JP2016061935A - ホログラム - Google Patents

Abstract

【課題】観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを観察者が認識する。【手段】ホログラム（１）には、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように第１画像（１０１）が記録されており、第１画像を観察可能な視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域に位置する視点位置から観察される第１画像と共に観察される第２画像（１０２）が更に記録されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ホログラムの技術分野に関する。

ホログラムは、観察者の視点位置（つまり、ホログラムを観察している観察者の視点の位置）に応じて異なる画像を表示することが可能な表示手法として知られている。例えば、特許文献１には、付加情報のついたリップマンホログラムが開示されている。

特許第５０４１１８７号

このような従来のホログラムは、視点位置の移動に伴って観察者が観察する画像が変化するホログラムであることが多い。このようなホログラムを観察する観察者は、視点位置を自由に移動させることで、画像の変化を楽しむ傾向が強い。

一方で、ホログラムに記録された画像を観察可能な視点位置には制約がある。以下では、このようなホログラムに記録された画像を観察可能な視点位置の範囲を、視域と称する。ここで、視域の端に視点位置が位置する場合には、視点位置が少し移動しただけで視点位置が視域の外に移動してしまう可能性がある。視点位置が視域の外に移動すると、観察者は、ホログラムに記録された画像を観察することができなくなる。このため、観察者は、視点位置を移動させながら、画像の変化を楽しむことができる視点位置を観察者自身で探す必要がある。このような状況が発生する理由の一つは、観察者の現在の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを観察者が適切に認識することができないことにあると想定される。

本発明は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを観察者が認識することが可能なホログラムを提供することを課題とする。

上記課題を解決する第１のホログラムは、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第２画像が更に記録されているホログラムである。

上記課題を解決する第２のホログラムは、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第３画像が更に記録されているホログラムである。

上記課題を解決する第３のホログラムは、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域のうち所定領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第４画像であって且つ当該第４画像と共に観察される前記第１画像が前記所定領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像であることを示す第４画像が更に記録されているホログラムである。

第１実施例のホログラムの外観を示す平面図である。 第１実施例のホログラムを観察する観察者の始点位置が移動している場合に、当該観察者によって観察される画像を示す模式図である。 ホログラムの視域並びに中心領域及び非中心領域の夫々の一例を示す説明図である。 ホログラムに第１画像及び第２を記録する光学系の構成を示す斜視図である。 ホログラムに対する第１画像及び第２画像の記録の態様を示す模式図である。 ホログラムによって表示される第１画像及び第２画像の観察者による観察の態様を示す模式図である。 第２画像が記録される第１要素ホログラム及び第２画像が記録されない第２要素ホログラムを示す平面図である。 空間変調器の表示面を示す平面図、及び、第１要素ホログラムに対する第１画像及び第２画像の記録の態様を示す模式図である。 空間変調器の表示面を示す平面図、及び、第２要素ホログラムに対する第１画像及び第２画像の記録の態様を示す模式図である。 ホログラムによって表示される第１画像及び第２画像の観察者による観察の態様を示す模式図である。 第２実施例のホログラムを観察する観察者の始点位置が移動している場合に、当該観察者によって観察される画像を示す模式図である。 光学記録装置の構成を示すブロック図である。 光学記録装置によるホログラムに対する第１画像、第２画像及び第３画像のうちの少なくとも一つの記録動作の流れを示すフローチャートである。

以下、ホログラムの実施形態について順に説明する。

（第１実施形態のホログラム）
＜１＞
第１実施形態のホログラムは、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第２画像が更に記録されている。

第１実施形態のホログラムは、少なくとも第１画像を表示するホログラムである。従って、ホログラムには、第１画像が、例えば物体光と参照光とが干渉することで生成される干渉パターンとして記録されている。

第１実施形態のホログラムには、ホログラムを観察する観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が記録されている。尚、ここで言う「表示態様の変化」とは、観察者が観察する第１画像の一部又は全部に生ずる任意の変化を包含する広い趣旨である。つまり、第１実施形態のホログラムには、観察者の視点位置の移動に応じて観察者が観察する第１画像が変化するように第１画像が記録されている。従って、観察者は、視点位置を移動させることで、観察者が観察する第１画像の変化を楽しむことができる。

第１実施形態のホログラムには、第１画像に加えて、第２画像が更に記録されている。第２画像は、視域の中心を含む中心領域に位置する視点位置から観察される第１画像と共に観察される画像である。

第１実施形態の「視域」は、ホログラムに記録された第１画像を観察可能な範囲（言い換えれば、領域）を意味する。一般的には、ホログラムのホログラム面上の所定位置を起点に所定角度の広がり角で広がる範囲内に観察者の視点位置が位置する場合に、当該観察者は、ホログラムに記録された第１画像を観察することができる。この場合、ホログラム面上の所定位置を起点に所定角度の広がり角で広がる範囲が、いわゆる視域となる。

第１実施形態の「視域の中心」は、ホログラム面に沿った（或いは、平行な）面における視域の中心を意味する。例えば、ホログラム面上の所定位置を起点に所定角度の広がり角で広がる範囲が視域である場合には、ホログラム面に沿った（或いは、平行な）当該範囲の断面の中心（或いは、このような中心の集合）が、視域の中心となる。

このような第２画像が記録されているため、視点位置が中心領域に位置する観察者は、第１画像と共に第２画像を観察することができる。このため、観察者は、第２画像を観察することで、観察者の現在の視点位置が中心領域に位置することを好適に認識することができる。その結果、観察者が第１画像と共に第２画像を観察している場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、中心領域から観察される第１画像であることを認識することができる。

このように、第１実施形態のホログラムは、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを観察者に適切に認識させることができる。つまり、第１実施形態のホログラムを観察する観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。

＜２＞
第１実施形態のホログラムの他の態様では、前記第２画像は、当該第２画像と共に観察される前記第１画像が、前記中心領域から観察される前記第１画像であることを示す。

この態様によれば、観察者が第１画像と共に第２画像を観察している場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、中心領域から観察される第１画像であることを認識することができる。つまり、観察者が第１画像と共に第２画像を観察している場合に、観察者は、観察者の現在の視点位置が視域の中心を含む中心領域に位置することを好適に認識することができる。

＜３＞
第１実施形態のホログラムの他の態様では、前記第２画像は、前記視域のうち前記中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察されない。

この態様によれば、視点位置が非中心領域（つまり、視域の中心を含まない領域）に位置する観察者は、第１画像を観察する一方で第２画像を観察することができない。つまり、視点位置が非中心領域に位置する観察者は、観察者が観察している第１画像と共に第２画像を観察することができない。このため、観察者は、第２画像を観察できない場合には、観察者の現在の視点位置が非中心領域に位置していることを好適に認識することができる。つまり、観察者は、第２画像を観察できない場合には、観察者の現在の視点位置が中心領域に位置していないことを好適に認識することができる。その結果、観察者が第１画像と共に第２画像を観察することができない場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、非中心領域から観察される第１画像であることを認識することができる。つまり、観察者が第１画像と共に第２画像を観察することができない場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、中心領域から観察される第１画像ではないことを認識することができる。

このように、観察者は、観察者の視点位置が中心領域及び非中心領域のいずれに位置するかを適切に認識することができる。つまり、観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。

＜４＞
第１実施形態のホログラムの他の態様では、前記視域のうち前記中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察され且つ前記第２画像とは異なる第３画像が更に記録されている。

この態様によれば、視点位置が非中心領域に位置する観察者は、第１画像と共に第３画像を観察することができる。このため、観察者は、第３画像を観察することで、観察者の現在の視点位置が非中心領域に位置していることを好適に認識することができる。つまり、観察者は、第３画像を観察することで、観察者の現在の視点位置が中心領域に位置していないことを好適に認識することができる。その結果、観察者が第１画像と共に第３画像を観察している場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、非中心領域から観察される第１画像であることを認識することができる。つまり、観察者が第１画像と共に第３画像を観察している場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、中心領域から観察される第１画像ではないことを認識することができる。

逆に言えば、視点位置が中心領域に位置する観察者は、第１画像と共に第３画像を観察することはない。このため、観察者は、第３画像を観察できない場合には、観察者の現在の視点位置が非中心領域に位置していないことを好適に認識することができる。つまり、観察者は、第３画像を観察することができない場合には、観察者の現在の視点位置が中心領域に位置していることを好適に認識することができる。その結果、観察者が第１画像と共に第３画像を観察できない場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、非中心領域から観察される第１画像ではないことを認識することができる。つまり、観察者が第１画像と共に第３画像を観察できない場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、中心領域から観察される第１画像であることを認識することができる。

このように、観察者は、観察者の視点位置が中心領域及び非中心領域のいずれに位置するかを適切に認識することができる。つまり、観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。

尚、第３画像は、（ｉ）当該第３画像と共に観察される第１画像が、中心領域から観察される第１画像でないこと、及び、（ｉｉ）当該第３画像と共に観察される第１画像が、非中心領域から観察される前記第１画像であることの少なくとも一方を示していてもよい。また、第３画像は、中心領域に位置する視点位置から観察される第１画像と共に観察されなくてもよい。

＜５＞
上述の如く第３画像が記録されるホログラムの他の態様では、前記第３画像は、当該第３画像が観察される前記視点位置と前記中心領域との間の位置関係に応じて変化する画像部分を含む。

この態様によれば、観察者の視点位置と中心領域との間の位置関係が第１関係にある場合に観察者が観察する第３画像は、観察者の視点位置と中心領域との間の位置関係が第２関係にある場合に観察者が観察する第３画像とは異なる画像部分を含んでいる。従って、観察者は、第３画像を観察することで、観察者の視点位置が中心領域に対してどのような位置関係にあるかを適切に認識することができる。

＜６＞
上述の如く第３画像が記録されるホログラムの他の態様では、前記第３画像は、当該第３画像が観察される前記視点位置から前記中心領域に向かう方向及び当該第３画像が観察される前記視点位置から前記中心領域までの距離のうちの少なくとも一方を直接的に又は間接的に示す画像部分を含む。

この態様によれば、観察者は、第３画像を観察することで、視点位置をいずれの方向に移動させれば視点位置が中心領域に位置することになるかを適切に認識することができる。或いは、観察者は、第３画像を観察することで、視点位置をどの程度の距離だけ移動させれば視点位置が中心領域に位置することになるかを適切に認識することができる。つまり、観察者は、第３画像を観察することで、観察者の視点位置が中心領域に対してどのような位置関係にあるかを適切に認識することができる。

＜７＞
第１実施形態のホログラムの他の態様では、前記ホログラムのホログラム面には、少なくとも前記第１画像を構成する第１画像パターンが表示される空間変調器によって空間変調された物体光が照射されることで少なくとも前記第１画像パターンが記録される要素ホログラムが複数配列されており、前記複数の要素ホログラムは、前記第２画像を構成する第２画像パターンが記録される第１要素ホログラムと、前記第２画像パターンが記録されない第２要素ホログラムとを含む。

この態様によれば、ホログラムのホログラム面には、夫々が画素として機能し得る複数の要素ホログラムが配列されている。このため、ホログラム面に表示される画像は、複数の要素ホログラムに夫々対応する複数の画像部分（つまり、画像の断片）に分割された上で、各画像部分が各要素ホログラムに記録される。

複数の要素ホログラムは、第１要素ホログラム及び第２要素ホログラムを含んでいる。第１要素ホログラムには、第２画像（より具体的には、第２画像のうち各第１要素ホログラムに対応する画像部分である断片）を構成する第２画像パターンが記録される。一方で、第２要素ホログラムには、第２画像（より具体的には、第２画像のうち各第２要素ホログラムに対応する画像部分である断片）を構成する第２画像パターンが記録されない。

このため、視点位置が中心領域に位置する観察者は、ホログラムのホログラム面のうち第１要素ホログラムが分布する表示領域を観察することで、当該第１要素ホログラムが分布する表示領域に表示される第２画像を観察することができる。一方で、視点位置が非中心領域に位置する（つまり、中心領域に位置していない）観察者は、ホログラムのホログラム面のうち第１要素ホログラムが分布する表示領域を観察したとしても、第２画像を観察することができない。

このように、複数の要素ホログラムが第１要素ホログラム及び第２要素ホログラムを備えることで、ホログラムのホログラム面のうち第１要素ホログラムが分布する表示領域には、中心領域に位置する視点位置から観察される第１画像と共に観察される第２画像（好ましくは、非中心領域に位置する視点位置から観察される第１画像と共に観察されない第２画像）が適切に記録される。

尚、第３画像がホログラムに記録される場合には、複数の要素ホログラムは、第３画像を構成する第３画像パターンが記録される第３要素ホログラムと、第３画像を構成する第３画像パターンが記録されない第４要素ホログラムとを含んでいてもよい。第３画像パターンが記録される第３要素ホログラムの少なくとも一部は、第２画像パターンが記録されない第２要素ホログラムの少なくとも一部と同一であってもよい。第３画像パターンが記録されない第４要素ホログラムの少なくとも一部は、第２画像パターンが記録される第１要素ホログラムの少なくとも一部と同一であってもよい。

（第２実施形態のホログラム）
＜８＞
第２実施形態のホログラムは、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第３画像が更に記録されている。

第２実施形態のホログラムには、第１実施形態のホログラムと同様に、第１画像が記録されている。第２実施形態のホログラムには、第１実施形態のホログラムに記録されていた第２画像に加えて又は代えて、第３画像が記録されている。尚、第３画像については、第１実施形態のホログラムの他の態様を説明する際に既に説明されている。従って、冗長な説明を避ける趣旨で、ここでは、第３画像についての詳細な説明は省略する。

このような第３画像が記録されているため、第２実施形態のホログラムは、第３画像が記録されている第１実施形態のホログラムが享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

尚、上述した第１実施形態のホログラムが採用し得る各種態様に対応して、第２実施形態のホログラムもまた各種態様を採用することができる。

（第３実施形態のホログラム）
＜９＞
第３実施形態のホログラムは、観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域のうち所定領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第４画像であって且つ当該第４画像と共に観察される前記第１画像が前記所定領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像であることを示す第４画像が更に記録されている。

第３実施形態のホログラムには、第１実施形態のホログラムと同様に、第１画像が記録されている。第３実施形態のホログラムには、第１実施形態のホログラムに記録されていた第２画像に加えて又は代えて、第４画像が記録されている。第４画像は、視域のうちの少なくとも一部である所定領域に位置する視点位置から観察される第１画像と共に観察される画像である。

このような第４画像が記録されているため、視点位置が所定領域に位置する観察者は、第１画像と共に第４画像を観察することができる。このため、観察者は、第４画像を観察することで、観察者の現在の視点位置が所定領域に位置することを好適に認識することができる。その結果、観察者が第１画像と共に第４画像を観察している場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、所定領域から観察される第１画像であることを認識することができる。

逆に言えば、視点位置が所定領域に位置していない観察者は、第１画像と共に第４画像を観察することができない。このため、観察者は、第４画像を観察できない場合には、観察者の現在の視点位置が所定領域に位置していないことを好適に認識することができる。その結果、観察者が第１画像と共に第４画像を観察できない場合には、観察者は、観察者が観察している第１画像が、所定領域から観察される第１画像ではないことを認識することができる。

このように、第３実施形態のホログラムは、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを観察者に適切に認識させることができる。つまり、第３実施形態のホログラムを観察する観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。

尚、所定領域の一例として、上述した中心領域が例示される。この場合、第４画像は、実質的には上述した第２画像と同一であってもよい。所定領域の他の一例として、上述した非中心領域が例示される。この場合、第４画像は、実質的には上述した第３画像と同一であってもよい。

また、上述した第１実施形態のホログラムが採用し得る各種態様に対応して、第３実施形態のホログラムもまた各種態様を採用することができる。

本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。

以上説明したように、第１実施形態のホログラムには、第１画像と第２画像とが記録されている。第２実施形態のホログラムには、第１画像と第３画像とが記録されている。第３実施形態のホログラムには、第１画像と第４画像とが記録されている。従って、ホログラムを観察する観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明のホログラムの実施例について説明する。

（１）第１実施例のホログラム１
はじめに、図１から図１０を参照しながら、第１実施例のホログラム１について説明する。

（１−１）ホログラム１の構成
初めに、図１を参照して、第１実施例のホログラム１について説明する。図１は、第１実施例のホログラム１の外観を示す平面図である。

図１に示すように、第１実施例のホログラム１は、板状のホログラムである。但し、第１実施例のホログラム１は、板状のホログラムに限らず、任意の形状のホログラムであってもよい。

ホログラム１のホログラム面は、ドット状の又はセル状の複数の要素ホログラム１１を備えている。複数の要素ホログラム１１は、ホログラム面上において、マトリクス状に分布している。但し、複数の要素ホログラム１１は、ホログラム面上において、任意の分布態様で分布していてもよい。

（１−２）ホログラム１を観察する観察者によって観察される画像
続いて、図２（ａ）から図２（ｃ）を参照して、第１実施例のホログラム１を観察する観察者によって観察される画像について説明する。図２（ａ）から図２（ｃ）は、夫々、第１実施例のホログラム１を観察する観察者の視点位置が移動している場合に、当該観察者によって観察される画像を示す模式図である。

図２（ａ）から図２（ｃ）に示すように、第１実施例のホログラム１を観察する観察者は、観察者の視点位置の移動に伴って表示態様が変化する第１画像１０１を観察する。従って、ホログラム１には、観察者の視点位置の移動に伴って表示態様が変化する第１画像１０１が記録されている。

図２（ａ）から図２（ｃ）は、観察者の視点位置の移動に伴って傾きが変化する第１画像１０１が観察者によって観察される例を示している。具体的には、例えば、図２（ａ）は、ホログラム１に向かって相対的に右側に視点位置が位置している観察者が、観察者から見て左側に傾いた人物に相当する第１画像１０１を観察する例を示している。例えば、図２（ｂ）は、ホログラム１の概ね中心に正対している位置に視点位置が位置している観察者が、観察者から見て左側及び右側のいずれにも傾いていない人物に相当する第１画像１０１を観察する例を示している。例えば、図２（ｃ）は、ホログラム１に向かって相対的に左側に視点位置が位置している観察者が、観察者から見て右側に傾いた人物に相当する第１画像１０１を観察する例を示している。

図２（ａ）から図２（ｃ）は、観察者の視点位置の移動に伴って傾きが変化する第１画像１０１が観察者によって観察される例を示している。しかしながら、観察者の視点位置の移動に伴って任意の表示態様が変化する第１画像１０１が観察者によって観察されてもよい。例えば、観察者の視点位置の移動に伴って位置や向きや大きさや色や形状や姿勢等が変化する第１画像１０１が観察者によって観察されてもよい。

また、図２（ａ）から図２（ｃ）は、ホログラム１に向かって横方向（言い換えれば、水平方向）に沿って観察者の視点位置が移動する例を示している。しかしながら、観察者の視点位置は、横方向に沿った移動態様に加えて又は代えて、どのような移動態様で移動してもよい。観察者の視線位置がどのような移動態様で移動する場合であっても、観察者は、観察者の視点位置の移動に伴って表示態様が変化する第１画像１０１を観察する。

第１実施例では特に、ホログラム１の視域のうち当該視域の中心を含む中心領域に視点位置が位置する観察者は、第１画像１０１に加えて、第２画像１０２を観察する。一方で、ホログラム１の視域のうち中心領域を除く非中心領域に視点位置が位置する観察者は、第１画像１０１を観察する一方で、第２画像１０２を観察することはない。従って、ホログラム１には、中心領域に視点位置が位置する観察者から観察可能である一方で非中心領域に視点位置が位置する観察者から観察不可能な第２画像１０２が記録されている。

尚、第２画像１０２は、中心領域に視点位置が位置する全ての観察者から観察可能でなくてもよい。つまり、第２画像１０２は、中心領域の一部に視点位置が位置する観察者から観察可能である一方で、中心領域の他の一部に視点位置が位置する観察者から観察不可能であってもよい。言い換えれば、つまり、第２画像１０２は、中心領域の少なくとも一部に視点位置が位置する観察者から観察可能であれば十分である。

第２画像１０２は、当該第２画像１０２を観察している観察者の視点位置が中心領域に位置していることを示す画像である。第２画像１０２は、当該第２画像１０２と共に観察される第１画像１０１が、中心領域に位置している視点位置から観察可能な第１画像１０１であることを示す画像である。

第２画像１０２は、第２画像１０２の周辺の画像や第２画像１０２の背景と容易に区別可能な画像であることが好ましい。例えば、第２画像１０２の周辺の画像や第２画像１０２の背景が主として黒色の画像部分から構成される場合には、第２画像１０２は、主として白色の画像部分から構成されることが好ましい。同様に、例えば、第２画像１０２の周辺の画像や第２画像１０２の背景が主として白色の画像部分から構成される場合には、第２画像１０２は、主として黒色の画像部分から構成されることが好ましい。

ここで、図３（ａ）から図３（ｃ）を参照しながら、ホログラム１の視域並びに中心領域及び非中心領域の夫々の一例について説明する。図３（ａ）から図３（ｃ）は、夫々、ホログラム１の視域並びに中心領域及び非中心領域の夫々の一例を示す説明図である。尚、図３では、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸という３つの軸で定義される共通の三次元空間上で、ホログラム１の視域並びに中心領域及び非中心領域について説明する。この場合、Ｘ軸の方向が、図２における横方向（或いは、水平方向）に対応するものとする。また、Ｙ軸の方向が、図２における縦方向（或いは、垂直方向）に対応するものとする。

ホログラム１の視域は、ホログラム１に記録された第１画像１０１を観察することが可能な視点位置の範囲を示す。つまり、視域の内部に視点位置が位置する観察者は、ホログラム１に記録された第１画像１０１を観察することができる。一方で、視域の外部に視点位置が位置する観察者は、ホログラム１に記録された第１画像１０１を観察することができない。

図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、視域は、ホログラム１のホログラム面（つまり、ＸＹ平面に平行な面であって、観察者が観察する面）上の所定位置を起点に第１角度θ１（但し、θ１＞０度）の広がり角で広がる範囲として定義される。但し、視域は、その他の方法を用いて特定可能な範囲として定義されてもよい。

尚、厳密に言えば、ホログラム１のホログラム面上に配列する複数の要素ホログラム１１の夫々の視域の全てが一致するとは限らない。例えば、複数の要素ホログラム１１のうちの一の要素ホログラム１１に記録された画像を観察可能な範囲を示す一の要素ホログラム１１の視域と、複数の要素ホログラム１１のうちの他の要素ホログラム１１に記録された画像を観察可能な範囲を示す他の要素ホログラム１１の視域とは、必ずしも一致するとは限らない。特に、観察者の視点位置がホログラム１のホログラム面に過度に近接している場合には、この傾向が顕著になる。しかしながら、通常、ホログラム１は、ホログラム１のホログラム面から所定距離以上隔てた位置に視点位置が位置する観察者によって観察される。このように観察者の視点位置とホログラム１のホログラム面が所定距離以上隔てている場合には、観察者から見れば複数の要素ホログラム１１の夫々の視域の全てが実質的に一致しているものとみなすことができる。従って、以下では、説明の簡略化のために、観察者から見れば複数の要素ホログラム１１の夫々の視域の全てが実質的に一致しているものとみなす。具体的には、観察者から見れば複数の要素ホログラム１１の夫々の視域の全てが、ホログラム面上の所定位置に位置する要素ホログラム１１（例えば、ホログラム面の中心に位置する要素ホログラム１１）の視域と実質的に一致しているものとみなす。つまり、ホログラム１の視域は、ホログラム面上の所定位置に位置する要素ホログラム１１の視域であるものとみなす。

このような視域の中心は、ホログラム１のホログラム面に沿った（或いは、平行な）面内における視域の中心を意味する。例えば、図３（ｃ）に示すように、ホログラム１のホログラム面に沿った（或いは、平行な）面内における視域は、概ね矩形状の形状（より具体的には、後述する空間変調器６４の表示面の形状に相似な形状）を有する。従って、視域の中心は、このような矩形の中心に相当する。但し、ホログラム１の視域がホログラム面上の所定位置を起点に第１角度θ１の広がり角で広がる範囲である場合には、ゼロ度を目標値として当該広がり角を徐々に小さくしていった場合に当該小さくなっていく広がり角で広がる範囲として最後まで残る部分が、視域の中心として取り扱われてもよい。

尚、ホログラム１へ画像の記録方法によっては、図３（ｃ）は、ホログラム１のホログラム面に沿った面内における視域は、矩形状の形状とは異なる形状であってもよい。例えば、後述する空間変調器６４の表示面の一部（例えば、表示面の中央に位置する円形の表示領域）のみを用いてホログラム１に画像を記録する場合には、ホログラム１のホログラム面に沿った面内における視域は、矩形状の形状とは異なる形状であってもよい。例えば、後述する空間変調器６４の表示面よりも小さい径を有する物体光ＬＢ１（つまり、空間変調器６４の表示面の一部にしか照射されない物体光ＬＢ１）を用いてホログラム１に画像を記録する場合には、ホログラム１のホログラム面に沿った面内における視域は、矩形状の形状とは異なる形状（典型的には、空間変調器６４の表示面上における物体光ＬＢ１のスポット形状と相似の形状）であってもよい。

中心領域は、視域のうち当該視域の中心を含む領域部分（つまり、範囲）である。例えば、中心領域は、ホログラム１のホログラム面上の所定位置を起点に第１角度θ１よりも小さい第２角度θ２（但し、θ２＞０度）の広がり角で広がる範囲であって且つ視域の中心を含む範囲として定義される。一方で、非中心領域は、視域のうち中心領域以外の領域部分（つまり、範囲）である。但し、中心領域及び非中心領域の少なくとも一方は、その他の方法を用いて特定可能な範囲として定義されてもよい。

再び図２において、図２（ｂ）は、観察者の視点位置が中心領域に位置している例を示している。従って、この場合には、観察者は、第２画像１０２を観察することができる。一方で、図２（ａ）及び図２（ｃ）の夫々は、観察者の視点位置が非中心領域に位置している例を示している。従って、この場合には、観察者は、第２画像１０２を観察することができない。

図２（ｂ）に示す例では、ホログラム面の４隅に位置する４つの＋マークの画像パターンが第２画像１０２として用いられている。しかしながら、第２画像１０２として、任意の画像パターンが用いられてもよい。

このように、第１実施例によれば、観察者は、第２画像１０２を観察することができる場合には、観察者の現在の視点位置が中心領域に位置していると認識することができる。一方で、観察者は、第２画像１０２を観察することができない場合には、観察者の現在の視点位置が非中心領域に位置している（つまり、中心領域に位置していない）と認識することができる。つまり、観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。このため、観察者は、第２画像１０２を観察するように視点位置を移動させることで、視点位置を中心領域に移動させることができる。その後、観察者は、視点位置を自由に移動させることで、第１画像１０１の変化を楽しむことができる。

（１−３）ホログラム１に対する第１画像１０１及び第２画像１０２の記録動作
続いて、図４から図１０を参照しながら、ホログラム１に対する第１画像１０１及び第２画像１０２の記録動作について説明する。図４は、ホログラム１に第１画像１０１及び第２画像１０２を記録する光学系の構成を示す斜視図である。図５は、ホログラム１に対する第１画像１０１及び第２画像１０２の記録の態様を示す模式図である。図６は、ホログラム１によって表示される第１画像１０１及び第２画像１０２の観察者による観察の態様を示す模式図である。図７は、第２画像１０２が記録される第１要素ホログラム１１ａ及び第２画像１０２が記録されない第２要素ホログラム１１ｂを示す平面図である。図８（ａ）は、空間変調器６４の表示面を示す平面図である。図８（ｂ）は、第１要素ホログラム１１ａに対する第１画像１０１及び第２画像１０２の記録の態様を示す模式図である。図９（ａ）は、空間変調器６４の表示面を示す平面図である。図９（ｂ）は、第２要素ホログラム１１ｂに対する第１画像１０１の記録の態様を示す模式図である。図１０は、ホログラム１に記録された第１画像１０１及び第２画像１０２の観察者による観察の態様を示す模式図である。

尚、図４から図１０に示す図面では、図３と同様に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸という３つの軸で定義される共通の三次元空間上で、ホログラム１に対する第１画像１０１及び第２画像１０２の記録動作について説明する。尚、図４から図１０中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、夫々、図３中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸と同一である。

図４に示すように、ホログラム１に対する第１画像１０１及び第２画像１０２の記録は、例えば、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を用いて行われてもよい。具体的には、まず、物体光ＬＢ１が空間変調器６４に入射する。空間変調器６４には、ホログラム１に記録されるべき第１画像１０１及び第２画像１０２に対応する画像パターン（特に、これから記録を行おうとしている要素ホログラム１１に対応する画像パターン）が表示されている。従って、物体光ＬＢ１は、空間変調器６４を透過することで、空間変調器６４に表示された画像パターンに応じて変調される。空間変調器６４を透過した物体光ＬＢ１は、対物レンズ６８によって、ホログラム１のホログラム面上の所望の要素ホログラム１１に集光される。一方で、要素ホログラム１１には、物体光ＬＢ１が入射してくる側とは反対側から、参照光ＬＢ２が集光されている。その結果、要素ホログラム１１には、空間変調器６４によって変調された物体光ＬＢ１と参照光ＬＢ２とが干渉することで生成される干渉パターンが記録される。このような干渉パターンの記録が、ホログラム１並びに空間変調器６４及び対物レンズ６８を含む光学系のうちの少なくとも一方を図４中のＸ軸及びＹ軸の夫々に沿って段階的に移動させることで、ホログラム面上の全ての要素ホログラム１１に対して行われる。

ここで、図５に示すように、空間変調器６４の表示面上の表示領域Ａ（具体的には、物体光ＬＢ１の光路の中心に相当する光軸に対して相対的に上方に位置する表示領域Ａ）に表示された画像パターンを透過した物体光ＬＢ１が要素ホログラム１１に入射する際の入射角（つまり、ホログラム面の法線と物体光ＬＢ１とがなす角度）が、３０度となるものとする。つまり、空間変調器６４の表示面上の表示領域Ａに表示された画像パターンを透過した物体光ＬＢ１は、要素ホログラム１１に対して、図５中の左斜め上方から入射する（具体的には、対物レンズ６８の光軸に対して相対的に上方から下方に向かうように入射する）ことになる。

同様に、図５に示すように、空間変調器６４の表示面上の表示領域Ｂ（具体的には、物体光ＬＢ１の光軸付近に位置する表示領域Ｂ）に表示された画像パターンを透過した物体光ＬＢ１が要素ホログラム１１に入射する際の入射角が、０度となるものとする。つまり、空間変調器６４の表示面上の表示領域Ｂに表示された画像パターンを透過した物体光ＬＢ１は、要素ホログラム１１に対して、図５中の左水平方向から入射する（具体的には、対物レンズ６８の光軸に沿うように入射する）ことになる。

同様に、図５に示すように、空間変調器６４の表示面上の表示領域Ｃ（具体的には、物体光ＬＢ１の光軸に対して相対的に下方に位置する表示領域Ｃ）に表示された画像パターンを透過した物体光ＬＢ１が要素ホログラム１１に入射する際の入射角が、−２５度となる。つまり、空間変調器６４の表示面上の表示領域Ｃに表示された画像パターンを透過した物体光ＬＢ１は、要素ホログラム１１に対して、図５中の左斜め下方から入射する（具体的には、対物レンズ６８の光軸に対して相対的に下方から上方に向かうように入射する）ことになる。

図６に示すように、図５に示すように画像パターンが干渉パターンとして記録された要素ホログラム１１を観察者が観察する際には、要素ホログラム１１に対して、例えば照明光ＬＢ３が照射される。尚、図６に示す例では、照明光ＬＢ３は、図５の参照光ＬＢ２が照射される側から、参照光ＬＢ２と同じ角度で照射されるものとする。

その結果、図６に示すように、要素ホログラム１１（具体的には、要素ホログラム１１の法線）に対して視線が−３０度という角度で交わる観察位置から要素ホログラム１１を観察する観察者ＸＡは、空間変調器６４の表示領域Ａに表示された画像パターンを観察することになる。同様に、要素ホログラム１１に対して視線が０度という角度で交わる観察位置から要素ホログラム１１を観察する観察者ＸＢは、空間変調器６４の表示領域Ｂに表示された画像パターンを観察することになる。同様に、要素ホログラム１１に対して視線が２５度という角度で交わる観察位置から要素ホログラム１１を観察する観察者ＸＣは、空間変調器６４の表示領域Ｃに表示された画像パターンを観察することになる。

つまり、空間変調器６４の表示面を構成する複数の表示領域の夫々が表示する画像パターンは、各表示領域に対応する観察位置に位置する観察者によって観察される画像パターンである。このため、要素ホログラム１１への記録時に、空間変調器６４は、観察者の視点位置（実質的には、図６に示す要素ホログラム１１に対して視線が交わる角度ないしは観察位置と同義）と当該視点位置から観察されるべき画像との関係に基づいて、所望の画像パターンを各表示領域に表示する。その結果、観察者の移動に応じて表示態様が変化する第１画像１０１及び中心領域に視点位置が位置する観察者が観察可能である一方で非中心領域に視点位置が位置する観察者が観察不可能な第２画像１０２がホログラム１に記録される。

尚、各要素ホログラム１１には、所望の第１画像１０１の一部分（つまり、断片）に対応する画像パターンが干渉パターンとして記録されるに過ぎない。従って、ホログラム面上の複数の要素ホログラム１１の夫々に対して、所望の第１画像１０１の各部分に対応する画像パターンが干渉パターンとして記録されれば、ホログラム１を観察する観察者は、所望の第１画像１０１全体を観察することができる。第２画像１０２についても同様である。

このような画像パターンの記録態様と画像パターンの観察態様との関係を踏まえて、第１実施例では、図７から図９に示す態様で第１画像１０１及び第２画像１０２がホログラム１に記録される。

まず、図７に示すように、第１実施例では、複数の要素ホログラム１１は、第２画像１０２が記録される第１要素ホログラム１１ａと、第２画像１０２が記録されない第２要素ホログラム１１ｂとに分類される。尚、図７は、ホログラム面の４隅に位置する４つの＋マーク（図２（ｂ）参照）が第２画像１０２として用いられる場合の第１要素ホログラム１１ａ及び第２要素ホログラム１１ｂの例を示している。第２画像１０２が＋マークの画像パターンであるがゆえに、第１要素ホログラム１１ａもまた、ホログラム面の４隅に＋マークの如き分布態様で分布している。

続いて、まずは、図８（ａ）から図８（ｂ）を参照しながら、第１要素ホログラム１１ａに対する記録動作について説明する。

図８（ａ）に示すように、空間変調器６４の表示面が複数の表示領域に分割されていることは上述したとおりである。図８（ａ）に示す例では、空間変調器６４の表示面は、９行×９列のマトリクス状に配列されている８１個の表示領域Ｃｉｊに分割されているものとして説明を進める。尚、ｉは、Ｘ軸方向の表示領域の位置を示す変数であって且つ１≦ｉ≦９を満たす整数である。ｊは、Ｙ軸方向の表示領域の位置を示す変数であって且つ１≦ｊ≦９を満たす整数である。

図８（ｂ）に示すように、複数の表示領域Ｃｉｊの夫々が表示する画像パターンは、各表示領域Ｃｉｊに対応する観察位置Ｐｉｊに位置する観察者によって観察される画像パターンである。例えば、表示領域Ｃｉｊを透過した物体光ＬＢ１が要素ホログラム１１に入射する第１入射角が、θｉｊであるものとする。この場合、要素ホログラム１１（具体的には、要素ホログラム１１の法線）に対して視線が−θｉｊという角度で交わる観察位置Ｐｉｊから要素ホログラム１１を観察する観察者Ｘｉｊは、空間変調器６４の表示領域Ｃｉｊに表示された画像パターンを観察することになる。つまり、要素ホログラム１１に対して視線が−θｉｊという角度で交わる観察位置Ｐｉｊから要素ホログラム１１を観察する観察者Ｘｉｊは、空間変調器６４の表示領域Ｃｉｊを透過した物体光ＬＢ１が入射する要素領域１１１ａｉｊに表示された画像パターンを観察することになる。従って、空間変調器６４は、観察者Ｘｉｊに観察されるべき第１画像１０１のうち記録動作の対象となっている第１要素ホログラム１１ａに記録されるべき一部分に対応する画像パターンを表示領域Ｃｉｊに表示する。

尚、図８（ｂ）に示す例では、第１要素ホログラム１１ａは、人物を示す第１画像１０１が表示されない要素ホログラムとなっている。従って、図８（ａ）に示すように、全ての表示領域Ｃｉｊは、第１画像１０１の一部分の画像パターンを表示しない。しかしながら、第１要素ホログラム１１ａが第１画像１０１の画像情報を有する箇所の要素ホログラムである場合には、各表示領域Ｃｉｊは、第１画像１０１の一部分の画像パターンを表示することは言うまでもない。

加えて、複数の表示領域Ｃｉｊのうちの少なくとも一つは、中心領域に視点位置が位置する観察者が観察する画像パターンを表示する表示領域である。図８（ｂ）に示す例では、表示領域Ｃ５５が、中心領域に視点位置が位置する観察者が観察する画像パターンを表示する表示領域であるものとする。つまり、空間変調器６４の表示面の概ね中心に位置する表示領域Ｃ５５が、中心領域に視点位置が位置する観察者が観察する画像パターンを表示する表示領域であるものとする。尚、表示領域Ｃ５５は、要素ホログラム１１（具体的には、要素ホログラム１１の法線）に対して視線が−θ５５（例えば、０度）という角度で交わる観察位置Ｐ５５から要素ホログラム１１を観察する観察者Ｘ５５が観察する画像パターンを表示する。

この場合、空間変調器６４は、観察者Ｘ５５に観察されるべき第２画像１０２のうち記録動作の対象となっている第１要素ホログラム１１ａに記録されるべき一部分に対応する画像パターンを表示領域Ｃ５５に表示する。図８（ｂ）に示す例では、第２画像１０２が＋マークの画像パターンであるため、空間変調器６４は、黒色の画像パターンを表示領域Ｃ５５に表示している。

尚、空間変調器６４は、観察者Ｘ５５に観察されるべき第１画像１０１のうち記録動作の対象となっている第１要素ホログラム１１ａに記録されるべき一部分に対応する画像パターンと、観察者Ｘ５５に観察されるべき第２画像１０２のうち記録動作の対象となっている第１要素ホログラム１１ａに記録されるべき一部分に対応する画像パターンとを合成することで得られる画像パターンを表示面に表示してもよい。

各表示領域Ｃｉｊに画像パターンが表示された後に、物体光ＬＢ１は、空間変調器６４を透過する。その結果、物体光ＬＢ１は、空間変調器６４に表示された画像パターンに応じて変調される。空間変調器６４を透過した物体光ＬＢ１は、第１要素ホログラム１１ａに集光される。その結果、第１要素ホログラム１１ａには、全ての表示領域Ｃｉｊを透過してきた物体光ＬＢ１と参照光ＬＢ２とが干渉することで生成される干渉パターンが記録される。ここで、第２画像１０２の画像パターンが表示領域Ｃ５５に表示されるがゆえに、第１要素ホログラム１１ａには第２画像１０２の画像情報を含んだパターンが記録される。

続いて、図９（ａ）から図９（ｂ）を参照しながら、第２要素ホログラム１１ｂに対する記録動作について説明する。

図９（ａ）に示すように、空間変調器６４の表示面が複数の（図９（ａ）に示す例では、８１個の）表示領域Ｃｉｊに分割されていることは上述したとおりである。

図９（ｂ）に示すように、複数の表示領域Ｃｉｊの夫々が表示する画像パターンは、各表示領域Ｃｉｊに対応する観察位置Ｐｉｊに位置する観察者によって観察される画像パターンであることは上述したとおりである。従って、空間変調器６４は、観察者Ｘｉｊに観察されるべき第１画像１０１のうち記録動作の対象となっている第２要素ホログラム１１ｂに記録されるべき一部分に対応する画像パターンを表示領域Ｃｉｊに表示する。

一方で、第２要素ホログラム１１ｂには、第２画像１０２が記録されない。従って、空間変調器６４は、複数の表示領域Ｃｉｊのうちの中心領域に視点位置が位置する観察者が観察する画像パターンを表示する表示領域（例えば、表示領域Ｃ５５）に、第２画像１０２の画像パターンを表示しなくてもよい。

各表示領域Ｃｉｊに画像パターンが表示された後に、物体光ＬＢ１は、空間変調器６４を透過する。その結果、物体光ＬＢ１は、空間変調器６４に表示された画像パターンに応じて変調される。空間変調器６４を透過した物体光ＬＢ１は、第２要素ホログラム１１ｂに集光される。その結果、第２要素ホログラム１１ｂには、全ての表示領域Ｃｉｊを透過してきた物体光ＬＢ１と参照光ＬＢ２とが干渉することで生成される干渉パターンが記録される。ここで、第２画像１０２の画像パターンが全ての表示領域Ｃｉｊに表示されることがないがゆえに、第２要素ホログラム１１ｂには、第１画像１０１の画像情報を含み、第２画像１０２の画像情報を含まないパターンが記録される。

このように複数の要素ホログラム１１（つまり、第１要素ホログラム１１ａ及び第２要素ホログラム１１ｂ）対する記録動作が行われると、観察者は、例えば図１０に示す観察態様で第１画像１０１及び第２画像１０２を観察することができる。例えば、空間変調器６４の表示領域Ｃ５１に対応する観察位置Ｐ５１からホログラム１を観察する観察者Ｘ５１は、表示領域Ｃ５１に表示された画像パターンが構成する第１画像１０１を観察する。空間変調器６４の表示領域Ｃ５３に対応する観察位置Ｐ５３からホログラム１を観察する観察者Ｘ５３は、表示領域Ｃ５３に表示された画像パターンが構成する第１画像１０１を観察する。空間変調器６４の表示領域Ｃ５５に対応する観察位置Ｐ５５からホログラム１を観察する観察者Ｘ５５は、表示領域Ｃ５５に表示された画像パターンが構成する第１画像１０１及び第２画像１０２の双方を観察する。空間変調器６４の表示領域Ｃ５７に対応する観察位置Ｐ５７からホログラム１を観察する観察者Ｘ５７は、表示領域Ｃ５７に表示された画像パターンが構成する第１画像１０１を観察する。空間変調器６４の表示領域Ｃ５９に対応する観察位置Ｐ５９からホログラム１を観察する観察者Ｘ５９は、表示領域Ｃ５９に表示された画像パターンが構成する第１画像１０１を観察する。

尚、第２画像１０２は、ホログラム１の視域のうち所定領域に視点位置が位置する観察者によって観察される画像であってもよい。この場合、第２画像１０２は、当該第２画像１０２を観察している観察者の視点位置が所定領域に位置していることを示す画像であってもよい。所定領域は、中心領域の少なくとも一部であってもよい。所定領域は、非中心領域の少なくとも一部であってもよい。所定領域は、視域の少なくとも一部の範囲であってもよい。

（２）第２実施例のホログラム２
続いて、図１１から図１３を参照しながら、第２実施例のホログラム２について説明する。尚、第２実施例のホログラム２は、第１実施例のホログラム１と比較して、後述する第３画像１０３が更に記録されているという点において異なっている。第２実施例のホログラム２のその他の構成要件については、第１実施例のホログラム１のその他の構成要件と同一であってもよい。従って、以下では、第２実施例のホログラム２に特有の構成要件に着目して説明を進める。

（２−２）ホログラム２を観察する観察者によって観察される画像
初めに、図１１（ａ）から図１１（ｃ）を参照して、第２実施例のホログラム２を観察する観察者によって観察される画像について説明する。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、夫々、第２実施例のホログラム２を観察する観察者の始点位置が移動している場合に、当該観察者によって観察される画像を示す模式図である。

図１１（ａ）から図１１（ｃ）に示すように、第２実施例では、非中心領域に視点位置が位置する観察者は、第１画像１０１に加えて、第３画像１０３を観察する。一方で、中心領域に視点位置が位置する観察者は、第１画像１０１を観察する一方で、第３画像１０３を観察することはない。従って、ホログラム１には、中心領域に視点位置が位置する観察者から観察不可能である一方で非中心領域に視点位置が位置する観察者から観察可能な第３画像１０３が記録されている。

尚、第３画像１０３は、非中心領域に視点位置が位置する全ての観察者から観察可能でなくてもよい。つまり、第３画像１０３は、非中心領域の一部に視点位置が位置する観察者から観察可能である一方で、非中心領域の他の一部に視点位置が位置する観察者から観察不可能であってもよい。言い換えれば、つまり、第３画像１０３は、非中心領域の少なくとも一部に視点位置が位置する観察者から観察可能であれば十分である。

第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置が中心領域に位置していない（つまり、非中心領域に位置している）ことを示す画像である。第３画像１０３は、当該第３画像１０３と共に観察される第１画像１０１が、中心領域に位置している視点位置から観察可能な第１画像１０１でないことを示す画像である。

第３画像１０３は、第３画像１０３の周辺の画像や第３画像１０３の背景と容易に区別可能な画像であることが好ましい。例えば、第３画像１０３の周辺の画像や第３画像１０３の背景が主として黒色の画像部分から構成される場合には、第３画像１０３は、主として白色の画像部分から構成されることが好ましい。同様に、例えば、第３画像１０３の周辺の画像や第３画像１０３の背景が主として白色の画像部分から構成される場合には、第３画像１０３は、主として黒色の画像部分から構成されることが好ましい。

第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置と中心領域との位置関係に応じて表示態様が変化する画像であってもよい。例えば、第３画像１０３を観察している観察者の視点位置が中心領域から相対的に遠い位置に位置している場合には、観察者は、第１表示態様で表示される第３画像１０３を表示してもよい。例えば、第３画像１０３を観察している観察者の視点位置が中心領域に相対的に近い位置に位置している場合には、観察者は、第１表示態様とは異なる第２表示態様で表示される第３画像１０３を表示してもよい。

第３画像１０３の表示態様が視点位置と中心領域との位置関係に応じて変化する場合には、第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置から中心領域に向かう方向を示す画像であってもよい。例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に示す例では、観察者の視点位置から中心領域に向かう方向を示す矢印の画像パターンが、第３画像１０３として用いられている。具体的には、図１１（ａ）は、ホログラム１に向かって左側に向かう矢印の画像パターンである第３画像１０３を観察者が観察する例を示している。この場合、観察者は、観察者の視点位置から中心領域に向かう方向が、第３画像１０３の矢印が示す方向（つまり、ホログラム１に向かって左側に向かう方向）であることを認識することができる。また、図１１（ｃ）は、ホログラム１に向かって右側に向かう矢印の画像パターンである第３画像１０３を観察者が観察する例を示している。この場合、観察者は、観察者の視点位置から中心領域に向かう方向が、第３画像１０３の矢印が示す方向（つまり、ホログラム１に向かって右側に向かう方向）であることを認識することができる。

第３画像１０３の表示態様が視点位置と中心領域との位置関係に応じて変化する場合には、第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置から中心領域までの距離を示す画像であってもよい。例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に示す例では、観察者の視点位置から中心領域までの距離の大きさ（長さ）が矢印の大きさ（長さ）と比例する関係にある矢印の画像パターンが、第３画像１０３として用いられている。具体的には、図１１（ａ）は、相対的に大きい（長い）矢印の画像パターンである第３画像１０３を観察者が観察する例を示している。この場合、観察者は、観察者の視点位置から中心領域までの距離が相対的に大きい（長い）ことを認識することができる。また、図１１（ｃ）は、相対的に小さい（短い）矢印の画像パターンである第３画像１０３を観察者が観察する例を示している。この場合、観察者は、観察者の視点位置から中心領域までの距離が相対的に小さい（短い）ことを認識することができる。

このように、第２実施例によれば、観察者は、第３画像１０３を観察することができる場合には、観察者の現在の視点位置が中心領域に位置していないと認識することができる。つまり、観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかを適切に認識することができる。このため、観察者は、第３画像１０３を観察することができなくなるように視点位置を移動させることで、視点位置を中心領域に移動させることができる。その後、観察者は、視点位置を自由に移動させることで、第１画像１０１の変化を楽しむことができる。

加えて、第２実施例によれば、第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置と中心領域との位置関係に応じて表示態様が変化する画像であってもよい。この場合、観察者は、観察者の視点位置が視域のどのあたりに位置するかをより一層適切に認識することができる。

加えて、第２実施例によれば、第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置から中心領域に向かう方向を示す画像であってもよい。この場合、観察者は、視点位置がどの方向に移動すれば視点位置が中心領域に位置することになるかを適切に認識することができる。従って、観察者は、第３画像１０３を観察しながら視点位置を移動させることで、比較的容易に、視点位置を中心領域に移動させることができる。

加えて、第２実施例によれば、第３画像１０３は、当該第３画像１０３を観察している観察者の視点位置から中心領域までの距離を示す画像であってもよい。この場合、観察者は、視点位置がどの程度の距離だけ移動すれば視点位置が中心領域に位置することになるかを適切に認識することができる。従って、観察者は、第３画像１０３を観察しながら視点位置を移動させることで、比較的容易に、視点位置を中心領域に移動させることができる。

尚、第３画像１０３は、第２画像１０２と同様の態様で記録されてもよい。具体的には、複数の要素ホログラム１１は、第２画像１０２が記録される第１要素ホログラム１１ａと、第２画像１０２及び第３画像１０３が記録されない第２要素ホログラム１１ｂと、第３画像１０３が記録される第３要素ホログラム１１ｃに分類されてもよい。第３要素ホログラム１１ｃに対する記録動作が行われる場合には、空間変調器６４は、観察者Ｘｉｊに観察されるべき第１画像１０１のうち記録動作の対象となっている第３要素ホログラム１１ｃに記録されるべき一部分に対応する画像パターンを表示領域Ｃｉｊに表示する。また、空間変調器６４は、非中心領域に位置する観察者Ｘｉｊに観察されるべき第３画像１０３のうち記録動作の対象となっている第３要素ホログラム１１ｃに記録されるべき一部分に対応する画像パターンを、非中心領域に視点位置が位置する観察者が観察する画像パターンを表示する表示領域Ｃｉｊに表示する。この場合、空間変調器６４は、非中心領域に位置する観察者Ｘｉｊに観察されるべき第１画像１０１のうち記録動作の対象となっている第３要素ホログラム１１ｃに記録されるべき一部分に対応する画像パターンと、非中心領域に位置する観察者Ｘｉｊに観察されるべき第３像１０３のうち記録動作の対象となっている第３要素ホログラム１１ｃに記録されるべき一部分に対応する画像パターンとを合成することで得られる画像パターンを表示面に表示してもよい。

また、ホログラム２には、第３画像１０３が記録されている一方で、第２画像１０２が記録されていなくてもよい。この場合であっても、上述した各種効果が相応に享受される。

（３）ホログラムの光学記録装置
続いて、図１２及び図１３を参照して、ホログラム１に対して第１画像１０１、第２画像１０２及び第３画像１０３のうちの少なくとも一つを記録する光学記録装置５０について説明を進める。図１２は、光学記録装置５０の構成を示すブロック図である。図１３は、光学記録装置５０によるホログラム１に対する第１画像１０１、第２画像１０２及び第３画像１０３のうちの少なくとも一つの記録動作の流れを示すフローチャートである。

図１２に示すように、光学記録装置５０は、レーザ光源２１と、コリメータレンズ２２と、シャッター２３と、１／２波長板２４と、偏光ビームスプリッタ２５と、アパーチャ２６と、縮小光学系２７と、ミラー２８と、ミラー２９と、ホログラム（但し、第１画像１０１、第２画像１０２及び第３画像１０３が記録されていないブランクホログラム）１０と、ホログラム移動機構３５と、ホログラム位置制御部３６と、メインコントローラ５１と、露光制御部５２と、シャッター隠閉機構５３と、画像生成部ＩＳと、表示器ドライバＤＤと、ミラー６１と、ビーム拡散板６２と、透過型の空間変調器６４と、リレーレンズ６５及び６６と、ナイキストフィルタ６７と、対物レンズ６８とを備える。

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、ホログラム移動機構３５を駆動するホログラム位置制御部３６、及び空間変調器６４を駆動する画像生成部ＩＳ等を駆動する。

光源２１が出射するコヒーレント光ＬＢから参照光ＬＢ２を生成する参照光光学系は、偏光ビームスプリッタ２５と、アパーチャ２６と、縮小光学系２７と、ミラー２８と、ミラー２９とを備える。光源２１が出射するコヒーレント光ＬＢから物体光ＬＢ１を生成する物体光光学系は、偏光ビームスプリッタ２５と、ミラー６１と、ビーム拡散板６２と、空間変調器６４と、リレーレンズ６５及び６６と、ナイキストフィルタ６７と、対物レンズ６８とを備える。

ホログラム移動機構３５は、参照光ＬＢ２及び物体光ＬＢ１の光路の交差する記録位置にホログラム１の所定位置（例えば、所望の要素ホログラム１１に相当する位置）を一致させるように、ホログラム１を移動する。

光源２１が出射するコヒーレント光ＬＢは、コリメータレンズ２２によって平行光に変換される。その後、平行光は、シャッター２３及び１／２波長板２４を透過する。偏光ピームスプリッタ２５は、透過した平行光を、物体光ＬＢ１と参照光ＬＢ２とに分離する。

参照光ＬＢ２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、参照光ＬＢ２を、細い矩形ビーム断面の参照光ＬＢ２に変換する。その後、参照光ＬＢ２は、ミラー２８及びミラー２９を介して、ホログラム１の物体光ＬＢ１の集光点（記録位置）へ、物体光ＬＢ１の入射面とは反対側の面より照射される。アパーチャ２６により、参照光ＬＢ２のスポットは、ホログラム１のホログラム面上での物体光ＬＢ１のスポットと同じ大きさになる。

一方で、物体光ＬＢ１は、ミラー６１及びビーム拡散板６２を介して、空間変調器６４に入射する。

ここで、通常、要素ホログラム１１は、一辺の長さが数百ミクロンメートル程度の正方形の形状となる。二次元画像の記録時には、この要素ホログラム１１の内部を均一に露光することが好ましい。ところが、対物レンズ６８により集光される物体光ＬＢ１のスポットの大きさは、要素ホログラム１１の大きさよりも小さくなる。例えば、物体光ＬＢ１の波長を０．５３２ミクロンメートルとし且つ対物レンズ６８のＮＡを０．５とすると、集光点での物体光ＬＢ１のスポットの直径は、１．３ミクロンメートル程度となる。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、空間変調器６４の表示面上に、ビーム拡散板６２が配置される。

空間変調器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及び表示器ドライバＤＤは、図４から図１１等を参照して説明した画像パターンを、空間変調器６４に表示させる。空間変調器６４は、例えば、アクティブマトリクス駆動回路が形成された透過裂液晶デバイスである。

空間変調器６４は、表示された画像パターンに応じて物体光ＬＢ１を変調する。変調された物体光ＬＢ１は、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へと入射する。対物レンズ６８は、物体光ＬＢ１をホログラム１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及び６６を用いた４ｆ光学系等である。また、２つのリレーレンズ６５及び６６の間に配置された矩形の関口部を持つナイキストフィルタ６７は、空間変調器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１１の大きさも制限する。即ち、集光点における物体光ＬＢ１の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、スポットが横方向に拡がり過ぎることを制限するために、ホログラム１のホログラム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。空間変調器６４の表示面の近傍の物体光ＬＢ１によるホログラム１上でのスポットの大きさ（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。このため、要素ホログラム１１のサイズが適切な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６３とナイキストフィルタ６７の働きにより、物体光ＬＢ１のスポットは、ホログラム面上で正確に要素ホログラム１１と同一の大きさを有することになるがゆえに、均一な強度分布を持つスポットとなる。尚、ビーム拡散板６２は、空間変調器６４の表示面上又はその結像面上に配置されることが好ましい。但し、ビーム拡散板６２は、物体光ＬＢ１の光路中の他の位置に配置されていてもよい。

空間変調器６４に表示された画像パターンは、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ｆ０に等しくなるように、対物レンズ６８は配置されている。また、ホログラム１１の位置が対物レンズ６８の焦点距離ｆ０に等しくなるように、ホログラム１１が配置されている。

ホログラム１は、例えば、図示しない感光材からなる感光シートがガラス基板とＰＥＴフィルムとに挟まれた構造を有している。物体光ＬＢ１は、ガラス基板側から入射し、感光シートの界面近傍に集光する。参照光ＬＢ２は、ＰＥＴフィルム側より入射する。ここで、物体光ＬＢ１は、空間変調器６４に入射する前にビーム拡散板６２を通過している。このため、感光シートの界面上で物体光ＬＢ１のピーク強度が落ち、物体光ＬＢ１は、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１１内で均一な記録を行うことができると共に、感光シートの感度を有効に利用することができる。

ホログラム１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ＬＢ１が照射されることになる。参熊光ＬＢ２及び物体光ＬＢ１の光路の交差する領域に、要素ホログラム１１が記録される。

ホログラム１１には、複数の要素ホログラム１１が、ホログラム面に沿って繰り返しラスタスキャンされることで、記録される。複数の要素ホログラム１１を隙間無く整列させるために、ホログラム１における参照光ＬＢ２及び物体光ＬＢ１の光路の交差する記録位震を、Ｘ軸及びＹ軸の夫々の方向に沿って、要素ホログラム１１の一辺の長さと同じだけ相対的に移動させる。ホログラム１の移動が完了してホログラム１の振動が収まると、次の要素ホログラム１１が記録される。そして、この動作を繰り返すことにより、ホログラム１にマトリクス状に配置される複数の要素ホログラム１１が記録される。

続いて、光学記録装置５０の記録動作について説明する。

図１３に示すように、まず、ホログラム１が、最初の要素ホログラム１１を記録するための位置に移動される。その後、メインコントローラ５１の指令に応じて、最初の要素ホログラム１１に記録するべき画像パターンが、画像生成部ＩＳによって生成される（ステップＳ１）。その後、画像生成部ＩＳが生成した画像パターンが、表示器ドライバＤＤに転送されることが、空間変調器６４に画像パターンが表示される（ステップＳ２）。

続いて、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１１に対して画像パターンが記録される。具体的には、メインコンローラ５１からの指令に応じて、空間変調器６４の表示とシャッター２３の開閉とが、両者のタイミングが適切に同期するように実行される。ここでは、画像パターンの記録（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が実現されるように、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ＬＢ２が照射された位置への物体光ＬＢ１の照射（つまり、露光）が実行される。このような物体光ＬＢ１の照射（露光）は、規定の露光時間だけ継続して行われる（ステップＳ４）。既定の露光時間だけ物体光ＬＢ１の照射が行われた後、シャッター２３が閉じられる。

以上説明したステップＳ２からステップＳ５までの動作が、各要素ホログラム１１への物体光ＬＢ１の照射（露光）が規定の露光回数行われるまで、繰り返し行われる（ステップＳ６）。各要素ホログラム１１への物体光ＬＢ１の照射（露光）が規定の露光回数行われた場合には、空間変調器６４による画像パターンの表示が停止される（ステップＳ７）。

以上説明したステップＳ１からステップＳ７までの動作が、ホログラム１上の全ての記録位置に対して行われるまで、繰り返し行われる。つまり、以上説明したステップＳ１からステップＳ７までの動作が、全ての要素ホログラム１１が記録されるまで、繰り返し行われる。尚、ステップＳ１からステップＳ７までの動作が全ての記録位置に対して未だ行われていない場合には、ホログラム１が、次の要素ホログラム１１を記録するための位置に移動された後に、ステップＳ１以降の動作が行われる。

また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うホログラムもまた本発明の技術思想に含まれる。

１０ ホログラム
１１ 要素ホログラム
６４ 空間変調器
６８ 対物レンズ
１０１ 第１画像
１０２ 第２画像
１０３ 第３画像
ＬＢ１ 物体光
ＬＢ２ 参照光
ＬＢ３ 照明光

Claims (9)

1. 観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、
   前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第２画像が更に記録されている
   ことを特徴とするホログラム。
2. 前記第２画像は、当該第２画像と共に観察される前記第１画像が、前記中心領域から観察される前記第１画像であることを示す
   ことを特徴とする請求項１に記載のホログラム。
3. 前記第２画像は、前記視域のうち前記中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察されない
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のホログラム。
4. 前記視域のうち前記中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察され且つ前記第２画像とは異なる第３画像が更に記録されている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のホログラム。
5. 前記第３画像は、当該第３画像が観察される前記視点位置と前記中心領域との間の位置関係に応じて変化する画像部分を含む
   ことを特徴とする請求項４に記載のホログラム。
6. 前記第３画像は、当該第３画像が観察される前記視点位置から前記中心領域に向かう方向及び当該第３画像が観察される前記視点位置から前記中心領域までの距離のうちの少なくとも一方を直接的に又は間接的に示す画像部分を含む
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載のホログラム。
7. 前記ホログラムのホログラム面には、少なくとも前記第１画像を構成する第１画像パターンが表示される空間変調器によって空間変調された物体光が照射されることで少なくとも前記第１画像パターンが記録される要素ホログラムが複数配列されており、
   前記複数の要素ホログラムは、前記第２画像を構成する第２画像パターンが記録される第１要素ホログラムと、前記第２画像パターンが記録されない第２要素ホログラムとを含む
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のホログラム。
8. 観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、
   前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域の中心を含む中心領域とは異なる非中心領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第３画像が更に記録されている
   ことを特徴とするホログラム。
9. 観察者の視点位置の移動に応じて表示態様が変化する第１画像が観察されるように前記第１画像が記録されており、
   前記第１画像を観察可能な前記視点位置の範囲を示す視域のうち所定領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像と共に観察される第４画像であって且つ当該第４画像と共に観察される前記第１画像が前記所定領域に位置する前記視点位置から観察される前記第１画像であることを示す第４画像が更に記録されている
   ことを特徴とするホログラム。

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