JP2013250077A - 角度測量計 - Google Patents

Abstract

【課題】
簡素な構成でかつ簡便に角度測定を行うことができる角度測量計を提供する。
【解決手段】
観測点から対象面の被観測位置を見た視線方向の、対象面に対する角度を観測するための角度測量計は、ホログラム面を有するホログラム素子を含む。ホログラム素子の視域が、複数の分割視域に分割されており、ホログラム素子は、分割視域のそれぞれにおいて基準線に対する視線方向の角度値の標示パターンを保持している。
【選択図】図５

Description

本発明は角度測量計に関する。

角度の計測する角度測量計としては、分度器などの物理的接触して測定するものや、レーザ光を対象物に照射してその反射光を検出する角度測量計（特許文献１及び２、参照）、パターンを投影または決まった形の構造物をカメラで撮影してその歪みを検出する角度測量計（特許文献３及び４、参照）などが代表的なものである。

特開2001-201331号公報 特開2006-071310号公報 特開2005-004165号公報 特開平11-051651号公報

特許文献１〜４に開示された角度測量計では、正確な角度測定が可能となっている。しかし、それら角度測量計では、レーザ光源を含め複数の機器が必要であり、その操作方法も煩雑である。

そこで本発明は、簡素な構成でかつ簡便に角度測定を行うことができる角度測量計を提供することが課題の一例として挙げられる。

本発明による角度測量計は、観測点から対象面の被観測位置を見た視線方向の、前記対象面に対する角度を観測するための角度測量計であって、前記対象面に固定されるホログラム面を有するホログラム素子を含み、前記ホログラム素子の視域が、複数の分割視域に分割されており、前記ホログラム素子は、前記分割視域のそれぞれにおいて基準線に対する前記視線方向の角度値の標示パターンを保持していることを特徴とする。基準線としては例えばホログラム面の法線を採用でき、角度値は例えば各分割視域の中心軸と基準線とがなす角度である。

上記の本発明の構成によれば、角度測量計を照明する手段以外、光学的、電気的、機械的な機器を要せず、ホログラム面を見るだけで簡便に角度測定を行うことができる。

本発明の実施例の角度測量計を示す概略斜視図である。 同実施例の角度測量計を使用する様子を示す模式図である。 本発明の実施例の角度測量計のホログラムへの記録に関わる空間光変調器、対物レンズ、ホログラム、参照光及び物体光の関係を示す概略斜視図である。 本発明の実施例の角度測量計におけるホログラムへの角度値の標示パターン記録を示す模式図である。 図４のホログラムからの角度測定を示す模式図である。 本発明の実施例の角度測量計におけるホログラムの角度値の標示パターンを示す図である。 本発明の他の実施例の角度測量計におけるホログラムへの角度値の標示パターン記録を示す模式図である。 本発明の他の実施例の角度測量計におけるホログラムへの角度値の標示パターン記録を示す模式図である。 本発明の他の実施例の角度測量計におけるホログラムへの角度値の標示パターン記録を示す模式図である。 本発明の他の実施例の角度測量計における基準点を見た場合の２軸方向を説明する為のホログラムの概略斜視図である。 本発明の他の実施例の角度測量計における基準点を見た場合の２軸方向を説明する為のホログラムの概略斜視図である。 本発明の他の実施例の角度測量計におけるホログラムの角度値の標示パターンを示す図である。 本発明の実施例の角度測量計のホログラムへの記録に関わるホログラム作成光学系の全体構造を示す概略模式図である。 図１３のホログラム作成光学系におけるホログラムへの記録動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例の角度測量計のホログラムへの記録に関わる他のホログラム作成光学系の全体構造を示す概略模式図である。

以下に、本発明の実施例の角度測量計について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、実施例の角度測量計は、ホログラム面を有するホログラム素子である板状のホログラム１を有している。ホログラム１のホログラム面は、ドット状の複数の要素ホログラムからなる行列を含んでいる。ホログラム１は、ホログラム面を観測点である観察者の視点に向けるように対象面（図示せず）へ固定する取付手段を裏面に備えている。取付手段はホログラム１を対象面へ着脱自在に固定する粘着膜などであってもよい。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、対象物である壁の壁面（対象面）などに固定された同一のホログラム１をＡ、Ｂの観察者が異なる視点から観察した場合に、それぞれの視点とホログラム１を結ぶ視線（破線）に角度値の標示パターン（θｘ−２５°、θｙ＋５°）（θｘ＋１８°、θｙ−１２°）が個別に表示されるように、ホログラム１の要素ホログラムには、角度値の標示パターンが記録されている。これにより、観測点から見た対象面の傾き、すなわち観測点から対象面上の被観測位置例えばホログラム１の中央付近或いはホログラム１上マーク（図示せず）を見た視線方向と基準線のなす角度を観測することができる。

次に、図３に示す物体光光学系を用いて、本実施例に使用されるホログラムへの角度値の標示パターンを記録するための空間光変調器、対物レンズ、ホログラム、参照光及び物体光の関係について説明する。

まず、コンピュ−タで作成した角度値の標示パターンの合成画像を透過液晶パネルである空間光変調器１１に表示し、その透過光である物体光を対物レンズ１２によりホログラム感光材からなるブランクホログラム１３に垂直に集光する。この集光部に反対方向から参照光を入射させ、参照光との干渉縞をドット状の要素ホログラムとして、ブランクホログラム１３に記録する。そして、ブランクホログラム１３をＸ方向及びＹ方向に僅かずつ移動させて順次露光を行い、ブランクホログラム１３全面にドット状の要素ホログラムを露光して、記録されたホログラムが得られる。

このように記録されたホログラムすなわちホログラム素子は、多数の視点（観察位置）から眺められる複数の二次元画像をドット状の微小な要素ホログラムとして敷き詰めるように感光性記録材料の感光シートへ記録したものである。

ホログラムの角度値の標示パターンの記録は、いわゆるマルチドット方式のホログラフィックステレオグラムの記録と同様の手順により作成することができる。本実施例においては、動画表示するいわゆる切り替えホログラムにおける左右方向の視差画像のみを記録するものと異なり、左右方向と上下方向に関して角度値の標示パターン情報が記録されている。これは、厚い体積ホログラムを用いてリップマンホログラムとすることにより、再生される光に波長選択性を持たせ、白色光照明で上下左右方向の角度値の標示パターン情報をも再生するものである。

ホログラムの角度値の標示パターンの記録は、図４に示すように、各要素ホログラムごとに、物体光光学系の空間光変調器１１により変調された物体光が対物レンズ１２によりブランクホログラム１３上に集光され、その集光点の同じ位置に参照光光学系により参照光が照射されることにより、ブランクホログラム１３の一点に要素ホログラムが形成されて、行われる。ここで空間光変調器１１上のＡの位置に表示された例えばＸＺ平面上の光軸から−３０°の角度値の標示パターンの光は対物レンズ１２によりブランクホログラム１３に対して斜め上３０°の方向から照射されることになる。同様にＢの位置に表示された±０°の角度値の標示パターンの光は水平方向より、Ｃの位置に表示された＋２５°の角度値の標示パターンの光は斜め下２５°の方向よりブランクホログラム１３にそれぞれ照射される。ここで基準点は物体光の光軸である対物レンズ１２の光軸とブランクホログラム１３とが交わる点であり、ブランクホログラム１３上のある基準点を通過する基準線はブランクホログラム１３の法線である。

複数要素ホログラムが記録されたホログラム１３に対して参照光と同じ波長及び方向成分を含む照明を施すと、図５に示すように、記録されたホログラム１３の各要素ホログラムから斜め下方向にはＡの−３０°の角度値の標示パターン光が、水平方向にはＢの±０°の角度値の標示パターン光が、斜め上方向にはＣの＋２５°の角度値の標示パターン光が再生され、それぞれ、図６に示すように、斜め下から見た画像の図６（ａ）を、Ｂの水平位置にあった画像を図６（ｂ）を、斜め上から見た画像の図６（ｃ）のそれぞれの角度値の標示パターンを視認することができる。つまりホログラム面を見る位置に応じて、ホログラム面の法線方向と視線方向のなす角度が、ホログラムの表示によって確認できることになる。ホログラム面が当該角度の表示部となっている。

このように本発明に用いるホログラムにおいて、図５に示すように、要素ホログラム毎にその視域ＶＳが分割され、分割された分割視域ＤＶＳごとに、分割視域の視域角を二分する直線と基準線がなす角度を示す角度値の標示パターンが記録されている。当該二分する直線は要素ホログラムから視点への代表的な視線を想定しているＸＺ平面上の中心軸である。

本方式では観察する分割視域ＤＶＳごとに異なる角度値の標示パターン画像を表示させるが、表示できる画像の種類の最大数は空間光変調器１１の画素数で制限される。例えば、図７に示すように、あるＸ軸方向の一列に関して有効径内の画素数をｐとすると、その軸方向では最大ｐ種類の角度情報の表示が可能であり、対物レンズ１２の開口数をＮＡ＝ｓｉｎθとすると、角度の分解能は最高で２θ／ｐとなる。この分解能は一画素ごとに異なる画像を用いることで得られるが、それほど高い分解能を必要としない場合には数画素から数百画素ごとに画像を変えるようにしても良い。この場合、ある分割視域では同じ角度表示がなされることになり、分解能は悪くなるものの、わずかな視点移動でめまぐるしく表示が変わることが無くなるため視認性は向上する。

図８に示すように、あるＸ軸方向の一列の有効画素数が６００個の空間光変調器１１とＮＡ＝０．６（θ＝３０°）の対物レンズ１２を用い、分割視域ＤＶＳの５段階の角度値の標示パターンを画像数に対して均等に使用する場合を説明する。記録されたホログラム１３を基準線である法線から視域角度θ＝±３０°の視域ＶＳの方向から観察する場合、図８に示すように、分割視域の視域角−３０°≦θ≦−１８°のとき当該視域角を二分する直線と基準線がなす角度（以下、視線角度という）−２４°の（ａ）の画像が、分割視域の視域角−１８°≦θ≦−６°のとき視線角度−１２°の（ｂ）の画像が、分割視域の視域角−６°≦θ≦＋６°のとき視線角度±０°の（ｃ）の画像が、分割視域の視域角＋６°≦θ≦＋１８°のとき視線角度＋１２°の（ｄ）の画像が、分割視域の視域角＋１８°≦θ≦＋３０°のとき視線角度＋２４°の（ｅ）の画像が、それぞれ表示されることになる。

必ずしも一つの画像が表示される分割視域ＤＶＳが均一の角度範囲である必要はなく、視線角度により分解能を変化させても良い。例えば、図９に示すように、ホログラム１３表面の中央付近では分解能を細かく、周辺では粗く表示させてもよい。この場合には、図９に示すように、分割視域の視域角−３０°≦θ≦−１５°のとき視線角度＜−１５°の（ａ）の画像が、分割視域の視域角−１５°≦θ≦−５°のとき視線角度−１０°の（ｂ）の画像が、分割視域の視域角−５°≦θ≦−３°のとき視線角度−４°の（ｃ）の画像が、分割視域の視域角−３°≦θ≦−１°のとき視線角度−２°の（ｄ）の画像が、分割視域の視域角−１°≦θ≦＋１°のとき視線角度±０°の（ｅ）の画像が、分割視域の視域角＋１°≦θ≦＋３°のとき視線角度＋２°の（ｆ）の画像が、分割視域の視域角＋３°≦θ≦＋５°のとき視線角度＋４°の（ｇ）の画像が、分割視域の視域角＋５°≦θ≦＋１５°のとき視線角度＋１０°の（ｈ）の画像が、分割視域の視域角＋１５°≦θ≦＋３０°のとき視線角度＞＋１５°の（ｉ）の画像が、それぞれ表示されることになる。

以上の実施例では説明をわかりやすくするためにＸＺ平面上のＸ軸方向の１つの軸方向の角度について説明したが、実際には分割視域ＤＶＳごとにその代表的な視線を想定する中心軸（ＸＺ平面上のＸ軸及びＹＺ平面上のＹ軸方向にて視域角を二分する直線）の２つの軸方向の視線角度の表示を行う。

図１０を用いて、ホログラム１３がｘｙ平面上にあるときに、視点Ｅからホログラム１３上の基準点Ｏを見た場合の２軸方向の角度について説明する。ここで、点Ｅをｚｘ平面に投影した点をＥｚｘ、ｙｚ平面に投影した点をＥｙｚとする。ｚ軸に対するベクトルＯＥｚｘの傾きをθｘ、ｚ軸に対するベクトルＯＥｙｚの傾きをθｙとすると、基準点に対する視点の方向（ベクトルＯＥ）は二つの値θｘ、θｙにより一義的に定まる。よって点Ｅからこのホログラムを見たときにはθｘとθｙの値がホログラム上に表示されれば良い。

表示される角度については上述のθｘ、θｙに限るものではなく、ベクトルＯＥの方向が一義的に定まるものであればどのような方法でも良い。例えば図１１の例では視点Ｅをｘｙ平面上に投影した点Ｅｘｙを用いて、ベクトルＯＥｘｙのｘ軸からの回転角θと、ベクトルＯＥのｚ軸からの回転角φを用いてベクトルＯＥの方向を表しており、θとφの値をホログラム面上に表示する方法でも良い。

またホログラム面上に表示される画像の角度値の標示パターンも、視線であるベクトルＯＥの方向が視認できる文字、記号、絵などの二次元パターンであれば何でも構わない。例えば図１２（ａ）、（ｂ）に示すように角度そのものを数値で表示した画像や図１２（ｃ）に示すように視線角度を表す図表を表示しても良い。

さらに、以上の実施例では基準線としてのホログラムの法線ベクトルに対する視線ベクトルの傾き角という形で説明してきたが、基準線として例えば法線方向に対してｘ軸方向に２０°傾けた軸を定めるなど法線ベクトル以外の基準となる軸に対する視線ベクトルの方向の視線角度表示を行っても良い。コンピュ−タで計算される角度値の基となる基準線としてはホログラムの視域ＶＳ内でホログラム面に交差する１つの一定の直線であれば良い。

以上のように、本発明のホログラムを用いた角度測量計によれば、ホログラム貼付面に対して観察者がどの方向に居るのかが分かる。また、観察者の視線方向に対してホログラム貼付面がどの程度傾いているのかを知ることもできる。つまり視線ベクトルとホログラム面の角度を計測する手段として使用することができる。しかも、これによれば、ホログラムを照明する手段以外、光学的、電気的、機械的な仕掛けは一切必要とせず、ホログラム面を見るだけという非常に簡便な角度測定方法を提供できる。

図１３は、本実施例の角度測量計のホログラムへの記録に関わるホログラム作成光学系の全体構造を示す概略模式図である。

図に示すように、ホログラム作成光学系は、レーザ光源２１、コリメータレンズ２２、シャッター２３、１／２波長板２４、偏光ビームスプリッタ２５、アパーチャ２６、縮小光学系２７、ミラー２８、ミラー２９、ブランクホログラム（以下、単に媒体という）３３、媒体移動機構３５、媒体位置制御部３６、メインコントローラ５１、露光制御部５２、シャッター開閉機構５３、画像生成部ＩＳ、表示器ドライバＤＤ、ミラー６１、ビーム拡散板６２、透過型の空間光変調器６４、リレーレンズ６５，６６、ナイキストフィルタ６７及び対物レンズ６８を有する。

メインコントローラ５１は、シャッター２３を駆動する露光制御部５２、媒体移動機構３５を駆動する媒体位置制御部３６、及び、空間光変調器６４を駆動する画像生成部ＩＳなどを駆動するためにこれらに接続されている。

光源２１のコヒーレント光から参照光を生成する参照光光学系は、偏光ビームスプリッタ２５、アパーチャ２６、縮小光学系２７、ミラー２８及びミラー２９を含む。光源２１のコヒーレント光から画像情報に応じてコヒーレント光を変調した物体光を生成する物体光光学系は、偏光ビームスプリッタ２５、ミラー６１、ビーム拡散板６２、空間光変調器６４、リレーレンズ６５，６６、ナイキストフィルタ６７及び対物レンズ６８を含む。

媒体移動機構３５は、参照光及び物体光の光路の交差する記録位置に媒体３３の所定位置を一致させ支持する支持部に含まれる。

光源２１から発せられたレーザ光がコリメータレンズ２２で平行光とされてシャッター２３の開口及び１／２波長板２４を透過する。偏光ビームスプリッタ２５は、透過したレーザ光ビームを参照光用の光ビームに分岐する。参照光用の光ビームは、適切な大きさを持つ矩形のアパーチャ２６を介して、縮小光学系２７に供給される。縮小光学系２７は細い矩形ビーム断面の平行光（参照光）へと変換する。その後、参照光は、ミラー２８及びミラー２９を介して、媒体３３の物体光の集光点（記録位置）へ、物体光の入射面とは反対面側より照射される。アパーチャにより参照光のスポットは媒体３３の感光シート面上での物体光のスポットと同じ大きさとなるようになされる。

偏光ビームスプリッタ２５は、光源２１からから出射されコリメータレンズ２２で平行光とされてシャッター２３の開口及び１／２波長板２４を透過したレーザ光を、物体光用の光ビームに分ける。ここで、図示しないエキスパンダレンズを用いて、物体光用のビーム光を適切な平行ビーム径に変換してもよい。ミラー６１は、平行光とされた物体光ビームを、ビーム拡散板６２を介して空間光変調器６４へ入射させる。

通常、要素ホログラムは一辺の長さが数百ミクロン程度の正方形の形状であり、この要素ホログラムの内部を均一に露光するのが好ましいとされる。ところが対物レンズにより集光されるビームスポットの大きさはこの要素ホログラムサイズよりもずっと小さなものとなる。例えば、レーザ光の波長を０．５３２ミクロン、対物レンズ６８のＮＡを０．５とすると、集光点でのビームスポットの直径は１．３ミクロン程度となる。微小な集光点のみにパワーが集中するのを避けるために空間光変調器６４表示面上にビーム拡散板６２が配置される。

空間光変調器６４は、通常、入射光を選択的に透過することができるアドレス可能な画素（ピクセル）の領域又は二次元アレイからなる。空間光変調器６４はメインコントローラ５１により制御される。メインコントローラ５１の制御に応じて、画像生成部ＩＳ表示器ドライバＤＤは、予め計算された角度値の標示パターンの画像合成に基づく画像パターンを空間光変調器６４に表示させる。メインコントローラ５１、画像生成部ＩＳ及び表示器ドライバＤＤは、空間光変調部に含まれる。なお、ここでの画像パターンは複数の角度値の標示パターン画像から合成されるもので、画像パターン信号に基づいて空間光変調器の表示部に表示しても画像は認識できない。空間光変調器６４は、例えば、アクティブマトリクス駆動回路が形成され透過型液晶デバイスを含むが、例えば、所定の画素数、例えば、ＶＧＡタイプ（６４０×４８０画素）やＸＧＡタイプ（１０２４×７６８画素）の画素配列を有する。

空間光変調器６４は、表示された画像パターンに応じて透過光を空間光変調して物体光を生成し、物体光をリレーレンズ６５、ナイキストフィルタ６７及びリレーレンズ６６の結像光学系を介して対物レンズ６８へ入射させる。対物レンズ６８は物体光を媒体３３の所定位置に球面波として集光する。

結像光学系は２つのリレーレンズ６５，６６を用いた４ｆ光学系などが用いられる。また、２つのリレーレンズ６５，６６の間に配置された矩形の開口部を持つナイキストフィルタ６７は、空間光変調器６４による不要な回折光を除去すると共に、記録される要素ホログラムの大きさも制限する。すなわち、集光点におけるビームスポットの形状を横方向に拡がりのあるものとすると共に、ビームの横方向に拡がり過ぎることを制限するために、媒体３３面と共役の関係にある位置にナイキストフィルタ６７が配置される。空間光変調器６４表示面の近傍物体光による媒体３３の面上でスポットの大きさ（面積）は、リレーレンズ６６と対物レンズ６８の焦点距離比で決まる光学倍率にナイキストフィルタ６７のサイズを乗じた大きさとなるので、適切な要素ホログラムサイズとなるようにナイキストフィルタ６７の大きさが決定される。このビーム拡散板６２とナイキストフィルタ６７の働きにより、物体光は媒体３３の面上で正確に要素ホログラムの大きさとなり、均一な強度分布を持つビームスポットとすることが可能になる。なお、ビーム拡散板６２は空間光変調器６４表示面上又はその結像面上に配置されることが望ましいとされるが、物体光の光路中の他の場所に配置されていても構わない。

空間光変調器６４の表示されたコンピュータなどにより計算された角度値の標示パターン画像は結像光学系により対物レンズ６８の直前の結像面ＰＬに一旦結像される。結像面ＰＬの位置が対物レンズ６８の焦点距離ｆｏに等しくなるように対物レンズ６８は配置される。反対側の対物レンズ６８の焦点距離ｆｏに等しくなる位置に媒体３３は配置される。

媒体３３は例えば、図示しないが感光材からなる感光シートがガラス基板とＰＥＴフィルムに挟まれた構造となっている。物体光はガラス基板側から入射され、感光シートの界面近傍に集光する。参照光はＰＥＴフィルム側より入射される。レーザ光は空間光変調器６４に入射する前にビーム拡散板６２を通過しているため、感光シートの界面上でのビームプロファイルはピーク強度が落ち、横方向に拡がりを持つ形状となる。ピーク強度が落ちることにより、１つの要素ホログラム内で均一な記録が行えると共に、感光シートの感度を有効に利用することが可能となる。

媒体３３の集光点での横方向の拡がりについてはナイキストフィルタ６７により制限され、所定の大きさを持つ矩形領域のみに物体光が照射されることになる。参照光及び物体光の光路の交差する媒体領域に要素ホログラムが記録される。

媒体３３に、複数の要素ホログラムは、媒体の平面方向に繰り返しラスタスキャンして記録される。複数の要素ホログラムを隙間無く整列させるために、媒体３３における参照光及び物体光の光路の交差する記録位置を、ＸＹ軸方向に要素ホログラムの一辺の長さと同じだけ相対的に移動させて記録する。媒体の移動が完了して媒体の振動が収まると、次の要素ホログラムの記録となる。そして、この動作を繰り返すことにより媒体に要素ホログラム行列が形成される。要素ホログラム同士がオーバーラップしたり、要素ホログラム間に隙間があるように記録しても良い。このように、複数の要素ホログラムを媒体のＸＹ平面方向に繰り返しラスタスキャン記録することにより、全体として１つの三次元画像が再生される角度測量計が得られる。

次に、ホログラム作成光学系の動作、要素ホログラム書き込み記録動作について図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、記録開始に先立ち図１３に示す１／２波長板２４を適切な角度に調整し物体光と参照光の光量比率を設定する。この光量比率は感光シートの特性、ビーム拡散板の透過率、空間光変調器の効率、光学部品の透過率などより予め計算されたものである。

媒体を所定の位置例えば最初の要素ホログラム書き込み位置へと移動し、図１３に示すメインコントローラ５１の指令に応じて所定の順番例えば１番目に記録する要素ホログラムの画像パターンを画像生成部ＩＳが生成する（ステップＳ１）。画像パターン生成は元の角度値の標示パターン画像から、対象の要素ホログラム位置に表示すべき微小な角度値の標示パターン画像の集合を表し、逐次計算を行うか、又は予め計算されメインコントローラ５１の記憶部などに保存した画像データを使用して行われる。画像生成部ＩＳは、これらの表示パターンデータを表示器ドライバＤＤに転送することで空間光変調器６４に二次元パターンが表示される（ステップＳ２）。

次に、図１３に示すメインコントローラ５１から指令に応じて露光制御部５２により要素ホログラムの書き込み操作を行う。空間光変調器６４の表示とシャッターの開閉はメインコントローラ５１で制御され、両者のタイミングが適切に同期するように処理が行われる。ここでは露光記録に必要な露光エネルギー量、露光時間及び露光パターンとなるようにメインコントローラ５１が適切なシャッター２３の開閉タイミングをシャッター開閉機構５３に指示することにより所定時間で露光が行われる。ここで、シャッター２３を開ける（ステップＳ３）ことにより、参照光が照らされた部分への物体光の露光が実行される。露光制御部５２はシャッター２３がノ−マルクローズシャッターであれば電圧を印可し続ける指令を送る。

次に、メインコントローラ５１は露光時間が規定値か否か判断し（ステップＳ４）、否であればステップＳ３に戻り、満たされていればシャッターを閉じる（ステップＳ５）。

次に、メインコントローラ５１は各要素ホログラムの露光が完了したら、露光回数が規定値か否か判断し（ステップＳ６）、否であればステップＳ２に戻り、満たされていれば空間光変調器６４の記録パターン表示を停止する（ステップＳ７）。

次に、メインコントローラ５１は１つの要素ホログラムの露光が完了したら、次の記録位置へと媒体を移動させる指令を送る。通常は要素ホログラムが隙間無く整列するように、要素ホログラムの一辺の長さと同じだけ移動させるが、要素ホログラム間に隙間があるように記録しても良い。媒体の移動が完了して媒体の振動が収まると、次の要素ホログラムの記録となる。以下、この要素ホログラムの露光動作を繰り返すことにより媒体上に要素ホログラム列が形成される。

次に、メインコントローラ５１は要素ホログラムが最終記録位置か否か判断し（ステップＳ８）、否であれば次の記録位置へと媒体を移送させる指令を送り（ステップＳ９）、ステップＳ１に戻り、指令に応じて次の２番目に記録する要素ホログラムの画像パターンを画像生成部ＩＳに生成させる。メインコントローラ５１はステップＳ１〜Ｓ８を繰り返し実行して、最終記録位置に達したことが満たされていれば動作を終了する、要素ホログラムの行列を含むホログラムができあがる。

上記の実施例では、空間光変調器は液晶のように透過した光に対して空間光変調を施す透過型空間光変調器を使用しているが、もちろんＤＭＤ（Digital Mirror Device）やＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）のように反射した光に対して空間光変調を施す反射型空間光変調器を用いても良い。

上記の実施例では、図１３に示すように媒体に対して物体光の入射面とは反対面側より参照光を照射しているが、ミラー２８ａ，２９ａ以外図１３の構成要素と同一であるが、図１５に示すように媒体に対して物体光の入射面と同一面側より参照光を照射させるように参照光光学系のミラー２８ａ，２９ａの配置を変更しても良い。図１３に示すように参照光と物体光を媒体に対して対向させて記録したホログラムは反射型ホログラムと呼ばれ、図１５に示すように参照光と物体光を同一面側より照射して記録されたホログラムは透過型ホログラムと呼ばれる。いずれの場合においても参照光は感光シート面上での信号光と同じ大きさとなるようにされる。このように物体光と参照光が同一の微小領域に同時に照射されることにより、媒体面上に要素ホログラムの記録がされる。

２１ 光源
２２ コリメータレンズ
２３ シャッター
２４ １／２波長板
２５ 偏光ビームスプリッタ
２６ アパーチャ
２７ 縮小光学系
３３ 媒体
３５ 媒体移動機構
３６ 媒体位置制御部
５１ メインコントローラ
６２ ビーム拡散板
６４ 空間光変調器
６５，６６ リレーレンズ
６７ ナイキストフィルタ
６８ 対物レンズ

Claims (5)

1. 観測点から対象面の被観測位置を見た視線方向の、前記対象面に対する角度を観測するための角度測量計であって、
   前記対象面に固定されるホログラム面を有するホログラム素子を含み、
   前記ホログラム素子の視域が、複数の分割視域に分割されており、
   前記ホログラム素子は、前記分割視域のそれぞれにおいて基準線に対する前記視線方向の角度値の標示パターンを保持していることを特徴とする角度測量計。
2. 前記対象面に前記ホログラム素子を固定する取付手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の角度測量計。
3. 前記角度値は前記分割視域の中心軸と前記基準線がなす角度であることを特徴とする請求項２記載の角度測量計。
4. 前記標示パターンは、二次元パターンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の角度測量計。
5. 前記ホログラム面は複数の要素ホログラムからなる行列を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の角度測量計。

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