JP2010176116A - 画像記録媒体、ホログラム複製装置および複製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラム原版のホログラム画像の領域内に付加情報を記録する。
【解決手段】レーザ光源１００からのレーザ光が１／２波長板１０１を介して偏光ビームスプリッタ１０２に入射され、その反射レーザ光（参照光）が空間フィルタ１０３、コリメーションレンズ１０４を介してホログラム記録媒体１０５およびホログラム原版１０６に照射される。分岐されたレーザ光が拡散板１１１を介して液晶パネル１１２に入射される。液晶パネル１１２による付加情報画像が結像光学系（レンズ１１４，１１６、絞り１１５）を介してホログラム記録原版１０６に入射される。ホログラム記録媒体１０５には、ホログラム原版１０６によって回折した光と参照レーザ光とによる干渉縞、並びに付加情報光と参照レーザ光とによる干渉縞とが記録される。
【選択図】図９

Description

この発明は、密着コピー（コンタクトプリントと称する）の方法によるホログラム複製装置および複製方法、並びに複製された画像記録媒体に関する。

立体表示が可能なホログラムは、クレジットカード、身分証明書等の真贋判定のために使用されている。現状では、干渉膜を表面の凹凸として記録したエンボス型ホログラムが多く使用されている。しかしながら、エンボス型ホログラムは、偽造されやすい問題があった。これに対して、干渉膜を膜内部の屈折率の差として記録するリップマン型ホログラムは、偽造が極めて困難である。その理由は、記録画像を制作するのに高度な技術が必要とされ、また、記録材料が入手困難なことによる。リップマン型ホログラムの制作方法としては、被写体にレーザを照射する実写ホログラムと、多視点からの視差画像をもとに記録するホログラフィックステレオグラムとがある。

リップマン型ホログラフィックステレオグラムを制作する過程は、概略的には、画像の取得と、取得した画像の編集等の処理からなるコンテンツ製作工程と、ホログラム原版作成工程と、複製（量産）工程とからなる。画像は、撮像、またはコンピュータグラフィックスにより取得される。画像編集工程で得られた複数の画像のそれぞれが例えば円筒状レンズによって短冊状の画像に変換される。画像の物体光と参照光との干渉縞が短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体に順次記録されることによって原版が作製される。原版に対してホログラム記録媒体が密着され、レーザ光が照射され、ホログラムが複製される。

このホログラムでは、例えば横方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた画像情報が短冊状の要素ホログラムとして横方向に順次記録されている。このホログラムを観察者が両目で見たとき、その左右の目にそれぞれ写る２次元画像は若干異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じることとなり、３次元画像が再生されることとなる。

上述したように、短冊状の要素ホログラムを順次記録する場合には、水平方向のみに視差を持つＨＰＯ(Horizontal Parallax Only)ホログラフィックステレオグラムが作成される。ＨＰＯ型は、プリントにかかる時間が短く、高画質記録が実現できる。さらに、記録方式において上下視差も入れることもできる。水平方向および垂直方向の両方向に視差を持つホログラムは、ＦＰ(Full Parallax) 型のホログラムと称される。

上述したように、リップマン型ホログラムは、エンボス型ホログラムに比して偽造が困難で、クレジットカード、身分証明書等の真贋判定の用途に適している。さらに、シリアル番号、識別情報（ＩＤ）等の付加情報を記録できれば、より偽造が困難とできる。１枚ずつプリンタでホログラムを作成することは、効率が悪いので、密着コピーにより多数のホログラムが複製される方法が知られている。

図２３に示すように、従来のコンタクトプリントによる複製装置は、レーザ光源２００からのレーザ光（Ｓ偏光）が空間フィルタ２０３によって拡大され、コリメーションレンズ２０４に入射される。コリメーションレンズ２０４によって平行光とされたレーザ光が感光性材料を含むホログラム記録媒体２０５およびホログラム原版２０６に照射される。

ホログラム原版２０６は、反射型ホログラム例えばリップマン型ホログラムである。感光性材料の層を有するホログラム記録媒体２０５およびホログラム原版２０６は、直接密着されるか、屈折率調整液（インデックスマッチング液と称される）を介して密着される。ホログラム記録媒体２０５には、ホログラム原版２０６によって回折した光と、入射レーザ光とによって形成される干渉縞が記録される。

ホログラムの偽造をより困難とするために、ホログラムに対して追加情報を記録することが提案されている。例えば下記の特許文献１には、ホログラムの密着コピー時に追加情報を記録することが記載されている。

特許文献１に記載のものは、反射型ホログラム原版と記録フィルムとを光学密着液を介して密着させ、ホログラム原版の周辺の非ホログラム領域に反射型液晶装置を配置した構成とされている。反射型液晶装置には、コンピュータによって付加情報が表示される。記録フィルム側からホログラム原版および液晶装置に対して光学系を介してレーザ光が照射される。ホログラム原版からの反射光（物体光）と参照光とが記録フィルム内で干渉させてホログラム記録が行われる。同時に、反射型液晶装置からの反射光と参照光とがホログラム記録フィルム内で干渉し、反射型液晶装置により表示される付加情報が記録フィルムに対して記録される。

さらに、下記の特許文献２には、見る方向により観察される３Ｄ画面が切り替わる画面切替型ホログラムが記載されている。特許文献２に記載のホログラムは、２ステップで記録を行うものである。すなわち、第１ステップでは、複数の要素ホログラム記録材料に別々の画面に表示する物体を同一入射角の参照光を用いてホログラムを記録し、その複数の要素ホログラムを並列配置することによって、１段階目のホログラムが構成される。次に、１段階目のホログラムから各要素ホログラムに記録された物体像が同時に再生される。その再生物体像近傍に２段階目のホログラム記録材料を配置して反射型或いは透過型の体積ホログラムとして記録するようになされる。このように記録されたホログラムを再生す
ると、観察者の見る方向により再生されるホログラム画像が順に切り換わる。

特開平１１−２５８９７０号公報 特開２００８−１２２６７０号公報

特許文献１に記載のものは、非ホログラム領域に反射型液晶装置を配置するので、ホログラム領域内に付加情報を記録することができなかった。ある程度大きな数字、文字等の付加情報を記録するためには、非ホログラム領域の面積を広くする必要があった。さらに、ホログラム領域内に付加情報を記録し、視点を例えば上下方向にずらすことによって、記録した付加情報を見えるようにできなかった。

特許文献２に記載のものは、１段階目のホログラムの視野領域を制御することは可能であるが、その場合は、目の位置を変えると、急激に回折光強度が変化してしまう。画像が突然切り替わるため見づらい面がある。

したがって、この発明の目的は、ホログラム領域内に付加情報を記録でき、視点をずらすと付加情報を見ることができ、さらに、目の位置を変えた時に、回折光の強度の変化を緩やかとすることによって、見づらいことを防止できる画像記録媒体、ホログラム複製装置および複製方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、この発明は、所定の角度から照明した際に、法線に対して左右に視点を動かすと少なくとも水平方向には連続した視差を持つホログラム画像が再生され、法線に対して水平方向と異なる方向に視点を動かすと、該画像とは異なる連続しない他の画像が再生されるように、１層の材料中に屈折率変調が記録された画像記録媒体である。

この発明は、感光性材料を含むホログラム記録媒体と、
ホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介して密着されたホログラム原版と、
レーザ光を付加情報に応じて変調する空間光変調素子と、
空間光変調素子によって変調された光をホログラム記録媒体に照射する結像光学系とを備え、
ホログラム記録媒体に対して参照光と変調された光とを同時に照射することによってホログラム原版の画像と付加情報とを記録するようにしたホログラム複製装置である。
この発明は、感光性材料を含むホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介してホログラム原版を密着させ、
空間光変調素子によってレーザ光を付加情報に応じて変調し、
変調された光を結像光学系を介して複製用参照光と同時に照射し、
ホログラム記録媒体に対してホログラム原版からの物体光と付加情報とを記録するようにしたホログラム複製方法である。

この発明は、感光性材料を含むホログラム記録媒体と、
ホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介して密着されたホログラム原版と、
複製用参照光と少なくとも第１および第２のレーザ光とを分岐により生成するレーザ光形成部と、
第１および第２のレーザ光を第１および第２の付加情報に応じて変調する第１および第２の空間光変調素子と、
第１および第２の空間光変調素子によって変調された第１および第２の光をホログラム記録媒体に照射する第１および第２の結像光学系とを備え、
変調された第１および第２の光を複製用参照光と同時にホログラム記録媒体に対して異なる入射角でもって照射させ、
ホログラム記録媒体に対してホログラム原版の画像と第１および第２の付加情報とを記録するホログラム複製装置である。
この発明は、少なくとも第１および第２のレーザ光を分岐により生成し、
第１および第２の空間光変調素子によって、第１および第２のレーザ光を第１および第２の付加情報に応じてそれぞれ変調し、
変調された第１および第２の光を複製用参照光と同時にホログラム記録媒体に対して互いに異なる入射角でもって照射させ、
ホログラム記録媒体に対してホログラム原版の画像と第１および第２の付加情報とを記録するホログラム複製方法である。

この発明は、感光性材料を含むホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介してホログラム原版を密着させ、複製用参照光によってホログラム原版のホログラムをホログラム記録媒体に記録する第１の記録部と、
空間光変調素子によってレーザ光を付加情報に応じて変調し、変調された光をホログラム記録媒体に結像光学系を介して照射し、付加情報をホログラム記録媒体に記録する第２の記録部と、
記録後に感光性材料を定着する定着部とを備え、
第１の記録部による記録の前または後で、且つ定着部による定着の前に第２の記録部を配置するようにしたホログラム複製装置である。
この発明は、感光性材料を含むホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介してホログラム原版を密着させ、複製用参照光によってホログラム原版のホログラムをホログラム記録媒体に記録する第１の記録ステップと、
空間光変調素子によってレーザ光を付加情報に応じて変調し、変調された光をホログラム記録媒体に結像光学系を介して照射し、付加情報をホログラム記録媒体に記録する第２の記録ステップと、
記録後に感光性材料を定着する定着ステップとを有し、
第１の記録ステップによる記録の前または後で、且つ定着ステップによる定着の前に第２の記録ステップを行うホログラム複製方法である。

この発明では、ホログラム原版のホログラム記録領域内に付加情報を記録することができる。さらに、例えば上下方向に視点をずらすことによって付加情報を見ることができ、ホログラム原版の複製画像を見る時には、付加情報の画像が邪魔とならない画像記録媒体を作成できる。さらに、２次元画像は、法線に対して上下方向にある設計値角度において最大輝度となりその角度から離れるに従い漸減する強度分布を以って再生されるようにし、その角度は、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度とは異なる角度になっていることを実現することができる。

この発明を適用できるホログラフィックステレオグラム作成システムの一構成例を示す略線図である。 ホログラフィックステレオグラム作成時の画像処理の一例の説明に用いる略線図である。 ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す略線図である。 ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の他の例を示す略線図である。 ホログラム用記録媒体の一例を示す断面図である。 光重合型フォトポリマの感光プロセスを示す略線図である。 記録媒体送り機構の一構成例を示す略線図である。 露光処理の一例のフローチャートである。 この発明による複製装置の第１の実施の形態の構成を示す略線図である。 視野角についての一般的な説明に使用する略線図である。 この発明の第１の実施の形態における視野角についての説明に使用する略線図である。 この発明の第１の実施の形態の第１の変形例の構成を示す略線図である。 この発明の第１の実施の形態の第２の変形例の構成を示す略線図である。 この発明の第１の実施の形態の第２の変形例の一部の構成を示す略線図である。 一般的なホログラムの視野角の説明に使用する略線図である。 この発明による視野角制御の説明に使用する略線図である。 この発明による視野角制御の説明に使用する略線図である。 この発明による複製装置の第２の実施の形態の構成を示す略線図である。 この発明による複製装置の第３の実施の形態の構成を示す略線図である。 この発明による複製装置の第４の実施の形態の構成を示す略線図である。 この発明による複製装置の第５の実施の形態の構成を示す略線図である。 この発明による複製装置の第５の実施の形態の変形例の説明に使用する略線図である。 従来のコンタクトプリント装置の説明に使用する略線図である。

以下、この発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．ホログラム原版の作成
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．第３の実施の形態
５．第４の実施の形態
６．第４の実施の形態
７．変形例
なお、以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。

＜１．ホログラム原版の作成＞
「ホログラフィックステレオグラム作成システム」
この発明による複製装置および複製方法の説明に先立ち、被複製ホログラム原版の作成について説明する。一般的に、異なる視点から見た被写体の２次元画像を原画として、３次元画像を再生するホログラムを合成することが可能である。ホログラフィックステレオグラムは、例えば、被写体を異なる観察点から順次撮影することにより得られた多数の画像を原画として、これらを１枚のホログラム用記録媒体に短冊状の要素ホログラムとして順次記録することにより作製される。

短冊状の要素ホログラムを順次記録する場合には、水平方向のみに視差を持つＨＰＯ(Horizontal Parallax Only）ホログラフィックステレオグラムが作成される。ＨＰＯ型は
、プリントにかかる時間が短く、高画質記録が実現できる。一方、水平方向のみならず、上下の視差も持たせてより自然な立体感を記録したいという要求は多くあった。また、これまでクレジットカードの偽造防止目的に使われてきたエンボス型という方式は既に簡単に偽造できてしまっており、より高度な体積型（＝リップマン型）記録媒体が取って代わりつつある。体積型記録媒体を使えば、エンボス型では原理的に表現できない上下方向視差も記録できるため、記録方式において上下視差も入れて偽造防止効果をさらに強固なものにすることが望まれていた。

水平方向および垂直方向の両方向に視差を持つＦＰ(Full Parallax)型のホログラフィ
ックステレオグラムは、従来では、球面レンズの組み合わせで光学系を組む構成とされていた。本出願の発明者は、先に、従来のＦＰ型ホログラムの作成方法の問題点を解決できる画像記録装置を提案している。かかる画像記録装置は、水平視差を持った要素ホログラムを記録する光学系、機構部、制御部を使用して、上下視差と水平視差と独立の視差数をもつ高画質なフルパララックスのホログラフィックステレオグラムを得ることができる。これにより、ドット状のフルパララックスに比べて、高速で、かつ、要素ホログラム形状が目立たない高画質を達成することができる。

先ず、ホログラフィックステレオグラムを作成するホログラフィックステレオグラム作成システムの一構成例について説明する。以下、短冊状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、水平方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムを構成するための装置について説明する。

このホログラフィックステレオグラム作成システムは、物体光と参照光との干渉縞が記録されたホログラム記録媒体をそのままホログラフィックステレオグラムとする、いわゆるワンステップホログラフィックステレオグラムを作成するシステムである。図１に示すように、記録対象の画像データの処理を行うデータ処理部１と、このシステム全体の制御を行う制御用コンピュータ２と、ホログラフィックステレオグラム作成用の光学系を有するホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３とから構成されている。

データ処理部１は、多眼式カメラや移動式カメラ等を備えた視差画像列撮影装置１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ１に基づいて、視差画像列Ｄ３を生成する。他のデータとして、画像データ生成用コンピュータ１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２に基づいて、視差画像列Ｄ３を生成する。

ここで、視差画像列撮影装置１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ１は、複数画像分の画像データである。かかる画像データは、例えば、多眼式カメラによる同時撮影、または移動式カメラによる連続撮影等によって、実物体を水平方向の異なる複数の観察点から撮影することにより得られる。

また、画像データ生成用コンピュータ１４によって視差情報を含む複数の画像データＤ２が生成される。画像データＤ２は、例えば、水平方向に順次視差を与えて作成された複数のＣＡＤ(Computer Aided Design)画像やＣＧ(Computer Graphics)画像等の画像データである。

そして、データ処理部１は、視差画像列Ｄ３に対して画像処理用コンピュータ１１によってホログラフィックステレオグラム用の所定の画像処理を施す。そして、所定の画像処理が施された画像データＤ４を、メモリまたはハードディスク等の記憶装置１２に記録する。

また、データ処理部１は、ホログラム用記録媒体に画像を記録する際に、記憶装置１２に記録された画像データＤ４から、１画像分毎にデータを順番に読み出し、この画像データＤ５を制御用コンピュータ２に送出する。

一方、制御用コンピュータ２は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３を駆動する。データ処理部１から供給された画像データＤ５に基づく画像がホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３内にセットされたホログラム用記録媒体３０に、短冊状の要素ホログラムとして順次記録される。

このとき、制御用コンピュータ２は、後述するように、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３に設けられたシャッタ３２、表示装置４１および記録媒体送り機構等の制御を行う。すなわち、制御用コンピュータ２は、シャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出してシャッタ３２の開閉を制御する。また、表示装置４１に画像データＤ５を供給して表示装置４１に当該画像データＤ５に基づく画像を表示させる。さらに、記録媒体送り機構に制御信号Ｓ２を送出して記録媒体送り機構によるホログラム用記録媒体３０の送り動作を制御する。

画像処理は、図２に示すように、視差情報を含む複数の画像データＤ１のそれぞれを視差方向、すなわち、横（幅）方向にスリット状に分割し、分割後のスライスを寄せ集めて処理後の画像Ｄ５を再構成するものである。この画像Ｄ５が表示装置４１に表示される。

上述したホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３の光学系について、図３を参照してより詳細に説明する。なお、図３Ａは、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３全体の光学系を上方から見た図であり、図３Ｂは、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３全体の光学系を横から見た図である。

「ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置」
ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、図３に示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源３１と、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配されたシャッタ３２、ミラー３８およびハーフミラー３３とを備えている。ここで、レーザ光源３１には、例えば、波長が約５３２ｎｍのレーザ光を出射するものを用いる。

シャッタ３２は、制御用コンピュータ２によって制御され、ホログラム記録媒体３０を露光しないときには閉じられ、ホログラム記録媒体３０を露光するときに開放される。また、ハーフミラー３３は、シャッタ３２を通過してきたレーザ光Ｌ２を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が参照光となり、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が物体光となる。

なお、この光学系において、ハーフミラー３３によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する参照光の光路長と、ハーフミラー３３を透過しホログラム記録媒体３０に入射する物体光の光路長とは、ほぼ同じ長さとする。これにより、参照光と物体光との干渉性が高まり、より鮮明な再生像が得られるホログラフィックステレオグラムを作成することが可能となる。

ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ３４と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ３５と、コリメータレンズ３５からの平行光を反射する反射ミラー３６とがこの順に配置されている。

そして、ハーフミラー３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ３４によって発散光とされる。次に、コリメータレンズ３５によって平行光とされる。その後、反射ミラー３６によって反射され、ホログラム記録媒体３０の裏面側に入射する。

一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４の光軸上には、物体光用の光学系が設けられる。光学系として、ハーフミラー３３からの透過光を反射する反射ミラー３８、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ３９、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ４０が使用される。さらに、記録対象の画像を表示する表示装置４１、表示装置４１を透過してきた光を要素ホログラムの幅方向に拡散させる一次元拡散板４２が使用される。さらに、一次元拡散板４２を透過した物体光をホログラム記録媒体３０上に集光するシリンドリカルレンズ４３、一次元拡散機能をもつ光学機能板４５が使用される。

シリンドリカルレンズ４３が第１の視差方向（要素ホログラム短手方向または観察時水平方向）に物体光を集光する。

光学機能板４５は、集光された物体光を短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散するもので、長手方向での視点の移動に対応するためのものである。光学機能板４５は、微細な構造体であり、例えばピッチが微細なレンチキュラーレンズを光学機能板４５として使用することができる。

そして、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４は、反射ミラー３８によって反射された後、スペーシャルフィルタ３９によって点光源からの発散光とされる。次に、コリメータレンズ４０によって平行光とされ、その後、表示装置４１に入射する。ここで、本実施の形態では、スペーシャルフィルタ３９には、２０倍の対物レンズと直径２０μｍのピンホールを用いた。また、コリメータレンズ４０の焦点距離は１００ｍｍとした。

表示装置４１は、例えば液晶ディスプレイからなる投影型の画像表示装置であり、制御用コンピュータ２によって制御され、制御用コンピュータ２から送られた画像データＤ５に基づく画像を表示する。本例では、画素数４８０×１０６８、大きさ１６．８ｍｍ×２９．９ｍｍの白黒液晶パネルを用いた。

そして、表示装置４１を透過した光は、表示装置４１に表示された画像によって変調された光となり、一次元拡散板４２によって拡散される。一次元拡散板４２は、表示装置４１の近傍に配置すればよく、表示装置４１の直前、あるいは直後に配置される。本例では、表示装置４１の直後に配置した。

ここで、一次元拡散板４２は、表示装置４１からの透過光を要素ホログラム幅方向に若干拡散させることにより、要素ホログラム内に光を分散させることで、作成されるホログラフィックステレオグラムの画質の向上に寄与する。

このとき、拡散板４２には、拡散板移動手段（図示は省略する）を設け、各要素ホログラムを形成する毎にこれをランダムに移動し、その位置を要素ホログラム毎に変えるようにする。これにより、ホログラムを観察したときに無限遠に定位するノイズを低減することができる。

拡散板４２の移動のための拡散板移動手段としては、ステッピングモータ等の機械的手法によって拡散板４２を一定量ずつ移動する移動機構等が採用できる。この構成による拡散板４２の移動方向は、要素ホログラムの幅方向（図３Ｂ中、矢印Ｘ方向）であってもよいし、これとは直交する方向（図３Ａ中、矢印Ｙ方向）であってもよい。さらには、これらを組み合わせてもよいし、全くのランダムに移動してもよい。往復動とすることも可能である。

このように、拡散板４２を配置することで、要素ホログラムの幅内が一様に露光される。そのため、得られるホログラムの画質が向上する。しかしながら、一様な露光を実現しようとすると、拡散板４２の拡散をある程度強くする必要がある。拡散板４２により拡散された物体光は、ホログラム記録媒体３０上で広がりを持ち、本来の要素ホログラムの幅よりも広い範囲を露光してしまうことになる。

そこで、光路中に、図４に示すように、マスク４４を配置し、その像を記録材料上に投影することにより、各要素ホログラムが適正な幅で露光されるようにする。すなわち、拡散板４２による拡散と、マスク４４による不要光の遮蔽によって、一様で適正な露光幅が得られるようにする。マスクの位置は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、拡散板４２とシリンドリカルレンズ４３との間に設けても良いし、ホログラム記録媒体３０に近接させても良い。

すなわち、表示装置４１からの透過光は、拡散板４２を透過して要素ホログラムの幅方向に拡散された後、シリンドリカルレンズ４３によりホログラム記録媒体３０上に集束される。このとき、拡散板４２の影響により、物体光は１点には集光せず、ある範囲に広がる。

図４に示すように、この広がった集束光のうち、中心部の所定範囲だけをマスク４４の開口部４４ａを透過させ、物体光としてホログラム記録媒体３０に入射する。物体光の形状は短冊状である。

上述したように、光学機能板４５が第２の拡散板として配置されており、物体光は、短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散され、ホログラム記録媒体３０に照射される。これにより、反射型ホログラムの縦方向（垂直方向）の視野角を広げることができる。

通常の水平方向のみに視差を持つホログラフィックステレオグラムでは、この光学機能板４５は、最終ホログラフィックステレオグラムの上下方向視野角とほぼ同等の光学機能角を持たせる。一方、この発明においては、この一次元拡散角を敢えて狭くし、後述する別の識別情報とのオーバーラップは避けるようにしている。

ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、制御用コンピュータ２の制御のもとに、ホログラム記録媒体３０を１要素ホログラム分だけ間欠送りし得る記録媒体送り機構５０を備えている。この記録媒体送り機構５０は、後述するように、制御用コンピュータ２からの制御信号に基づいて、フィルム状のホログラム記録媒体を間欠送りし得るようになっている。そして、プリンタ装置３でホログラフィックステレオグラムを作成する際は、記録媒体送り機構５０にセットされたホログラム記録媒体３０に対して、視差画像列の各画像データに基づく画像を短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。

「ホログラム記録媒体の一例」
ここで、上述したホログラフィックステレオグラム作成システムにおいて使用されるホログラム記録媒体３０について、詳細に説明する。このホログラム記録媒体３０は、図５に示すように、テープ状に形成されたフィルムベース材３０ａ上に光重合型フォトポリマからなるフォトポリマ層３０ｂが形成される。さらに、当該フォトポリマ層３０ｂ上にカバーシート３０ｃが被着されることにより形成された、いわゆるフィルム塗布タイプの記録媒体である。

光重合型フォトポリマは、初期状態では、図６Ａに示すように、モノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図６Ｂに示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2 程度のパワーの光ＬＡを照射すると、露光部においてモノマＭが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマＭが移動してモノマＭの濃度が場所によって変化し、これにより、屈折率変調が生じる。この後、図６Ｃに示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ2 程度のパワーの紫外線または可視光ＬＢを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了する。このように、光重合型フォトポリマは、入射された光に応じて屈折率が変化するので、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞を、屈折率の変化として記録することができる。

このような光重合型フォトポリマを用いたホログラム記録媒体３０は、露光後に特別な現像処理を施す必要が無い。したがって、光重合型フォトポリマを感光部に用いたホログラム記録媒体３０を使用する本実施の形態に係るホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、構成を簡略化することができる。

「記録媒体送り機構」
次に、記録媒体送り機構５０について、詳細に説明する。図７は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３の記録媒体送り機構５０の部分を拡大した図である。

図７に示すように、記録媒体送り機構５０は、ローラ５１と、間欠送り用ローラ５２とを備えており、ホログラム記録媒体３０は、ローラ５１に巻き付けられた状態でフィルムカートリッジ５３内に収納されている。そして、この記録媒体送り機構５０は、所定位置に装填されたフィルムカートリッジ５３内のローラ５１を所定のトルクをもって回転自在に軸支する。さらに、当該フィルムカートリッジ５３から引き出されたホログラム記録媒体３０は、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２とで保持し得るようになされている。このとき、記録媒体送り機構５０は、ホログラム用記録媒体３０の主面が、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２と間において物体光に対してほぼ垂直とされる。そのため、ホログラム記録媒体３０を保持する。また、ローラ５１および間欠送り用ローラ５２は、トーションコイルばねにより互いに離反する方向に付勢されている。これにより、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２との間に掛け渡されるようにローディングされたホログラム用記録媒体３０に対して、所定のテンションが付与される。

記録媒体送り機構５０の間欠送り用ローラ５２は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて、図中矢印Ａ１で示す方向に自在に回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ、間欠送り用ローラ５２を順次回転させる。これにより、ホログラム記録媒体３０は、１画像分の露光毎に１要素ホログラム分だけ送られることとなる。

また、ホログラム記録媒体３０の進路のうち間欠送り用ローラ５２の後段には、当該進路に沿って紫外線ランプ５４が配設されている。この紫外線ランプ５４は、露光されたホログラム記録媒体３０のモノマＭの重合を完了させるためのものであり、間欠送り用ローラ５２によって送られてきたホログラム記録媒体３０に対して、所定パワーの紫外線ＵＶを照射し得るようになされている。

さらに、ホログラム記録媒体３０の進路のうち紫外線ランプ５４の後段には、回転自在に軸支されたヒートローラ５５と、一対の排出用送りローラ５６，５７と、カッター５８とが順次配設されている。

ここで、排出用送りローラ５６，５７は、ホログラム記録媒体３０のカバーシート３０ｃ側がヒートローラ５５の周側面に約半周にわたって密着した状態に巻きつくように、ホログラム記録媒体３０を送るようになされている。この排出用送りローラ５６，５７は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて回転される。すなわち、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ、間欠送り用ローラ５２の回転と同期して、排出用送りローラ５６，５７が順次回転する。これにより、ホログラム記録媒体３０は、間欠送り用ローラ５２と排出用送りローラ５６，５７と間において弛むことなく、確実にヒートローラ５５の周側面に密着した状態で送られることとなる。

ヒートローラ５５は、内部にヒータ等の発熱手段を備えており、この発熱手段により、その周側面が約１２０℃程度の温度を保ち得るようになされている。そして、このヒートローラ５５は、送られてきたホログラム記録媒体３０のフォトポリマ層３０ｂをカバーシート３０ｃを介して加熱する。この加熱により、フォトポリマ層３０ｂの屈折率変調度を増加させ、ホログラム記録媒体３０に記録画像を定着させる。このため、ヒートローラ５５は、その周側面にホログラム記録媒体３０が当接し始めてから離れるまでに記録画像が定着し得る程度の時間がかかるようにその外径が選定されている。

また、カッター５８は、図示しないカッター駆動機構を備えており、このカッター駆動機構を駆動することにより、送られてきたホログラム記録媒体３０を切断し得るようになされている。このカッター駆動機構は、カッター５８を駆動させる。すなわち、記録媒体３０に視差画像列の各画像データに基づく各画像が全て記録された後、当該記録媒体３０の画像が記録された全ての部分が排出された段階で、カッター５８が駆動される。これにより、画像データが記録された部分が他の部分から切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。

「ホログラフィックステレオグラム作成システムの動作」
以上のような構成を有するホログラフィックステレオグラム作成システムにおいて制御用コンピュータ２の制御の下でホログラフィックステレオグラムを作成する際の動作について図８のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳＴ１では、ホログラム記録媒体３０が初期位置とされる。ステップＳＴ２がループの開始端のステップであり、ステップＳＴ７がループの終了端のステップである。ステップＳＴ３〜ステップＳＴ６の一連の処理が実行される毎に、要素ホログラムの１本の処理が終了され、全ての要素ホログラムの本数（ｎ）が終了するまで、ＳＴ３〜ＳＴ６が繰り返される。

ステップＳＴ３において、制御用コンピュータ２は、データ処理部１から供給された画像データＤ５に基づいて表示装置４１を駆動して、表示装置４１に画像を表示させる。ステップＳＴ４において、制御用コンピュータ２は、シャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出して所定時間だけシャッタ３２を開放させ、ホログラム記録媒体３０を露光する。このとき、レーザ光源３１から出射されシャッタ３２を透過したレーザ光Ｌ２のうち、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が、参照光として、ホログラム記録媒体３０に入射する。同時に、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が、表示装置４１に表示された画像が投影された投影光となり、当該投影光が物体光としてホログラム記録媒体３０に入射する。これにより、表示装置４１に表示された１画像が、ホログラム記録媒体３０に短冊状の要素ホログラムとして記録される。

そして、１画像の記録が終了すると、ステップＳＴ５において、制御用コンピュータ２は、間欠送り用ローラ５２を駆動するステッピングモータと、排出用送りローラ５６，５７を駆動するステッピングモータに制御信号Ｓ２を送出する。ステッピングモータを駆動することにより、ホログラム記録媒体３０を１要素ホログラム分だけ送らせる。ホログラム記録媒体３０を送った後は、振動が減衰するのを待つ時間が設けられる（ステップＳＴ６）。

次いで、ステップＳＴ３に処理が戻り、制御用コンピュータ２がデータ処理部１から供給される次の画像データＤ５に基づいて表示装置４１を駆動して、次の画像を表示装置４１に表示させる。この後、上述と同様の動作（ＳＴ４，ＳＴ５，ＳＴ６）を順次繰り返すことにより、データ処理部１から供給される各画像データＤ５に基づく各画像が、ホログラム記録媒体３０に短冊状の要素ホログラムとして順次記録される。

すなわち、このホログラフィックステレオグラム作成システムでは、記憶装置１２に記録された画像データに基づく画像が表示装置４１に順次表示される。これとともに、各画像毎にシャッタ３２が開放され、各画像がそれぞれ短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体３０に順次記録される。このとき、ホログラム記録媒体３０は、１画像毎に１要素ホログラム分だけ送られるので、各要素ホログラムは、観察時の水平方向（横方向）に連続して並ぶこととなる。これにより、水平方向の視差情報の画像が、横方向に連続した複数の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体３０に記録される。このようにして水平方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが得られる。

以上、露光過程までを説明したが、その後、必要に応じて後処理（ステップＳＴ８）が行われ、プリント工程が完了する。紫外線照射、および、加熱が必要なフォトポリマーの場合、図７に示すような装置構成とすることができる。すなわち、紫外線ランプ５４から紫外線ＵＶが照射される。これにより、モノマＭの重合が完了する。次いで、ホログラム記録媒体３０は、ヒートローラ５５により加熱され、これにより、記録画像の定着がなされる。

そして、画像が記録された部分が全て外部に送り出されると、制御用コンピュータ２は、カッター駆動機構に制御信号Ｓ２を供給して、カッター駆動機構を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体３０のうち、画像が記録された部分がカッター５８によってから切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
以上の工程により、水平方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが完成する。

＜２．第１の実施の形態＞
「複製装置の構成」
図９に示すように、この発明の第１の実施の形態が構成される。レーザ光源１００からのレーザ光が１／２波長板１０１を介して偏光ビームスプリッタ１０２に入射される。１／２波長板１０１は、レーザ光の偏光面を９０°回転させる。偏光ビームスプリッタ１０２によってレーザ光（Ｓ偏光）が反射され、レーザ光が空間フィルタ１０３によって拡大される。空間フィルタ１０３からのレーザ光（すなわち、参照光）がコリメーションレンズ１０４に入射される。コリメーションレンズ１０４によって平行光とされたレーザ光が感光性材料の層を有するホログラム記録媒体１０５およびホログラム原版１０６に照射される。

ホログラム原版１０６は、上述したように作成され、観察時に水平方向および垂直方向の両方向に視差を有するホログラフィックステレオグラムである。水平方向の視差のみを有するホログラフィックステレオグラムであっても良い。また、被写体にレーザ光を照射して制作された実写ホログラムであってもよい。ホログラム記録媒体１０５およびホログラム原版１０６は、直接密着されるか、屈折率調整液（インデックスマッチング液と称される）を介して密着される。ホログラム記録媒体１０５には、ホログラム原版１０６によって回折した光と参照光とによって形成される干渉縞、並びに付加情報光と参照光とによる干渉縞が記録される。

偏光ビームスプリッタ１０２を通過したレーザ光（Ｐ偏光）がミラー１０７で反射されて空間フィルタ１０８に入射される。空間フィルタ１０８によって拡大されたレーザ光がコリメーションレンズ１０９によって平行光とされ、ミラー１１０に入射される。

ミラー１１０によって反射されたレーザ光が拡散板１１１を介して空間光変調素子としての液晶パネル１１２に入射される。拡散板１１１は、ミラー１１０からのレーザ光を要素ホログラム幅方向および長手方向の少なくとも一方に拡散させることによって、複製されるホログラフィックステレオグラムの視野角を広げる。拡散板１１１によって拡散されたレーザ光は、絞り（マスク）１１５によって絞られ、観察時の正面においてのみ視野角が広くされる。

液晶パネル１１２に対しては、図示しないが、液晶駆動部例えばマイクロコンピュータが接続されている。液晶駆動部によって、液晶パネル１１２上に付加情報の画像が表示される。付加情報としては、ホログラムの各々に対するユニークな番号（シリアル番号）のような識別情報が使用される。液晶表示パネル１１２の出射面に偏光板１１３が設けられている。偏光板１１３によって偏光面が回転され、Ｐ波がＳ波とされる。

液晶表示パネル１１２によって発生し、偏光板１１３を介された付加情報光が投影レンズ１１４、絞り１１５および投影レンズ１１６からなる結像光学系を介してホログラム原版１０６に入射される。ホログラム記録媒体１０５には、ホログラム原版１０６によって回折した光およびホログラム原版１０６を通過した付加情報光が重畳された光と、入射レーザ光とによって形成される干渉縞が記録される。したがって、ホログラム原版１０６のホログラム領域内に付加情報を記録することができる。なお、ミラー１１０からホログラム記録媒体１０５に至る光学経路に配される光学素子は、レール等の支持部材によって所定の位置に取り付けられている。

「視野角について」
ホログラム記録媒体１０５に対する記録と、記録されたホログラム記録媒体１０５を再生する際の視野角との一般的関係について、図１０を参照して説明する。図１０Ａに示すように、記録時には、ホログラム記録媒体１０５’に対して参照光１６０が入射角θ１で入射され、ホログラム記録媒体１０５’の反対側から物体光１６１が入射角θ２で入射される。物体光１６１と参照光１６０とで形成される干渉縞がホログラム記録媒体１０５’に記録される。

このように記録されたホログラム記録媒体１０５’に対して、図１０Ｂに示すように、入射角θ１でもって照明光１７０を照射すると、ホログラム記録媒体１０５’によって出射角θ２でもって物体光（再生光）１７１が出射される。したがって、物体光１７１の延長方向の視点から物体光を見ることができる。

この発明の一実施の形態では、図９に示すように、参照光が入射角θ１でホログラム記録媒体１０５に入射され、付加情報光がホログラム記録媒体１０５に対して、入射角θ２で入射され、付加情報光が液晶パネル１１２に近接した拡散板１１１と絞り１１５により±θ３の拡散角を有している。再生時には、図１１に示すように、複製済みのホログラム記録媒体１０５に対して、入射角θ１で参照光１７２を入射する。ホログラム記録媒体１０５によって再生された付加情報光１７３は、出射角θ２を中心として±θ３の広がりを持つ。すなわち、付加情報は、出射角θ２を中心として±θ３の範囲に視点がある場合のみ見ることができることを意味する。このとき、拡散角±θ３の大きさは、近接拡散板の仕様により自由に変えられるが、一般的にある中心分で強度が最大となり、徐々に漸減する強度分布を以って再生されるようになるようにすることにより、２ステップ方式で記録された切り替え型ホログラムとは異なった見え方を実現することができるようになる。

この発明の一実施の形態では、付加情報光の光軸がホログラム記録媒体１０５に対してなす入射角θ２によって、複製後のホログラム記録媒体１０５を再生した時に、付加情報画像を見ることができる視点の中心角度を設定できる。さらに、投影レンズ１１４、１１６および絞り１１５からなる結像光学系によって付加情報光の光束の広がりを制御することによって、再生時の付加情報画像の見える視点の範囲を設定することができる。

したがって、この発明の一実施の形態の複製装置により複製されたホログラム記録媒体１０５は、以下のような特徴を有するものとなり、視点の移動によって互いに独立してホログラム画像と付加情報画像とを観察することができる。視点の移動は、観察眼の移動およびホログラム記録媒体の移動の何れによってもなされる。
所定の角度から照明した際に、法線に対して左右に視点を動かすと少なくとも水平方向には連続した視差を持ち、上下方向には視野角を制御したホログラム画像が再生される。この場合、上下方向の視野角が制御されなくても良い。
ホログラム記録媒体の法線に対して上下および左右の少なくとも一方の方向に視点を相対的に動かすと、該ホログラム画像とは異なる連続しない他の画像（付加情報画像）が再生されるように、１層の材料中に屈折率変調が記録されている。

ホログラム画像は、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックスステレオグラムである。上下方向および左右の少なくとも一方の方向の別の角度から再生されるホログラムとしては、奥行き方向には略一定平面に定位する２次元画像である。この奥行き方向に略一定平面に定位する２次元画像が識別情報を有する付加情報画像である。

２次元画像を定位させる奥行きは、画像処理や拡散板の位置により自由に設定することができる。画像を記録したホログラムまたはホログラフィックスステレオグラムとは異なる深さに２次元画像を定位させることにより、観察者が容易に画像と２次元画像（識別情報）とを区別して認識することができる。面上から大きく離れると拡散光源による照明でシャープネスが劣化するため、適度な奥行き例えば２ｍｍ程度奥に定位するように設計したところ、見やすいという結果が得られた。

この発明の一実施の形態では、ホログラム領域内に付加情報画像（シリアル番号や機械読取可能なバーコード情報等）を記録することができる。さらに、付加情報画像が見える視点の範囲を規定できるので、付加情報画像が本来のホログラム画像の観察の妨げとなることを防止できる。

この発明の一実施の形態では、画像を記録したホログラムとして、上述したようなワンステップのホログラフィックステレオグラムの記録方法によって得られたものを使用した。この発明では、模型にレーザを照射する所謂実写ホログラムを使用できるが、ワンステップ・ホログラフィックステレオグラムを使用した場合、真贋判定にとって、有利な点が生じる。すなわち、ワンステップ・ホログラフィックステレオグラムにおける要素ホログラムの大きさを０．１mm幅の短冊形状とすると、虫眼鏡を用いると、０．１mm幅の短冊形状が見え、短冊の間に暗い部分が見える。一方、識別情報である２次元画像には、このような短冊形状が見えない。画像がエリア分割されており、識別情報が連続していることは、明確な特徴となり、この発明により記録されたホログラムを識別するためのポイントとなる。

「第１の実施の形態の第１の変形例」
光学的に等価と考えられる位置であれば、図１２に示すように、拡散板１１１を投影レンズ１１６からの光が入射される側等に配置しても良い。この場合、拡散板の拡散角によって付加情報光の視野範囲を制御することができる。さらに、図１２の構成では、拡散板１１１とホログラム原版１０６との間にルーバー１１７が介在されている。ルーバー１１７を設けることによって、反射光等の不要な光がホログラム原版１０６に入射されることを防止することができる。ルーバー１１７は、黒色の平面状の吸収層を一定間隔で透明板の内部に配置した構成を有する。ルーバー１１７の吸収層によって、付加情報光およびその拡散成分が通過し、且つコリメーションレンズ１０４を通過してくる複製用平行光が通過しないようになされる。

「第１の実施の形態の第２の変形例」
上述したように、液晶パネル１１２による付加情報画像を法線から外れた光軸光学系でホログラム原版１０６の近傍に全面で結像させる際に、液晶パネル１１２の表示面をホログラム原版１０６の面に対して傾ける必要がある。液晶パネル１１２は、斜めからの入射を想定して設計されていないので、光利用効率の低下、均一性の低下、散乱の増加等が起こりうる。

図１３に示す複製装置の例は、かかる問題を解決することができるものである。すなわち、液晶パネル１１２（偏光板１１３を含む）の表示面とホログラム原版１０６の面とが平行を保つ配置としたものである。ホログラム原版１０６に対しては、図１３に示すように、投影レンズ１２１、投影レンズ１２２、光偏向シート１２３およびルーバー１１７を介して付加情報光が入射される。

図１４Ａに示すように、ホログラム原版１０６には、密着層１２４を介してルーバー１１７が被着されると共に、密着層１２５を介してホログラム記録媒体１０５が被着される。光偏向シート１２３としては、ホログラフィックオプティカルエレメント、回折光学素子、屈折角制御プリズムシートなどを使うことができ、予め設定された方向（入射角）に付加情報光を偏向する。図１４Ｂに示すように、光偏向シート１２３の近傍に拡散板１１１を配置することにより、視野角を適度に広げることも可能である。光偏向シート１２３は、光路差をなくし、全面に渡って焦点の合いやすい状況とするために設けられる。

「視野角の制御」
設計値通りの角度で視野角を制御することは可能であると述べたが、より見やすい明るいホログラムを作るためには、以下のような角度とすることが好ましい。
参照光角度をホログラム面の法線に対してθとして、２次元画像が上下方向に最大輝度で再生する角度が、ホログラム面の法線に対してφとして、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度は、ほぼ（θ＋φ）／２になるようにする。
または、参照光角度をホログラム面の法線に対してθとして、２次元画像が上下方向に最大輝度で再生する角度が、ホログラム面の法線に対してφとして、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度は、ほぼ（φ−θ）／２になるようにする。
さらに、ホログラム画像１種、２次元画像１種を入れる場合の一例として、参照光角度はホログラム面の法線に対してθとして、２次元画像が上下方向に最大輝度で再生する角度は、ホログラム面の法線に対して−θ／３±θ／３、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度は、同様に法線に対して＋θ／３±θ／３になるようにすると、参照光とそれぞれの画像の最大輝度角度が均等に離れることになり、効率良い画像を記録することができる。同様に、参照光角度はホログラム面の法線に対してθとして、２次元画像が上下方向に最大輝度で再生する角度は、ホログラム面の法線に対して＋θ／３±θ／３、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度は、同様に法線に対して−θ／３±θ／３になるようにしてもよい。

このような角度の設定が好ましい理由について、図１５、図１６および図１７を用いて説明する。図１５Ａは、二光束平行光の反射型ホログラムを記録する例を示す。方向３０１からの参照光の入射角度が（θ＝４５°）に設定され、方向３００からの物体光の入射角度が１８０°に設定される。

図１５Ｂに示すように、記録されたホログラムが照明されて再生される。参照光と同様に、照明光を方向３０２からホログラムを照射すると、方向３０４へ回折光が出射される。方向３０２に対して１８０°異なる方向３０３から照明光を入射すると、方向３０５へ回折光が出射される。この場合では、スードスコピック(pseudoscopic：３次元画像の奥
行きが実物と逆になること）画像が再生される。図１５Ｃに示すように、方向３０８から照明光を照射すると、ブラッグ回折の条件により方向３０６へ回折光が出射される。さらに、方向３０９から照明光を照射すると、方向３０７へ回折光が出射され、スードスコピック画像が再生される。

この発明では、図１５Ｄに示すように、ホログラム原版１０６と被露光体（ホログラム記録媒体）１０５とを光学的に密着させて、複製のために、方向３０１から参照光を入射させることが必要である。方向３００から２次元画像を記録しようとすると、ホログラム原版１０６に画像がある場合、原版１０６のホログラムにより、図１５Ｃまたは図１５Ｄの回折光として示すように、回折が生じ、その結果、被露光体１０５にまで２次元識別画像（付加情報）を記録するためのレーザが到達しない場合がある。たとえ、レーザが到達しても、ホログラム原版１０６の画像によって２次元画像の強弱が発生する問題が生じる。方向３００からの光は、実際には平行光ではなくある集光している光なので、この影響を受ける場合があり、最も影響を生じない角度を選定することが必要である。

この発明では、この点を考慮して、図１６に示すように、複製（記録）時の角度が選定される。図１６Ａに示すように、参照光を斜め上４５°の方向３１１から入射する。像を２つの上下方向切替とする場合、斜め上１５°の方向３１２と、斜め下１５°の方向３１３を像再生角度とする。この場合では、参照光から上方向切替までの角度が３０°となり、上と下の像再生角度の差も３０°となり、参照光の正反射の方向３１４に対して３０°離れており、見やすい角度関係となる。正反射は参照光のミラー反射の角度であり、ホログラムを光源に照射した場合、ホログラム像と同時に光源が目に入ることになり見づらいものになる。

斜め上の方向３１２の角度で再生される第１の像をホログラム原版１０６にする場合には、図１６Ｂにおいて、３１５で示すように、識別情報光の入射角が設定される。破線で示す方向の光は、ブラッグ回折により戻り回折する光を示す。斜め下の方向３１３の角度で再生される第２の像をホログラム原版１０６にする場合には、図１６Ｃにおいて、３１６で示すように、識別情報光の入射角が設定される。破線で示す方向の光は、ブラッグ回折により戻り回折する光を示す。

したがって、この発明により複製されたホログラム記録媒体１０５は、図１７に示すように、視点の移動によって互いに独立してホログラム画像と付加情報画像とを観察することができる。図１７Ａが垂直方向に視点を移動した場合を示し、図１７Ｂが水平方向に視点を移動した場合を示す。なお、視点の移動は、ホログラム記録媒体の回転および観察眼の移動の何れかによって行うことができる。例えば垂直方向の視点の移動は、ホログラム記録媒体を固定し、観察眼をホログラム記録媒体から立てた法線に対して±４５°の範囲で上下に移動させることで可能である。または、観察眼の位置を法線上に固定し、水平軸を中心としてホログラム記録媒体を±４５°の範囲で回転させることで可能である。水平方向の視点の移動は、ホログラム記録媒体を固定し、観察眼をホログラム記録媒体から立てた法線に対して±４５°の範囲で左右に移動させることで可能である。または、観察眼の位置を法線上に固定し、垂直軸を中心としてホログラム記録媒体を所定の角度例えば±４５°の範囲で回転させることで可能である。

図１７Ａにおいて、ＢＲＶが垂直方向に視点を移動した場合のホログラム画像の輝度変化を示し、ｂｒｖが垂直方向に視点を移動した場合の２次元画像の輝度変化を示す。図１７Ｂにおいて、ＢＲＨが水平方向に視点を移動した場合のホログラム画像の輝度変化を示し、ｂｒｈが水平方向に視点を移動した場合の２次元画像の輝度変化を示す。図１７に示すように、所定の角度から照明した際に、水平方向に視点を動かすと、水平方向には連続した視差を持ち、上下方向には視野角を制御したホログラム画像が再生される。ホログラム記録媒体の法線に対して上下方向に視点を相対的に動かすと、該ホログラム画像とは異なる連続しない他の画像（２次元画像）が再生される。上述した例では、垂直方向に参照光角度θ＝４５°、視差ホログラム画像φ＝−１５°として、（θ＋φ）／２＝（４５−１５）／２＝１５°の視点において２次元画像の輝度が大きくなる。水平方向では、（０°±１５°）の範囲において２次元画像を見ることができる。
参照光角度θ＝４５°、視差ホログラム画像φ＝１５°とした場合、２次元画像を（φ−θ）／２＝（１５−４５）／２＝−１５°とすると見やすい。
さらに、参照光角度θ＝４５°、視差ホログラム画像φ＝０°の場合、（θ＋φ）／２＝（４５−０）／２＝２２．５°、または、（φ−θ）／２＝（０−４５）／２＝−２２．５°とした場合、上述のような見えやすさや製造のしやすさの両立を達成することができた。

なお、上述したこの発明における角度の設定は、典型的な例であるが、ホログラム像と付加情報のどちらが主として見えるようにするかによって、種々の変形が可能である。また、必ずしも上下は２つの像の切替ではなく、ホログラム原版に元々数種類の縦方向を視差情報入れておきその角度とはかぶらない角度に付加情報を入れることも可能である。
例えば、参照光４５°、視差ホログラム画像を、＋２２．５°と０°の２種、２次元画像を−２２．５°のそれぞれの角度に記録すると良好なホログラム記録を実現できた。同様に、参照光４５°、視差ホログラム画像を、−２２．５°と０°の２種、２次元画像を２２．５°のそれぞれの角度に記録しても同様に良好なホログラムとなった。

＜３．第２の実施の形態＞
「複製装置」
図１８に示すように、偏光ビームスプリッタ１０２によって、参照光とレーザ光とが分岐され、参照光が空間フィルタ１０３およびコリメーションレンズ１０４を介してホログラム記録媒体１０５に入射される。分岐されたレーザ光がミラー１０７で反射され、空間フィルタ１０８およびコリメーションレンズ１０９を介してハーフミラー１２６に入射される。

ハーフミラー１２６で反射されたレーザ光が第１の分岐されたレーザ光となる。ハーフミラー１２６を通過したレーザ光がミラー１２７に入射される。ミラー１２７で反射されたレーザ光が第２の分岐されたレーザ光となる。第１の分岐されたレーザ光が第１の実施の形態と同様に、拡散板１１１ａを介して液晶パネル１１２ａ（偏光板を含む）に入射される。液晶パネル１１２ａの付加情報画像が結像光学系（投影レンズ１１４ａ、１１６ａ、絞り１１５ａ）およびホログラム原版１０６を介してホログラム記録媒体１０５に結像される。

一方、第２の分岐されたレーザ光が拡散板１１１ｂを介して液晶パネル１１２ｂ（偏光板を含む）に入射される。液晶パネル１１２ｂの付加情報画像が結像光学系（投影レンズ１１４ｂ、１１６ｂ、絞り１１５ｂ）およびホログラム原版１０６を介してホログラム記録媒体１０５に結像される。第１の分岐されたレーザ光から生成された付加情報光のホログラム記録媒体１０５に対する入射角と、第２の分岐されたレーザ光から生成された付加情報光のホログラム記録媒体１０５に対する入射角とが異なるものとなる。したがって、液晶パネル１１２ａによる付加情報画像を見ることができる視点と、液晶パネル１１２ｂによる付加情報画像を見ることができる視点とを異ならせることができる。したがって、２つの視点に応じて２種類の付加情報画像を見ることができる。

二つ分岐されたレーザ光は、同時にホログラム記録媒体１０５に対して照射される。しかしながら、時間順次で二つの分岐されたレーザ光をホログラム記録媒体１０５に照射するようにしても良い。さらに、３以上の分岐されたレーザ光を使用しても良い。

＜４．第３の実施の形態＞
「複製装置」
上述した第１および第２の実施の形態においては、コンタクトプリント用の参照光を分岐して付加情報を多重記録するのに使用している。しかしながら、図１９に示すように、コンタクトプリントのためのレーザ光と別のレーザ光を使用して付加情報を記録するようにしても良い。

図１９に示す例では、コンタクトプリントが行われ、且つＵＶ定着部１３５により定着される前に付加情報が記録される。図示せぬローラから繰り出されたホログラム記録フィルム１３１がローラの周面に巻き付けられる。ホログラム記録フィルムは、透過性ベースフィルム上に感光性材料が塗布されたものである。ローラの周面にはホログラム原版１３２が貼り付けられている。ホログラム原版１３２は、例えば水平方向連続視差画像である。ホログラム原版１３２とホログラム記録フィルム１３１が密着された状態で、複製用レーザ光１３３が照射され、ホログラム原版１３２のホログラムがホログラム記録フィルム１３１に複製される。

複製は、ホログラム記録フィルム１３１が送られることによってなされる。ホログラム記録フィルム１３１の送りが停止されると同時に図示しない複製用レーザー１３３のシャッターが閉じられ、複製用レーザー１３３が照射される。複製後にホログラム記録フィルム１３１が付加情報重畳露光部１３４に送られ、付加情報が記録される。付加情報の記録のための構成としては、上述した複製装置と同様の構成を使用できる。付加情報重畳露光部１３４からＵＶ定着部１３５に向かって複製および付加情報が記録されたホログラム記録フィルム１３１が送られる。なお、先に付加情報を記録し、次に、ホログラムをコンタクトプリントし、そして、定着を行う順序でも良い。

＜５．第４の実施の形態＞
「複製装置」
以上の実施の形態は、ホログラム原版が反射型ホログラムの例である。しかしながら、この発明は、ホログラム原版が透過型ホログラムの場合にも適用することができる。図２０に示すように、ホログラム原版１０６およびホログラム記録媒体１０５が密着される。偏光ビームスプリッタ１０２で分離され、空間フィルタ１０３およびコリメーションレンズ１０４を介して参照光がホログラム原版１０６に入射される。

ミラー１０７で反射されたレーザ光が空間フィルタ１０８、コリメーションレンズ１０９および拡散板１１１を経由して液晶パネル１１２に入射される。液晶パネル１１２からの付加情報光が偏光板１１３と結合光学系（投影レンズ１１４、１１６および絞り１１５）を介してホログラム原版１０６に入射される。ホログラム記録媒体１０５には、ホログラム原版１０６のホログラムと付加情報画像とが重畳されて記録される。

＜６．第５の実施の形態＞
この発明の第５の実施の形態は、２次元画像（付加情報）とホログラム画像とのそれぞれを異なる色で再生させることによって、両者の分離性を良くするものである。白色光で照明したときに、被験者３０人を対象に、色分離して見えやすいかどうかという統計を取ったところ、例えば２５ｎｍ以上の再生ピーク波長が離れていると見えやすいという結果が得られた。

付加情報と画像ホログラムの色を変える方法としては、複数の方法が可能である。その一つの方法は、記録するレーザ光の波長を変えて多重露光する方法である。図２１に示すように例えば２次元画像記録用の赤のレーザ光源（例えば、波長６３３ｎｍのＨｅＮｅレーザ）１００Ｒを偏光ビームスプリッタ１０２Ｒによって分岐する。画像複製用の緑色レーザ光源（例えば、半導体励起第二次高調波を使った波長５３２ｎｍのレーザ）１００Ｇが設けられる。

緑色レーザ光が１／２波長板１０１を介して偏光ビームスプリッタ１０２Ｇに入射される。偏光ビームスプリッタ１０２Ｇに対して、偏光ビームスプリッタ１０２Ｒによって分岐された赤色のレーザ光も入射される。偏光ビームスプリッタ１０２Ｇによって赤色レーザ光および緑色レーザ光が合成され、空間フィルタ１０３に入射される。空間フィルタ１０３からのレーザ光がコリメーションレンズ１０４を介することによって平行光とされ、ホログラム記録媒体１０５およびホログラム原版１０６に照射される。

偏光ビームスプリッタ１０２Ｒによって分岐された赤色レーザ光がミラー１０７で反射され、空間フィルタ１０８に入射され、空間フィルタ１０８によって拡大されたレーザ光がコリメーションレンズ１０９を介してミラー１１０に入射される。ミラー１１０によって反射されたレーザ光が空間光変調素子としての液晶パネル１１２に入射される。液晶パネル１１２に対しては、図示しないが、液晶駆動部例えばマイクロコンピュータが接続されている。液晶駆動部によって、液晶パネル１１２上に付加情報の画像が表示される。液晶表示パネル１１２の出射面に偏光板１１３が設けられている。偏光板１１３によって偏光面が回転され、Ｐ波がＳ波とされる。

図２１の構成では、拡散板１１１が投影レンズ１１６からの光が入射される側に配置される。液晶表示パネル１１２によって発生し、偏光板１１３を介された付加情報光が投影レンズ１１４、絞り１１５および投影レンズ１１６からなる結像光学系を介して拡散板１１１に対して入射される。

さらに、図２１の構成では、拡散板１１１とホログラム原版１０６との間にルーバー１１７が介在されている。ルーバー１１７を設けることによって、反射光等の不要な光がホログラム原版１０６に入射されることを防止することができる。ルーバー１１７は、黒色の平面状の吸収層を一定間隔で透明板の内部に配置した構成を有する。ルーバー１１７の吸収層によって、付加情報光およびその拡散成分が通過し、且つコリメーションレンズ１０４を通過してくる複製用平行光が通過しないようになされる。

ホログラム記録媒体１０５には、ホログラム原版１０６によって回折した光およびホログラム原版１０６を通過した付加情報光が重畳された光と、入射レーザ光とによって形成される干渉縞が記録される。したがって、ホログラム原版１０６のホログラム領域内に緑色の複製画像と赤色の２次元画像を記録することができる。この赤色の画像と緑色の画像は、同時に記録しても良いし、時間順次に記録しても良い。さらに、複製および付加情報のための光学的構成としては、上述した複数の実施の形態と同様の構成を使用できる。

付加情報と画像ホログラムの色を変えるための他の方法について、図２２を参照して説明する。他の方法では、別色のレーザを用いず、画像複製用のレーザのみ使用して、元々のレーザとは異なる波長での発色で認識してもらうものである。記録時に、図２２Ａに示すように、例えば５３２ｎｍの波長の緑のレーザを使用し、参照光の入射角を４５°に設定し、物体光の入射角を２００°に設定する。

再生時に、図２２Ｂに示すように、照明光を入射角４５°で入射すると、２０°の角度で出射される再生光は、緑色となる。一方、図２２Ｃに示すように、照明光を入射角８０°で入射すると、０°（正面）に出射される再生光は、波長が５００ｎｍ程度の青色がかった色となることが実験により分かった。この理由は、実際にはホログラフィック記録材料の厚さ変化や移動度等にも左右されるが、ブラッグ回折の条件により再生波長がシフトするからである。この原理を利用すれば、回折させたい角度で、複製画像の色と付加情報画像の色とを異ならせることができ、二つの情報を区別することが容易になる。

＜７．変形例＞
以上、この発明を適用した具体的な実施形態について説明してきたが、この発明は、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば付加情報としては、シリアル番号、製造者名、ロット番号、１次元バーコード、２次元バーコード等の識別情報以外の画像情報を記録することができる。付加情報は、空間光変調素子を等倍投影する例で説明したが、拡大あるいは縮小投影しても良い。さらに、２以上の付加情報を記録するようにしても良い。第３の実施の形態におけるようなフィルム状ホログラム記録媒体を他の実施の形態のホログラム記録媒体として使用しても良い。上述した説明では、空間光変調素子として液晶パネルを使用したが、液晶パネル以外の素子を使用しても良い。

３０・・・ホログラム記録媒体
３１・・・レーザ光源
４１・・・表示装置
１００・・・レーザ光源
１０２・・・偏光ビームスプリッタ
１０５・・・ホログラム記録媒体
１０６・・・ホログラム原版
１１２・・・液晶パネル
１１３・・・偏光板
１１５・・・絞り
１１７・・・ルーバー
１２３・・・プリズムシート
１３１・・・ホログラム記録フィルム
１３２・・・ホログラム原版
１３３・・・複製用レーザ光
１３５・・・ＵＶ定着部
１７２・・・参照光
１７３・・・付加情報光

Claims (20)

1. 所定の角度から照明した際に、法線に対して左右に視点を動かすと少なくとも水平方向には連続した視差を持つホログラム画像が再生され、法線に対して上記水平方向と異なる方向に視点を動かすと、該画像とは異なる連続しない他の画像が再生されるように、１層の材料中に屈折率変調が記録された画像記録媒体。
2. 少なくとも水平方向には連続した視差を持つホログラム画像としては、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックスステレオグラムであり、上下方向別の角度から再生される上記他の画像は、奥行き方向には略一定平面に定位する２次元画像である請求項１に記載の画像記録媒体。
3. 奥行き方向に略一定平面に定位する上記２次元画像は、識別情報である請求項２に記載の画像記録媒体。
4. 上記視差を持つホログラム画像は、ホログラム媒体面上で微小領域に分割露光されており、上下方向別の角度から再生される上記他の画像のホログラムは、分割ではなく連続に記録されている請求項２に記載の画像記録媒体。
5. 上記他の画像は、法線に対して上下方向にある角度において最大輝度となりその角度から離れるに従い漸減する強度分布を以って再生されるようになっており、その角度は、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度とは異なる角度に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の画像記録媒体。
6. 上記参照光角度をホログラム面の法線に対してθとして、上記他の画像が上下方向に最大輝度で再生する角度が、ホログラム面の法線に対して、φに設定されたとして、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度は、ほぼ（θ＋φ）／２に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の画像記録媒体。
7. 上記参照光角度をホログラム面の法線に対してθとして、上記他の画像が上下方向に最大輝度で再生する角度が、ホログラム面の法線に対して、φに設定されたとして、画像を記録したホログラムまたはホログラフィックステレオグラムが最も強く再生される角度は、ほぼ（φ−θ）／２に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の画像記録媒体。
8. 上記視差を持つホログラム画像と、上下方向別の角度から再生される上記他の画像のホログラムとは、異なる色として認識できるように再生されることを特徴とする請求項２に記載の画像記録媒体。
9. 上記視差を持つホログラム画像と、上下方向別の角度から再生される上記他の画像のホログラムとは、少なくとも２５ｎｍ以上離れた再生中心波長によって回折されることを特徴とする請求項８に記載の画像記録媒体。
10. 感光性材料を含むホログラム記録媒体と、
    上記ホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介して密着されたホログラム原版と、
    レーザ光を付加情報に応じて変調する空間光変調素子と、
    空間光変調素子によって変調された光を上記ホログラム記録媒体に照射する結像光学系とを備え、
    上記ホログラム記録媒体に対して参照光と上記変調された光とを同時に照射することによって上記ホログラム原版の画像と上記付加情報とを記録するようにしたホログラム複製装置。
11. 感光性材料を含むホログラム記録媒体と、
    上記ホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介して密着されたホログラム原版と、
    複製用参照光と少なくとも第１および第２のレーザ光とを分岐により生成するレーザ光形成部と、
    上記第１および第２のレーザ光を第１および第２の付加情報に応じて変調する第１および第２の空間光変調素子と、
    第１および第２の空間光変調素子によって変調された第１および第２の光を上記ホログラム記録媒体に照射する第１および第２の結像光学系とを備え、
    変調された上記第１および第２の光を上記複製用参照光と同時に上記ホログラム記録媒体に対して異なる入射角でもって照射させ、
    上記ホログラム記録媒体に対して上記ホログラム原版の画像と上記第１および第２の付加情報とを記録するホログラム複製装置。
12. 上記複製用参照光を分岐したレーザ光を上記付加情報に応じて変調する請求項１０または１１に記載のホログラム複製装置。
13. 複製されるホログラム記録媒体がリップマンホログラムである請求項１０または１１に記載のホログラム複製装置。
14. 上記ホログラム原版に対して、所定の角度から照明した際に、法線に対して左右に視点を動かすと少なくとも水平方向には連続した視差を持つホログラム画像が記録されている請求項１０または１１に記載のホログラム複製装置。
15. 上記付加情報光が入射される側に、上記ホログラム原版または上記ホログラム記録媒体に近接して光偏向板を配する請求項１０または１１に記載のホログラム複製装置。
16. 上記第１および第２のレーザ光が上記ホログラム記録媒体に対して、同時にまたは時間順次に照射される請求項１０に記載のホログラム複製装置。
17. 感光性材料を含むホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介してホログラム原版を密着させ、複製用参照光によって上記ホログラム原版のホログラムを上記ホログラム記録媒体に記録する第１の記録部と、
    空間光変調素子によってレーザ光を付加情報に応じて変調し、変調された光を上記ホログラム記録媒体に結像光学系を介して照射し、上記付加情報を上記ホログラム記録媒体に記録する第２の記録部と、
    記録後に上記感光性材料を定着する定着部とを備え、
    上記第１の記録部による記録の前または後で、且つ上記定着部による定着の前に上記第２の記録部を配置するようにしたホログラム複製装置。
18. 感光性材料を含むホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介してホログラム原版を密着させ、
    空間光変調素子によってレーザ光を付加情報に応じて変調し、
    変調された光を結像光学系を介して複製用参照光と同時に照射し、
    上記ホログラム記録媒体に対して上記ホログラム原版からの物体光と上記付加情報とを記録するようにしたホログラム複製方法。
19. 少なくとも第１および第２のレーザ光を分岐により生成し、
    第１および第２の空間光変調素子によって、上記第１および第２のレーザ光を第１および第２の付加情報に応じてそれぞれ変調し、
    変調された第１および第２の光を上記複製用参照光と同時に上記ホログラム記録媒体に対して互いに異なる入射角でもって照射させ、
    上記ホログラム記録媒体に対して上記ホログラム原版の画像と上記第１および第２の付加情報とを記録するホログラム複製方法。
20. 感光性材料を含むホログラム記録媒体の一面に直接または屈折率調整体を介してホログラム原版を密着させ、複製用参照光によって上記ホログラム原版のホログラムを上記ホログラム記録媒体に記録する第１の記録ステップと、
    空間光変調素子によってレーザ光を付加情報に応じて変調し、変調された光を上記ホログラム記録媒体に結像光学系を介して照射し、上記付加情報を上記ホログラム記録媒体に記録する第２の記録ステップと、
    記録後に上記感光性材料を定着する定着ステップとを有し、
    上記第１の記録ステップによる記録の前または後で、且つ上記定着ステップによる定着の前に上記第２の記録ステップを行うホログラム複製方法。

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