JP3344553B2 - ホログラムの像質評価方法およびその装置 - Google Patents
ホログラムの像質評価方法およびその装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は装飾ホログラムなど
目視観察したときの鮮明さの評価を必要とする各種の立
体像などが記録されたホログラムの像評価方法およびそ
の装置に関する。
目視観察したときの鮮明さの評価を必要とする各種の立
体像などが記録されたホログラムの像評価方法およびそ
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ホログラムなどの像の評価は通常
目視によって行われているが定量的な評価ではないため
に観察者や観察条件の違いによって差が生じやすかっ
た。
目視によって行われているが定量的な評価ではないため
に観察者や観察条件の違いによって差が生じやすかっ
た。
【０００３】また、ミラーやレンズなどの光学部品につ
いては従来から、点像の強度分布の観察によってモジュ
レーション伝達関数（以下、ＭＴＦと略称する）が評価
されている。
いては従来から、点像の強度分布の観察によってモジュ
レーション伝達関数（以下、ＭＴＦと略称する）が評価
されている。
【０００４】しかしながら、このような従来のＭＴＦで
評価する方法をホログラムの評価に応用することは不可
能なので、本出願人は、装置に工夫を凝らし、凸レンズ
をホログラムの光源側か回折光側に挿入することによ
り、ホログラムの実像を結像させＭＴＦを演算して評価
するため方法と装置に関する発明を特願平３−５１６１
７号（特開平４−２８６９３２号）として出願してい
る。
評価する方法をホログラムの評価に応用することは不可
能なので、本出願人は、装置に工夫を凝らし、凸レンズ
をホログラムの光源側か回折光側に挿入することによ
り、ホログラムの実像を結像させＭＴＦを演算して評価
するため方法と装置に関する発明を特願平３−５１６１
７号（特開平４−２８６９３２号）として出願してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特願平
３−５１６１７号の発明は、再生像だけを測定する方法
であるため、ヘッドアップディスプレイのコンバイナー
として利用する平面像を反射するホログラムの場合には
評価できるが、立体像など３次元（３Ｄ）の像が記録さ
れたホログラムを評価することは不可能であった。
３−５１６１７号の発明は、再生像だけを測定する方法
であるため、ヘッドアップディスプレイのコンバイナー
として利用する平面像を反射するホログラムの場合には
評価できるが、立体像など３次元（３Ｄ）の像が記録さ
れたホログラムを評価することは不可能であった。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、平面的な像は勿論立体的な像が記録され
たホログラムの評価ができる方法と装置を提供する。
たものであり、平面的な像は勿論立体的な像が記録され
たホログラムの評価ができる方法と装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の評価方法は、ホ
ログラムの再生像とホログラムに記録された被写体の輝
度の空間分布を測定し、そのフーリエ変換から得られる
空間周波数ごとの輝度振幅を正規化し、それぞれの正規
化した値を比較するこか、あるいは空間周波数ごとの輝
度振幅を正規化し、さらに、それぞれの正規化した値の
比として正規化振幅比（Ｎｏｒｍａｒｉｚｅｄ Ａｍｐ
ｌｉｔｕｄｅ Ｒａｔｉｏ、以下ＮＡＲと略称する）を
求めることにより、そのＮＭＲ（以下適宣像質という）
によりホログラムを評価するようにしたことを特徴とす
るものである。
ログラムの再生像とホログラムに記録された被写体の輝
度の空間分布を測定し、そのフーリエ変換から得られる
空間周波数ごとの輝度振幅を正規化し、それぞれの正規
化した値を比較するこか、あるいは空間周波数ごとの輝
度振幅を正規化し、さらに、それぞれの正規化した値の
比として正規化振幅比（Ｎｏｒｍａｒｉｚｅｄ Ａｍｐ
ｌｉｔｕｄｅ Ｒａｔｉｏ、以下ＮＡＲと略称する）を
求めることにより、そのＮＭＲ（以下適宣像質という）
によりホログラムを評価するようにしたことを特徴とす
るものである。
【０００８】本発明のホログラムの像質評価装置は、ホ
ログラムに記録された被写体の輝度の空間分布とホログ
ラムの再生像の輝度の空間分布を測定する装置として被
写体あるいはホログラムに光を照射する光源と、被写体
の反射光の輝度あるいはホログラムの再生像の輝度を測
定する輝度計を具備し、該輝度計は、被写体あるいはホ
ログラムに対して前後方向、左右方向および上下方向に
移動自在な精密ステージ上に設置され、ホログラムの再
生像の輝度の空間分布とホログラムに記録された被写体
の輝度の空間分布を測定し、その測定値のフーリエ変換
から得られる空間周波数ごとの輝度振幅を正規化し、そ
れぞれの正規化した値を比較することを特徴とする。輝
度計は、被写体あるいはホログラムに対して前後方向、
左右方向および上下方向に移動自在な精密ステージ上に
設置することを特徴とするものであり、輝度計を使用す
ることにより他の複雑な光学系によらずに、ホログラム
の再生像を実像として輝度計中に結像させることができ
るだけでなく、３次元の精密ステージに輝度計を設置す
ることにより、ホログラム全面における再生像の評価を
行うことができる。
ログラムに記録された被写体の輝度の空間分布とホログ
ラムの再生像の輝度の空間分布を測定する装置として被
写体あるいはホログラムに光を照射する光源と、被写体
の反射光の輝度あるいはホログラムの再生像の輝度を測
定する輝度計を具備し、該輝度計は、被写体あるいはホ
ログラムに対して前後方向、左右方向および上下方向に
移動自在な精密ステージ上に設置され、ホログラムの再
生像の輝度の空間分布とホログラムに記録された被写体
の輝度の空間分布を測定し、その測定値のフーリエ変換
から得られる空間周波数ごとの輝度振幅を正規化し、そ
れぞれの正規化した値を比較することを特徴とする。輝
度計は、被写体あるいはホログラムに対して前後方向、
左右方向および上下方向に移動自在な精密ステージ上に
設置することを特徴とするものであり、輝度計を使用す
ることにより他の複雑な光学系によらずに、ホログラム
の再生像を実像として輝度計中に結像させることができ
るだけでなく、３次元の精密ステージに輝度計を設置す
ることにより、ホログラム全面における再生像の評価を
行うことができる。
【０００９】さらに、ホログラムあるいは被写体の測定
点に対して輝度計のスポット径を一定に保ちながら測定
点にピントが合うように輝度計を前後方向に移動させる
と、奥行きのある立体像が記録されたホログラムの輝度
分布を正確に測定することができるので好ましい。
点に対して輝度計のスポット径を一定に保ちながら測定
点にピントが合うように輝度計を前後方向に移動させる
と、奥行きのある立体像が記録されたホログラムの輝度
分布を正確に測定することができるので好ましい。
【００１０】また、輝度計の視角は通常、0.1°、0.2
°、1°、2°であり、アパチャー径（小孔の径）の選択
幅が狭いため、再生像や被写体表面の多様な起伏、測定
距離などに応じて測定点におけるスポット径を適切に選
択することが困難であり、再生像や被写体表面の起伏に
比べてスポット径が大きくなると、高い空間周波数領域
で測定される輝度の振幅が低下するため、３Ｄホログラ
ムのＮＡＲの評価は低い空間周波数領域だけに限定され
る。
°、1°、2°であり、アパチャー径（小孔の径）の選択
幅が狭いため、再生像や被写体表面の多様な起伏、測定
距離などに応じて測定点におけるスポット径を適切に選
択することが困難であり、再生像や被写体表面の起伏に
比べてスポット径が大きくなると、高い空間周波数領域
で測定される輝度の振幅が低下するため、３Ｄホログラ
ムのＮＡＲの評価は低い空間周波数領域だけに限定され
る。
【００１１】たとえば、測定距離が1ｍで視角が0.1°の
場合、スポット径は1.7ｍｍであり、この視角では再生
像と被写体の表面の起伏がこれよりも小さいとＮＡＲの
評価が困難になる。
場合、スポット径は1.7ｍｍであり、この視角では再生
像と被写体の表面の起伏がこれよりも小さいとＮＡＲの
評価が困難になる。
【００１２】輝度分布の測定においては十分な光量を必
要とするため、測定スポットは有限の大きさを持つ。そ
うすると輝度分布の測定から求まる輝度振幅は、スポッ
ト径の影響を含む。
要とするため、測定スポットは有限の大きさを持つ。そ
うすると輝度分布の測定から求まる輝度振幅は、スポッ
ト径の影響を含む。
【００１３】測定から求めた輝度振幅<ｃn’>は、無限
に小さいスポット径で測定して得られるはずの輝度振幅
<ｃn>と測定スポット関数のフーリエ変換<ｓn>との積<
ｃn’>＝<ｃn>・<ｓn>として表すことができる。ただ
し、<ｃn’>と<ｃn>、<ｓn>はすべて正規化されたもの
とする。
に小さいスポット径で測定して得られるはずの輝度振幅
<ｃn>と測定スポット関数のフーリエ変換<ｓn>との積<
ｃn’>＝<ｃn>・<ｓn>として表すことができる。ただ
し、<ｃn’>と<ｃn>、<ｓn>はすべて正規化されたもの
とする。
【００１４】輝度計の測定スポットは円形であり、その
半径をdとすれば、測定スポット関数のフーリエ変換<ｓ
n>は、 <ｓn>＝Ｊ1(2πdnξ)/（πdnξ）・・・（Ａ） と表示される。ここでξは基本空間周波数、nξは空間
周波数であり、Ｊ1は第１種で第１次のベッセル関数で
ある。nξと<ｓn>の関係は図９に示した。
半径をdとすれば、測定スポット関数のフーリエ変換<ｓ
n>は、 <ｓn>＝Ｊ1(2πdnξ)/（πdnξ）・・・（Ａ） と表示される。ここでξは基本空間周波数、nξは空間
周波数であり、Ｊ1は第１種で第１次のベッセル関数で
ある。nξと<ｓn>の関係は図９に示した。
【００１５】空間周波数が小さいと<ｓn>は１に近いか
ら、測定で得た輝度振幅<ｃn’>は<ｃn>とほぼ同じ値が
得られるが、空間周波数が大きくなると<ｃn’>と<ｃn>
とは相違する。それでも<ｃn’>と<ｓn>が分かっていれ
ば<ｃn>は求めることができるが、<ｓn>の値が小さすぎ
ると<ｃn’>と<ｃn>の乖離が大きくなり、測定の精度は
低下する。
ら、測定で得た輝度振幅<ｃn’>は<ｃn>とほぼ同じ値が
得られるが、空間周波数が大きくなると<ｃn’>と<ｃn>
とは相違する。それでも<ｃn’>と<ｓn>が分かっていれ
ば<ｃn>は求めることができるが、<ｓn>の値が小さすぎ
ると<ｃn’>と<ｃn>の乖離が大きくなり、測定の精度は
低下する。
【００１６】実用的には<ｓn>の値が０．２以上であれ
ば、測定値<ｃn’>を<ｓn>で補正することによって<ｃn
>は精度良く求まると考えると、式(Ａ)または図９から
空間周波数は1/(2d)以下でなければならない。すなわ
ち、 nξ＜1/2d ・・・・（Ｂ） なる関係が成り立つ必要がある。
ば、測定値<ｃn’>を<ｓn>で補正することによって<ｃn
>は精度良く求まると考えると、式(Ａ)または図９から
空間周波数は1/(2d)以下でなければならない。すなわ
ち、 nξ＜1/2d ・・・・（Ｂ） なる関係が成り立つ必要がある。
【００１７】人間の目の分解能を５本/ｍｍとすると、
像質評価においては空間周波数が少なくとも５本/ｍｍ
の輝度振幅が評価できなければならない。そうすると測
定スポットの半径ｄは式（Ｂ）から、0.1ｍｍとなる。
像質評価においては空間周波数が少なくとも５本/ｍｍ
の輝度振幅が評価できなければならない。そうすると測
定スポットの半径ｄは式（Ｂ）から、0.1ｍｍとなる。
【００１８】輝度計の視角θと測定距離ｌ、スポットの
直径2dの間には、tanθ＝2d/lなる関係がある。人が再
生像を観察する距離は1ｍほどであり、輝度分布の測定
距離もこれと同じと考えれば、輝度計の視角は0.01°以
下であることが望ましい。
直径2dの間には、tanθ＝2d/lなる関係がある。人が再
生像を観察する距離は1ｍほどであり、輝度分布の測定
距離もこれと同じと考えれば、輝度計の視角は0.01°以
下であることが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】評価の方法の手順は、1)まず、被
写体の反射光からの輝度分布とホログラムの再生像から
の輝度分布をそれぞれ測定する。
写体の反射光からの輝度分布とホログラムの再生像から
の輝度分布をそれぞれ測定する。
【００２０】２）輝度の空間分布測定値は等間隔に測定
した個数Ｎの１次元データであり、Ｎは偶数であるとす
る。そうすると測定値f(0)、f(1)、・・・f(N−1)は、
フーリエ級数によって示すと数式１のようになる。
した個数Ｎの１次元データであり、Ｎは偶数であるとす
る。そうすると測定値f(0)、f(1)、・・・f(N−1)は、
フーリエ級数によって示すと数式１のようになる。
【００２１】
【数１】
【００２２】なお、数式２と数式３はフーリエ係数であ
る。
る。
【００２３】
【数２】
【００２４】
【数３】
【００２５】数式１はｂ0＝０、ｂN/2＝０とすれば、数
式４のように変形することができる。
式４のように変形することができる。
【００２６】
【数４】
【００２７】ただしｃnは数式５のようになる。
【００２８】
【数５】
【００２９】ａn、ｂn、ｃnは輝度の空間分布f(x)の離
散フーリエ変換と呼ばれ、基本波と高調波によって輝度
の振幅を表す。輝度振幅の平均値を正規化した輝度振幅
<ｃn>は、離散フーリエ変換ｃnを、ｎが０のときの離散
フーリエ変換ｃ0で割ったものによって式数６のように
定義する。
散フーリエ変換と呼ばれ、基本波と高調波によって輝度
の振幅を表す。輝度振幅の平均値を正規化した輝度振幅
<ｃn>は、離散フーリエ変換ｃnを、ｎが０のときの離散
フーリエ変換ｃ0で割ったものによって式数６のように
定義する。
【００３０】
【数６】
【００３１】したがって正規化した<ｃn>を被写体とホ
ログラムについて求め、その値がほぼ等しいかどうかに
よってホログラムの再生像の評価を行う。ここで求めた
正規化輝度振幅は、輝度の空間分布の平均値が１／２に
なるように換算した輝度振幅のことであるから、ホログ
ラムの再生像と被写体についての輝度の空間分布の測定
データーから正規化輝度振幅を求めれば、輝度の測定デ
ーターの大きさが異なっていたとしても同じ平均値の下
で輝度振幅の空間周波数分布を比較することができる。
ログラムについて求め、その値がほぼ等しいかどうかに
よってホログラムの再生像の評価を行う。ここで求めた
正規化輝度振幅は、輝度の空間分布の平均値が１／２に
なるように換算した輝度振幅のことであるから、ホログ
ラムの再生像と被写体についての輝度の空間分布の測定
データーから正規化輝度振幅を求めれば、輝度の測定デ
ーターの大きさが異なっていたとしても同じ平均値の下
で輝度振幅の空間周波数分布を比較することができる。
【００３２】すなわち、再生像と被写体の輝度振幅の空
間周波数分布は、輝度の空間分布を測定したときの再生
光や照明光の輝度の大きさとは関係なく比較することが
できる。また正規化輝度振幅によれば、同一の被写体に
ついて異なる再生像間の像質を比較することもできる。
3)また、本発明においてＮＡＲは正規化輝度振幅を比較
することによって求める。
間周波数分布は、輝度の空間分布を測定したときの再生
光や照明光の輝度の大きさとは関係なく比較することが
できる。また正規化輝度振幅によれば、同一の被写体に
ついて異なる再生像間の像質を比較することもできる。
3)また、本発明においてＮＡＲは正規化輝度振幅を比較
することによって求める。
【００３３】すなわち再生像と被写体の正規化輝度振幅
<ｃn>をそれぞれ<ｃi>、<ｃs>と表すと、３Ｄホログラ
ムのＮＡＲは<ｃi>／<ｃs>として表示することができ、
像質の評価はＮＡＲが１に近似しているか否かによって
行う。
<ｃn>をそれぞれ<ｃi>、<ｃs>と表すと、３Ｄホログラ
ムのＮＡＲは<ｃi>／<ｃs>として表示することができ、
像質の評価はＮＡＲが１に近似しているか否かによって
行う。
【００３４】このようにして求められたＮＡＲは、再生
像と被写体の正規化輝度振幅の比によって表示した再生
像の像質の尺度である。ＮＡＲは、被写体の正規化輝度
振幅を基準に表示するため、被写体の形状には依存せず
再生像と被写体の見える姿のずれだけを表示する。した
がって再生像の像質は、被写体が異なるホログラムの間
においても比較することができる。
像と被写体の正規化輝度振幅の比によって表示した再生
像の像質の尺度である。ＮＡＲは、被写体の正規化輝度
振幅を基準に表示するため、被写体の形状には依存せず
再生像と被写体の見える姿のずれだけを表示する。した
がって再生像の像質は、被写体が異なるホログラムの間
においても比較することができる。
【００３５】本発明のホログラムに記録された被写体と
ホログラムの再生像の輝度分布を測定する装置として
は、被写体あるいはホログラムに光を照射する光源と、
被写体の反射光の輝度、あるいはホログラムの再生像を
実像に変換しその輝度を測定する装置があればよい。
ホログラムの再生像の輝度分布を測定する装置として
は、被写体あるいはホログラムに光を照射する光源と、
被写体の反射光の輝度、あるいはホログラムの再生像を
実像に変換しその輝度を測定する装置があればよい。
【００３６】すなわち、特開平４−２８６９３２号に示
すように凸レンズをホログラムの光源側か回折光側に挿
入することにより、ホログラムの実像を結像させて輝度
を測定する光電変換装置などで測定することもできる
が、凸レンズ、アパチャなどを内蔵する輝度計を使用す
ると測定光学系が簡単で、セッティングも容易であるの
で好ましい。
すように凸レンズをホログラムの光源側か回折光側に挿
入することにより、ホログラムの実像を結像させて輝度
を測定する光電変換装置などで測定することもできる
が、凸レンズ、アパチャなどを内蔵する輝度計を使用す
ると測定光学系が簡単で、セッティングも容易であるの
で好ましい。
【００３７】光源はハロゲンランプなどの白色光源以外
にもレーザー光源なども使用することができる。
にもレーザー光源なども使用することができる。
【００３８】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に
説明する。図１は立体像を露光するための光学系を示す
要部概略図、図２は被写体を示す図であり、(a)が平面
図、(b)が正面図である。図３は被写体の輝度を測定す
るための光学系を示す要部平面図、図４はホログラムの
再生像の輝度を測定するための光学系を示す要部平面
図、図５は輝度計を精密ステージに装着した側面図、図
６は被写体とホログラム再生像の輝度分布図、図７は被
写体とホログラムの正規化輝度分布図、図８は被写体と
ホログラムのＮＡＲを示す図である。
説明する。図１は立体像を露光するための光学系を示す
要部概略図、図２は被写体を示す図であり、(a)が平面
図、(b)が正面図である。図３は被写体の輝度を測定す
るための光学系を示す要部平面図、図４はホログラムの
再生像の輝度を測定するための光学系を示す要部平面
図、図５は輝度計を精密ステージに装着した側面図、図
６は被写体とホログラム再生像の輝度分布図、図７は被
写体とホログラムの正規化輝度分布図、図８は被写体と
ホログラムのＮＡＲを示す図である。
【００３９】図２に示すような幅ａが１０ｍｍ、高さ
（２ｄ）が５０ｍｍの２枚の板状体を幅方向にｂ＝１０
ｍｍ（ｃ＝３０ｍｍ）、奥行き（＝ｅ）１００ｍｍ離し
て配置した被写体１を、図１に示すような光学系により
レーザー光を照射、デュポン社製OmniDex-352を感材と
する乾板２’に露光して、立体像が記録されたホログラ
ムを得る。
（２ｄ）が５０ｍｍの２枚の板状体を幅方向にｂ＝１０
ｍｍ（ｃ＝３０ｍｍ）、奥行き（＝ｅ）１００ｍｍ離し
て配置した被写体１を、図１に示すような光学系により
レーザー光を照射、デュポン社製OmniDex-352を感材と
する乾板２’に露光して、立体像が記録されたホログラ
ムを得る。
【００４０】このようにして得られたホログラム２の像
質は、図３と４に示すような光学系により被写体と再生
像の輝度分布をホログラムの全面において測定すること
によって評価する。ここでは被写体の形状が比較的単純
なので、被写体と再生像の輝度分布は図２のＡ−Ａ’に
沿ってのみ測定した場合について例示する。
質は、図３と４に示すような光学系により被写体と再生
像の輝度分布をホログラムの全面において測定すること
によって評価する。ここでは被写体の形状が比較的単純
なので、被写体と再生像の輝度分布は図２のＡ−Ａ’に
沿ってのみ測定した場合について例示する。
【００４１】像質評価装置は、図５に示すように、輝度
計４をＸ軸方向（被写体または像の上下方向）に移動自
在なＸ軸ステージ５1、Ｙ軸方向（被写体または像の前
後方向）に移動自在なＹ軸ステージ５2、Ｚ軸方向（被
写体または像の左右方向）に移動自在なＺ軸ステージ５
3の３軸ステージから構成される精密ステージ５に装着
したものであり、輝度計の内部には、図３、図４に示す
ように、対物レンズ４ 1、中心部分に小孔を有するアパ
チャミラー４2、拡散透過板４3、光電素子４4などが内
蔵されている。
計４をＸ軸方向（被写体または像の上下方向）に移動自
在なＸ軸ステージ５1、Ｙ軸方向（被写体または像の前
後方向）に移動自在なＹ軸ステージ５2、Ｚ軸方向（被
写体または像の左右方向）に移動自在なＺ軸ステージ５
3の３軸ステージから構成される精密ステージ５に装着
したものであり、輝度計の内部には、図３、図４に示す
ように、対物レンズ４ 1、中心部分に小孔を有するアパ
チャミラー４2、拡散透過板４3、光電素子４4などが内
蔵されている。
【００４２】被写体の輝度を測定する場合には、図３に
示すように、光源３からの光を被写体１に照射すると被
写体による反射光が輝度計４に入射する。被写体のＡ−
Ａ’に沿う輝度分布は、精密ステージ５のＺ軸ステージ
５3を駆動して輝度計を被写体の左右方向に移動させな
がら測定する。
示すように、光源３からの光を被写体１に照射すると被
写体による反射光が輝度計４に入射する。被写体のＡ−
Ａ’に沿う輝度分布は、精密ステージ５のＺ軸ステージ
５3を駆動して輝度計を被写体の左右方向に移動させな
がら測定する。
【００４３】ホログラム２の再生像の輝度を測定する場
合には、図４に示すように、光源３からの光がホログラ
ム２に照射されると、ホログラム２で回折された光が輝
度計４に入射するので、その輝度分布はＡ−Ａ’に沿っ
て精密ステージのＺ軸ステージを駆動して輝度計をホロ
グラムに対して左右方向に移動させながら測定する。
合には、図４に示すように、光源３からの光がホログラ
ム２に照射されると、ホログラム２で回折された光が輝
度計４に入射するので、その輝度分布はＡ−Ａ’に沿っ
て精密ステージのＺ軸ステージを駆動して輝度計をホロ
グラムに対して左右方向に移動させながら測定する。
【００４４】輝度分布を左から右に向かって測定した場
合、被写体または再生像からＡ−Ａ’線の左側に外れた
位置のピントは、左側の被写体または再生像に合わせ
る。そして、被写体または再生像の中心においてＹ軸ス
テージを前進させることによってピントを左側から右側
の被写体または再生像に切り替える。右側の被写体また
は再生像のさらに右側の輝度分布は、右側の被写体また
は再生像にピントを合わせたままにして測定する。
合、被写体または再生像からＡ−Ａ’線の左側に外れた
位置のピントは、左側の被写体または再生像に合わせ
る。そして、被写体または再生像の中心においてＹ軸ス
テージを前進させることによってピントを左側から右側
の被写体または再生像に切り替える。右側の被写体また
は再生像のさらに右側の輝度分布は、右側の被写体また
は再生像にピントを合わせたままにして測定する。
【００４５】このようにして得られた被写体の輝度のデ
ータは図６（０ｍｍの位置は図２(b)の中間点である）
の一点鎖線と実線で示すようになり被写体に相当する部
分の輝度が高いことがわかる。
ータは図６（０ｍｍの位置は図２(b)の中間点である）
の一点鎖線と実線で示すようになり被写体に相当する部
分の輝度が高いことがわかる。
【００４６】また、再生像の輝度分布は図６の白丸と黒
丸で示す曲線になり、被写体の再生部分の輝度が高いこ
とがわかる。次いで、発明の実施の形態において記載し
たような手順に従って、空間周波数に対する正規化輝度
振幅を求めた結果が図７に示す図であり、被写体の正規
化した輝度振幅が光源によって異なるのは、光源の輝度
の著しい違いに依るものである。図６には示していない
が、レーザーで照明してもその輝度が低い場合、被写体
の正規化輝度振幅はハロゲンランプで照明した場合と同
じになることを確認している。
丸で示す曲線になり、被写体の再生部分の輝度が高いこ
とがわかる。次いで、発明の実施の形態において記載し
たような手順に従って、空間周波数に対する正規化輝度
振幅を求めた結果が図７に示す図であり、被写体の正規
化した輝度振幅が光源によって異なるのは、光源の輝度
の著しい違いに依るものである。図６には示していない
が、レーザーで照明してもその輝度が低い場合、被写体
の正規化輝度振幅はハロゲンランプで照明した場合と同
じになることを確認している。
【００４７】ホログラムの再生像については、レーザー
再生とハロゲン光再生では正規化振幅が明瞭に異なる。
以上のようにこの像質評価方法によれば、照明や再生の
方法によって被写体と再生像の見え方が異なることを正
規化した輝度振幅によって定量的に表示することができ
る。
再生とハロゲン光再生では正規化振幅が明瞭に異なる。
以上のようにこの像質評価方法によれば、照明や再生の
方法によって被写体と再生像の見え方が異なることを正
規化した輝度振幅によって定量的に表示することができ
る。
【００４８】この例ではレーザーを光源としたときの図
７の実線で示す被写体の正規化輝度振幅と白丸で示す再
生像の正規化輝度振幅はほとんど一致しており、しかも
この結果は、目視による被写体と再生像の像質評価とも
一致していることを確認した。
７の実線で示す被写体の正規化輝度振幅と白丸で示す再
生像の正規化輝度振幅はほとんど一致しており、しかも
この結果は、目視による被写体と再生像の像質評価とも
一致していることを確認した。
【００４９】目視によるとハロゲンランプを光源とした
ときの被写体は明確に視認できるが、ハロゲン光で再生
したホログラムの再生像は鮮明さを欠く。一方、正規化
輝度振幅による評価では、ハロゲンランプを光源とした
被写体の振幅が高く、ハロゲン光で再生した像の振幅は
低い。これらの結果によって正規化輝度振幅による評価
は、目視による評価とよく一致していることを確認し
た。
ときの被写体は明確に視認できるが、ハロゲン光で再生
したホログラムの再生像は鮮明さを欠く。一方、正規化
輝度振幅による評価では、ハロゲンランプを光源とした
被写体の振幅が高く、ハロゲン光で再生した像の振幅は
低い。これらの結果によって正規化輝度振幅による評価
は、目視による評価とよく一致していることを確認し
た。
【００５０】次いで発明の実施の形態の項で記載したよ
うにハロゲンランプで照明した被写体の正規化輝度振幅
に対する再生像の正規化輝度振幅の比としてＮＡＲを求
めると図８に示すような結果が得られた。
うにハロゲンランプで照明した被写体の正規化輝度振幅
に対する再生像の正規化輝度振幅の比としてＮＡＲを求
めると図８に示すような結果が得られた。
【００５１】図８において、白丸はレーザーを光源とし
たときのＮＡＲ、黒丸はハロゲンランプを光源としたと
きのＮＡＲ、そして実線は高輝度レーザーを光源とした
ときの被写体のＮＡＲである。
たときのＮＡＲ、黒丸はハロゲンランプを光源としたと
きのＮＡＲ、そして実線は高輝度レーザーを光源とした
ときの被写体のＮＡＲである。
【００５２】空間周波数が０から０．１（本／ｍｍ）に
おいて、高輝度レーザーで照明した被写体とレーザーで
再生したホログラムのＮＡＲはほぼ一致しており、この
ことは、レーザー再生像があたかも高輝度レーザーで照
明した被写体を見るかのように見えていることを示すも
のである。しかしながらこれらのＮＡＲは、1よりも小
さいため、ハロゲン光で照明した被写体を見るほど鮮明
には見えていないことも示している。
おいて、高輝度レーザーで照明した被写体とレーザーで
再生したホログラムのＮＡＲはほぼ一致しており、この
ことは、レーザー再生像があたかも高輝度レーザーで照
明した被写体を見るかのように見えていることを示すも
のである。しかしながらこれらのＮＡＲは、1よりも小
さいため、ハロゲン光で照明した被写体を見るほど鮮明
には見えていないことも示している。
【００５３】また、ハロゲンランプを光源としたときの
ホログラムの再生像については、高輝度レーザーで照明
した被写体やレーザー再生像と比べてＮＡＲが低く、ハ
ロゲン光再生像の像質が、ハロゲンランプあるいは高輝
度レーザーで照明した被写体やレーザー再生像の像質に
比べぼやけており鮮明さを欠くことがわかる。
ホログラムの再生像については、高輝度レーザーで照明
した被写体やレーザー再生像と比べてＮＡＲが低く、ハ
ロゲン光再生像の像質が、ハロゲンランプあるいは高輝
度レーザーで照明した被写体やレーザー再生像の像質に
比べぼやけており鮮明さを欠くことがわかる。
【００５４】それぞれの結果は前述したように目視によ
る評価ときわめてよく一致した。なお基本空間周波数
は、離散的なデータの測定間隔δとデータ個数Ｎによっ
てξ＝１／（Ｎδ）と表すことができ、データの測定範
囲をＬとするとＬ＝Ｎδであるからξ＝１／Ｌとあらわ
すことができ、空間周波数は基本空間周波数のｎ倍、す
なわｎξとなる（ｎは式１〜式６で示したｎ（整数であ
り、０≦ｎ≦Ｎ／２）。
る評価ときわめてよく一致した。なお基本空間周波数
は、離散的なデータの測定間隔δとデータ個数Ｎによっ
てξ＝１／（Ｎδ）と表すことができ、データの測定範
囲をＬとするとＬ＝Ｎδであるからξ＝１／Ｌとあらわ
すことができ、空間周波数は基本空間周波数のｎ倍、す
なわｎξとなる（ｎは式１〜式６で示したｎ（整数であ
り、０≦ｎ≦Ｎ／２）。
【００５５】本発明において、図６には６０ｍｍの測定
範囲（この場合の基本空間周波数は０．０１６（本／ｍ
ｍ））しか示していないが、実際にはもっと範囲を広げ
（１０倍以上）て測定しているので、図７、図８におい
て空間周波数０．０１６（本／ｍｍ）以下の空間周波数
における正規化輝度振幅、ＮＡＲを示すことができた。
範囲（この場合の基本空間周波数は０．０１６（本／ｍ
ｍ））しか示していないが、実際にはもっと範囲を広げ
（１０倍以上）て測定しているので、図７、図８におい
て空間周波数０．０１６（本／ｍｍ）以下の空間周波数
における正規化輝度振幅、ＮＡＲを示すことができた。
【００５６】
【発明の効果】従来は目視で定性的にしか評価できなか
った３Ｄホログラムの像質を正規化輝度振幅あるいはＮ
ＡＲによって定量的に評価することができるものであ
り、その輝度測定も簡易な装置で高精度に測定すること
ができる。
った３Ｄホログラムの像質を正規化輝度振幅あるいはＮ
ＡＲによって定量的に評価することができるものであ
り、その輝度測定も簡易な装置で高精度に測定すること
ができる。
【図１】立体像を露光するための光学系を示す要部概略
図である。
図である。
【図２】被写体を示す図であり、(a)が平面図、(b)が正
面図である。
面図である。
【図３】被写体の輝度を測定するための光学系を示す要
部平面図である。
部平面図である。
【図４】ホログラムの再生像の輝度を測定するための光
学系を示す要部平面図である。
学系を示す要部平面図である。
【図５】輝度計を精密ステージに装着した側面図であ
る。
る。
【図６】被写体とホログラム再生像の輝度を示す図であ
る。
る。
【図７】被写体とホログラムの正規化輝度分布図であ
る。
る。
【図８】被写体とホログラムのＮＡＲを示す図である。
【図９】空間周波数と測定スポット関数のフーリエ変換
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
１ 被写体 ２ ホログラム ３ 光源 ４ 輝度計 ５ 精密ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01J 1/00 - 1/02 G01J 1/42 G01N 21/84 - 21/958 G02B 5/32 G03H 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】ホログラムに記録された被写体の輝度の空
間分布とホログラムの再生像の輝度の空間分布を測定す
る装置として被写体あるいはホログラムに光を照射する
光源と、被写体の反射光の輝度あるいはホログラムの再
生像の輝度を測定する輝度計を具備し、該輝度計は、被
写体あるいはホログラムに対して前後方向、左右方向お
よび上下方向に移動自在な精密ステージ上に設置され、
ホログラムの再生像の輝度の空間分布とホログラムに記
録された被写体の輝度の空間分布を測定し、その測定値
のフーリエ変換から得られる空間周波数ごとの輝度振幅
を正規化して正規化輝度振幅を求めることを特徴とする
ホログラムの像質評価装置。 - 【請求項２】ホログラムあるいは被写体の測定点に対し
て輝度計のスポット径を一定に保ちながら測定点にピン
トが合うように輝度計を前後に移動させるようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載のホログラムの像質評価装
置。 - 【請求項３】輝度計の視角が０．０１°以下となるよう
にしたことを特徴とする請求項１あるいは２記載のホロ
グラムの像質評価装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26753397A JP3344553B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-09-30 | ホログラムの像質評価方法およびその装置 |
| US09/019,300 US6014219A (en) | 1997-02-05 | 1998-02-05 | Method and system for evaluating the quality of holograms |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-22940 | 1997-02-05 | ||
| JP2294097 | 1997-02-05 | ||
| JP26753397A JP3344553B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-09-30 | ホログラムの像質評価方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281933A JPH10281933A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3344553B2 true JP3344553B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=26360239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26753397A Expired - Fee Related JP3344553B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-09-30 | ホログラムの像質評価方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6014219A (ja) |
| JP (1) | JP3344553B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101512667B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측방법 |
| KR101512666B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측장치 |
| KR20200071583A (ko) * | 2018-12-11 | 2020-06-19 | 주식회사 홀로랩 | 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 방법 및 시스템 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4921775B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2012-04-25 | 日本放送協会 | 記録媒体変形測定装置、変形量解析装置及び記録媒体変形測定方法 |
| KR102083875B1 (ko) * | 2014-08-11 | 2020-03-03 | 한국전자통신연구원 | 홀로그래픽 영상에 대한 품질 측정 장치 및 방법 |
| KR102383888B1 (ko) * | 2015-11-25 | 2022-04-07 | 한국전자통신연구원 | 홀로그래픽 영상 화질 측정 장치 및 그 방법 |
| KR102304225B1 (ko) * | 2017-05-23 | 2021-09-23 | 한국전자통신연구원 | 홀로그램 재현 영상의 공간 해상도를 측정 및 평가하는 방법 및 장치 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782827A (en) * | 1971-08-04 | 1974-01-01 | Itek Corp | Optical device for characterizing the surface or other properties of a sample |
| US5040140A (en) * | 1989-04-28 | 1991-08-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Single SLM joint transform correaltors |
| JP3058929B2 (ja) * | 1991-03-15 | 2000-07-04 | セントラル硝子株式会社 | ホログラフィック光学素子の評価方法およびその装置 |
| JP3573512B2 (ja) * | 1994-05-17 | 2004-10-06 | オリンパス株式会社 | 画像処理方法及び画像処理装置 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26753397A patent/JP3344553B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-05 US US09/019,300 patent/US6014219A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101512667B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측방법 |
| KR101512666B1 (ko) * | 2013-11-08 | 2015-04-16 | (주) 한교아이씨 | 홀로그램 기록재료의 회절효율 계측장치 |
| KR20200071583A (ko) * | 2018-12-11 | 2020-06-19 | 주식회사 홀로랩 | 역광 및 조도에 대한 홀로그램 HUD(head up display) 평가 방법 및 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6014219A (en) | 2000-01-11 |
| JPH10281933A (ja) | 1998-10-23 |
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