JP3644135B2 - ホログラフィックステレオグラムの作成方法及び作成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実写画像やコンピュータ生成画像等を三次元認識することができるホログラフィックステレオグラムの作成方法及び作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィックステレオグラムは、被写体を異なる観察点から順次撮影することにより得られた多数の画像を原画として、これらを１枚のホログラム記録媒体に短冊状又はドット状の要素ホログラムとして順次記録することにより作成される。
【０００３】
例えば、水平方向のみに視差情報を持つホログラフィックステレオグラムでは、図６に示すように、被写体１００を水平方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた複数の原画１０１ａ〜１０１ｅが、短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体１０２に順次記録される。
【０００４】
このホログラフィックステレオグラムは、これをある位置から片方の目で見た場合、各要素ホログラムの一部分の画像情報の集合体である二次元画像が見え、目の位置を水平方向に動かせば、各要素ホログラムの別の部分の画像情報の集合体である二次元画像が見える。したがって、このホログラフィックステレオグラムを観察者が両目で見たときには、左右の目の位置が水平方向で異なるために、これらの目にそれぞれ写る２次元画像は若干異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じ、３次元画像として認識される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ホログラフィックステレオグラムを作成する際に、それぞれの要素ホログラムは、干渉性の良いレーザ光源を分岐し、一つは画像表示手段（例えば液晶パネル）により二次元画像変調された投影像（物体光）として、一つは参照光として、感光材料を記録材料とするホログラム記録媒体に集光し、前記感光材料の屈折率変化として干渉縞を記録することにより形成される。
【０００６】
このとき、高画質のホログラムを得るためには、画像表示手段の近傍に拡散板を置くことが有効である。
【０００７】
しかしながら、前記拡散板を配置しても、得られるホログラムに観察される無限遠に定位したノイズを解消することはできない。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであって、無限遠に定位するノイズを解消することができ、高画質なホログラムを得ることが可能なホログラフィックステレオグラムの作成方法を提供することを目的とし、さらには作成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明のホログラフィックステレオグラムの作成方法は、表示手段にホログラム記録媒体の座標位置に対応した画像を表示させ、この表示手段を透過したレーザ光を物体光としてホログラム記録媒体の前記座標位置に集光するとともに、表示手段を透過する前のレーザ光の一部を参照光としてホログラム記録媒体に同時に照射し、前記ホログラム記録媒体に短冊状またはドット状の要素ホログラムを順次形成するホログラフィックステレオグラムの作成方法において、上記表示手段の近傍にレーザ光を拡散する第１の拡散板を配するとともに、ホログラム記録媒体の直前に要素ホログラム幅に対応した開口部を有するマスク及びこのマスクの開口部を透過した物体光を一次元拡散する第２の拡散板を配し、上記第１の拡散板の位置を要素ホログラム毎に任意に変えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のホログラフィックステレオグラムの作成装置は、ホログラム記録媒体の座標位置に対応して画像を表示する表示手段と、上記表示手段を透過するレーザ光を物体光としてホログラム記録媒体に照射するとともに、表示手段を透過する前のレーザ光の一部を参照光としてホログラム記録媒体に同時に照射するためのレーザ光源と、上記表示手段の近傍に配されレーザ光を拡散する第１の拡散板と、上記第１の拡散板を要素ホログラム毎に移動する拡散板移動手段と、上記ホログラム記録媒体の直前に配され要素ホログラム幅に対応した開口部を有するマスク及びこのマスクの開口部を透過した物体光を一次元拡散する第２の拡散板とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、物体光は第１の拡散板により要素ホログラム幅方向に適正に拡散され、マスクにより不要な物体光が遮蔽される。
【００１２】
このとき、拡散板を固定状態とするのではなく、各要素ホログラムの露光毎に移動し、その位置を変えているので、光学系の不均一性が分散され、各要素ホログラムの露光の均一性が高まり、同時に無限遠に定位するノイズが解消される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に構成を変更することが可能である。
【００１４】
先ず、ホログラフィックステレオグラムを作成するホログラフィックステレオグラム作成システムの一構成例について説明する。なお、本実施の形態では、短冊状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、水平方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムを例に挙げる。ただし、本発明は、ドット状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、横方向及び縦方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムに対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００１５】
このホログラフィックステレオグラム作成システムは、物体光と参照光との干渉縞が記録されたホログラム記録媒体をそのままホログラフィックステレオグラムとする、いわゆるワンステップホログラフィックステレオグラムを作成するシステムであり、図１に示すように、記録対象の画像データの処理を行うデータ処理部１と、このシステム全体の制御を行う制御用コンピュータ２と、ホログラフィックステレオグラム作成用の光学系を有するホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３とから構成されている。
【００１６】
データ処理部１は、多眼式カメラや移動式カメラ等を備えた視差画像列撮影装置１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ１や、画像データ生成用コンピュータ１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２等に基づいて、視差画像列Ｄ３を生成する。
【００１７】
ここで、視差画像列撮影装置１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ１は、例えば、多眼式カメラによる同時撮影、又は移動式カメラによる連続撮影等によって、実物体を水平方向の異なる複数の観察点から撮影することにより得られた複数画像分の画像データである。
【００１８】
また、画像データ生成用コンピュータ１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２は、例えば、水平方向に順次視差を与えて作成された複数のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）画像やＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）画像等の画像データである。
【００１９】
そして、データ処理部１は、視差画像列Ｄ３に対して画像処理用コンピュータ１１によってホログラフィックステレオグラム用の所定の画像処理を施す。そして、所定の画像処理が施された画像データＤ４を、メモリ又はハードディスク等の記憶装置１２に記録する。
【００２０】
また、データ処理部１は、ホログラム記録媒体に画像を記録する際に、記憶装置１２に記録された画像データＤ４から、１画像分毎にデータを順番に読み出し、この画像データＤ５を制御用コンピュータ２に送出する。
【００２１】
一方、制御用コンピュータ２は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３を駆動し、データ処理部１から供給された画像データＤ５に基づく画像を、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３内にセットされたホログラム用記録媒体３０に、短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。
【００２２】
このとき、制御用コンピュータ２は、後述するように、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３に設けられたシャッタ３２、表示装置４１及び記録媒体送り機構等の制御を行う。すなわち、制御用コンピュータ２は、シャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出してシャッタ３２の開閉を制御し、また、表示装置４１に画像データＤ５を供給して表示装置４１に当該画像データＤ５に基づく画像を表示させ、また、記録媒体送り機構に制御信号Ｓ２を送出して記録媒体送り機構によるホログラム用記録媒体３０の送り動作を制御する。
【００２３】
上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３について、図２を参照して詳細に説明する。なお、図２（Ａ）は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３全体の光学系を上方から見た図であり、図２（Ｂ）は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３の光学系の物体光用の部分を横方向から見た図である。
【００２４】
ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、図２（Ａ）に示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源３１と、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配されたシャッタ３２及びハーフミラー３３とを備えている。本実施の形態では、レーザ光源３１には、波長が５１４．５ｎｍ、出力２００ｍＷのアルゴンレーザを用いた。
【００２５】
上記シャッタ３２は、制御用コンピュータ２によって制御され、ホログラム記録媒体３０を露光しないときには閉じられ、ホログラム記録媒体３０を露光するときに開放される。また、ハーフミラー３３は、シャッタ３２を通過してきたレーザ光Ｌ２を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が参照光となり、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が物体光となる。
【００２６】
なお、上記光学系において、ハーフミラー３３によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する参照光の光路長と、ハーフミラー３３を透過しホログラム記録媒体３０に入射する物体光の光路長とは、ほぼ同じ長さとする。これにより、参照光と物体光との干渉性が高まり、より鮮明な再生像が得られるホログラフィックステレオグラムを作成することが可能となる。
【００２７】
ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ３４と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ３５と、コリメータレンズ３５からの平行光を反射する全反射ミラー３６とがこの順に配置されている。
【００２８】
そして、ハーフミラー３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ３４によって発散光とされる。次に、コリメータレンズ３５によって平行光とされる。その後、全反射ミラー３６によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する。
【００２９】
一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４の光軸上には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、物体光用の光学系として、ハーフミラー３３からの透過光を反射する全反射ミラー３８、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ３９、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ４０、記録対象の画像を表示する表示装置４１、表示装置４１を透過してきた光を要素ホログラムの幅方向に拡散させる一次元拡散板４２、一次元拡散板４２を透過した物体光をホログラム記録媒体３０上に集光するシリンドリカルレンズ４３、要素ホログラムの幅に対応して短冊状の開口部が形成されたマスク４４がこの順に配置されている。
【００３０】
また、反射型のホログラムの場合には、ホログラム記録媒体３０の直前に一次元拡散板を配するのが一般的であり、本例でもマスク４４とホログラム記録媒体３０の間に一次元拡散板４５が第２の拡散板として配置されている。
【００３１】
この一次元拡散板４５は、集光された物体光を短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散するもので、垂直方向（縦方向）での視点の移動に対応するためのものである。
【００３２】
そして、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４は、全反射ミラー３８によって反射された後、スペーシャルフィルタ３９によって点光源からの発散光とされる。次に、コリメータレンズ４０によって平行光とされ、その後、表示装置４１に入射する。ここで、本実施の形態では、スペーシャルフィルタ３９には、２０倍の対物レンズと直径２０μｍのピンホールを用いた。また、コリメータレンズ４０の焦点距離は１００ｍｍとした。
【００３３】
表示装置４１は、例えば液晶ディスプレイからなる投影型の画像表示装置であり、制御用コンピュータ２によって制御され、制御用コンピュータ２から送られた画像データＤ５に基づく画像を表示する。本例では、画素数４８０×１０６８、大きさ１６．８ｍｍ×２９．９ｍｍの白黒液晶パネルを用いた。
【００３４】
そして、表示装置４１を透過した光は、表示装置４１に表示された画像によって変調された光となり、一次元拡散板４２によって拡散される。一次元拡散板４２は、表示装置４１の近傍に配置すればよく、表示装置４１の直前、あるいは直後に配置される。本例では、表示装置４１の直後に配置した。
【００３５】
ここで、拡散板４２は、表示装置４１からの透過光を要素ホログラム幅方向に若干拡散させることにより、要素ホログラム内に光を分散させることで、作成されるホログラフィックステレオグラムの画質の向上に寄与する。
【００３６】
このとき、拡散板４２には、拡散板移動手段（図示は省略する。）を設け、各要素ホログラムを形成する毎にこれをランダムに移動し、その位置を要素ホログラム毎に変えるようにする。これにより、ホログラムを観察したときに無限遠に定位するノイズを低減することができる。
【００３７】
拡散板４２の移動のための拡散板移動手段としては、ステッピングモータ等の機械的手法によって拡散板４２を一定量ずつ移動する移動機構等が採用でき、これによる拡散板４２の移動方向は、要素ホログラムの幅方向［図２（Ｂ）中、矢印Ｘ方向］であってもよいし、これとは直交する方向［図２（Ａ）中、矢印Ｙ方向］であってもよい。さらには、これらを組み合わせてもよいし、全くのランダムに移動してもよい。往復動とすることも可能である。
【００３８】
本実施の形態では、拡散板４２を要素ホログラムの幅方向（矢印Ｘ方向）に０．５ｍｍ程度ずつ移動し、良好な結果を得た。移動量は、これより少なくてもよいし、多くてもよい。表示装置４１の透過光が拡散板４２内に収まる範囲内で任意に設定することができる。
【００３９】
このように、拡散板４２を配置することで、要素ホログラムの幅内が一様に露光されるため、得られるホログラムの画質が向上するが、前記一様な露光を実現しようとすると、拡散板４２の拡散をある程度強くする必要があり、拡散板４２により拡散された物体光は、ホログラム記録媒体３０上で広がりを持ち、本来の要素ホログラムの幅よりも広い範囲を露光してしまうことになる。
【００４０】
そこで、マスク４４によって不要な光を遮蔽し、各要素ホログラムが適正な幅で露光されるようにする。すなわち、拡散板４２による拡散と、マスク４４による不要光の遮蔽によって、一様で適正な露光幅が得られるようにする。
【００４１】
すなわち、表示装置４１からの透過光は、拡散板４２を透過して要素ホログラムの幅方向に拡散された後、シリンドリカルレンズ４３によりホログラム記録媒体３０上に集束される。このとき、拡散板４２の影響により、物体光は１点には集光せず、ある範囲に広がる。
【００４２】
この広がった集束光のうち、中心部の所定範囲だけをマスク４４の開口部４４ａを透過させ、物体光としてホログラム記録媒体３０に入射する。
【００４３】
物体光の形状は短冊状である。
【００４４】
上記マスク４４とホログラム記録媒体３０の間には、一次元拡散板４５が第２の拡散板として配置されており、マスク４４を通過した物体光は、短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散され、ホログラム記録媒体３０に照射される。これにより、反射型ホログラムの縦方向（垂直方向）の視野角を広げることができる。
【００４５】
この一次元拡散板４５は、固定状態とすることも可能であるが、ホログラム面上に定位するノイズを解消するために、第１の拡散板４２と同様、各要素ホログラムの露光毎に移動することが好ましい。移動方向は任意であるが、通常は、水平方向のスジを解消するために、短冊状の要素ホログラムの長手方向［図２（Ａ）中、矢印Ｖ方向］とされる。
【００４６】
上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、制御用コンピュータ２の制御のもとに、ホログラム記録媒体３０を１要素ホログラム分だけ間欠送りし得る記録媒体送り機構５０を備えている。この記録媒体送り機構５０は、後述するように、制御用コンピュータ２からの制御信号に基づいて、フィルム状のホログラム記録媒体を間欠送りし得るようになっている。そして、このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３でホログラフィックステレオグラムを作成する際は、記録媒体送り機構５０に所定の状態でセットされたホログラム記録媒体３０に対して、視差画像列の各画像データに基づく画像を短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。
【００４７】
ここで、上記ホログラフィックステレオグラム作成システムにおいて使用されるホログラム記録媒体３０について、図３及び図４を参照して、詳細に説明する。
【００４８】
このホログラム記録媒体３０は、図３に示すように、テープ状に形成されたフィルムベース材３０ａ上に光重合型フォトポリマからなるフォトポリマ層３０ｂが形成されるとともに、当該フォトポリマ層３０ｂ上にカバーシート３０ｃが被着されることにより形成された、いわゆるフィルム塗布タイプの記録媒体である。なお、本実施の形態において、感光部となるフォトポリマ層３０ｂには、デュポン株式会社製の商品名「ＯＭＮＩ−ＤＥＸ」を使用し、その膜厚は約２０μｍとした。
【００４９】
光重合型フォトポリマは、初期状態では、図４（Ａ）に示すように、モノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図４（Ｂ）に示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2 程度のパワーの光ＬＡを照射すると、露光部においてモノマＭが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマＭが移動してモノマＭの濃度が場所によって変化し、これにより、屈折率変調が生じる。この後、図４（Ｃ）に示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ2 程度のパワーの紫外線又は可視光ＬＢを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了する。このように、光重合型フォトポリマは、入射された光に応じて屈折率が変化するので、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞を、屈折率の変化として記録することができる。
【００５０】
このような光重合型フォトポリマを用いたホログラム記録媒体３０は、露光後に特別な現像処理を施す必要が無い。したがって、光重合型フォトポリマを感光部に用いたホログラム記録媒体３０を使用する本実施の形態に係るホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、構成を簡略化することができる。
【００５１】
次に、上記記録媒体送り機構５０について、図５を参照して詳細に説明する。ここで、図５は、上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３の記録媒体送り機構５０の部分を拡大した図である。
【００５２】
図５に示すように、記録媒体送り機構５０は、ローラ５１と、間欠送り用ローラ５２とを備えており、ホログラム記録媒体３０は、ローラ５１に巻き付けられた状態でフィルムカートリッジ５３内に収納されている。そして、この記録媒体送り機構５０は、所定位置に装填されたフィルムカートリッジ５３内のローラ５１を所定のトルクをもって回転自在に軸支するとともに、当該フィルムカートリッジ５３から引き出されたホログラム記録媒体３０を、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２とで保持し得るようになされている。このとき、記録媒体送り機構５０は、ホログラム用記録媒体３０の主面が、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２と間において物体光に対してほぼ垂直となるように、ホログラム記録媒体３０を保持する。また、ローラ５１及び間欠送り用ローラ５２は、トーションコイルばねにより互いに離反する方向に付勢されており、これにより、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２との間に掛け渡されるようにローディングされたホログラム用記録媒体３０に対して、所定のテンションが付与される。
【００５３】
上記記録媒体送り機構５０の間欠送り用ローラ５２は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて、図中矢印Ａ１で示す方向に自在に回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ、間欠送り用ローラ５２を順次回転させる。これにより、ホログラム記録媒体３０は、１画像分の露光毎に１要素ホログラム分だけ送られることとなる。
【００５４】
また、ホログラム記録媒体３０の進路のうち間欠送り用ローラ５２の後段には、当該進路に沿って紫外線ランプ５４が配設されている。この紫外線ランプ５４は、露光されたホログラム記録媒体３０のモノマＭの重合を完了させるためのものであり、間欠送り用ローラ５２によって送られてきたホログラム記録媒体３０に対して、所定パワーの紫外線ＵＶを照射し得るようになされている。
【００５５】
さらに、ホログラム記録媒体３０の進路のうち紫外線ランプ５４の後段には、回転自在に軸支されたヒートローラ５５と、一対の排出用送りローラ５６，５７と、カッター５８とが順次配設されている。
【００５６】
ここで、排出用送りローラ５６，５７は、ホログラム記録媒体３０のカバーシート３０ｃ側がヒートローラ５５の周側面に約半周にわたって密着した状態に巻きつくように、ホログラム記録媒体３０を送るようになされている。この排出用送りローラ５６，５７は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ、間欠送り用ローラ５２の回転と同期して、排出用送りローラ５６，５７を順次回転させる。これにより、ホログラム記録媒体３０は、間欠送り用ローラ５２と排出用送りローラ５６，５７と間において弛むことなく、確実にヒートローラ５５の周側面に密着した状態で送られることとなる。
【００５７】
上記ヒートローラ５５は、内部にヒータ等の発熱手段を備えており、この発熱手段により、その周側面が約１２０℃程度の温度を保ち得るようになされている。そして、このヒートローラ５５は、送られてきたホログラム記録媒体３０のフォトポリマ層３０ｂをカバーシート３０ｃを介して加熱することにより、フォトポリマ層３０ｂの屈折率変調度を増加させ、ホログラム記録媒体３０に記録画像を定着させる。このため、ヒートローラ５５は、その周側面にホログラム記録媒体３０が当接し始めてから離れるまでに記録画像が定着し得る程度の時間がかかるようにその外径が選定されている。
【００５８】
また、カッター５８は、図示しないカッター駆動機構を備えており、このカッター駆動機構を駆動することにより、送られてきたホログラム記録媒体３０を切断し得るようになされている。このカッター駆動機構は、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、ホログラム記録媒体３０に視差画像列の各画像データに基づく各画像が全て記録された後、当該ホログラム記録媒体３０の画像が記録された全ての部分がカッター５８よりも外部に排出された段階で、カッター５８を駆動させる。これにより、画像データが記録された部分が他の部分から切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
【００５９】
最後に、以上のような構成を有するホログラフィックステレオグラム作成システムでホログラフィックステレオグラムを作成する際の動作について説明する。
【００６０】
ホログラフィックステレオグラムを作成する際、制御用コンピュータ２は、データ処理部１から供給された画像データＤ５に基づいて表示装置４１を駆動して、表示装置４１に画像を表示させる。その後、制御用コンピュータ２は、シャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出して所定時間だけシャッタ３２を開放させ、ホログラム記録媒体３０を露光する。このとき、レーザ光源３１から出射されシャッタ３２を透過したレーザ光Ｌ２のうち、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が、参照光として、光導入用ブロック３７を介してホログラム記録媒体３０に入射する。同時に、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が、表示装置４１に表示された画像が投影された投影光となり、当該投影光が物体光としてホログラム記録媒体３０に入射する。これにより、表示装置４１に表示された１画像が、ホログラム記録媒体３０に短冊状の要素ホログラムとして記録される。
【００６１】
そして、ホログラム記録媒体３０への１画像の記録が終了すると、次いで、制御用コンピュータ２は、間欠送り用ローラ５２に接続されたステッピングモータと、排出用送りローラ５６，５７に接続されたステッピングモータとに制御信号Ｓ２を送出してこれらを駆動し、これにより、ホログラム記録媒体３０を１要素ホログラム分だけ送らせる。同時に、制御用コンピュータ２から供給される制御信号に基づいて、拡散板移動手段の例えばステッピングモータを駆動し、拡散板４２をランダムに移動する。本例では、要素ホログラムの幅方向（矢印Ｘ方向）に０．５ｍｍ程度ずつ移動した。
【００６２】
次いで、制御用コンピュータ２は、データ処理部１から供給される次の画像データＤ５に基づいて表示装置４１を駆動して、次の画像を表示装置４１に表示させる。この後、上述と同様の動作を順次繰り返すことにより、データ処理部１から供給される各画像データＤ５に基づく各画像が、ホログラム記録媒体３０に短冊状の要素ホログラムとして順次記録される。
【００６３】
すなわち、このホログラフィックステレオグラム作成システムでは、記憶装置１２に記録された画像デー夕に基づく画像が表示装置４１に順次表示されるとともに、各画像毎にシャッタ３２が開放され、各画像がそれぞれ短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体３０に順次記録される。このとき、ホログラム記録媒体３０は、１画像毎に１要素ホログラム分だけ送られるので、各要素ホログラムは、水平方向（横方向）に連続して並ぶこととなる。これにより、水平方向の視差情報を含む複数の画像が、横方向に連続した複数の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体３０に記録され、水平方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが得られる。
【００６４】
この後、以上のように要素ホログラムが記録されたホログラム記録媒体３０には、紫外線ランプ５４から紫外線ＵＶが照射される。これにより、モノマＭの重合が完了する。次いで、ホログラム記録媒体３０は、ヒートローラ５５により加熱され、これにより、記録画像の定着がなされる。
【００６５】
そして、画像が記録された部分が全て外部に送り出されると、制御用コンピュータ２は、カッター駆動機構に制御信号Ｓ２を供給して、カッター駆動機構を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体３０のうち、画像が記録された部分がカッター５８によってから切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
【００６６】
以上の工程により、水平方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが完成する。
【００６７】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明してきたが、本発明がこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６８】
例えば、上記の説明では、水平方向視差のみの（すなわち、短冊状の要素ホログラムを持つ）ホログラフィックステレオグラムについて説明してきたが、全く同様に、矩形ドット状の要素ホログラムを持ち縦横両方の視差を持つホログラフィックステレオグラムについても本発明を適用することができる。
【００６９】
また、上記の説明では、反射型ホログラムを例に説明したが、透過型ホログラムやエッジリット型ホログラムに対しても、同様に本発明を適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、無限遠に定位するノイズを解消することができ、高画質のホログラフィックステレオグラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホログラフィックステレオグラム作成システムの一構成例を示す模式図である。
【図２】ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す模式図である。
【図３】ホログラム用記録媒体の一例を示す断面図である。
【図４】光重合型フォトポリマの感光プロセスを示す模式図である。
【図５】記録媒体送り機構の一構成例を示す模式図である。
【図６】ホログラフィックステレオグラムの作成方法を示す模式図である。
【符号の説明】
３０ ホログラム記録媒体、３１ レーザ光源、４１ 表示装置、４２ 第１の拡散板、４４ マスク、４５ 一次元拡散板、Ｌ３ 参照光、Ｌ４ 物体光
【発明の属する技術分野】
本発明は、実写画像やコンピュータ生成画像等を三次元認識することができるホログラフィックステレオグラムの作成方法及び作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィックステレオグラムは、被写体を異なる観察点から順次撮影することにより得られた多数の画像を原画として、これらを１枚のホログラム記録媒体に短冊状又はドット状の要素ホログラムとして順次記録することにより作成される。
【０００３】
例えば、水平方向のみに視差情報を持つホログラフィックステレオグラムでは、図６に示すように、被写体１００を水平方向の異なる観察点から順次撮影することにより得られた複数の原画１０１ａ〜１０１ｅが、短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体１０２に順次記録される。
【０００４】
このホログラフィックステレオグラムは、これをある位置から片方の目で見た場合、各要素ホログラムの一部分の画像情報の集合体である二次元画像が見え、目の位置を水平方向に動かせば、各要素ホログラムの別の部分の画像情報の集合体である二次元画像が見える。したがって、このホログラフィックステレオグラムを観察者が両目で見たときには、左右の目の位置が水平方向で異なるために、これらの目にそれぞれ写る２次元画像は若干異なるものとなる。これにより、観察者は視差を感じ、３次元画像として認識される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ホログラフィックステレオグラムを作成する際に、それぞれの要素ホログラムは、干渉性の良いレーザ光源を分岐し、一つは画像表示手段（例えば液晶パネル）により二次元画像変調された投影像（物体光）として、一つは参照光として、感光材料を記録材料とするホログラム記録媒体に集光し、前記感光材料の屈折率変化として干渉縞を記録することにより形成される。
【０００６】
このとき、高画質のホログラムを得るためには、画像表示手段の近傍に拡散板を置くことが有効である。
【０００７】
しかしながら、前記拡散板を配置しても、得られるホログラムに観察される無限遠に定位したノイズを解消することはできない。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであって、無限遠に定位するノイズを解消することができ、高画質なホログラムを得ることが可能なホログラフィックステレオグラムの作成方法を提供することを目的とし、さらには作成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明のホログラフィックステレオグラムの作成方法は、表示手段にホログラム記録媒体の座標位置に対応した画像を表示させ、この表示手段を透過したレーザ光を物体光としてホログラム記録媒体の前記座標位置に集光するとともに、表示手段を透過する前のレーザ光の一部を参照光としてホログラム記録媒体に同時に照射し、前記ホログラム記録媒体に短冊状またはドット状の要素ホログラムを順次形成するホログラフィックステレオグラムの作成方法において、上記表示手段の近傍にレーザ光を拡散する第１の拡散板を配するとともに、ホログラム記録媒体の直前に要素ホログラム幅に対応した開口部を有するマスク及びこのマスクの開口部を透過した物体光を一次元拡散する第２の拡散板を配し、上記第１の拡散板の位置を要素ホログラム毎に任意に変えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のホログラフィックステレオグラムの作成装置は、ホログラム記録媒体の座標位置に対応して画像を表示する表示手段と、上記表示手段を透過するレーザ光を物体光としてホログラム記録媒体に照射するとともに、表示手段を透過する前のレーザ光の一部を参照光としてホログラム記録媒体に同時に照射するためのレーザ光源と、上記表示手段の近傍に配されレーザ光を拡散する第１の拡散板と、上記第１の拡散板を要素ホログラム毎に移動する拡散板移動手段と、上記ホログラム記録媒体の直前に配され要素ホログラム幅に対応した開口部を有するマスク及びこのマスクの開口部を透過した物体光を一次元拡散する第２の拡散板とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、物体光は第１の拡散板により要素ホログラム幅方向に適正に拡散され、マスクにより不要な物体光が遮蔽される。
【００１２】
このとき、拡散板を固定状態とするのではなく、各要素ホログラムの露光毎に移動し、その位置を変えているので、光学系の不均一性が分散され、各要素ホログラムの露光の均一性が高まり、同時に無限遠に定位するノイズが解消される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に構成を変更することが可能である。
【００１４】
先ず、ホログラフィックステレオグラムを作成するホログラフィックステレオグラム作成システムの一構成例について説明する。なお、本実施の形態では、短冊状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、水平方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムを例に挙げる。ただし、本発明は、ドット状の複数の要素ホログラムを１つの記録媒体上に記録することにより、横方向及び縦方向の視差情報を持たせたホログラフィックステレオグラムに対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００１５】
このホログラフィックステレオグラム作成システムは、物体光と参照光との干渉縞が記録されたホログラム記録媒体をそのままホログラフィックステレオグラムとする、いわゆるワンステップホログラフィックステレオグラムを作成するシステムであり、図１に示すように、記録対象の画像データの処理を行うデータ処理部１と、このシステム全体の制御を行う制御用コンピュータ２と、ホログラフィックステレオグラム作成用の光学系を有するホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３とから構成されている。
【００１６】
データ処理部１は、多眼式カメラや移動式カメラ等を備えた視差画像列撮影装置１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ１や、画像データ生成用コンピュータ１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２等に基づいて、視差画像列Ｄ３を生成する。
【００１７】
ここで、視差画像列撮影装置１３から供給される視差情報を含む複数の画像データＤ１は、例えば、多眼式カメラによる同時撮影、又は移動式カメラによる連続撮影等によって、実物体を水平方向の異なる複数の観察点から撮影することにより得られた複数画像分の画像データである。
【００１８】
また、画像データ生成用コンピュータ１４によって生成された視差情報を含む複数の画像データＤ２は、例えば、水平方向に順次視差を与えて作成された複数のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）画像やＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）画像等の画像データである。
【００１９】
そして、データ処理部１は、視差画像列Ｄ３に対して画像処理用コンピュータ１１によってホログラフィックステレオグラム用の所定の画像処理を施す。そして、所定の画像処理が施された画像データＤ４を、メモリ又はハードディスク等の記憶装置１２に記録する。
【００２０】
また、データ処理部１は、ホログラム記録媒体に画像を記録する際に、記憶装置１２に記録された画像データＤ４から、１画像分毎にデータを順番に読み出し、この画像データＤ５を制御用コンピュータ２に送出する。
【００２１】
一方、制御用コンピュータ２は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３を駆動し、データ処理部１から供給された画像データＤ５に基づく画像を、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３内にセットされたホログラム用記録媒体３０に、短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。
【００２２】
このとき、制御用コンピュータ２は、後述するように、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３に設けられたシャッタ３２、表示装置４１及び記録媒体送り機構等の制御を行う。すなわち、制御用コンピュータ２は、シャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出してシャッタ３２の開閉を制御し、また、表示装置４１に画像データＤ５を供給して表示装置４１に当該画像データＤ５に基づく画像を表示させ、また、記録媒体送り機構に制御信号Ｓ２を送出して記録媒体送り機構によるホログラム用記録媒体３０の送り動作を制御する。
【００２３】
上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３について、図２を参照して詳細に説明する。なお、図２（Ａ）は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３全体の光学系を上方から見た図であり、図２（Ｂ）は、ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３の光学系の物体光用の部分を横方向から見た図である。
【００２４】
ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、図２（Ａ）に示すように、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ光源３１と、レーザ光源３１からのレーザ光Ｌ１の光軸上に配されたシャッタ３２及びハーフミラー３３とを備えている。本実施の形態では、レーザ光源３１には、波長が５１４．５ｎｍ、出力２００ｍＷのアルゴンレーザを用いた。
【００２５】
上記シャッタ３２は、制御用コンピュータ２によって制御され、ホログラム記録媒体３０を露光しないときには閉じられ、ホログラム記録媒体３０を露光するときに開放される。また、ハーフミラー３３は、シャッタ３２を通過してきたレーザ光Ｌ２を、参照光と物体光とに分離するためのものであり、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が参照光となり、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が物体光となる。
【００２６】
なお、上記光学系において、ハーフミラー３３によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する参照光の光路長と、ハーフミラー３３を透過しホログラム記録媒体３０に入射する物体光の光路長とは、ほぼ同じ長さとする。これにより、参照光と物体光との干渉性が高まり、より鮮明な再生像が得られるホログラフィックステレオグラムを作成することが可能となる。
【００２７】
ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３の光軸上には、参照光用の光学系として、シリンドリカルレンズ３４と、参照光を平行光とするためのコリメータレンズ３５と、コリメータレンズ３５からの平行光を反射する全反射ミラー３６とがこの順に配置されている。
【００２８】
そして、ハーフミラー３３によって反射された光は、先ず、シリンドリカルレンズ３４によって発散光とされる。次に、コリメータレンズ３５によって平行光とされる。その後、全反射ミラー３６によって反射され、ホログラム記録媒体３０に入射する。
【００２９】
一方、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４の光軸上には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、物体光用の光学系として、ハーフミラー３３からの透過光を反射する全反射ミラー３８、凸レンズとピンホールを組み合わせたスペーシャルフィルタ３９、物体光を平行光とするためのコリメータレンズ４０、記録対象の画像を表示する表示装置４１、表示装置４１を透過してきた光を要素ホログラムの幅方向に拡散させる一次元拡散板４２、一次元拡散板４２を透過した物体光をホログラム記録媒体３０上に集光するシリンドリカルレンズ４３、要素ホログラムの幅に対応して短冊状の開口部が形成されたマスク４４がこの順に配置されている。
【００３０】
また、反射型のホログラムの場合には、ホログラム記録媒体３０の直前に一次元拡散板を配するのが一般的であり、本例でもマスク４４とホログラム記録媒体３０の間に一次元拡散板４５が第２の拡散板として配置されている。
【００３１】
この一次元拡散板４５は、集光された物体光を短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散するもので、垂直方向（縦方向）での視点の移動に対応するためのものである。
【００３２】
そして、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４は、全反射ミラー３８によって反射された後、スペーシャルフィルタ３９によって点光源からの発散光とされる。次に、コリメータレンズ４０によって平行光とされ、その後、表示装置４１に入射する。ここで、本実施の形態では、スペーシャルフィルタ３９には、２０倍の対物レンズと直径２０μｍのピンホールを用いた。また、コリメータレンズ４０の焦点距離は１００ｍｍとした。
【００３３】
表示装置４１は、例えば液晶ディスプレイからなる投影型の画像表示装置であり、制御用コンピュータ２によって制御され、制御用コンピュータ２から送られた画像データＤ５に基づく画像を表示する。本例では、画素数４８０×１０６８、大きさ１６．８ｍｍ×２９．９ｍｍの白黒液晶パネルを用いた。
【００３４】
そして、表示装置４１を透過した光は、表示装置４１に表示された画像によって変調された光となり、一次元拡散板４２によって拡散される。一次元拡散板４２は、表示装置４１の近傍に配置すればよく、表示装置４１の直前、あるいは直後に配置される。本例では、表示装置４１の直後に配置した。
【００３５】
ここで、拡散板４２は、表示装置４１からの透過光を要素ホログラム幅方向に若干拡散させることにより、要素ホログラム内に光を分散させることで、作成されるホログラフィックステレオグラムの画質の向上に寄与する。
【００３６】
このとき、拡散板４２には、拡散板移動手段（図示は省略する。）を設け、各要素ホログラムを形成する毎にこれをランダムに移動し、その位置を要素ホログラム毎に変えるようにする。これにより、ホログラムを観察したときに無限遠に定位するノイズを低減することができる。
【００３７】
拡散板４２の移動のための拡散板移動手段としては、ステッピングモータ等の機械的手法によって拡散板４２を一定量ずつ移動する移動機構等が採用でき、これによる拡散板４２の移動方向は、要素ホログラムの幅方向［図２（Ｂ）中、矢印Ｘ方向］であってもよいし、これとは直交する方向［図２（Ａ）中、矢印Ｙ方向］であってもよい。さらには、これらを組み合わせてもよいし、全くのランダムに移動してもよい。往復動とすることも可能である。
【００３８】
本実施の形態では、拡散板４２を要素ホログラムの幅方向（矢印Ｘ方向）に０．５ｍｍ程度ずつ移動し、良好な結果を得た。移動量は、これより少なくてもよいし、多くてもよい。表示装置４１の透過光が拡散板４２内に収まる範囲内で任意に設定することができる。
【００３９】
このように、拡散板４２を配置することで、要素ホログラムの幅内が一様に露光されるため、得られるホログラムの画質が向上するが、前記一様な露光を実現しようとすると、拡散板４２の拡散をある程度強くする必要があり、拡散板４２により拡散された物体光は、ホログラム記録媒体３０上で広がりを持ち、本来の要素ホログラムの幅よりも広い範囲を露光してしまうことになる。
【００４０】
そこで、マスク４４によって不要な光を遮蔽し、各要素ホログラムが適正な幅で露光されるようにする。すなわち、拡散板４２による拡散と、マスク４４による不要光の遮蔽によって、一様で適正な露光幅が得られるようにする。
【００４１】
すなわち、表示装置４１からの透過光は、拡散板４２を透過して要素ホログラムの幅方向に拡散された後、シリンドリカルレンズ４３によりホログラム記録媒体３０上に集束される。このとき、拡散板４２の影響により、物体光は１点には集光せず、ある範囲に広がる。
【００４２】
この広がった集束光のうち、中心部の所定範囲だけをマスク４４の開口部４４ａを透過させ、物体光としてホログラム記録媒体３０に入射する。
【００４３】
物体光の形状は短冊状である。
【００４４】
上記マスク４４とホログラム記録媒体３０の間には、一次元拡散板４５が第２の拡散板として配置されており、マスク４４を通過した物体光は、短冊状の要素ホログラムの長手方向に一次元的に拡散され、ホログラム記録媒体３０に照射される。これにより、反射型ホログラムの縦方向（垂直方向）の視野角を広げることができる。
【００４５】
この一次元拡散板４５は、固定状態とすることも可能であるが、ホログラム面上に定位するノイズを解消するために、第１の拡散板４２と同様、各要素ホログラムの露光毎に移動することが好ましい。移動方向は任意であるが、通常は、水平方向のスジを解消するために、短冊状の要素ホログラムの長手方向［図２（Ａ）中、矢印Ｖ方向］とされる。
【００４６】
上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、制御用コンピュータ２の制御のもとに、ホログラム記録媒体３０を１要素ホログラム分だけ間欠送りし得る記録媒体送り機構５０を備えている。この記録媒体送り機構５０は、後述するように、制御用コンピュータ２からの制御信号に基づいて、フィルム状のホログラム記録媒体を間欠送りし得るようになっている。そして、このホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３でホログラフィックステレオグラムを作成する際は、記録媒体送り機構５０に所定の状態でセットされたホログラム記録媒体３０に対して、視差画像列の各画像データに基づく画像を短冊状の要素ホログラムとして順次記録する。
【００４７】
ここで、上記ホログラフィックステレオグラム作成システムにおいて使用されるホログラム記録媒体３０について、図３及び図４を参照して、詳細に説明する。
【００４８】
このホログラム記録媒体３０は、図３に示すように、テープ状に形成されたフィルムベース材３０ａ上に光重合型フォトポリマからなるフォトポリマ層３０ｂが形成されるとともに、当該フォトポリマ層３０ｂ上にカバーシート３０ｃが被着されることにより形成された、いわゆるフィルム塗布タイプの記録媒体である。なお、本実施の形態において、感光部となるフォトポリマ層３０ｂには、デュポン株式会社製の商品名「ＯＭＮＩ−ＤＥＸ」を使用し、その膜厚は約２０μｍとした。
【００４９】
光重合型フォトポリマは、初期状態では、図４（Ａ）に示すように、モノマＭがマトリクスポリマに均一に分散している。これに対して、図４（Ｂ）に示すように、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2 程度のパワーの光ＬＡを照射すると、露光部においてモノマＭが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマＭが移動してモノマＭの濃度が場所によって変化し、これにより、屈折率変調が生じる。この後、図４（Ｃ）に示すように、１０００ｍＪ／ｃｍ2 程度のパワーの紫外線又は可視光ＬＢを全面に照射することにより、モノマＭの重合が完了する。このように、光重合型フォトポリマは、入射された光に応じて屈折率が変化するので、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞を、屈折率の変化として記録することができる。
【００５０】
このような光重合型フォトポリマを用いたホログラム記録媒体３０は、露光後に特別な現像処理を施す必要が無い。したがって、光重合型フォトポリマを感光部に用いたホログラム記録媒体３０を使用する本実施の形態に係るホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３は、構成を簡略化することができる。
【００５１】
次に、上記記録媒体送り機構５０について、図５を参照して詳細に説明する。ここで、図５は、上記ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３の記録媒体送り機構５０の部分を拡大した図である。
【００５２】
図５に示すように、記録媒体送り機構５０は、ローラ５１と、間欠送り用ローラ５２とを備えており、ホログラム記録媒体３０は、ローラ５１に巻き付けられた状態でフィルムカートリッジ５３内に収納されている。そして、この記録媒体送り機構５０は、所定位置に装填されたフィルムカートリッジ５３内のローラ５１を所定のトルクをもって回転自在に軸支するとともに、当該フィルムカートリッジ５３から引き出されたホログラム記録媒体３０を、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２とで保持し得るようになされている。このとき、記録媒体送り機構５０は、ホログラム用記録媒体３０の主面が、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２と間において物体光に対してほぼ垂直となるように、ホログラム記録媒体３０を保持する。また、ローラ５１及び間欠送り用ローラ５２は、トーションコイルばねにより互いに離反する方向に付勢されており、これにより、ローラ５１と間欠送り用ローラ５２との間に掛け渡されるようにローディングされたホログラム用記録媒体３０に対して、所定のテンションが付与される。
【００５３】
上記記録媒体送り機構５０の間欠送り用ローラ５２は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて、図中矢印Ａ１で示す方向に自在に回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ、間欠送り用ローラ５２を順次回転させる。これにより、ホログラム記録媒体３０は、１画像分の露光毎に１要素ホログラム分だけ送られることとなる。
【００５４】
また、ホログラム記録媒体３０の進路のうち間欠送り用ローラ５２の後段には、当該進路に沿って紫外線ランプ５４が配設されている。この紫外線ランプ５４は、露光されたホログラム記録媒体３０のモノマＭの重合を完了させるためのものであり、間欠送り用ローラ５２によって送られてきたホログラム記録媒体３０に対して、所定パワーの紫外線ＵＶを照射し得るようになされている。
【００５５】
さらに、ホログラム記録媒体３０の進路のうち紫外線ランプ５４の後段には、回転自在に軸支されたヒートローラ５５と、一対の排出用送りローラ５６，５７と、カッター５８とが順次配設されている。
【００５６】
ここで、排出用送りローラ５６，５７は、ホログラム記録媒体３０のカバーシート３０ｃ側がヒートローラ５５の周側面に約半周にわたって密着した状態に巻きつくように、ホログラム記録媒体３０を送るようになされている。この排出用送りローラ５６，５７は、図示しないステッピングモータに接続されており、当該ステッピングモータからの回転力に基づいて回転し得るようになされている。このステッピングモータは、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、１画像分の露光終了毎に１要素ホログラムに対応した所定角度だけ、間欠送り用ローラ５２の回転と同期して、排出用送りローラ５６，５７を順次回転させる。これにより、ホログラム記録媒体３０は、間欠送り用ローラ５２と排出用送りローラ５６，５７と間において弛むことなく、確実にヒートローラ５５の周側面に密着した状態で送られることとなる。
【００５７】
上記ヒートローラ５５は、内部にヒータ等の発熱手段を備えており、この発熱手段により、その周側面が約１２０℃程度の温度を保ち得るようになされている。そして、このヒートローラ５５は、送られてきたホログラム記録媒体３０のフォトポリマ層３０ｂをカバーシート３０ｃを介して加熱することにより、フォトポリマ層３０ｂの屈折率変調度を増加させ、ホログラム記録媒体３０に記録画像を定着させる。このため、ヒートローラ５５は、その周側面にホログラム記録媒体３０が当接し始めてから離れるまでに記録画像が定着し得る程度の時間がかかるようにその外径が選定されている。
【００５８】
また、カッター５８は、図示しないカッター駆動機構を備えており、このカッター駆動機構を駆動することにより、送られてきたホログラム記録媒体３０を切断し得るようになされている。このカッター駆動機構は、制御用コンピュータ２から供給される制御信号Ｓ２に基づいて、ホログラム記録媒体３０に視差画像列の各画像データに基づく各画像が全て記録された後、当該ホログラム記録媒体３０の画像が記録された全ての部分がカッター５８よりも外部に排出された段階で、カッター５８を駆動させる。これにより、画像データが記録された部分が他の部分から切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
【００５９】
最後に、以上のような構成を有するホログラフィックステレオグラム作成システムでホログラフィックステレオグラムを作成する際の動作について説明する。
【００６０】
ホログラフィックステレオグラムを作成する際、制御用コンピュータ２は、データ処理部１から供給された画像データＤ５に基づいて表示装置４１を駆動して、表示装置４１に画像を表示させる。その後、制御用コンピュータ２は、シャッタ３２に制御信号Ｓ１を送出して所定時間だけシャッタ３２を開放させ、ホログラム記録媒体３０を露光する。このとき、レーザ光源３１から出射されシャッタ３２を透過したレーザ光Ｌ２のうち、ハーフミラー３３によって反射された光Ｌ３が、参照光として、光導入用ブロック３７を介してホログラム記録媒体３０に入射する。同時に、ハーフミラー３３を透過した光Ｌ４が、表示装置４１に表示された画像が投影された投影光となり、当該投影光が物体光としてホログラム記録媒体３０に入射する。これにより、表示装置４１に表示された１画像が、ホログラム記録媒体３０に短冊状の要素ホログラムとして記録される。
【００６１】
そして、ホログラム記録媒体３０への１画像の記録が終了すると、次いで、制御用コンピュータ２は、間欠送り用ローラ５２に接続されたステッピングモータと、排出用送りローラ５６，５７に接続されたステッピングモータとに制御信号Ｓ２を送出してこれらを駆動し、これにより、ホログラム記録媒体３０を１要素ホログラム分だけ送らせる。同時に、制御用コンピュータ２から供給される制御信号に基づいて、拡散板移動手段の例えばステッピングモータを駆動し、拡散板４２をランダムに移動する。本例では、要素ホログラムの幅方向（矢印Ｘ方向）に０．５ｍｍ程度ずつ移動した。
【００６２】
次いで、制御用コンピュータ２は、データ処理部１から供給される次の画像データＤ５に基づいて表示装置４１を駆動して、次の画像を表示装置４１に表示させる。この後、上述と同様の動作を順次繰り返すことにより、データ処理部１から供給される各画像データＤ５に基づく各画像が、ホログラム記録媒体３０に短冊状の要素ホログラムとして順次記録される。
【００６３】
すなわち、このホログラフィックステレオグラム作成システムでは、記憶装置１２に記録された画像デー夕に基づく画像が表示装置４１に順次表示されるとともに、各画像毎にシャッタ３２が開放され、各画像がそれぞれ短冊状の要素ホログラムとしてホログラム記録媒体３０に順次記録される。このとき、ホログラム記録媒体３０は、１画像毎に１要素ホログラム分だけ送られるので、各要素ホログラムは、水平方向（横方向）に連続して並ぶこととなる。これにより、水平方向の視差情報を含む複数の画像が、横方向に連続した複数の要素ホログラムとしてホログラム用記録媒体３０に記録され、水平方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが得られる。
【００６４】
この後、以上のように要素ホログラムが記録されたホログラム記録媒体３０には、紫外線ランプ５４から紫外線ＵＶが照射される。これにより、モノマＭの重合が完了する。次いで、ホログラム記録媒体３０は、ヒートローラ５５により加熱され、これにより、記録画像の定着がなされる。
【００６５】
そして、画像が記録された部分が全て外部に送り出されると、制御用コンピュータ２は、カッター駆動機構に制御信号Ｓ２を供給して、カッター駆動機構を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体３０のうち、画像が記録された部分がカッター５８によってから切り離され、１枚のホログラフィックステレオグラムとして外部に排出される。
【００６６】
以上の工程により、水平方向の視差を有するホログラフィックステレオグラムが完成する。
【００６７】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明してきたが、本発明がこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６８】
例えば、上記の説明では、水平方向視差のみの（すなわち、短冊状の要素ホログラムを持つ）ホログラフィックステレオグラムについて説明してきたが、全く同様に、矩形ドット状の要素ホログラムを持ち縦横両方の視差を持つホログラフィックステレオグラムについても本発明を適用することができる。
【００６９】
また、上記の説明では、反射型ホログラムを例に説明したが、透過型ホログラムやエッジリット型ホログラムに対しても、同様に本発明を適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、無限遠に定位するノイズを解消することができ、高画質のホログラフィックステレオグラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホログラフィックステレオグラム作成システムの一構成例を示す模式図である。
【図２】ホログラフィックステレオグラムプリンタ装置の光学系の一例を示す模式図である。
【図３】ホログラム用記録媒体の一例を示す断面図である。
【図４】光重合型フォトポリマの感光プロセスを示す模式図である。
【図５】記録媒体送り機構の一構成例を示す模式図である。
【図６】ホログラフィックステレオグラムの作成方法を示す模式図である。
【符号の説明】
３０ ホログラム記録媒体、３１ レーザ光源、４１ 表示装置、４２ 第１の拡散板、４４ マスク、４５ 一次元拡散板、Ｌ３ 参照光、Ｌ４ 物体光
Claims (2)
- 表示手段にホログラム記録媒体の座標位置に対応した画像を表示させ、この表示手段を透過したレーザ光を物体光としてホログラム記録媒体の前記座標位置に集光するとともに、表示手段を透過する前のレーザ光の一部を参照光としてホログラム記録媒体に同時に照射し、前記ホログラム記録媒体に短冊状またはドット状の要素ホログラムを順次形成するホログラフィックステレオグラムの作成方法において、
上記表示手段の近傍にレーザ光を拡散する第１の拡散板を配するとともに、ホログラム記録媒体の直前に要素ホログラム幅に対応した開口部を有するマスク及びこのマスクの開口部を透過した物体光を一次元拡散する第２の拡散板を配し、上記第１の拡散板の位置を要素ホログラム毎に任意に変えることを特徴とするホログラフィックステレオグラムの作成方法。 - ホログラム記録媒体の座標位置に対応して画像を表示する表示手段と、
上記表示手段を透過するレーザ光を物体光としてホログラム記録媒体に照射するとともに、表示手段を透過する前のレーザ光の一部を参照光としてホログラム記録媒体に同時に照射するためのレーザ光源と、
上記表示手段の近傍に配されレーザ光を拡散する第１の拡散板と、
上記第１の拡散板を要素ホログラム毎に移動する拡散板移動手段と、
上記ホログラム記録媒体の直前に配され要素ホログラム幅に対応した開口部を有するマスクと、
このマスクの開口部を透過した物体光を一次元拡散する第２の拡散板と
を備えることを特徴とするホログラフィックステレオグラム作成装置。
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