JP2003330352A - ホログラムを形成する方法および装置 - Google Patents
ホログラムを形成する方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 人体部分および分離されたデータスライスの
形態で現在観察される他の物理システムの実際の３次元
ホログラフィ再生を容易にするホログラムを製造する方
法および装置を提供する。 【解決手段】 ホログラムを形成する方法および装置
（300）は、フィルム基板（319）または他の感光性媒体
を、共に３次元システムを示す連続した２次元画像に露
光し、物理システムの３次元ホログラムを生成する技術
を含む。多数（20〜300）の画像を基板（319）上に重畳
するのに、低ビーム比が用いられる。各画像は、比較的
弱いが、弱い画像のシリーズの組み合わせは、最終的に
は、単一で輪郭のはっきりしたホログラムとして現れ
る。
形態で現在観察される他の物理システムの実際の３次元
ホログラフィ再生を容易にするホログラムを製造する方
法および装置を提供する。 【解決手段】 ホログラムを形成する方法および装置
（300）は、フィルム基板（319）または他の感光性媒体
を、共に３次元システムを示す連続した２次元画像に露
光し、物理システムの３次元ホログラムを生成する技術
を含む。多数（20〜300）の画像を基板（319）上に重畳
するのに、低ビーム比が用いられる。各画像は、比較的
弱いが、弱い画像のシリーズの組み合わせは、最終的に
は、単一で輪郭のはっきりしたホログラムとして現れ
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ホログラ
ムを形成する方法および装置に関し、特に、膜基板を３
次元物理システムを表示するために複数の２次元画像で
連続露光することによって、物理システムのホログラム
を生成する技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】ホログラムは、再生されると、物理シス
テムの実際の３次元画像を生成する、物理システムの３
次元記録、例えば、膜記録である。ホログラフィは、次
の点で、立体写真術とは異なる。ホログラフィの画像
は、観察者に水平および垂直両方向のあらゆる角度から
の画像および完全な遠近法の画像を全範囲の観察点から
提供することによって、十分な視差を与える。すなわ
ち、ホログラフィは、観察者に、遠近を問わずあらゆる
距離から全範囲にわたる遠近画像を提供する。このよう
に、ホログラフィの画像表示は、同じような画像の立体
表示よりもはるかに有利である。このことは、特に、容
量測定データの検査および理解が、適切な医学的治療に
重要である、医療診断に当てはまる。 【０００３】３次元空間を満たすデータの検査は、芸
術、科学、および工学のあらゆる分野で発生するが、恐
らく最もなじみのある例としては、医学的撮影である。
医学的撮影では、人体の一部を写した複数の断面画像を
得るために、例えば、コンピュータ制御によるＸ線体軸
断層写真（ＣＴまたはＣＡＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、お
よび他の走査物理療法が用いられる。放射線技師、内科
医、および患者は、これらの２次元データ「スライス」
を観察して、このデータによって示される３次元の器官
および組織について、この２次元データが何を意味する
かを識別する。多数の２次元データスライスを統合する
と、比較的簡単な容量測定画像についても、人間の視覚
システムに多大な負担をかけることになる。検査中の器
官または組織がより複雑になるにつれて、意味のあるか
つ理解できる３次元知的画像を生成するために、大量の
２次元データを適切に統合する能力は圧倒するものとな
りつつある。 【０００４】他のシステムでは、距離に対する視覚に関
連する「奥行き合図（depth cues）」を操作することに
よって画像の３次元表示を複製する試みがなされてい
る。人間の視覚システムに関連する奥行き合図は、生理
学的現象に関連する物理的合図、または知的プロセスに
よって得られ、物体および物体の外観が観察点によって
どのように変化するかに対する以前に経験した人の観察
に基づいて予想される心理的合図に分類され得る。 【０００５】人間の視覚に関与する主要な物理合図に
は、（１）遠近調節（より近くのまたはより遠くの物体
に焦点を合わせるための、筋肉駆動による目の焦点距離
の変化）、（２）収斂（両目が同一点に方向づけられる
ように、両目を内側に旋回させること）、（３）運動性
視差（観察者の目が物体に対して移動する際、観察者に
より近い物体は、より遠い物体よりも、視野内でより速
く移動する現象）、および（４）立体不均衡（両目を分
離した結果、それぞれの目によって観察される物体の相
対的な位置の明らかな相違）が含まれる。主要な心理的
合図には、（１）物体が観察者に対して移動するとき
の、物体のシェーディング(shading)、シャドウイング
(shadowing)、テクスチャー(texture)、および色の変
化、（２）視界の同一線内に存在するより近い物体によ
って遮られた遠い物体の不明瞭化、（３）線形遠近（平
行線が遠方に後退するにつれて、互いに近づくように見
える現象）、および（４）同一または同様の物体を以前
に観察したことから記憶または推理される知識および理
解が含まれる。 【０００６】種々の心理的合図は、奥行きの錯覚を効果
的に形成するために、巧みに扱われうる。従って、頭脳
は、ごまかされて、実際に存在しない奥行きを知覚し得
る。しかし、物理的奥行き合図はこのような操作はされ
ない。物理的奥行きは、一般に、近い範囲の観察に限定
され、画像に関連する情報を正確に伝達する。例えば、
物理的奥行き合図は、観察者から腕の長さの距離内で物
体を見るときに、奥行きを知覚するのに用いられる。し
かし、心理的奥行き合図は、同一の空間の写真または絵
画（すなわち、平面描写）を観察するときに奥行きを知
覚するのに用いられなければならない。写真内の物体の
相対的な位置は、心理的奥行き合図を通して明白に恐ら
く知覚され得るが、にもかかわらず、物理的奥行き合図
は、写真または絵画が、単に３次元空間の２次元表示で
あることを伝え続ける。 【０００７】立体システムは、わずかに異なる遠近でそ
れぞれが生成される画像対に依存する。画像の相違は、
物体の相対的なサイズ、形状、および位置のために、
（心理的合図を用いる）視覚システムによって把握さ
れ、奥行きの錯覚を生み出す。一方、ホログラムは、３
次元画像の錯覚を形成するために、物理的奥行き合図を
支配する心理的合図を必要としない。むしろ、ホログラ
ムは、実際の３次元画像を生成する。 【０００８】従来のホログラフィ理論および実践は、ホ
ログラムが、干渉縞の微細パターン形態をとるコヒーレ
ント光、すなわち互いに相関する光の２本のビームの相
互作用による実際の３次元記録である。特に、参照ビー
ム光は、膜に対して所定の角度で、膜基板に方向づけら
れる。記録される物体から反射される、または記録され
る物体から光を放射する物体(object)ビームは、膜に対
してほぼ垂直に入射する。参照ビームおよび物体ビーム
は、膜によって占有される空間の容量内で相互作用し、
ビームのコヒーレント特性の結果、膜内に定在（静止）
波を生成する。定在干渉パターンは、膜を含む写真エマ
ルジョン内の感光性元素を選択的に露光し、干渉縞とし
て知られる明暗が交互になったラインパターンを形成す
る。干渉ビームと物体ビームとの間の干渉によって生成
される定在波面の生成物である縞パターンは、定在波面
の振幅および位相情報を文字通り符号化する。ホログラ
ムが適切に再照射されると、縞パターン内で符号化され
た振幅および位相情報は、自由空間内で再生され、物体
の実際の３次元画像を生成する。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】従来のホログラフィ理
論はさらに、鮮明かつ非常に輪郭のはっきりした縞パタ
ーンが、鮮明かつ明るいホログラムを生成し、非常に強
すぎる物体ビームが、多数の縞パターンを形成させ（相
互変調）、１次縞パターンの強度を弱める１つまたはそ
れ以上の２次参照ビームのように作用し得ることをさら
に示唆している。従って、ホログラファは、通常、膜表
面において、物体ビームの振幅の約５〜８倍の振幅を有
する参照ビームを用い、干渉縞パターン内における単一
な高コトラストのパターンの形成を促進し、物体に関連
した輝点から生じるスプリアスノイズを低減させる。さ
らに、公知のホログラフィ技術は、一般に、膜基板を有
するエマルジョンの単一領域内で、単一なホログラム、
または２つまたは３つまでのホログラムの記録を限界と
しているため、本発明の目的は、可能な限り強い縞パタ
ーンを生成し、最も明るいホログラフィ表示を確実にす
ることである。従って、ホログラファは、通常、物体を
露光した状態で、膜エマルジョン内の多数の感光性粒子
を露光することを試みている。ホログラフィ膜内のすべ
ての点は、物体上のすべての可視点に関する情報を具現
化する縞パターンの一部を有するため、ホログラムの対
象である物体または画像の形状に関係なく、縞パターン
は、エマルジョンの全容量に存在する。その結果、強
く、高コントラストな縞パターンの形成により、必然的
に、エマルジョン内の有限の量の感光性元素の最終量が
迅速に消費され、単一な膜基板上に生成され得る高コン
トラストなホログラムの数を２から３に限定する。１０
から１２個ほどの異なるホログラフィ画像が、理論的
上、単一な膜基板上に記録され得ることを示唆している
ホログラファもいる。しかし、これまで、限定された少
数のホログラムよりも多くのホログラムを重畳すること
は認識されておらず、事実、従来のホログラム理論のコ
ンテクストにおいては可能ではなかった。 【００１０】単一な膜基板上の少数の重畳されたホログ
ラフィ画像を用いる従来のホログラムにおいては、比較
的低パーセントのスプリアスな露光および／または現像
された感光元素（曇り）の存在は、得られるホログラム
の質を目に見えるほど低下させない。対照的に、下記の
ように、本発明によって形成されたホログラムは、通
常、単一な膜基板上に重畳された１００またはそれ以上
までのホログラム用いる。従って、各ホログラム上の少
量の曇りの存在は、最終製品の質に深刻な累積影響を与
える。 【００１１】従って、多数の、例えば、数百またはそれ
以上までの異なるホログラムを単一膜基板に記録させ、
人体部分および分離されたデータスライスの形態で現在
観察される他の物理システムの実際の３次元ホログラフ
ィ再生を容易にするホログラムを製造する方法および装
置が必要とされる。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、先行技術の限
界を克服するホログラムを形成する方法および装置を提
供する。 【００１３】本発明の１つの局面によると、ホログラム
カメラ装置は、単一なレーザ源と、レーザビームを参照
ビームと物体ビームとに分離し、両ビームを膜基板に方
向づけるように構成されたビームスプリッタを有する。
装置はさらに、複数の２次元画像、例えば、ＣＴスキャ
ンデータセットを有する複数スライスのデータを物体ビ
ームおよび膜に順次投影するように構成された空間光変
調器を有する。このように、データセットの各２次元ス
ライスの３次元ホログラフィ記録は、膜上に生成され
る。 【００１４】本発明の他の局面によると、百から二百以
上の個々の２次元スライスからなるデータセット全体
は、膜に重畳され、単一な基板（マスターホログラム）
上に個々に相関する百またはそれ以上のホログラムが重
畳される。少数（例えば、１から４）のホログラムが単
一膜基板上に重畳される先行技術とは対照的に、本発明
は、それぞれが、膜内の感光性元素をほぼ等しいが、少
なくとも比例して消費する、多数の比較的弱いホログラ
ムを記録する方法および装置に関する。 【００１５】本発明のさらに他の局面によると、参照か
ら物体へのコピー（転送）装置が設けられ、一回の露光
で迅速かつ効率的に単一ホログラムとして生成され得
る。 【００１６】本発明のさらに他の局面によると、約１の
参照ビーム対物体ビーム比は、マスターホログラムを形
成するのに用いられ、各２次元データスライスについて
有用に変換される感光性元素（例えば、ハロゲン化銀結
晶）の数を維持する。さらに、レーザビームのコヒーレ
ンス、偏光、および散乱、ならびに露光時間およびデー
タの中間レベル値を含む種々のプロセスパラメータを注
意深く制御することにより、マスターホログラムを含む
個々のホログラムが、とりわけ、データセットを含むデ
ータスライスの数に比例して、エマルジョン内のハロゲ
ン化銀結晶の量を消費（変換）することを可能にする。 【００１７】本発明のさらに他の局面によると、ホログ
ラム観察装置は、本発明によって生成されたホログラム
を観察するために設けられる。特に、本発明による例示
的な観察ボックスは、広いスペクトル光源、例えば、内
部に搭載された白色光源、コリメータ（たとえば、フレ
ンネル）レンズ、広いスペクトル光源、例えば、回折格
子、およびベネチャンブラインド（ルーバ）を備えた、
適切に囲まれた長方形の装置を有する。コリメータレン
ズは、回折格子を通して白色光の平行源を方向づけるよ
うに配置される。本発明のコンテクストでは、平行光と
は、ビームが適切な伝播長にわたって実質的に一定の断
面積を有するように、そのすべての方向成分が同一の伝
播方向を有する光のことを指す。 【００１８】回折格子は、各光成分の波長の関数である
角度で光を透過させるように構成されている。ホログラ
ムはまた、対応する波長の関数である各角度で光を通過
させる。観察前にホログラムを反転させることによっ
て、すべての波長の光は、実質的に垂直なホログラムか
ら出射される。 【００１９】 【発明の実施の形態】本発明においては、３次元の物理
的なシステム（例えば、人体の一部）に対応して設定さ
れた体積データが単一の記録材料、例えば写真基板に符
号化され、これにより物体のマスターホログラムを生成
する。マスターホログラムは、適切な光源に向けること
によって再生されると、十分な視差および十分な遠近を
示す物体の３次元画像を再生成する１つ以上の複製を生
成するために用いられ得る。従って、特定のデータセッ
トに対して、本発明は、複数の個別の相関する光学シス
テム、すなわち、マスターホログラムを生成するための
カメラシステム、マスターホログラムのコピーを生成す
るための複製システム、および、カメラシステムの特定
の構成に応じてマスターホログラムまたはその複製のい
ずれかを再生するための観察システムを意図している。 【００２０】データセット物理的なシステムに対応する
体積データを生成するための現在知られている様式とし
ては、特に、コンピュータによるＸ線体軸断層撮影（Ｃ
ＡＴまたはＣＴ）スキャン、磁気共鳴スキャン（Ｍ
Ｒ）、３次元超音波（ＵＳ）、陽電子放射断層撮影（Ｐ
ＥＴ）などがある。本発明の好適な実施態様では、典型
的には体内部位（例えば、脳、脊髄、および他の様々な
骨および器官）を検査するために用いられる医療用撮像
システムに関して述べるが、本発明は、データの３次元
的分布を定義するすべての適切なデータセットに関連し
て用いられ得、そのデータセットが物理的なシステム、
例えば数値、図形などを表すかどうかには関係ないこと
は当業者には周知である。 【００２１】図１Ａ〜図１Ｄに示すように、典型的なＣ
Ｔ装置は、周知のように、ガントリー１０とテーブル１
２とを備えている。テーブル１２は所定の速度で軸方向
に（図１の矢印Ａに沿って）移動するように配置される
と有利である。患者（図示せず）は、検査される体の部
位が通常はガントリー１０の縁より内部に位置するよう
にテーブル１２に乗せられる。 【００２２】ガントリー１０は、周部に配置された複数
のＸ線源と記録装置（共に図示せず）とを備えるのが適
切である。患者がガントリー１０に対して軸方向に移動
するに従って、Ｘ線装置は、検査部位（図１Ｂ参照）に
関して得られるデータを含む３次元空間（体積）１６を
構成する一連の２次元データスライス１４Ａ、１４
Ｂ、．．．１４Ｘを記録する。すなわち、各データスラ
イス１４は組み合わされて、全体的に検査部位の３次元
画像を構成る体積データセット１６を形成する。本明細
書において、「体積」または「体積空間」という語句
は、複数の２次元データスライス１４を含み、各スライ
スは所定の様式によって検査部位に関する特定のデータ
を含む体積データセット１６を意味する。 【００２３】典型的なデータセットは約１０から７０
（ＣＴシステムの場合）または約１２から１２８（ＭＲ
の場合）の２次元データスライス１４を有する。データ
スライス１４間の厚さおよび間隔は構成変更可能であ
り、またＣＴ技術者によって調整され得ることは当業者
には周知である。典型的なスライス厚さは１．５から１
０ミリメートル、最も典型的には約５ミリメートルであ
る。スライスの厚さは、望ましくは、連続した各データ
スライス間に重複が少しだけ存在するように選択され
る。 【００２４】ＣＴまたはＭＲスキャンに対応するデータ
セットは、典型的には、複数（例えば５０〜１００枚）
の２次元の透明画像の形態で再生され、これらは、光ボ
ックスに取り付けられると、観察者（例えば医者）が各
データスライスを観察することを可能にする。複数の連
続したデータスライス１４を観察することによって、観
察者は体積１６内に物理的なシステムの３次元の心的な
画像やモデルを構築し得る。観察者の心に構築された３
次元モデルの正確度は、観察者の熟練度、理解量、およ
び経験のレベル、ならびに体積１６内の体部位の複雑度
および異常の程度の関数である。 【００２５】ある環境においては、データスライスのい
くつかまたはすべてに対して、ガントリー１０の平面が
テーブル１２の移動軸に対して所定の角度、例えば角度
αを形成するようにガントリー１０を水平軸Ｂ回りに傾
けるのが望まれる。特に図１Ｃに示すように、傾けたガ
ントリーを使用することによって、複数のデータスライ
ス１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、．．．１８Ｘを有する別の
体積１８に対応するデータセットが生成される。ここ
で、Ｘはデータスライスの数に対応し、各データスライ
スの平面は軸Ａに対して角度（α）を形成する。検査部
位が放射に感応する生理学的構造（例えば目）に隣接す
る場合は、傾いたガントリーを用いることにより、すぐ
近くの放射感応物質を照射することなくデータを収集す
るのが可能となる。 【００２６】傾いたガントリーを使用することに加え
て、各データスライスの平面が他のすべてのデータスラ
イスの平面に対して必ずしも平行ではない、またはデー
タセットの軸に必ずしも直交しないデータセットを生成
するためには、他の方法が用いられ得る。実際におい
て、データセットの軸は必ずしも直線を有しない。例え
ば、コンピュータ上でデータを人工的に操作し、例えば
データをグラフィック的に回転させるということを行う
ことによって、データの様々な遠近および観察点を生成
するというコンピュータを活用した技術が開発されてい
る。このような状況では、本発明において設定された３
次元データを複製するのは可能である。特に、物体ビー
ムを膜に投射する角度を注意深く調整することによっ
て、特定のデータスライスの平面が他のデータスライス
の平面に対しておよびデータセットの軸に対して適切に
方向付けられる。 【００２７】あるいは、物体ビームと膜との間の角度を
操作することに加えてまたはこれに代えて、例えば、ソ
フトウェア内のデータを膜に投射する前にこれを操作す
ることによってある角度に向けるデータセットを複製し
得る。図１Ｅを参照してさらに詳しく述べると、ある角
度に向けるデータセット２８は、例えば図１Ｃに示すデ
ータセット１８に類似した、複数のある角度に向けるデ
ータスライス３０を有する。ソフトウェア内の各データ
スライス３０を操作することによって、例えば点線の延
長部３２ａで示すように、各データスライス３０の上部
分に新たな空白（例えば黒の）空間を追加し得る。さら
に、例えば点線３２ｂで示すように、ソフトウェア内の
各スライスに新たな黒の空間を追加し得る。このように
して、各データスライス３０は上下領域で適切な量だけ
効果的に延ばされ、角度を持ったデータセット２８をも
っと一般的なデータセット、例えば、各点線延長部３２
ａおよび３２ｂによって増大した図１Ｅに示す方形のデ
ータセットに効果的に変換する。このような増大したデ
ータセットは次に、本発明の方法に従って複合ホログラ
ムへと変換され得、この結果、この複合ホログラムは観
察者にはスペース内である角度をもって傾いているよう
に見える。 【００２８】図１Ｄに示すように、典型的な超音波デー
タセット２０は、扇状の体積空間を定義する複数のデー
タスライス２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ ．．．２０Ｘを有
する。 【００２９】本発明の別の局面によれば、１つのデータ
セットに対応するホログラムを様々な遠近から観察する
のが望ましい。これに関して、ソフトウェア内のデータ
セットを操作して、得られるホログラムを別の観察点か
ら、例えば、側部から、上部から、またはデータセット
の軸の一方から所定の角度で観察し得ると有利である。 【００３０】図１Ｆを参照してさらに詳しく述べれば、
例示的なデータセット４０は複数の間隔を開けたデータ
スライス４２、例えばＣＴまたはＭＲスキャンに対応す
るデータスライスを有する。図１Ｆに示した例では、各
スライス４２は、各々が関連した特定の中間調を有する
画素列を備えている。各データスライスを構成する画素
数は、特に、データを生成するために用いられる装置の
関数である。ＭＲおよびＣＴデータは５１２×５１２の
マトリックスとして生成されることが多い。従って、図
１Ｆに示す各データスライスは、５１２個の画素を含む
第１の寸法Ｅ1と、同様に５１２個の画素を含む第２の
寸法Ｅ2とを有する。図１Ｆに示す例示的な実施態様で
は、データセット４０は、望ましいデータスライス数、
例えば１００個に対応する第３の寸法Ｅ3を有するもの
として定義され得る。 【００３１】軸Ａに沿った観察のために、本発明の方法
および装置に従ってデータセット４０の複合ホログラム
を生成することが望まれるときは、各データスライス４
２は以下に述べるように処理される。一方、異なる観察
点、すなわち軸Ａに沿った観察点以外の観察点から観察
するためにデータセット４０の複合ホログラムを構成す
ることが望まれる場合は、マスターホログラムを生成す
る前にソフトウェア内のデータセット４０を構成するデ
ータを操作することが有利である。 【００３２】詳しく述べれば、各々が軸Ａに直交するよ
うに示されている軸Ｂまたは軸Ｃに沿って観察するため
の、データセット４０のホログラムを構成することが望
まれる。さらに、本発明の方法および装置に従ってデー
タセット４０を操作して、「軸から外れた」観察点を含
むあらゆる所望の観察点から観察し得るホログラムを生
成することが可能である。 【００３３】次に、図１Ｇに示すように、データセット
４０は、対応するホログラムが軸Ｂに沿った観察点から
生成されるように適切に操作され得る。従って、データ
セット４０は、各々が５１２個の画素を含む第１の寸法
Ｅ2と、最初にデータセット４０を構成した１００個の
スライスに対応する第２の寸法Ｅ3とを有する一連のス
ライス４４に分割され得る。実際において、データセッ
ト４０が図１Ｇに示すように操作されると、データは、
各々が第１の寸法Ｅ2（５１２画素）と第２の寸法Ｅ3
（１００スライス）とを有する５１２個の平行スライス
に適切に転移される。図１Ｇに示す５１２個のデータス
ライス４４に対応する５１２個のホログラムを重ねて、
軸Ｂに沿った観察に対する複合ホログラムを生成するこ
とが可能となる一方で、このようなホログラムを作製す
るために用いられる「スライス」数を減らすことが好適
である。 【００３４】本発明の１つの局面によれば、ホログラム
を製造するために用いられるスライスの実効数を減らす
ことによって、軸Ｂ（または他の所望の方向）に沿った
観察に対してホログラムを作製し得る。例えば、各々が
データセット４０を構成する４つの連続スライス群を表
す１２８個の混合スライス（５１２／４＝１２８）を生
成し得る。 【００３５】本発明のさらに別の局面によれば、各混合
データスライスは都合のよい方法によって対応するデー
タスライス群から作製され得る。例えば、各混合スライ
スを構成する各「画素」に対する中間調は、特定の混合
データスライスによって表されるデータスライス群に関
連する各画素の対応する中間調の関数として決定され得
る。上述の例では、混合データスライスを構成する各画
素には、特定の混合データスライスによって表される４
つの本来のデータスライスに関連する４つの対応する画
素の関数として値が割り当てられる。 【００３６】本発明のさらに別の局面によれば、このよ
うな混合画素の中間調は、本来のデータスライスに対応
する４つの画素に関連する中間調を平均化することによ
って適切に決定される。あるいは、混合画素値は、４つ
の対応する本来の画素値の各々に関連する最大（または
最小）中間調を選択することによって決定され得る。あ
るいは、混合画素値は、ホログラムによって表される物
理的なシステムの関連部位に位置的に最も近い本来のス
ライスに対応する固有の本来の画素値の値をとり得る。
操作されるデータの性質によって、前述の方法と他の方
法とを組み合わせが、本発明において適切に用いられ得
る。 【００３７】実質的には、本発明においては、いかなる
適切な体積的な構成もデータセットによって定義され得
る。従って、各データスライスは特定のデータセットを
構成する他のすべてのデータスライスに必ずしも平行で
はないが、各データスライスが隣接するスライスに実質
的に平行であるならば、かなり正確な画像が生成され得
る。さらに、コンピュータプログラムを用いてデータセ
ットを再構成し、スキャナーの捕捉平面以外の平面に平
行スライスを提供し得ることは当業者にとっては周知で
ある。 【００３８】現在知られているＣＴスキャンシステム
は、例えば、２５６個のまたは５１２個の平方の画素マ
トリックスによって定義される解像度を有するデータス
ライスを生成する。さらに、このマトリックス内の各ア
ドレスは、典型的には、１２個のビット中間調によって
定義される。ＣＴスキャナーは従来はハウンズフィール
ド（Houndsfield）単位で測定され、これにより空気は
マイナス1,000の密度および水はゼロの密度を有する。
従って、データスライス内の各画素は、従来のＣＴシス
テムにおいてはマイナス1,000から3,095（両端を含む）
までの間の中間調を有し得る。人間の目は純白と純黒と
の間に最大約１００の中間調を同時に感知し得るため、
スライス内の各データポイントが約５０から１００の中
間調の範囲（4,096の表示可能な中間調に対するものと
して）のうちの１つを示すようにデータセットを操作す
ることが望ましい。これらの中間調を再定義するプロセ
スは、「枠付け」(windowing)（放射線学）、「ストレ
ッチ」(stretching)（遠隔探知／衛星撮像）、および
「測光補正」(photometric correction)（天文学）のよ
うに様々に呼ばれる。 【００３９】本発明者は、最適なコントラストは各デー
タスライスをその内容に従って枠付けすることによって
得られ得ると判断した。例えば、検査の主体である骨の
断面を描くＣＴデータスライスでは、関連するデータ
は、典型的には、マイナス600から1,400の範囲の中間調
を示す。マイナス600より小さくまたは1,400より大きい
中間調を示すデータスライスの領域は検査には関係ない
ため、1,400より上のすべての中間調を純白に対応する
高い値に押し込め、またマイナス600より低い中間調を
有するデータポイントを純黒に対応する低い値に押し込
めるのが望まれる。 【００４０】別の例として、脳物質のための通常の中間
調は、典型的には、約４０の範囲内であり、一方、腫瘍
組織に対応する中間調は120の範囲内であり得る。これ
らの値が4,096の中間調の範囲内で表されることになれ
ば、人間の目が通常の脳と腫瘍組織とを区別するのは極
めて困難となろう。従って、例えば140より大きい中間
調を有するすべてのデータポイントを純白に対応する非
常に高いレベルに押し込め、また、例えばマイナス３０
より低い中間調を有するデータポイントを純黒に対応す
る非常に低い値に押し込めることが望ましい。この方法
でデータセットを枠付けすることにより、シャープでは
っきりとしたホログラムの生成が可能となる。 【００４１】データセットをスライス対スライスベース
で枠付けすることに加えて、所定の条件下では、特定の
スライス内で例えば画素により異なる枠付けを行うこと
は有利である。例えば、所定の１つのスライスまたは連
続したスライスにより脳内に深い腫瘍が示され得、この
腫瘍は、例えば腫瘍を１つ以上の放射ビームにより照射
することによる放射療法により処置されることになる。
照射されない予定の領域では、スライスは比較的暗い方
法で枠付けされ得る。低レベルから中間レベルの放射が
なされる予定の領域では、スライスは幾分明るく枠付け
され得る。高レベルの放射領域では、スライスはさらに
明るく枠付けされ得る。最後に、実際に腫瘍を含む領域
では、スライスは最も明るく枠付けされ得る。本発明に
おいては、得られるホログラムは頭全体のぼんやりとし
た画像、より明るい脳領域、および現在照射されている
（処置中にデータセットが取られる場合）かまたは照射
される予定の領域である最も明るい領域を生成する。 【００４２】データセット作製における別の工程は切り
取り（cropping）である。この工程によって、各データ
スライスまたはデータスライス全体の検査とは関係ない
領域は単に削除される。不必要なデータの切り取りもま
たシャープではっきりとしたホログラムの形成に寄与す
る。 【００４３】詳しくは、感光乳剤の体積内の各ポイント
は、固有の観察点からホログラム画像全体に対応する微
細な縞パターンを示す。別の言い方をすれば、ホログラ
ム膜の左下隅の任意の点は、この特定の点から画像が見
られるときホログラム画像全体を符号化する干渉縞パタ
ーンを有する。膜の中心近くのホログラム膜の別の任意
の点は、画像が膜の中心から観察されるときのホログラ
ム画像全体を表す干渉縞パターンを有する。このような
同じ現象はホログラムのすべての点に対して成り立つ。
上記に簡単に述べたように、適切な写真基板は、好まし
くは、例えばトリアセテートのプラスチック基板の表面
に接着する所定量の写真用感光乳剤を有する。感光乳剤
は典型的にはゼラチン状の感光乳剤に懸濁された極めて
多量のハロゲン化銀結晶（粒）を有する。感光乳剤が有
限量の結晶を含有する限り、データスライス内の不必要
なデータの削除（切り取り）により、各データスライス
に対して変換（露光）される実質的にすべてのハロゲン
化銀粒が各スライスからの関連データに対応することが
確実となる。各データスライスに対して変換されるハロ
ゲン化銀粒の数を保持することによって、より多くのス
ライスが１つの特定の膜に記録され得る。カメラシステ
ムデータセットが適切に作製（例えば、枠付けおよび切
り取り）されると、各データスライスの個々のホログラ
ムは単一の膜基板に重ねられマスターホログラムを生成
する。好適な実施態様によれば、特定のデータスライス
に対応する個々のホログラムが生成され、一方、特定の
スライスに対応するデータが膜基板とは異なる距離で配
置される。これについては後に詳述する。 【００４４】図３〜図４に示すように、本発明のカメラ
システム３００は、レーザ光源３０２、シャッター３０
６、第１ミラー３０８、ビームスプリッタ装置３１０、
第２ミラー３１２、参照ビーム拡張器３１４、コリメー
タレンズ３１６、膜支持体３１８、第３ミラー３２０、
物体ビーム拡張器３２２、撮像装置３２８、投射光学装
置３２４、偏光子３２７が取り付けられた分散表面４７
２を有する後部投射スクリーン、およびトラック装置３
３４を有する。撮像装置３２８、投射光学装置３２４、
および後部投射スクリーン３２６はトラック装置３３４
に堅固に取り付けられ、これにより、これら要素はトラ
ック装置３３４が矢印Ｆによって示されるラインに沿っ
て軸方向に移動するとき一体に移動する。後に詳述する
ように、トラック装置３３４は、ホログラムの主体を構
成するデータスライスの相対位置を複製するように構成
される。好適な実施態様では、トラック装置３３４の全
行程は、例えば約６インチのデータセットを生成するの
に用いられる特定の走査方法の実際の行程を十分に包含
する。 【００４５】カメラ装置３００は、図示するように、周
囲の振動から適切に隔離される堅固なテーブル３０４に
取り付けられる。特に、物体ビームと参照ビームとの間
の相互作用によって生成される干渉縞パターンは、ホロ
グラムの主体である「物体」についての位相および振幅
情報を内部に符号化している静的波面(static wave fro
nt)である。物体ビームと、参照ビームと、ホログラム
を記録する膜との間の相対移動はすべてこの静電気干渉
パターンを妨害し、この結果、記録されたホログラムが
著しく劣化する。従って、カメラ装置全体が外部の振動
から隔離されるのが重要である。 【００４６】振動の隔離を実現するためには、テーブル
３０４は堅固な蜂の巣状(honey comb)の上テーブル、例
えば、Newport of Irvine, Californiaにより製造され
るＲＳシリーズの製品RS-512-18を有する。テーブル３
０４は、複数（例えば４個）の空気式の振動隔離装置(p
neumatic isolators)、例えば、同様にNewportによって
製造されるStabilizer I-2000に取り付けられる。 【００４７】カメラ装置を外部振動から空気式により隔
離することとは別の方法として、カメラ装置を構成する
様々な構成要素（テーブル３０４を含む）を堅固な材料
により作製し、テーブル３０４にしっかりと取り付ける
ことがある。このように非常に堅固なシステムは、外部
または内部に生じる所定の程度の振動に対してはもろい
が、このような振動に対応して堅固な単一体として移動
しやすく、システムの様々な部分間の相対移動を低下さ
せるように設計され得る。 【００４８】装置に必然的に影響を与える低振幅の振動
を補償するために、「縞ロック（fringe locking）」と
して知られる方法が用いられ得る。詳しくは、ホログラ
ムが記録される膜に示される縞パターンは拡大され１つ
以上のホトダイオードによって観察され得る（典型的な
縞パターンは暗いラインと透明なラインとが交互に現れ
る領域を示す）。ホトダイオードによって検出される縞
パターンのすべての移動を補償するために、参照ビーム
か物体ビームのいずれかの光路長を操作して安定した縞
パターンを維持し得る。このためには、適切な構成要
素、例えば、物体ビームまたは参照ビームを方向付ける
ために用いられるミラーの内の１つを圧電素子に取り付
け得る。圧電素子は、圧電素子に印加される電圧信号に
従って所定の方向に僅かに移動するように構成される。
ホトダイオードの出力はサーボループ(servo-loop)に印
加され得、これは、ミラーが取り付けられる圧電素子に
印加されると、直ちに光路長を補正してホトダイオード
によって感知される縞パターンの移動を補償する。この
ようにして、カメラ装置を構成する様々な構成要素間の
振幅の小さい相対移動は存在するが、これは前述の方法
で補償され得る。 【００４９】前述の縞ロックメカニズムは、フィードバ
ック信号の振幅がシステムが受ける振動の程度を示すよ
うに適切に構成され得る。このフィードバック信号は電
圧または電流信号の形態、または他のいかなる所望のパ
ラメータであってもよい。特性（例えば、この信号の振
幅）または他の所望の特性をモニタすることによって、
振幅を直接測定する必要なく、振動の振幅を決定し得
る。この結果、フィードバック信号は、所定のしきい値
を超えるフィードバック信号（振動の強さを示す）が検
出されるとき、警告ランプを点灯し、ホログラム作製プ
ロセスを一時的に停止させ、または他の所望の出力を実
行するために用いられ得る。例えば、高い振幅、高い周
波数、または高調波振動の間はホログラム作製プロセス
を一時的に停止させ、望ましくない振動特性が終わると
プロセスを回復させ得る。 【００５０】さらに、振動データの履歴において振動デ
ータを分析することによって、周期的な振動現象の将来
の発生を予測しまたこれに従ってシステムを調整するこ
とが可能となり得る。 【００５１】あるいは、カメラ装置３００の選択された
構成要素、および特に膜支持体３１９、分散器(diffuse
r)４７２、撮像装置３２８、投射光学装置３２４、分散
器４７２、およびトラック装置３３４を一緒に取り付け
得、これにより、これら構成要素間の相対移動が最小限
にされる。この制約を満足させることにより、外部振動
は本発明の方法に悪影響を与えない。この点において、
上記の構成要素群を適切なバネメカニズム、例えば空気
によるバネ、機械的なバネ、磁気または静電気によるバ
ネメカニズムを介して吊り下げるかまたは懸垂すること
が望ましい。このようなバネメカニズムはまた能動的に
または受動的に振動を制することを可能とする。 【００５２】レーザ源３０２は従来のレーザビーム発生
器、例えば、発光帯域の幅を小さくするためのエタロン
を含むアルゴンイオンレーザ、好ましくはCoherent, In
c. of Palo Alto, Californiaにより製造されるInnova
306-SFを有する。レーザ３０２は400〜750ナノメータ
（ｎｍ）、好ましくは514.5または532nmの範囲の波長を
有する単色ビームを生成することは当業者には周知であ
る。しかし、紫外線および赤外線領域の波長を含み、選
択された写真材料が適合するならばいかなる適切な波長
を用いてもよいのは当業者には周知である。 【００５３】あるいは、レーザ３０２は、５３２ｎｍの
波長でレーザ光を適切に発光する、固体ダイオードによ
る周波数２倍(frequency-doubled)のＹＡＧレーザを有
し得る。これらのレーザは純光の３〜６億ワットの範囲
で発光し得、極めて効率的であり、空気冷却され、また
高い安定性を示す。 【００５４】レーザ３０２はまた、参照ビームと物体ビ
ームとが移動する全光路間の相違と少なくとも同じ長さ
の、および好ましくはこの相違の少なくとも２倍の長さ
のコヒーレンス長を示すべきである。例示した実施態様
では、参照ビームが移動する名目の設計光路長は物体ビ
ームの光路長に等しい（約２９２センチメータ）。しか
し、特に設定の位置、用いられる特定の参照角度、およ
び膜の大きさにより、参照ビームおよび物体ビームのい
くつかの成分は僅かに長いまたは短い光路長を移動し得
る。従って、レーザ３０２はこの相違が過度の場合、す
なわち約２メートルのコヒーレンス長を示す。 【００５５】シャッター３０６は従来の電気機械シャッ
ター、例えば、Vincent Associatesof Rochester, New
Yorkによって製造されるUniblitzモデル番号LCS4Zを有
する。好適な実施態様では、シャッター３０６は遠隔作
動され得、これにより参照ビームおよび物体ビームは膜
基板の露光の間にのみ生成され、それ以外のときにはレ
ーザ光をシステムから効果的に（例えばシャッター３０
６を介して）分岐させる。パルスレーザ源が用いられる
場合はシャッターを用いる必要はないことは当業者には
周知である。さらに、複数のシャッター、例えば、参照
ビームを選択的に制御するシャッターと物体ビームを個
別に制御する別のシャッターを組み込んで、各ビームを
個別に制御し得ること、例えば、参照ビームおよび物体
ビームの各強度を膜表面で個別に測定および／または較
正し得ることが望ましい。 【００５６】カメラ装置３００に用いられる様々なミラ
ー（例えば、第１ミラー３０８、第２ミラー３１２、第
３ミラー３２０など）は、従来の前面ミラー、例えば、
パイレックス（登録商標）基板にコートされた誘電性ミ
ラー、例えば、Newportによって製造されるストックミ
ラー10D20BD.1を有する。約1.5ミリメータのビーム直径
を有する典型的なレーザに対しては、ミラー３０８は直
径が約１インチの表面を有する。 【００５７】第１ミラー３０８は光源ビーム４０２をビ
ームスプリッタ装置３１０に向けるように構成される。
例示した実施態様では、第１ミラー３０８はビーム４０
２の方向を９０度だけ偏光する。しかし、カメラ装置３
００を構成する様々な光学要素の相対位置および様々な
ビームが移動する特定の光路はほとんど、これら利用可
能な構成要素の物理的な大きさの関数である。作動する
前提として、参照ビームおよび物体ビームは同じレーザ
源から発光して、膜支持体３１８の表面で参照ビームと
物体ビームとの間に正しい相互関係が確実に得られるこ
と、およびビームスプリッタ３１０から膜３１９まで参
照ビームが移動する光路がビームスプリッタ３１０から
膜３１９まで物体ビームが移動する光路にほぼ等しいこ
とが望ましい。 【００５８】図４に示すように、ビームスプリッタ装置
３１０は、好ましくは、可変波プレート(wave plate)４
０４、各固定波プレート４０８および４１２、各ビーム
分割キューブ４０６および４１４、ならびにミラー４１
６を有する。全体的なレベルでは、ビームスプリッタ装
置３１０は光源ビーム４０２を物体ビーム４１０と参照
ビーム４１８とに分離するように機能する。さらに、図
３に示すように、ビームスプリッタ装置３１０はまた撮
像装置３２８および偏光子３２７と協動し、これによ
り、参照ビームと物体ビームとが膜支持体３１８に取り
付けられた例示的な膜基板３１９に接触するとき、これ
らが同じ偏光状態で純粋に、すなわち後に詳述するよう
に、実質的にＳまたはＰ偏光されることが確実となる。
参照ビームと物体ビームとが同じ偏光状態で純粋に偏光
されるのを確実にすることによって、シャープで低ノイ
ズの干渉縞パターンが形成され得る。 【００５９】さらに図４に示すように、レーザ源３０２
によって発生されるビーム４０２は比較的純粋な偏光状
態で、例えばＳ偏光された光として、ビームスプリッタ
装置３１０に入る。本発明においては、Ｓ偏光された光
とは、垂直平面で発振する電界により偏光される光を意
味し、Ｐ偏光された光とは、平行平面で方向付けられる
電界を有する光を意味する。次にビーム４０２は、ビー
ムをビーム４０３に変換する可変波プレート４０４を通
過する。ビーム４０３は、ＳおよびＰ偏光成分の混合物
を有するものとして便宜上定義される。次にビーム４０
３はビーム分割キューブ４０６に入る。ビーム分割キュ
ーブはビーム４０３をビーム４０３のＰ偏光成分を含む
第１ビーム４０５とビーム４０３のＳ偏光成分を含む第
２ビーム４０７とに分割するように適切に構成される。
ビーム分割キューブ４０６は広域帯ビームスプリッタ、
例えば、Newportによって製造される広域帯偏光ビーム
スプリッタ、部品番号05FC16PB.3を有する。ビーム分割
キューブ４０６は、理想的には、ビーム４０３のＰ偏光
成分のすべて（およびこの成分のみ）を通し、４０３の
Ｓ偏光成分のすべて（およびこの成分のみ）をそらすよ
うに構成されるが、このようなキューブは一般には不完
全なビームスプリッタであり、ビームスプリッタ表面の
反射による小さな損失は無視する。詳しくは、このよう
なキューブは典型的には約1000対１の消光比を示し、こ
れにより、ビーム４０３のＳ偏光成分の約99.9％はビー
ム４０７へとそらされ、またビーム４０３のＰ偏光成分
の約９０％はキューブ４０６を通る。従って、ビーム４
０７はビーム４０３のＳ偏光成分の99.9％とビーム４０
３のＰ偏光成分の約１０％とを含む。同様に、ビーム４
０５はビーム４０３のＰ偏光成分の９０％とビーム４０
３のＳ偏光成分の約０．１％とを含む。 【００６０】波プレート４０４、４０８、および４１２
は使用するレーザ波長のための半波プレート、例えば、
Newportによって製造される部品番号05RP02を有する。
波プレート４０４は、Ｓ偏光ビーム４０２を所定の比率
のＳおよびＰ偏光成分に変換するように構成される。好
適な実施態様では、可変波プレート４０４はＬＣＤ層を
有し、この層はＬＣＤ層の電圧レベルに従って入力ビー
ムの偏光を行う。適切な波プレート４０４はNewportか
ら市販されるLiquid-Crystal Light Control System 93
2-VISを有し得る。従って、波プレート４０４はＳ偏光
ビーム４０２をＳおよびＰ偏光の混合物に印加電圧の関
数として分割する。波プレート４０４の電圧を操作する
ことによって、オペレータは参照ビームの強度対物体ビ
ームの強度の比率（ビーム比）を制御する。好適な実施
態様では、膜３１９の平面で測定されたこの比率はほぼ
１に等しい。 【００６１】いかなる場合でも、波プレート４０４に印
加される電圧に関係なく、ビーム４０５はほとんど完全
に純粋にＰ偏光される。ビーム４０７は理想的には純粋
にＳ偏光されるが、波プレート４０４に印加される電圧
により、実質的にＰ偏光された成分を含む。 【００６２】さらに図４に示すように、次にビーム４０
５は波プレート４０８を通って移動し、純粋なＰ偏光ビ
ーム４０５を純粋なＳ偏光物体ビーム４１０に変換す
る。ビーム４０７は波プレート４１２を通り、実質的に
Ｓ偏光ビームを実質的にＰ偏光ビーム４０９に変換す
る。Ｐ偏光ビームはこの後分割キューブ４１４を通って
異質のＳ成分を排除する。特に、ビーム４０９の残りの
Ｓ成分の99.9％はビーム４１５としてキューブ４１４か
らそらされシステムから分岐される。本発明において
は、システムから分岐されるかまたはこれから排除され
るビームはすべて、ビームの強度および質をモニタする
ために都合よく用いられ得る。 【００６３】ビーム４０９の大半を占めるＰ成分はキュ
ーブ４１４を通って各ミラー４１６および３１２によっ
て反射され、この結果、実質的に純粋なＰ偏光参照ビー
ム４１８が得られる。後に詳述するように、光源ビーム
４０２を上記の方法で物体ビーム４１０と参照ビーム４
１８とに分割することによって、物体ビームと参照ビー
ムの両方は極めて純粋な偏光、例えば、約数千分の１の
不純度を示す。さらに、ビーム比に関係なく高い偏光純
度が得られ、これは可変波プレート４０４に印加される
電圧を制御することによって都合よくおよび正確に制御
される。 【００６４】図３および図４にさらに示すように、ビー
ム４１８はミラー３１２から反射されビーム拡張器３１
４に入る。ビーム拡張器３１４は好ましくは従来のポジ
ティブレンズ４２１と極小の開口部４２０とを有する。
ビーム拡張器３１４に入るときのビーム４１８の直径は
約１．５ミリメータ（レーザ３０２から放出されたとき
と本質的に同じ直径）である。正のレンズ４２１はビー
ム４１８を可能な限り小さい焦点に集光させるように構
成される。適切な正のレンズはNewportによって製造さ
れる顕微鏡の対物レンズM-20Xを有し得る。開口部４２
０はピンホール開口部、例えば、Newportによって製造
されるPH-15開口部を有する。基本横電磁モード（ＴＥ
Ｍ00）で純粋な光を発光する良質のレーザにとっては、
レンズ４２１のような良質のレンズは、典型的には、ビ
ーム４１８を直径約１０から１５ミクロンに集光させ得
る。焦点では、ビームは次に、直径約１５ミクロンの小
さなピンホールを有する開口部４２０を通る。この方法
でビームを集光させることによりビームのフーリエ変換
が行われる。 【００６５】図５Ａ〜図５Ｄを参照して詳しく述べれ
ば、小径のレーザビームによって典型的に示される伝播
のＴＥＭ00モードはビームの伝播方向を横断するガウス
分布に従う。図５Ａに特に示すように、これは、ビーム
４１８のビームの強度（Ｉ）がビームの断面にわたって
ガウス分布を示すことを意味する。１ミリメートルの名
目直径を有するガウスビームにとっては、極めて低い強
度の少量のビームが１ミリメートルの領域を超えて広が
る。 【００６６】図５Ｂに示すように、図５Ａに示す理想的
な状態のさらに正確な表示は実質的にガウス分布を示す
が、ミラーから反射され偏光されなどするときビームに
必然的に与えられるランダムな高周波ノイズを含む。図
５Ｂは図５Ａの理論的なガウス分布と同じ基本的なガウ
ス特性を示すが、ビーム形成リプルにランダムな高周波
ノイズをさらに含む。 【００６７】ノイズを含むガウスのフーリエ変換は同じ
基本的なガウス特性を生成するが、図５Ｃに示すよう
に、高周波ノイズ成分がウィング(wing)にシフトするこ
とが知られている。ビームのフーリエ変換が、ビーム拡
張器３１４の開口部４２０などの開口部を通過すると
き、高周波ウィングがクリップされ、この結果、図５Ｄ
の極端にクリーンでノイズのないガウス分布が得られ
る。文字通りに、ビームを集光してポイント光源に近づ
け、次に開口部に通すことにより、高周波ノイズをビー
ムの外部束縛にシフトさせノイズをクリップ(clipped)
する効果を有する。 【００６８】従って、ビーム拡張器３１４は、実質的に
ノイズのないガウス分布の発散参照ビーム４２３を生成
する。 【００６９】本発明の好ましい実施態様においては、レ
ンズ421および開口部420は、たとえば、Newportにより
製造されている空間フィルターモデル900のような、単
一の一体型光学部品を有することが適切である。ビーム
拡張器装置314は、レンズ421と開口部420との間隔を、
たとえば約５ミリのオーダーで正確に制御し得るように
ネジ山を有し、さらに、レンズ421の焦点に対する開口
部の水平および垂直方向の位置を制御するために２組の
直行するネジを都合よく有している。 【００７０】さらに図３を参照すると、ミラー312は、
所定の角度でビーム423をフィルム319に照射するように
適切に配置され、この所定の角度は、フィルム319を構
成する物質のブルースター(Brewster's)角に近似であ
る。ブルースター角は、ビームが入射する物質（ここで
はフィルム319）の屈折率のアークタンジェントとして
定義されることは、当業者には理解されるであろう。こ
のようなフィルムの一般的な屈折率は、約1.5±0.1の範
囲である。従って、本発明の好ましい実施態様による
と、ミラー312は、ビーム423が約56度（アークタンジェ
ント15=56度）のブルースター角でフィルム319に入射す
るように配置される。面にブルースター角で入射したＰ
偏光ビームは、その面で最小の反射しかせず、参照ビー
ム423のフィルム319への屈折が最大となって、物体ビー
ムとの干渉が最大になり、そうでなければ最終的に誤っ
た方向からフィルムに入射することになり得る後方反射
光を最小に抑えるということも、当業者には理解される
であろう。 【００７１】次に、図４および６〜７を参照すると、物
体ビーム410は、ミラー320で反射されて、図４を参照し
て上述したビーム拡張器314と同様の構造および機能を
持つビーム拡張器322の方に照射される。実質的にノイ
ズのない、ガウス分布型発散物体ビーム411が、ビーム
拡張器322から出射され、コリメートレンズ434により平
行化され、約５センチの直径を有するコリメート物体ビ
ーム436となる。コリメートレンズ434は、Newportによ
り製造されている両凸光学ガラスレンズKBX148を適切に
有している。コリメート物体ビーム436は、撮像装置328
に与えられる。 【００７２】図７および８を参照すると、撮像装置328
は、陰極線管（ＣＲＴ）444と、ライトバルブ442と、波
長板463と、偏光ビーム分割キューブ438とを適切に有し
ている。好ましい実施態様においては、ビーム分割キュ
ーブ438は約５センチ平方（２インチ平方）の立方体で
ある。下記に詳述するように、撮像装置328の動作によ
りデータスライスからのデータを組み込んだＰ偏光ビー
ムからなるビーム460が、撮像装置328から出射し、投射
光学装置324に与えられる。 【００７３】上記のように、ホログラムの３次元対象に
対応する、複数の２次元画像からなるデータ集合が、マ
スターホログラムの作成に使用するため準備される。こ
のデータ集合は、従来の多目的コンピュータ（図示せ
ず）の電子データファイルにも保存し得る。このコンピ
ュータは、データスライスが撮像装置328内において順
番に伝送されるように、ＣＲＴ444にインターフェース
する。 【００７４】より詳細には、第一データスライスが、Ｃ
ＲＴ444によりライトバルブ442に投射される。下記に詳
述するように、このデータスライスに対応する画像がフ
ィルム319に付与される。フィルム319がそのデータスラ
イスに伴う縞パターンを捉える（記録する）のに十分な
所定の時間の間、参照ビームおよび物体ビームがフィル
ム319に照射され、そのデータスライスのホログラムが
乳剤含有フィルム319内で形成される。その後、トラッ
ク装置334が軸に沿って移動し、データスライス間の間
隔に応じて、次のデータスライスがフィルム319上に投
射され、この次のデータスライスに対応する次のホログ
ラムがフィルム319に重ねられる。この工程は、フィル
ム319に重ねられたホログラムの数が、作成しようとす
るマスターホログラムの対象材料である特定量のデータ
セット16からなるデータスライス14の数に一致するま
で、各データスライスについて連続して繰り返される。 【００７５】さらに詳細には、図７および８を参照する
と、ＣＲＴ444は、たとえばCarlsbad, CaliforniaのHug
hes Aircraft Companyによって製造されているH139T1な
どの従来の光ファイバーフェースプレートＣＲＴで適切
に構成する。ＣＲＴ444は、特定のデータスライスに対
応する画像を、ライトバルブ442の左側に投射するよう
に配置される（図７）。 【００７６】好ましい実施態様においては、ライトバル
ブ442は、Carlsbad, CaliforniaのHughes Aircraft Com
panyによって製造されている液晶ライトバルブH4160で
ある。具体的に図８を参照して説明すると、ライトバル
ブ442は、好ましくは、光電陰極454と、鏡面を図８の右
側に向けたミラー450と、液晶層452とを有している。液
晶層452は、液晶の局在電圧レベルの関数として、通過
する光の偏光を変化させる、薄い板状の液晶を含有して
いる。 【００７７】光電陰極454は、入射光の関数として局在
電圧レベルを示す、薄い板状の光起電力物質を含有して
いる。特定のデータスライス14に対応する画像が、ＣＲ
Ｔ444によって光電陰極454に付与されると、付与された
画像ビームの断面における光分布に直接対応して、光電
陰極454の表面に局在光起電位が形成される。特に、Ｃ
ＲＴ444によって生成された、データスライスに対応す
るビームは、一般に、暗い背景上に、骨や柔軟組織など
に相当する光領域を有している。暗い背景領域は、予想
されるように、グレースケール値が低く、より明るいデ
ータスライスの領域は、相応してグレースケール値が高
い。投射画像に対応する電荷分布が、光電陰極454の表
面に形成される。 【００７８】特定のデータスライス14に組み込まれたデ
ータの局所的な明るさの変化に対応した、光電陰極454
上の非均一な静的電荷分布は、ミラー450を通り、液晶
層452の表面上に、対応する局在電圧レベルを形成す
る。このような液晶層452上の局在電圧レベルは、局所
の電圧レベルに比例してその部分の液晶を回転させ、こ
の光が液晶層452を通りミラー450によって反射されるに
従って、キューブ438から鏡面450に向けられた純粋Ｓ偏
光を、それに伴うＰ成分を有する偏光の局在領域に変化
させる。出射光460は、（その断面に）液晶層452内の電
圧分布に応じた、従って、その時に処理しているデータ
スライス14に対応する画像に応じた、Ｐ偏光の分布を有
する。 【００７９】ビーム436を構成するＳ偏光の実質的にす
べて（つまり99.9％）が、キューブ438によって液晶層4
52に向けられる。このＳ偏光は、上記のように、液晶層
452の表面の電圧分布に応じて、液晶層452によってＰ偏
光に変換される。このＰ偏光はミラー450の鏡面によっ
てキューブ438に戻るように反射され、そしてＰ偏光は
たやすくキューブ438を通過して投射光学装置324に入射
する。 【００８０】ミラー450の鏡面に反射されたビームのＳ
成分は、ビーム分割キューブ438によって90度の方向に
照射される。このＳ偏光の迷光がシステム中央に再入す
ることを防ぐため、キューブ438をわずかに傾斜させ
て、このＳ偏光を有効にシステムからそらすことができ
る。 【００８１】こうして得られたビーム460は、その時点
でＣＲＴ444によってライトバルブ442に投射されている
データスライスに組み込まれたデータに直接対応する、
Ｐ偏光分布をその断面に有している。キューブ438の消
光比が高いため、ビーム460は実質的にＳ偏光を有して
いない。また、キューブ438によってライトバルブ442に
反射されない、ビーム436を構成する少量のＳ偏光（つ
まり、ビーム440）は、システムから巧妙にそらし得る
ことに留意されたい。 【００８２】ビーム分割キューブ438は、図４に基づい
て説明したビーム分割キューブ406および414と同様の構
造および機能を有しており、好ましくは、たとえば、Al
buquerque, New MexcoのCVI Laser Corporateによって
製造されているPBS-5145-200などの、大きな広帯域偏光
ビーム分割器からなる。好ましい実施態様においては、
ビーム分割キューブ438は、少なくとも、ＣＲＴ444によ
ってライトバルブ442に投射される画像と同じ、つまり
２インチの断面を有する。これは、レーザー302からの
拡大されていないビーム402の直径に匹敵する、より小
さな断面、つまり1.5インチの断面を持ち得ることが有
利なビーム分割キューブ406および414とは対照的であ
る。 【００８３】本発明の関連においては、システムから除
去される、排除される、または逸らされるなど様々に表
現される光は、あらゆる数の、適切な方法によって処理
され得る。たとえば、そのような光は、ブラックボック
ス内に向けたり、あるいは黒い、好ましくは織物の表面
上に向けたりし得る。光を逸らす正確な方法、またはそ
の光を逸らす特定の位置は、ほとんどが便宜上の問題で
ある。重要なのは、（本明細書に述べる理由により）シ
ステムから除去される光が、ホログラムのフィルム面に
入射することを防ぐことであり、さらに、レーザーの妨
害や、レーザーの破損さえをも招き得る、そのような光
のレーザー源への再侵入を防ぐことである。 【００８４】投射光学328は、ライトバルブ442を有する
ように図示されているが、本発明の関連においては、デ
ータスライスに対応する画像を物体ビームに効果的に統
合するいかなる適切なメカニズムも同等の働きをし得
る。実際、ビーム光460は、キューブ438から出射した後
には、その時点で処理されているデータスライス14のデ
ータの分布に応じて強度の変化する非均一なＰ偏光の分
布を有しているだけである。ビーム460の断面は、イン
スタントデータスライスの写真スライドを通過したＰ偏
光の仮想ビームと実質的に同一である。 【００８５】さらに、データをライトバルブ442に投射
するために、ＣＲＴ444に加えて、またはＣＲＴ444の代
わりに、いかなる適切なメカニズムも採用し得る。たと
えば、反射ＬＣＤ、透過ＬＣＤまたは透過反射(transfl
ective)ＬＣＤを採用し得、そのパネルに画素ごとに選
択的にエネルギーを付与して、それぞれの特定のデータ
スライスに対応するデータを複製し得る。 【００８６】あるいは、たとえばレーザービームなどの
適切なビームを、ライトバルブ442の裏面上で適切にラ
スター走査し、各データスライスに対応するデータを複
製し得る。 【００８７】ＣＲＴ444は図７ではライトバルブ442に隣
接するように示されているが、さらに他の実施態様にお
いては、ＣＲＴ444がライトバルブ442から離れるように
投射装置を配置することが望ましい。ＣＲＴ444の直径
がライトバルブ442の直径より大きく、ＣＲＴ444によっ
て投射される画像を、たとえば両者の間に配置した適切
なレンズを用いるなどして、ライトバルブ442の裏面に
投射することが望ましい場合に、この二つを離して配置
することが望ましい。さらに、干渉レンズを用いるか否
かにかかわりなく、また、この両者を離す距離の大小に
かかわりなく、ライトバルブ442とＣＲＴ444との間に光
ファイバー結合を用いることが望ましいこともある。 【００８８】さらに、投射光学328全体を、物体ビーム
路に適切に配置した適切な空間光変調器（ＳＬＭ：図示
せず）に置き換え得る。このようにすると、物体ビーム
を構成するレーザー光がＳＬＭを通過し、特定の画像に
対応する情報を物体ビームに与える。使用するＳＬＭの
種類に応じて、ＳＬＭとフィルムホルダー319との間に
必要に応じてディフューザーを設けて、または設けず
に、このような構成を採用し得る。 【００８９】さらに図７および８を参照すると、波長板
463は、ライトバルブ442とビーム分割キューブ438との
間に適切に介設される。波長板463は、ライトバルブ442
が本来的に生成する、ある種の好ましくない偏光を補正
する役割を果たす。 【００９０】さらに詳しくは、ライトバルブ442は、液
晶層452の局所電圧分布に応じて、液晶層452を通過した
光を偏光する。つまり、印加された電圧がたとえば楕円
に液晶を回転させるが、この回転の量は局在電圧レベル
に比例する。すなわち、非常に高い電圧では液晶の回転
が大きくなり、回転した液晶を通過する光の偏光が高い
度合いで変化させられる。他方、非常に低い電圧では、
相応して液晶の回転が小さく、それに相応して偏光のレ
ベルの変化も小さくなる。しかし、電圧印加のない時に
もわずかな液晶の回転（プレティルト）が存在すること
が観察されている。従って、電圧の印加されていない液
晶層452の局所領域においても、液晶層452を通過するＳ
偏光の約１パーセントが、Ｐ偏光に変換される。この非
常に小さな疑似偏光は、たいていの場合にはライトバル
ブ442の性能を劣化させることは一般にないが、本発明
の関連においては問題となり得る。たとえば、純粋Ｓ偏
光の１パーセントが、偶然ににＰ偏光に変換された場
合、得られるホログラムのコントラスト比が実質的に制
限され得る。 【００９１】波長板463は、たとえば、通過する光に所
定の偏光を与えることによって、上記の残留偏光を補償
するように配置されており、この所定の偏光は、電圧印
加のない状態で液晶層452によって誘発される偏光の量
を正確に相殺するように計算される。この望ましくない
偏光を排除することによって、得られるホログラムの有
効コントラスト比は、様々な工程パラメーターで行われ
る制御の度合い、およびカメラ装置300を含有する装置
の本来の性能によってのみ制限される。 【００９２】図６および７を参照すると、投射光学装置
324は、投射レンズ462と、ミラー464と、開口部466とを
適切に有する。レンズ462は、好ましくは、ライトバル
ブ442および後部投射スクリーン326に用いられる特定の
画像サイズに最適化された末端中心(telocentric)の投
射レンズからなる。レンズ462は、収束ビームがミラー4
64に入射した後で焦点に収束するまで、コリメートビー
ム460を収束させ、その後、この収束ビームは発散ビー
ム470となり、その時点で処理されているデータスライ
ス14に対応するデータを投射スクリーン326およびフィ
ルム319の上に効果的に画像形成する。ビーム470は、ほ
ぼ焦点に達する地点で開口部466を通過する。開口部466
は、好ましくは、Newportによって製造されているアイ
リス絞りID-0.5でなる。しかし、開口部466は、ビーム4
70が開口部466を通過する地点において、ビーム470の直
径よりも実質的に大きいことに留意されたい。これは、
ビームから高周波成分を除去する役割を果たす、ビーム
拡張器314および322に設けられたピンホール開口部とは
対照的である。ビーム460および470に含まれる高周波成
分は、形成しようとするホログラム対象であるデータに
対応し得るため、本発明では重要である。開口部466
は、散乱光、および、開口部がなければ、誤った方向に
向けられるビーム470に伴った光、または、投射スクリ
ーン326に映ってしまう光、およびデータスライス14の
データに対応する情報に関係のない光を、捉えて逸らす
のみである。 【００９３】さらに続けて図６を参照すると、ビーム47
0は、焦点のあった画像を後部投射スクリーン326に映す
ために投射される。スクリーン326は、幅が14インチの
オーダーで、高さが12インチであり、好ましくは、たと
えば、0.5インチの厚さのガラス板472である、硬質の透
明基板の一方の面に付着させた、薄い平坦な拡散物質か
らなる。ディフューザー472は、たとえば、Torrance, C
aliforniaのStewartFilmscreen Corporationによって製
造されているLumiglas-130などの拡散物質から製造され
る。ディフューザー472は、ビーム470内の各点がフィル
ム319の表面領域全体にわたって可視となるように、ビ
ーム470を拡散する。たとえば、ビーム470の例示点Ｙ
は、点Ｙにおける物体ビームが、フィルム319上で円錐
Ｙ’で示される円錐形の広がりとなるように、ディフュ
ーザー472によって拡散される。同様に、ディフューザ
ー472上の任意の点Ｘは、フィルム319上で拡散された円
錐形の広がりとなる。画像がディフューザー472を通過
するにつれて、この現象は投射された画像のすべての点
について成立する。その結果、フィルム319上の各点
は、ディフューザー472上の各点についての振幅および
位相を符号化する縞パターンを表すことになる。 【００９４】拡散を行うディフューザー472上の各点か
らの光が、フィルム319の全表面に拡散されるため、投
射される画像がディフューザー472に現れるにつれて、
フィルム319上の各点が投射された画像のあらゆる点を
「見る」ことになる。しかし、フィルム319の各点は、
画像がディフューザー472に現れるにつれて、必ず、わ
ずかに異なる遠近法によって画像全体を見ることにな
る。たとえば、フィルム319上の任意の点Ｚは、ディフ
ューザー472上のあらゆる点を「見る」。さらに、フィ
ルム319上の任意の点Ｗも、点Ｚとは非常に異なった遠
近法によってではあるが、ディフューザー472上のあら
ゆる点を「見る」。このように、ディフューザー472お
よび偏光子327から出射した後、物体ビーム473に伴う拡
散画像は、フィルム319に付与される。 【００９５】偏光子327は、拡散を行うディフューザー4
72の表面に都合よく設置されている。拡散を行うディフ
ューザー472に入射する光（ビーム470）は、実質的には
Ｐ偏光されているが、ディフューザー472は、その性質
により、通過する光を散乱させて、一般にその光の一部
を減偏光する。たとえば、薄い板状の偏光シートである
偏光子327は、光を再偏光して、その光がフィルム319に
達する時には実質的に純粋Ｐ偏光状態になっているよう
にする。ディフューザー472によって不適切に偏光され
た光が吸収されるように、偏光子327はディフューザー4
72の後に配置されていることに留意されたい。これによ
って、実質的にＰ偏光された物体ビームの大半が、フィ
ルム319において参照ビームと確実に干渉し、各ホログ
ラムのコントラストをさらに向上させる。 【００９６】さらに続けて図６を参照すると、ディフュ
ーザー472は、あるいは、拡散機能を実行するために、
公知の方法によって構成されたホログラフィー光学素子
からなり得る。さらに別の実施態様においては、もう１
つのレンズ（図示せず）を、たとえばディフューザー47
2と撮像装置328との間に、ディフューザー472に隣接さ
せて配置し得る。適切なレンズを使用することによっ
て、ディフューザー472から出射する実質的にすべての
光を、ディフューザー472から実質的に垂直に出射させ
ることができる。その結果、物体ビームが、実質的に平
行にフィルム基板319に入射するように、つまり物体ビ
ームの実質的にすべての成分がフィルム基板319に実質
的に垂直に入射するようになし得る。 【００９７】ディフューザー472からフィルム319に伝搬
する複合物体ビーム面をフィルム内に符号化する、すな
わち、静的干渉パターンの形態にする方法は、ホログラ
フィー再生の本質である。フィルム内に符号化された干
渉（縞）パターンが、物体ビームと参照ビームとの間の
構築および破壊相互作用の結果であることは、当業者に
は理解されるであろう。その場合、物体ビームと参照ビ
ームとが同一の波長の光からなることが重要である。異
なる波長の２つのビーム光も相互作用するが、この相互
作用は、特定の面または薄い体積（たとえば記録フィル
ムの「面」）においては一定ではない。むしろ、この相
互作用は、２つの波長の経時変化作用である。 【００９８】本発明による、物体ビームと参照ビームと
の間の静的な（経時変化のない）相互作用は、参照ビー
ムおよび物体ビームの光源の単色性（すなわち、適切な
コヒーレント長を有する、単色レーザー源302）に起因
する。さらに、最大の相互作用は同一の偏光状態にある
ビーム光の間に起こることも、当業者には理解しえるで
あろう。従って、物体ビームと参照ビームとの間の最大
相互作用は、それぞれのビームを、確実に、フィルム31
9の表面で、同一の偏光状態で純粋偏光することによっ
て得られ得る。図６に示した構成で配置されているフィ
ルムについては、本発明の発明者はＰ偏光が最良の縞パ
ターンを形成することを見いだした。従って、物体ビー
ム470と参照ビーム423との間の相互作用を助長するため
に、ビーム470がディフューザー472の表面に付着された
偏光スクリーン327を通過する。 【００９９】純粋Ｐ偏光参照ビーム423は、コリメート
レンズ316を通って、フィルム319に入射する前に平行化
される。参照ビームと物体ビームとの両方が同一のレー
ザー302から照射されるため、さらに、レーザーからフ
ィルム319までそれぞれのビームが伝搬される経路が異
なっているのに比して、レーザー302のコヒーレント長
が比較的長いことを考慮して、フィルム319に入射する
参照ビームと物体ビームとは、互いに可干渉性であり、
単色（たとえば514.5 nm)であり、高度に純粋Ｐ偏光さ
れており、従って、非常に相関依存している。加えて、
参照ビーム423は、高オーダ(highly orderd)のビームで
あり、本質的のノイズがなく平行ビームである。一方、
物体ビーム470は、その時点で処理されているデータス
ライスからのデータを取り込んだ複雑な波面である。こ
れらの２つの波が、乳剤含有フィルム319内で大規模な
相互作用を起こし、静的な静止波形パターンを作り出
す。この静止波形パターンは、構築および破壊干渉の度
合いが高い。特に、乳剤内のあらゆる特定の地点におけ
るエネルギーレベルＥは、以下のように表し得る： Ｅ＝［Ａo Ｃｏｓβo ＋ Ａγ Ｃｏｓβγ］2 ここで、ＡoおよびＡγは、それぞれ、特定の点におけ
る物体ビームおよび参照ビームのピーク振幅を表し、β
oおよびβγは、同じ点における物体ビームおよび参照
ビームの位相を表す。位相のコサインは、いかなる点に
おいても、正であるのと同様の確率で負であるため、エ
ネルギー値Ｅはいかなる点においても０から４Ａ2（単
一ビーム比においてＡo＝Ａγ）の範囲にあることに留
意されたい。この構築および破壊波干渉によって、精細
な縞パターンが形成される。 【０１００】一時的に図12を参照すると、参照ビームと
物体ビームと再生ビームとの相対方向が、光が物質を通
過する際の屈折効果を考慮せずに、伝送ホログラム（図
12Aおよび12B）と反射ホログラム（図12Cおよび12D）の
関連で示されている。 【０１０１】縞パターンが内部に記録される乳剤は、一
般に約６ミクロンのオーダーの厚さである。特に図12A
を参照すると、黒白交互の線の縞パターンは、ベネチア
ンブラインドの横板のように乳剤を渡り、一般に、参照
ビーム（ＲＢ）と物体ビーム（ＯＢ）との間の角度を二
分する線に平行である。図12Aおよび12Bに示した伝送ホ
ログラムが再生ビーム（ＰＢ）によって再生される時、
縞パターンは部分的に鏡のように作用する。従って、観
察者32は、再生ビームが照射されるのとは反対側から伝
送ホログラムを見ることになる。 【０１０２】一方、反射ホログラムにおいては、縞の線
はフィルムの面に実質的に平行である（図12Cおよび12
D）。反射ホログラムは、一般に、フィルムの反対の方
向から参照ビームと物体ビームとを照射することによっ
て作成される。反射ホログラムを再生する時には、再生
ビーム（ＰＢ）は参照ビーム（ＲＢ）が照射される方向
と同じ側から照射され、当初の物体ビーム（ＯＢ）の照
射に沿って再生ビーム（ＰＢ）を反射させる。本発明の
多くの局面が反射ホログラムについて採用され得るが、
本明細書に記載の装置および方法は、伝送ホログラムに
用いることが最も適切である。さらに、フィルムが、特
に垂直面に装着される時には、装着面上よりもその面に
垂直な疑似運動にいっそう影響されやすくなるため、伝
送ホログラムは作成中の振動に対する過敏さが少ない。 【０１０３】さらに続けて図12Aを参照すると、物体ビ
ーム（ＯＢ）と参照ビーム（ＲＢ）とは、暗い線と透明
な線が交互に並ぶ形での微細な縞パターンの記録を乳剤
内に形成する。暗い領域は、一般に、ハロゲン化銀結晶
を変換するのに十分な比較的高い局在エネルギーレベル
に対応し、これによって干渉パターンの記録を生成す
る。 【０１０４】データスライスのそれぞれについて、その
データスライスに相応したハロゲン化銀粒子の一部を変
換するのに十分な所定の露光時間の間、フィルム319は
静止波パターンで露光される。 【０１０５】フィルム319を特定のデータスライスに対
応する干渉パターンで露光した後、トラック装置334
を、データスライス間の距離に比例した所定量だけ前方
に（あるいは後方に）移動させる。たとえば、実物大の
ホログラムをＣＴデータから生成しようとする場合に
は、この距離は、データスライスを生成した時に対象
（たとえば患者）が伝送された距離に正確に合致するこ
とが適切である。実物よりも大きなもしくは小さなホロ
グラムを生成しようとする場合には、この距離は場合に
応じて変えられる。 【０１０６】本発明の好ましい実施態様によると、フィ
ルム319は、たとえばAGFA Inc.によって製造されている
フィルムNo. 8E 56HDのようなHOLOTEST（商標名）ホロ
グラフィーフィルムからなることが適切である。このフ
ィルムは、プラスチック基板の表面上に調製されたゼラ
チン状の乳剤からなることが適切である。典型的なフィ
ルムは.015インチのオーダーの厚さを有し得、乳剤層は
一般に約６ミクロンのオーダーの厚さである。 【０１０７】1980年代前半において、商業的なホログラ
フィーフィルムは、その優れた物理的特性（耐裂断性、
耐屈曲性、像の変動に対する耐性など）のため、主に、
ポリエステルからなるプラスチック基板を用いて作られ
ていた。しかし、一般のポリエステルはある程度の複屈
折性を有しており、つまり、入射ビームのＰ成分が、Ｓ
成分とは異なる比率で（従って、異なる方向に）物質を
通して伝達される。たとえば白色光源などの、非偏光の
光源を用いて記録または再生されるホログラムについて
は、白色光の中の様々な成分が物質内を異なる方向に伝
送され、再生されたホログラムの忠実度が損なわれる。
その結果、産業的には、現在は一般に、入射光の偏光に
対する影響が小さいため、非複屈折のトリアセテート基
板を採用している。 【０１０８】本発明の１つの局面によると、参照ビーム
と物体ビームの双方のホログラフィーフィルムへの入射
は、マスターホログラムの作成中、またはコピーホログ
ラムの作成中に、実質的に純粋に偏光される。そのた
め、ポリエステルの複屈折性は対象ホログラムに悪影響
を及ぼすことがない。さらに、伝送ホログラフィーにお
いては、参照ビームおよび物体ビームは、いずれかのビ
ームが基板に到達する以前に乳剤において相互作用する
ように配置され得、そのため、この理由によっても、複
屈折はあまり問題にはならない。従って、本発明の関連
で用いられるホログラフィーフィルムは、一般に、ポリ
エステルの裏打ちを有し、従来技術のシステムに伴って
いた欠点を有することなく、このフィルムの優れた物理
特性を活用している。 【０１０９】入射光に関する振幅情報がフィルムの乳剤
内に記録されている従来の写真とは異なり、ホログラム
は振幅と位相双方の情報記録を含有する。ホログラムを
作成する際に用いられた光と同じ波長の光を用いてホロ
グラムを再生すると、フィルムから出射される光は、そ
れがフィルム内に「凍結された」時とまったく同様に、
その位相および振幅情報を実質的に変化させないままで
伝搬し続ける。しかし、振幅および位相情報が記録され
ているメカニズムについては、広く理解されているわけ
ではない。 【０１１０】上述したように、本発明の参照ビームと物
体ビームとは、フィルム319の表面においては同一の波
長および偏光状態である。これらの２つの波面の間の相
互作用が、静止した（静的）波面を作り出し、この波面
は乳剤の厚さに渡って伸びている。物体ビームと参照ビ
ームとが構築的に相互作用する乳剤内の点においては、
いずれかのビームが独立して存在しているところより高
いエネルギーレベルが存在する。参照ビームと物体ビー
ムとが破壊的に相互作用する乳剤内の点においては、少
なくとも一方のビームによるエネルギーレベルよりは低
いエネルギーレベルが存在する。さらに、それぞれのビ
ームの相互作用点における瞬間振幅は、その点における
ビームのピーク振幅と位相のコサインとの積によって定
められる。従って、ホログラム分野では波の振幅および
位相情報を記録すると言っているが、実際には、位相情
報は、波の特定の点における波の瞬間振幅がその点にお
ける位相の関数であるという事実のおかげで「記録され
ている」のである。３次元の乳剤における、参照ビーム
と物体ビームとの間の静的干渉パターンの瞬間振幅と位
相とを記録することによって、フィルム319の面から見
た対象物の「３次元画像」が記録される。この記録に
は、振幅および位相の情報が含まれているので、３次元
画像は、ホログラムが再生されるとき再び生成される。 【０１１１】データ集合に含まれるそれぞれのデータス
ライスを上記のようにしてフィルム319に記録した後、
フィルム319をフィルムホルダー318からはずして現像す
る。 【０１１２】上に述べたように、本発明で用いられる写
真乳剤は、ゼラチン状乳剤に懸濁された多数のハロゲン
化銀結晶を含有している。これに関連しては、いかなる
適切な感光性元素を用いることもできるが、ハロゲン化
銀結晶は、一般に、その他の公知の感光性元素より、1,
000倍のオーダーで光に対しての感度が高い。その結果
ハロゲン化銀を露光する時間が短くなるため、疑似振動
がホログラムの質を大きく損なうホログラフィーに応用
する際には、その適応度が非常に高くなる。一定のレー
ザー出力での露光時間を短くすることによって、振動の
影響が最小に抑えられる。 【０１１３】同じく上に述べたように、複数のデータス
ライスそれぞれに対応するホログラムを、フィルム319
上に連続して符号化する。特定のデータ集合に含まれる
それぞれのスライスをフィルムに記録した後、フィルム
をカメラ装置300からはずして現像する。特定の現像工
程を詳述する前に、ハロゲン化銀結晶のホログラフィー
に対する作用を理解しておくことが有用である。 【０１１４】従来の写真においては、振幅ホログラフィ
ーと同様に、しきい値エネルギーレベルでしきい値露光
時間露光されるハロゲン化銀結晶は、潜在性のハロゲン
化で銀粒子になる。それに引き続いて現像剤に浸漬する
と、潜在性ハロゲン化銀粒子は銀結晶に変換される。こ
こで、特定のハロゲン化銀粒子は二値データのみを保持
することに留意することが重要である。つまり、現像の
間に、特定のハロゲン化銀粒子は、銀結晶に変換される
か、もしくはハロゲン化銀粒子のまま残存するかのいず
れかである。用いられた現像技術によって、ハロゲン化
銀粒子が、最終的に暗い領域に対応し、銀結晶が明るい
領域に対応するか、あるいはその逆になるかが決まる。
いずれにせよ、特定のハロゲン化銀粒子は、銀に変換さ
れるか、変化しないままかであり、そのため、その粒子
は最終製品において"on"（ロジックハイ）または"off"
（ロジックロウ）となる。 【０１１５】従来の写真および振幅ホログラフィーにお
いては、露光されたフィルムは、潜在性ハロゲン化銀粒
子を銀粒子に変換するものの、露光されていないハロゲ
ン化銀粒子にはほとんど影響を与えない現像液（現像
剤）に浸けられる。現像されたフィルムは、フィルムの
未露光領域の透明な乳剤と、フィルムの露光領域の乳剤
中の銀結晶とを残して、未露光のハロゲン化銀粒子を除
去する固定剤に浸けられる。しかし、変換された銀結晶
は外見が黒く、そのため光を吸収または散乱しやすく、
得られるホログラムの有効性が阻害されることは、当業
者には理解されているであろう。 【０１１６】これに対して、位相ホログラフィーにおい
ては、未露光のハロゲン化銀粒子は変化させずに、変換
された不透明な銀を除去するために、露光されたフィル
ムを漂白する。そのため、漂白後、フィルムは銀もハロ
ゲン化銀も含まない、純粋なゼラチン状乳剤の領域（露
光領域に対応する）と、ハロゲン化銀を含むゼラチン状
乳剤の領域（未露光領域に対応する）とを有することに
なる。位相ホログラフィーは、とりわけ、ゼラチン含有
銀が純粋なゼラチンとは非常に異なる屈折率を有してお
り、そのため、透過する光に、相応した異なった回折が
起こるという事実に基づくものである。 【０１１７】こうして得られる漂白フィルムは、従っ
て、屈折率の高い線と低い線とを交互に有する縞パター
ンを持っている。しかし、いずれの物質も不透明な銀結
晶を有してはおらず、不透明な銀結晶が有意の量の光を
吸収または散乱する振幅ホログラフィー技術とは異な
り、ホログラムの再生に用いられる光のうち実質的にわ
ずかな量しかホログラムに吸収されない。 【０１１８】より詳しくは、本発明は、たとえば、Will
ow Grove, PensylvaniaのHope Industriesによって製造
されているHope RA2016V現像装置による、６段階の現像
計画を目指すものである。 【０１１９】段階１において、フィルムを水性現像剤で
現像して、潜在性ハロゲン化銀粒子を銀結晶に変換する
が、この現像剤は、蒸留水の水溶液（たとえば1800ml）
中に、アスコルビン酸（たとえば30.0g）、炭酸ナトリ
ウム（たとえば40.0g）、水酸化ナトリウム（たとえば1
2.0g）、臭化ナトリウム（たとえば1.9g）、フェニドン
（たとえば0.6g）を混合し、蒸留水を２リットルの現像
液にすることによって得られる。 【０１２０】段階２においては、フィルムを洗浄して段
階１の現像処理を停止させる。 【０１２１】段階３は、蒸留水（たとえば7200.0ml）と
二クロム酸ナトリウム（たとえば19.0g）と硫酸（たと
えば24.0ml）とを含有する８リットルの漂白溶液にフィ
ルムを浸ける工程からなる。段階３では、現像された銀
結晶を乳剤から除去する。 【０１２２】段階４は、段階３の漂白剤を除去するため
にフィルムを洗浄する工程からなる。 【０１２３】段階５は、フィルムを、蒸留水（50.0ml）
とヨー化カリウム（2.5g）とKodakPHOTO-FLO（5.0ml）
とを含有する１リットルの安定剤に浸ける工程からな
る。この安定段階によって、残存するハロゲン化銀粒子
を減感して、次の露光に対する長期安定性を向上させ
る。 【０１２４】段階６では、従来の温風乾燥段階によって
フィルムを乾燥させる。段階６は、華氏100度で行うこ
とが適切である。段階１および３は、華氏86度で行わ
れ、その他の段階は室温で行われる。 【０１２５】ここで、一時的に図12AおよびBを参照する
と、本発明によって作成された、屈折率の高低を交互に
した位相ホログラムが、黒と白との領域によって示され
ている。再生ビーム（ＰＢ）でホログラムを照射する
と、高密度領域では入射光は低密度領域とは異なる回折
がなされ、観察者32が見た時に明るい拡散画像となる。
図12Bは、再生メカニズムを反射現象として模式的に示
しているが、本発明の発明者は、正確な再生メカニズム
は、実際に、文字通り縞表面で光が反射されるのではな
く、様々な縞の周囲で実際に光が「屈曲する」という、
波メカニズムに基づく現象であることを確認している。 【０１２６】フィルム319の現像を終える際に、得られ
るマスターホログラムを用いて１つまたはそれ以上のコ
ピーを作ることもできる。 【０１２７】本発明の１つの局面によると、マスターホ
ログラムのコピーを作成して、ホログラムを見る時には
直接マスターホログラムを再生して見るよりは、コピー
を再生することが望ましい。図10を参照すると、図10A
は、マスターホログラムを再生するコリメート再生ビー
ムＰＢを示したものであり、ビームＰＢはホログラム
（H1）を作成するのに用いられたコリメート参照ビーム
と同一の方向からフィルムに照射される。これを整像復
元と呼ぶ。これは、図10の各画像1002に相当するデータ
スライスが、参照ビームとしてフィルムの同じ側から照
射されている、図３のレイアウトに合致している。しか
し、観察者1004から見ると、復元された画像は、観察者
とは逆の側にあるように見える。復元画像1002は、実際
にホログラムH1の後ろにあるわけではないが、鏡に映っ
た対象物が鏡の後ろにあるように見えるのと同様に、後
ろにあるように見える。 【０１２８】一時的に図10Bを参照すると、ホログラムH
1は逆転され、再生ビームＰＢによって再生される。擬
視構成として知られているこの配置では、画像1002は、
観察者と再生されているフィルムとの間にあるように見
える。マスターホログラムH1をコピー装置900でコピー
すると、図10Bに示した擬視構成が本質的に復元される
が、ここで、マスターホログラムはH1として示され、コ
ピーホログラムに相当するホログラフィーフィルムは面
Ｐ上の画像1002内に位置する。図10Bに示した装置は、
コピーフィルム（面Ｐ）が画像1002の中央に位置するよ
うに示されており、そのため、再生された時に、３次元
画像の半分がフィルムの前方に、３次元画像の残り半分
がフィルムの後方に投影するように見えるコピーホログ
ラムが形成されている。しかし、本発明の別の実施態様
では、面Ｐをデータ集合のいずれの望ましい位置に設定
するようにも、３次元画像のどの対応部分ともフィルム
の装着された面の前または後ろに伸びるようにも、コピ
ー装置を配置することができる。 コピー装置 図９を参照すると、コピー装置900は、図３に関連して
説明したように、カメラ部品３が台304に設置されるの
とほぼ同様に、適切に台904に設置されている。コピー
装置900は、レーザー源824と、ミラー810、812、820お
よび850と、ビーム分割立方体818と、波長板816と、ビ
ームエキスパンダー813および821と、コリメートレンズ
830および832と、レンズ836Aおよび836Bを有するマスタ
ーフィルムホルダー834と、コピーフィルム基板H2を所
定の場所に保持するために配置された前面840を有する
コピーフィルムホルダー838とを有することが適切であ
る。 【０１２９】フィルムホルダー838と、所望の場合には
フィルムホルダー834および318とは、フィルムとフィル
ムホルダーとの間を真空にしてフィルムを所定位置に保
持するために、たとえば真空線842などの真空装置を備
えることが適切である。フィルムとホルダーとを密着さ
せることによって、フィルムに記録される干渉縞パター
ンに悪影響を及ぼし得る、振動その他のフィルムの疑似
運動の効果を、実質的に減少させることができる。 【０１３０】フィルムホルダー838と318とは、面上での
望ましくない反射光を抑えるために、不透明な非反射性
の（たとえば黒い）表面を有することが望ましい。一
方、フィルムホルダー834は、物体ビームがフィルムホ
ルダー838に至るまでに通過する必要があるため、透明
な表面を必ず有していなければならない。従って、不透
明なフィルムホルダーは、所望の場合には、真空表面を
有して、保持されるフィルムが確実に真空表面全体に真
空保持されるようにし得る。一方、透明のフィルムホル
ダー834は、そこに保持されるフィルムの対応する周辺
部が、周辺真空チャネルによってホルダー内に維持され
るような、周辺チャネルを有していることが適切であ
る。ガラスその他の透明な表面を周辺チャネルに設ける
ことが適切であり得、フィルムとガラス表面との間に閉
じこめられ得る空気を除去するためにローラーを用い得
る。 【０１３１】本発明の好ましい実施態様においては上記
の真空フィルム保持技術を用いているが、本発明の関連
においては、フィルムを保持するためのいかなるメカニ
ズムも適切に採用し得、そのメカニズムとしては、静電
フィルムホルダーの使用、フィルムを密接に挟み込む１
組の対向ガラス板、フィルムの周辺を挟んでその表面張
力を維持する適切なメカニズムの使用、あるいは、フィ
ルムを密封チャンバーの一方の表面に確実に保持するた
めに圧縮空気を内部に保持し、このチャンバーがさら
に、フィルムを保持しているのとは別のセル表面に設け
た、圧縮空気を抜くための排気穴を有している密封セル
の使用などが挙げられる。 【０１３２】さらに続けて図９を参照すると、レーザー
源824は、レーザー302と類似していることが適切であ
り、マスターホログラムを作成するのに用いられたのと
同じ波長（たとえば514.5nm）のレーザー光を適切に生
成する。あるいは、参照ビームがフィルムH1に照射され
る角度がその波長に応じて変化するならば、コピーを作
成するためのレーザー源は、異なった、しかし所定の波
長光を用いることもできる。ホログラムH1を照射する参
照ビームの波長（λ）は、その入射角のサインに比例す
る、つまり、λ＝Ｋｓｉｎθであるということは、当業
者には理解されるであろう。さらに、現像パラメーター
を操作して乳剤を収縮または拡大することによって、波
長と入射角との関係を、さらに、入射角と参照ビーム波
長との関係に応じて調整することができる。 【０１３３】レーザー824からの光源ビーム825は、波長
板816を介してミラー812に反射され、立方体818に入射
する。可変波長板816と立方体818とは、上記に図３に関
連して説明したビーム分割装置310と同様に機能する。
実際、本発明の好ましい実施態様においては、ビーム分
割器310とほぼ同様のビーム分割装置を、波長板816と立
方体818との代わりにコピーシステム900で用いている
が、わかりやすく示すために、図９ではビーム分割装置
を立方体18および波長板816として模式的に示してい
る。 【０１３４】ビーム分割立方体818は、光源ビーム825
を、Ｓ偏光物体ビーム806とＰ偏光参照ビーム852とに分
割する。物体ビーム806は、ビーム806をＰ偏光ビームに
変換する波長板814を通過し、変換されたＰ偏光ビーム
は、ピンホール（図示せず）を有するビーム拡大装置81
3を通過し、参照ビーム852は同様のビームエキスパンダ
ー821を通過する。それぞれのビーム拡大装置813と821
とは、上記に図３に関連して説明したビーム拡大装置31
4と同様の構造および機能を有する。 【０１３５】物体ビーム806は、ミラー850で反射されレ
ンズ832で平行化される発散ビームとしてビームエキス
パンダー813から出射する。参照ビーム852はミラー820
で反射され、レンズ830で平行化される。仮想ビーム802
および856は実際には存在せず、物体ビームと参照ビー
ムそれぞれの見かけの光源を示すために図９に図示され
ているにすぎないことに留意されたい。また、物体ビー
ム806と参照ビーム852とはともに純粋Ｐ偏光であること
にも注意されたい。 【０１３６】カメラ装置300で作成された、上述のマス
ターホログラムは、図９にH1として示した透明のフィル
ムホルダー834に装着される。露光前のフィルム基板319
と同一構造であることが適切な第二フィルムH2は、フィ
ルムホルダー838に装着される。物体ビーム806をフィル
ムH1のブルースター角（約56度）でマスターホログラム
H1に照射する。 【０１３７】一時的に図12Bを参照すると、ホログラムH
1は、入射波長の作用として入射光を回折する縞パター
ンを有している。ホログラムH1は、単色の物体ビーム80
6と同一の波長を有する光で作成されたため、ホログラ
ムH1は同量の物体ビームを回折すると考える。従って、
物体ビーム806は、平均角度Ｋで回折されてからホログ
ラムH1から出射され、フィルムH2のフィルム面840に到
達する。参照ビーム852は、たとえばブルースター角
（約56度）などのあらゆる適切な角度で基板H2に照射さ
れる。 【０１３８】フィルム基板H2は、図３、４、12Aおよび1
2Bを参照してフィルム319について述べたのと同様に、
物体ビーム806と参照ビーム852とによって形成された静
止波パターンを記録する。さらに詳しくは、データ集合
内の各データスライスに相当する複数の画像が同時にフ
ィルムH2に記録される。各データスライスに対応する振
幅および位相情報は、その振幅および位相情報がフィル
ムH2で限定される面内に存在するように、正確にフィル
ムH2に記録される。次にコピーホログラムH2を以下に詳
述するように再生すると、各データスライスに相当する
画像が、その振幅および位相情報を変化させずに、デー
タ集合によって限定される３次元物理的システムを正確
に復元する。 【０１３９】続けて図９を参照すると、本発明の発明者
は、内部に本発明によってホログラムが形成されるフィ
ルムに含有される乳剤が、現像中にわずかに体積変化を
起こし得ることを見いだした。特に、基板を現像するの
に伴う特定の化学作用に応じて、乳剤は１％またはそれ
以上のオーダーで収縮または拡大し得る。 【０１４０】このような収縮または拡大は、マスターホ
ログラムには比較的小さな影響しか与えないが、この影
響はコピーホログラムに関しては大きくなり得る。具体
的には、たとえば、10センチのオーダーの一般的なホロ
グラムにおける１％の収縮は、観察者には気づかれない
かもしれない。しかし、マスターホログラム（H1）をコ
ピーホログラム（H2）にコピーすると、マスターホログ
ラムH1における１％の変化は、マスターホログラムホル
ダー834とコピーホログラムホルダー838との距離の１％
変化として現れ得るが、この距離は一般にホログラムの
実際のサイズよりはかなり大きいものである。実際、マ
スターフィルムホルダー834とコピーフィルムホルダー8
38との間隔が14 1/2インチであると、ホログラムH1を有
する基板が１％収縮すると、コピーホログラムが５ミリ
のオーダーでフィルム面から移動することになり得る。 【０１４１】このような収縮／拡大を補正して、コピー
ホログラムホルダー838H2が確実にホログラムのフィル
ム面に対応するようにするために、マスターホログラム
ホルダー834とコピーホログラムホルダー838との間隔を
適切に操作し得る。特に、マスターホログラムH1を含有
する乳剤が、たとえば１％収縮するならば、マスターホ
ログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838と
の間隔を約１％減少させることが適切であり得る。同様
に、現像中にマスターホログラムを有する乳剤が拡大す
る度合いまで、上記の間隔を状況に応じて増大し得る。 【０１４２】さらに、マスターホログラムホルダー834
とコピーホログラムホルダー838との間隔は、ホログラ
ム中のあらゆる所望の点でコピーホログラムホルダー83
8を切断するようにも操作し得る。特に、コピーホログ
ラムがフィルム面にまたがっていることが望ましい場合
が多い、つまり、ホログラフィー画像のおよそ半分を観
察スクリーンの前に、残り半分をフィルムスクリーンの
後ろに投射しようとする場合が多いが、マスターホログ
ラムホルダーとコピーホログラムホルダーとの間隔を操
作することによって、ホログラムのあらゆる所望の部分
を、所望通りにフィルム面の前または後ろに位置させる
ことができる。 【０１４３】本明細書に記載する好ましい実施態様にお
いては、マスターホログラムH1はカメラ装置300で作成
され、コピーホログラムH2はコピー装置900で作成され
る。本発明の別の実施態様では、これら２つのシステム
を所望により都合よく組み合わせ得る。たとえば、図３
のフィルムホルダー318を、図９のフィルムホルダー834
と置き換え、次のH2フィルムホルダーを、物体ビームが
フィルムホルダー834を通して新たなH2フィルムホルダ
ーに透過されるように配置することができる。このよう
にして、フィルムホルダーH1とH2との関係（図９）を、
ハイブリッドシステムに実質的に再生し得る。装置を完
成させるには、もう１つの参照ビームを新たなH2フィル
ムホルダーにブルースター角で照射するように配置す
る。上記のように改変すると、システムは同一の装備に
よってマスターホログラムとコピーとを効果的に作成し
得る。さらに詳しくは、マスターホログラムを別個のコ
ピー装備を用いずに、上記に図３を参照して述べたよう
にして作成し、マスターホログラムをそのフィルムホル
ダーから単に取り外して逆転させて、コピーホログラム
を作成するのに用い得る。もちろん、当初の物体ビーム
は遮断して、新たに加えたフィルムホルダーH2を照射す
るように配置された新たに加えた参照ビームと置き換え
る。 【０１４４】本発明のさらに別の実施態様では、マスタ
ーホログラムは実質的に上記に述べたように作成し得、
コピーホログラムは密着コピーとして知られている方法
によって適切に作成し得る。具体的には、マスターホロ
グラム（H1）を適切なフィルムシートに密着して装着
し、それに参照ビームを従来のホログラムのコピーを作
成する関連で知られている方法で付与し得る。 【０１４５】上記にも述べたように、本発明は、Ｎ個の
スライスを有するデータ集合について、Ｎ個の個別の、
比較的弱いホログラムを１つのフィルム基板に記録する
ことを目指すものである。第一の概算として、Ｎ個のス
ライスのそれぞれが、露光の間に消費されるハロゲン化
銀粒子の約1/Nを消費（変換）する。 【０１４６】出発点として、フィルム基板内の感光性元
素の合計量は、従来の写真の方法により公知の光強度で
フィルムを連続して露光し、付与されたエネルギー（強
度掛ける時間）の作用としてハロゲン化銀粒子が銀粒子
に変換される度合いをグラフ化することによって推測し
得る。特に図2Aを参照すると、例示したフィルムサンプ
ルについての公知のＨＤ曲線が、経時的に所定の強度の
光でフィルムを露光した効果として示されている。様々
な時間間隔で、フィルムのかぶりの度合い、つまりハロ
ゲン化銀粒子が銀粒子に変換される度合いを、単に公知
の強度のビームでフィルムを露光し、そのフィルムを現
像し、入射光の作用としてフィルムを透過した光の量を
計測することによって測る。一般的なＨＤ曲線は非線形
であるが、それでも、その曲線を、本発明の関連で、付
与されたエネルギーの作用としてのかぶりの様々なレベ
ルを確認するのに用いることができる。 【０１４７】本発明においては、（一般にフィルム製造
者により提供される）特定のフィルムのＨＤ曲線を、平
方センチあたりのマイクロジュールで表される光の量を
測定するのに用いるが、この光量は、ＨＤ曲線によって
定まるフィルムの全かぶり容量の、たとえば10％などの
所定のレベルまでフィルムに前もってかぶりを起こす
（prefog）のに必要である。公知のレベルまでフィルム
に前もってかぶりを起こした後、非常に弱い平面格子ホ
ログラムをフィルムに記録し、格子の回折効率を計測す
る。その後、同じフィルムロットからの別のフィルム片
に、たとえば、そのＨＤ曲線に基づく全かぶり容量の20
％などの、より高いレベルまでかぶりを起こし、同じ弱
いホログラムをかぶりのあるフィルムに重ねる。この弱
いホログラムの回折効率を再び計測し、この工程をかぶ
りのレベルを様々に変えて繰り返す。前もって与えたか
ぶりは完全に無作為のものであり、いかなる種類の縞パ
ターンも形成しないため、各かぶりレベルの格子の回折
効率は、基本的には前もって与えたかぶりのレベルの機
能である。 【０１４８】ここで図2Bを参照すると、特定のフィルム
ロットについての、かぶりレベル（バイアスエネルギ
ー）の作用としての回折効率が示されている。フィルム
がホログラフィー的に飽和するまで、つまり、前もって
与えたかぶりのレベルが、次の弱いホログラムの回折効
率が所定の最低値となるレベルになるまで、図２の曲線
は伸びていくことに留意されたい。図２の曲線の下部の
領域は、回折効率が飽和するまでにフィルムに付与され
た全エネルギーの合計に相当する。本発明の関連におい
ては、このエネルギーは、入射光の強度と露光の合計時
間の積に等しい。 【０１４９】特定のフィルムロットについて、図2Bの曲
線の下部の領域が、フィルムの多重露光ホログラフィー
露光容量に関して、このフィルムを特徴づけるものであ
る。Ｎ個のスライスを有するデータ集合については、こ
の曲線の下部の領域は、各データスライスが曲線下部の
全エネルギーの1/Nを消費し得るように、等量のＮ個の
部分に都合よく分割し得る。特定のスライスのエネルギ
ーが、入射光の強度と露光時間の積に等しいことを考慮
すると、さらに、入射光（つまり物体ビーム）の強度
が、以下にビーム比決定に関して説明する方法で個々の
スライスについて定められることを考慮すると、各スラ
イスについての露光時間を都合よく決定し得る。 【０１５０】本発明のさらに他の局面によると、フィル
ムの各ロットは図2Bに示すものに相当するデータで都合
よく符号化され得る。同様に、最も一般的な35mmフィル
ムは、たとえば、そのフィルムの露光特性に関するデー
タなどの、フィルムの特定の情報で符号化される。同じ
ように、図2Bに示した回折効率曲線に関する情報は、た
とえばフィルムまたはその包装に表示することによっ
て、本発明で用いられる各ホログラフィーフィルムに都
合よく付加され得る。カメラ装置300を制御するのに用
いられるコンピュータ（図示せず）は、フィルムに記さ
れたデータを読み込むように都合よく配置され得、その
後、このデータを用いて、本明細書に記載の方法によっ
て各データスライスの露光時間を計算し得る。 【０１５１】上に述べたように、フィルム面における参
照ビームの物体ビームに対する相対強度はビーム比とし
て知られている。公知のホログラフィー技術は、ビーム
比を偏光状態を参照することなく定める傾向にある。し
かし、特に本発明のいくつかの局面に関連しては、この
言葉の別の定義に、特定の共通偏光状態、つまり共通の
Ｐ偏光状態、または共通のＳ偏光状態における、（フィ
ルム面での）参照ビームと物体ビームとの相対強度を含
める。さらに、あるいは、ビーム比を決定するために、
たとえば、モード検出器を用いてビームのモードをモニ
ターすることによって、またはビームの均一性、つまり
ビームの断面における振幅をモニターすることによっ
て、ビームの他の所望の特性または特質の点で、ビーム
強度を定め得る。 【０１５２】ビームの強度は、フォトダイオードを用い
ることによってフィルム表面で適切に検出され得る。本
発明のある局面によれば、１つ以上のフォトダイオード
を、例えばフィルムホルダ３１９の一部としてカメラシ
ステム３００を有するハードウエア内の好都合な場所に
適切に埋め込んでもよい。この点に関して、このような
フォトダイオードは、透明フィルムの裏側で（フィルム
のそばの）フィルムホルダの周辺あるいはフィルムホル
ダ自体の内部に埋め込まれてもよい。あるいは、所望で
あれば、選択的にビーム経路に挿入し取り外され得る腕
部あるいは同様のレバー機構上に、１つ以上のフォトダ
イオードを適切に配置してもよい。 【０１５３】本発明におけるビーム比率の役割を理解す
るために、ホログラフィを、選択された物体の３次元イ
メージを示すことを意図される表示ホログラフィと、例
えば、レンズ、ミラー、プリズムなどのように定められ
た性質を持つ光学素子のように機能した後、基本的なホ
ログラフィ縞パターンがフィルム上に記録されるホログ
ラフィ光学素子（ＨＯＥ）とに、ホログラムを好都合に
分割し得ることに注目することが役立つ。 【０１５４】ＨＯＥは、乳剤内の散乱光および反射光に
よっても形成される弱い２次縞を支配する傾向にある、
単純な繰り返しの縞パターンになる単純な指向性ビーム
により形成される。１次近似に対して２次縞パターンは
典型的に無視される。従来のホログラフィ理論には、２
つのビームの間の最も強い干渉を実現するためには、単
一ビーム比率を用いなければならないことが記述されて
いる。 【０１５５】一方、表示ホログラフィにおいては、参照
ビームがまだ単一指向性ビームであるのに、物体ビーム
はその物体によって生じる様々な強度および方向を有す
る、非常に複雑なものになり得る。さらに、典型的に、
物体は、非常に高い強度で光を拡散するいかなる数の明
るい点をも示す。得られた縞パターンは、記録された物
体に対して単純な関係を有さない、非常に複雑なもので
ある。さらに、物体上のブライトスポット（ハイライ
ト）は２次参照ビームとしてふるまい、参照ビームと互
いに干渉し合うと望ましくない縞パターンを生成し、そ
の結果、１次縞パターンの相対的強度を効果的に低減す
る多数の組のノイズ縞が生じる。生成した「相互変調」
ノイズ（自己参照ノイズとも称される）は、抑制されな
い限り、許容できないほどの画質の損失を生じる。 【０１５６】従来のホログラフィ理論には、３〜３０ま
での範囲、最も典型的には５〜８までの間でビーム比率
を選択することによって、参照ビームの相対的強度を増
加させることによって物体ビームに対する相互変調ノイ
ズが抑制され得ることが記載されている。これによっ
て、強い１次縞が得られ、大幅に低減された２次縞（相
互変調ノイズ）が得られる。従って、現存のホログラフ
ィ技術において、表示ホログラフィの背景において、単
一比率よりも高い、好ましくは５〜８：１であるビーム
比率によって相互変調ノイズが実質的に低減されること
が示唆される。 【０１５７】ホログラムの回折効率、すなわち、観察者
に対してどの程度ホログラムが明るく見えるかは、ビー
ム比率が１のときに、最大値を示す。ビーム比率が１よ
りも高いときは、回折効率が低下し、その結果、再生さ
れたときにホログラムは暗くなる。しかし、現存するホ
ログラフィ理論における従来の知識には、ビーム比率が
増加するに従って相互変調ノイズの低下は回折効率の低
下よりも早くなるので、正当な回折効率を示すホログラ
ムを生成すると同時に、５〜８：１の間のビーム比率に
よって相互変調ノイズが低減される（すなわち、高い信
号対雑音比を生じる）ことが記述されている。 【０１５８】本発明の背景において、非常に低い参照ビ
ーム対物体ビーム比率、例えば、３：１のオーダーおよ
び特に単一のオーダーのビーム比率を用いることが望ま
しく、それにより特定のデータセットにおけるすべての
データスライスと関連づけられている各ホログラムに対
する最適（例えば、最大）回折効率が得られる。しか
し、本発明の背景において、従来の表示ホログラフィと
比較して、相互変調ノイズ（理論上は、単一ビーム比率
において最大）は重大な問題を引き起こさない。より詳
細には、従来のホログラフィにおける相互変調ノイズ
は、とりわけ、物体と関連づけられた明るい点によって
生じることを想起されたい。本発明において、「物体」
は、２次元の、ウィンドウ化されガンマ補正された（以
下で記述する）データスライスに対応する。従って、本
発明の背景で用いられているデータの性質そのものによ
って本質的に低い相互変調ノイズが得られ、それによっ
て、単一のビーム比率を用いることが可能になり、最大
回折効率および非常に高い信号対雑音比画像が得られ得
る。 【０１５９】さらに、データの組内の各スライスに対し
ておおよそ単一あるいは単一であるビーム比率は、本発
明の好ましい実施態様の背景において敏速にかつ効率的
に選択され得る。 【０１６０】より詳細には、可変波板４０４は、物体ビ
ームを分流させながらフィルム３１９近隣の参照ビーム
の経路にフォトダイオードを配置することによって、あ
るいはその逆を行うことによって校正され得る。波板４
０４へ印可される電圧を所定の増分でゼロから最大値ま
で上昇させると、参照ビームの強度は入力電圧の関数と
して定義されてもよい。物体ビームの（データスタイス
が物体ビームに組み込まれる前の）強度を加えた参照ビ
ームの強度は、これらの共通ソースビームにおおよそ等
しく、この共通ソースビームの強度は容易にに確かめ得
るので、波板４０４に印可される電圧の関数としての純
粋な物体ビーム強度も好都合に導かれ得る。特定のスラ
イスに対する単一のビーム比率に達するように波板４０
４への適した入力電圧を決定することが残っている。 【０１６１】基本的なレベルにおいては、各データスラ
イスは、公知の数の「画素」（イメージング装置３２８
を通過した後にはそのようには表記されない）を有し、
各画素は公知の中間調値を有している。従って、各デー
タスライスには、例えば、純粋な白の比率として輝度値
が割り当てられる。従って、公知の輝度値を有する特定
のデータスライスに対する単一ビーム比率を得ることを
要求する特定の電圧レベルは、輝度値によって乗算され
たときに、同一の電圧レベルに対する参照ビーム強度値
と等しくなる、純粋な物体ビーム強度値に対応する唯一
の電圧値を選択することによって好都合に決定され得
る。この計算は、本明細書に記載されている関係式に従
いプログラムされた、従来のコンピュータによって迅速
にかつ有効に行われ得る。 【０１６２】従って、各データスライスは、単一ビーム
比率を実現するために必要である波板４０４への入力電
圧に対応する電圧値と関連づけられている。 【０１６３】本発明の別の局面によれば、データセット
を有する各データスライスは、上記されたウィンドウ化
手順に引き続きさらに準備されてもよい。特に、イメー
ジング装置３２８は、ＣＲＴ４４４に印可されるデータ
値に従って様々な輝度レベル（中間調）を有する画像を
生成する。しかし、従来のＣＲＴおよび従来の光値は、
画像を駆動するデータに線形的に対応する輝度レベルを
有する画像を必ずしも投影しない。さらに、中間調の人
間の知覚は、必ずしも線形である必要はない。例えば、
任意の輝度値１００を有する画像は、輝度値５０を有す
る画像より２倍明るく見えるが、輝度値１００を有する
画像よりも２倍明るく見せようとすると、輝度レベル２
００が必要となり得る。 【０１６４】人間の視覚システムは、輝度を指数関数と
して一般的に知覚し、ＣＲＴおよび光値は画像を駆動す
るデータのレベルに線形的にも指数的にも関連しない輝
度を有する画像を生成するので、データスライスがウィ
ンドウ化された後、すなわち、輝度およびコントラスト
の総レベルで調整された後、データスライスにガンマ補
正を行うことが望ましい。ウィンドウ化されたデータに
ガンマ補正を行うことによって、実際に観察されている
中間調は、知覚的差異という観点から平等に配分されな
ければならない。 【０１６５】本発明の好ましい実施態様によれば、ガン
マ参照用テーブルは、イメージング装置３２８にともな
う一連の所定の中間調値を表示することによって生成さ
れる。フォトダイオード（図示せず）は、イメージング
装置３２８の出力経路内に適切に配置され、公知のデー
タ値に対応する実際の輝度値を測定する。そして、一連
の測定は、様々な中間調データ値に対応するそれぞれ異
なる輝度レベルに対して行われ、ガンマ参照用テーブル
は特定のデータセットによって示される中間調の範囲に
対して構成される。所望の精度の程度に従って、いかな
る数の中間調がフォトダイオードによって測定されても
よく、光学的に測定されないグレイ値に対する輝度レベ
ルの補間計算機を考慮してもよい。 【０１６６】ガンマ参照用テーブルを用いることによっ
て、参照用テーブルが生成されている間にフォトダイオ
ードによって測定されるように、データ内の等しい値の
輝度ステップが投影された画像において視覚的に等価な
変化に対応するように、各データスライスに対応するデ
ータが翻訳される。 【０１６７】さらに、図７〜８の背景で記載されるよう
に、波板４６３と関連して用いられるとき、光バルブ４
４２は、最も明るく白い画像よりも約２０００倍弱いオ
ーダーで、最もく黒い画像を生成することが典型的に可
能である。人間の視覚システムは、一つのデータスライ
ス内の５０〜１００の中間調内のみで区別が可能である
事実を考慮すると、コントラスト範囲のこのレベルは全
く不必要である。従って、最大の所望のコントラスト比
（すなわち、スライス上の最も明るく白い領域の輝度レ
ベルによって分割されたスライス上の最も黒い領域の輝
度レベル）は、１００〜２００：１であることが望まし
く、それによって輝度スケールの両端がフレキシブルに
なる。従って、特定のスライスのコントラスト比は、光
バルブによって生成され得る、利用し得るコントラスト
比の１０分の１のオーダーであるので、本発明の背景に
おいて用いられるガンマ補正体系の別の局面は、ゼロと
等しい輝度レベルを有するものとして純粋な黒を定義す
ることを包含する。その後、いずれのスライド上の興味
あるにもおける目的の最も暗い領域、すなわち、放射医
学者がスライス上で観察することに興味を持っている最
も暗い領域は、「ほぼ黒」と称される。このほぼ黒い領
域は、純粋な白よりも１００〜２００倍弱いオーダの値
までマップされる。さらに、ほぼ黒の領域の値未満のい
かなる値も純粋な（絶対的）黒（ゼログレイ値）に固定
することが望ましい。これらの純粋な黒領域、言い換え
ればスーパーブラック領域は、目的の最も暗い領域より
も暗いスライスの領域をすべて有している。 【０１６８】本発明で用いられている付加的なガンマ補
正工程は、最も明るい値を固定することを包含してい
る。従来のＣＲＴおよび光値は輝度範囲の頂点において
はしばしば不安定になることを当業者は理解するであろ
う。より詳細には、９０％を超える輝度レベルのいずれ
かの特定のＣＲＴ／光バルブの組み合わせにおいて画像
を駆動するデータの輝度レベルを上げることによって、
全く予測が不可能な輝度レベルを有する画像を生成する
かもしれない。従って、データセットについて輝度レベ
ルの上限を限定し、それをイメージング装置３２８によ
って示される所定の輝度レベルと一致するデータセット
に対する輝度レベルの上限、例えば、イメージング装置
３２８によって生成される最高輝度の９０％で定義する
ことが望ましい。従って、様々なデータスライスにおい
て反射されるような純粋な白は、実際はイメージング装
置が理論上生成し得るものよりも１０％白くないものに
対応し、それによって、光学装置と関連づけられた非線
形性および他の不安定な性質が回避される。 【０１６９】最後に、いずれかのスライスが本質的に黒
かったり、無関係なデータのみを含む場合、所望であれ
ば、スライスを完全に最終ホログラムから除いてもよ
い。 【０１７０】従って、本発明のある局面によれば、物体
ビームの強度は、とりわけ、波板４０４に印可される電
圧レベル、特定のデータスライスについてのデータ分
布、フィルムホルダに関するデータスライスの軸位置、
およびデータに行われるガンマ補正の影響を含む多数の
要素のうちの１つ以上の関数として適切に制御され得
る。 ビューイング装置 コピーホログラムＨ２は、カルフォルニアのLaguna Hil
ls のVOXEL, Inc.によって製造されたＶＯＸＢＯＸ 装
置などのビューイング装置上で適切に再生される。ＶＯ
ＸＢＯＸ ビューイング装置のいくつかの特徴が、1986
年11月18日に発行された米国特許第4,623,214号および
4,623,215号に記載されている。 【０１７１】次に、図１１を参照すると、ビューイング
装置1102は、ハウジング１１０４およびその中に配置さ
れた内部キャビティ１１０６を適切にしており、ハウジ
ング１１０４は、ビューイング装置に環境光および室内
光が入るのを防ぐように構成されている。 【０１７２】ビューイング装置１１０２は、例えば、球
面照射白色光源などの光源１１０８、バッフル１１３
２、ミラー１１３４、フレネルレンズ１１１０、回折格
子１１１２およびベネチャンブラインド１１１４を有
し、ベネチャンブラインドの上にはコピーホログラムＨ
２が好都合に実装されている。ベネチャンブラインド１
１１４およびホログラムＨ２は、簡潔にするために、回
折格子１１１２から空間に分離されているように模式的
に示されている。装置の好ましい実施態様において、フ
レネルレンズ１１１０はハウジング１１０４の前表面を
適切に形成し、回折格子１１１２はレンズ１１１０の表
面に固定された薄い平面シートを形成し、ベネチャンブ
ラインド１１１４は回折格子１１１２に固定された薄い
平面シートを形成する。例えば、適当なクリップ、真空
機構、あるいは何らかの好都合な方法などの何らかの好
都合な機構によって、ホログラムＨ２をベネチャンブラ
インド１１１４の表面に近接しているが取り外し可能な
ように取り付けられる。 【０１７３】フレネルレンズ１１１０は、光源１１０８
によって生成された光を平行にし、回折格子１１１２を
介して平行光を方向付ける。所望の光源１１０８とレン
ズの間の焦点距離は、とりわけ、レンズ１１１０の物理
的寸法によって決定される。空間を保持し、それによっ
てコンパクトなビューイングボックス１１０２を生成す
るためには、光源１１０８からの光がミラー１１３４に
よってその光の経路にそって適切に重畳されなければな
らない。空間利用を最大限にするために光源１１０８は
レンズ近傍に配置され得るので、ミラー１１３４によっ
て折れた光のみがレンズ１１１０に当たるように、バッ
フル１１３２が光源１１０８とレンズ１１１０との間に
好都合に配置され得る。上記のように、この角度と波長
との間の関係は、方程式λ＝Ｋｓｉｎθによって同様に
決定される。本発明の好ましい実施態様において、レン
ズ１１１０の焦点距離はおおよそ１２インチである。 【０１７４】回折格子１１１２は、例えば、本明細書に
記載されているものと同様のホログラフィ工程によって
製造される、ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）を適切に
有している。より詳細には、参照ビームならびにホログ
ラムＨ２（ここでは514.5ｎｍ）を製造するときに用い
られる物体ビームに対応する波長および入射角を有する
物体ビームを用いて、回折格子１１１２が適切に製造さ
れる。好ましい実施態様において、回折格子１１１２は
位相ホログラムであることが有利である。 【０１７５】回折格子１１１２は、光源１１０８から回
折格子上に照射される白色光の様々な成分を波長の関数
として適切に回折する。より詳細には、光が回折格子１
１１２を通過すると、光の各波長は独自の角度によって
屈曲させられる。例えば、白色光の青色成分は角度Ｐに
よって屈曲し、より高度の波長である緑色成分はより大
きい角度Ｑで屈曲し、より高度の波長である赤色光は角
度Ｒで屈曲する。言い換えると、回折格子１１１２は、
格子の表面に対して独自の角度で各波長を平行にする。
しかし、回折格子１１１２は不完全なディフラクタであ
り、従って、入射光の一部のみが回折され（例えば、５
０％）、未回折光の残りの部分は平行な白色光として通
過することを当業者は理解するであろう。 【０１７６】ベネチャンブラインド（ルーバ）１１１４
は、回折格子１１１２を通過する未回折白色光を効果的
に捕らえる、一連の非常に薄く傾斜した光学スラットを
有している。従って、ルーバ１１１４を通過する実質的
にすべての光は、例えば、光が回折格子１１１２によっ
て回折される角度に傾斜して通過する。もちろん、光の
うちにはルーバ１１１４によって回折されないものも若
干あり、その光は様々なランダムな角度で通過する。
さらに、ルーバ１１１４を有するスラットの幾何学的構
成は、最適なカラリゼーションを有するホログラムを生
成するように選択され得る。より詳細には、一定の波長
は本質的に損傷されずにルーバ１１１４を通過する（公
称波長帯）が公称波長帯よりも高いあるいは低い波長は
ルーバ１１１４によってとらえられるように、スラット
の幾何学的構成を選択し得る。さらに、回折格子１１１
２を通過する未回折光がルーバ１１１４を直接には通過
しないように、スラットの幾何学的構成を選択し得る。
スラットの幾何学的構成を調整することにより、例え
ば、そのような未回折光をホログラムＨ２に到達する前
に隣接するスラットの間を多数回（例えば、４回）反射
させることによって、未回折光を実質的に減衰させ得
る。 【０１７７】ルーバ１１１４は、３Ｍ Companyによって
製造された薄い平面光制御フィルムを適切に有する。一
方の表面上ではルーバ１１１４はわずかに凸状になって
おり、さらにこの表面には製造者によってグリース性物
質あるいはろう性物質が明かに塗布されている。傷つき
やすいスラットへの損傷を避けるために、例えばアクリ
ルシート（図示せず）などの保護表面にルーバ１１１４
を付着させることが望ましい。しかし、ルーバ１１１４
の「グリースを塗布した」側面をアクリルシートに不適
切に付着させると、２つの表面の間で不均等な接触界面
が生じ、それによって望ましくない光学特性が生成され
得る。 【０１７８】この界面において高潤滑性を有する粒子状
物質（例えば、タルク）の薄い皮フィルムを塗布する
と、アクリルシートとルーバ１１１４の間の改善された
光学特性を有する接触面が生成される傾向があることを
本発明は決定した。 【０１７９】図示されるように、ルーバ１１１４の表面
にビューイングスクリーンを付着させることによって、
ホログラムＨ２をビューイングスクリーン上に配置す
る。この点に関して、ビューイングスクリーンは、レン
ズ１１１０、回折格子１１１２およびベネチャンブライ
ンド１１１４の構成部材のうちの１つ以上を適切に有す
る。あるいは、ビューイングスクリーンは、上に上記の
構成部材のうちの１つ以上が好都合に実装され得る、例
えばガラスなどの透明物質の薄い平面フィルムを有する
だけでもよい。本発明のある局面によれば、そのような
ビューイングスクリーンは、適切に、幅が１０〜１６イ
ンチのオーダーで、高さが１４〜２０インチ、最も好ま
しくは１４〜１７インチのオーダーである。従って、本
発明に従って製造された様々なホログラム、すなわち、
マスターホログラムＨ１およびコピーホログラムＨ２
は、ビューイングスクリーンよりも小さいか、あるいは
ほぼ同じ大きさを有するように、適切な寸法を有するこ
とが望ましい。特に好ましい実施態様においては、マス
ターホログラムＨ１およびコピーホログラムＨ２は、適
切に、それぞれ幅１４インチ、長さ１７インチである。 【０１８０】回折格子１１１２を製造するために用いら
れたものと同一の波長および参照ビーム角度を用いてホ
ログラムが適切に製造されるので、ホログラムＨ２を通
過する光は、その波長に従って屈曲される。詳細には、
青色光はマイナスＰ度で、緑色光はマイナスＱ度で、赤
色光はマイナスＲ度で屈曲される（マスターホログラム
Ｈ１は、コピーホログラムＨ２を製造している間に反転
されることを思い起こされたい）。従って、すべての波
長は、レンズ１１１０の平面に対して実質的に垂直にホ
ログラムを通過する。その結果、観察者１１１６は、ホ
ログラムＨ２の平面に対して垂直である線に実質的に沿
った視点から再構成されたホログラムを見ることができ
る。 【０１８１】回折格子１１１２の波長選択回折容量をホ
ログラムＨ２の波長選択回折特性と調整することによっ
て、回折格子１１１２によって回折された実質的に全て
の光がホログラムを照明するために用いられ得る。従っ
て、比較的非能率的な回折格子１１１２を用いても、比
較的明るいホログラムの画像が生成される。さらに、か
なりの量のこのスプリアス白色光はルーバ１１１４によ
って遮断されるので、ホログラフィ画像は、回折格子１
１１２によって回折されないスプリアス白色光によって
無駄に散乱されない。 【０１８２】さらに、薄い平面ホログラム、ルーバ１１
１４および回折格子をビューイング装置の一部を形成す
るレンズの表面に実装することによって、ホログラムを
照明する再生ビームは、光源１１０８からの平行光に実
質的に排他的に限定される。すなわち、スプリアス非平
行光がホログラムＨ２の裏面（図１１の右手側）に照射
することを防止する。 【０１８３】本発明に従って製造されたホログラム（Ｈ
２）が箱１１０２上に実装されると、フルパララックス
およびすべての視点からの遠近感（パースペクティブ）
が観察者に提供され、物体の３次元的表示が見られ得
る。ホログラムがビューボックスから取り外され、反転
され、再びビューボックスに戻されてもよいことを、本
発明の発明者はさらに決定した。反転されたホログラム
は、観察者が反対方向からホログラムを見ていること、
すなわち、観察者から最も離れていたホログラム上の点
は今度は観察者に最も近くなり、またその逆になること
を除いては、同一のホログラムの非反転ビューとして、
すべての同一のデータを含む。外科医がある方向から他
の方向に身体上で手術の様々なプロスおよびコンスにア
クセスすることができるようにすることにより提案され
た外科の手順を計画したときに、この特徴は外科医に対
して特に有用になり得る。 【０１８４】単に１つのホログラムをもう一つのホログ
ラムの上部に配置することによって、２つ以上のホログ
ラムが同一のビューボックス上で同時に見られ得ること
も本発明の発明者が決定した。例えば、第１のホログラ
ムが取り替えられるべき身体（例えば、臀部）を有し、
第２のホログラムが補綴代替装置を有する状況では、こ
れは特に重要になり得る。従って、外科医は、適切な背
景において、すなわち、患者の内部の３次元空間に装置
が設置されたときに、提案された装置を見ることができ
る。 【０１８５】さらに、例えば、３次元調整グリッドなど
の調整グリッドを調査の対象であるホログラムで覆うこ
とが有利になり得る。この背景に置いて、適切な調整グ
リッドは、その上で符号化された空間表示を有する１つ
以上の規則あるいは他の測定器のホログラムをただ単に
有するだけでもよい。あるいは、調整グリッドは、例え
ば、線形的方法、対数的方式などの他の好都合な方法で
間を置いた、一連の交差する線、もしくはドット行列あ
るいはほかの視覚的マーキングの行列を単に有するだけ
でもよい。このように、特に、調整グリッドが同じスケ
ールであるか、ホログラムを有する寸法のスケールの好
都合な倍数である場合、調整マーキングを合計すること
によって３次元的距離が容易に計算され得る。 【０１８６】本発明に従ってホログラムを見たときに非
常に弱い光のパターンおよび暗い環が時折目に見えるこ
とも、本発明の発明者が観察している。より詳細には、
見られるたときに、これらの環はホログラムの後ろに非
常に離れて見える。本発明の発明者は、これらの環が各
データスライスと共に拡散する拡散体４７２のホログラ
ムを取り込むことに起因する、インターフェログラムを
構成することを理論化した。この問題を克服するため
に、各データスライスが記録されると、拡散体４７２は
その平面内でわずかに（例えば、１０ミリメートル）移
動してもよい。このように、本明細書に記載されている
ように、各データスライスに対応する画像はフィルム３
１９上に投影されているが、拡散体４７２のわずかに異
なる部分が各データスライスに対して投影され、それに
よって各データスライスに対して拡散体４７２に起因す
ると考えられる同一パターンを投影することが防止され
る。 【０１８７】例えば、１つ以上のデータスライスに本文
材料あるいは図式材料を付加することも可能であり、そ
れにより、データセットの得られたホログラムがこの本
文材料あるいは図式材料を反映し得る。このような材料
は、識別データ（例えば、患者の名前、記録されている
物体のモデルあるいは整理番号）を有しても、あるい
は、純粋な図式情報（矢印、記号など）を有してもよ
い。 【０１８８】この点において、正スコピックビューで見
られるテキストは、同一ホログラムの疑似スコピックビ
ューにおいて反転されることに気づくことは興味深い。
すなわち、正スコピックビューにおいてテキストが右側
を上にして見える場合、疑似スコピックビューにおいは
逆さまに見える。従って、ホログラムにおいてテキスト
を利用することが望ましい限り、ホログラムが正スコピ
ック構成で見られるか疑似スコピックビュー構成で見ら
れるかにかかわらず、テキストが適切に観察され得るよ
うに、同一のテキストをホログラム上部では右側を上
に、ホログラムの底部では上下逆に挿入することが有利
になり得る。 【０１８９】さらに、再生の間にはフィルム平面内のテ
キストは一般的に明確であるが、フィルム平面の外、す
なわち、図１における軸Ａに沿って配置されたテキスト
は一般的により明確でなくなる。「フィルム平面外部
の」テキストはＶｏｘｂｏｘ上で見られると判読可能で
あるが、Ｖｏｘｂｏｘがなければ判読できないので、こ
れは本発明のある側面によると有利である。医学的診断
に用いられるホログラムの背景においては、例えば、患
者の名前、状態などの秘密なある患者の情報がＶｏｘｂ
ｏｘの補助により、しかるべき職員が非常に容易にその
ような情報を見ることができるように、フィルム平面外
部に配置することが望ましく、それによって患者の秘密
性を保証する。 【０１９０】本文材料あるいは図式材料に加えて、例え
ば、特定のホログラムを有する画像の一部、あるいは、
他のホログラムからの画像データなどの付加的なイメー
ジをマスターホログラム上に有することが望ましい。例
えば、百個以上のスライスを有する折れた骨のマスター
ホログラムを考える。キーとなる情報を有する数個のス
ライスについては、ホログラム全体とは距離を置いてい
るがホログラムに隣接しホログラムに対して適した深さ
にあるこのデータを個別に表示することが好ましい。 【０１９１】簡潔に上記したように、本発明に従って製
造されたホログラムをＶｏｘｂｏｘあるいはほかの適切
なビューイング装置上で見るとき、ホログラムが第１の
位置にあるときホログラムの正スコピックビューが観測
され、ホログラムがその水平軸の周りを回転するとき、
疑似スコピックビューが観測される。ホログラフィフィ
ルムの特定の方角が、裸眼による正スコピックビューあ
るいは疑似スコピックビューに対応するか否かを決定す
ることは困難なので、ホログラフィフィルム上に好都合
な表示を配置し、ホログラフィフィルムがビューイング
装置上に配置されたときにホログラムのどのビューが観
察され得るかを観察者に知らせる。例えば、ノッチある
いはその他の物理的表示をフィルム上、例えば、正スコ
ピックビューの右上の角に配置することが望ましい。あ
るいは、適切な表示を、辺に沿って角に、もしくは、ホ
ログラフィフィルムあるいはホログラフィフィルムのた
めのいかなる境界、縁あるいはパッケージ上の好ましい
位置のいずれかに配置することによって、小さなテキス
ト、図式および色のコード化体系が用いられ得る。 【０１９２】本発明の別の局面によれば、データスライ
スの一部のみをウィンドウ化し、かつ、満足のいくコン
トラストおよび陰影を実現することが効果的になり得
る。たとえば、１００個のスライスデータセットに対し
ては、例えば、１０個おきにデータスライスを手動でウ
ィンドウ化し、また、コンピュータによる内挿技術を用
いることによって、割り込みデータスライスを自動的に
ウィンドウ化することが可能である本発明のさらに別の
局面によれば、データセットを含む様々なデータスライ
ス平面からフィルム平面を選択することが可能である。
より詳細には、データセット内の各データスライスは、
それ自体の独自の平面を占める。本発明の好ましい実施
態様によれば、データセットの容量内で中央にあるデー
タスライスが、トラック装置３３４の移動長さの中心に
あるデータスライスに対応するように、トラック装置３
３４は前後に移動する。しかし、所望であれば、フィル
ム３１９の平面がデータセットの一端あるいは他端によ
り近くに配置されるように、イメージング装置３２８と
フィルム３１９との相対的位置を変化させ得る。従っ
て、得られたホログラムＨ２は、データセットを切断す
るためにフィルム平面が選択される場所によって、ホロ
グラムが観察されるスクリーン内あるいは外に投影され
たホログラフィ画像のより大きい部分あるいはより小さ
い部分を有するように思われる。 【０１９３】本発明のさらに別の局面によれば、複数の
異なるホログラムが一枚のシート上に表示され得る。例
えば、外科手術前の身体のホログラムはフィルムの上部
に表示されている。フィルムの下部は２つの４分の１部
分に分割されており、その一方は第１のパースペクティ
ブからの手術後の同一の身体のホログラムを含み、他方
は別のパースペクティブからの手術後の同一の身体のホ
ログラムを含む。これらのおよび他のホログラフィ構成
は、効率的な診断分析を促進するために適切に用いられ
得る。 【０１９４】本発明のさらに別の局面によれば、ビーム
経路全体を適切に黒い管材および黒い箱の中に納めるこ
とが有利である。これによって、望ましくない反射の存
在が最小化される。さらに、マスターホログラムおよび
コピーホログラムを製造する工程全体は、いかなるフィ
ルム表面とも接触し得るスプリアス光を有さない部屋あ
るいは他の囲いの中で行うことが有利である。あるい
は、本発明の背景においてビームのいずれかによって通
過する経路を、他のファイバー光学ケーブルに代えても
よい。ファイバー光学ケーブルを適切に選択することに
よって、ケーブルを通過する光の極性および横断電磁モ
ード（ＴＥＭ）が保存される。ファイバー光学ケーブル
を用いると、システムが非常に圧縮され、さらに、シス
テムの構成部材（例えばミラー）の多くが完全に除去さ
れ得る。最後に、ファイバー光学ケーブルは、参照ビー
ムと物体ビームとの間の差動経路長を補償するために用
いられ得る。特に、ビームの１つが通過する経路が他の
ものと異なる限り、ファイバー光学ケーブルの所定の長
さがより短い距離を通過するビームの経路において用
い、それにより長さの差を補償し、従って、２つの経路
を等しくし得る。 【０１９５】図１０Ｂに示されている疑似スコピック構
成を簡略に再び参照すると、一定の状況下では、自由空
間においてマスターホログラムを再生し、３次元画像を
見ることが望ましい。例えば、手術を行う前に、特定の
身体の部分で外科技術を練習することが、外科医にとっ
て有益になり得る。この点において、例えば、バーモン
ト州、BurlingtonのAscension Technology Corporation
によって製造されたBird（ＴＭ)部品No.600102-Aなど
の６空間デジタイザは、疑似スコピック構成の背景に置
いて有利に用いられ得る。 【０１９６】より詳細には、６空間デジタイザは自由空
間において加工され、従来のコンピュータマウスがその
コンピュータに２次元位置データを報告するのと同様
に、その位置をコンピュータに報告し得る。ホログラフ
ィ空間を移動することによって、サイズあるいは他の寸
法に関するデータがホログラムに対して明白に得られ得
る。 【０１９７】さらに図１０Ｂを参照すると、様々な診断
上のあるいは実験上の職務を行うためには、ホログラム
のフィルム平面外、例えば、自由空間で、ホログラムを
部分的にあるいはその全体を再生することも望ましい。
例えば、負傷した臀部などの人間の解剖組織上の構造の
一部のホログラフィ表示を投影し、ホログラフィ空間に
臀部あるいは他の解剖組織上の要素を置き換えるための
補綴装置を物理的に配置することが有利になり得る。こ
のように、補填装置の「取り付け」および装置の配置前
に行われたどのような適切な補正も確認される。 【０１９８】さらに、自由空間においてホログラムを再
生し、拡散スクリーンもしくは他の透明または不透明構
造をホログラフィ空間に配置し、様々な実験上あるいは
診断上の目的のためにホログラムの対象物との相互作用
を行うことが望ましい。 【０１９９】本発明は、添付の図面と関連して本明細書
に記載されたが、本発明の範囲はこれに限定されないこ
とを当業者は理解するであろう。例えば、ビューボック
スは直方体として記載されているが、ビューイング装置
の様々な構成部品を好都合に収納するいかなる適切な構
造でもよいことを当業者は理解するであろう。さらに、
カメラ装置およびコピー装置は分離したシステムとして
図示されているが、適切に１つのシステムに組み合わせ
られてもよい。 【０２００】添付の請求項に記載されているような本発
明の精神から離れることなく、本明細書中に記載された
様々な構成部品および工程の選択、設計および配置にお
いてこれらのおよびその他の変更をなし得る。
ムを形成する方法および装置に関し、特に、膜基板を３
次元物理システムを表示するために複数の２次元画像で
連続露光することによって、物理システムのホログラム
を生成する技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】ホログラムは、再生されると、物理シス
テムの実際の３次元画像を生成する、物理システムの３
次元記録、例えば、膜記録である。ホログラフィは、次
の点で、立体写真術とは異なる。ホログラフィの画像
は、観察者に水平および垂直両方向のあらゆる角度から
の画像および完全な遠近法の画像を全範囲の観察点から
提供することによって、十分な視差を与える。すなわ
ち、ホログラフィは、観察者に、遠近を問わずあらゆる
距離から全範囲にわたる遠近画像を提供する。このよう
に、ホログラフィの画像表示は、同じような画像の立体
表示よりもはるかに有利である。このことは、特に、容
量測定データの検査および理解が、適切な医学的治療に
重要である、医療診断に当てはまる。 【０００３】３次元空間を満たすデータの検査は、芸
術、科学、および工学のあらゆる分野で発生するが、恐
らく最もなじみのある例としては、医学的撮影である。
医学的撮影では、人体の一部を写した複数の断面画像を
得るために、例えば、コンピュータ制御によるＸ線体軸
断層写真（ＣＴまたはＣＡＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、お
よび他の走査物理療法が用いられる。放射線技師、内科
医、および患者は、これらの２次元データ「スライス」
を観察して、このデータによって示される３次元の器官
および組織について、この２次元データが何を意味する
かを識別する。多数の２次元データスライスを統合する
と、比較的簡単な容量測定画像についても、人間の視覚
システムに多大な負担をかけることになる。検査中の器
官または組織がより複雑になるにつれて、意味のあるか
つ理解できる３次元知的画像を生成するために、大量の
２次元データを適切に統合する能力は圧倒するものとな
りつつある。 【０００４】他のシステムでは、距離に対する視覚に関
連する「奥行き合図（depth cues）」を操作することに
よって画像の３次元表示を複製する試みがなされてい
る。人間の視覚システムに関連する奥行き合図は、生理
学的現象に関連する物理的合図、または知的プロセスに
よって得られ、物体および物体の外観が観察点によって
どのように変化するかに対する以前に経験した人の観察
に基づいて予想される心理的合図に分類され得る。 【０００５】人間の視覚に関与する主要な物理合図に
は、（１）遠近調節（より近くのまたはより遠くの物体
に焦点を合わせるための、筋肉駆動による目の焦点距離
の変化）、（２）収斂（両目が同一点に方向づけられる
ように、両目を内側に旋回させること）、（３）運動性
視差（観察者の目が物体に対して移動する際、観察者に
より近い物体は、より遠い物体よりも、視野内でより速
く移動する現象）、および（４）立体不均衡（両目を分
離した結果、それぞれの目によって観察される物体の相
対的な位置の明らかな相違）が含まれる。主要な心理的
合図には、（１）物体が観察者に対して移動するとき
の、物体のシェーディング(shading)、シャドウイング
(shadowing)、テクスチャー(texture)、および色の変
化、（２）視界の同一線内に存在するより近い物体によ
って遮られた遠い物体の不明瞭化、（３）線形遠近（平
行線が遠方に後退するにつれて、互いに近づくように見
える現象）、および（４）同一または同様の物体を以前
に観察したことから記憶または推理される知識および理
解が含まれる。 【０００６】種々の心理的合図は、奥行きの錯覚を効果
的に形成するために、巧みに扱われうる。従って、頭脳
は、ごまかされて、実際に存在しない奥行きを知覚し得
る。しかし、物理的奥行き合図はこのような操作はされ
ない。物理的奥行きは、一般に、近い範囲の観察に限定
され、画像に関連する情報を正確に伝達する。例えば、
物理的奥行き合図は、観察者から腕の長さの距離内で物
体を見るときに、奥行きを知覚するのに用いられる。し
かし、心理的奥行き合図は、同一の空間の写真または絵
画（すなわち、平面描写）を観察するときに奥行きを知
覚するのに用いられなければならない。写真内の物体の
相対的な位置は、心理的奥行き合図を通して明白に恐ら
く知覚され得るが、にもかかわらず、物理的奥行き合図
は、写真または絵画が、単に３次元空間の２次元表示で
あることを伝え続ける。 【０００７】立体システムは、わずかに異なる遠近でそ
れぞれが生成される画像対に依存する。画像の相違は、
物体の相対的なサイズ、形状、および位置のために、
（心理的合図を用いる）視覚システムによって把握さ
れ、奥行きの錯覚を生み出す。一方、ホログラムは、３
次元画像の錯覚を形成するために、物理的奥行き合図を
支配する心理的合図を必要としない。むしろ、ホログラ
ムは、実際の３次元画像を生成する。 【０００８】従来のホログラフィ理論および実践は、ホ
ログラムが、干渉縞の微細パターン形態をとるコヒーレ
ント光、すなわち互いに相関する光の２本のビームの相
互作用による実際の３次元記録である。特に、参照ビー
ム光は、膜に対して所定の角度で、膜基板に方向づけら
れる。記録される物体から反射される、または記録され
る物体から光を放射する物体(object)ビームは、膜に対
してほぼ垂直に入射する。参照ビームおよび物体ビーム
は、膜によって占有される空間の容量内で相互作用し、
ビームのコヒーレント特性の結果、膜内に定在（静止）
波を生成する。定在干渉パターンは、膜を含む写真エマ
ルジョン内の感光性元素を選択的に露光し、干渉縞とし
て知られる明暗が交互になったラインパターンを形成す
る。干渉ビームと物体ビームとの間の干渉によって生成
される定在波面の生成物である縞パターンは、定在波面
の振幅および位相情報を文字通り符号化する。ホログラ
ムが適切に再照射されると、縞パターン内で符号化され
た振幅および位相情報は、自由空間内で再生され、物体
の実際の３次元画像を生成する。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】従来のホログラフィ理
論はさらに、鮮明かつ非常に輪郭のはっきりした縞パタ
ーンが、鮮明かつ明るいホログラムを生成し、非常に強
すぎる物体ビームが、多数の縞パターンを形成させ（相
互変調）、１次縞パターンの強度を弱める１つまたはそ
れ以上の２次参照ビームのように作用し得ることをさら
に示唆している。従って、ホログラファは、通常、膜表
面において、物体ビームの振幅の約５〜８倍の振幅を有
する参照ビームを用い、干渉縞パターン内における単一
な高コトラストのパターンの形成を促進し、物体に関連
した輝点から生じるスプリアスノイズを低減させる。さ
らに、公知のホログラフィ技術は、一般に、膜基板を有
するエマルジョンの単一領域内で、単一なホログラム、
または２つまたは３つまでのホログラムの記録を限界と
しているため、本発明の目的は、可能な限り強い縞パタ
ーンを生成し、最も明るいホログラフィ表示を確実にす
ることである。従って、ホログラファは、通常、物体を
露光した状態で、膜エマルジョン内の多数の感光性粒子
を露光することを試みている。ホログラフィ膜内のすべ
ての点は、物体上のすべての可視点に関する情報を具現
化する縞パターンの一部を有するため、ホログラムの対
象である物体または画像の形状に関係なく、縞パターン
は、エマルジョンの全容量に存在する。その結果、強
く、高コントラストな縞パターンの形成により、必然的
に、エマルジョン内の有限の量の感光性元素の最終量が
迅速に消費され、単一な膜基板上に生成され得る高コン
トラストなホログラムの数を２から３に限定する。１０
から１２個ほどの異なるホログラフィ画像が、理論的
上、単一な膜基板上に記録され得ることを示唆している
ホログラファもいる。しかし、これまで、限定された少
数のホログラムよりも多くのホログラムを重畳すること
は認識されておらず、事実、従来のホログラム理論のコ
ンテクストにおいては可能ではなかった。 【００１０】単一な膜基板上の少数の重畳されたホログ
ラフィ画像を用いる従来のホログラムにおいては、比較
的低パーセントのスプリアスな露光および／または現像
された感光元素（曇り）の存在は、得られるホログラム
の質を目に見えるほど低下させない。対照的に、下記の
ように、本発明によって形成されたホログラムは、通
常、単一な膜基板上に重畳された１００またはそれ以上
までのホログラム用いる。従って、各ホログラム上の少
量の曇りの存在は、最終製品の質に深刻な累積影響を与
える。 【００１１】従って、多数の、例えば、数百またはそれ
以上までの異なるホログラムを単一膜基板に記録させ、
人体部分および分離されたデータスライスの形態で現在
観察される他の物理システムの実際の３次元ホログラフ
ィ再生を容易にするホログラムを製造する方法および装
置が必要とされる。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、先行技術の限
界を克服するホログラムを形成する方法および装置を提
供する。 【００１３】本発明の１つの局面によると、ホログラム
カメラ装置は、単一なレーザ源と、レーザビームを参照
ビームと物体ビームとに分離し、両ビームを膜基板に方
向づけるように構成されたビームスプリッタを有する。
装置はさらに、複数の２次元画像、例えば、ＣＴスキャ
ンデータセットを有する複数スライスのデータを物体ビ
ームおよび膜に順次投影するように構成された空間光変
調器を有する。このように、データセットの各２次元ス
ライスの３次元ホログラフィ記録は、膜上に生成され
る。 【００１４】本発明の他の局面によると、百から二百以
上の個々の２次元スライスからなるデータセット全体
は、膜に重畳され、単一な基板（マスターホログラム）
上に個々に相関する百またはそれ以上のホログラムが重
畳される。少数（例えば、１から４）のホログラムが単
一膜基板上に重畳される先行技術とは対照的に、本発明
は、それぞれが、膜内の感光性元素をほぼ等しいが、少
なくとも比例して消費する、多数の比較的弱いホログラ
ムを記録する方法および装置に関する。 【００１５】本発明のさらに他の局面によると、参照か
ら物体へのコピー（転送）装置が設けられ、一回の露光
で迅速かつ効率的に単一ホログラムとして生成され得
る。 【００１６】本発明のさらに他の局面によると、約１の
参照ビーム対物体ビーム比は、マスターホログラムを形
成するのに用いられ、各２次元データスライスについて
有用に変換される感光性元素（例えば、ハロゲン化銀結
晶）の数を維持する。さらに、レーザビームのコヒーレ
ンス、偏光、および散乱、ならびに露光時間およびデー
タの中間レベル値を含む種々のプロセスパラメータを注
意深く制御することにより、マスターホログラムを含む
個々のホログラムが、とりわけ、データセットを含むデ
ータスライスの数に比例して、エマルジョン内のハロゲ
ン化銀結晶の量を消費（変換）することを可能にする。 【００１７】本発明のさらに他の局面によると、ホログ
ラム観察装置は、本発明によって生成されたホログラム
を観察するために設けられる。特に、本発明による例示
的な観察ボックスは、広いスペクトル光源、例えば、内
部に搭載された白色光源、コリメータ（たとえば、フレ
ンネル）レンズ、広いスペクトル光源、例えば、回折格
子、およびベネチャンブラインド（ルーバ）を備えた、
適切に囲まれた長方形の装置を有する。コリメータレン
ズは、回折格子を通して白色光の平行源を方向づけるよ
うに配置される。本発明のコンテクストでは、平行光と
は、ビームが適切な伝播長にわたって実質的に一定の断
面積を有するように、そのすべての方向成分が同一の伝
播方向を有する光のことを指す。 【００１８】回折格子は、各光成分の波長の関数である
角度で光を透過させるように構成されている。ホログラ
ムはまた、対応する波長の関数である各角度で光を通過
させる。観察前にホログラムを反転させることによっ
て、すべての波長の光は、実質的に垂直なホログラムか
ら出射される。 【００１９】 【発明の実施の形態】本発明においては、３次元の物理
的なシステム（例えば、人体の一部）に対応して設定さ
れた体積データが単一の記録材料、例えば写真基板に符
号化され、これにより物体のマスターホログラムを生成
する。マスターホログラムは、適切な光源に向けること
によって再生されると、十分な視差および十分な遠近を
示す物体の３次元画像を再生成する１つ以上の複製を生
成するために用いられ得る。従って、特定のデータセッ
トに対して、本発明は、複数の個別の相関する光学シス
テム、すなわち、マスターホログラムを生成するための
カメラシステム、マスターホログラムのコピーを生成す
るための複製システム、および、カメラシステムの特定
の構成に応じてマスターホログラムまたはその複製のい
ずれかを再生するための観察システムを意図している。 【００２０】データセット物理的なシステムに対応する
体積データを生成するための現在知られている様式とし
ては、特に、コンピュータによるＸ線体軸断層撮影（Ｃ
ＡＴまたはＣＴ）スキャン、磁気共鳴スキャン（Ｍ
Ｒ）、３次元超音波（ＵＳ）、陽電子放射断層撮影（Ｐ
ＥＴ）などがある。本発明の好適な実施態様では、典型
的には体内部位（例えば、脳、脊髄、および他の様々な
骨および器官）を検査するために用いられる医療用撮像
システムに関して述べるが、本発明は、データの３次元
的分布を定義するすべての適切なデータセットに関連し
て用いられ得、そのデータセットが物理的なシステム、
例えば数値、図形などを表すかどうかには関係ないこと
は当業者には周知である。 【００２１】図１Ａ〜図１Ｄに示すように、典型的なＣ
Ｔ装置は、周知のように、ガントリー１０とテーブル１
２とを備えている。テーブル１２は所定の速度で軸方向
に（図１の矢印Ａに沿って）移動するように配置される
と有利である。患者（図示せず）は、検査される体の部
位が通常はガントリー１０の縁より内部に位置するよう
にテーブル１２に乗せられる。 【００２２】ガントリー１０は、周部に配置された複数
のＸ線源と記録装置（共に図示せず）とを備えるのが適
切である。患者がガントリー１０に対して軸方向に移動
するに従って、Ｘ線装置は、検査部位（図１Ｂ参照）に
関して得られるデータを含む３次元空間（体積）１６を
構成する一連の２次元データスライス１４Ａ、１４
Ｂ、．．．１４Ｘを記録する。すなわち、各データスラ
イス１４は組み合わされて、全体的に検査部位の３次元
画像を構成る体積データセット１６を形成する。本明細
書において、「体積」または「体積空間」という語句
は、複数の２次元データスライス１４を含み、各スライ
スは所定の様式によって検査部位に関する特定のデータ
を含む体積データセット１６を意味する。 【００２３】典型的なデータセットは約１０から７０
（ＣＴシステムの場合）または約１２から１２８（ＭＲ
の場合）の２次元データスライス１４を有する。データ
スライス１４間の厚さおよび間隔は構成変更可能であ
り、またＣＴ技術者によって調整され得ることは当業者
には周知である。典型的なスライス厚さは１．５から１
０ミリメートル、最も典型的には約５ミリメートルであ
る。スライスの厚さは、望ましくは、連続した各データ
スライス間に重複が少しだけ存在するように選択され
る。 【００２４】ＣＴまたはＭＲスキャンに対応するデータ
セットは、典型的には、複数（例えば５０〜１００枚）
の２次元の透明画像の形態で再生され、これらは、光ボ
ックスに取り付けられると、観察者（例えば医者）が各
データスライスを観察することを可能にする。複数の連
続したデータスライス１４を観察することによって、観
察者は体積１６内に物理的なシステムの３次元の心的な
画像やモデルを構築し得る。観察者の心に構築された３
次元モデルの正確度は、観察者の熟練度、理解量、およ
び経験のレベル、ならびに体積１６内の体部位の複雑度
および異常の程度の関数である。 【００２５】ある環境においては、データスライスのい
くつかまたはすべてに対して、ガントリー１０の平面が
テーブル１２の移動軸に対して所定の角度、例えば角度
αを形成するようにガントリー１０を水平軸Ｂ回りに傾
けるのが望まれる。特に図１Ｃに示すように、傾けたガ
ントリーを使用することによって、複数のデータスライ
ス１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、．．．１８Ｘを有する別の
体積１８に対応するデータセットが生成される。ここ
で、Ｘはデータスライスの数に対応し、各データスライ
スの平面は軸Ａに対して角度（α）を形成する。検査部
位が放射に感応する生理学的構造（例えば目）に隣接す
る場合は、傾いたガントリーを用いることにより、すぐ
近くの放射感応物質を照射することなくデータを収集す
るのが可能となる。 【００２６】傾いたガントリーを使用することに加え
て、各データスライスの平面が他のすべてのデータスラ
イスの平面に対して必ずしも平行ではない、またはデー
タセットの軸に必ずしも直交しないデータセットを生成
するためには、他の方法が用いられ得る。実際におい
て、データセットの軸は必ずしも直線を有しない。例え
ば、コンピュータ上でデータを人工的に操作し、例えば
データをグラフィック的に回転させるということを行う
ことによって、データの様々な遠近および観察点を生成
するというコンピュータを活用した技術が開発されてい
る。このような状況では、本発明において設定された３
次元データを複製するのは可能である。特に、物体ビー
ムを膜に投射する角度を注意深く調整することによっ
て、特定のデータスライスの平面が他のデータスライス
の平面に対しておよびデータセットの軸に対して適切に
方向付けられる。 【００２７】あるいは、物体ビームと膜との間の角度を
操作することに加えてまたはこれに代えて、例えば、ソ
フトウェア内のデータを膜に投射する前にこれを操作す
ることによってある角度に向けるデータセットを複製し
得る。図１Ｅを参照してさらに詳しく述べると、ある角
度に向けるデータセット２８は、例えば図１Ｃに示すデ
ータセット１８に類似した、複数のある角度に向けるデ
ータスライス３０を有する。ソフトウェア内の各データ
スライス３０を操作することによって、例えば点線の延
長部３２ａで示すように、各データスライス３０の上部
分に新たな空白（例えば黒の）空間を追加し得る。さら
に、例えば点線３２ｂで示すように、ソフトウェア内の
各スライスに新たな黒の空間を追加し得る。このように
して、各データスライス３０は上下領域で適切な量だけ
効果的に延ばされ、角度を持ったデータセット２８をも
っと一般的なデータセット、例えば、各点線延長部３２
ａおよび３２ｂによって増大した図１Ｅに示す方形のデ
ータセットに効果的に変換する。このような増大したデ
ータセットは次に、本発明の方法に従って複合ホログラ
ムへと変換され得、この結果、この複合ホログラムは観
察者にはスペース内である角度をもって傾いているよう
に見える。 【００２８】図１Ｄに示すように、典型的な超音波デー
タセット２０は、扇状の体積空間を定義する複数のデー
タスライス２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ ．．．２０Ｘを有
する。 【００２９】本発明の別の局面によれば、１つのデータ
セットに対応するホログラムを様々な遠近から観察する
のが望ましい。これに関して、ソフトウェア内のデータ
セットを操作して、得られるホログラムを別の観察点か
ら、例えば、側部から、上部から、またはデータセット
の軸の一方から所定の角度で観察し得ると有利である。 【００３０】図１Ｆを参照してさらに詳しく述べれば、
例示的なデータセット４０は複数の間隔を開けたデータ
スライス４２、例えばＣＴまたはＭＲスキャンに対応す
るデータスライスを有する。図１Ｆに示した例では、各
スライス４２は、各々が関連した特定の中間調を有する
画素列を備えている。各データスライスを構成する画素
数は、特に、データを生成するために用いられる装置の
関数である。ＭＲおよびＣＴデータは５１２×５１２の
マトリックスとして生成されることが多い。従って、図
１Ｆに示す各データスライスは、５１２個の画素を含む
第１の寸法Ｅ1と、同様に５１２個の画素を含む第２の
寸法Ｅ2とを有する。図１Ｆに示す例示的な実施態様で
は、データセット４０は、望ましいデータスライス数、
例えば１００個に対応する第３の寸法Ｅ3を有するもの
として定義され得る。 【００３１】軸Ａに沿った観察のために、本発明の方法
および装置に従ってデータセット４０の複合ホログラム
を生成することが望まれるときは、各データスライス４
２は以下に述べるように処理される。一方、異なる観察
点、すなわち軸Ａに沿った観察点以外の観察点から観察
するためにデータセット４０の複合ホログラムを構成す
ることが望まれる場合は、マスターホログラムを生成す
る前にソフトウェア内のデータセット４０を構成するデ
ータを操作することが有利である。 【００３２】詳しく述べれば、各々が軸Ａに直交するよ
うに示されている軸Ｂまたは軸Ｃに沿って観察するため
の、データセット４０のホログラムを構成することが望
まれる。さらに、本発明の方法および装置に従ってデー
タセット４０を操作して、「軸から外れた」観察点を含
むあらゆる所望の観察点から観察し得るホログラムを生
成することが可能である。 【００３３】次に、図１Ｇに示すように、データセット
４０は、対応するホログラムが軸Ｂに沿った観察点から
生成されるように適切に操作され得る。従って、データ
セット４０は、各々が５１２個の画素を含む第１の寸法
Ｅ2と、最初にデータセット４０を構成した１００個の
スライスに対応する第２の寸法Ｅ3とを有する一連のス
ライス４４に分割され得る。実際において、データセッ
ト４０が図１Ｇに示すように操作されると、データは、
各々が第１の寸法Ｅ2（５１２画素）と第２の寸法Ｅ3
（１００スライス）とを有する５１２個の平行スライス
に適切に転移される。図１Ｇに示す５１２個のデータス
ライス４４に対応する５１２個のホログラムを重ねて、
軸Ｂに沿った観察に対する複合ホログラムを生成するこ
とが可能となる一方で、このようなホログラムを作製す
るために用いられる「スライス」数を減らすことが好適
である。 【００３４】本発明の１つの局面によれば、ホログラム
を製造するために用いられるスライスの実効数を減らす
ことによって、軸Ｂ（または他の所望の方向）に沿った
観察に対してホログラムを作製し得る。例えば、各々が
データセット４０を構成する４つの連続スライス群を表
す１２８個の混合スライス（５１２／４＝１２８）を生
成し得る。 【００３５】本発明のさらに別の局面によれば、各混合
データスライスは都合のよい方法によって対応するデー
タスライス群から作製され得る。例えば、各混合スライ
スを構成する各「画素」に対する中間調は、特定の混合
データスライスによって表されるデータスライス群に関
連する各画素の対応する中間調の関数として決定され得
る。上述の例では、混合データスライスを構成する各画
素には、特定の混合データスライスによって表される４
つの本来のデータスライスに関連する４つの対応する画
素の関数として値が割り当てられる。 【００３６】本発明のさらに別の局面によれば、このよ
うな混合画素の中間調は、本来のデータスライスに対応
する４つの画素に関連する中間調を平均化することによ
って適切に決定される。あるいは、混合画素値は、４つ
の対応する本来の画素値の各々に関連する最大（または
最小）中間調を選択することによって決定され得る。あ
るいは、混合画素値は、ホログラムによって表される物
理的なシステムの関連部位に位置的に最も近い本来のス
ライスに対応する固有の本来の画素値の値をとり得る。
操作されるデータの性質によって、前述の方法と他の方
法とを組み合わせが、本発明において適切に用いられ得
る。 【００３７】実質的には、本発明においては、いかなる
適切な体積的な構成もデータセットによって定義され得
る。従って、各データスライスは特定のデータセットを
構成する他のすべてのデータスライスに必ずしも平行で
はないが、各データスライスが隣接するスライスに実質
的に平行であるならば、かなり正確な画像が生成され得
る。さらに、コンピュータプログラムを用いてデータセ
ットを再構成し、スキャナーの捕捉平面以外の平面に平
行スライスを提供し得ることは当業者にとっては周知で
ある。 【００３８】現在知られているＣＴスキャンシステム
は、例えば、２５６個のまたは５１２個の平方の画素マ
トリックスによって定義される解像度を有するデータス
ライスを生成する。さらに、このマトリックス内の各ア
ドレスは、典型的には、１２個のビット中間調によって
定義される。ＣＴスキャナーは従来はハウンズフィール
ド（Houndsfield）単位で測定され、これにより空気は
マイナス1,000の密度および水はゼロの密度を有する。
従って、データスライス内の各画素は、従来のＣＴシス
テムにおいてはマイナス1,000から3,095（両端を含む）
までの間の中間調を有し得る。人間の目は純白と純黒と
の間に最大約１００の中間調を同時に感知し得るため、
スライス内の各データポイントが約５０から１００の中
間調の範囲（4,096の表示可能な中間調に対するものと
して）のうちの１つを示すようにデータセットを操作す
ることが望ましい。これらの中間調を再定義するプロセ
スは、「枠付け」(windowing)（放射線学）、「ストレ
ッチ」(stretching)（遠隔探知／衛星撮像）、および
「測光補正」(photometric correction)（天文学）のよ
うに様々に呼ばれる。 【００３９】本発明者は、最適なコントラストは各デー
タスライスをその内容に従って枠付けすることによって
得られ得ると判断した。例えば、検査の主体である骨の
断面を描くＣＴデータスライスでは、関連するデータ
は、典型的には、マイナス600から1,400の範囲の中間調
を示す。マイナス600より小さくまたは1,400より大きい
中間調を示すデータスライスの領域は検査には関係ない
ため、1,400より上のすべての中間調を純白に対応する
高い値に押し込め、またマイナス600より低い中間調を
有するデータポイントを純黒に対応する低い値に押し込
めるのが望まれる。 【００４０】別の例として、脳物質のための通常の中間
調は、典型的には、約４０の範囲内であり、一方、腫瘍
組織に対応する中間調は120の範囲内であり得る。これ
らの値が4,096の中間調の範囲内で表されることになれ
ば、人間の目が通常の脳と腫瘍組織とを区別するのは極
めて困難となろう。従って、例えば140より大きい中間
調を有するすべてのデータポイントを純白に対応する非
常に高いレベルに押し込め、また、例えばマイナス３０
より低い中間調を有するデータポイントを純黒に対応す
る非常に低い値に押し込めることが望ましい。この方法
でデータセットを枠付けすることにより、シャープでは
っきりとしたホログラムの生成が可能となる。 【００４１】データセットをスライス対スライスベース
で枠付けすることに加えて、所定の条件下では、特定の
スライス内で例えば画素により異なる枠付けを行うこと
は有利である。例えば、所定の１つのスライスまたは連
続したスライスにより脳内に深い腫瘍が示され得、この
腫瘍は、例えば腫瘍を１つ以上の放射ビームにより照射
することによる放射療法により処置されることになる。
照射されない予定の領域では、スライスは比較的暗い方
法で枠付けされ得る。低レベルから中間レベルの放射が
なされる予定の領域では、スライスは幾分明るく枠付け
され得る。高レベルの放射領域では、スライスはさらに
明るく枠付けされ得る。最後に、実際に腫瘍を含む領域
では、スライスは最も明るく枠付けされ得る。本発明に
おいては、得られるホログラムは頭全体のぼんやりとし
た画像、より明るい脳領域、および現在照射されている
（処置中にデータセットが取られる場合）かまたは照射
される予定の領域である最も明るい領域を生成する。 【００４２】データセット作製における別の工程は切り
取り（cropping）である。この工程によって、各データ
スライスまたはデータスライス全体の検査とは関係ない
領域は単に削除される。不必要なデータの切り取りもま
たシャープではっきりとしたホログラムの形成に寄与す
る。 【００４３】詳しくは、感光乳剤の体積内の各ポイント
は、固有の観察点からホログラム画像全体に対応する微
細な縞パターンを示す。別の言い方をすれば、ホログラ
ム膜の左下隅の任意の点は、この特定の点から画像が見
られるときホログラム画像全体を符号化する干渉縞パタ
ーンを有する。膜の中心近くのホログラム膜の別の任意
の点は、画像が膜の中心から観察されるときのホログラ
ム画像全体を表す干渉縞パターンを有する。このような
同じ現象はホログラムのすべての点に対して成り立つ。
上記に簡単に述べたように、適切な写真基板は、好まし
くは、例えばトリアセテートのプラスチック基板の表面
に接着する所定量の写真用感光乳剤を有する。感光乳剤
は典型的にはゼラチン状の感光乳剤に懸濁された極めて
多量のハロゲン化銀結晶（粒）を有する。感光乳剤が有
限量の結晶を含有する限り、データスライス内の不必要
なデータの削除（切り取り）により、各データスライス
に対して変換（露光）される実質的にすべてのハロゲン
化銀粒が各スライスからの関連データに対応することが
確実となる。各データスライスに対して変換されるハロ
ゲン化銀粒の数を保持することによって、より多くのス
ライスが１つの特定の膜に記録され得る。カメラシステ
ムデータセットが適切に作製（例えば、枠付けおよび切
り取り）されると、各データスライスの個々のホログラ
ムは単一の膜基板に重ねられマスターホログラムを生成
する。好適な実施態様によれば、特定のデータスライス
に対応する個々のホログラムが生成され、一方、特定の
スライスに対応するデータが膜基板とは異なる距離で配
置される。これについては後に詳述する。 【００４４】図３〜図４に示すように、本発明のカメラ
システム３００は、レーザ光源３０２、シャッター３０
６、第１ミラー３０８、ビームスプリッタ装置３１０、
第２ミラー３１２、参照ビーム拡張器３１４、コリメー
タレンズ３１６、膜支持体３１８、第３ミラー３２０、
物体ビーム拡張器３２２、撮像装置３２８、投射光学装
置３２４、偏光子３２７が取り付けられた分散表面４７
２を有する後部投射スクリーン、およびトラック装置３
３４を有する。撮像装置３２８、投射光学装置３２４、
および後部投射スクリーン３２６はトラック装置３３４
に堅固に取り付けられ、これにより、これら要素はトラ
ック装置３３４が矢印Ｆによって示されるラインに沿っ
て軸方向に移動するとき一体に移動する。後に詳述する
ように、トラック装置３３４は、ホログラムの主体を構
成するデータスライスの相対位置を複製するように構成
される。好適な実施態様では、トラック装置３３４の全
行程は、例えば約６インチのデータセットを生成するの
に用いられる特定の走査方法の実際の行程を十分に包含
する。 【００４５】カメラ装置３００は、図示するように、周
囲の振動から適切に隔離される堅固なテーブル３０４に
取り付けられる。特に、物体ビームと参照ビームとの間
の相互作用によって生成される干渉縞パターンは、ホロ
グラムの主体である「物体」についての位相および振幅
情報を内部に符号化している静的波面(static wave fro
nt)である。物体ビームと、参照ビームと、ホログラム
を記録する膜との間の相対移動はすべてこの静電気干渉
パターンを妨害し、この結果、記録されたホログラムが
著しく劣化する。従って、カメラ装置全体が外部の振動
から隔離されるのが重要である。 【００４６】振動の隔離を実現するためには、テーブル
３０４は堅固な蜂の巣状(honey comb)の上テーブル、例
えば、Newport of Irvine, Californiaにより製造され
るＲＳシリーズの製品RS-512-18を有する。テーブル３
０４は、複数（例えば４個）の空気式の振動隔離装置(p
neumatic isolators)、例えば、同様にNewportによって
製造されるStabilizer I-2000に取り付けられる。 【００４７】カメラ装置を外部振動から空気式により隔
離することとは別の方法として、カメラ装置を構成する
様々な構成要素（テーブル３０４を含む）を堅固な材料
により作製し、テーブル３０４にしっかりと取り付ける
ことがある。このように非常に堅固なシステムは、外部
または内部に生じる所定の程度の振動に対してはもろい
が、このような振動に対応して堅固な単一体として移動
しやすく、システムの様々な部分間の相対移動を低下さ
せるように設計され得る。 【００４８】装置に必然的に影響を与える低振幅の振動
を補償するために、「縞ロック（fringe locking）」と
して知られる方法が用いられ得る。詳しくは、ホログラ
ムが記録される膜に示される縞パターンは拡大され１つ
以上のホトダイオードによって観察され得る（典型的な
縞パターンは暗いラインと透明なラインとが交互に現れ
る領域を示す）。ホトダイオードによって検出される縞
パターンのすべての移動を補償するために、参照ビーム
か物体ビームのいずれかの光路長を操作して安定した縞
パターンを維持し得る。このためには、適切な構成要
素、例えば、物体ビームまたは参照ビームを方向付ける
ために用いられるミラーの内の１つを圧電素子に取り付
け得る。圧電素子は、圧電素子に印加される電圧信号に
従って所定の方向に僅かに移動するように構成される。
ホトダイオードの出力はサーボループ(servo-loop)に印
加され得、これは、ミラーが取り付けられる圧電素子に
印加されると、直ちに光路長を補正してホトダイオード
によって感知される縞パターンの移動を補償する。この
ようにして、カメラ装置を構成する様々な構成要素間の
振幅の小さい相対移動は存在するが、これは前述の方法
で補償され得る。 【００４９】前述の縞ロックメカニズムは、フィードバ
ック信号の振幅がシステムが受ける振動の程度を示すよ
うに適切に構成され得る。このフィードバック信号は電
圧または電流信号の形態、または他のいかなる所望のパ
ラメータであってもよい。特性（例えば、この信号の振
幅）または他の所望の特性をモニタすることによって、
振幅を直接測定する必要なく、振動の振幅を決定し得
る。この結果、フィードバック信号は、所定のしきい値
を超えるフィードバック信号（振動の強さを示す）が検
出されるとき、警告ランプを点灯し、ホログラム作製プ
ロセスを一時的に停止させ、または他の所望の出力を実
行するために用いられ得る。例えば、高い振幅、高い周
波数、または高調波振動の間はホログラム作製プロセス
を一時的に停止させ、望ましくない振動特性が終わると
プロセスを回復させ得る。 【００５０】さらに、振動データの履歴において振動デ
ータを分析することによって、周期的な振動現象の将来
の発生を予測しまたこれに従ってシステムを調整するこ
とが可能となり得る。 【００５１】あるいは、カメラ装置３００の選択された
構成要素、および特に膜支持体３１９、分散器(diffuse
r)４７２、撮像装置３２８、投射光学装置３２４、分散
器４７２、およびトラック装置３３４を一緒に取り付け
得、これにより、これら構成要素間の相対移動が最小限
にされる。この制約を満足させることにより、外部振動
は本発明の方法に悪影響を与えない。この点において、
上記の構成要素群を適切なバネメカニズム、例えば空気
によるバネ、機械的なバネ、磁気または静電気によるバ
ネメカニズムを介して吊り下げるかまたは懸垂すること
が望ましい。このようなバネメカニズムはまた能動的に
または受動的に振動を制することを可能とする。 【００５２】レーザ源３０２は従来のレーザビーム発生
器、例えば、発光帯域の幅を小さくするためのエタロン
を含むアルゴンイオンレーザ、好ましくはCoherent, In
c. of Palo Alto, Californiaにより製造されるInnova
306-SFを有する。レーザ３０２は400〜750ナノメータ
（ｎｍ）、好ましくは514.5または532nmの範囲の波長を
有する単色ビームを生成することは当業者には周知であ
る。しかし、紫外線および赤外線領域の波長を含み、選
択された写真材料が適合するならばいかなる適切な波長
を用いてもよいのは当業者には周知である。 【００５３】あるいは、レーザ３０２は、５３２ｎｍの
波長でレーザ光を適切に発光する、固体ダイオードによ
る周波数２倍(frequency-doubled)のＹＡＧレーザを有
し得る。これらのレーザは純光の３〜６億ワットの範囲
で発光し得、極めて効率的であり、空気冷却され、また
高い安定性を示す。 【００５４】レーザ３０２はまた、参照ビームと物体ビ
ームとが移動する全光路間の相違と少なくとも同じ長さ
の、および好ましくはこの相違の少なくとも２倍の長さ
のコヒーレンス長を示すべきである。例示した実施態様
では、参照ビームが移動する名目の設計光路長は物体ビ
ームの光路長に等しい（約２９２センチメータ）。しか
し、特に設定の位置、用いられる特定の参照角度、およ
び膜の大きさにより、参照ビームおよび物体ビームのい
くつかの成分は僅かに長いまたは短い光路長を移動し得
る。従って、レーザ３０２はこの相違が過度の場合、す
なわち約２メートルのコヒーレンス長を示す。 【００５５】シャッター３０６は従来の電気機械シャッ
ター、例えば、Vincent Associatesof Rochester, New
Yorkによって製造されるUniblitzモデル番号LCS4Zを有
する。好適な実施態様では、シャッター３０６は遠隔作
動され得、これにより参照ビームおよび物体ビームは膜
基板の露光の間にのみ生成され、それ以外のときにはレ
ーザ光をシステムから効果的に（例えばシャッター３０
６を介して）分岐させる。パルスレーザ源が用いられる
場合はシャッターを用いる必要はないことは当業者には
周知である。さらに、複数のシャッター、例えば、参照
ビームを選択的に制御するシャッターと物体ビームを個
別に制御する別のシャッターを組み込んで、各ビームを
個別に制御し得ること、例えば、参照ビームおよび物体
ビームの各強度を膜表面で個別に測定および／または較
正し得ることが望ましい。 【００５６】カメラ装置３００に用いられる様々なミラ
ー（例えば、第１ミラー３０８、第２ミラー３１２、第
３ミラー３２０など）は、従来の前面ミラー、例えば、
パイレックス（登録商標）基板にコートされた誘電性ミ
ラー、例えば、Newportによって製造されるストックミ
ラー10D20BD.1を有する。約1.5ミリメータのビーム直径
を有する典型的なレーザに対しては、ミラー３０８は直
径が約１インチの表面を有する。 【００５７】第１ミラー３０８は光源ビーム４０２をビ
ームスプリッタ装置３１０に向けるように構成される。
例示した実施態様では、第１ミラー３０８はビーム４０
２の方向を９０度だけ偏光する。しかし、カメラ装置３
００を構成する様々な光学要素の相対位置および様々な
ビームが移動する特定の光路はほとんど、これら利用可
能な構成要素の物理的な大きさの関数である。作動する
前提として、参照ビームおよび物体ビームは同じレーザ
源から発光して、膜支持体３１８の表面で参照ビームと
物体ビームとの間に正しい相互関係が確実に得られるこ
と、およびビームスプリッタ３１０から膜３１９まで参
照ビームが移動する光路がビームスプリッタ３１０から
膜３１９まで物体ビームが移動する光路にほぼ等しいこ
とが望ましい。 【００５８】図４に示すように、ビームスプリッタ装置
３１０は、好ましくは、可変波プレート(wave plate)４
０４、各固定波プレート４０８および４１２、各ビーム
分割キューブ４０６および４１４、ならびにミラー４１
６を有する。全体的なレベルでは、ビームスプリッタ装
置３１０は光源ビーム４０２を物体ビーム４１０と参照
ビーム４１８とに分離するように機能する。さらに、図
３に示すように、ビームスプリッタ装置３１０はまた撮
像装置３２８および偏光子３２７と協動し、これによ
り、参照ビームと物体ビームとが膜支持体３１８に取り
付けられた例示的な膜基板３１９に接触するとき、これ
らが同じ偏光状態で純粋に、すなわち後に詳述するよう
に、実質的にＳまたはＰ偏光されることが確実となる。
参照ビームと物体ビームとが同じ偏光状態で純粋に偏光
されるのを確実にすることによって、シャープで低ノイ
ズの干渉縞パターンが形成され得る。 【００５９】さらに図４に示すように、レーザ源３０２
によって発生されるビーム４０２は比較的純粋な偏光状
態で、例えばＳ偏光された光として、ビームスプリッタ
装置３１０に入る。本発明においては、Ｓ偏光された光
とは、垂直平面で発振する電界により偏光される光を意
味し、Ｐ偏光された光とは、平行平面で方向付けられる
電界を有する光を意味する。次にビーム４０２は、ビー
ムをビーム４０３に変換する可変波プレート４０４を通
過する。ビーム４０３は、ＳおよびＰ偏光成分の混合物
を有するものとして便宜上定義される。次にビーム４０
３はビーム分割キューブ４０６に入る。ビーム分割キュ
ーブはビーム４０３をビーム４０３のＰ偏光成分を含む
第１ビーム４０５とビーム４０３のＳ偏光成分を含む第
２ビーム４０７とに分割するように適切に構成される。
ビーム分割キューブ４０６は広域帯ビームスプリッタ、
例えば、Newportによって製造される広域帯偏光ビーム
スプリッタ、部品番号05FC16PB.3を有する。ビーム分割
キューブ４０６は、理想的には、ビーム４０３のＰ偏光
成分のすべて（およびこの成分のみ）を通し、４０３の
Ｓ偏光成分のすべて（およびこの成分のみ）をそらすよ
うに構成されるが、このようなキューブは一般には不完
全なビームスプリッタであり、ビームスプリッタ表面の
反射による小さな損失は無視する。詳しくは、このよう
なキューブは典型的には約1000対１の消光比を示し、こ
れにより、ビーム４０３のＳ偏光成分の約99.9％はビー
ム４０７へとそらされ、またビーム４０３のＰ偏光成分
の約９０％はキューブ４０６を通る。従って、ビーム４
０７はビーム４０３のＳ偏光成分の99.9％とビーム４０
３のＰ偏光成分の約１０％とを含む。同様に、ビーム４
０５はビーム４０３のＰ偏光成分の９０％とビーム４０
３のＳ偏光成分の約０．１％とを含む。 【００６０】波プレート４０４、４０８、および４１２
は使用するレーザ波長のための半波プレート、例えば、
Newportによって製造される部品番号05RP02を有する。
波プレート４０４は、Ｓ偏光ビーム４０２を所定の比率
のＳおよびＰ偏光成分に変換するように構成される。好
適な実施態様では、可変波プレート４０４はＬＣＤ層を
有し、この層はＬＣＤ層の電圧レベルに従って入力ビー
ムの偏光を行う。適切な波プレート４０４はNewportか
ら市販されるLiquid-Crystal Light Control System 93
2-VISを有し得る。従って、波プレート４０４はＳ偏光
ビーム４０２をＳおよびＰ偏光の混合物に印加電圧の関
数として分割する。波プレート４０４の電圧を操作する
ことによって、オペレータは参照ビームの強度対物体ビ
ームの強度の比率（ビーム比）を制御する。好適な実施
態様では、膜３１９の平面で測定されたこの比率はほぼ
１に等しい。 【００６１】いかなる場合でも、波プレート４０４に印
加される電圧に関係なく、ビーム４０５はほとんど完全
に純粋にＰ偏光される。ビーム４０７は理想的には純粋
にＳ偏光されるが、波プレート４０４に印加される電圧
により、実質的にＰ偏光された成分を含む。 【００６２】さらに図４に示すように、次にビーム４０
５は波プレート４０８を通って移動し、純粋なＰ偏光ビ
ーム４０５を純粋なＳ偏光物体ビーム４１０に変換す
る。ビーム４０７は波プレート４１２を通り、実質的に
Ｓ偏光ビームを実質的にＰ偏光ビーム４０９に変換す
る。Ｐ偏光ビームはこの後分割キューブ４１４を通って
異質のＳ成分を排除する。特に、ビーム４０９の残りの
Ｓ成分の99.9％はビーム４１５としてキューブ４１４か
らそらされシステムから分岐される。本発明において
は、システムから分岐されるかまたはこれから排除され
るビームはすべて、ビームの強度および質をモニタする
ために都合よく用いられ得る。 【００６３】ビーム４０９の大半を占めるＰ成分はキュ
ーブ４１４を通って各ミラー４１６および３１２によっ
て反射され、この結果、実質的に純粋なＰ偏光参照ビー
ム４１８が得られる。後に詳述するように、光源ビーム
４０２を上記の方法で物体ビーム４１０と参照ビーム４
１８とに分割することによって、物体ビームと参照ビー
ムの両方は極めて純粋な偏光、例えば、約数千分の１の
不純度を示す。さらに、ビーム比に関係なく高い偏光純
度が得られ、これは可変波プレート４０４に印加される
電圧を制御することによって都合よくおよび正確に制御
される。 【００６４】図３および図４にさらに示すように、ビー
ム４１８はミラー３１２から反射されビーム拡張器３１
４に入る。ビーム拡張器３１４は好ましくは従来のポジ
ティブレンズ４２１と極小の開口部４２０とを有する。
ビーム拡張器３１４に入るときのビーム４１８の直径は
約１．５ミリメータ（レーザ３０２から放出されたとき
と本質的に同じ直径）である。正のレンズ４２１はビー
ム４１８を可能な限り小さい焦点に集光させるように構
成される。適切な正のレンズはNewportによって製造さ
れる顕微鏡の対物レンズM-20Xを有し得る。開口部４２
０はピンホール開口部、例えば、Newportによって製造
されるPH-15開口部を有する。基本横電磁モード（ＴＥ
Ｍ00）で純粋な光を発光する良質のレーザにとっては、
レンズ４２１のような良質のレンズは、典型的には、ビ
ーム４１８を直径約１０から１５ミクロンに集光させ得
る。焦点では、ビームは次に、直径約１５ミクロンの小
さなピンホールを有する開口部４２０を通る。この方法
でビームを集光させることによりビームのフーリエ変換
が行われる。 【００６５】図５Ａ〜図５Ｄを参照して詳しく述べれ
ば、小径のレーザビームによって典型的に示される伝播
のＴＥＭ00モードはビームの伝播方向を横断するガウス
分布に従う。図５Ａに特に示すように、これは、ビーム
４１８のビームの強度（Ｉ）がビームの断面にわたって
ガウス分布を示すことを意味する。１ミリメートルの名
目直径を有するガウスビームにとっては、極めて低い強
度の少量のビームが１ミリメートルの領域を超えて広が
る。 【００６６】図５Ｂに示すように、図５Ａに示す理想的
な状態のさらに正確な表示は実質的にガウス分布を示す
が、ミラーから反射され偏光されなどするときビームに
必然的に与えられるランダムな高周波ノイズを含む。図
５Ｂは図５Ａの理論的なガウス分布と同じ基本的なガウ
ス特性を示すが、ビーム形成リプルにランダムな高周波
ノイズをさらに含む。 【００６７】ノイズを含むガウスのフーリエ変換は同じ
基本的なガウス特性を生成するが、図５Ｃに示すよう
に、高周波ノイズ成分がウィング(wing)にシフトするこ
とが知られている。ビームのフーリエ変換が、ビーム拡
張器３１４の開口部４２０などの開口部を通過すると
き、高周波ウィングがクリップされ、この結果、図５Ｄ
の極端にクリーンでノイズのないガウス分布が得られ
る。文字通りに、ビームを集光してポイント光源に近づ
け、次に開口部に通すことにより、高周波ノイズをビー
ムの外部束縛にシフトさせノイズをクリップ(clipped)
する効果を有する。 【００６８】従って、ビーム拡張器３１４は、実質的に
ノイズのないガウス分布の発散参照ビーム４２３を生成
する。 【００６９】本発明の好ましい実施態様においては、レ
ンズ421および開口部420は、たとえば、Newportにより
製造されている空間フィルターモデル900のような、単
一の一体型光学部品を有することが適切である。ビーム
拡張器装置314は、レンズ421と開口部420との間隔を、
たとえば約５ミリのオーダーで正確に制御し得るように
ネジ山を有し、さらに、レンズ421の焦点に対する開口
部の水平および垂直方向の位置を制御するために２組の
直行するネジを都合よく有している。 【００７０】さらに図３を参照すると、ミラー312は、
所定の角度でビーム423をフィルム319に照射するように
適切に配置され、この所定の角度は、フィルム319を構
成する物質のブルースター(Brewster's)角に近似であ
る。ブルースター角は、ビームが入射する物質（ここで
はフィルム319）の屈折率のアークタンジェントとして
定義されることは、当業者には理解されるであろう。こ
のようなフィルムの一般的な屈折率は、約1.5±0.1の範
囲である。従って、本発明の好ましい実施態様による
と、ミラー312は、ビーム423が約56度（アークタンジェ
ント15=56度）のブルースター角でフィルム319に入射す
るように配置される。面にブルースター角で入射したＰ
偏光ビームは、その面で最小の反射しかせず、参照ビー
ム423のフィルム319への屈折が最大となって、物体ビー
ムとの干渉が最大になり、そうでなければ最終的に誤っ
た方向からフィルムに入射することになり得る後方反射
光を最小に抑えるということも、当業者には理解される
であろう。 【００７１】次に、図４および６〜７を参照すると、物
体ビーム410は、ミラー320で反射されて、図４を参照し
て上述したビーム拡張器314と同様の構造および機能を
持つビーム拡張器322の方に照射される。実質的にノイ
ズのない、ガウス分布型発散物体ビーム411が、ビーム
拡張器322から出射され、コリメートレンズ434により平
行化され、約５センチの直径を有するコリメート物体ビ
ーム436となる。コリメートレンズ434は、Newportによ
り製造されている両凸光学ガラスレンズKBX148を適切に
有している。コリメート物体ビーム436は、撮像装置328
に与えられる。 【００７２】図７および８を参照すると、撮像装置328
は、陰極線管（ＣＲＴ）444と、ライトバルブ442と、波
長板463と、偏光ビーム分割キューブ438とを適切に有し
ている。好ましい実施態様においては、ビーム分割キュ
ーブ438は約５センチ平方（２インチ平方）の立方体で
ある。下記に詳述するように、撮像装置328の動作によ
りデータスライスからのデータを組み込んだＰ偏光ビー
ムからなるビーム460が、撮像装置328から出射し、投射
光学装置324に与えられる。 【００７３】上記のように、ホログラムの３次元対象に
対応する、複数の２次元画像からなるデータ集合が、マ
スターホログラムの作成に使用するため準備される。こ
のデータ集合は、従来の多目的コンピュータ（図示せ
ず）の電子データファイルにも保存し得る。このコンピ
ュータは、データスライスが撮像装置328内において順
番に伝送されるように、ＣＲＴ444にインターフェース
する。 【００７４】より詳細には、第一データスライスが、Ｃ
ＲＴ444によりライトバルブ442に投射される。下記に詳
述するように、このデータスライスに対応する画像がフ
ィルム319に付与される。フィルム319がそのデータスラ
イスに伴う縞パターンを捉える（記録する）のに十分な
所定の時間の間、参照ビームおよび物体ビームがフィル
ム319に照射され、そのデータスライスのホログラムが
乳剤含有フィルム319内で形成される。その後、トラッ
ク装置334が軸に沿って移動し、データスライス間の間
隔に応じて、次のデータスライスがフィルム319上に投
射され、この次のデータスライスに対応する次のホログ
ラムがフィルム319に重ねられる。この工程は、フィル
ム319に重ねられたホログラムの数が、作成しようとす
るマスターホログラムの対象材料である特定量のデータ
セット16からなるデータスライス14の数に一致するま
で、各データスライスについて連続して繰り返される。 【００７５】さらに詳細には、図７および８を参照する
と、ＣＲＴ444は、たとえばCarlsbad, CaliforniaのHug
hes Aircraft Companyによって製造されているH139T1な
どの従来の光ファイバーフェースプレートＣＲＴで適切
に構成する。ＣＲＴ444は、特定のデータスライスに対
応する画像を、ライトバルブ442の左側に投射するよう
に配置される（図７）。 【００７６】好ましい実施態様においては、ライトバル
ブ442は、Carlsbad, CaliforniaのHughes Aircraft Com
panyによって製造されている液晶ライトバルブH4160で
ある。具体的に図８を参照して説明すると、ライトバル
ブ442は、好ましくは、光電陰極454と、鏡面を図８の右
側に向けたミラー450と、液晶層452とを有している。液
晶層452は、液晶の局在電圧レベルの関数として、通過
する光の偏光を変化させる、薄い板状の液晶を含有して
いる。 【００７７】光電陰極454は、入射光の関数として局在
電圧レベルを示す、薄い板状の光起電力物質を含有して
いる。特定のデータスライス14に対応する画像が、ＣＲ
Ｔ444によって光電陰極454に付与されると、付与された
画像ビームの断面における光分布に直接対応して、光電
陰極454の表面に局在光起電位が形成される。特に、Ｃ
ＲＴ444によって生成された、データスライスに対応す
るビームは、一般に、暗い背景上に、骨や柔軟組織など
に相当する光領域を有している。暗い背景領域は、予想
されるように、グレースケール値が低く、より明るいデ
ータスライスの領域は、相応してグレースケール値が高
い。投射画像に対応する電荷分布が、光電陰極454の表
面に形成される。 【００７８】特定のデータスライス14に組み込まれたデ
ータの局所的な明るさの変化に対応した、光電陰極454
上の非均一な静的電荷分布は、ミラー450を通り、液晶
層452の表面上に、対応する局在電圧レベルを形成す
る。このような液晶層452上の局在電圧レベルは、局所
の電圧レベルに比例してその部分の液晶を回転させ、こ
の光が液晶層452を通りミラー450によって反射されるに
従って、キューブ438から鏡面450に向けられた純粋Ｓ偏
光を、それに伴うＰ成分を有する偏光の局在領域に変化
させる。出射光460は、（その断面に）液晶層452内の電
圧分布に応じた、従って、その時に処理しているデータ
スライス14に対応する画像に応じた、Ｐ偏光の分布を有
する。 【００７９】ビーム436を構成するＳ偏光の実質的にす
べて（つまり99.9％）が、キューブ438によって液晶層4
52に向けられる。このＳ偏光は、上記のように、液晶層
452の表面の電圧分布に応じて、液晶層452によってＰ偏
光に変換される。このＰ偏光はミラー450の鏡面によっ
てキューブ438に戻るように反射され、そしてＰ偏光は
たやすくキューブ438を通過して投射光学装置324に入射
する。 【００８０】ミラー450の鏡面に反射されたビームのＳ
成分は、ビーム分割キューブ438によって90度の方向に
照射される。このＳ偏光の迷光がシステム中央に再入す
ることを防ぐため、キューブ438をわずかに傾斜させ
て、このＳ偏光を有効にシステムからそらすことができ
る。 【００８１】こうして得られたビーム460は、その時点
でＣＲＴ444によってライトバルブ442に投射されている
データスライスに組み込まれたデータに直接対応する、
Ｐ偏光分布をその断面に有している。キューブ438の消
光比が高いため、ビーム460は実質的にＳ偏光を有して
いない。また、キューブ438によってライトバルブ442に
反射されない、ビーム436を構成する少量のＳ偏光（つ
まり、ビーム440）は、システムから巧妙にそらし得る
ことに留意されたい。 【００８２】ビーム分割キューブ438は、図４に基づい
て説明したビーム分割キューブ406および414と同様の構
造および機能を有しており、好ましくは、たとえば、Al
buquerque, New MexcoのCVI Laser Corporateによって
製造されているPBS-5145-200などの、大きな広帯域偏光
ビーム分割器からなる。好ましい実施態様においては、
ビーム分割キューブ438は、少なくとも、ＣＲＴ444によ
ってライトバルブ442に投射される画像と同じ、つまり
２インチの断面を有する。これは、レーザー302からの
拡大されていないビーム402の直径に匹敵する、より小
さな断面、つまり1.5インチの断面を持ち得ることが有
利なビーム分割キューブ406および414とは対照的であ
る。 【００８３】本発明の関連においては、システムから除
去される、排除される、または逸らされるなど様々に表
現される光は、あらゆる数の、適切な方法によって処理
され得る。たとえば、そのような光は、ブラックボック
ス内に向けたり、あるいは黒い、好ましくは織物の表面
上に向けたりし得る。光を逸らす正確な方法、またはそ
の光を逸らす特定の位置は、ほとんどが便宜上の問題で
ある。重要なのは、（本明細書に述べる理由により）シ
ステムから除去される光が、ホログラムのフィルム面に
入射することを防ぐことであり、さらに、レーザーの妨
害や、レーザーの破損さえをも招き得る、そのような光
のレーザー源への再侵入を防ぐことである。 【００８４】投射光学328は、ライトバルブ442を有する
ように図示されているが、本発明の関連においては、デ
ータスライスに対応する画像を物体ビームに効果的に統
合するいかなる適切なメカニズムも同等の働きをし得
る。実際、ビーム光460は、キューブ438から出射した後
には、その時点で処理されているデータスライス14のデ
ータの分布に応じて強度の変化する非均一なＰ偏光の分
布を有しているだけである。ビーム460の断面は、イン
スタントデータスライスの写真スライドを通過したＰ偏
光の仮想ビームと実質的に同一である。 【００８５】さらに、データをライトバルブ442に投射
するために、ＣＲＴ444に加えて、またはＣＲＴ444の代
わりに、いかなる適切なメカニズムも採用し得る。たと
えば、反射ＬＣＤ、透過ＬＣＤまたは透過反射(transfl
ective)ＬＣＤを採用し得、そのパネルに画素ごとに選
択的にエネルギーを付与して、それぞれの特定のデータ
スライスに対応するデータを複製し得る。 【００８６】あるいは、たとえばレーザービームなどの
適切なビームを、ライトバルブ442の裏面上で適切にラ
スター走査し、各データスライスに対応するデータを複
製し得る。 【００８７】ＣＲＴ444は図７ではライトバルブ442に隣
接するように示されているが、さらに他の実施態様にお
いては、ＣＲＴ444がライトバルブ442から離れるように
投射装置を配置することが望ましい。ＣＲＴ444の直径
がライトバルブ442の直径より大きく、ＣＲＴ444によっ
て投射される画像を、たとえば両者の間に配置した適切
なレンズを用いるなどして、ライトバルブ442の裏面に
投射することが望ましい場合に、この二つを離して配置
することが望ましい。さらに、干渉レンズを用いるか否
かにかかわりなく、また、この両者を離す距離の大小に
かかわりなく、ライトバルブ442とＣＲＴ444との間に光
ファイバー結合を用いることが望ましいこともある。 【００８８】さらに、投射光学328全体を、物体ビーム
路に適切に配置した適切な空間光変調器（ＳＬＭ：図示
せず）に置き換え得る。このようにすると、物体ビーム
を構成するレーザー光がＳＬＭを通過し、特定の画像に
対応する情報を物体ビームに与える。使用するＳＬＭの
種類に応じて、ＳＬＭとフィルムホルダー319との間に
必要に応じてディフューザーを設けて、または設けず
に、このような構成を採用し得る。 【００８９】さらに図７および８を参照すると、波長板
463は、ライトバルブ442とビーム分割キューブ438との
間に適切に介設される。波長板463は、ライトバルブ442
が本来的に生成する、ある種の好ましくない偏光を補正
する役割を果たす。 【００９０】さらに詳しくは、ライトバルブ442は、液
晶層452の局所電圧分布に応じて、液晶層452を通過した
光を偏光する。つまり、印加された電圧がたとえば楕円
に液晶を回転させるが、この回転の量は局在電圧レベル
に比例する。すなわち、非常に高い電圧では液晶の回転
が大きくなり、回転した液晶を通過する光の偏光が高い
度合いで変化させられる。他方、非常に低い電圧では、
相応して液晶の回転が小さく、それに相応して偏光のレ
ベルの変化も小さくなる。しかし、電圧印加のない時に
もわずかな液晶の回転（プレティルト）が存在すること
が観察されている。従って、電圧の印加されていない液
晶層452の局所領域においても、液晶層452を通過するＳ
偏光の約１パーセントが、Ｐ偏光に変換される。この非
常に小さな疑似偏光は、たいていの場合にはライトバル
ブ442の性能を劣化させることは一般にないが、本発明
の関連においては問題となり得る。たとえば、純粋Ｓ偏
光の１パーセントが、偶然ににＰ偏光に変換された場
合、得られるホログラムのコントラスト比が実質的に制
限され得る。 【００９１】波長板463は、たとえば、通過する光に所
定の偏光を与えることによって、上記の残留偏光を補償
するように配置されており、この所定の偏光は、電圧印
加のない状態で液晶層452によって誘発される偏光の量
を正確に相殺するように計算される。この望ましくない
偏光を排除することによって、得られるホログラムの有
効コントラスト比は、様々な工程パラメーターで行われ
る制御の度合い、およびカメラ装置300を含有する装置
の本来の性能によってのみ制限される。 【００９２】図６および７を参照すると、投射光学装置
324は、投射レンズ462と、ミラー464と、開口部466とを
適切に有する。レンズ462は、好ましくは、ライトバル
ブ442および後部投射スクリーン326に用いられる特定の
画像サイズに最適化された末端中心(telocentric)の投
射レンズからなる。レンズ462は、収束ビームがミラー4
64に入射した後で焦点に収束するまで、コリメートビー
ム460を収束させ、その後、この収束ビームは発散ビー
ム470となり、その時点で処理されているデータスライ
ス14に対応するデータを投射スクリーン326およびフィ
ルム319の上に効果的に画像形成する。ビーム470は、ほ
ぼ焦点に達する地点で開口部466を通過する。開口部466
は、好ましくは、Newportによって製造されているアイ
リス絞りID-0.5でなる。しかし、開口部466は、ビーム4
70が開口部466を通過する地点において、ビーム470の直
径よりも実質的に大きいことに留意されたい。これは、
ビームから高周波成分を除去する役割を果たす、ビーム
拡張器314および322に設けられたピンホール開口部とは
対照的である。ビーム460および470に含まれる高周波成
分は、形成しようとするホログラム対象であるデータに
対応し得るため、本発明では重要である。開口部466
は、散乱光、および、開口部がなければ、誤った方向に
向けられるビーム470に伴った光、または、投射スクリ
ーン326に映ってしまう光、およびデータスライス14の
データに対応する情報に関係のない光を、捉えて逸らす
のみである。 【００９３】さらに続けて図６を参照すると、ビーム47
0は、焦点のあった画像を後部投射スクリーン326に映す
ために投射される。スクリーン326は、幅が14インチの
オーダーで、高さが12インチであり、好ましくは、たと
えば、0.5インチの厚さのガラス板472である、硬質の透
明基板の一方の面に付着させた、薄い平坦な拡散物質か
らなる。ディフューザー472は、たとえば、Torrance, C
aliforniaのStewartFilmscreen Corporationによって製
造されているLumiglas-130などの拡散物質から製造され
る。ディフューザー472は、ビーム470内の各点がフィル
ム319の表面領域全体にわたって可視となるように、ビ
ーム470を拡散する。たとえば、ビーム470の例示点Ｙ
は、点Ｙにおける物体ビームが、フィルム319上で円錐
Ｙ’で示される円錐形の広がりとなるように、ディフュ
ーザー472によって拡散される。同様に、ディフューザ
ー472上の任意の点Ｘは、フィルム319上で拡散された円
錐形の広がりとなる。画像がディフューザー472を通過
するにつれて、この現象は投射された画像のすべての点
について成立する。その結果、フィルム319上の各点
は、ディフューザー472上の各点についての振幅および
位相を符号化する縞パターンを表すことになる。 【００９４】拡散を行うディフューザー472上の各点か
らの光が、フィルム319の全表面に拡散されるため、投
射される画像がディフューザー472に現れるにつれて、
フィルム319上の各点が投射された画像のあらゆる点を
「見る」ことになる。しかし、フィルム319の各点は、
画像がディフューザー472に現れるにつれて、必ず、わ
ずかに異なる遠近法によって画像全体を見ることにな
る。たとえば、フィルム319上の任意の点Ｚは、ディフ
ューザー472上のあらゆる点を「見る」。さらに、フィ
ルム319上の任意の点Ｗも、点Ｚとは非常に異なった遠
近法によってではあるが、ディフューザー472上のあら
ゆる点を「見る」。このように、ディフューザー472お
よび偏光子327から出射した後、物体ビーム473に伴う拡
散画像は、フィルム319に付与される。 【００９５】偏光子327は、拡散を行うディフューザー4
72の表面に都合よく設置されている。拡散を行うディフ
ューザー472に入射する光（ビーム470）は、実質的には
Ｐ偏光されているが、ディフューザー472は、その性質
により、通過する光を散乱させて、一般にその光の一部
を減偏光する。たとえば、薄い板状の偏光シートである
偏光子327は、光を再偏光して、その光がフィルム319に
達する時には実質的に純粋Ｐ偏光状態になっているよう
にする。ディフューザー472によって不適切に偏光され
た光が吸収されるように、偏光子327はディフューザー4
72の後に配置されていることに留意されたい。これによ
って、実質的にＰ偏光された物体ビームの大半が、フィ
ルム319において参照ビームと確実に干渉し、各ホログ
ラムのコントラストをさらに向上させる。 【００９６】さらに続けて図６を参照すると、ディフュ
ーザー472は、あるいは、拡散機能を実行するために、
公知の方法によって構成されたホログラフィー光学素子
からなり得る。さらに別の実施態様においては、もう１
つのレンズ（図示せず）を、たとえばディフューザー47
2と撮像装置328との間に、ディフューザー472に隣接さ
せて配置し得る。適切なレンズを使用することによっ
て、ディフューザー472から出射する実質的にすべての
光を、ディフューザー472から実質的に垂直に出射させ
ることができる。その結果、物体ビームが、実質的に平
行にフィルム基板319に入射するように、つまり物体ビ
ームの実質的にすべての成分がフィルム基板319に実質
的に垂直に入射するようになし得る。 【００９７】ディフューザー472からフィルム319に伝搬
する複合物体ビーム面をフィルム内に符号化する、すな
わち、静的干渉パターンの形態にする方法は、ホログラ
フィー再生の本質である。フィルム内に符号化された干
渉（縞）パターンが、物体ビームと参照ビームとの間の
構築および破壊相互作用の結果であることは、当業者に
は理解されるであろう。その場合、物体ビームと参照ビ
ームとが同一の波長の光からなることが重要である。異
なる波長の２つのビーム光も相互作用するが、この相互
作用は、特定の面または薄い体積（たとえば記録フィル
ムの「面」）においては一定ではない。むしろ、この相
互作用は、２つの波長の経時変化作用である。 【００９８】本発明による、物体ビームと参照ビームと
の間の静的な（経時変化のない）相互作用は、参照ビー
ムおよび物体ビームの光源の単色性（すなわち、適切な
コヒーレント長を有する、単色レーザー源302）に起因
する。さらに、最大の相互作用は同一の偏光状態にある
ビーム光の間に起こることも、当業者には理解しえるで
あろう。従って、物体ビームと参照ビームとの間の最大
相互作用は、それぞれのビームを、確実に、フィルム31
9の表面で、同一の偏光状態で純粋偏光することによっ
て得られ得る。図６に示した構成で配置されているフィ
ルムについては、本発明の発明者はＰ偏光が最良の縞パ
ターンを形成することを見いだした。従って、物体ビー
ム470と参照ビーム423との間の相互作用を助長するため
に、ビーム470がディフューザー472の表面に付着された
偏光スクリーン327を通過する。 【００９９】純粋Ｐ偏光参照ビーム423は、コリメート
レンズ316を通って、フィルム319に入射する前に平行化
される。参照ビームと物体ビームとの両方が同一のレー
ザー302から照射されるため、さらに、レーザーからフ
ィルム319までそれぞれのビームが伝搬される経路が異
なっているのに比して、レーザー302のコヒーレント長
が比較的長いことを考慮して、フィルム319に入射する
参照ビームと物体ビームとは、互いに可干渉性であり、
単色（たとえば514.5 nm)であり、高度に純粋Ｐ偏光さ
れており、従って、非常に相関依存している。加えて、
参照ビーム423は、高オーダ(highly orderd)のビームで
あり、本質的のノイズがなく平行ビームである。一方、
物体ビーム470は、その時点で処理されているデータス
ライスからのデータを取り込んだ複雑な波面である。こ
れらの２つの波が、乳剤含有フィルム319内で大規模な
相互作用を起こし、静的な静止波形パターンを作り出
す。この静止波形パターンは、構築および破壊干渉の度
合いが高い。特に、乳剤内のあらゆる特定の地点におけ
るエネルギーレベルＥは、以下のように表し得る： Ｅ＝［Ａo Ｃｏｓβo ＋ Ａγ Ｃｏｓβγ］2 ここで、ＡoおよびＡγは、それぞれ、特定の点におけ
る物体ビームおよび参照ビームのピーク振幅を表し、β
oおよびβγは、同じ点における物体ビームおよび参照
ビームの位相を表す。位相のコサインは、いかなる点に
おいても、正であるのと同様の確率で負であるため、エ
ネルギー値Ｅはいかなる点においても０から４Ａ2（単
一ビーム比においてＡo＝Ａγ）の範囲にあることに留
意されたい。この構築および破壊波干渉によって、精細
な縞パターンが形成される。 【０１００】一時的に図12を参照すると、参照ビームと
物体ビームと再生ビームとの相対方向が、光が物質を通
過する際の屈折効果を考慮せずに、伝送ホログラム（図
12Aおよび12B）と反射ホログラム（図12Cおよび12D）の
関連で示されている。 【０１０１】縞パターンが内部に記録される乳剤は、一
般に約６ミクロンのオーダーの厚さである。特に図12A
を参照すると、黒白交互の線の縞パターンは、ベネチア
ンブラインドの横板のように乳剤を渡り、一般に、参照
ビーム（ＲＢ）と物体ビーム（ＯＢ）との間の角度を二
分する線に平行である。図12Aおよび12Bに示した伝送ホ
ログラムが再生ビーム（ＰＢ）によって再生される時、
縞パターンは部分的に鏡のように作用する。従って、観
察者32は、再生ビームが照射されるのとは反対側から伝
送ホログラムを見ることになる。 【０１０２】一方、反射ホログラムにおいては、縞の線
はフィルムの面に実質的に平行である（図12Cおよび12
D）。反射ホログラムは、一般に、フィルムの反対の方
向から参照ビームと物体ビームとを照射することによっ
て作成される。反射ホログラムを再生する時には、再生
ビーム（ＰＢ）は参照ビーム（ＲＢ）が照射される方向
と同じ側から照射され、当初の物体ビーム（ＯＢ）の照
射に沿って再生ビーム（ＰＢ）を反射させる。本発明の
多くの局面が反射ホログラムについて採用され得るが、
本明細書に記載の装置および方法は、伝送ホログラムに
用いることが最も適切である。さらに、フィルムが、特
に垂直面に装着される時には、装着面上よりもその面に
垂直な疑似運動にいっそう影響されやすくなるため、伝
送ホログラムは作成中の振動に対する過敏さが少ない。 【０１０３】さらに続けて図12Aを参照すると、物体ビ
ーム（ＯＢ）と参照ビーム（ＲＢ）とは、暗い線と透明
な線が交互に並ぶ形での微細な縞パターンの記録を乳剤
内に形成する。暗い領域は、一般に、ハロゲン化銀結晶
を変換するのに十分な比較的高い局在エネルギーレベル
に対応し、これによって干渉パターンの記録を生成す
る。 【０１０４】データスライスのそれぞれについて、その
データスライスに相応したハロゲン化銀粒子の一部を変
換するのに十分な所定の露光時間の間、フィルム319は
静止波パターンで露光される。 【０１０５】フィルム319を特定のデータスライスに対
応する干渉パターンで露光した後、トラック装置334
を、データスライス間の距離に比例した所定量だけ前方
に（あるいは後方に）移動させる。たとえば、実物大の
ホログラムをＣＴデータから生成しようとする場合に
は、この距離は、データスライスを生成した時に対象
（たとえば患者）が伝送された距離に正確に合致するこ
とが適切である。実物よりも大きなもしくは小さなホロ
グラムを生成しようとする場合には、この距離は場合に
応じて変えられる。 【０１０６】本発明の好ましい実施態様によると、フィ
ルム319は、たとえばAGFA Inc.によって製造されている
フィルムNo. 8E 56HDのようなHOLOTEST（商標名）ホロ
グラフィーフィルムからなることが適切である。このフ
ィルムは、プラスチック基板の表面上に調製されたゼラ
チン状の乳剤からなることが適切である。典型的なフィ
ルムは.015インチのオーダーの厚さを有し得、乳剤層は
一般に約６ミクロンのオーダーの厚さである。 【０１０７】1980年代前半において、商業的なホログラ
フィーフィルムは、その優れた物理的特性（耐裂断性、
耐屈曲性、像の変動に対する耐性など）のため、主に、
ポリエステルからなるプラスチック基板を用いて作られ
ていた。しかし、一般のポリエステルはある程度の複屈
折性を有しており、つまり、入射ビームのＰ成分が、Ｓ
成分とは異なる比率で（従って、異なる方向に）物質を
通して伝達される。たとえば白色光源などの、非偏光の
光源を用いて記録または再生されるホログラムについて
は、白色光の中の様々な成分が物質内を異なる方向に伝
送され、再生されたホログラムの忠実度が損なわれる。
その結果、産業的には、現在は一般に、入射光の偏光に
対する影響が小さいため、非複屈折のトリアセテート基
板を採用している。 【０１０８】本発明の１つの局面によると、参照ビーム
と物体ビームの双方のホログラフィーフィルムへの入射
は、マスターホログラムの作成中、またはコピーホログ
ラムの作成中に、実質的に純粋に偏光される。そのた
め、ポリエステルの複屈折性は対象ホログラムに悪影響
を及ぼすことがない。さらに、伝送ホログラフィーにお
いては、参照ビームおよび物体ビームは、いずれかのビ
ームが基板に到達する以前に乳剤において相互作用する
ように配置され得、そのため、この理由によっても、複
屈折はあまり問題にはならない。従って、本発明の関連
で用いられるホログラフィーフィルムは、一般に、ポリ
エステルの裏打ちを有し、従来技術のシステムに伴って
いた欠点を有することなく、このフィルムの優れた物理
特性を活用している。 【０１０９】入射光に関する振幅情報がフィルムの乳剤
内に記録されている従来の写真とは異なり、ホログラム
は振幅と位相双方の情報記録を含有する。ホログラムを
作成する際に用いられた光と同じ波長の光を用いてホロ
グラムを再生すると、フィルムから出射される光は、そ
れがフィルム内に「凍結された」時とまったく同様に、
その位相および振幅情報を実質的に変化させないままで
伝搬し続ける。しかし、振幅および位相情報が記録され
ているメカニズムについては、広く理解されているわけ
ではない。 【０１１０】上述したように、本発明の参照ビームと物
体ビームとは、フィルム319の表面においては同一の波
長および偏光状態である。これらの２つの波面の間の相
互作用が、静止した（静的）波面を作り出し、この波面
は乳剤の厚さに渡って伸びている。物体ビームと参照ビ
ームとが構築的に相互作用する乳剤内の点においては、
いずれかのビームが独立して存在しているところより高
いエネルギーレベルが存在する。参照ビームと物体ビー
ムとが破壊的に相互作用する乳剤内の点においては、少
なくとも一方のビームによるエネルギーレベルよりは低
いエネルギーレベルが存在する。さらに、それぞれのビ
ームの相互作用点における瞬間振幅は、その点における
ビームのピーク振幅と位相のコサインとの積によって定
められる。従って、ホログラム分野では波の振幅および
位相情報を記録すると言っているが、実際には、位相情
報は、波の特定の点における波の瞬間振幅がその点にお
ける位相の関数であるという事実のおかげで「記録され
ている」のである。３次元の乳剤における、参照ビーム
と物体ビームとの間の静的干渉パターンの瞬間振幅と位
相とを記録することによって、フィルム319の面から見
た対象物の「３次元画像」が記録される。この記録に
は、振幅および位相の情報が含まれているので、３次元
画像は、ホログラムが再生されるとき再び生成される。 【０１１１】データ集合に含まれるそれぞれのデータス
ライスを上記のようにしてフィルム319に記録した後、
フィルム319をフィルムホルダー318からはずして現像す
る。 【０１１２】上に述べたように、本発明で用いられる写
真乳剤は、ゼラチン状乳剤に懸濁された多数のハロゲン
化銀結晶を含有している。これに関連しては、いかなる
適切な感光性元素を用いることもできるが、ハロゲン化
銀結晶は、一般に、その他の公知の感光性元素より、1,
000倍のオーダーで光に対しての感度が高い。その結果
ハロゲン化銀を露光する時間が短くなるため、疑似振動
がホログラムの質を大きく損なうホログラフィーに応用
する際には、その適応度が非常に高くなる。一定のレー
ザー出力での露光時間を短くすることによって、振動の
影響が最小に抑えられる。 【０１１３】同じく上に述べたように、複数のデータス
ライスそれぞれに対応するホログラムを、フィルム319
上に連続して符号化する。特定のデータ集合に含まれる
それぞれのスライスをフィルムに記録した後、フィルム
をカメラ装置300からはずして現像する。特定の現像工
程を詳述する前に、ハロゲン化銀結晶のホログラフィー
に対する作用を理解しておくことが有用である。 【０１１４】従来の写真においては、振幅ホログラフィ
ーと同様に、しきい値エネルギーレベルでしきい値露光
時間露光されるハロゲン化銀結晶は、潜在性のハロゲン
化で銀粒子になる。それに引き続いて現像剤に浸漬する
と、潜在性ハロゲン化銀粒子は銀結晶に変換される。こ
こで、特定のハロゲン化銀粒子は二値データのみを保持
することに留意することが重要である。つまり、現像の
間に、特定のハロゲン化銀粒子は、銀結晶に変換される
か、もしくはハロゲン化銀粒子のまま残存するかのいず
れかである。用いられた現像技術によって、ハロゲン化
銀粒子が、最終的に暗い領域に対応し、銀結晶が明るい
領域に対応するか、あるいはその逆になるかが決まる。
いずれにせよ、特定のハロゲン化銀粒子は、銀に変換さ
れるか、変化しないままかであり、そのため、その粒子
は最終製品において"on"（ロジックハイ）または"off"
（ロジックロウ）となる。 【０１１５】従来の写真および振幅ホログラフィーにお
いては、露光されたフィルムは、潜在性ハロゲン化銀粒
子を銀粒子に変換するものの、露光されていないハロゲ
ン化銀粒子にはほとんど影響を与えない現像液（現像
剤）に浸けられる。現像されたフィルムは、フィルムの
未露光領域の透明な乳剤と、フィルムの露光領域の乳剤
中の銀結晶とを残して、未露光のハロゲン化銀粒子を除
去する固定剤に浸けられる。しかし、変換された銀結晶
は外見が黒く、そのため光を吸収または散乱しやすく、
得られるホログラムの有効性が阻害されることは、当業
者には理解されているであろう。 【０１１６】これに対して、位相ホログラフィーにおい
ては、未露光のハロゲン化銀粒子は変化させずに、変換
された不透明な銀を除去するために、露光されたフィル
ムを漂白する。そのため、漂白後、フィルムは銀もハロ
ゲン化銀も含まない、純粋なゼラチン状乳剤の領域（露
光領域に対応する）と、ハロゲン化銀を含むゼラチン状
乳剤の領域（未露光領域に対応する）とを有することに
なる。位相ホログラフィーは、とりわけ、ゼラチン含有
銀が純粋なゼラチンとは非常に異なる屈折率を有してお
り、そのため、透過する光に、相応した異なった回折が
起こるという事実に基づくものである。 【０１１７】こうして得られる漂白フィルムは、従っ
て、屈折率の高い線と低い線とを交互に有する縞パター
ンを持っている。しかし、いずれの物質も不透明な銀結
晶を有してはおらず、不透明な銀結晶が有意の量の光を
吸収または散乱する振幅ホログラフィー技術とは異な
り、ホログラムの再生に用いられる光のうち実質的にわ
ずかな量しかホログラムに吸収されない。 【０１１８】より詳しくは、本発明は、たとえば、Will
ow Grove, PensylvaniaのHope Industriesによって製造
されているHope RA2016V現像装置による、６段階の現像
計画を目指すものである。 【０１１９】段階１において、フィルムを水性現像剤で
現像して、潜在性ハロゲン化銀粒子を銀結晶に変換する
が、この現像剤は、蒸留水の水溶液（たとえば1800ml）
中に、アスコルビン酸（たとえば30.0g）、炭酸ナトリ
ウム（たとえば40.0g）、水酸化ナトリウム（たとえば1
2.0g）、臭化ナトリウム（たとえば1.9g）、フェニドン
（たとえば0.6g）を混合し、蒸留水を２リットルの現像
液にすることによって得られる。 【０１２０】段階２においては、フィルムを洗浄して段
階１の現像処理を停止させる。 【０１２１】段階３は、蒸留水（たとえば7200.0ml）と
二クロム酸ナトリウム（たとえば19.0g）と硫酸（たと
えば24.0ml）とを含有する８リットルの漂白溶液にフィ
ルムを浸ける工程からなる。段階３では、現像された銀
結晶を乳剤から除去する。 【０１２２】段階４は、段階３の漂白剤を除去するため
にフィルムを洗浄する工程からなる。 【０１２３】段階５は、フィルムを、蒸留水（50.0ml）
とヨー化カリウム（2.5g）とKodakPHOTO-FLO（5.0ml）
とを含有する１リットルの安定剤に浸ける工程からな
る。この安定段階によって、残存するハロゲン化銀粒子
を減感して、次の露光に対する長期安定性を向上させ
る。 【０１２４】段階６では、従来の温風乾燥段階によって
フィルムを乾燥させる。段階６は、華氏100度で行うこ
とが適切である。段階１および３は、華氏86度で行わ
れ、その他の段階は室温で行われる。 【０１２５】ここで、一時的に図12AおよびBを参照する
と、本発明によって作成された、屈折率の高低を交互に
した位相ホログラムが、黒と白との領域によって示され
ている。再生ビーム（ＰＢ）でホログラムを照射する
と、高密度領域では入射光は低密度領域とは異なる回折
がなされ、観察者32が見た時に明るい拡散画像となる。
図12Bは、再生メカニズムを反射現象として模式的に示
しているが、本発明の発明者は、正確な再生メカニズム
は、実際に、文字通り縞表面で光が反射されるのではな
く、様々な縞の周囲で実際に光が「屈曲する」という、
波メカニズムに基づく現象であることを確認している。 【０１２６】フィルム319の現像を終える際に、得られ
るマスターホログラムを用いて１つまたはそれ以上のコ
ピーを作ることもできる。 【０１２７】本発明の１つの局面によると、マスターホ
ログラムのコピーを作成して、ホログラムを見る時には
直接マスターホログラムを再生して見るよりは、コピー
を再生することが望ましい。図10を参照すると、図10A
は、マスターホログラムを再生するコリメート再生ビー
ムＰＢを示したものであり、ビームＰＢはホログラム
（H1）を作成するのに用いられたコリメート参照ビーム
と同一の方向からフィルムに照射される。これを整像復
元と呼ぶ。これは、図10の各画像1002に相当するデータ
スライスが、参照ビームとしてフィルムの同じ側から照
射されている、図３のレイアウトに合致している。しか
し、観察者1004から見ると、復元された画像は、観察者
とは逆の側にあるように見える。復元画像1002は、実際
にホログラムH1の後ろにあるわけではないが、鏡に映っ
た対象物が鏡の後ろにあるように見えるのと同様に、後
ろにあるように見える。 【０１２８】一時的に図10Bを参照すると、ホログラムH
1は逆転され、再生ビームＰＢによって再生される。擬
視構成として知られているこの配置では、画像1002は、
観察者と再生されているフィルムとの間にあるように見
える。マスターホログラムH1をコピー装置900でコピー
すると、図10Bに示した擬視構成が本質的に復元される
が、ここで、マスターホログラムはH1として示され、コ
ピーホログラムに相当するホログラフィーフィルムは面
Ｐ上の画像1002内に位置する。図10Bに示した装置は、
コピーフィルム（面Ｐ）が画像1002の中央に位置するよ
うに示されており、そのため、再生された時に、３次元
画像の半分がフィルムの前方に、３次元画像の残り半分
がフィルムの後方に投影するように見えるコピーホログ
ラムが形成されている。しかし、本発明の別の実施態様
では、面Ｐをデータ集合のいずれの望ましい位置に設定
するようにも、３次元画像のどの対応部分ともフィルム
の装着された面の前または後ろに伸びるようにも、コピ
ー装置を配置することができる。 コピー装置 図９を参照すると、コピー装置900は、図３に関連して
説明したように、カメラ部品３が台304に設置されるの
とほぼ同様に、適切に台904に設置されている。コピー
装置900は、レーザー源824と、ミラー810、812、820お
よび850と、ビーム分割立方体818と、波長板816と、ビ
ームエキスパンダー813および821と、コリメートレンズ
830および832と、レンズ836Aおよび836Bを有するマスタ
ーフィルムホルダー834と、コピーフィルム基板H2を所
定の場所に保持するために配置された前面840を有する
コピーフィルムホルダー838とを有することが適切であ
る。 【０１２９】フィルムホルダー838と、所望の場合には
フィルムホルダー834および318とは、フィルムとフィル
ムホルダーとの間を真空にしてフィルムを所定位置に保
持するために、たとえば真空線842などの真空装置を備
えることが適切である。フィルムとホルダーとを密着さ
せることによって、フィルムに記録される干渉縞パター
ンに悪影響を及ぼし得る、振動その他のフィルムの疑似
運動の効果を、実質的に減少させることができる。 【０１３０】フィルムホルダー838と318とは、面上での
望ましくない反射光を抑えるために、不透明な非反射性
の（たとえば黒い）表面を有することが望ましい。一
方、フィルムホルダー834は、物体ビームがフィルムホ
ルダー838に至るまでに通過する必要があるため、透明
な表面を必ず有していなければならない。従って、不透
明なフィルムホルダーは、所望の場合には、真空表面を
有して、保持されるフィルムが確実に真空表面全体に真
空保持されるようにし得る。一方、透明のフィルムホル
ダー834は、そこに保持されるフィルムの対応する周辺
部が、周辺真空チャネルによってホルダー内に維持され
るような、周辺チャネルを有していることが適切であ
る。ガラスその他の透明な表面を周辺チャネルに設ける
ことが適切であり得、フィルムとガラス表面との間に閉
じこめられ得る空気を除去するためにローラーを用い得
る。 【０１３１】本発明の好ましい実施態様においては上記
の真空フィルム保持技術を用いているが、本発明の関連
においては、フィルムを保持するためのいかなるメカニ
ズムも適切に採用し得、そのメカニズムとしては、静電
フィルムホルダーの使用、フィルムを密接に挟み込む１
組の対向ガラス板、フィルムの周辺を挟んでその表面張
力を維持する適切なメカニズムの使用、あるいは、フィ
ルムを密封チャンバーの一方の表面に確実に保持するた
めに圧縮空気を内部に保持し、このチャンバーがさら
に、フィルムを保持しているのとは別のセル表面に設け
た、圧縮空気を抜くための排気穴を有している密封セル
の使用などが挙げられる。 【０１３２】さらに続けて図９を参照すると、レーザー
源824は、レーザー302と類似していることが適切であ
り、マスターホログラムを作成するのに用いられたのと
同じ波長（たとえば514.5nm）のレーザー光を適切に生
成する。あるいは、参照ビームがフィルムH1に照射され
る角度がその波長に応じて変化するならば、コピーを作
成するためのレーザー源は、異なった、しかし所定の波
長光を用いることもできる。ホログラムH1を照射する参
照ビームの波長（λ）は、その入射角のサインに比例す
る、つまり、λ＝Ｋｓｉｎθであるということは、当業
者には理解されるであろう。さらに、現像パラメーター
を操作して乳剤を収縮または拡大することによって、波
長と入射角との関係を、さらに、入射角と参照ビーム波
長との関係に応じて調整することができる。 【０１３３】レーザー824からの光源ビーム825は、波長
板816を介してミラー812に反射され、立方体818に入射
する。可変波長板816と立方体818とは、上記に図３に関
連して説明したビーム分割装置310と同様に機能する。
実際、本発明の好ましい実施態様においては、ビーム分
割器310とほぼ同様のビーム分割装置を、波長板816と立
方体818との代わりにコピーシステム900で用いている
が、わかりやすく示すために、図９ではビーム分割装置
を立方体18および波長板816として模式的に示してい
る。 【０１３４】ビーム分割立方体818は、光源ビーム825
を、Ｓ偏光物体ビーム806とＰ偏光参照ビーム852とに分
割する。物体ビーム806は、ビーム806をＰ偏光ビームに
変換する波長板814を通過し、変換されたＰ偏光ビーム
は、ピンホール（図示せず）を有するビーム拡大装置81
3を通過し、参照ビーム852は同様のビームエキスパンダ
ー821を通過する。それぞれのビーム拡大装置813と821
とは、上記に図３に関連して説明したビーム拡大装置31
4と同様の構造および機能を有する。 【０１３５】物体ビーム806は、ミラー850で反射されレ
ンズ832で平行化される発散ビームとしてビームエキス
パンダー813から出射する。参照ビーム852はミラー820
で反射され、レンズ830で平行化される。仮想ビーム802
および856は実際には存在せず、物体ビームと参照ビー
ムそれぞれの見かけの光源を示すために図９に図示され
ているにすぎないことに留意されたい。また、物体ビー
ム806と参照ビーム852とはともに純粋Ｐ偏光であること
にも注意されたい。 【０１３６】カメラ装置300で作成された、上述のマス
ターホログラムは、図９にH1として示した透明のフィル
ムホルダー834に装着される。露光前のフィルム基板319
と同一構造であることが適切な第二フィルムH2は、フィ
ルムホルダー838に装着される。物体ビーム806をフィル
ムH1のブルースター角（約56度）でマスターホログラム
H1に照射する。 【０１３７】一時的に図12Bを参照すると、ホログラムH
1は、入射波長の作用として入射光を回折する縞パター
ンを有している。ホログラムH1は、単色の物体ビーム80
6と同一の波長を有する光で作成されたため、ホログラ
ムH1は同量の物体ビームを回折すると考える。従って、
物体ビーム806は、平均角度Ｋで回折されてからホログ
ラムH1から出射され、フィルムH2のフィルム面840に到
達する。参照ビーム852は、たとえばブルースター角
（約56度）などのあらゆる適切な角度で基板H2に照射さ
れる。 【０１３８】フィルム基板H2は、図３、４、12Aおよび1
2Bを参照してフィルム319について述べたのと同様に、
物体ビーム806と参照ビーム852とによって形成された静
止波パターンを記録する。さらに詳しくは、データ集合
内の各データスライスに相当する複数の画像が同時にフ
ィルムH2に記録される。各データスライスに対応する振
幅および位相情報は、その振幅および位相情報がフィル
ムH2で限定される面内に存在するように、正確にフィル
ムH2に記録される。次にコピーホログラムH2を以下に詳
述するように再生すると、各データスライスに相当する
画像が、その振幅および位相情報を変化させずに、デー
タ集合によって限定される３次元物理的システムを正確
に復元する。 【０１３９】続けて図９を参照すると、本発明の発明者
は、内部に本発明によってホログラムが形成されるフィ
ルムに含有される乳剤が、現像中にわずかに体積変化を
起こし得ることを見いだした。特に、基板を現像するの
に伴う特定の化学作用に応じて、乳剤は１％またはそれ
以上のオーダーで収縮または拡大し得る。 【０１４０】このような収縮または拡大は、マスターホ
ログラムには比較的小さな影響しか与えないが、この影
響はコピーホログラムに関しては大きくなり得る。具体
的には、たとえば、10センチのオーダーの一般的なホロ
グラムにおける１％の収縮は、観察者には気づかれない
かもしれない。しかし、マスターホログラム（H1）をコ
ピーホログラム（H2）にコピーすると、マスターホログ
ラムH1における１％の変化は、マスターホログラムホル
ダー834とコピーホログラムホルダー838との距離の１％
変化として現れ得るが、この距離は一般にホログラムの
実際のサイズよりはかなり大きいものである。実際、マ
スターフィルムホルダー834とコピーフィルムホルダー8
38との間隔が14 1/2インチであると、ホログラムH1を有
する基板が１％収縮すると、コピーホログラムが５ミリ
のオーダーでフィルム面から移動することになり得る。 【０１４１】このような収縮／拡大を補正して、コピー
ホログラムホルダー838H2が確実にホログラムのフィル
ム面に対応するようにするために、マスターホログラム
ホルダー834とコピーホログラムホルダー838との間隔を
適切に操作し得る。特に、マスターホログラムH1を含有
する乳剤が、たとえば１％収縮するならば、マスターホ
ログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838と
の間隔を約１％減少させることが適切であり得る。同様
に、現像中にマスターホログラムを有する乳剤が拡大す
る度合いまで、上記の間隔を状況に応じて増大し得る。 【０１４２】さらに、マスターホログラムホルダー834
とコピーホログラムホルダー838との間隔は、ホログラ
ム中のあらゆる所望の点でコピーホログラムホルダー83
8を切断するようにも操作し得る。特に、コピーホログ
ラムがフィルム面にまたがっていることが望ましい場合
が多い、つまり、ホログラフィー画像のおよそ半分を観
察スクリーンの前に、残り半分をフィルムスクリーンの
後ろに投射しようとする場合が多いが、マスターホログ
ラムホルダーとコピーホログラムホルダーとの間隔を操
作することによって、ホログラムのあらゆる所望の部分
を、所望通りにフィルム面の前または後ろに位置させる
ことができる。 【０１４３】本明細書に記載する好ましい実施態様にお
いては、マスターホログラムH1はカメラ装置300で作成
され、コピーホログラムH2はコピー装置900で作成され
る。本発明の別の実施態様では、これら２つのシステム
を所望により都合よく組み合わせ得る。たとえば、図３
のフィルムホルダー318を、図９のフィルムホルダー834
と置き換え、次のH2フィルムホルダーを、物体ビームが
フィルムホルダー834を通して新たなH2フィルムホルダ
ーに透過されるように配置することができる。このよう
にして、フィルムホルダーH1とH2との関係（図９）を、
ハイブリッドシステムに実質的に再生し得る。装置を完
成させるには、もう１つの参照ビームを新たなH2フィル
ムホルダーにブルースター角で照射するように配置す
る。上記のように改変すると、システムは同一の装備に
よってマスターホログラムとコピーとを効果的に作成し
得る。さらに詳しくは、マスターホログラムを別個のコ
ピー装備を用いずに、上記に図３を参照して述べたよう
にして作成し、マスターホログラムをそのフィルムホル
ダーから単に取り外して逆転させて、コピーホログラム
を作成するのに用い得る。もちろん、当初の物体ビーム
は遮断して、新たに加えたフィルムホルダーH2を照射す
るように配置された新たに加えた参照ビームと置き換え
る。 【０１４４】本発明のさらに別の実施態様では、マスタ
ーホログラムは実質的に上記に述べたように作成し得、
コピーホログラムは密着コピーとして知られている方法
によって適切に作成し得る。具体的には、マスターホロ
グラム（H1）を適切なフィルムシートに密着して装着
し、それに参照ビームを従来のホログラムのコピーを作
成する関連で知られている方法で付与し得る。 【０１４５】上記にも述べたように、本発明は、Ｎ個の
スライスを有するデータ集合について、Ｎ個の個別の、
比較的弱いホログラムを１つのフィルム基板に記録する
ことを目指すものである。第一の概算として、Ｎ個のス
ライスのそれぞれが、露光の間に消費されるハロゲン化
銀粒子の約1/Nを消費（変換）する。 【０１４６】出発点として、フィルム基板内の感光性元
素の合計量は、従来の写真の方法により公知の光強度で
フィルムを連続して露光し、付与されたエネルギー（強
度掛ける時間）の作用としてハロゲン化銀粒子が銀粒子
に変換される度合いをグラフ化することによって推測し
得る。特に図2Aを参照すると、例示したフィルムサンプ
ルについての公知のＨＤ曲線が、経時的に所定の強度の
光でフィルムを露光した効果として示されている。様々
な時間間隔で、フィルムのかぶりの度合い、つまりハロ
ゲン化銀粒子が銀粒子に変換される度合いを、単に公知
の強度のビームでフィルムを露光し、そのフィルムを現
像し、入射光の作用としてフィルムを透過した光の量を
計測することによって測る。一般的なＨＤ曲線は非線形
であるが、それでも、その曲線を、本発明の関連で、付
与されたエネルギーの作用としてのかぶりの様々なレベ
ルを確認するのに用いることができる。 【０１４７】本発明においては、（一般にフィルム製造
者により提供される）特定のフィルムのＨＤ曲線を、平
方センチあたりのマイクロジュールで表される光の量を
測定するのに用いるが、この光量は、ＨＤ曲線によって
定まるフィルムの全かぶり容量の、たとえば10％などの
所定のレベルまでフィルムに前もってかぶりを起こす
（prefog）のに必要である。公知のレベルまでフィルム
に前もってかぶりを起こした後、非常に弱い平面格子ホ
ログラムをフィルムに記録し、格子の回折効率を計測す
る。その後、同じフィルムロットからの別のフィルム片
に、たとえば、そのＨＤ曲線に基づく全かぶり容量の20
％などの、より高いレベルまでかぶりを起こし、同じ弱
いホログラムをかぶりのあるフィルムに重ねる。この弱
いホログラムの回折効率を再び計測し、この工程をかぶ
りのレベルを様々に変えて繰り返す。前もって与えたか
ぶりは完全に無作為のものであり、いかなる種類の縞パ
ターンも形成しないため、各かぶりレベルの格子の回折
効率は、基本的には前もって与えたかぶりのレベルの機
能である。 【０１４８】ここで図2Bを参照すると、特定のフィルム
ロットについての、かぶりレベル（バイアスエネルギ
ー）の作用としての回折効率が示されている。フィルム
がホログラフィー的に飽和するまで、つまり、前もって
与えたかぶりのレベルが、次の弱いホログラムの回折効
率が所定の最低値となるレベルになるまで、図２の曲線
は伸びていくことに留意されたい。図２の曲線の下部の
領域は、回折効率が飽和するまでにフィルムに付与され
た全エネルギーの合計に相当する。本発明の関連におい
ては、このエネルギーは、入射光の強度と露光の合計時
間の積に等しい。 【０１４９】特定のフィルムロットについて、図2Bの曲
線の下部の領域が、フィルムの多重露光ホログラフィー
露光容量に関して、このフィルムを特徴づけるものであ
る。Ｎ個のスライスを有するデータ集合については、こ
の曲線の下部の領域は、各データスライスが曲線下部の
全エネルギーの1/Nを消費し得るように、等量のＮ個の
部分に都合よく分割し得る。特定のスライスのエネルギ
ーが、入射光の強度と露光時間の積に等しいことを考慮
すると、さらに、入射光（つまり物体ビーム）の強度
が、以下にビーム比決定に関して説明する方法で個々の
スライスについて定められることを考慮すると、各スラ
イスについての露光時間を都合よく決定し得る。 【０１５０】本発明のさらに他の局面によると、フィル
ムの各ロットは図2Bに示すものに相当するデータで都合
よく符号化され得る。同様に、最も一般的な35mmフィル
ムは、たとえば、そのフィルムの露光特性に関するデー
タなどの、フィルムの特定の情報で符号化される。同じ
ように、図2Bに示した回折効率曲線に関する情報は、た
とえばフィルムまたはその包装に表示することによっ
て、本発明で用いられる各ホログラフィーフィルムに都
合よく付加され得る。カメラ装置300を制御するのに用
いられるコンピュータ（図示せず）は、フィルムに記さ
れたデータを読み込むように都合よく配置され得、その
後、このデータを用いて、本明細書に記載の方法によっ
て各データスライスの露光時間を計算し得る。 【０１５１】上に述べたように、フィルム面における参
照ビームの物体ビームに対する相対強度はビーム比とし
て知られている。公知のホログラフィー技術は、ビーム
比を偏光状態を参照することなく定める傾向にある。し
かし、特に本発明のいくつかの局面に関連しては、この
言葉の別の定義に、特定の共通偏光状態、つまり共通の
Ｐ偏光状態、または共通のＳ偏光状態における、（フィ
ルム面での）参照ビームと物体ビームとの相対強度を含
める。さらに、あるいは、ビーム比を決定するために、
たとえば、モード検出器を用いてビームのモードをモニ
ターすることによって、またはビームの均一性、つまり
ビームの断面における振幅をモニターすることによっ
て、ビームの他の所望の特性または特質の点で、ビーム
強度を定め得る。 【０１５２】ビームの強度は、フォトダイオードを用い
ることによってフィルム表面で適切に検出され得る。本
発明のある局面によれば、１つ以上のフォトダイオード
を、例えばフィルムホルダ３１９の一部としてカメラシ
ステム３００を有するハードウエア内の好都合な場所に
適切に埋め込んでもよい。この点に関して、このような
フォトダイオードは、透明フィルムの裏側で（フィルム
のそばの）フィルムホルダの周辺あるいはフィルムホル
ダ自体の内部に埋め込まれてもよい。あるいは、所望で
あれば、選択的にビーム経路に挿入し取り外され得る腕
部あるいは同様のレバー機構上に、１つ以上のフォトダ
イオードを適切に配置してもよい。 【０１５３】本発明におけるビーム比率の役割を理解す
るために、ホログラフィを、選択された物体の３次元イ
メージを示すことを意図される表示ホログラフィと、例
えば、レンズ、ミラー、プリズムなどのように定められ
た性質を持つ光学素子のように機能した後、基本的なホ
ログラフィ縞パターンがフィルム上に記録されるホログ
ラフィ光学素子（ＨＯＥ）とに、ホログラムを好都合に
分割し得ることに注目することが役立つ。 【０１５４】ＨＯＥは、乳剤内の散乱光および反射光に
よっても形成される弱い２次縞を支配する傾向にある、
単純な繰り返しの縞パターンになる単純な指向性ビーム
により形成される。１次近似に対して２次縞パターンは
典型的に無視される。従来のホログラフィ理論には、２
つのビームの間の最も強い干渉を実現するためには、単
一ビーム比率を用いなければならないことが記述されて
いる。 【０１５５】一方、表示ホログラフィにおいては、参照
ビームがまだ単一指向性ビームであるのに、物体ビーム
はその物体によって生じる様々な強度および方向を有す
る、非常に複雑なものになり得る。さらに、典型的に、
物体は、非常に高い強度で光を拡散するいかなる数の明
るい点をも示す。得られた縞パターンは、記録された物
体に対して単純な関係を有さない、非常に複雑なもので
ある。さらに、物体上のブライトスポット（ハイライ
ト）は２次参照ビームとしてふるまい、参照ビームと互
いに干渉し合うと望ましくない縞パターンを生成し、そ
の結果、１次縞パターンの相対的強度を効果的に低減す
る多数の組のノイズ縞が生じる。生成した「相互変調」
ノイズ（自己参照ノイズとも称される）は、抑制されな
い限り、許容できないほどの画質の損失を生じる。 【０１５６】従来のホログラフィ理論には、３〜３０ま
での範囲、最も典型的には５〜８までの間でビーム比率
を選択することによって、参照ビームの相対的強度を増
加させることによって物体ビームに対する相互変調ノイ
ズが抑制され得ることが記載されている。これによっ
て、強い１次縞が得られ、大幅に低減された２次縞（相
互変調ノイズ）が得られる。従って、現存のホログラフ
ィ技術において、表示ホログラフィの背景において、単
一比率よりも高い、好ましくは５〜８：１であるビーム
比率によって相互変調ノイズが実質的に低減されること
が示唆される。 【０１５７】ホログラムの回折効率、すなわち、観察者
に対してどの程度ホログラムが明るく見えるかは、ビー
ム比率が１のときに、最大値を示す。ビーム比率が１よ
りも高いときは、回折効率が低下し、その結果、再生さ
れたときにホログラムは暗くなる。しかし、現存するホ
ログラフィ理論における従来の知識には、ビーム比率が
増加するに従って相互変調ノイズの低下は回折効率の低
下よりも早くなるので、正当な回折効率を示すホログラ
ムを生成すると同時に、５〜８：１の間のビーム比率に
よって相互変調ノイズが低減される（すなわち、高い信
号対雑音比を生じる）ことが記述されている。 【０１５８】本発明の背景において、非常に低い参照ビ
ーム対物体ビーム比率、例えば、３：１のオーダーおよ
び特に単一のオーダーのビーム比率を用いることが望ま
しく、それにより特定のデータセットにおけるすべての
データスライスと関連づけられている各ホログラムに対
する最適（例えば、最大）回折効率が得られる。しか
し、本発明の背景において、従来の表示ホログラフィと
比較して、相互変調ノイズ（理論上は、単一ビーム比率
において最大）は重大な問題を引き起こさない。より詳
細には、従来のホログラフィにおける相互変調ノイズ
は、とりわけ、物体と関連づけられた明るい点によって
生じることを想起されたい。本発明において、「物体」
は、２次元の、ウィンドウ化されガンマ補正された（以
下で記述する）データスライスに対応する。従って、本
発明の背景で用いられているデータの性質そのものによ
って本質的に低い相互変調ノイズが得られ、それによっ
て、単一のビーム比率を用いることが可能になり、最大
回折効率および非常に高い信号対雑音比画像が得られ得
る。 【０１５９】さらに、データの組内の各スライスに対し
ておおよそ単一あるいは単一であるビーム比率は、本発
明の好ましい実施態様の背景において敏速にかつ効率的
に選択され得る。 【０１６０】より詳細には、可変波板４０４は、物体ビ
ームを分流させながらフィルム３１９近隣の参照ビーム
の経路にフォトダイオードを配置することによって、あ
るいはその逆を行うことによって校正され得る。波板４
０４へ印可される電圧を所定の増分でゼロから最大値ま
で上昇させると、参照ビームの強度は入力電圧の関数と
して定義されてもよい。物体ビームの（データスタイス
が物体ビームに組み込まれる前の）強度を加えた参照ビ
ームの強度は、これらの共通ソースビームにおおよそ等
しく、この共通ソースビームの強度は容易にに確かめ得
るので、波板４０４に印可される電圧の関数としての純
粋な物体ビーム強度も好都合に導かれ得る。特定のスラ
イスに対する単一のビーム比率に達するように波板４０
４への適した入力電圧を決定することが残っている。 【０１６１】基本的なレベルにおいては、各データスラ
イスは、公知の数の「画素」（イメージング装置３２８
を通過した後にはそのようには表記されない）を有し、
各画素は公知の中間調値を有している。従って、各デー
タスライスには、例えば、純粋な白の比率として輝度値
が割り当てられる。従って、公知の輝度値を有する特定
のデータスライスに対する単一ビーム比率を得ることを
要求する特定の電圧レベルは、輝度値によって乗算され
たときに、同一の電圧レベルに対する参照ビーム強度値
と等しくなる、純粋な物体ビーム強度値に対応する唯一
の電圧値を選択することによって好都合に決定され得
る。この計算は、本明細書に記載されている関係式に従
いプログラムされた、従来のコンピュータによって迅速
にかつ有効に行われ得る。 【０１６２】従って、各データスライスは、単一ビーム
比率を実現するために必要である波板４０４への入力電
圧に対応する電圧値と関連づけられている。 【０１６３】本発明の別の局面によれば、データセット
を有する各データスライスは、上記されたウィンドウ化
手順に引き続きさらに準備されてもよい。特に、イメー
ジング装置３２８は、ＣＲＴ４４４に印可されるデータ
値に従って様々な輝度レベル（中間調）を有する画像を
生成する。しかし、従来のＣＲＴおよび従来の光値は、
画像を駆動するデータに線形的に対応する輝度レベルを
有する画像を必ずしも投影しない。さらに、中間調の人
間の知覚は、必ずしも線形である必要はない。例えば、
任意の輝度値１００を有する画像は、輝度値５０を有す
る画像より２倍明るく見えるが、輝度値１００を有する
画像よりも２倍明るく見せようとすると、輝度レベル２
００が必要となり得る。 【０１６４】人間の視覚システムは、輝度を指数関数と
して一般的に知覚し、ＣＲＴおよび光値は画像を駆動す
るデータのレベルに線形的にも指数的にも関連しない輝
度を有する画像を生成するので、データスライスがウィ
ンドウ化された後、すなわち、輝度およびコントラスト
の総レベルで調整された後、データスライスにガンマ補
正を行うことが望ましい。ウィンドウ化されたデータに
ガンマ補正を行うことによって、実際に観察されている
中間調は、知覚的差異という観点から平等に配分されな
ければならない。 【０１６５】本発明の好ましい実施態様によれば、ガン
マ参照用テーブルは、イメージング装置３２８にともな
う一連の所定の中間調値を表示することによって生成さ
れる。フォトダイオード（図示せず）は、イメージング
装置３２８の出力経路内に適切に配置され、公知のデー
タ値に対応する実際の輝度値を測定する。そして、一連
の測定は、様々な中間調データ値に対応するそれぞれ異
なる輝度レベルに対して行われ、ガンマ参照用テーブル
は特定のデータセットによって示される中間調の範囲に
対して構成される。所望の精度の程度に従って、いかな
る数の中間調がフォトダイオードによって測定されても
よく、光学的に測定されないグレイ値に対する輝度レベ
ルの補間計算機を考慮してもよい。 【０１６６】ガンマ参照用テーブルを用いることによっ
て、参照用テーブルが生成されている間にフォトダイオ
ードによって測定されるように、データ内の等しい値の
輝度ステップが投影された画像において視覚的に等価な
変化に対応するように、各データスライスに対応するデ
ータが翻訳される。 【０１６７】さらに、図７〜８の背景で記載されるよう
に、波板４６３と関連して用いられるとき、光バルブ４
４２は、最も明るく白い画像よりも約２０００倍弱いオ
ーダーで、最もく黒い画像を生成することが典型的に可
能である。人間の視覚システムは、一つのデータスライ
ス内の５０〜１００の中間調内のみで区別が可能である
事実を考慮すると、コントラスト範囲のこのレベルは全
く不必要である。従って、最大の所望のコントラスト比
（すなわち、スライス上の最も明るく白い領域の輝度レ
ベルによって分割されたスライス上の最も黒い領域の輝
度レベル）は、１００〜２００：１であることが望まし
く、それによって輝度スケールの両端がフレキシブルに
なる。従って、特定のスライスのコントラスト比は、光
バルブによって生成され得る、利用し得るコントラスト
比の１０分の１のオーダーであるので、本発明の背景に
おいて用いられるガンマ補正体系の別の局面は、ゼロと
等しい輝度レベルを有するものとして純粋な黒を定義す
ることを包含する。その後、いずれのスライド上の興味
あるにもおける目的の最も暗い領域、すなわち、放射医
学者がスライス上で観察することに興味を持っている最
も暗い領域は、「ほぼ黒」と称される。このほぼ黒い領
域は、純粋な白よりも１００〜２００倍弱いオーダの値
までマップされる。さらに、ほぼ黒の領域の値未満のい
かなる値も純粋な（絶対的）黒（ゼログレイ値）に固定
することが望ましい。これらの純粋な黒領域、言い換え
ればスーパーブラック領域は、目的の最も暗い領域より
も暗いスライスの領域をすべて有している。 【０１６８】本発明で用いられている付加的なガンマ補
正工程は、最も明るい値を固定することを包含してい
る。従来のＣＲＴおよび光値は輝度範囲の頂点において
はしばしば不安定になることを当業者は理解するであろ
う。より詳細には、９０％を超える輝度レベルのいずれ
かの特定のＣＲＴ／光バルブの組み合わせにおいて画像
を駆動するデータの輝度レベルを上げることによって、
全く予測が不可能な輝度レベルを有する画像を生成する
かもしれない。従って、データセットについて輝度レベ
ルの上限を限定し、それをイメージング装置３２８によ
って示される所定の輝度レベルと一致するデータセット
に対する輝度レベルの上限、例えば、イメージング装置
３２８によって生成される最高輝度の９０％で定義する
ことが望ましい。従って、様々なデータスライスにおい
て反射されるような純粋な白は、実際はイメージング装
置が理論上生成し得るものよりも１０％白くないものに
対応し、それによって、光学装置と関連づけられた非線
形性および他の不安定な性質が回避される。 【０１６９】最後に、いずれかのスライスが本質的に黒
かったり、無関係なデータのみを含む場合、所望であれ
ば、スライスを完全に最終ホログラムから除いてもよ
い。 【０１７０】従って、本発明のある局面によれば、物体
ビームの強度は、とりわけ、波板４０４に印可される電
圧レベル、特定のデータスライスについてのデータ分
布、フィルムホルダに関するデータスライスの軸位置、
およびデータに行われるガンマ補正の影響を含む多数の
要素のうちの１つ以上の関数として適切に制御され得
る。 ビューイング装置 コピーホログラムＨ２は、カルフォルニアのLaguna Hil
ls のVOXEL, Inc.によって製造されたＶＯＸＢＯＸ 装
置などのビューイング装置上で適切に再生される。ＶＯ
ＸＢＯＸ ビューイング装置のいくつかの特徴が、1986
年11月18日に発行された米国特許第4,623,214号および
4,623,215号に記載されている。 【０１７１】次に、図１１を参照すると、ビューイング
装置1102は、ハウジング１１０４およびその中に配置さ
れた内部キャビティ１１０６を適切にしており、ハウジ
ング１１０４は、ビューイング装置に環境光および室内
光が入るのを防ぐように構成されている。 【０１７２】ビューイング装置１１０２は、例えば、球
面照射白色光源などの光源１１０８、バッフル１１３
２、ミラー１１３４、フレネルレンズ１１１０、回折格
子１１１２およびベネチャンブラインド１１１４を有
し、ベネチャンブラインドの上にはコピーホログラムＨ
２が好都合に実装されている。ベネチャンブラインド１
１１４およびホログラムＨ２は、簡潔にするために、回
折格子１１１２から空間に分離されているように模式的
に示されている。装置の好ましい実施態様において、フ
レネルレンズ１１１０はハウジング１１０４の前表面を
適切に形成し、回折格子１１１２はレンズ１１１０の表
面に固定された薄い平面シートを形成し、ベネチャンブ
ラインド１１１４は回折格子１１１２に固定された薄い
平面シートを形成する。例えば、適当なクリップ、真空
機構、あるいは何らかの好都合な方法などの何らかの好
都合な機構によって、ホログラムＨ２をベネチャンブラ
インド１１１４の表面に近接しているが取り外し可能な
ように取り付けられる。 【０１７３】フレネルレンズ１１１０は、光源１１０８
によって生成された光を平行にし、回折格子１１１２を
介して平行光を方向付ける。所望の光源１１０８とレン
ズの間の焦点距離は、とりわけ、レンズ１１１０の物理
的寸法によって決定される。空間を保持し、それによっ
てコンパクトなビューイングボックス１１０２を生成す
るためには、光源１１０８からの光がミラー１１３４に
よってその光の経路にそって適切に重畳されなければな
らない。空間利用を最大限にするために光源１１０８は
レンズ近傍に配置され得るので、ミラー１１３４によっ
て折れた光のみがレンズ１１１０に当たるように、バッ
フル１１３２が光源１１０８とレンズ１１１０との間に
好都合に配置され得る。上記のように、この角度と波長
との間の関係は、方程式λ＝Ｋｓｉｎθによって同様に
決定される。本発明の好ましい実施態様において、レン
ズ１１１０の焦点距離はおおよそ１２インチである。 【０１７４】回折格子１１１２は、例えば、本明細書に
記載されているものと同様のホログラフィ工程によって
製造される、ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）を適切に
有している。より詳細には、参照ビームならびにホログ
ラムＨ２（ここでは514.5ｎｍ）を製造するときに用い
られる物体ビームに対応する波長および入射角を有する
物体ビームを用いて、回折格子１１１２が適切に製造さ
れる。好ましい実施態様において、回折格子１１１２は
位相ホログラムであることが有利である。 【０１７５】回折格子１１１２は、光源１１０８から回
折格子上に照射される白色光の様々な成分を波長の関数
として適切に回折する。より詳細には、光が回折格子１
１１２を通過すると、光の各波長は独自の角度によって
屈曲させられる。例えば、白色光の青色成分は角度Ｐに
よって屈曲し、より高度の波長である緑色成分はより大
きい角度Ｑで屈曲し、より高度の波長である赤色光は角
度Ｒで屈曲する。言い換えると、回折格子１１１２は、
格子の表面に対して独自の角度で各波長を平行にする。
しかし、回折格子１１１２は不完全なディフラクタであ
り、従って、入射光の一部のみが回折され（例えば、５
０％）、未回折光の残りの部分は平行な白色光として通
過することを当業者は理解するであろう。 【０１７６】ベネチャンブラインド（ルーバ）１１１４
は、回折格子１１１２を通過する未回折白色光を効果的
に捕らえる、一連の非常に薄く傾斜した光学スラットを
有している。従って、ルーバ１１１４を通過する実質的
にすべての光は、例えば、光が回折格子１１１２によっ
て回折される角度に傾斜して通過する。もちろん、光の
うちにはルーバ１１１４によって回折されないものも若
干あり、その光は様々なランダムな角度で通過する。
さらに、ルーバ１１１４を有するスラットの幾何学的構
成は、最適なカラリゼーションを有するホログラムを生
成するように選択され得る。より詳細には、一定の波長
は本質的に損傷されずにルーバ１１１４を通過する（公
称波長帯）が公称波長帯よりも高いあるいは低い波長は
ルーバ１１１４によってとらえられるように、スラット
の幾何学的構成を選択し得る。さらに、回折格子１１１
２を通過する未回折光がルーバ１１１４を直接には通過
しないように、スラットの幾何学的構成を選択し得る。
スラットの幾何学的構成を調整することにより、例え
ば、そのような未回折光をホログラムＨ２に到達する前
に隣接するスラットの間を多数回（例えば、４回）反射
させることによって、未回折光を実質的に減衰させ得
る。 【０１７７】ルーバ１１１４は、３Ｍ Companyによって
製造された薄い平面光制御フィルムを適切に有する。一
方の表面上ではルーバ１１１４はわずかに凸状になって
おり、さらにこの表面には製造者によってグリース性物
質あるいはろう性物質が明かに塗布されている。傷つき
やすいスラットへの損傷を避けるために、例えばアクリ
ルシート（図示せず）などの保護表面にルーバ１１１４
を付着させることが望ましい。しかし、ルーバ１１１４
の「グリースを塗布した」側面をアクリルシートに不適
切に付着させると、２つの表面の間で不均等な接触界面
が生じ、それによって望ましくない光学特性が生成され
得る。 【０１７８】この界面において高潤滑性を有する粒子状
物質（例えば、タルク）の薄い皮フィルムを塗布する
と、アクリルシートとルーバ１１１４の間の改善された
光学特性を有する接触面が生成される傾向があることを
本発明は決定した。 【０１７９】図示されるように、ルーバ１１１４の表面
にビューイングスクリーンを付着させることによって、
ホログラムＨ２をビューイングスクリーン上に配置す
る。この点に関して、ビューイングスクリーンは、レン
ズ１１１０、回折格子１１１２およびベネチャンブライ
ンド１１１４の構成部材のうちの１つ以上を適切に有す
る。あるいは、ビューイングスクリーンは、上に上記の
構成部材のうちの１つ以上が好都合に実装され得る、例
えばガラスなどの透明物質の薄い平面フィルムを有する
だけでもよい。本発明のある局面によれば、そのような
ビューイングスクリーンは、適切に、幅が１０〜１６イ
ンチのオーダーで、高さが１４〜２０インチ、最も好ま
しくは１４〜１７インチのオーダーである。従って、本
発明に従って製造された様々なホログラム、すなわち、
マスターホログラムＨ１およびコピーホログラムＨ２
は、ビューイングスクリーンよりも小さいか、あるいは
ほぼ同じ大きさを有するように、適切な寸法を有するこ
とが望ましい。特に好ましい実施態様においては、マス
ターホログラムＨ１およびコピーホログラムＨ２は、適
切に、それぞれ幅１４インチ、長さ１７インチである。 【０１８０】回折格子１１１２を製造するために用いら
れたものと同一の波長および参照ビーム角度を用いてホ
ログラムが適切に製造されるので、ホログラムＨ２を通
過する光は、その波長に従って屈曲される。詳細には、
青色光はマイナスＰ度で、緑色光はマイナスＱ度で、赤
色光はマイナスＲ度で屈曲される（マスターホログラム
Ｈ１は、コピーホログラムＨ２を製造している間に反転
されることを思い起こされたい）。従って、すべての波
長は、レンズ１１１０の平面に対して実質的に垂直にホ
ログラムを通過する。その結果、観察者１１１６は、ホ
ログラムＨ２の平面に対して垂直である線に実質的に沿
った視点から再構成されたホログラムを見ることができ
る。 【０１８１】回折格子１１１２の波長選択回折容量をホ
ログラムＨ２の波長選択回折特性と調整することによっ
て、回折格子１１１２によって回折された実質的に全て
の光がホログラムを照明するために用いられ得る。従っ
て、比較的非能率的な回折格子１１１２を用いても、比
較的明るいホログラムの画像が生成される。さらに、か
なりの量のこのスプリアス白色光はルーバ１１１４によ
って遮断されるので、ホログラフィ画像は、回折格子１
１１２によって回折されないスプリアス白色光によって
無駄に散乱されない。 【０１８２】さらに、薄い平面ホログラム、ルーバ１１
１４および回折格子をビューイング装置の一部を形成す
るレンズの表面に実装することによって、ホログラムを
照明する再生ビームは、光源１１０８からの平行光に実
質的に排他的に限定される。すなわち、スプリアス非平
行光がホログラムＨ２の裏面（図１１の右手側）に照射
することを防止する。 【０１８３】本発明に従って製造されたホログラム（Ｈ
２）が箱１１０２上に実装されると、フルパララックス
およびすべての視点からの遠近感（パースペクティブ）
が観察者に提供され、物体の３次元的表示が見られ得
る。ホログラムがビューボックスから取り外され、反転
され、再びビューボックスに戻されてもよいことを、本
発明の発明者はさらに決定した。反転されたホログラム
は、観察者が反対方向からホログラムを見ていること、
すなわち、観察者から最も離れていたホログラム上の点
は今度は観察者に最も近くなり、またその逆になること
を除いては、同一のホログラムの非反転ビューとして、
すべての同一のデータを含む。外科医がある方向から他
の方向に身体上で手術の様々なプロスおよびコンスにア
クセスすることができるようにすることにより提案され
た外科の手順を計画したときに、この特徴は外科医に対
して特に有用になり得る。 【０１８４】単に１つのホログラムをもう一つのホログ
ラムの上部に配置することによって、２つ以上のホログ
ラムが同一のビューボックス上で同時に見られ得ること
も本発明の発明者が決定した。例えば、第１のホログラ
ムが取り替えられるべき身体（例えば、臀部）を有し、
第２のホログラムが補綴代替装置を有する状況では、こ
れは特に重要になり得る。従って、外科医は、適切な背
景において、すなわち、患者の内部の３次元空間に装置
が設置されたときに、提案された装置を見ることができ
る。 【０１８５】さらに、例えば、３次元調整グリッドなど
の調整グリッドを調査の対象であるホログラムで覆うこ
とが有利になり得る。この背景に置いて、適切な調整グ
リッドは、その上で符号化された空間表示を有する１つ
以上の規則あるいは他の測定器のホログラムをただ単に
有するだけでもよい。あるいは、調整グリッドは、例え
ば、線形的方法、対数的方式などの他の好都合な方法で
間を置いた、一連の交差する線、もしくはドット行列あ
るいはほかの視覚的マーキングの行列を単に有するだけ
でもよい。このように、特に、調整グリッドが同じスケ
ールであるか、ホログラムを有する寸法のスケールの好
都合な倍数である場合、調整マーキングを合計すること
によって３次元的距離が容易に計算され得る。 【０１８６】本発明に従ってホログラムを見たときに非
常に弱い光のパターンおよび暗い環が時折目に見えるこ
とも、本発明の発明者が観察している。より詳細には、
見られるたときに、これらの環はホログラムの後ろに非
常に離れて見える。本発明の発明者は、これらの環が各
データスライスと共に拡散する拡散体４７２のホログラ
ムを取り込むことに起因する、インターフェログラムを
構成することを理論化した。この問題を克服するため
に、各データスライスが記録されると、拡散体４７２は
その平面内でわずかに（例えば、１０ミリメートル）移
動してもよい。このように、本明細書に記載されている
ように、各データスライスに対応する画像はフィルム３
１９上に投影されているが、拡散体４７２のわずかに異
なる部分が各データスライスに対して投影され、それに
よって各データスライスに対して拡散体４７２に起因す
ると考えられる同一パターンを投影することが防止され
る。 【０１８７】例えば、１つ以上のデータスライスに本文
材料あるいは図式材料を付加することも可能であり、そ
れにより、データセットの得られたホログラムがこの本
文材料あるいは図式材料を反映し得る。このような材料
は、識別データ（例えば、患者の名前、記録されている
物体のモデルあるいは整理番号）を有しても、あるい
は、純粋な図式情報（矢印、記号など）を有してもよ
い。 【０１８８】この点において、正スコピックビューで見
られるテキストは、同一ホログラムの疑似スコピックビ
ューにおいて反転されることに気づくことは興味深い。
すなわち、正スコピックビューにおいてテキストが右側
を上にして見える場合、疑似スコピックビューにおいは
逆さまに見える。従って、ホログラムにおいてテキスト
を利用することが望ましい限り、ホログラムが正スコピ
ック構成で見られるか疑似スコピックビュー構成で見ら
れるかにかかわらず、テキストが適切に観察され得るよ
うに、同一のテキストをホログラム上部では右側を上
に、ホログラムの底部では上下逆に挿入することが有利
になり得る。 【０１８９】さらに、再生の間にはフィルム平面内のテ
キストは一般的に明確であるが、フィルム平面の外、す
なわち、図１における軸Ａに沿って配置されたテキスト
は一般的により明確でなくなる。「フィルム平面外部
の」テキストはＶｏｘｂｏｘ上で見られると判読可能で
あるが、Ｖｏｘｂｏｘがなければ判読できないので、こ
れは本発明のある側面によると有利である。医学的診断
に用いられるホログラムの背景においては、例えば、患
者の名前、状態などの秘密なある患者の情報がＶｏｘｂ
ｏｘの補助により、しかるべき職員が非常に容易にその
ような情報を見ることができるように、フィルム平面外
部に配置することが望ましく、それによって患者の秘密
性を保証する。 【０１９０】本文材料あるいは図式材料に加えて、例え
ば、特定のホログラムを有する画像の一部、あるいは、
他のホログラムからの画像データなどの付加的なイメー
ジをマスターホログラム上に有することが望ましい。例
えば、百個以上のスライスを有する折れた骨のマスター
ホログラムを考える。キーとなる情報を有する数個のス
ライスについては、ホログラム全体とは距離を置いてい
るがホログラムに隣接しホログラムに対して適した深さ
にあるこのデータを個別に表示することが好ましい。 【０１９１】簡潔に上記したように、本発明に従って製
造されたホログラムをＶｏｘｂｏｘあるいはほかの適切
なビューイング装置上で見るとき、ホログラムが第１の
位置にあるときホログラムの正スコピックビューが観測
され、ホログラムがその水平軸の周りを回転するとき、
疑似スコピックビューが観測される。ホログラフィフィ
ルムの特定の方角が、裸眼による正スコピックビューあ
るいは疑似スコピックビューに対応するか否かを決定す
ることは困難なので、ホログラフィフィルム上に好都合
な表示を配置し、ホログラフィフィルムがビューイング
装置上に配置されたときにホログラムのどのビューが観
察され得るかを観察者に知らせる。例えば、ノッチある
いはその他の物理的表示をフィルム上、例えば、正スコ
ピックビューの右上の角に配置することが望ましい。あ
るいは、適切な表示を、辺に沿って角に、もしくは、ホ
ログラフィフィルムあるいはホログラフィフィルムのた
めのいかなる境界、縁あるいはパッケージ上の好ましい
位置のいずれかに配置することによって、小さなテキス
ト、図式および色のコード化体系が用いられ得る。 【０１９２】本発明の別の局面によれば、データスライ
スの一部のみをウィンドウ化し、かつ、満足のいくコン
トラストおよび陰影を実現することが効果的になり得
る。たとえば、１００個のスライスデータセットに対し
ては、例えば、１０個おきにデータスライスを手動でウ
ィンドウ化し、また、コンピュータによる内挿技術を用
いることによって、割り込みデータスライスを自動的に
ウィンドウ化することが可能である本発明のさらに別の
局面によれば、データセットを含む様々なデータスライ
ス平面からフィルム平面を選択することが可能である。
より詳細には、データセット内の各データスライスは、
それ自体の独自の平面を占める。本発明の好ましい実施
態様によれば、データセットの容量内で中央にあるデー
タスライスが、トラック装置３３４の移動長さの中心に
あるデータスライスに対応するように、トラック装置３
３４は前後に移動する。しかし、所望であれば、フィル
ム３１９の平面がデータセットの一端あるいは他端によ
り近くに配置されるように、イメージング装置３２８と
フィルム３１９との相対的位置を変化させ得る。従っ
て、得られたホログラムＨ２は、データセットを切断す
るためにフィルム平面が選択される場所によって、ホロ
グラムが観察されるスクリーン内あるいは外に投影され
たホログラフィ画像のより大きい部分あるいはより小さ
い部分を有するように思われる。 【０１９３】本発明のさらに別の局面によれば、複数の
異なるホログラムが一枚のシート上に表示され得る。例
えば、外科手術前の身体のホログラムはフィルムの上部
に表示されている。フィルムの下部は２つの４分の１部
分に分割されており、その一方は第１のパースペクティ
ブからの手術後の同一の身体のホログラムを含み、他方
は別のパースペクティブからの手術後の同一の身体のホ
ログラムを含む。これらのおよび他のホログラフィ構成
は、効率的な診断分析を促進するために適切に用いられ
得る。 【０１９４】本発明のさらに別の局面によれば、ビーム
経路全体を適切に黒い管材および黒い箱の中に納めるこ
とが有利である。これによって、望ましくない反射の存
在が最小化される。さらに、マスターホログラムおよび
コピーホログラムを製造する工程全体は、いかなるフィ
ルム表面とも接触し得るスプリアス光を有さない部屋あ
るいは他の囲いの中で行うことが有利である。あるい
は、本発明の背景においてビームのいずれかによって通
過する経路を、他のファイバー光学ケーブルに代えても
よい。ファイバー光学ケーブルを適切に選択することに
よって、ケーブルを通過する光の極性および横断電磁モ
ード（ＴＥＭ）が保存される。ファイバー光学ケーブル
を用いると、システムが非常に圧縮され、さらに、シス
テムの構成部材（例えばミラー）の多くが完全に除去さ
れ得る。最後に、ファイバー光学ケーブルは、参照ビー
ムと物体ビームとの間の差動経路長を補償するために用
いられ得る。特に、ビームの１つが通過する経路が他の
ものと異なる限り、ファイバー光学ケーブルの所定の長
さがより短い距離を通過するビームの経路において用
い、それにより長さの差を補償し、従って、２つの経路
を等しくし得る。 【０１９５】図１０Ｂに示されている疑似スコピック構
成を簡略に再び参照すると、一定の状況下では、自由空
間においてマスターホログラムを再生し、３次元画像を
見ることが望ましい。例えば、手術を行う前に、特定の
身体の部分で外科技術を練習することが、外科医にとっ
て有益になり得る。この点において、例えば、バーモン
ト州、BurlingtonのAscension Technology Corporation
によって製造されたBird（ＴＭ)部品No.600102-Aなど
の６空間デジタイザは、疑似スコピック構成の背景に置
いて有利に用いられ得る。 【０１９６】より詳細には、６空間デジタイザは自由空
間において加工され、従来のコンピュータマウスがその
コンピュータに２次元位置データを報告するのと同様
に、その位置をコンピュータに報告し得る。ホログラフ
ィ空間を移動することによって、サイズあるいは他の寸
法に関するデータがホログラムに対して明白に得られ得
る。 【０１９７】さらに図１０Ｂを参照すると、様々な診断
上のあるいは実験上の職務を行うためには、ホログラム
のフィルム平面外、例えば、自由空間で、ホログラムを
部分的にあるいはその全体を再生することも望ましい。
例えば、負傷した臀部などの人間の解剖組織上の構造の
一部のホログラフィ表示を投影し、ホログラフィ空間に
臀部あるいは他の解剖組織上の要素を置き換えるための
補綴装置を物理的に配置することが有利になり得る。こ
のように、補填装置の「取り付け」および装置の配置前
に行われたどのような適切な補正も確認される。 【０１９８】さらに、自由空間においてホログラムを再
生し、拡散スクリーンもしくは他の透明または不透明構
造をホログラフィ空間に配置し、様々な実験上あるいは
診断上の目的のためにホログラムの対象物との相互作用
を行うことが望ましい。 【０１９９】本発明は、添付の図面と関連して本明細書
に記載されたが、本発明の範囲はこれに限定されないこ
とを当業者は理解するであろう。例えば、ビューボック
スは直方体として記載されているが、ビューイング装置
の様々な構成部品を好都合に収納するいかなる適切な構
造でもよいことを当業者は理解するであろう。さらに、
カメラ装置およびコピー装置は分離したシステムとして
図示されているが、適切に１つのシステムに組み合わせ
られてもよい。 【０２００】添付の請求項に記載されているような本発
明の精神から離れることなく、本明細書中に記載された
様々な構成部品および工程の選択、設計および配置にお
いてこれらのおよびその他の変更をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】典型的なＸ線体軸断層写真（ＣＴ）装置を示
す。 【図１Ｂ】図１ＡのＣＴ装置において通常に用いられる
Ｘ線によって得られるようなデータをそれぞれが含み、
協同して容量測定データセットを形成する、複数の２次
元データスライスを示す。 【図１Ｃ】ある角度に向けられたガントリを用いて得ら
れる他の容量測定データセットを示す。 【図１Ｄ】通常、超音波装置から得られるような、さら
に他の容量測定データセットを示す。 【図１Ｅ】ソフトウェア技術によって増加されるある角
度に向けられた容量測定データを示す。 【図１Ｆ】軸Ａに沿って観察するように構成された例示
的なデーターセットを示す。 【図１Ｇ】図１Ｆの軸Ｂから見た例示的なデータスライ
スを示す。 【図２Ａ】典型的なホログラフィ膜サンプルの従来のＨ
Ｄグラフを示す。 【図２Ｂ】本発明の１つの局面による、バイアスエネル
ギーの関数としての回折効率を示すグラフである。 【図３】本発明の好ましい実施態様による、カメラシス
テムの模式図である。 【図４】本発明の好ましい実施態様による、ビームスプ
リッタの模式図である。 【図５Ａ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図５Ｂ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図５Ｃ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図５Ｄ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図６】図３のカメラシステムの一部を示す拡大模式図
である。 【図７】図３のカメラシステムの他の一部を示す拡大模
式図である。 【図８】図３のカメラ装置で用いられる投影装置の一部
を示す拡大模式図である。 【図９】本発明による、例示的なコピー装置の模式レイ
アウトを示す。 【図１０Ａ】本発明の１つの局面に従って再生されたマ
スターホログラムの整像図および虚像図を示す。 【図１０Ｂ】本発明の１つの局面に従って再生されたマ
スターホログラムの整像図および虚像図を示す。 【図１１】図１１は、ホログラム観察装置の模式図であ
る。 【図１２Ａ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。 【図１２Ｂ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。 【図１２Ｃ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。 【図１２Ｄ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。
す。 【図１Ｂ】図１ＡのＣＴ装置において通常に用いられる
Ｘ線によって得られるようなデータをそれぞれが含み、
協同して容量測定データセットを形成する、複数の２次
元データスライスを示す。 【図１Ｃ】ある角度に向けられたガントリを用いて得ら
れる他の容量測定データセットを示す。 【図１Ｄ】通常、超音波装置から得られるような、さら
に他の容量測定データセットを示す。 【図１Ｅ】ソフトウェア技術によって増加されるある角
度に向けられた容量測定データを示す。 【図１Ｆ】軸Ａに沿って観察するように構成された例示
的なデーターセットを示す。 【図１Ｇ】図１Ｆの軸Ｂから見た例示的なデータスライ
スを示す。 【図２Ａ】典型的なホログラフィ膜サンプルの従来のＨ
Ｄグラフを示す。 【図２Ｂ】本発明の１つの局面による、バイアスエネル
ギーの関数としての回折効率を示すグラフである。 【図３】本発明の好ましい実施態様による、カメラシス
テムの模式図である。 【図４】本発明の好ましい実施態様による、ビームスプ
リッタの模式図である。 【図５Ａ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図５Ｂ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図５Ｃ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図５Ｄ】図３のカメラシステムで用いられるレーザビ
ームをフーリエ変換する際の効果を示すグラフである。 【図６】図３のカメラシステムの一部を示す拡大模式図
である。 【図７】図３のカメラシステムの他の一部を示す拡大模
式図である。 【図８】図３のカメラ装置で用いられる投影装置の一部
を示す拡大模式図である。 【図９】本発明による、例示的なコピー装置の模式レイ
アウトを示す。 【図１０Ａ】本発明の１つの局面に従って再生されたマ
スターホログラムの整像図および虚像図を示す。 【図１０Ｂ】本発明の１つの局面に従って再生されたマ
スターホログラムの整像図および虚像図を示す。 【図１１】図１１は、ホログラム観察装置の模式図であ
る。 【図１２Ａ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。 【図１２Ｂ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。 【図１２Ｃ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。 【図１２Ｄ】伝送および反射ホログラムに関連した縞パ
ターンを模式的に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 物理システムのマスターホログラムを形
成する方法であって、 参照ビームを提供する工程と、 物体ビームを提供する工程と、 該物体ビームに対する該参照ビームのビーム比が約１と
なるように該ビーム比を制御する工程と、 単一フィルム基板上のそれぞれ間隔を置いて配置される
該物理システムの２次元画像に対応する複数のホログラ
ムを重畳する工程とを、 包含する方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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