JP3272752B2 - White light reproduction hologram recording device - Google Patents

White light reproduction hologram recording device

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JP3272752B2
JP3272752B2 JP33613791A JP33613791A JP3272752B2 JP 3272752 B2 JP3272752 B2 JP 3272752B2 JP 33613791 A JP33613791 A JP 33613791A JP 33613791 A JP33613791 A JP 33613791A JP 3272752 B2 JP3272752 B2 JP 3272752B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、白色光再生ホログラム
パターンを計算して走査記録する白色光再生ホログラム
記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a white light reproducing hologram recording apparatus for calculating and scanning and recording a white light reproducing hologram pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータホログラムには、物体の回
折像を計算して作成するものと干渉縞を計算するものと
がある。前者はホログラム面を小さなセルに分割し、セ
ル内の代表点で物体からの回折光(複素振幅で表現され
る)を計算して、この値の振幅値と位相値に応じた開口
をセル内に設けることにより作られる。
2. Description of the Related Art Computer holograms include those which are created by calculating a diffraction image of an object and those which calculate interference fringes. The former divides the hologram surface into small cells, calculates the diffracted light (expressed by complex amplitude) from the object at a representative point in the cell, and creates an aperture in the cell according to the amplitude and phase values of this value. It is made by providing in.

【0003】図2は、この種のコンピュータホログラム
の一例であり、21はホログラム面をいくつかに分割し
てできた1つのセル、22はセル内の開口である。開口
22は、振幅値に応じてその高さWが決められ、位相φ
の値に応じて開口22の中心とセル21の中心との距離
Pが決められる。また、斜線部23は不透明になってい
る。この様なセル21が集まってコンピュータホログラ
ムを構成しており、コヒーレント光を照射すれば物体光
を再生することができる(A.W.Lohmann & D.P.Paris:
“Binary Fraunhofer holograms, generated by cmpute
r ”,Appl. Opt.,Vol.6, No.10, pp.1739-1748 (Oct. 1
967))。
FIG. 2 shows an example of this type of computer hologram. Reference numeral 21 denotes one cell formed by dividing a hologram surface into several parts, and reference numeral 22 denotes an opening in the cell. The height W of the opening 22 is determined according to the amplitude value, and the phase φ
The distance P between the center of the opening 22 and the center of the cell 21 is determined according to the value of. The hatched portion 23 is opaque. Such cells 21 are assembled to form a computer hologram, and the object light can be reproduced by irradiating coherent light (AWLohmann & DPParis:
“Binary Fraunhofer holograms, generated by cmpute
r ”, Appl. Opt., Vol. 6, No. 10, pp. 1739-1748 (Oct. 1
967)).

【0004】一方、後者の干渉縞を計算するタイプのコ
ンピュータホログラムは、光学的ホログラムと同様に、
物体の回折像と参照光を重ね、両者の干渉縞の強度に応
じてホログラムセルの透過率などを決めることにより作
られる。前者のタイプのコンピュータホログラムでは、
セル中の開口の中心と位相を計算した代表点の位置がず
れることが多く、光学的に作製されたホログラムから得
られる再生像に比べ画質が悪くなるのに対し、後者のタ
イプでは、位相情報は干渉縞の形で表現するので、位相
誤差が入らず画質の良い再生画像が得られる。
On the other hand, the latter type of computer hologram for calculating interference fringes, like an optical hologram,
It is created by superimposing a diffraction image of an object on a reference light and determining the transmittance of the hologram cell according to the intensity of the interference fringes of the two. In the former type of computer hologram,
In many cases, the center of the aperture in the cell and the position of the representative point for which the phase is calculated are shifted, resulting in a poorer image quality than a reproduced image obtained from an optically produced hologram. Is expressed in the form of interference fringes, so that a reproduced image with good image quality without a phase error can be obtained.

【0005】これような従来タイプのコンピュータホロ
グラムは、コヒーレントな光束を干渉させて作る光学的
なホログラムと比べ、光学系や除震装置などが要らな
い、計算により任意の波面が得られるので実在しない物
体のホログラムも作れるなどの利点がある。しかし反
面、回折像の計算に多くの時間を必要とし、ホログラム
データの蓄積に莫大なメモリを要する為、3次元像の再
生が可能なホログラムや白色光再生ができるタイプのホ
ログラムを作るのは困難であり、しかも画質が悪いとい
う欠点、さらに再生するのにホログラムを縮小する手順
を必要とするなどの欠点がある。
[0005] Such a conventional type of computer hologram does not require an optical system or an anti-vibration device as compared with an optical hologram formed by interfering a coherent light beam. There are advantages such as making a hologram of an object. However, on the other hand, it takes a lot of time to calculate the diffraction image, and a huge memory is required to store the hologram data. Therefore, it is difficult to create a hologram capable of reproducing a three-dimensional image or a type of hologram capable of reproducing white light. In addition, there is a disadvantage that the image quality is poor, and further, a procedure for reducing the hologram is required for reproduction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のコンピュータホログラムでは計算効率が低い(計算時
間がかかる、メモリ量が多い)、画質が悪い(位相誤差
がある、白色光の再生が不可能、3次元像の再生が困
難)、ホログラムを写真技術で縮小することが必要であ
るなどの問題点がある。
As described above, in the conventional computer hologram, the calculation efficiency is low (the calculation time is long and the amount of memory is large), the image quality is poor (there is a phase error, the reproduction of white light is not good). It is difficult to reproduce a three-dimensional image), and it is necessary to reduce the hologram by photographic technology.

【0007】本発明は、設備が簡単であり、また実存物
体以外(CG画像からでも良い)の架空物体のホログラ
ムも作れる等のコンピュータホログラムの利点を生かし
ながら、計算時間の短縮、メモリ量の節約により計算効
率を高め、画像品質の優れた3次元の再生像や白色光に
よる再生像が得られる白色光再生ホログラムパターン記
録装置の提供を目的とする。
The present invention makes it possible to shorten the calculation time and save the memory while utilizing the advantages of computer holograms, such as simple equipment and the ability to create holograms of imaginary objects other than real objects (or CG images). Accordingly, an object of the present invention is to provide a white light reproduction hologram pattern recording apparatus capable of increasing the calculation efficiency and obtaining a three-dimensional reproduction image with excellent image quality and a reproduction image using white light.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る白色光再生ホログラム記録装置は、3
次元物体の回折像パターンまたは該回折像パターンと参
照光との第1の干渉縞パターンから該3次元物体の実像
を計算する実像計算手段と、この実像計算手段により計
算された実像を物体光とし、この物体光と参照光との間
の第2の干渉縞パターンを計算する干渉縞パターン計算
手段と、第2の干渉縞パターンを記録媒体に走査記録す
る走査記録手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a white light reproducing hologram recording apparatus according to the present invention has the following features.
Diffraction pattern of a three-dimensional object or
A real image of the three-dimensional object from a first interference fringe pattern with illumination
And a real image calculating means for calculating
The calculated real image is defined as the object light, and the distance between this object light and the reference light is calculated.
Fringe pattern calculation for calculating a second interference fringe pattern
Means for scanning and recording the second interference fringe pattern on a recording medium.
Scanning recording means .

【0009】また、本発明は走査記録において1本また
は複数個の走査線の集合を1ブロックとし、1ブロック
に相当する部分の干渉縞パターンに従って走査記録を行
なう手順を各ブロック毎に繰り返すか、または該手順を
複数のブロックで並列に実行することにより、干渉縞パ
ターン全体を走査記録することを特徴とする。この場
合、1ブロックの干渉縞パターンの計算と走査記録とが
並列に実行されることが好ましい。
According to the present invention, a set of one or a plurality of scanning lines is set as one block in scan printing, and a procedure of performing scan printing in accordance with an interference fringe pattern of a portion corresponding to one block is repeated for each block. Alternatively, the procedure is performed in parallel with a plurality of blocks to scan and record the entire interference fringe pattern. In this case, it is preferable that the calculation of the interference fringe pattern of one block and the scanning printing are performed in parallel.

【0010】さらに、本発明は実像の計算に際して、
2の干渉縞パターンの実像再生可能部分パターンから3
次元物体の実像を計算することを特徴とする。
Further, the present invention provides a method for calculating a real image .
From the real image reproducible partial pattern of the interference fringe pattern of No. 2 to 3
It is characterized in that a real image of a three-dimensional object is calculated.

【0011】3次元物体の回折像パターン回折像パター
ンと参照光との第2の干渉縞パターンまたはその実像再
生可能部分のパターンから3次元物体の実像を再生する
時に細いスリットを設け、このスリット部分のデ−タの
みから計算した再生実像を利用することが望ましい。こ
の場合、実像の再生に用いる第2の干渉縞パターンまた
その実像再生可能部の計算に於いて、回折像の入射角
と参照光の入射角を等しくすれば、干渉縞パターンまた
は干渉縞パターンの実像再生可能部に必要なサンプル密
度を少なくすることができる。
A thin slit is provided when a real image of a three-dimensional object is reproduced from a second interference fringe pattern of the diffraction image pattern and the reference light or a pattern of a real image reproducible portion thereof , and the slit portion is provided. It is desirable to use a reconstructed real image calculated from only the above data. In this case, in the calculation of the second interference fringe pattern used for reproducing the real image or the real image reproducible part thereof , if the incident angle of the diffraction image and the incident angle of the reference light are made equal, the interference fringe pattern or the interference fringe pattern can be obtained. The sample density required for the real image reproducible part can be reduced.

【0012】また、実像再生時に用いるスリットの位置
からの一定角度(仰角)方向から来るスリットと平行な
3次元物体光(1ライン分の3次元物体光とする)がス
リット位置に生じさせる回折像パターンまたは回折像パ
ターンと参照光との干渉縞パターンあるいは干渉縞パタ
ーンの実像再生可能部分から計算した再生実像を利用し
て、1ブロック分の干渉縞パターンを走査記録すること
ができる。
Also, a three-dimensional object beam (referred to as one line of three-dimensional object light) parallel to the slit and coming from a direction of a certain angle (elevation angle) from the position of the slit used for reproducing the real image is generated at the slit position. An interference fringe pattern of one block can be scanned and recorded by using an interference fringe pattern of the pattern or diffraction image pattern and the reference light or a reproduced real image calculated from a real image reproducible portion of the interference fringe pattern.

【0013】スリット位置からの一定角度方向は離散化
され、離散化された角度方向から得られる各1ライン分
の3次元物体光と1ライン分の3次元物体光から計算さ
れる各1ブロック分の干渉縞パターンの位置関係がそれ
ぞれ対応していることが望ましい。
A fixed angular direction from the slit position is discretized, and one line of three-dimensional object light obtained from the discretized angular direction and one block of one line calculated from one line of three-dimensional object light. It is desirable that the positional relationships of the interference fringe patterns correspond to each other.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【作用】物体の実像と参照光の重ね合わせで作るホログ
ラムは白色光で再生ができるタイプのホログラムであ
り、細く絞ったレーザ光を用いて走査記録を行えばホロ
グラムの直接記録が可能となり、再生時の縮小処理が省
ける。すなわち、再生時にホログラムを縮小する必要が
なく、白色光再生および3次元再生が可能なホログラム
を作ることができる。
[Function] A hologram created by superimposing a real image of an object and a reference beam is a hologram of a type that can be reproduced with white light. If scanning recording is performed using a laser beam that is narrowed down, direct recording of the hologram becomes possible. Time reduction processing can be omitted. That is, it is not necessary to reduce the hologram at the time of reproduction, and a hologram capable of white light reproduction and three-dimensional reproduction can be produced.

【0016】また、実像再生では回折光と参照光の角度
を大きくとった解像度の高いホログラムでなく、比較的
解像度の低い回折像パターンかあるいは回折光と参照光
の角度を同じ方向にした干渉縞パターン(ホログラムパ
ターン)を利用することで計算時間の短縮、メモリの節
約が可能になる。
In the real image reproduction, not a high-resolution hologram in which the angle between the diffracted light and the reference light is large, but a diffraction image pattern with a relatively low resolution or an interference fringe in which the angle between the diffracted light and the reference light is in the same direction. By using a pattern (hologram pattern), calculation time can be reduced and memory can be saved.

【0017】さらに、走査記録において1ラインあるい
は数ラインをまとめた1ブロックに相当する干渉縞パタ
ーンのみを計算し走査記録を行うことにより、メモリの
節約が可能になり、しかも1ラインまたは1ブロック分
の干渉縞パターンの計算と走査記録を並列実行すること
で、ホログラム作製の時間が短縮できる。
Further, in scan printing, only one line or an interference fringe pattern corresponding to one block in which several lines are put together is calculated and scanning printing is performed, so that memory can be saved, and one line or one block can be saved. By performing the calculation of the interference fringe pattern and the scan recording in parallel, the time required for producing the hologram can be reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 (実施例1) 図1は、本発明のホログラム記録装置の基本的な実施例
として示したイメ−ジホログラム作製システムのブロッ
ク図であり、ホログラムとして表示したい3次元物体1
実像計算部12と、この実像を物体光とし参照光1
8と重ね合わせ干渉縞パターン(第2の干渉縞パター
ン)を計算するホログラム計算部17と、第2の干渉縞
パターンの強度に合わせて細く絞ったレーザー光を使っ
て感光剤などの記録媒体に走査記録する走査記録部19
とから成る。さらに、実像計算部12は3次元物体の回
折像パターンを計算する回折像計算部13と、この回折
像パターンに参照光15を加えて渉縞パターン(第1
の干渉縞パターン)を計算するホログラム計算部14
、第2の干渉縞パターンから実像を再生する実像再生
部16から成る。実像再生方法には、レンズの結像機構
に基づいて計算する方法もあるが、この実施例ではホロ
グラムからの実像再生法を利用する方式の説明を行な
う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of an image hologram production system shown as a basic embodiment of a hologram recording apparatus of the present invention, and shows a three-dimensional object 1 to be displayed as a hologram.
A first real image calculation unit 12, the reference beam 1 to the real image object light
8 and the interference fringe pattern (second interference fringe pattern
And a scan recording unit 19 for scanning and recording on a recording medium such as a photosensitive agent using a laser beam narrowed down in accordance with the intensity of the second interference fringe pattern.
Consisting of Further, the real image calculation portion 12 and the diffraction image calculation unit 13 for calculating a diffraction image pattern of a three-dimensional object, the diffracted
Were added interference Watarushima pattern reference beam 15 on the image pattern (first
Hologram calculating unit 14 for calculating the interference fringe pattern)
And a real image reproducing unit 16 for reproducing a real image from the second interference fringe pattern . As a method of reproducing a real image, there is a method of calculating based on an image forming mechanism of a lens. In this embodiment, a method using a method of reproducing a real image from a hologram will be described.

【0019】光学系で実像再生を行なう場合に用いるホ
ログラムは、3次元物体からの物体光と、平面波や球面
波などの参照光を重ねて干渉縞を作り、感光剤に露光さ
せてホログラムとする。この場合のホログラムは、レー
ザ光で再生した時に生じる虚像と実像を効果的に分離さ
せる為に、ホログラム面への物体光の入射角と参照光の
入射角の差を大きくして作る必要がある。その結果、ホ
ログラムパターンの解像度は非常に高くなる。この実像
再生のプロセスを計算で実現する場合、光学系でのプロ
セスをそのまま行なうと計算時間とメモリ量の点で効率
が非常に悪くなる。
A hologram used when a real image is reproduced by an optical system, forms interference fringes by superposing object light from a three-dimensional object and reference light such as a plane wave or a spherical wave, and exposing the photosensitive agent to a hologram. . In this case, the hologram needs to be made with a large difference between the incident angle of the object light and the incident angle of the reference light on the hologram surface in order to effectively separate the virtual image and the real image generated when reproduced by the laser light. . As a result, the resolution of the hologram pattern becomes very high. When the process of reproducing the real image is realized by calculation, if the process in the optical system is performed as it is, the efficiency becomes extremely poor in terms of calculation time and memory amount.

【0020】そこで、本実施例では解像度の低いホログ
ラムから実像再生を行ない、効率の向上を図った。即
ち、回折像計算部13で3次元物体の回折像パターンを
計算した後、ホログラム計算部14で回折像パターンと
同じ方向から参照光15を重ね合わせて計算できるホロ
グラムパターンの内、実像再生に関係する成分(実像成
分)のみを計算し、この実像成分から実像再生部16で
実像を再生する構成を取る。実像成分のパターンは複素
振幅で表現され、光学系のホログラムパターンより相当
の解像度低下が実現できているので、メモリ量が相当に
減り、計算時間も大幅に減少することになる。ホログラ
ム面での物体光をO(x,y)、参照光をR(x,y)
とすると、ホログラムパターンI(x,y)は I(x,y)=|O(x,y)+R(x,y)|2 =|O(x,y)|2 +|R(x,y)|2 +O(x,y)R(x,y)* +O(x,y)* R(x,y) (1) で表わされ、このうち第4項が実像再生成分である。*
は複素共役を意味する。考えられる他の実像再生法とし
て、干渉縞を計算する前の回折像パターン(複素振幅)
を用いて実像を再生することもでき、この場合にもメモ
リ量の削減、計算時間の短縮が実現できる。以上の回折
像パターンの計算法および実像再生計算法は既に定式化
されている(光学関係の参考書、文献に詳しく載ってい
る)。例えば、2次元画像を物体としてフレネルホログ
ラムを計算する場合を例にとると、次のようなアルゴリ
ズムでフレネル回折像データを求めることができる。
Therefore, in this embodiment, the real image is reproduced from a hologram having a low resolution to improve the efficiency. That is, after the diffraction image pattern of the three-dimensional object is calculated by the diffraction image calculation unit 13, the hologram calculation unit 14 superimposes the reference light 15 from the same direction as the diffraction image pattern and calculates the hologram pattern. Only the components (real image components) to be calculated are calculated, and the real image reproducing unit 16 reproduces a real image from the real image components. The pattern of the real image component is represented by a complex amplitude, and the resolution is considerably reduced compared to the hologram pattern of the optical system. Therefore, the memory amount is considerably reduced, and the calculation time is also significantly reduced. The object light on the hologram surface is O (x, y), and the reference light is R (x, y)
When the hologram pattern I (x, y) is I (x, y) = | O (x, y) + R (x, y) | 2 = | O (x, y) | 2 + | R (x, y) 2 + O (x, y) R (x, y) * + O (x, y) * R (x, y) (1), of which the fourth term is a real image reproduction component. *
Means complex conjugate. Another possible real image reconstruction method is a diffraction image pattern (complex amplitude) before calculating interference fringes.
Can be used to reproduce a real image. In this case, the memory amount can be reduced and the calculation time can be reduced. The above-described method of calculating the diffraction image pattern and the method of calculating the real image reproduction have already been formalized (these are detailed in optical reference books and literature). For example, taking a case where a Fresnel hologram is calculated using a two-dimensional image as an object, Fresnel diffraction image data can be obtained by the following algorithm.

【0021】(1) 2次元画像をサンプル値で表現する。
サンプル密度はホログラムを作るシステムの性能やホロ
グラムからの再生画像に要求される画質の程度にも影響
されるが、画質の良い再生像を得るには 8〜10本/mm 程
度あれば十分であろう。
(1) A two-dimensional image is represented by sample values.
The sample density is affected by the performance of the hologram creation system and the image quality required for the reproduced image from the hologram, but about 8 to 10 lines / mm is sufficient to obtain a high-quality reproduced image. Would.

【0022】(2) 各サンプル点から出た光がホログラム
面上に作るフレネル回折像パターン(2次元)を計算す
る。この計算は、点光源から出た光の波面を計算すると
考えても良いし、サンプル点の位置に微小開口があると
見なして、開口の後ろからサンプル値に相当する強さの
平面波を照射した時の微小開口からの光の波面を計算す
ると考えても良く、各サンプル点から2次元のフレネル
回折像が得られることになる。これらの計算には、フレ
ネル積分が用いられる(詳細は光学関係の参考書、文献
に載っている)。
(2) Calculate a Fresnel diffraction image pattern (two-dimensional) formed on the hologram surface by light emitted from each sample point. This calculation may be thought of as calculating the wavefront of light emitted from the point light source, or assuming that there is a minute aperture at the position of the sample point, and irradiating a plane wave having an intensity equivalent to the sample value from behind the aperture. It may be considered to calculate the wavefront of light from the minute aperture at the time, and a two-dimensional Fresnel diffraction image is obtained from each sample point. Fresnel integration is used for these calculations (the details are given in reference books on optics and in the literature).

【0023】(3) 最後に、各サンプル点からのフレネル
回折像パターンを全て加え合わせれば、2次元物体に対
するフレネル回折像パターンが得られる。
(3) Finally, if all Fresnel diffraction image patterns from each sample point are added together, a Fresnel diffraction image pattern for a two-dimensional object can be obtained.

【0024】3次元物体に対するフレネル回折像パター
ンも、2次元物体の場合と同様にして3次元空間でサン
プル値表現(3次元格子の各点にサンプル値を割り当て
る)するか、3次元物体表面をサンプル値表現し、各サ
ンプル点からのフレネル回折像パターンを加え合わせれ
ば良い。この時、陰面消去を行うことも可能である。回
折像計算部13は、上記手法のフレネル変換を行えば良
く、ホログラムの実像成分から実像を計算するときも、
この実像成分のフレネル変換を行えば良い(物体光と参
照光の入射角が異なる場合には、参照光とは反対方向の
再生光を実像成分に掛け合わせた信号をフレネル変換す
れば良い)。回折像パターンから実像再生する場合に
は、回折像パターンの位相を反転してからフレネル変換
を行うようにする。
The Fresnel diffraction image pattern of a three-dimensional object is expressed in a three-dimensional space in the same manner as in the case of a two-dimensional object (sample value is assigned to each point of a three-dimensional grid) or the three-dimensional object surface is What is necessary is to express sample values and add Fresnel diffraction image patterns from each sample point. At this time, it is also possible to perform hidden surface removal. The diffraction image calculation unit 13 may perform the Fresnel transformation of the above method, and when calculating the real image from the real image component of the hologram,
Fresnel conversion of this real image component may be performed (when the incident angle of the object light and the reference light is different, a signal obtained by multiplying the real image component by reproduction light in the opposite direction to the reference light may be subjected to Fresnel conversion). When a real image is reproduced from a diffraction image pattern, Fresnel conversion is performed after the phase of the diffraction image pattern is inverted.

【0025】このようにして再生された実像をホログラ
ム計算部17のホログラム面に投影し、参照光18と重
ね合わせて干渉縞パターンを計算した後、レーザ走査記
録部19で走査記録を行なえば、基本的には白色光再生
が可能なイメージホログラムを作ることができる。
The real image reproduced in this manner is projected onto the hologram surface of the hologram calculation unit 17, the interference fringe pattern is calculated by superimposing the actual image on the hologram calculation unit 17, and then scanning and recording is performed by the laser scanning and recording unit 19. Basically, an image hologram capable of reproducing white light can be produced.

【0026】ホログラム計算部14,17に於いて、干
渉縞パターンを計算する上で考慮すべきことが2つあ
る。第一点は、3種類の信号(物体、回折像、干渉縞)
それぞれを表現するのに必要なサンプル密度がそれぞれ
異なることである。例えば、物体の表現には8〜10本
/mm程度のサンプル密度で十分であるが、回折像パター
ンでは数十本〜百本/mm程度、また干渉縞パターンでは
少なくても数百本/mm以上(場合によっては千本/mm以
上)が必要と見られ、サンプル密度はかなり異なる。最
終的には、干渉縞パターンの密度での計算値が必要であ
るが、この密度で全て計算すると膨大なメモリ量が必要
となり都合が悪い。
There are two considerations in calculating the interference fringe pattern in the hologram calculation units 14 and 17. The first point is three kinds of signals (object, diffraction image, interference fringe)
The different sample densities required to represent each are different. For example, a sample density of about 8 to 10 lines / mm is sufficient for expressing an object, but it is sufficient for a diffraction image pattern to be about several tens to 100 lines / mm, and for an interference fringe pattern, at least several hundred lines / mm. (More than 1000 / mm in some cases) is required, and the sample density varies considerably. Ultimately, a calculated value at the density of the interference fringe pattern is required. However, if all calculations are performed at this density, a huge amount of memory is required, which is inconvenient.

【0027】第二点は、回折像パターンの計算にかなり
時間がかかることである。この様な状況において、最も
計算時間を短く、必要とするメモリ量を少なくするに
は、回折像パターンのサンプル密度をできるだけ少なく
して計算し、この回折像パターンのサンプル値を補間
(線密度変換)して干渉縞パターンのサンプル密度まで
高めて干渉縞パターンを計算すれば、時間のかかる回折
像パターンの計算量すなわち計算時間が減り、メモリ量
も少なくて済む。
The second point is that the calculation of the diffraction image pattern takes a considerable amount of time. In such a situation, in order to minimize the calculation time and the required memory amount, calculation is performed with the sample density of the diffraction image pattern as small as possible, and the sample value of the diffraction image pattern is interpolated (linear density conversion). If the interference fringe pattern is calculated while increasing the sample density of the interference fringe pattern, the amount of time required to calculate the diffraction image pattern, that is, the calculation time, is reduced, and the memory amount is reduced.

【0028】そこで本実施例のホログラム装置では、回
折像パターンを数十本/mm程度のサンプル密度で計算し
ておき、干渉縞パターンを計算するときに、2ライン分
の回折像パターンのサンプル点からサンプル点間のデー
タを補間することにより必要な密度まで高めてやり、参
照光と重ね合わせて最終的な干渉縞パターンを求めて走
査記録する。これにより、サンプル点密度の高い干渉縞
パターンを記憶すること無く、計算時間の短縮とメモリ
の節約が可能なシステムを実現することができることに
なる。
Therefore, in the hologram apparatus of this embodiment, the diffraction image pattern is calculated at a sample density of about several tens / mm, and when calculating the interference fringe pattern, the sample points of the diffraction image pattern for two lines are calculated. Then, the data between sample points is interpolated to increase the required density by interpolating the data, and is superimposed on the reference light to obtain a final interference fringe pattern and scan and record the pattern. As a result, it is possible to realize a system capable of reducing calculation time and saving memory without storing an interference fringe pattern having a high sample point density.

【0029】次に、回折像パターンのサンプル値補間に
ついて説明する。補間処理は回折像データの標本化密度
と最終的に記録する干渉像データの標本化密度を合わせ
るための処理で、一般的な画像処理で行われる線密度変
換処理と基本的に同じ処理である。ここでは2ライン分
のラインメモリを持ち主走査・副走査ともに電子的な処
理により2次元補間処理を行う場合を考える。
Next, the sample value interpolation of the diffraction image pattern will be described. Interpolation processing is processing for matching the sampling density of diffraction image data with the sampling density of interference image data to be finally recorded, and is basically the same processing as the linear density conversion processing performed in general image processing. . Here, a case is considered in which a line memory for two lines is provided and two-dimensional interpolation processing is performed by electronic processing for both main scanning and sub-scanning.

【0030】図3は、2ライン分の回折像パターンと2
次元補間処理方法手順を説明した例である。白丸で示し
たのが回折像パターンのi番目とi+1番目のサンプル
点であり、黒三角と黒四角が補間したデータである。補
間する場合、まずi番目のラインのサンプル点を利用し
て主走査方向の補間点(黒四角で表示)を決定(3点補
間の例)し、その値を計算することにより干渉縞パター
ンの計算に必要な1ライン分の回折像データを構成す
る。この1ライン分の回折像データから1走査線分の干
渉縞データを計算し、走査記録を行った後、または走査
記録を行いながら次の走査線に相当する回折像パターン
を計算する。次の走査線に相当する回折像データは、i
番目の回折像ラインとi+1番目の回折像ラインのサン
プル点(白丸)の位置に於いて2つのライン間の副走査
方向で補間点(黒三角で表示)を決定し(3点補間の
例)、既に走査記録を行ったi番目の回折像ラインに最
も近い補間点の値を計算する。そして、主走査方向の補
間点(黒四角で表示)を決定し(3点補間の例)、その
サンプル値を計算して行けば、次の走査線分の回折像デ
ータが得られる。この手順をi+1番目の回折像ライン
まで続ければ、i番目とi+1番目に挟まれた部分の2
次元補間が完了する。この処理はすべての回折像ライン
に関して繰り返される。この説明での補間処理は基本的
には1次元補間であり、単純な線形補間やラグランジェ
補間、スプライン補間などの従来の補間処理が利用でき
るが、これらの方法に限らずデータを補間する処理であ
ればなんでも良いことはいうまでもない。
FIG. 3 shows a diffraction image pattern for two lines and two diffraction image patterns.
It is an example illustrating a procedure of a dimension interpolation processing method. The white circles represent the i-th and (i + 1) -th sample points of the diffraction image pattern, and are data obtained by interpolating black triangles and black squares. In the case of interpolation, first, an interpolation point (indicated by a black square) in the main scanning direction is determined using the sample point of the i-th line (an example of three-point interpolation), and its value is calculated to calculate the interference fringe pattern. One line of diffraction image data required for calculation is constructed. The interference fringe data for one scanning line is calculated from the diffraction image data for one line, and the diffraction image pattern corresponding to the next scanning line is calculated after or while performing the scanning recording. The diffraction image data corresponding to the next scanning line is i
An interpolation point (indicated by a black triangle) is determined in the sub-scanning direction between the two lines at the positions of the sample points (white circles) of the i-th diffraction image line and the (i + 1) -th diffraction image line (example of three-point interpolation) , The value of the interpolation point closest to the i-th diffraction image line that has already been scanned and recorded. Then, an interpolation point (indicated by a black square) in the main scanning direction is determined (an example of three-point interpolation), and its sample value is calculated and executed, whereby diffraction image data for the next scanning line is obtained. If this procedure is continued up to the (i + 1) th diffraction image line, 2
The dimensional interpolation is completed. This process is repeated for all diffraction image lines. The interpolation processing in this description is basically one-dimensional interpolation, and conventional interpolation processing such as simple linear interpolation, Lagrange interpolation, and spline interpolation can be used, but the processing for interpolating data is not limited to these methods. It goes without saying that anything is fine.

【0031】さらに、この説明では2ラインを使って補
間処理を行う例を述べたが、もっと多くのラインを利用
することも可能である。
Furthermore, in this description, an example has been described in which interpolation processing is performed using two lines, but it is also possible to use more lines.

【0032】補間された回折像データと参照光(平面波
または球面波)との重ね合わせにより得られる干渉縞パ
ターンの計算法は、次の様になる。回折像パターンの2
ライン分のデータを用いた補間処理により得られる1走
査線毎(回折像パターンの1ラインではなく、走査記録
する干渉縞パターンの1ラインを意味する)の解像度の
高い回折像データと、平面波または球面波の参照光18
のデータとを各々のサンプル点で独立に加え合わせ、そ
の絶対値を二乗する。具体的な計算法は、補間回折像デ
ータと参照光データの実数部どうし、虚数部どうしをそ
れぞれ掛け合わせ、それぞれの乗算結果を加えることで
干渉縞パターンが得られる。この干渉縞パターンの振幅
は負の方向にも振れているので、干渉縞パターンの振幅
値を調整する為に適当な定数を干渉縞データに掛け合わ
せた後、さらにバイアス定数を加えて干渉縞パターンが
正の振幅値のみを持つようにする。これは、記録媒体に
走査記録する時、正の値しか記録できないからである。
The calculation method of the interference fringe pattern obtained by superimposing the interpolated diffraction image data and the reference light (plane wave or spherical wave) is as follows. Diffraction image pattern 2
Diffraction image data with high resolution for each scanning line (meaning one line of an interference fringe pattern to be scanned and recorded, not one line of a diffraction image pattern) obtained by interpolation processing using data for a line, and a plane wave or Reference light 18 of spherical wave
Is independently added at each sample point, and the absolute value is squared. As a specific calculation method, an interference fringe pattern is obtained by multiplying the real part and the imaginary part of the interpolated diffraction image data and the reference light data by each, and adding the multiplication results. Since the amplitude of this interference fringe pattern also fluctuates in the negative direction, after multiplying the interference fringe data by an appropriate constant to adjust the amplitude value of the interference fringe pattern, the bias fringe pattern is further added by adding a bias constant. Have only positive amplitude values. This is because only a positive value can be recorded when scanning and recording on a recording medium.

【0033】以上のようにして、1走査線分の干渉縞パ
ターンが計算できる。次の走査線の干渉縞パターンもこ
の走査線位置に相当する補間回折像データから同様の処
理を繰り返すことで計算できる。
As described above, the interference fringe pattern for one scanning line can be calculated. The interference fringe pattern of the next scanning line can also be calculated by repeating the same processing from the interpolated diffraction image data corresponding to this scanning line position.

【0034】ホログラム計算部17から得られた1走査
線分の干渉縞データは、レーザ走査記録部19によって
記録媒体に記録される。この時、記録材料の露光特性や
記録光源の変調特性の階調性を補正し、最終的に作成さ
れる干渉縞パターンの階調特性の歪に起因するノイズ発
生を押さえる為に、階調補正処理を行なうことが望まし
い。従来の光学的な干渉法では、記録材料そのものの特
性に依存していて階調性のコントロールは難しかった
が、本発明による階調補正処理はコントロールが容易で
あり、高画質化に対して大きなメリットがある。
The interference fringe data for one scanning line obtained from the hologram calculation unit 17 is recorded on a recording medium by the laser scanning recording unit 19. At this time, in order to correct the gradation characteristics of the exposure characteristics of the recording material and the modulation characteristics of the recording light source, and to suppress noise generation due to distortion of the gradation characteristics of the finally generated interference fringe pattern, the gradation correction is performed. It is desirable to perform the processing. In the conventional optical interferometry, control of gradation is difficult due to the characteristics of the recording material itself. However, the gradation correction processing according to the present invention is easy to control, and is important for high image quality. There are benefits.

【0035】階調補正が施された補正干渉像データは、
走査記録部19により記録材料に書き込まれる。干渉縞
タイプのホログラムを作成するには、1000本/mm
から3000本/mmの走査線密度が要求される場合も
ある。ここでは、回転ドラムタイプの走査系と記録速度
を高めるためマルチビーム化した走査記録部19の構成
を図4に示す。
The corrected interference image data subjected to the gradation correction is
The data is written on the recording material by the scanning recording unit 19. To create an interference fringe type hologram, 1000 lines / mm
To 3000 lines / mm in some cases. Here, FIG. 4 shows the configuration of a rotary drum type scanning system and a scanning recording unit 19 which is multi-beamed to increase the recording speed.

【0036】図4において、記録材料はドラム100に
装着される。ドラム100はドラム回転駆動用モータ1
01により一定速度で回転される。この回転方向Xが主
走査方向に相当する。ドラム100の回転状態は、その
回転軸に取り付けられたロータリーエンコーダ102に
よりモニタされ、回転に相当したクロックが分周回路1
04、さらにクロック制御回路105に送られ、記録デ
ータの書込みタイミングにフィードバックされる。
In FIG. 4, a recording material is mounted on a drum 100. Drum 100 is a drum rotation drive motor 1
01 rotates at a constant speed. This rotation direction X corresponds to the main scanning direction. The rotation state of the drum 100 is monitored by a rotary encoder 102 attached to the rotation shaft.
04, which is further sent to the clock control circuit 105 and fed back to the write timing of the recording data.

【0037】一方、副走査は記録光源を移動することで
行う。記録光源ユニット106には3個のLD(半導体
レーザ)107,108,109が間隔を置いて取り付
けられて、各々の光ビームは集束レンズ110,11
1,112で記録面上のスポットサイズがほぼ波長オー
ダになるように絞られる。LD107〜109の間隔は
副走査方向Yの記録幅を3等分した値で、基本的に走査
線ピッチの正数倍を満足するように調整されるが、最終
的にはスポットピッチがこの条件を満たせば良い。 記
録光源ユニット106は、ボールネジ113とこのボー
ルネジ113を回転させる光源駆動用モータ114によ
り副走査方向Yに移動走査される。これにより、副走査
方向Yの全記録幅の1/3の移動距離で走査が終了す
る。
On the other hand, the sub-scan is performed by moving the recording light source. Three LDs (semiconductor lasers) 107, 108, and 109 are attached to the recording light source unit 106 at intervals.
At 1,112, the spot size on the recording surface is narrowed down to approximately the wavelength order. The interval between the LDs 107 to 109 is a value obtained by dividing the recording width in the sub-scanning direction Y into three equal parts, and is basically adjusted so as to satisfy a positive multiple of the scanning line pitch. Should be satisfied. The recording light source unit 106 is moved and scanned in the sub-scanning direction Y by a ball screw 113 and a light source driving motor 114 that rotates the ball screw 113. Thus, the scanning is completed at a moving distance of 1/3 of the entire recording width in the sub-scanning direction Y.

【0038】主走査に対応するドラム回転駆動用モータ
101と、副走査に対応する光源駆動用モータ114
は、各々モータ駆動回路115,116によって駆動さ
れる。この駆動制御は、制御回路117からの制御信号
と、クロック制御回路104からのクロックで同期の取
れた制御が成される。
The drum rotation driving motor 101 corresponding to the main scanning and the light source driving motor 114 corresponding to the sub-scanning
Are driven by motor drive circuits 115 and 116, respectively. In this drive control, control synchronized with a control signal from the control circuit 117 and a clock from the clock control circuit 104 is performed.

【0039】記録する補正干渉像データは、バッファ回
路118に3チャンネル並列に入力される。バッファ回
路118に取り込まれた記録データは、各々走査の駆動
のタイミングに合わせてデジタル・アナログ変換器11
9に送られる。このデジタルアナログ変換器119で3
チャンネル並列にアナログ信号に変換された記録データ
信号が光源アレイ駆動回路120に供給されることによ
って、各LD107〜109の光強度変調が行われ、マ
ルチビーム走査と相まって2次元の干渉像パターンが階
調記録される。記録制御部121は、上位制御部からの
指示を受けてマルチビーム走査記録全体の制御を行う。
The corrected interference image data to be recorded is inputted to the buffer circuit 118 in three channels in parallel. The print data captured by the buffer circuit 118 is converted into the digital-to-analog converter 11 in accordance with the scanning drive timing.
9 This digital-to-analog converter 119
The recording data signal converted into an analog signal in parallel with the channel is supplied to the light source array driving circuit 120, whereby the light intensity of each of the LDs 107 to 109 is modulated, and a two-dimensional interference image pattern is formed in combination with the multi-beam scanning. The key is recorded. The recording control unit 121 controls the entire multi-beam scanning recording in response to an instruction from the host control unit.

【0040】このようにしてホログラムの記録が終了す
る。書き込まれた記録材料は、必要に応じて現像・定着
などの処理が施され、最終的なホログラムが完成する。
この記録材料の処理は使われる記録材料によってその構
成が異なるが、ホログラム記録装置を構成する上では、
現像・定着などの処理を行う記録材料処理は必要としな
い方が良い。例えば、光化学変化を用いたフォトクロミ
ック,光により屈折率の変化をもたらすLiNbO3
どの電気光学材料や、光黒化と屈折率が変化するアモル
ファス半導体等を用いると、記録材料処理は必要ない。
比較的簡単なドライプロセスで対応できる記録材料とし
ては、静電記録法と熱現像で扱うサーモプラスチック,
紫外線と熱で扱うフォトポリマー(モノマー,開始剤,
増感色素を含む高分子マトリックスタイプ)等がある。
従来からよく用いられている銀塩感光材料,重クロム酸
ゼラチン,フォトレジストなどはウエットプロセスを必
要とするが、装置的・システム的に取り込むことができ
れば本発明の趣旨からして何等問題ない。
Thus, the recording of the hologram is completed. The written recording material is subjected to processing such as development and fixing as necessary, and a final hologram is completed.
The configuration of the processing of this recording material differs depending on the recording material to be used.
It is better not to need recording material processing for performing processing such as development and fixing. For example, if a photochromic using photochemical change, an electro-optical material such as LiNbO 3 whose refractive index is changed by light, or an amorphous semiconductor whose refractive index changes with light blackening is used, no recording material treatment is required.
Recording materials that can be handled by a relatively simple dry process include thermo plastics used in electrostatic recording and thermal development.
Photopolymers (monomers, initiators,
Polymer matrix type containing a sensitizing dye).
Silver salt photosensitive materials, dichromated gelatin, photoresists, and the like, which have been often used in the past, require a wet process, but there is no problem from the viewpoint of the present invention as long as they can be incorporated in an apparatus or system.

【0041】(実施例2)図5は、本発明をレインボウ
ホログラムに適用した実施例であり、実像計算部12に
おいて回折像計算部13の前段に回折光の方角指定部3
1を挿入している点が実施例1と異なる。このタイプの
ホログラムは、細いスリット部分の干渉縞から実像が再
生されるので、一方向しか視差を持たないが、実施例1
のイメージホログラムよりもボケが少なく画質が良いの
が特徴である。
(Embodiment 2) FIG. 5 shows an embodiment in which the present invention is applied to a rainbow hologram. In the real image calculation unit 12, a direction designation unit 3 for diffracted light is provided at a stage preceding the diffraction image calculation unit 13.
1 is different from the first embodiment. The hologram of this type has a parallax in only one direction because a real image is reproduced from interference fringes in a narrow slit portion.
It is characterized by less blurring and better image quality than the image hologram of the above.

【0042】光学的手法でレインボウホログラムを作る
には、一度通常の方法でホログラムを作り、このホログ
ラムに細いスリットを設け、スリット部分から実像再生
を行なった後、もう一度再生実像をホログラム化する方
法が一般的である。この手順に従って計算を行なうと、
計算時間とメモリ量に関して極端に効率が悪いことは明
白である。そこで、この実施例では最終的に得られるホ
ログラムが基本的に一方向にしか視差が存在しないこと
を利用して、計算の効率化を行なう。即ち、実像計算部
12に於いて回折光の方角指定部31により実像再生に
利用するホログラムも一方向の視差のみを持つホログラ
ムにし、かつ1ライン毎に計算して行けば良い。2次元
平面を物体とした時の具体的計算法を以下に説明する。
In order to make a rainbow hologram by an optical method, a method of once making a hologram by an ordinary method, providing a thin slit in the hologram, reproducing a real image from the slit portion, and then converting the reproduced real image into a hologram again. General. When you calculate according to this procedure,
It is clear that the computation time and the amount of memory are extremely inefficient. Therefore, in this embodiment, the calculation efficiency is improved by utilizing the fact that the finally obtained hologram basically has parallax in only one direction. That is, the hologram used for reproducing the real image by the direction designation unit 31 of the diffracted light in the real image calculation unit 12 may be a hologram having only one-way parallax, and may be calculated for each line. A specific calculation method when a two-dimensional plane is used as an object will be described below.

【0043】(1) スリットの位置から一定角度(仰
角)、かつスリットに平行な光線をスリットから放射し
た時に2次元物体平面と交わる1ライン(スリットと平
行)を決定する。
(1) One line (parallel to the slit) that intersects the two-dimensional object plane when a light beam emitted from the slit at a constant angle (elevation angle) and parallel to the slit from the position of the slit is determined.

【0044】(2) 2次元物体平面の1ライン分がスリッ
ト位置に生じさせる回折像パターンまたは干渉縞パター
ンあるいは干渉縞パターンの実像再生可能部分を計算す
る。この計算は1ライン分のみなので、光学的手法の場
合の様に、物体全体からスリット位置に到達する回折光
の和として回折像パターンを計算するよりも、本方法の
方が小さい解像度で回折像パターンの計算が許される。
また、干渉縞の計算に用いる参照光の方向を1ライン分
の物体光と同じ方向にすれば、干渉縞パターンの計算も
小さい解像度で済むので、少ない計算時間、少ないメモ
リ量で計算できる。
(2) Calculate a diffraction image pattern, an interference fringe pattern, or a real image reproducible portion of the interference fringe pattern generated by one line of the two-dimensional object plane at the slit position. Since this calculation is only for one line, the diffraction image with this method has a smaller resolution than the calculation of the diffraction image pattern as the sum of the diffracted light reaching the slit position from the entire object as in the case of the optical method. Calculation of patterns is allowed.
Further, if the direction of the reference light used for calculating the interference fringes is the same as the direction of the object light for one line, the calculation of the interference fringe pattern can be performed with a small resolution, so that the calculation can be performed with a short calculation time and a small memory amount.

【0045】(3) スリット部分の回折像パターンまたは
干渉縞パターンあるいは干渉縞の実像再生可能部分か
ら、1ライン分の実像を再生する。
(3) One line of real image is reproduced from the diffraction image pattern or interference fringe pattern of the slit portion or the real image reproducible portion of the interference fringe.

【0046】(4) 1ライン分の再生実像を補間処理し、
干渉縞パターンに必要な解像度までサンプル密度を高め
た後、参照光を重ね合わせ、干渉縞パターンを計算し、
レーザー走査記録を行なう。参照光としては通常平面波
が良く用いられる。このとき得られる走査線の数は、参
照光の平面波の入射角に依存する。例えば、平面波の入
射角を上下方向(スリットに平行)にすると、上下方向
に干渉縞ができるため、多くの走査線の記録が必要にな
る。すなわち、1ライン分の幅に相当する物体画像は、
同じ幅の中に数多くの走査線を生じさせる。一方、平面
波の入射角を左右方向(スリットに垂直)にすると、1
本の走査線で1ライン分の幅を埋めることができる。
(4) Interpolate the reproduced real image for one line,
After increasing the sample density to the resolution required for the interference fringe pattern, superimposing the reference beam, calculating the interference fringe pattern,
Perform laser scanning recording. Normally, a plane wave is often used as the reference light. The number of scanning lines obtained at this time depends on the angle of incidence of the plane wave of the reference light. For example, when the incident angle of the plane wave is in the vertical direction (parallel to the slit), interference fringes are formed in the vertical direction, so that it is necessary to record many scanning lines. That is, the object image corresponding to the width of one line is
This produces many scan lines in the same width. On the other hand, when the incident angle of the plane wave is set in the left-right direction (perpendicular to the slit), 1
One scanning line can fill the width of one line.

【0047】(5) スリット位置からの一定角度(仰角)
の値を変えて、(1) 〜(4) までの計算を繰り返し、レイ
ンボウホログラムを完成させる。仰角の値の変え方は、
角度を等間隔離散化しても良いし、角度の大きい部分と
小さい部分とで離散化角度を変えた不等間隔離散化でも
良い。あるいは、角度で離散化するのではなく、1ライ
ン分の物体画像の幅を一定にするように仰角を決定して
も良い。離散化の密度は8〜10本/mm程度あれば十分
である。
(5) A fixed angle (elevation angle) from the slit position
Is changed, and the calculations from (1) to (4) are repeated to complete the rainbow hologram. How to change the elevation value
The angles may be discretized at equal intervals, or unequal intervals may be obtained by changing the discretization angle between a large angle portion and a small angle portion. Alternatively, the elevation angle may be determined so that the width of the object image for one line is fixed, instead of being discretized by the angle. A discretization density of about 8 to 10 lines / mm is sufficient.

【0048】以上の説明は、物体として2次元画像を例
にしたが、3次元物体の場合も全く同様にして計算でき
る。
In the above description, a two-dimensional image is taken as an example of an object. However, a three-dimensional object can be calculated in exactly the same manner.

【0049】(実施例3)図6は、本発明をホログラフ
ィクステレオグラムに適用した実施例であり、実像再生
部30の前段に視差画像計算部30が挿入され、さらに
実像計算部12に視差画像切替え部32と実像加算部3
3が追加されている。まず最初に3次元物体を観察する
角度をいろいろ変え、各角度での2次元画像(視差画像
とする)を視差画像計算部30で計算しておく。これ
は、ちょうど角度を変えて写真を撮ったのと同じことで
ある。次に、実施例2と同様にスリット位置からの仰角
方向に相当する第一番目の視差画像の1ライン分から、
スリット位置での回折像パターンまたは干渉縞パターン
あるいは干渉縞パターンの実像再生可能部分を計算し、
実像の再生を行なう。この時の計算法は全て実施例2と
同じである。次に、第二番目の視差画像を用いて同じ様
に実像を再生し、第一番目の実像に加える。この処理を
全ての視差画像に対して行なえば、3次元物体の実像が
得られる。
(Embodiment 3) FIG. 6 shows an embodiment in which the present invention is applied to a holographic stereogram. A parallax image calculating section 30 is inserted before a real image reproducing section 30. Image switching unit 32 and real image adding unit 3
3 has been added. First, various angles for observing the three-dimensional object are changed, and a two-dimensional image (referred to as a parallax image) at each angle is calculated by the parallax image calculation unit 30. This is the same as taking a picture at a different angle. Next, as in the second embodiment, from one line of the first parallax image corresponding to the elevation angle direction from the slit position,
Calculate the real image reproducible part of the diffraction image pattern or interference fringe pattern or interference fringe pattern at the slit position,
The real image is reproduced. The calculation method at this time is the same as that of the second embodiment. Next, a real image is reproduced in the same manner using the second parallax image and added to the first real image. If this process is performed on all parallax images, a real image of a three-dimensional object can be obtained.

【0050】図6の例では、実像加算部33において再
生実像の段階で加え合わせを行ったが、回折像パターン
または干渉縞パターンあるいは干渉縞パターンの実像再
生可能部分の一部分を視差画像の順序通りに繋ぎ合わ
せ、1ライン相当分の回折像パターンまたは干渉縞パタ
ーンあるいは干渉縞パターンの実像再生可能部分に再構
成した後、実像再生しても構わない。
In the example of FIG. 6, the addition is performed at the stage of the reproduced real image in the real image adder 33. After reconstructing a diffraction image pattern or an interference fringe pattern corresponding to one line or a real image reproducible portion of the interference fringe pattern, the real image may be reproduced.

【0051】最後に、参照光を加えて干渉縞パターンを
計算し、1ライン分の走査記録すれば良い。この手順
は、回折光方角指定部31により回折光の方向(仰角)
を変えて繰り返えされる。
Finally, an interference fringe pattern is calculated by adding a reference beam, and scanning and recording for one line may be performed. In this procedure, the direction (elevation angle) of the diffracted light is determined by the diffracted light direction designation unit 31.
Is changed and repeated.

【0052】以上の実施例において、スリットは1本に
限られず、複数本にすれば水平方向のみに限らず垂直方
向にも視差が発生するので、3次元物体の見え方により
近付けることができる。また、ホログラムをカラー化す
るには、実施例1〜3の計算手順を赤、青、緑の3種類
の波長を使って行い、3色信号が記録できる記録媒体に
それぞれの干渉縞パターンを重ね合わせて走査記録すれ
ば良い。
In the above embodiment, the number of slits is not limited to one, and if a plurality of slits are used, parallax is generated not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. In order to color the hologram, the calculation procedures of Examples 1 to 3 are performed using three wavelengths of red, blue, and green, and the respective interference fringe patterns are superimposed on a recording medium capable of recording a three-color signal. What is necessary is just to scan and record together.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
雑な光学系を必要とせず、架空物体のホログラムも作れ
る等の従来のコンピュータホログラムの特徴を生かしな
がら、計算時間の短縮、メモリ量の節約による計算効率
の向上を図り、画像品質の優れた3次元物体の白色光再
生が可能なホログラムを作成することができる。
As described above, according to the present invention, the computation time can be reduced and the amount of memory can be reduced while taking advantage of the characteristics of a conventional computer hologram such as the ability to create a hologram of an imaginary object without the need for a complicated optical system. It is possible to improve the calculation efficiency by saving the image and to create a hologram capable of reproducing white light of a three-dimensional object having excellent image quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のホログラム記録装置をイメージホロ
グラムに適用した実施例を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which a hologram recording device of the present invention is applied to an image hologram.

【図2】 従来のコンピュータホログラムのパターンに
おけるセルと開口の関係を説明するための図
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between cells and openings in a conventional computer hologram pattern;

【図3】 同実施例における補間処理の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of an interpolation process in the embodiment.

【図4】 同実施例における走査記録装置の構成例を示
す図
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a scanning recording apparatus in the embodiment.

【図5】 本発明のホログラム記録装置をレインボウホ
ログラムに適用した実施例を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment in which the hologram recording device of the present invention is applied to a rainbow hologram.

【図6】 本発明のホログラム記録装置をホログラフィ
クステレオグラムに適用した実施例を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment in which the hologram recording device of the present invention is applied to a holographic stereogram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…3次元物体 12…実像計
算部 13…回折像計算部 14…ホログ
ラム計算部 15…参照光 16…実像再
生部 17…ホログラム計算部 18…参照光 19…レーザ走査記録装置 21…セル 22…開口 23…不透明
部 30…視差画像の計算部 31…回折光
の方角指定部 32…視差画像切替え部 33…実像の
加算部 106…記録光源ユニット 107〜10
9…半導体レーザ 110〜112…集束レンズ 113…ボー
ルネジ
REFERENCE SIGNS LIST 11 three-dimensional object 12 real image calculation unit 13 diffraction image calculation unit 14 hologram calculation unit 15 reference light 16 real image reproduction unit 17 hologram calculation unit 18 reference light 19 laser scanning recording device 21 cell 22 Aperture 23 ... Opacity part 30 ... Parallax image calculation unit 31 ... Diffraction light direction designation unit 32 ... Parallax image switching unit 33 ... Real image addition unit 106 ... Recording light source unit 107-10
9 Semiconductor laser 110-112 Focusing lens 113 Ball screw

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−71078(JP,A) 特開 昭59−69775(JP,A) 永井 啓之亮 外1名,フーリエ変換 計算ホログラムの一般化,応用物理,日 本,1976年11月10日,第45巻,第11号, p.1033−1038 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03H 1/00 - 5/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-71078 (JP, A) JP-A-59-69775 (JP, A) Hiroyuki Nagai One other person, Generalization and application of Fourier transform computational hologram Physics, Japan, November 10, 1976, Vol. 45, No. 11, p. 1033-1038 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03H 1/00-5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】3次元物体の回折像パターンまたは該回折
像パターンと参照光との第1の干渉縞パターンから該3
次元物体の実像を計算する実像計算手段と、前記実像計算 手段により計算された実像を物体光とし、
この物体光と参照光との間の第2の干渉縞パターンを計
算する干渉縞パターン計算手段と、前記第2の 干渉縞パターンを記録媒体に走査記録する走
査記録手段とを備えたことを特徴とする白色光再生ホロ
グラム記録装置。
1. A diffraction image pattern of a three-dimensional object or said diffraction pattern
From the first interference fringe pattern between the image pattern and the reference light,
A real image calculating means for calculating the real image dimension object, a real image calculated by said real image calculating means and the object beam,
An interference fringe pattern calculating unit for calculating a second interference fringe pattern between the object light and the reference light; and a scanning recording unit for scanning and recording the second interference fringe pattern on a recording medium. White light reproduction hologram recording device.
【請求項2】前記走査記録手段は、走査記録の1本また
は複数個の走査線の集合を1ブロックとし、1ブロック
に相当する部分の干渉縞パターンに従って走査記録を行
なう手順を各ブロック毎に繰り返すか、または該手順を
複数のブロックで並列に実行することにより、干渉縞パ
ターン全体を走査記録することを特徴とする請求項1記
載の白色光再生ホログラム記録装置。
2. The method according to claim 1, wherein the scanning recording means sets a set of one or a plurality of scanning lines of the scanning recording as one block and performs a scanning recording procedure according to an interference fringe pattern of a portion corresponding to one block. 2. The white light reproduction hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the whole interference fringe pattern is scanned and recorded by repeating or executing the procedure in a plurality of blocks in parallel.
【請求項3】前記実像計算手段は、前記第1の干渉縞パ
ターンの実像再生可能部分のパターンから前記3次元物
体の実像を計算することを特徴とする請求項1記載の白
色光再生ホログラム記録装置。
Wherein the real image calculating means, the first interference Shimapa
2. The hologram recording apparatus for white light reproduction according to claim 1, wherein a real image of the three-dimensional object is calculated from a pattern of a real image reproducible portion of a turn .
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永井 啓之亮 外1名,フーリエ変換計算ホログラムの一般化,応用物理,日本,1976年11月10日,第45巻,第11号,p.1033−1038

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