JP3692632B2 - ホログラフィックステレオグラムの作成方法 - Google Patents

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１２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視野角を拡げる一次元拡散板を置くことが有効である。
【０００７】
従来、この一次元拡散板としては、デフューザーと称される拡散板が使用されているが、このデフューザーは精度の点で不満を残しており、結果として画像の均一性を劣化させるという欠点を有する。
【０００８】
これを解消するために、要素ホログラム記録毎に一次元拡散板を拡散方向にランダムに移動させることも考えられるが、本質的にムラを解消できるわけではない。
【０００９】
また、上記デフューザーは、価格が高く、ホログラフィックステレオグラムを作成する際のコストを上昇させる一因となっている。
【００１０】
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、画像の均一性を向上させることができ、高画質なホログラムを得ることが可能であるとともに、コスト上も有利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する。
【００１１】
【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、上記ホログラム記録媒体の直前に集光された物体光を一次元拡散するレンチキュラレンズを一次元拡散板として配置するとともに、ルーバーフィルムをこの一次元拡散板に対して斜めに配置し、上記レンチキュラレンズを一次元拡散方向に要素ホログラム記録毎に移動することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、物体光はレンチキュラレンズにより要素ホログラム幅方向に拡散される。
【００１３】
このとき、レンチキュラレンズを用いると、その空間周波数のムラがホログラムを見たときに横筋ムラとなって現れる。
【００１４】
そこで本発明では、レンチキュラレンズを一次元拡散方向に要素ホログラム記録毎に移動する。これにより、いわば千鳥状に露光され、上記横筋ムラが解消され、画像の均一性が向上する。
【００１５】
一方、ホログラム記録媒体を通過した参照光は、ルーバーフィルムにより、例えばレンチキュラレンズ等に反射して再度ホログラム記録媒体に戻ることが防止され、不必要な干渉縞が形成されることもない。
【００１６】
また、ルーバーフィルムのルーバー間隔とレンチキュラレンズのピッチが近いと、モアレが生じてしまい、比較的大きな空間周波数のうねりが画像上に現れてしまうことがある。
【００１７】
本発明では、ルーバーフィルムの役割を損なわない範囲でルーバーフィルムをレンチキュラレンズを斜めに配置しているので、モアレによるうねりの空間周波数が低減される。
【００１８】
【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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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記録媒体３０の送り動作を制御する。
【００２８】
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（光学系の都合上、縦横逆にセットする方がレイアウトしやすいので、本例のプリンタ装置ではそのように配置している。プリントアウトされるホログラフィックステレオグラムは、縦横を変えて斜め上又は下から照明光が入射されるが、ここでもそのように説明する。）。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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に斜めに入射する。
【００３４】
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、記録対象となる画像を表示する表示装置４１、投影レンズ４２、投影レンズ４２を透過した物体光を横方向だけに集光させホログラム記録媒体３０上に短冊状に投影するシリンドリカルレンズ４３がこの順に配置されている。
【００３５】
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、本例でもレンチキュラレンズが一次元拡散板として配置されているが、これについては後に詳述する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、投影レンズ４２とシリンドリカルレンズ４３とからなる光学系を介してホログラム記録媒体３０に投影される。
【００３９】
この際、ホログラム記録媒体３０に物体光として投影された画像は、ホログラム記録媒体３０の後ろ側から照射される参照光によって横短冊状（実際に観察するときには縦短冊状）のホログラム片、すなわち物体光と参照光との干渉縞として記録されることになる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
なお、本例のホログラフィックステレオグラムプリンタ装置３においては、最終的なホログラムを見るときに上下方向の視野角を大きく取れるように、物体光を面内一次元方向に拡散し、垂直方向には拡散しない板が一次元拡散板としてホログラム記録媒体３０の直前に設けられている。
【００４７】
また、参照光がホログラム記録媒体３０を透過した後、上記一次元拡散板等で反射して再度ホログラム記録媒体３０に戻り光が照射され、不必要な干渉縞が形成されてしまうことを防ぐために、すだれ状のルーバーフィルムが前記一次元拡散板に張り合わせて設けられる。
【００４８】
そこで、上記記録媒体送り機構５０と共に、これら一次元拡散板及びルーバーフィルムについても説明する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
一方、上記ホログラム記録媒体３０の表面には、上記ローラ５１と間欠送り用ローラ５２の間の領域において、微小距離光学部品であるレンチキュラレンズ６１とルーバーフィルム６２を張り合わせたものが接触されている。
【００５３】
このレンチキュラレンズ６１は、蒲鉾板状レンズであり、一次元拡散板として機能するもので、シリンドリカルレンズ４３により集光された物体光を面内一次元方向に拡散する。レンチキュラレンズ６１は、デフューザーに比べて安価であり、しかも精度も高い。
【００５４】
本例では、上記レンチキュラレンズ６１とルーバーフィルム６２とが張り合わされ、曲率をつけて剛性を有する支持体に固定された状態でテンションのかかったホログラム記録媒体３０に若干食い込ませて接触保持されている。
【００５５】
ここで、レンチキュラレンズ６１とルーバーフィルム６２に付与された曲率は、ホログラム記録媒体３０の進行方向において滑らかに接触させるためのものであるが、ホログラム記録媒体３０との接触面にもクラウン状の曲率をつけることで、ホログラム記録媒体３０の幅方向両端部、中央部のいずれにおいても平均的に接触するように工夫してある。
【００５６】
このようにレンチキュラレンズ６１とルーバーフィルム６２をホログラム記録媒体３０に押しつけることで、ホログラム記録媒体３０の微小振動が抑えられ、明るい（回折効率の高い）ホログラムが容易に得られるようになる。
【００５７】
図６は、上記レンチキュラレンズ６１とルーバーフィルム６２のホログラム記録媒体３０に対する接触状態を示すものであり、図中矢印Ｈ方向が横方向（ホログラム記録媒体３０の幅方向）である。
【００５８】
カバーフィルム３０ｂ及び３０ｃによりホログラム材料３０ａを挟んだ形のホログラム記録媒体３０に対して、記録媒体側からルーバーフィルム６２、レンチキュラレンズ６１の順で配置されている。したがって、物体光は、レンチキュラレンズ６１により一次元拡散された後、ルーバーフィルム６２を透過してホログラム記録媒体３０に投影される。
【００５９】
図７は、物体光がレンチキュラレンズ６１によって光学的に集光されてホログラム記録される様子を示すものである。
【００６０】
要素ホログラムの露光が済むと、ステッピングモータによりホログラム記録媒体３０はほぼ要素ホログラム幅に相当する距離だけ送られるが、このとき、上記レンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２の接触状態を解除することなくホログラム記録媒体３０の送り操作を行っても問題はない。ただし、モータの負荷を軽減するためには、毎回レンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２の接触状態を解除（これらをホログラム記録媒体３０から離す。）してもよい。
【００６１】
上記一次拡散板としてのレンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２であるが、これらを単に使用した場合には、その空間周波数のムラがホログラムを見たときの横筋ムラとなって現れる。これは、横方向にレンチキュラレンズ６１の同じ部分が接触して露光されるためである。例えば、ホログラム記録媒体３０の横方向において、レンズの頂部が接触する位置は、全ての要素ホログラムにおいて同じである。
【００６２】
そこで、要素ホログラムの露光毎に上記レンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２を横方向に動かすこととする。このとき、これらレンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２をランダムに動かすことも考えられるが、本発明では、比較的大きなピッチのレンチキュラレンズ６１を用い、そのピッチＰの１／ｎ（ｎは整数）ずつずらして露光することで画像ムラを低減した。
【００６３】
実験では、５０μｍピッチのレンチキュラレンズ６１を用い、ｎ＝２とし、要素ホログラムの露光毎に２５μｍずつレンズピッチ方向に動かすことにより、千鳥状に露光した。
【００６４】
この様子を示したものが、図８である。この図では、レンチキュラレンズ６１の頂部の位置を○印で示し、要素ホログラム露光毎のレンチキュラレンズ６１の位置を模式的に示している。レンチキュラレンズ６１は、一方向に動かすようにしてもよいが、往復動させる方が装置構成上等の理由から好ましい。
【００６５】
また、ｎを３以上にした場合、単純にピッチの１／ｎずつ動かすだけでなく、その整数倍ずつ動かすようにしてもい。例えば図９に示すように、ｎ＝４のとき、０μｍ、２５μｍ（＝２Ｐ／ｎ）、１２．５μｍ（＝Ｐ／４）、３７．５μｍ（＝３Ｐ／ｎ）のように動かし、露光することも可能である。
【００６６】
比較的大きなピッチのレンチキュラレンズ６１を用いた場合、物体光はこのレンチキュラレンズ６１によって光学的に集光されてホログラム記録されるので、横方向において干渉縞が形成されない部分ができる。
【００６７】
そこで、この部分を有効利用するため、図１０に示すようにホログラム記録媒体３０の送りピッチを１／ｎにしたり、図１１に示すように、レンチキュラレンズ６１を動かして各要素ホログラム幅内でｎ回要素ホログラムを露光した後、ホログラム記録媒体３０を送るようにしてもよい。
【００６８】
この場合、全体として見れば露光回数がｎ倍になってしまうが、その分、別の情報を記録することも可能で、実質ｎ倍の高解像記録をすることができる。
【００６９】
また、ルーバーフィルム６２のルーバー間隔とレンチキュラレンズ６１のピッチが近いと、いわゆるモアレが生じてしまい、比較的大きな空間周波数のうねりが画像上に現れてしまうことがある。
【００７０】
この場合、ルーバーフィルム６２の役割を損なわない範囲でルーバーフィルム６２をレンチキュラレンズ６１に対して斜め（面内方向で斜め）に配置することで、このモアレによるうねりの空間周波数を低減することができる。
【００７１】
さらに、このモアレの間隔に対しても、レンチキュラレンズ６１のピッチと同様、上記のような１／ｍ（ｍは整数）の整数倍の距離ずつレンチキュラレンズ６１を移動させることにより、画像上のムラを目立たなくすることが可能である。
【００７２】
上記構成の記録媒体送り機構５０において、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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レンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２を介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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、レンチキュラレンズ６１及びルーバーフィルム６２の移動手段である例えばステッピングモータを駆動し、これらを先に述べたようにレンチキュラレンズ６１のピッチの１／ｎの整数倍、あるいはモアレの間隔の１／ｍの整数倍ずつ移動する。さらに、このとき、ホログラム記録媒体３０の送りピッチも、前述のように１／ｎ、１／ｍとしてもよい。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
【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、安価で精度の高いレンチキュラレンズを用いているので、ホログラフィックステレオグラムの作成システムを安価に構成することができ、また、同時に横筋ムラをなくし画像の均一性を向上させることができる。
【００９０】
さらに、本発明によれば、画像情報を増やすことができ、縦方向解像度や視差方向解像度を向上させることができ、明るい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である。
【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】レンチキュラレンズとルーバーフィルムの配置を示す模式図である。
【図７】レンチキュラレンズによる物体光の集光状態を示す模式図である。
【図８】レンチキュラレンズ及びホログラム記録媒体の移動操作の一例を示す模式図である。
【図９】レンチキュラレンズ及びホログラム記録媒体の移動操作の他の例を示す模式図である。
【図１０】レンチキュラレンズ及びホログラム記録媒体の移動操作のさらに他の例を示す模式図である。
【図１１】レンチキュラレンズ及びホログラム記録媒体の移動操作のさらに他の例を示す模式図である。
【図１２】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、６１ レンチキュラレンズ、６２ ルーバーフィルム、Ｌ３ 参照光、Ｌ４ 物体光

Claims (5)

1. 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、
   上記ホログラム記録媒体の直前に集光された物体光を一次元拡散するレンチキュラレンズを一次元拡散板として配置するとともに、ルーバーフィルムをこの一次元拡散板に対して斜めに配置し、
   上記レンチキュラレンズを一次元拡散方向に要素ホログラム記録毎に移動す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。
2. 上記レンチキュラレンズを当該レンチキュラレンズの繰り返しピッチの１／ｎ（ｎは整数である。）の整数倍ずつ移動することを特徴とする請求項１記載のホログラフィックステレオグラムの作成方法。
3. レンチキュラレンズを往復動させることを特徴とする請求項１記載のホログラフィックステレオグラムの作成方法。
4. 各要素ホログラムを記録するに際し、レンチキュラレンズを移動しながらｎ回要素ホログラムを記録することを特徴とする請求項２記載のホログラフィックステレオグラムの作成方法。
5. ホログラム記録媒体の送りピッチを１／ｎとすることを特徴とする請求項２記載のホログラフィックステレオグラムの作成方法。

Images