：使全息原版片与全息图记录介质的表面直接地密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触，所述全息图记录介质包括感光材料；利用空间光调制元件，按照附加信息调制激光束；借助成像光学系统，与用于复制的参考光同时地用调制光照射全息图记录介质；和把来自全息原版片的物体光及附加信息记录在全息图记录介质中。
本发明的第四实施例是一种全息图复制装置，包括：包括感光材料的全息图记录介质；全息原版片，所述全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触；激光束形成部分，所述激光束形成部分通过进行分支来产生用于复制的参考光及至少第一和第二激光束；分别按照第一和第二附加信息调制第一和第二激光束的第一空间光调制元件和第二空间光调制元件；和分别用由第一和第二空间光调制元件调制的第一和第二光照射全息图记录介质的第一成像光学系统和第二成像光学系统，其中：以不同的入射角、与用于复制的参考光同时地用调制的第一光和调制的第二光照射全息图记录介质；和全息原版片的图像以及第一和第二附加信息被记录在全息图记录介质中。
本发明的第五实施例是一种复制全息图的方法，包括下述步骤：通过进行分支产生至少第一激光束和第二激光束；分别利用第一空间光调制元件和第二空间光调制元件，按照第一和第二附加信息调制第一激光束和第二激光束；以不同的入射角与用于复制的参考光同时地用调制的第一光和调制的第二光照射全息图记录介质；和把全息原版片中的图像以及第一和第二附加信息记录在全息图记录介质中。
本发明的第六实施例是一种全息图复制装置，包括：第一记录部分，所述第一记录部分使全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触，并利用用于复制的参考光把全息原版片中的全息图记录在全息图记录介质上，全息图记录介质包括感光材料；第二记录部分，所述第二记录部分利用空间光调制元件按照附加信息调制激光束，借助成像光学系统用调制光照射全息图记录介质，并把附加信息记录在全息图记录介质中；和定影部分，所述定影部分对记录的感光材料定影，其中第二记录部分被布置在第一记录部分的上游或下游，和定影部分的上游。
本发明的第七实施例是一种复制全息图的方法，包括：第一记录步骤，其中使全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触，并利用用于复制的参考光把全息原版片中的全息图记录在全息图记录介质上，全息图记录介质包括感光材料；第二记录步骤，其中利用空间光调制元件按照附加信息调制激光束，借助成像光学系统用调制光照射全息图记录介质，并把附加信息记录在全息图记录介质中；和对记录的感光材料定影，其中在第一记录，之前或之后，并在定影之前进行第二记录，。
在本发明中，附加信息可被记录在全息原版片的全息图记录区中。就该图像记录介质来说，通过沿例如垂直方向移动视点，能够观察附加信息。附加信息不干扰全息原版片的复制图像。2D图像以在相对于法线的垂直方向的设计值角度亮度强度变得最大、并且随离所述角度的距离的增大而逐渐降低的亮度强度分布被再现。所述角度不同于以最大强度再现其中记录有图像的全息图或者全息立体图的角度。
附图说明
图1是图解说明适用本发明的全息立体图生成系统的例证结构的示意图；
图2是图解说明在全息立体图的生成过程中的例证图像处理的示意图；
图3A和3B都是图解说明全息立体图印刷装置的例证光学系统的示意图；
图4A和4B都是图解说明全息立体图印刷装置的另一例证光学系统的示意图；
图5是图解说明例证的全息图记录介质的横截面图；
图6A-6C都是图解说明可光聚合的光聚合物的感光过程的示意图；
图7是图解说明记录介质进给机构的例证结构的示意图；
图8是图解说明例证的曝光过程的流程图；
图9是图解说明按照本发明的第一实施例的复制装置的结构的示意图；
图10A和10B都是图解说明普通视角的示意图；
图11是图解说明本发明的第一实施例中的视角的示意图；
图12是图解说明本发明的第一实施例的第一改进实施例的结构的示意图；
图13是图解说明本发明的第一实施例的第二改进实施例的结构的示意图；
图14A和14B都是图解说明本发明的第一实施例的第二改进实施例的局部结构的示意图；
图15A-15D都是用于图解说明普通全息图的视角的示意图；
图16A-16C都是图解说明按照本发明的实施例的视角控制的示意图；
图17A和17B都是图解说明按照本发明的实施例的视角控制的示意图；
图18是图解说明按照本发明的第二实施例的复制装置的结构的示意图；
图19是图解说明按照本发明的第三实施例的复制装置的结构的示意图；
图20是图解说明按照本发明的第四实施例的复制装置的结构的示意图；
图21是图解说明按照本发明的第五实施例的复制装置的结构的示意图；
图22A-22C都是图解说明按照本发明的第五实施例的复制装置的改进实施例的示意图；
图23是图解说明现有的接触印刷装置的示意图。
具体实施方式
下面说明实现本发明的最佳方式(下面，称为“实施例”)。将按照下述顺序进行说明。
1.原始全息图的生成
2.第一实施例
3.第二实施例
4.第三实施例
5.第四实施例
6.第五实施例
7.改进的实施例
下面说明的是本发明的优选实施例，从而在技术优先选择方面受到限制。但是除非另有说明，否则本发明并不局限于这些实施例。
1.原始全息图的生成
全息立体图生成系统
在说明按照本发明的实施例的复制装置和复制方法之前，将说明待复制的全息原版片的生成。通常，能够根据原始图像，即，从不同视点观察的物体的2D图像，生成再现3D图像的全息图。全息立体图是根据原始图像，即，通过从不同的视点顺序捕捉物体而获得的图像，并顺序把这些图像作为条纹状单元全息图记录在单一全息图记录介质上产生的。
顺序记录的条纹状单元全息图生成只具有水平视差的仅水平视差(HPO)全息立体图。HPO全息立体图印刷时间短，并且记录质量高。通过随同水平视差一起提供垂直视差，更自然地记录立体图像的需求日益增大。用于信用卡防伪的浮凸全息图易于伪造，从而目前先进的大容量(即，Lippmann)记录介质正在替代浮凸全息图。就大容量记录介质来说，理论上不能由浮凸全息图显示的垂直方向视差也能够被记录。于是，一直需要一种在还采用垂直视差的同时，增强防伪效果的记录工艺。
具有水平视差和垂直视差的全视差(FP)全息立体图通过利用球面透镜的组合建立了一种光学系统。本发明提出一种图像记录装置，它能够解决关于现有的全视差全息图生成方法的那些问题。借助提出的图像记录装置，通过利用记录具有水平视差的单元全息图的光学系统，机械部分和控制部分，能够获得具有垂直视差、水平视差和独立视差数的高质量全视差全息立体图。就这种结构来说，与点状全视差相比，能够高速获得高质量的单元全息图构形不太明显的全息图。
首先，说明生成全息立体图的全息立体图生成系统的例证结构。下面说明通过把多个条纹状单元全息图记录在单一记录介质上，提供具有水平视差信息的全息立体图的装置。
这种全息立体图生成系统产生单步全息立体图，其中具有物体光和参考光的干涉条纹的全息立体图全息记录介质被直接用作全息立体图。如图1中所示，全息立体图生成系统包括数据处理器1，控制计算机2和全息立体图印刷装置3。数据处理器1处理待记录的数据。控制计算机2控制整个全息立体图生成系统。全息立体图印刷装置3包括生成全息立体图的光学系统。
数据处理器1根据包括从视差图像序列捕捉装置13供给的视差信息的图像数据D1，生成视差图像序列D3，视差图像序列捕捉装置13配备有多视角照相机和移动式照相机。视差图像序列D3是根据图像数据D2生成的，图像数据D2包括作为由图像数据生成计算机14生成的其它数据的视差信息。
包括从视差图像序列捕捉装置13供给的视差信息的图像数据D1是对应于多个图像的图像数据。所述图像数据是通过利用多视角照相机同时捕捉，或者利用移动式照相机连续捕捉，沿水平方向从不同的视点捕捉真实物体获得的。
包括视差信息的图像数据D2由图像数据生成计算机14生成。例如，图像数据D2是通过沿水平方向顺序提供视差生成的多个计算机辅助设计(CAD)图像数据和计算机图形(CG)图像数据。
通过把计算机11用于对视差图像序列D3的图像处理，数据处理器1执行用于全息立体图的预定图像处理。数据处理器1随后把处理后的数据，即，图像数据D4记录在存储单元12，比如存储器或硬盘上。
当把图像记录在全息图记录介质上时，数据处理器1顺序从记录在存储单元12上的图像数据D4中读取每个图像的数据，并把读取的数据，即图像数据D5传送给控制计算机2。
控制计算机2驱动全息立体图印刷装置3。基于从数据处理器1供给的图像数据D5的图像作为条纹状单元全息图被顺序记录在置于全息立体图印刷装置3中的全息图记录介质30上。
控制计算机2如后所述控制设置在全息立体图印刷装置3中的快门32，显示装置41，记录介质进给机构和其它装置。特别地，控制计算机2向快门32发送控制信号S1，以便控制快门32的打开和关闭。控制计算机2把图像数据D5提供给显示装置41，基于图像数据D5的图像被显示在显示装置41上。控制计算机2向记录介质进给机构发送控制信号S2，以便控制记录介质进给机构的全息图记录介质30的进给动作。
如图2中所示，图像处理包括沿视差方向，即横向(宽度)方向分割包括视差信息的每个图像数据D1，随后收集分割后的切片以重构处理后的图像，即，图像D5。图像D5被显示在显示装置41上。
下面将参考图3A和3B更详细地说明上面描述的全息立体图印刷装置3的光学系统。图3A用顶视图图解说明整个全息立体图印刷装置3的光学系统。图3B用侧视图图解说明整个全息立体图印刷装置3的光学系统。
全息立体图印刷装置
如图3A和3B中所示，全息立体图印刷装置3包括激光光源31，快门32，反射镜38和半反射镜33。激光光源31发出预定波长的激光束。快门32被布置在来自激光光源31的激光束L1的光轴上。这里，激光光源31发出例如波长约532nm的激光束。
快门32由控制计算机2控制，以便当全息图记录介质30未被曝光时处于关闭状态，当全息图记录介质被曝光时处于打开状态。半反射镜33把通过快门32的激光束L2分成参考光和物体光。半反射镜33反射的光L3被转换成参考光，透过半反射镜33的光L4被转换成物体光。
在该光学系统中，由半反射镜33反射并入射在全息图记录介质30上的参考光的光路长度，和透过半反射镜33并入射在全息图记录介质30上的物体光的光路长度几乎相同。借助这种结构，参考光和物体光的相干性被提高，能够获得可提供更鲜明的再现图像的全息立体图。
用于参考光的光学系统，包括柱面透镜34，准直透镜35和反射镜36按照上述顺序被布置在由半反射镜33反射的光L3的光轴上。准直透镜35使参考光准直，从而形成平行光束。反射镜36反射来自准直透镜35的平行光束。
半反射镜33反射的光首先由柱面透镜34形成为发散光，随后由准直透镜35形成为平行光束。平行光束随后被反射镜36反射，并入射在全息图记录介质30的背面。
用于物体光的光学系统被设置在透过半反射镜33的光L4的光轴上。该光学系统包括反射镜38，空间滤光器39和准直透镜40。反射镜38反射透过半反射镜33的光。通过组合凸透镜和针孔形成空间滤光器39。准直透镜40把物体光转换成平行光束。还包括显示装置41和一维(1D)扩散板。显示装置显示待记录的图像。1D扩散板42沿单元全息图的宽度方向扩散透过显示装置41的光。还包括柱面透镜43和光学功能板45。柱面透镜43把透过1D扩散板42的物体光聚焦到全息图记录介质30上。光学功能板45具有1D扩散功能。
柱面透镜43把物体光聚焦到第一视差方向(即，单元全息图的宽度方向，或者观察时的水平方向)。
光学功能板45沿条纹状单元全息图的纵向方向，一维地扩散聚焦的物体光，以便对应于纵向方向的视点的移动。光学功能板45是微细结构，其例子可包括具有微细间距的双凸透镜。
透过半反射镜33的光L4被反射镜38反射，随后被空间滤光器39从点光源转换成发散光。光L4随后被准直透镜40转换成平行光束，之后入射在显示装置41上。在本实施例中，使用20倍物镜和直径20微米的针孔作为空间滤光器39。准直透镜40的焦距为100mm。
显示装置41是包括例如液晶显示器的投影图像显示装置。显示装置41由控制计算机2控制，从而显示以从控制计算机2传来的图像数据D5为基础的图像。在本例中，显示装置41是像素数为480×1068，大小为16.8mm×29.9mm的单色液晶面板。
透过显示装置41的光被转换成由显示在显示装置41上的图像调制的光，并由1D扩散板42扩散。1D扩散板42可以被布置在显示装置41附近，直接布置在显示装置41上游或下游。本例中，1D扩散板42被直接布置在显示装置41下游。
这里，1D扩散板42通过沿单元全息图的宽度方向扩散来自显示装置41的透射光，使光散布在单元全息图中。从而，1D扩散板42有助于改善待生成的全息立体图的画质。
扩散板42包括每次形成单元全息图时，被随机移动的扩散板移动装置(未示出)。从而，对于每个单元全息图，扩散板移动装置被布置在不同的位置。借助这种结构，当观察全息图时，能够降低位于无限远的噪声。
扩散板移动装置的例子可包括利用机械技术，比如步进电动机，把扩散板移动一定量的移动机构。这种结构中，扩散板42的移动方向可以是单元全息图的宽度方向(由图3B中的箭头X表示)，或者可以是垂直于宽度方向的方向(由图3A中的箭头Y表示)。扩散板42的移动方向可以是这些方向的组合，可以是完全随机的，或者可以是往复的。
在布置扩散板42的情况下，单元全息图在其宽度方向上被均匀曝光。从而，改善了将获得的全息图的画质。不过，为了均匀地曝光单元全息图，必须某种程度地增大扩散板42的扩散。扩散板42扩散的物体光可散布在全息图记录介质30内，可导致比单元全息图的预定宽度更宽的范围被曝光。
为了解决这种问题，如图4A和4B中所示在光路上布置掩模44，以致掩模的图像被投射到记录材料上。掩模44控制以适当的宽度曝光每个单元全息图。即，通过扩散板42的扩散和掩模44屏蔽掉不必要的光，能够获得适当并且均匀的曝光宽度。如图4A和4B中所示，掩模可被布置在扩散板42和柱面透镜43之间，或者可被布置在全息图记录介质30附近。
即，使来自显示装置41的透射光透过扩散板42，沿单元全息图的宽度方向扩散，随后由柱面透镜43聚焦到全息图记录介质30上。借助扩散板42的影响，物体光不是被聚焦到较窄的范围，而是聚焦到具有一定宽度的区域。
如图4A和4B中所示，仅仅使中央的预定范围的聚焦光透过掩模44的开口44a，并作为物体光入射到全息图记录介质30上。物体光的形状是条纹状。
如上所述，光学功能板45被布置为第二扩散板。光学功能板45使物体光沿条纹状单元全息图的纵向方向一维地扩散，全息图记录介质30被该物体光照射。借助这种结构，能够扩大反射式全息图的纵向(即，垂直)方向的视角。
在仅仅在水平方向具有视差的全息立体图中，光学功能板45提供几乎与最终的全息立体图的垂直方向视角等同的光学功能角。不过，在本发明中，1D扩散角被减小，以避免与后面说明的其它标识信息重叠。
全息立体图印刷装置3包括在控制计算机2的控制下，能够间歇地进给用于每一个单元全息图的全息图记录介质30的记录介质进给机构50。如后所述，记录介质进给机构50能够根据来自控制计算机2的控制信号，间歇地进给薄膜状全息图记录介质。当印刷装置3生成全息立体图时，基于视差图像序列的图像数据的图像作为条纹状单元全息图被顺序记录在置于记录介质进给机构50中的全息图记录介质30上。
例证的全息图记录介质
下面，详细说明在全息立体图生成系统中使用的全息图记录介质30。如图5中所示，全息图记录介质30包括带状薄膜基底材料30a，和在薄膜基底材料30a上形成的由可光聚合的光聚合物构成的光聚合物层30b。覆盖层30c层叠在光聚合物层30b上，以提供贴膜的记录介质。
在可光聚合的光聚合物的初始状态下，单体M均匀地分散在基体聚合物(matrix polymer)中，如图6A中所示。当如图6B中所示，用约10-400mJ/cm2的光LA照射单体A时，单体A开始在曝光部分中聚合。随着聚合的进行，单体M离开周边区域，导致单体M的浓度的变化。浓度的变化导致折射率调制。随后，如图6C中所示，当用约1000mJ/cm2的UV线或可见光LB照射整个表面时，单体M的聚合结束。由于折射率按照入射光而变化，因此可光聚合的光聚合物能够把由参考光和物体光之间的干涉产生的干涉条纹记录成折射率的变化。
使用这种可光聚合的光聚合物的全息图记录介质30不必在曝光之后进行专门的显影过程。因此，按照使用全息图记录介质30的本实施例的全息立体图印刷装置3的构形能够被简化，在所述全息图记录介质中，在感光部分中利用可光聚合的光聚合物。
记录介质进给机构
下面详细说明记录介质进给机构50。图7是全息立体图印刷装置3的记录介质进给机构50的放大图。
如图7中所示，记录介质进给机构50包括辊子51和间歇进给辊52。全息图记录介质30缠绕在辊子51上并被置于胶片盒53中。记录介质进给机构50借助在预定位置加载的预定转矩可旋转地支撑胶片盒53中的辊子51。从胶片盒53拉出的全息图记录介质30能够被辊子51和间歇进给辊52保持。记录介质进给机构50被配置成以致全息图记录介质30的主表面在辊子51和间歇进给辊52之间基本垂直于物体光。借助这种构形保持全息图记录介质30。用扭转线圈弹簧沿相互远离的方向牵拉辊子51和间歇进给辊52。这种构形对横跨在辊子51和间歇进给辊52之间的全息图记录介质30给予预定的张力。
记录介质进给机构50的间歇进给辊52与未示出的步进电动机连接，从而能够借助来自步进电动机的转矩，沿图中和箭头A1表示的方向旋转。在根据从控制计算机2供给的控制信号S2曝光每个图像之后，步进电动机使间歇进给辊52顺序旋转和一个单元全息图对应的预定角度。从而，在曝光每个图像之后，全息图记录介质30被进给一个单元全息图的量。
UV灯54在间歇进给辊52的下游被布置在全息图记录介质30的路径上。UV灯54完成曝光的全息图记录介质30的单体M的光聚合。UV灯54被配置成以预定功率把UV射到由间歇进给辊52进给的全息图记录介质30上。
在UV灯54的下游，可旋转地支承的加热辊55，一对出料进给辊56和57，及裁切器58按照上述顺序被布置在全息图记录介质30的路径上。
出料进给辊56和57进给全息图记录介质30，以致全息图记录介质30的覆盖层30c一侧约半圈地紧绕在加热辊55的外周表面上。出料进给辊56和57与未示出的步进电动机连接，能够被来自步进电动机的转矩旋转。步进电动机是根据从控制计算机2的控制信号S2转动的。即，每次曝光一个图像之后，出料进给辊56和57以对应于一个单元全息图的预定角度，与间歇进给辊52的旋转同步地旋转。这样，全息图记录介质30能够被进给，同时可靠地附着在加热辊55的外周表面上，而不会在间歇进给辊52与出料进给辊56和57之间松弛。
加热辊55包括内置的热发生器，比如加热器，所述热发生器能够把外周表面的温度保持在约120℃。加热辊55经覆盖层33c加热进给的全息图记录介质30的光聚合物层30b。当被加热时，光聚合物层30b的折射率调制系数增大，记录的图像被定影到全息图记录介质30上。因此，选择加热辊55的外径，以致记录的图像能够在从全息图记录介质30开始接触外周表面到脱离外周表面的一段时间内被定影。
裁切器58具有未示出的裁切器驱动机构，所述裁切器驱动机构被驱动，以便裁切进给的全息图记录介质30。裁切器驱动机构驱动裁切器58。即，在基于视差图像序列的图像数据的所有图像都被记录在记录介质30上之后，当记录介质30的所有图像记录区都被排出时，驱动裁切器58。这样，记录图像数据的区域和剩余的区域被分开，并作为单独的全息立体图被排出到外部。
全息立体图生成系统的操作
下面参考图8的流程图，说明在控制计算机2的控制下，在这样构成的全息立体图生成系统中生成全息立体图的操作。
在步骤ST1，全息图记录介质30处于其初始位置。循环开始于步骤ST2并结束于步骤ST7。每次完成步骤ST3-ST6的一系列处理时，处理了一个单元全息图。重复步骤ST3-ST6，直到处理了所有(n)个单元全息图为止。
在步骤ST3，控制计算机2根据从数据处理器1供给的图像数据D5，驱动显示装置41，使图像被显示在显示装置41上。在步骤ST4，控制计算机2向快门32发送控制信号S1，使快门32打开预定时间，以致全息图记录介质30被曝光。从激光光源31发出并透过快门32的激光束L2中的被半反射镜33反射的光L3作为参考光入射到全息图记录介质30上。同时，透过半反射镜33的光L4被转换成投影光，显示在显示装置41上的图像被投射到该投影光上。投影光作为物体光入射到全息图记录介质30上。这样，显示在显示装置41上的一个图像作为条纹状单元全息图被记录在全息图记录介质30上。
在记录图像之后，在步骤ST5，控制计算机2向驱动间歇进给辊52的步进电动机及驱动出料进给辊56和57的步进电动机发送控制信号S2。步进电动机被驱动，从而把全息图记录介质30进给与单元全息图对应的量。在进给全息图记录介质30之后，使操作保持待机状态，直到振动被降低为止(步骤ST6)。
该例程随后返回步骤ST3，在步骤ST3，控制计算机2根据从数据处理器1供给的下一个图像数据D5，驱动显示装置41，使下一个图像被显示在显示装置41上。通过重复步骤ST4-ST6的操作，基于从数据处理器1供给的图像数据D5的每个图像作为条纹状单元全息图被顺序记录在全息图记录介质30上。
即，在全息立体图生成系统中，基于记录在存储单元12上的图像数据的图像被顺序显示在显示装置41上。同时，为每个图像打开快门32，每个图像作为条纹状单元全息图被顺序记录在全息图记录介质30上。由于对于每个图像，全息图记录介质30被进给与一个单元全息图对应的量，因此当观察时，单元全息图沿水平方向(横向方向)被顺序排列。因此，水平视差信息的图像作为在横向方向连续的多个单元全息图被记录在全息图记录介质30上。这样，能够获得具有水平视差的全息立体图。
前面，说明了曝光过程的处理。如果需要的话，可进行后处理(步骤ST8)，以完成印刷步骤。如果UV照射和加热是光聚合物所必需的，那么可以采用如图7中图解说明的设备构形。即，UV灯54发出UV线，以完成单体M的聚合。随后，用加热辊55加热全息图记录介质30，于是记录的图像被定影。
当记录有图像的所有区域都被排出时，控制计算机2向裁切器驱动机构供给控制信号S2，以便驱动裁切器驱动机构。裁切器58裁切全息图记录介质30中记录有图像的区域，裁切后的区域作为单独的全息立体图被排出。在该过程中，完成具有水平视差的全息立体图。
2.第一实施例
复制装置的构形
如图9中所示构成本发明的第一实施例。来自激光光源100的激光束经1/2波长板101入射到偏振光束分离器102。1/2波长板101把激光束的偏光面旋转90°。激光束(即，S偏振光)被偏振光束分离器102反射，激光束被空间滤光器103展开。来自空间滤光器103的激光束(即，参考光)入射到准直透镜104上。具有感光材料层和全息原版片106的全息图记录介质105被由准直透镜104准直的平行激光束照射。
全息原版片106是如上所述生成的、并且当被观察时在水平方向和垂直方向都具有视差的全息立体图。全息原版片106可以是只具有水平视差的全息立体图。另一方面，全息原版片106可以是通过用激光束照射物体产生的实际捕捉的全息图。使全息图记录介质105和全息原版片106直接地，或者在其间存在折射率调节液体(也称为折射率匹配液体)的情况下相互密切接触。由全息原版片106衍射的光和参考光形成的干涉条纹，及由附加信息光和参考光形成的干涉条纹被记录在全息图记录介质105中。
由偏振光束分离器102透射的激光束(即，P偏振光)被反射镜107反射，入射到空间滤光器108上。被空间滤光器108展开的激光束由准直透镜109转换成平行光束，该平行光束入射到反射镜110上。
反射镜110反射的激光束经扩散板111入射到充当空间光调制元件的液晶面板112上。扩散板111通过沿单元全息图的宽度方向和纵向方向至少之一增大来自反射镜110的激光束的尺寸，扩大待复制的全息立体图的视角。由扩散板111扩散的激光束被光阑(即，掩模)115变窄，只有当从前面观察时，其视角才被增大。
尽管未示出，不过液晶驱动部分，例如微计算机与液晶面板112连接。液晶驱动部分把附加信息的图像显示在液晶面板112上。附加信息可包括标识信息，例如每个全息图的唯一编号(即，序列号)。偏光板113被设置在液晶显示面板112的出射面上。偏光板113旋转偏光面表面，以把P波转换成S波。
由液晶显示面板112生成，并由偏光板113透射的附加信息经成像光学系统入射到全息原版片106上，所述成像光学系统包括投影透镜114，光阑115和投影透镜116。由全息原版片106衍射的光和透过全息原版片106的附加信息光的叠加光、和由入射的激光束形成的干涉条纹被记录在全息图记录介质105中。因此，附加信息能够被记录在全息原版片106的全息图区中。置于从反射镜110延伸到全息图记录介质105的光路上的光学元件借助支承件，比如导轨被放在预定位置。
视角
下面参考图10A和10B，说明全息图记录介质105中的记录与从记录的全息图记录介质105进行再现期间的视角之间的典型关系。如图10A中所示，在记录时，参考光160相对于全息图记录介质105′以入射角θ1入射，物体光161从全息图记录介质105′的另一侧以入射角θ2入射。由物体光161和参考光160形成的干涉条纹被记录在全息图记录介质105′上。
如图10B中所示，当用照明光170以入射角θ1照射这样记录的全息图记录介质105′时，从全息图记录介质105′以出射角θ2射出物体光(即，再现光)171。因此，观察者能够从位于物体光171的延长线上的视点观察物体光。
如图9中所示，在本发明的一个实施例中，参考光以入射角θ1入射到全息图记录介质105上，附加信息光相对于全息图记录介质105以入射角θ2入射。附加信息光具有由邻近液晶面板112布置的扩散板111和光阑115产生的扩散角±θ3。在再现的时候，如图11中所示，使参考光172以入射角θ1入射到复制的全息图记录介质105上。由全息图记录介质105再现的附加信息光173被从出射角θ2扩大到±θ3。即，只有当视点在与出射角θ2的±θ3的范围中时，才能够观察到附加信息。可按照接近扩散板的规范任意改变扩散角±θ3。但是，如果用其中强度在某一中心变得最大，随着到所述中心的距离变大，强度逐渐变小的强度分布再现该全息图，那么能够按照和分两步记录的转换全息图不同的方式观察该全息图。
在本发明的实施例中，当再现复制的全息图记录介质105时，能够观察到附加信息图像的视点的中心角度可利用由附加信息光的光轴相对于全息图记录介质105产生的入射角θ2来确定。通过控制成像光学系统对附加信息光的光通量的扩展，限定能够观察到再现时的附加信息图像的视点的范围，所述成像光学系统包括投影透镜114和116，以及光阑115。
如上所述，通过利用按照本发明的实施例的复制装置复制的全息图记录介质105具有下述特性。就记录介质105来说，通过移动他或她的视点，观察者能够彼此独立地观察全息图像和附加信息图像。通过移动观察眼睛和移动全息图记录介质，都可移动视点。全息图像被再现，所述全息图像具有在被以预定角度照射的时候，当相对于法线左右移动视点时，至少在水平方向连续的视差，并且具有垂直方向上受控的视角。不必控制垂直方向上的视角。折射率调制被记录在单层材料中，以致当相对于全息图记录介质的法线，沿垂直方向和水平方向至少之一相对移动视点时，能够再现不与全息图像连续的另一图像(即，附加信息图像)。
全息图像是其中记录有图像的全息图，或者全息立体图。沿水平方向和垂直方向至少之一，从另一角度再现的全息图是沿深度方向位于基本固定的平面的2D图像。沿深度方向位于基本固定的平面的该2D图像是具有标识信息的附加信息图像。
可按照图像处理或扩散板的位置，任意确定该2D图像将位于的深度。通过使该2D图像位于和记录图像的全息图或者全息立体图的深度不同的深度，观察者能够容易地区分和识别图像和2D图像(即，标识信息)。由于清晰度随着来自离该平面距离更远的扩散光源的光照而降低，因此2D图像被设计成位于恰当的深度，例如约2mm。发现在该位置，所述2D图像易于观察。
按照本发明的一个实施例，附加信息图像(即，序列号和机器可读条形码信息)可被记录在全息图区中。由于能够观察附加信息图像的视点的范围也能够被限定，因此能够避免附加信息图像干扰全息图像的观察。
在本发明的一个实施例中，其中记录有图像的全息图是用如上所述的全息立体图的一步记录获得的。尽管在本发明中可以使用通过用激光照射模型而获得的实际捕捉的全息图，不过一步全息立体图记录有利于认证。特别地，当一步全息立体图中的单元全息图被配置成边线0.1mm的条纹状矩形时，当用放大镜放大时，看到该边线0.1mm的条纹状矩形和黑暗部分。作为标识信息的2D图像没有条纹状矩形。图像被分成多个区域，并且具有连续的标识信息的事实是一个明显的特性，并在定义按照本发明记录的全息图方面较重要。
第一实施例的第一改进实施例
扩散板111可被布置在来自投影透镜116的光入射的一侧，只要位置在光学上是彼此等效的，如图12中所示。这种情况下，附加信息光的视场范围可由扩散板的扩散角控制。在图12中图解说明的构形中，百叶窗(louver)117被置于扩散板111和全息原版片106之间。百叶窗117防止不必要的光，例如反射光入射到全息原版片106上。百叶窗117具有每隔一定距离，布置在透明板内的黑色平面吸收层。附加信息光及其扩散分量被允许透过百叶窗117的吸收层。通过准直透镜104的用于复制的平行光束不被允许透过百叶窗117的吸收层。
第一实施例的第二改进实施例
如上所述，当用远离法线的光轴光学系统，由液晶面板112把附加图像信息成像到全息原版片106附近的整个表面上时，必须朝着全息原版片106的表面倾斜液晶面板112的显示面。由于未在假想来自倾斜角的入射的情况下设计液晶面板112，因此会导致光利用效率的降低，均匀性的降低和散射的增大。
图13中图解说明的例证复制装置能够解决这种问题。即，液晶面板112(包括偏光板113)的显示面和全息原版片106的表面被平行布置。如图13中所示，附加信息光经投影透镜121，投影透镜122，光偏振板123和百叶窗117入射到全息原版片106上。
如图14A中所示，百叶窗117借助粘附层124层叠在全息原版片106上，全息图记录介质105借助粘附层125层叠在全息原版片106上。光偏振板123的例子包括全息光学元件，s衍射光学元件和折射控制棱镜板的角度。光偏振板123使附加信息光沿预定方向(即，入射角)偏转。如图14B中所示，也可通过在光偏振板123附近布置扩散板111，适度扩大视角。设置光偏振板123以消除光路差，并产生其中能够在整个表面内容易地进行聚焦的情况。
视角的控制
尽管能够以与设计值一致的角度控制视角，不过为了提供更易于观察和明亮的全息图，优选下述角度。参考光的角度被定义为相对于全息图表面的法线的θ角，相对于全息图表面的法线沿垂直方向以最大亮度再现2D图像的角度被定义为，以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度被定义为大致
Figure G2009102625020D00212
另一方面，参考光的角度被定义为相对于全息图表面的法线的θ角，相对于全息图表面的法线沿垂直方向以最大亮度再现2D图像的角度被定义为，以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度被定义为大致
Figure G2009102625020D00214
作为其中包括一个全息图像和一个2D图像的例子，参考光的角度被定义为相对于全息图表面的法线的θ角，相对于全息图表面的法线沿垂直方向以最大亮度再现2D图像的角度被定义为-θ/3±θ/3，以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度被定义为大致+θ/3±θ/3。因此，从参考光到图像的每个最大亮度角的距离变得恒定，这可记录有效的图像。类似地，参考光的角度被定义为相对于全息图表面的法线的θ角，相对于全息图表面的法线沿垂直方向以最大亮度再现2D图像的角度被定义为+θ/3±θ/3，以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度被定义为大致-θ/3±θ/3。
下面参考图15A-17B说明优选这些角度的原因。图15A图解说明双光通量(two-light flux)平行光束的反射全息图的例证记录。来自方向301的参考光的入射角被设为(θ＝45°)，来自方向300的物体光的入射角被设为180°。
如图15B中所示，照明和再现记录的全息图。和参考光中一样，当用来自方向302的照明光照射全息图时，沿方向304发出衍射光。当照明光沿与方向302相差180°的方向303入射时，沿方向305发出衍射光。这种情况下，再现假立体图像(即，与实际的3D图像深度相反的图像)。如图15C中所示，当用来自方向308的照明光照射全息图时，依据Bragg衍射的条件，沿方向306发出衍射光。当用来自方向309的照明光照射全息图时，沿方向307发出衍射光，再现假立体图像。
在本实施例中，如图15D中所示，对复制来说，必须使全息原版片106和待曝光的物体(即，全息图记录介质)105在光学上彼此密切接触，并且必须使参考光从方向301入射。当要从方向200记录2D图像时，如果全息原版片106中具有图像，那么全息原版片106中的全息图会导致由图15C或图15D中的衍射光图解说明的衍射。从而，用于记录2D标识图像(即，附加信息)的激光不能到达待曝光的物体105。即使激光到达待曝光的物体105，也存在全息原版片106的图像会引起2D图像的强度发生变化的问题。来自方向300的光不是平行光束，相反实际上是会受到所述强度变化的影响的聚焦光。于是，必须选择强度变化的影响最小的角度。
在本发明中，如图16中所示，考虑到该事实选择复制(即，记录)角度。如图16A中所示，使参考光以45°角从左上方方向311入射。如果沿垂直方向该图像被切换成两个图像，那么成15°角的左上方方向312和成15°角的左下方方向313被定义成图像再现角。这种情况下，参考光和沿向上方向的切换之间的角度为30°，垂直方向上图像再现角之差也为30°，与参考光的常规反射方向314相距30°。这种角度关系易于观察。常规反射是参考光的镜面反射的角度，当用来自光源的光照射全息图时，该角度变得难以观察，会同时观察到全息图像和光源。
如果以方向312的角度再现的第一图像被用作全息原版片106，那么标识信息光的入射光被设为角度315，如图16B中所示。顺着虚线表示的方向的光是由Bragg衍射所衍射的光。如果以方向313的角度再现的第二图像被用作全息原版片106，那么标识信息光的入射角被设为角度316，如图16C中所示。顺着虚线表示的方向的光是由Bragg衍射所衍射的光。
因此，通过移动视点，按照本发明的实施例复制的全息图记录介质105的观察者能够彼此独立地观察全息图像和附加信息图像，如图17中所示。图17A图解说明当垂直移动视点时的例子，图17B图解说明当水平移动视点时的例子。通过旋转全息图记录介质或移动观察全息图记录介质的眼睛，能够实现视点的移动。例如，通过固定全息图记录介质，并相对于全息图记录介质的法线在±45°的范围中上下移动观察眼睛，能够垂直移动视点。另一方面，通过把观察眼睛固定在法线上，并围绕水平轴在±45°的范围中旋转全息图记录介质，能够垂直移动视点。通过固定全息图记录介质，并相对于全息图记录介质的法线在±45°的范围中左右移动观察眼睛，能够水平移动视点。另一方面，通过把观察眼睛固定在法线上，并围绕垂直轴在±45°的范围中旋转全息图记录介质，能够水平移动视点。
在图17A中，BRV代表当垂直移动视点时，全息图像的亮度变化，brv代表当垂直移动视点时，2D图像的亮度变化。在图17B中，BRH表示在水平移动视点时，全息图像的亮度变化，brh表示在水平移动视点时，2D图像的亮度变化。如图17中所示，当从预定角度照明全息图记录介质，并水平移动视点时，在水平方向具有连续视差并且在垂直方向具有受控视角的全息图像被再现。当相对于全息图记录介质的法线，沿垂直方向相对移动视点时，不同于全息图像、从而不延续自全息图像的另一图像(即，2D图像)将被再现。在所述例子中，如果参考光的角度θ＝45°，并且垂直方向上视差全息图像
Figure G2009102625020D00231
那么在
Figure G2009102625020D00232
的视点，2D图像的亮度变得更大。在水平方向上，可在(0°±15°)的范围中看到2D图像。如果参考光的角度θ＝45°，且视差全息图像
Figure G2009102625020D00233
那么在
Figure G2009102625020D00234
能够获得易于观察的2D图像。如果参考光的角度θ＝45°，且视差全息图像视差全息图像，并且如果或者
Figure G2009102625020D00241
那么如上所述能够获得易于观察且易于制造的2D图像。
本发明中定义的角度是典型例子，从而按照是否将主要观察附加信息的全息图像，能够做出各种修改。图像不必沿垂直方向被分成两个图像。也可预先在全息原版片中沿纵向方向加入几条视差信息，和按不与该角度重叠的多个角度加入附加信息。例如，当以两个不同角度+22.5°和0°记录具有45°参考光的视差全息图像，并以-22.5°角度记录2D图像时，获得令人满意的全息图记录。类似地，当以两个不同的角度+22.5°和0°记录具有45°参考光的视差全息图像，并以22.5°角度记录2D图像时，获得令人满意的全息图记录。
3.第二实施例
复制装置
如图18中所示，偏振光束分离器102把参考光和激光束分开，使参考光经空间滤光器103和准直透镜104入射到全息图记录介质105上。分出来的激光束被反射镜107反射，经空间滤光器108和准直透镜109入射在半反射镜126上。
半反射镜126反射的激光束被转换成第一分支激光束。透过半反射镜126的激光束入射到反射镜127上。由反射镜127反射的激光束被转换成第二分支激光束。和第一实施例中一样，第一分支激光束经扩散板111a入射到液晶面板112a(包括偏光板)上。液晶面板112a的附加信息图像经成像光学系统(即，投影透镜114a和116a及光阑115a)和全息原版片106，成像到全息图记录介质105上。
第二分支激光束经扩散板111b入射到液晶面板112b(包括偏光板)上。液晶面板112b的附加信息图像经成像光学系统(即，投影透镜114b和116b及光阑115b)和全息原版片106，成像到全息图记录介质105上。从第一分支激光束产生的附加信息光相对于全息图记录介质105的入射角不同于从第二分支激光束产生的附加信息光相对于全息图记录介质105的入射角。于是能够观察到液晶面板112a的附加信息图像的视点可能不同于能够观察到液晶面板112b的附加信息图像的视点。借助这种构形，取决于视点，能够观察到两个不同的附加信息图像。
全息图记录介质105是同时用两个分支激光束照射的。不过，另一方面，可按照时间顺序用两个分支激光束照射全息图记录介质105。也可使用三个或更多的分支激光束。
4.第三实施例
复制装置
在第一和第二实施例中，用于接触印刷的参考光被分离而形成分支，并被用于附加信息的多重记录。另一方面，如图19中所示，可以使用和用于接触印刷的激光束不同的激光束来记录附加信息。
在图19中图解说明的例子中，在接触印刷之后，和在UV定影部分135中的定影之前记录附加信息。从辊子(未示出)带出的全息图记录胶片131被缠绕在辊子的外周表面上。全息图记录胶片包括其中涂有感光材料的透射基础膜。全息原版片132被附着在辊子的外周表面上。例如，全息原版片132是水平连续的视差图像。使全息原版片132和全息图记录胶片131相互密切接触，随后用复制用激光束133照射。这样，全息原版片132的全息图被复制到全息图记录胶片131上。
当进给全息图记录胶片131时进行复制。同时当全息图记录胶片131的进给被停止时，复制用激光133的快门(未示出)被关闭，照射复制用激光133。在复制之后，全息图记录胶片131被进给到在其中记录附加信息的附加信息叠加曝光部分134。用于记录附加信息的构形可以和上面说明的复制装置的构形类似。经过复制、其中记录有附加信息的全息图记录胶片131从附加信息叠加曝光部分134被进给到UV定影部分135。另一方面，可首先记录附加信息，随后接触印刷和定影全息图。
5.第四实施例
复制装置
在前面的实施例中，反射式全息图被用作全息原版片。不过，本发明也可应用于使用透射式全息图作为全息原版片的实施例。如图20中所示，全息原版片106和全息图记录介质105相互密切接触。参考光被偏振光束分离器102分离，并经空间滤光器103和准直透镜104入射到全息原版片106上。
反射镜107反射的激光束经空间滤光器108，准直透镜109和扩散板111入射到液晶面板112上。来自液晶面板112的附加信息光经偏光板113和耦合光学系统(即，投影透镜114和116及光阑115)入射到全息原版片106上。全息原版片106的全息图和附加信息图像被叠加地记录在全息图记录介质105上。
6.第五实施例
通过用不同的颜色再现2D图像(即，附加信息)和全息图像，本发明的第五实施例改善了2D图像和全息图像的可分离性。从30位研究对象获得关于图像是否被颜色分离，从而当用白光照明时易于观察的统计数据。结果，当再现峰值波长被隔开不小于25nm时，图像易于观察。
可采用几种方法来改变附加信息和全息图像的颜色。其例子包括在改变用于记录的激光束的波长的情况下多次曝光。如图21中所示，用于2D图像记录的红色激光光源(例如，波长633nm的HeNe激光)被偏振光束分离器102R分离而形成分支。提供用于图像复制的绿色激光光源(例如，利用半导体激发二次谐波的波长532nm的激光)100G。
绿色激光束经1/2波长板101入射到偏振光束分离器102G。由偏振光束分离器102R分支的红色激光束也入射到偏振光束分离器102G。红色激光束和绿色激光束由偏振光束分离器102G合成，并入射到空间滤光器103。当通过准直透镜104时，来自空间滤光器103的激光束被转换成平行光束，全息图记录介质105和全息原版片106被平行光束照射。
由偏振光束分离器102R分支的红色激光束被反射镜107反射，并入射到空间滤光器108。被空间滤光器108扩展的激光束经准直透镜109入射到反射镜110。被反射镜110反射的激光束入射到作为空间光调制元件的液晶面板112上。尽管未示出，不过液晶驱动部分，例如微计算机与液晶面板112连接。附加信息的图像由液晶驱动部分显示在液晶面板112上。偏光板113设置在液晶显示面板112的出射面上。偏光板113旋转偏光面，从而把P波转换成S波。
在图21中图解说明的构形中，扩散板111被布置在来自投影透镜116的光所入射的一侧。由液晶显示面板112产生并透过偏光板113的附加信息光经成像光学系统入射到扩散板111，所述成像光学系统包括投影透镜114，光阑115和投影透镜116。
在图21中图解说明的构形中，百叶窗117被布置在扩散板111和全息原版片106之间。百叶窗117防止不必要的光(例如反射光)射到全息原版片106上。百叶窗117具有每隔一定距离，布置在透明板内的黑色平面吸收层。附加信息光及其扩散分量被允许透过百叶窗117的吸收层。通过准直透镜104的用于复制的平行光束不被允许透过百叶窗117的吸收层。
由全息原版片106衍射的光和透过全息原版片106的附加信息光的叠加光，和由入射的激光束形成的干涉条纹被记录在全息图记录介质105上。因此，绿色的复制图像和红色的2D图像能够被记录在全息原版片106的全息图区中。红色图像和绿色图像可被同时记录，或者按时间顺序记录。用于复制和附加信息的光学构形与前述实施例中的类似。
下面参考图22说明改变附加信息和全息图像的颜色的另一种方法。在另一种方法中，不使用着色不同的激光，只使用用于图像复制的激光，以借助在和激光的波长不同的波长下的显影来识别图像。在记录时，如图22A中所示，使用波长为532nm的绿色激光，参考光的入射角被设为45°，物体光的入射角被设为200°。
实验表明在再现的时候，如图22B中所示，当照明光以45°的入射角入射时，以20°的角度发出的再现光变成绿色。另一方面，如图22C中所示，当照明光以80°的入射角入射时，以0°(正面)发出的再现光变成波长约500nm的浅蓝色。这是因为Bragg衍射条件改变了再现波长，尽管再现波长实际上受全息记录材料的厚度变化和移动性(mobility)影响。通过利用这种原理，以预定的衍射角下，复制的图像和附加信息图像可具有不同的颜色，这使得易于区分两条信息。
7.改进的实施例
尽管上面详细说明了适用本发明的实施例，不过本发明并不局限于说明的这些实施例，可以做出各种修改。例如，另一方面，除标识信息外的图像信息(比如序列号、制造商名称、批号、1D条形码和2D条形码)可被记录成附加信息。关于附加信息，描述了以相同的放大率投影空间光调制元件。不过另一方面，空间光调制元件的尺寸可被扩大或缩小。也可记录两项或更多项的附加信息。在第三实施例中使用的胶片状全息图记录介质也可被用作其它实施例中的全息图记录介质。尽管在上面的说明中采用液晶面板作为空间光调制元件，不过另一方面，可以使用除液晶面板外的装置。
本申请包含与在2008年12月29日向日本专利局提出的日本优先权专利申请JP2008-335639，和在2009年9月11日向日本专利局提出的日本优先权专利申请JP2009-210296中公开的主题相关的主题，上述专利申请的整个内容在此引为参考。
本领域的技术人员应明白，根据设计要求和其它因素，可产生各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在附加权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (20)

1.一种图像记录介质，其中折射率调制被记录在一层材料中，以致当从预定角度照明全息图记录介质并相对于法线水平移动视点时，至少在水平方向上具有连续视差的全息图像被再现，并且当相对于法线沿不同于水平方向的方向移动视点时，不同于全息图像、从而不与全息图像连续的另一个图像被再现。
2.按照权利要求1所述的图像记录介质，其中至少在水平方向上具有连续视差的全息图像包括其中记录有图像的全息图或全息立体图，以垂直方向上的不同角度再现的另一个图像包括沿深度方向被置于基本固定的平面上的2D图像。
3.按照权利要求2所述的图像记录介质，其中沿深度方向被置于基本固定的平面上的2D图像是标识信息。
4.按照权利要求2所述的图像记录介质，其中至少在水平方向上具有连续视差的全息图像被分割成全息图介质的表面上的小区域并在所述小区域中被曝光，以垂直方向上的不同角度再现的另一个图像的全息图是按照连续的、但未分割的方式记录的。
5.按照权利要求2所述的图像记录介质，其中所述另一个图像以当相对于法线以垂直方向上的角度观察时亮度强度变得最大、并且亮度强度随着与该角度的距离的增大而逐渐降低的亮度强度分布被再现，所述角度不同于以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度。
6.按照权利要求2所述的图像记录介质，其中假定参考光的角度相对于全息图表面的法线为θ角，垂直方向上以最大亮度强度再现所述另一个图像的角度相对于全息图表面的法线为角，那么以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度被大致设定为
Figure F2009102625020C00012
7.按照权利要求2所述的图像记录介质，其中假定参考光的角度相对于全息图表面的法线为θ角，垂直方向上以最大亮度强度再现所述另一个图像的角度相对于全息图表面的法线为
Figure F2009102625020C00021
角，那么以最大强度再现其中记录有图像的全息图或全息立体图的角度被大致设定为
Figure F2009102625020C00022
8.按照权利要求2所述的图像记录介质，其中至少在水平方向具有连续视差的全息图像和以垂直方向上的不同角度再现的另一个图像的全息图被再现成能够识别为不同的颜色。
9.按照权利要求8所述的图像记录介质，其中用彼此隔开至少不小于25nm的再现中心波长衍射至少在水平方向具有连续视差的全息图像和以垂直方向上的不同角度再现的另一个图像的全息图。
10.一种全息图复制装置，包括：
包括感光材料的全息图记录介质；
全息原版片，所述全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触；
空间光调制元件，所述空间光调制元件按照附加信息调制激光束；和
成像光学系统，所述成像光学系统用由空间光调制元件调制的光照射全息图记录介质，
其中通过用参考光和调制光同时照射全息图记录介质，记录全息原版片的图像和附加信息。
11.一种全息图复制装置，包括：
包括感光材料的全息图记录介质；
全息原版片，所述全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触；
激光束形成部分，所述激光束形成部分通过进行分支来产生用于复制的参考光及至少第一和第二激光束；
分别按照第一和第二附加信息调制第一和第二激光束的第一空间光调制元件和第二空间光调制元件；和
分别用由第一和第二空间光调制元件调制的第一和第二光照射全息图记录介质的第一成像光学系统和第二成像光学系统，
其中：
以不同的入射角、与用于复制的参考光同时地用调制的第一光和调制的第二光照射全息图记录介质；和
全息原版片的图像以及第一和第二附加信息被记录在全息图记录介质上。
12.按照权利要求10或11所述的全息图复制装置，其中按照附加信息调制通过对用于复制的参考光进行分支而获得的激光束。
13.按照权利要求10或11所述的全息图复制装置，其中待被复制的全息图记录介质是Lippmann全息图。
14.按照权利要求10或11所述的全息图复制装置，其中当以预定角度用光照射全息原版片时，如果相对于法线左右移动视点，那么至少在水平方向上具有连续视差的全息图像被记录。
15.按照权利要求10或11所述的全息图复制装置，其中在使附加信息光入射的一侧，在全息原版片或全息图记录介质附近布置偏光板。
16.按照权利要求10所述的全息图复制装置，其中同时地或者时间上顺序地用第一和第二激光束照射全息图记录介质。
17.一种全息图复制装置，包括：第一记录部分，所述第一记录部分使全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触，并利用用于复制的参考光把全息原版片中的全息图记录在全息图记录介质上，全息图记录介质包括感光材料；
第二记录部分，所述第二记录部分利用空间光调制元件按照附加信息调制激光束，借助成像光学系统用调制光照射全息图记录介质，并把附加信息记录在全息图记录介质中；和
定影部分，所述定影部分对记录的感光材料定影，
其中第二记录部分被布置在第一记录部分的上游或下游，并被布置在定影部分的上游。
18.一种复制全息图的方法，包括下述步骤：
使全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触，所述全息图记录介质包括感光材料；
利用空间光调制元件，按照附加信息调制激光束；
借助成像光学系统，与用于复制的参考光同时地用调制光照射全息图记录介质；和
把来自全息原版片的物体光及附加信息记录在全息图记录介质中。
19.一种复制全息图的方法，包括下述步骤：
通过进行分支产生至少第一激光束和第二激光束；
分别利用第一空间光调制元件和第二空间光调制元件，按照第一和第二附加信息调制第一激光束和第二激光束；
以不同的入射角、与用于复制的参考光同时地用调制的第一光和调制的第二光照射全息图记录介质；和
把全息原版片中的图像以及第一和第二附加信息记录在全息图记录介质中。
20.一种复制全息图的方法，包括：
第一记录步骤，其中使全息原版片与全息图记录介质的表面直接密切接触或者在其间存在折射率调节体的情况下密切接触，并利用用于复制的参考光把全息原版片中的全息图记录在全息图记录介质上，全息图记录介质包括感光材料；
第二记录步骤，其中利用空间光调制元件按照附加信息调制激光束，借助成像光学系统用调制光照射全息图记录介质，并把附加信息记录在全息图记录介质中；和
对记录的感光材料定影，
其中在第一记录步骤之前或之后，并在定影之前进行第二记录步骤。
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