JP3914077B2 - 立体画像プリントの製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体画像を再生するための立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ホログラフィとは、立体画像を再生するための光波の振幅と位相の情報を媒体に記録し、再生する技術である。レーザ光のようにコヒーレントな光を物体に照射し、物体からの反射光（物体光）を記録媒体に照射する際に、もう１本のコヒーレントな光（参照光）を同時に記録媒体に照射すると、記録媒体上に干渉縞が形成される。この干渉による光強度分布を屈折率または吸収率の変化として媒体中に記録したものがホログラムである。そして、ホログラムが記録された記録媒体に参照光のみを照射すると、ホログラムが回折格子として働き、物体光が再生される。被写体に３次元構造の物体を用いた場合には、再生像は自然な立体感を備えた立体画像となる。このため、立体静止画像を表示する手法としてホログラフィが広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、ホログラフィは撮影工程が煩雑であり、一般人が所望の三次元画像を簡単に手にすることができない、という問題がある。このため、個人的に撮影した映像や個人的に作成した画像を立体画像として提供する仕組みが必要とされていた。また、ホログラフィには、高画質で違和感の無いフルカラー画像を得ることが難しい、という問題がある。
【０００４】
通常のホログラフィで再生される画像は単色であるが、例えば、辻内順平著「ホログラフィー」裳華房（１９９７）に紹介されているように、カラー画像を記録、再生することができるカラーホログラムも種々検討されている。
【０００５】
最初にカラーホログラムを提案したのはLeith等である。Leith等の方法では、ＲＧＢの各色毎に撮影した３枚のホログラムを用いてカラー画像を得ている。まず、物体をＲＧＢ３色のレーザ光で照明して、各色のレーザ光について３枚のホログラムを撮影する。次に、撮影に使用したのと同じ色のレーザ光を用いて３枚のホログラムの各々を照明すると、ＲＧＢ３色の再生像が同じ位置に重なって現れカラー画像が再生される。
【０００６】
しかしながら、再生時には各色のレーザ光が３枚のホログラムの各々により回折するために、いわゆるゴースト像が現れるという欠点がある。また、撮影の際に参照光学系にフーコー格子を置いて３枚のホログラムが重ならないように記録することによりゴースト像の無い再生像を得ることができるが、再生には撮影時の参照光学系と全く同じ光学系が必要になり煩雑である。
【０００７】
また、レインボウ・ホログラムやリップマン・ホログラムによってもカラー画像の記録や再生が可能である。レインボウ・ホログラムは、ホログラムの空間搬送波が水平方向となるように撮影したものである。ＲＧＢそれぞれの波長で３枚のレインボウ・ホログラムを撮影し、それらを貼り合わせて白色光を照明することで、３枚のホログラムからの再生像が同じ位置に重なって現れ、カラー画像が再生される。しかしながら、レインボウ・ホログラムでは、カラーバランスの正しい像が見える位置が決まっており、そこから目を動かすと色再現が悪くなるという欠点を有している。
【０００８】
リップマン・ホログラムは、ハロゲン化銀感光材料のように厚みのある感光材料のＲＧＢ３色に対応して設けられた感光層の各々に干渉縞を書き込んだカラーホログラムである。各感光層からの再生像が同じ位置に重なって現れ、カラー画像が再生される。しかしながら、現像時に感光層が収縮するために、再生時に撮影時と異なる像が再生されるという欠点がある。
【０００９】
なお、ステレオグラムを用いてもカラーホログラムを作製することができるが、ステレオグラムは複数の二次元写真画像を用いて様々な角度から見える強度画像を書き込むものであり、光の位相制御までは行なっていない。
【００１０】
普通に撮影されたホログラムと異なり、コンピュータで合成されたホログラムを計算機ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）という。これは、コンピュータを用いてホログラム自身の構造（物体光の振幅と位相の分布）を計算し、作成したホログラムである。また、多数の普通写真から合成されたホログラムは、ホログラフフィック・ステレオグラムと呼ばれている。
【００１１】
最近では、コンピュータに蓄積された画像データからホログラフフィック・ステレオグラムを合成するホログラム・プリンタと呼ばれる小型装置も開発されている（M.Yamaguchi, N.Ohyama, T.Honda, "Holographic three-dimensional printer:new method," Applied Optics 31,pp.217-222(1992)、木原信宏、白倉明、馬場茂幸、"高速ホログラムポートレイトプリントシステム,"3D Image Conference '98, pp.257-262(1998)）。しかしながら、このホログラム・プリンタには、光の干渉を用いた露光のために複雑な光学系が必要であり、書き込み時に高い精度が要求される、という欠点がある。
【００１２】
また、コンピュータに蓄積された画像データから二次元の空間光変調器を用いて立体画像を表示することもできる。例えば、液晶空間変調器を用いて、細かいセル毎に吸収率と屈折率とを変えることにより透過光の振幅・位相を制御して、立体画像を再生する。干渉縞による回折により再生像を得る場合と比較し、この方法によれば位相共役像が出現せず、光の三原色であるＲＧＢを空間的に分離することで他波長によるゴースト像を防ぐことができる。また、高い回折効率を得ることができる（明るい像を再生できる）という利点を有する。しかしながら、現在の技術では空間変調器の液晶ピクセルが１００μｍ程度と大きく、また大面積化が難しいために、観賞に耐え得る立体画像を表示することは難しい。また、静止画像を楽しむという用途ではコストが高いことも欠点である。
【００１３】
また、写真フィルムは露光量に応じて濃度が変化すると共に、膨張・収縮によるレリーフ形成、屈折率変化が起きることが知られている。これを利用して、計算機で算出した物体光の振幅分布や位相分布を写真フィルムに記録する手法をキノフォームと呼んでいる。例えば、リバーサルカラーフィルムを用いて、赤色感光層に振幅分布を記録し、青色感光層及び緑色感光層に位相分布を記録する。記録後のリバーサルカラーフィルムを赤色レーザ（ＨｅＮｅレーザ）で再生することで、視差のある文字画像を再生することができる（D.C.Chu, J.R.Fienup, J.W.Goodman, "Multiemulsion on-axis computer generated hologram," Applied Optics 12,pp.1386-1388(1973)）。しかしながら、リバーサルカラーフィルムを用いていても、得られる画像は単色画像である。
【００１４】
以上の通り、従来のホログラフィの手法では、所望の三次元画像（立体画像プリント）を簡単に手にすることはできず、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を得ることはできなかった。また、感光記録等の化学的変化を利用した記録方法では、いわゆる色あせと同様の効果による経時劣化が発生する、という問題もあった。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを、簡便に製造することができる立体画像プリントの製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（第１の製造方法）
上記目的を達成するために、本発明の第１の立体画像プリントの製造方法は、位相情報を記録するために設けられた被除去層と、各色毎の振幅情報を記録するために各色に対応して設けられた振幅記録用の複数の感光層とを備えた立体画像記録フィルムに、立体画像を再生する位相情報及び各色毎の振幅情報が小領域毎に分割されて表された画像データの位相情報及び振幅情報を記録して、立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法であって、前記振幅記録用の複数の感光層の各々を、前記画像データの小領域毎の振幅情報に応じて各色毎に変調された光で露光した後に現像し、各小領域の透過率を露光量に応じて変化させて振幅情報を記録することにより、各色毎の色フィルタが複数積層されたフィルタ層を形成し、前記被除去層の前記小領域の各々に対応する対応小領域の各々を、前記画像データの小領域毎の位相情報に応じて表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成し、立体画像プリントを製造することを特徴とする。
【００１７】
得られた立体画像プリントは、画像データの小領域毎の位相情報に基づいて、各小領域の光路長が変化された位相変調層と、前記位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々が、画像データの小領域毎の振幅情報に基づいて透過率が変化するように形成された各色毎の色フィルタからなり、該各色毎の色フィルタが複数積層されたフィルタ層と、が積層されて構成されている。
【００１８】
この立体画像プリントでは、位相変調層により透過光の位相が変調され、フィルタ層により透過光の振幅が変調されると共に透過光の波長帯域が選択されるので、立体画像プリントに光を入射させると、小領域毎に透過光の位相、振幅、及び波長が制御されて、記録された立体画像（ホログラム）が再生される。この通り、干渉縞ではなく各情報をドット状に記録するので、記録光学系及び再生光学系が簡単になると共にゴーストの発生が防止される。これにより、高画質で違和感の無いカラーの立体画像を簡便に再生することができる。特に、前記各色を赤色、緑色、及び青色とした場合には、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生することができる。
【００１９】
上記の第１の製造方法によれば、振幅記録用の感光層の各々を露光・現像し、各小領域の透過率を露光量に応じて変化させてフィルタ層を形成するので、別途、フィルタを貼り合せる必要が無く、製造工程が簡略化されると共に、色ずれが発生し難くなる。また、被除去層を表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成するので、化学変化による記録と比べて経時劣化が少ない、という利点がある。これにより、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを簡便に製造することができる。
【００２０】
（第２の製造方法）
上記目的を達成するために、本発明の第２の立体画像プリントの製造方法は、位相情報を記録するために設けられた被除去層又は被除去表面を備えた立体画像記録フィルムに、立体画像を再生する各色毎の位相情報及び振幅情報が小領域毎に分割されて表された画像データの位相情報及び振幅情報を記録して、立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法であって、前記被除去層又は被除去表面の前記小領域の各々を、前記画像データの小領域毎の位相情報に応じて表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成し、前記位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々に、前記画像データの小領域毎の振幅情報に応じて各色毎に吸収波長の異なる色のインクを含有する材料を塗布することにより、前記対応小領域の各々の透過率をインク量に応じて変化させて、各色毎の色フィルタが多数個平面状に配列されたインク層を形成し、立体画像プリントを製造することを特徴とする。
【００２１】
得られた立体画像プリントは、画像データの小領域毎の位相情報に基づいて、各小領域の光路長が変化された位相変調層と、各色毎に吸収波長の異なる色のインクを含有する材料で構成され、位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々が、画像データの小領域毎の振幅情報に基づいて透過率が変化するように形成された各色毎の色フィルタからなり、該各色毎の色フィルタが多数個平面状に配列されたインク層と、が積層されて構成されている。
【００２２】
この立体画像プリントでは、位相変調層により透過光の位相が変調され、インク層により透過光の振幅が変調されとる共に透過光の波長帯域が選択されるので、立体画像プリントに光を入射させると、小領域毎に透過光の位相、振幅、及び波長が制御されて、記録された立体画像が再生される。この通り、干渉縞ではなく各情報をドット状に記録するので、記録光学系及び再生光学系が簡単になると共にゴーストの発生が防止される。これにより、高画質で違和感の無いカラーの立体画像を簡便に再生することができる。
【００２３】
上記の第２の製造方法によれば、被除去層又は被除去表面を表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成するので、化学変化による記録と比べて経時劣化が少ない、という利点がある。また、位相変調層上にインクを含有する材料を塗布し、各小領域の透過率をインク量に応じて変化させてインク層を形成するので、別途、フィルタを貼り合せる必要が無く、製造工程が簡略化されると共に、色ずれが発生し難くなる。また、インクを含有する材料を塗布してインク層を形成する方法には汎用性がある。これにより、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを簡便に製造することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１に、本実施の形態に係る立体画像プリンタのシステム構成を示す。この立体画像プリンタには、ロール状に巻回された銀塩フィルム１０を収納する収納部１２が設けられている。また、収納部１２から供給された銀塩フィルム１０を搬送する搬送ローラ１４が、搬送経路に沿って複数配置されている。これら複数の搬送ローラ１４は、図示しない搬送駆動部により駆動される。
【００２５】
収納部１２の搬送方向下流側には、銀塩フィルム１０を画像データに応じてレーザ光で走査露光する露光部１５、露光後の銀塩フィルム１０を現像すると共に現像されたフィルムを定着・漂白処理する現像処理部１６、現像処理部１６で処理されたフィルムを乾燥する乾燥器１８、及びフィルムを画像形成領域毎に切断するカッタ２０がこの順に配置されている。
【００２６】
露光部１５は、赤色レーザ光源２２Ｒ、緑色レーザ光源２２Ｇ、青色レーザ光源２２Ｂ、及び紫外レーザ光源２２ＵＶの４色のレーザ光源、これらレーザ光源から出射されたレーザ光を反射するポリゴンミラー２４、及びポリゴンミラー２４で反射されたレーザ光が銀塩フィルム１０面上で収束するように補正するｆθレンズ２６を備えている。
【００２７】
レーザ光源２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂとしては、半導体レーザの他、固体レーザ、ファイバレーザ、波長変換固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ等を使用することができるが、装置の小型化とノイズ低減の観点から、半導体レーザ又は固体レーザを使用するのが好ましい。レーザ・アブレーションに使用するレーザ光源２２ＵＶとしては、パルス幅が狭く、ピークパワーの高い紫外線のエキシマレーザを使用するのが好ましい。
【００２８】
レーザ・アブレーションは、固体物質にパルスレーザ光を照射し、短時間の内に照射部位を蒸発・飛散させて除去するプロセスであり、パルスレーザ・アブレーションとも称される。レーザ・アブレーションを用いることにより、機械的な除去或いは化学的な溶融による場合に比べてサイズの小さいドットを書き込むことが可能となり、書き込みの位置精度が高くなる。このレーザ・アブレーションには、熱影響を抑制して熱に弱い高分子材料に精密微細加工を施すことが可能な点で、短波長レーザ、フェムト秒パルスレーザ等の超短パルスレーザを用いることがより好ましい。
【００２９】
例えば、赤色レーザ光源２２Ｒには６００〜７００ｎｍの波長範囲で発光する半導体レーザを用い、緑色レーザ光源２２Ｇには５００〜６００ｎｍの波長範囲で発光する半導体レーザ励起の波長変換固体レーザを用い、青色レーザ光源２２Ｂには４５０〜５００ｎｍの波長範囲で発光する半導体レーザ励起の波長変換固体レーザを用い、紫外レーザ光源２２ＵＶには３５０〜４５０ｎｍの波長範囲で発光するエキシマレーザを用いることができる。
【００３０】
４色のレーザ光源の各々は、コンピュータ２８により制御される図示しない変調駆動装置により変調される。変調方法は、強度変調、パルス幅変調、及びパルス列変調の何れでもよい。変調駆動装置として、例えば、電気光学変調器（ＥＯＭ）等の外部変調器を配置し、この外部変調器を駆動して、レーザ光源からのレーザ光を変調することができる。また、半導体レーザを用いる場合には、外部変調器を用いずに半導体レーザを直接変調駆動してもよい。なお、コンピュータ２８は、メモリ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えている。
【００３１】
現像処理部１６には、現像液を貯留する現像槽３０、定着液を貯留する定着槽３２、及び漂白液を貯留する漂白槽３４が、搬送方向下流側に向かってこの順に配置されている。
【００３２】
次に、上記の立体画像プリンタに使用する銀塩フィルム１０の層構成を説明する。図２に示すように、銀塩フィルム１０は、いわゆるリバーサルカラーフィルムと同様に、各々感光感度の異なるハロゲン化銀乳剤と色カップラとを含有する複数の感光層を備えている。支持体３６上には、青色光に感度を有する青感光層３８、緑色光に感度を有する緑感光層４０、及び赤色光に感度を有する赤感光層４２の３つの感光層と、紫外レーザ光により削り取られる被除去層４４とが、支持体側からこの順に積層されている。また、各層の間には、各感光層の単独感光性を高めるために、色フィルタ等で構成した中間層４６が各々挿入されている。なお、中間層４６は省略してもよい。
【００３３】
３つの感光層は、各々、ハロゲン化銀乳剤と色カップラとを含有する感光材料をフィルム状の支持体に塗布することにより形成される。被除去層４４は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）等の高分子材料から構成され、これらの材料を感光層上に塗布することにより形成される。
【００３４】
青感光層３８、緑感光層４０、及び赤感光層４２（ＲＧＢ層）の３つの感光層は、振幅情報に応じて変調された所定波長のレーザ光で露光されると、現像後の光透過率が変化され、ＲＧＢ層の各層には後述する小領域毎に光透過率が変化された色フィルタが各々形成される。被除去層４４は、位相情報に応じて変調された紫外レーザ光でレーザ・アブレーションされて、その厚みが小領域毎に変化する。
【００３５】
次に、図１に示す立体画像プリンタを用い、図２に示す銀塩フィルムから立体画像プリント（立体写真）を製造する方法について説明する。立体画像プリントの製造工程は、大きく分けて露光工程と現像処理工程とから構成されている。
【００３６】
立体画像プリンタはコンピュータ２８により制御されており、図３に示す処理ルーチンに従い銀塩フィルム１０が露光される。まず、ステップ１００で、コンピュータ２８のメモリから予め用意された立体写真用の画像データが読み込まれる。
【００３７】
立体写真用の画像データは、立体画像を再生するための位相情報及びＲＧＢ各色毎の振幅情報が後述する小領域毎に分割されて表された画像データである。このような画像データは、例えば、３次元ＣＡＤ等で設計された３次元データを含む画像情報や、２次元画像からコンピュータによって３次元画像に再構築された３次元データから、フィルム面に対する物体の位置、再生照明光源の位置、視点の位置、フィルムの形状等を考慮して計算により求められる。
【００３８】
次に、ステップ１０２で、露光に伴う収縮等によりＲＧＢ層の露光量に応じて光路長が変化することを考慮し、ＲＧＢ層による光路長変化と被除去層４４による光路長変化とにより目的の位相変調量が得られるように、紫外レーザ光源２２ＵＶによる被除去層４４の露光量を算出する。即ち、所望の位相変調量が得られる被除去層４４の厚さを求め、レーザ・アブレーションにより被除去層４４をその厚さまで削り取るのに必要なレーザ照射量を算出する。
【００３９】
次に、ステップ１０４で、銀塩フィルム１０の搬送を開始する。即ち、銀塩フィルム１０は、被除去層４４側が露光部１５と対向するように収納部１２から引き出され、所定速度で搬送されて露光部１５に供給される。
【００４０】
次に、ステップ１０６で、４色のレーザ光源が変調駆動されて銀塩フィルム１０が露光される。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、銀塩フィルム１０の所定露光領域４８は、格子状の小領域５０毎に紫外レーザ光でレーザ・アブレーションされると共にＲＧＢいずれか１色のレーザ光で露光される。例えば、赤色光で露光されるＲ色領域、緑色光で露光されるＧ色領域、及び青色光で露光されるＢ色領域をＲＧＢの順に繰り返し配列し、隣接するＲＧＢ３色の領域を１画素としてフルカラー露光することができる。なお、図４（Ａ）は現像処理後の銀塩フィルムの平面図であり、図４（Ｂ）は露光時の銀塩フィルムの断面図である。
【００４１】
赤色レーザ光源２２Ｒから発せられたレーザ光は、Ｒ色の振幅情報に基づいて図示しない変調駆動装置により駆動された図示しない光変調器により変調され、変調されたレーザ光はポリゴンミラー２４面上に集光される。ポリゴンミラー２４により反射されたレーザ光は、ｆθレンズ２６で補正され、赤感光層４２で焦点を結ぶように銀塩フィルム１０の表面にドット状に収束しＲ色に対応する小領域が露光される。
【００４２】
同様に、緑色レーザ光源２２Ｇから発せられたレーザ光は、Ｇ色の振幅情報に基づいて変調され、緑感光層４０で焦点を結ぶようにドット状に収束し小領域が露光される。また、青色レーザ光源２２Ｂから発せられたレーザ光は、Ｂ色の振幅情報に基づいて変調され、青感光層４２で焦点を結ぶようにドット状に収束しＧ色に対応する小領域が露光される。
【００４３】
また、紫外レーザ光源２２ＵＶから発せられたレーザ光は、位相情報に基づいてパルス幅変調され、被除去層４４で焦点を結ぶようにドット状に収束する。これにより、ＲＧＢいずれか１色のレーザ光で露光された前記小領域に対応する小領域が露光される。
【００４４】
銀塩フィルム１０表面でのレーザ光のビーム径は、高解像度を得るために２０μｍ未満であることがより好ましい。
【００４５】
ポリゴンミラー２４は、図示しないポリゴン駆動部により矢印Ａ方向に所定角速度で回転駆動されているので、銀塩フィルム１０表面はポリゴンミラー２４で反射されたレーザ光により矢印Ｂ方向（フィルム幅方向）に主走査される。また、銀塩フィルム１０は、複数の搬送ローラ１４により所定方向に搬送され、搬送方向とは逆方向に副走査される。このようにして銀塩フィルム１０がレーザ光により走査露光され、画像データに応じた潜像が記録されると共に、レーザ・アブレーションにより表面が小領域毎に削り取られ（表面から所定深さまで除去され）凹凸が形成される。露光量が多いほど削り取られる量も増加し、被除去層４４の厚みが薄くなる。なお、上記のポリゴン駆動部、搬送駆動部、及び変調駆動装置は、コンピュータ２８により露光に同期して制御される。
【００４６】
次に、ステップ１０８で、入力された画像データに応じた露光が終了したか否かを判断する。露光が終了している場合には、処理ルーチンを終了してフィルムの搬送を停止し、露光が終了していない場合には、ステップ１０２に戻って次の領域を露光する。
【００４７】
現像処理工程は、露光後の銀塩フィルム１０に記録された潜像を可視化（現像）し、定着・漂白処理する工程である。現像処理部１６に供給された銀塩フィルム１０は、搬送ローラ１４により搬送されて、現像槽３０に貯留された現像液に浸漬されて現像処理された後、定着槽３２に貯留された定着液に浸漬されて定着処理され、次に漂白槽３４に貯留された漂白液に浸漬されて漂白処理される。現像処理部１６で処理された銀塩フィルム１０は、乾燥器１８で乾燥され、カッタ２０により画像形成領域毎に切断される。
【００４８】
銀塩フィルム１０の現像処理により、画像データに応じた露光量で露光されたＲＧＢ層の露光部分、即ち、小領域の各々が、露光強度に応じた濃度で発色するので、ＲＧＢ層の各層に濃度（光透過率）分布が形成される。１つの小領域を積層方向について見ると、ＲＧＢ層の何れか１層だけが発色するので、ＲＧＢ層の各層は各層に対応する色（波長帯域）の光を選択的に透過する色フィルタになる。これにより、ＲＧＢ層は、透過光の振幅を波長帯域に応じて変調するＲＧＢ３色の色フィルタが積層されたフィルタ層となる。また、被除去層４４は、アブレーションにより紫外レーザ光の露光量（パルス幅）に応じて厚み（レリーフ深さ）が変化し、この厚み変化に応じて透過光の位相を変調する位相変調層となる。
【００４９】
従って、現像処理後の銀塩フィルム１０（立体画像プリント）に支持体３６側から白色光を照射すると、フィルタ層（現像後のＲＧＢ層：青感光層３８、緑感光層４０、及び赤感光層４２）により小領域毎にＲＧＢ光が各々異なる割合で吸収されて透過波長が選択されると共に振幅が変調され、位相変調層となった被除去層４４により位相が変調されて、透過光が射出される。これによりフルカラーの立体画像が再生される。即ち、図６に示すように、立体画像プリントで光が回折され、透過光の位相及び振幅が変調されて３次元物体の物体光の波面が再生される。このため観測位置により異なる形状の３次元物体像が観測される。
【００５０】
以上説明した通り、本実施の形態では、被除去層に位相情報に応じて変調された紫外レーザ光を照射して、レーザ・アブレーションにより被除去層の厚みを変化させるので、被除去層は該変化に応じて透過光の位相を変調する位相変調層として作用する。このように、被除去層を表面から削り取って位相情報を記録するので、化学変化による記録と比べて経時劣化が少ない、という利点がある。また、干渉縞を書き込むのではなく、紫外レーザ光により位相情報をドット状に書き込むので、光学系が簡単になり安定に波面を再生することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、感光材料に安価で高感度の銀塩フィルムを使用しているので、低出力レーザ光源で画像データを書き込むことができると共に、立体画像を安価に作成することができ、パーソナル・ユースに供することができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、銀塩フィルムにレーザ光源を用いて画像データを書き込むので、印画紙へのデジタル露光と同様の方法、装置を用いて計算機ホログラムを記録することができる。また、レーザ光のビーム・ウエストを絞ることにより高解像度で露光を行うことができる。
【００５３】
更に、本実施の形態では、レーザ露光によりＲＧＢ層にＲＧＢ各色毎の色フィルタを形成するので、以下で説明する第２の実施の形態のように色分解フィルタを貼り合わせる必要が無く、立体画像プリントの製造工程が簡単になる。また、干渉縞を書き込むのではなく、ＲＧＢ層の各層に各色毎に振幅情報をドット状に書き込むので、ゴースト画像の無いカラーホログラムが形成される。
【００５４】
なお、本実施の形態では、青感光層、緑感光層、及び赤感光層の３つの感光層が支持体側からこの順に積層されている銀塩フィルムを使用したが、感光層の配列順序はこの順序には限定されない。但し、被除去層を最外層とする必要がある。
【００５５】
以下に本発明の他の応用例について説明する。
【００５６】
上記の実施の形態では、紫外レーザ光によるレーザ・アブレーションにより被除去層を除去する例について説明したが、被除去層を表面から削り取ってその厚みを変化させることができればよく、除去方法は紫外レーザ光によるレーザ・アブレーションには限定されない。その他の除去方法としては、例えば、赤外線ＹＡＧレーザ等の他の波長のレーザ光によるレーザ・アブレーションの外、機械による除去、光融解、熱融解、溶媒滴下や洗浄による化学融解等が挙げられる。
【００５７】
また、上記の実施の形態では、透過型の立体画像プリントを用いてレーザ・プロジェクタ等で投影画像を得る例について説明したが、フィルムの支持体側にアルミニウム等の金属薄膜を貼り付けることにより、反射型の立体画像プリントとしても使用することができる。また、立体画像プリントは、３次元画像の表示以外に、光情報通信における光変調器として使用することができる外、位相変調層のみを用いて光の位相波面歪み補償フィルムとして使用することもできる。
【００５８】
また、上記の実施の形態では、フィルムをレーザ光で走査露光する例について説明したが、例えば、ビーム径を広げたレーザ光を、液晶、マイクロミラー・アレイ等の空間光変調器を用いて変調し、フィルムの所定面積の領域を同時に露光（面露光）してもよい。また、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子アレイ等のレーザ以外の発光素子アレイを用いてもよい。面露光を行うことで露光時間が短縮され、露光精度が向上する。
【００５９】
また、上記の実施の形態では、レーザ露光により振幅情報を記録する例について説明したが、振幅情報に応じた量のインクを塗布することによっても、振幅情報を記録することができる。インクとは色材（染料又は顔料）を溶剤に溶解又は分散したものであり、その塗布方法としては、例えば、インクをインクジェット・プリンタのヘッドから噴射してインク層を形成する方法がある。なお、顔料を樹脂バインダー中に分散させたトナーをゼログラフィーにより定着する場合や、顔料を樹脂中に分散させた光硬化性樹脂を光硬化して硬化樹脂層を形成する場合においても、振幅情報に応じた量の顔料を塗布することにより、振幅情報を記録することができる。
【００６０】
インクジェット・プリンタを用いてインク層を形成する場合について説明すると、図５に示すように、支持体３６Ｂ上に被除去層４４Ｂが積層されたプラスチック・フィルム１０Ｂを用い、紫外レーザ光によるレーザ・アブレーションによりプラスチック・フィルム１０Ｂの被除去層４４Ｂが小領域毎に表面から削り取られて凹凸が形成され、紫外レーザ光のパルス幅に応じて厚みが変化して透過光の位相を制御する位相変調層となる。
【００６１】
凹凸形成後に、インクジェット・ヘッド５３から小領域毎にＣＭＹいずれか１色のインクが上記の位相変調層上に塗布されて、所定の色分布を有するインク層５４が形成される。このとき、インク噴射量を制御して小領域毎に塗布するインク量、即ち、単位面積当り塗布されるインク量を変えることにより、インク色に応じて透過波長を制御すると共にインク量に応じて光透過率を制御する小領域フィルタが多数個形成されることになる。
【００６２】
従って、インク層５４が形成されたプラスチック・フィルム１０Ｂに支持体３６Ｂ側から白色光を照射すると、位相変調層（アブレーション後の被除去層４４Ｂ）により露光量に応じて透過光の位相が変調され、インク層５４により小領域毎にＲＧＢ光が各々異なる割合で吸収されて透過波長が選択されると共に振幅が変調されて、透過光が射出される。これによりフルカラーの立体画像が再生される。
【００６３】
なお、インク量が多くなると、光透過率が低下して画像が暗くなる可能性があるので、位相変調層のみを透過型にして、インク層を反射型にすることもできる。また、支持体３６Ｂと被除去層４４Ｂとを別々に設けるのではなく、プラスチック製でフィルム状の支持体の表面を、アブレーションにより除去してもよい。
【００６４】
また、上記の実施の形態では、レーザ光をポリゴンミラーで走査する例について説明したが、図７に示すように、立体画像プリンタの露光部を、赤色レーザ光源２２Ｒ、緑色レーザ光源２２Ｇ、青色レーザ光源２２Ｂ、及び紫外レーザ光源２２ＵＶの４色のレーザ光源、及び銀塩フィルム１０を矢印Ｃ方向に走査露光する露光ヘッド５８で構成してもよい。レーザ光源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、及び２２ＵＶの各々は、対応する光ファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの入力端に結合され、光ファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの出力端の各々は、露光ヘッド５８に保持されている。なお、第１の実施の形態と同じ構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
この露光部では、赤色レーザ光源２２Ｒから発せられたレーザ光は、Ｒ色の振幅情報に基づいて、図示しない変調駆動装置により駆動された図示しない光変調器により変調され、変調されたレーザ光は光ファイバ５６Ｒの入力端に結合される。同様にして、レーザ光源２２Ｇ、２２Ｂ、及び２２ＵＶの各々から出力されたレーザ光は、対応する光ファイバ５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの入力端に結合される。
【００６６】
露光ヘッド５８は、図示しないヘッド駆動部により矢印Ｃ方向に所定速度で往復移動されているので、銀塩フィルム１０表面は、露光ヘッド５８に保持された光ファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの出力端から出射されたレーザ光により、矢印Ｃ方向（フィルム幅方向）に主走査される。また、銀塩フィルム１０は、搬送ローラ１４により所定方向に搬送され、搬送方向とは逆方向に副走査される。このようにして銀塩フィルム１０がレーザ光により走査露光され、画像データに応じた潜像が記録される。なお、上記のヘッド駆動部は、コンピュータ２８により露光に同期して制御される。
【００６７】
この露光部では、各レーザ光源と露光ヘッドとを光ファイバで結合し、露光ヘッドを駆動して銀塩フィルムを走査露光するので、露光部の構成が簡単になり、装置の小型化を図ることができる。また、露光ヘッドにファイバプローブを用いて近接場光で露光することで、１０ｎｍから露光波長程度の大きさの微小ドットを書き込むこともできる。
【００６８】
また、上記の立体画像プリンタは、フィルムに直接レーザ描画することができるため、例えば、高精細なデジタル画像をネガフィルムまたはポジフィルムに転写する等、３次元写真作成以外の用途にも使用することができる。これにより、例えば撮影したポジフィルムの上から特定のキャラクタや文字を高解像度で追記したり、アニメーション・キャラクタをネガフィルムに書き込んで写真としてプリントすることが可能になる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを、簡便に製造することができる立体画像プリントの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る立体画像プリンタのシステム構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態で使用する銀塩フィルムの層構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す立体画像プリンタを使用した場合の露光工程の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態での銀塩フィルムの露光方法を説明するための図であり、（Ａ）は現像処理後の銀塩フィルムの平面図、（Ｂ）は露光時の銀塩フィルムの断面図である。
【図５】銀塩フィルムに顔料含有層を設け、顔料濃度により振幅情報を記録する変形例を説明するための図である。
【図６】現像処理後の銀塩フィルムを用いて３次元物体像を観測する様子を示す図である。
【図７】立体画像プリンタの露光部の他の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ 銀塩フィルム
１２ 収納部
１４ 搬送ローラ
１５ 露光部
１６ 現像処理部
１８ 乾燥器
２０ カッタ
２２Ｒ 赤色レーザ光源
２２Ｇ 緑色レーザ光源
２２Ｂ 青色レーザ光源
２２ＵＶ 紫外レーザ光源
２４ ポリゴンミラー
２６ ｆθレンズ
２８ コンピュータ
３０ 現像槽
３２ 定着槽
３４ 漂白槽
３６，３６Ｂ 支持体
３８ 青感光層
４０ 緑感光層
４２，赤感光層
４４，４４Ｂ 被除去層
４６ 中間層
４８ 露光領域
５０ 領域
５４ インク層
５６ 光ファイバ
５８ 露光ヘッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体画像を再生するための立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ホログラフィとは、立体画像を再生するための光波の振幅と位相の情報を媒体に記録し、再生する技術である。レーザ光のようにコヒーレントな光を物体に照射し、物体からの反射光（物体光）を記録媒体に照射する際に、もう１本のコヒーレントな光（参照光）を同時に記録媒体に照射すると、記録媒体上に干渉縞が形成される。この干渉による光強度分布を屈折率または吸収率の変化として媒体中に記録したものがホログラムである。そして、ホログラムが記録された記録媒体に参照光のみを照射すると、ホログラムが回折格子として働き、物体光が再生される。被写体に３次元構造の物体を用いた場合には、再生像は自然な立体感を備えた立体画像となる。このため、立体静止画像を表示する手法としてホログラフィが広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、ホログラフィは撮影工程が煩雑であり、一般人が所望の三次元画像を簡単に手にすることができない、という問題がある。このため、個人的に撮影した映像や個人的に作成した画像を立体画像として提供する仕組みが必要とされていた。また、ホログラフィには、高画質で違和感の無いフルカラー画像を得ることが難しい、という問題がある。
【０００４】
通常のホログラフィで再生される画像は単色であるが、例えば、辻内順平著「ホログラフィー」裳華房（１９９７）に紹介されているように、カラー画像を記録、再生することができるカラーホログラムも種々検討されている。
【０００５】
最初にカラーホログラムを提案したのはLeith等である。Leith等の方法では、ＲＧＢの各色毎に撮影した３枚のホログラムを用いてカラー画像を得ている。まず、物体をＲＧＢ３色のレーザ光で照明して、各色のレーザ光について３枚のホログラムを撮影する。次に、撮影に使用したのと同じ色のレーザ光を用いて３枚のホログラムの各々を照明すると、ＲＧＢ３色の再生像が同じ位置に重なって現れカラー画像が再生される。
【０００６】
しかしながら、再生時には各色のレーザ光が３枚のホログラムの各々により回折するために、いわゆるゴースト像が現れるという欠点がある。また、撮影の際に参照光学系にフーコー格子を置いて３枚のホログラムが重ならないように記録することによりゴースト像の無い再生像を得ることができるが、再生には撮影時の参照光学系と全く同じ光学系が必要になり煩雑である。
【０００７】
また、レインボウ・ホログラムやリップマン・ホログラムによってもカラー画像の記録や再生が可能である。レインボウ・ホログラムは、ホログラムの空間搬送波が水平方向となるように撮影したものである。ＲＧＢそれぞれの波長で３枚のレインボウ・ホログラムを撮影し、それらを貼り合わせて白色光を照明することで、３枚のホログラムからの再生像が同じ位置に重なって現れ、カラー画像が再生される。しかしながら、レインボウ・ホログラムでは、カラーバランスの正しい像が見える位置が決まっており、そこから目を動かすと色再現が悪くなるという欠点を有している。
【０００８】
リップマン・ホログラムは、ハロゲン化銀感光材料のように厚みのある感光材料のＲＧＢ３色に対応して設けられた感光層の各々に干渉縞を書き込んだカラーホログラムである。各感光層からの再生像が同じ位置に重なって現れ、カラー画像が再生される。しかしながら、現像時に感光層が収縮するために、再生時に撮影時と異なる像が再生されるという欠点がある。
【０００９】
なお、ステレオグラムを用いてもカラーホログラムを作製することができるが、ステレオグラムは複数の二次元写真画像を用いて様々な角度から見える強度画像を書き込むものであり、光の位相制御までは行なっていない。
【００１０】
普通に撮影されたホログラムと異なり、コンピュータで合成されたホログラムを計算機ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）という。これは、コンピュータを用いてホログラム自身の構造（物体光の振幅と位相の分布）を計算し、作成したホログラムである。また、多数の普通写真から合成されたホログラムは、ホログラフフィック・ステレオグラムと呼ばれている。
【００１１】
最近では、コンピュータに蓄積された画像データからホログラフフィック・ステレオグラムを合成するホログラム・プリンタと呼ばれる小型装置も開発されている（M.Yamaguchi, N.Ohyama, T.Honda, "Holographic three-dimensional printer:new method," Applied Optics 31,pp.217-222(1992)、木原信宏、白倉明、馬場茂幸、"高速ホログラムポートレイトプリントシステム,"3D Image Conference '98, pp.257-262(1998)）。しかしながら、このホログラム・プリンタには、光の干渉を用いた露光のために複雑な光学系が必要であり、書き込み時に高い精度が要求される、という欠点がある。
【００１２】
また、コンピュータに蓄積された画像データから二次元の空間光変調器を用いて立体画像を表示することもできる。例えば、液晶空間変調器を用いて、細かいセル毎に吸収率と屈折率とを変えることにより透過光の振幅・位相を制御して、立体画像を再生する。干渉縞による回折により再生像を得る場合と比較し、この方法によれば位相共役像が出現せず、光の三原色であるＲＧＢを空間的に分離することで他波長によるゴースト像を防ぐことができる。また、高い回折効率を得ることができる（明るい像を再生できる）という利点を有する。しかしながら、現在の技術では空間変調器の液晶ピクセルが１００μｍ程度と大きく、また大面積化が難しいために、観賞に耐え得る立体画像を表示することは難しい。また、静止画像を楽しむという用途ではコストが高いことも欠点である。
【００１３】
また、写真フィルムは露光量に応じて濃度が変化すると共に、膨張・収縮によるレリーフ形成、屈折率変化が起きることが知られている。これを利用して、計算機で算出した物体光の振幅分布や位相分布を写真フィルムに記録する手法をキノフォームと呼んでいる。例えば、リバーサルカラーフィルムを用いて、赤色感光層に振幅分布を記録し、青色感光層及び緑色感光層に位相分布を記録する。記録後のリバーサルカラーフィルムを赤色レーザ（ＨｅＮｅレーザ）で再生することで、視差のある文字画像を再生することができる（D.C.Chu, J.R.Fienup, J.W.Goodman, "Multiemulsion on-axis computer generated hologram," Applied Optics 12,pp.1386-1388(1973)）。しかしながら、リバーサルカラーフィルムを用いていても、得られる画像は単色画像である。
【００１４】
以上の通り、従来のホログラフィの手法では、所望の三次元画像（立体画像プリント）を簡単に手にすることはできず、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を得ることはできなかった。また、感光記録等の化学的変化を利用した記録方法では、いわゆる色あせと同様の効果による経時劣化が発生する、という問題もあった。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを、簡便に製造することができる立体画像プリントの製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（第１の製造方法）
上記目的を達成するために、本発明の第１の立体画像プリントの製造方法は、位相情報を記録するために設けられた被除去層と、各色毎の振幅情報を記録するために各色に対応して設けられた振幅記録用の複数の感光層とを備えた立体画像記録フィルムに、立体画像を再生する位相情報及び各色毎の振幅情報が小領域毎に分割されて表された画像データの位相情報及び振幅情報を記録して、立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法であって、前記振幅記録用の複数の感光層の各々を、前記画像データの小領域毎の振幅情報に応じて各色毎に変調された光で露光した後に現像し、各小領域の透過率を露光量に応じて変化させて振幅情報を記録することにより、各色毎の色フィルタが複数積層されたフィルタ層を形成し、前記被除去層の前記小領域の各々に対応する対応小領域の各々を、前記画像データの小領域毎の位相情報に応じて表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成し、立体画像プリントを製造することを特徴とする。
【００１７】
得られた立体画像プリントは、画像データの小領域毎の位相情報に基づいて、各小領域の光路長が変化された位相変調層と、前記位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々が、画像データの小領域毎の振幅情報に基づいて透過率が変化するように形成された各色毎の色フィルタからなり、該各色毎の色フィルタが複数積層されたフィルタ層と、が積層されて構成されている。
【００１８】
この立体画像プリントでは、位相変調層により透過光の位相が変調され、フィルタ層により透過光の振幅が変調されると共に透過光の波長帯域が選択されるので、立体画像プリントに光を入射させると、小領域毎に透過光の位相、振幅、及び波長が制御されて、記録された立体画像（ホログラム）が再生される。この通り、干渉縞ではなく各情報をドット状に記録するので、記録光学系及び再生光学系が簡単になると共にゴーストの発生が防止される。これにより、高画質で違和感の無いカラーの立体画像を簡便に再生することができる。特に、前記各色を赤色、緑色、及び青色とした場合には、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生することができる。
【００１９】
上記の第１の製造方法によれば、振幅記録用の感光層の各々を露光・現像し、各小領域の透過率を露光量に応じて変化させてフィルタ層を形成するので、別途、フィルタを貼り合せる必要が無く、製造工程が簡略化されると共に、色ずれが発生し難くなる。また、被除去層を表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成するので、化学変化による記録と比べて経時劣化が少ない、という利点がある。これにより、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを簡便に製造することができる。
【００２０】
（第２の製造方法）
上記目的を達成するために、本発明の第２の立体画像プリントの製造方法は、位相情報を記録するために設けられた被除去層又は被除去表面を備えた立体画像記録フィルムに、立体画像を再生する各色毎の位相情報及び振幅情報が小領域毎に分割されて表された画像データの位相情報及び振幅情報を記録して、立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法であって、前記被除去層又は被除去表面の前記小領域の各々を、前記画像データの小領域毎の位相情報に応じて表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成し、前記位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々に、前記画像データの小領域毎の振幅情報に応じて各色毎に吸収波長の異なる色のインクを含有する材料を塗布することにより、前記対応小領域の各々の透過率をインク量に応じて変化させて、各色毎の色フィルタが多数個平面状に配列されたインク層を形成し、立体画像プリントを製造することを特徴とする。
【００２１】
得られた立体画像プリントは、画像データの小領域毎の位相情報に基づいて、各小領域の光路長が変化された位相変調層と、各色毎に吸収波長の異なる色のインクを含有する材料で構成され、位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々が、画像データの小領域毎の振幅情報に基づいて透過率が変化するように形成された各色毎の色フィルタからなり、該各色毎の色フィルタが多数個平面状に配列されたインク層と、が積層されて構成されている。
【００２２】
この立体画像プリントでは、位相変調層により透過光の位相が変調され、インク層により透過光の振幅が変調されとる共に透過光の波長帯域が選択されるので、立体画像プリントに光を入射させると、小領域毎に透過光の位相、振幅、及び波長が制御されて、記録された立体画像が再生される。この通り、干渉縞ではなく各情報をドット状に記録するので、記録光学系及び再生光学系が簡単になると共にゴーストの発生が防止される。これにより、高画質で違和感の無いカラーの立体画像を簡便に再生することができる。
【００２３】
上記の第２の製造方法によれば、被除去層又は被除去表面を表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成するので、化学変化による記録と比べて経時劣化が少ない、という利点がある。また、位相変調層上にインクを含有する材料を塗布し、各小領域の透過率をインク量に応じて変化させてインク層を形成するので、別途、フィルタを貼り合せる必要が無く、製造工程が簡略化されると共に、色ずれが発生し難くなる。また、インクを含有する材料を塗布してインク層を形成する方法には汎用性がある。これにより、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いフルカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを簡便に製造することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１に、本実施の形態に係る立体画像プリンタのシステム構成を示す。この立体画像プリンタには、ロール状に巻回された銀塩フィルム１０を収納する収納部１２が設けられている。また、収納部１２から供給された銀塩フィルム１０を搬送する搬送ローラ１４が、搬送経路に沿って複数配置されている。これら複数の搬送ローラ１４は、図示しない搬送駆動部により駆動される。
【００２５】
収納部１２の搬送方向下流側には、銀塩フィルム１０を画像データに応じてレーザ光で走査露光する露光部１５、露光後の銀塩フィルム１０を現像すると共に現像されたフィルムを定着・漂白処理する現像処理部１６、現像処理部１６で処理されたフィルムを乾燥する乾燥器１８、及びフィルムを画像形成領域毎に切断するカッタ２０がこの順に配置されている。
【００２６】
露光部１５は、赤色レーザ光源２２Ｒ、緑色レーザ光源２２Ｇ、青色レーザ光源２２Ｂ、及び紫外レーザ光源２２ＵＶの４色のレーザ光源、これらレーザ光源から出射されたレーザ光を反射するポリゴンミラー２４、及びポリゴンミラー２４で反射されたレーザ光が銀塩フィルム１０面上で収束するように補正するｆθレンズ２６を備えている。
【００２７】
レーザ光源２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂとしては、半導体レーザの他、固体レーザ、ファイバレーザ、波長変換固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ等を使用することができるが、装置の小型化とノイズ低減の観点から、半導体レーザ又は固体レーザを使用するのが好ましい。レーザ・アブレーションに使用するレーザ光源２２ＵＶとしては、パルス幅が狭く、ピークパワーの高い紫外線のエキシマレーザを使用するのが好ましい。
【００２８】
レーザ・アブレーションは、固体物質にパルスレーザ光を照射し、短時間の内に照射部位を蒸発・飛散させて除去するプロセスであり、パルスレーザ・アブレーションとも称される。レーザ・アブレーションを用いることにより、機械的な除去或いは化学的な溶融による場合に比べてサイズの小さいドットを書き込むことが可能となり、書き込みの位置精度が高くなる。このレーザ・アブレーションには、熱影響を抑制して熱に弱い高分子材料に精密微細加工を施すことが可能な点で、短波長レーザ、フェムト秒パルスレーザ等の超短パルスレーザを用いることがより好ましい。
【００２９】
例えば、赤色レーザ光源２２Ｒには６００〜７００ｎｍの波長範囲で発光する半導体レーザを用い、緑色レーザ光源２２Ｇには５００〜６００ｎｍの波長範囲で発光する半導体レーザ励起の波長変換固体レーザを用い、青色レーザ光源２２Ｂには４５０〜５００ｎｍの波長範囲で発光する半導体レーザ励起の波長変換固体レーザを用い、紫外レーザ光源２２ＵＶには３５０〜４５０ｎｍの波長範囲で発光するエキシマレーザを用いることができる。
【００３０】
４色のレーザ光源の各々は、コンピュータ２８により制御される図示しない変調駆動装置により変調される。変調方法は、強度変調、パルス幅変調、及びパルス列変調の何れでもよい。変調駆動装置として、例えば、電気光学変調器（ＥＯＭ）等の外部変調器を配置し、この外部変調器を駆動して、レーザ光源からのレーザ光を変調することができる。また、半導体レーザを用いる場合には、外部変調器を用いずに半導体レーザを直接変調駆動してもよい。なお、コンピュータ２８は、メモリ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えている。
【００３１】
現像処理部１６には、現像液を貯留する現像槽３０、定着液を貯留する定着槽３２、及び漂白液を貯留する漂白槽３４が、搬送方向下流側に向かってこの順に配置されている。
【００３２】
次に、上記の立体画像プリンタに使用する銀塩フィルム１０の層構成を説明する。図２に示すように、銀塩フィルム１０は、いわゆるリバーサルカラーフィルムと同様に、各々感光感度の異なるハロゲン化銀乳剤と色カップラとを含有する複数の感光層を備えている。支持体３６上には、青色光に感度を有する青感光層３８、緑色光に感度を有する緑感光層４０、及び赤色光に感度を有する赤感光層４２の３つの感光層と、紫外レーザ光により削り取られる被除去層４４とが、支持体側からこの順に積層されている。また、各層の間には、各感光層の単独感光性を高めるために、色フィルタ等で構成した中間層４６が各々挿入されている。なお、中間層４６は省略してもよい。
【００３３】
３つの感光層は、各々、ハロゲン化銀乳剤と色カップラとを含有する感光材料をフィルム状の支持体に塗布することにより形成される。被除去層４４は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）等の高分子材料から構成され、これらの材料を感光層上に塗布することにより形成される。
【００３４】
青感光層３８、緑感光層４０、及び赤感光層４２（ＲＧＢ層）の３つの感光層は、振幅情報に応じて変調された所定波長のレーザ光で露光されると、現像後の光透過率が変化され、ＲＧＢ層の各層には後述する小領域毎に光透過率が変化された色フィルタが各々形成される。被除去層４４は、位相情報に応じて変調された紫外レーザ光でレーザ・アブレーションされて、その厚みが小領域毎に変化する。
【００３５】
次に、図１に示す立体画像プリンタを用い、図２に示す銀塩フィルムから立体画像プリント（立体写真）を製造する方法について説明する。立体画像プリントの製造工程は、大きく分けて露光工程と現像処理工程とから構成されている。
【００３６】
立体画像プリンタはコンピュータ２８により制御されており、図３に示す処理ルーチンに従い銀塩フィルム１０が露光される。まず、ステップ１００で、コンピュータ２８のメモリから予め用意された立体写真用の画像データが読み込まれる。
【００３７】
立体写真用の画像データは、立体画像を再生するための位相情報及びＲＧＢ各色毎の振幅情報が後述する小領域毎に分割されて表された画像データである。このような画像データは、例えば、３次元ＣＡＤ等で設計された３次元データを含む画像情報や、２次元画像からコンピュータによって３次元画像に再構築された３次元データから、フィルム面に対する物体の位置、再生照明光源の位置、視点の位置、フィルムの形状等を考慮して計算により求められる。
【００３８】
次に、ステップ１０２で、露光に伴う収縮等によりＲＧＢ層の露光量に応じて光路長が変化することを考慮し、ＲＧＢ層による光路長変化と被除去層４４による光路長変化とにより目的の位相変調量が得られるように、紫外レーザ光源２２ＵＶによる被除去層４４の露光量を算出する。即ち、所望の位相変調量が得られる被除去層４４の厚さを求め、レーザ・アブレーションにより被除去層４４をその厚さまで削り取るのに必要なレーザ照射量を算出する。
【００３９】
次に、ステップ１０４で、銀塩フィルム１０の搬送を開始する。即ち、銀塩フィルム１０は、被除去層４４側が露光部１５と対向するように収納部１２から引き出され、所定速度で搬送されて露光部１５に供給される。
【００４０】
次に、ステップ１０６で、４色のレーザ光源が変調駆動されて銀塩フィルム１０が露光される。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、銀塩フィルム１０の所定露光領域４８は、格子状の小領域５０毎に紫外レーザ光でレーザ・アブレーションされると共にＲＧＢいずれか１色のレーザ光で露光される。例えば、赤色光で露光されるＲ色領域、緑色光で露光されるＧ色領域、及び青色光で露光されるＢ色領域をＲＧＢの順に繰り返し配列し、隣接するＲＧＢ３色の領域を１画素としてフルカラー露光することができる。なお、図４（Ａ）は現像処理後の銀塩フィルムの平面図であり、図４（Ｂ）は露光時の銀塩フィルムの断面図である。
【００４１】
赤色レーザ光源２２Ｒから発せられたレーザ光は、Ｒ色の振幅情報に基づいて図示しない変調駆動装置により駆動された図示しない光変調器により変調され、変調されたレーザ光はポリゴンミラー２４面上に集光される。ポリゴンミラー２４により反射されたレーザ光は、ｆθレンズ２６で補正され、赤感光層４２で焦点を結ぶように銀塩フィルム１０の表面にドット状に収束しＲ色に対応する小領域が露光される。
【００４２】
同様に、緑色レーザ光源２２Ｇから発せられたレーザ光は、Ｇ色の振幅情報に基づいて変調され、緑感光層４０で焦点を結ぶようにドット状に収束し小領域が露光される。また、青色レーザ光源２２Ｂから発せられたレーザ光は、Ｂ色の振幅情報に基づいて変調され、青感光層４２で焦点を結ぶようにドット状に収束しＧ色に対応する小領域が露光される。
【００４３】
また、紫外レーザ光源２２ＵＶから発せられたレーザ光は、位相情報に基づいてパルス幅変調され、被除去層４４で焦点を結ぶようにドット状に収束する。これにより、ＲＧＢいずれか１色のレーザ光で露光された前記小領域に対応する小領域が露光される。
【００４４】
銀塩フィルム１０表面でのレーザ光のビーム径は、高解像度を得るために２０μｍ未満であることがより好ましい。
【００４５】
ポリゴンミラー２４は、図示しないポリゴン駆動部により矢印Ａ方向に所定角速度で回転駆動されているので、銀塩フィルム１０表面はポリゴンミラー２４で反射されたレーザ光により矢印Ｂ方向（フィルム幅方向）に主走査される。また、銀塩フィルム１０は、複数の搬送ローラ１４により所定方向に搬送され、搬送方向とは逆方向に副走査される。このようにして銀塩フィルム１０がレーザ光により走査露光され、画像データに応じた潜像が記録されると共に、レーザ・アブレーションにより表面が小領域毎に削り取られ（表面から所定深さまで除去され）凹凸が形成される。露光量が多いほど削り取られる量も増加し、被除去層４４の厚みが薄くなる。なお、上記のポリゴン駆動部、搬送駆動部、及び変調駆動装置は、コンピュータ２８により露光に同期して制御される。
【００４６】
次に、ステップ１０８で、入力された画像データに応じた露光が終了したか否かを判断する。露光が終了している場合には、処理ルーチンを終了してフィルムの搬送を停止し、露光が終了していない場合には、ステップ１０２に戻って次の領域を露光する。
【００４７】
現像処理工程は、露光後の銀塩フィルム１０に記録された潜像を可視化（現像）し、定着・漂白処理する工程である。現像処理部１６に供給された銀塩フィルム１０は、搬送ローラ１４により搬送されて、現像槽３０に貯留された現像液に浸漬されて現像処理された後、定着槽３２に貯留された定着液に浸漬されて定着処理され、次に漂白槽３４に貯留された漂白液に浸漬されて漂白処理される。現像処理部１６で処理された銀塩フィルム１０は、乾燥器１８で乾燥され、カッタ２０により画像形成領域毎に切断される。
【００４８】
銀塩フィルム１０の現像処理により、画像データに応じた露光量で露光されたＲＧＢ層の露光部分、即ち、小領域の各々が、露光強度に応じた濃度で発色するので、ＲＧＢ層の各層に濃度（光透過率）分布が形成される。１つの小領域を積層方向について見ると、ＲＧＢ層の何れか１層だけが発色するので、ＲＧＢ層の各層は各層に対応する色（波長帯域）の光を選択的に透過する色フィルタになる。これにより、ＲＧＢ層は、透過光の振幅を波長帯域に応じて変調するＲＧＢ３色の色フィルタが積層されたフィルタ層となる。また、被除去層４４は、アブレーションにより紫外レーザ光の露光量（パルス幅）に応じて厚み（レリーフ深さ）が変化し、この厚み変化に応じて透過光の位相を変調する位相変調層となる。
【００４９】
従って、現像処理後の銀塩フィルム１０（立体画像プリント）に支持体３６側から白色光を照射すると、フィルタ層（現像後のＲＧＢ層：青感光層３８、緑感光層４０、及び赤感光層４２）により小領域毎にＲＧＢ光が各々異なる割合で吸収されて透過波長が選択されると共に振幅が変調され、位相変調層となった被除去層４４により位相が変調されて、透過光が射出される。これによりフルカラーの立体画像が再生される。即ち、図６に示すように、立体画像プリントで光が回折され、透過光の位相及び振幅が変調されて３次元物体の物体光の波面が再生される。このため観測位置により異なる形状の３次元物体像が観測される。
【００５０】
以上説明した通り、本実施の形態では、被除去層に位相情報に応じて変調された紫外レーザ光を照射して、レーザ・アブレーションにより被除去層の厚みを変化させるので、被除去層は該変化に応じて透過光の位相を変調する位相変調層として作用する。このように、被除去層を表面から削り取って位相情報を記録するので、化学変化による記録と比べて経時劣化が少ない、という利点がある。また、干渉縞を書き込むのではなく、紫外レーザ光により位相情報をドット状に書き込むので、光学系が簡単になり安定に波面を再生することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、感光材料に安価で高感度の銀塩フィルムを使用しているので、低出力レーザ光源で画像データを書き込むことができると共に、立体画像を安価に作成することができ、パーソナル・ユースに供することができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、銀塩フィルムにレーザ光源を用いて画像データを書き込むので、印画紙へのデジタル露光と同様の方法、装置を用いて計算機ホログラムを記録することができる。また、レーザ光のビーム・ウエストを絞ることにより高解像度で露光を行うことができる。
【００５３】
更に、本実施の形態では、レーザ露光によりＲＧＢ層にＲＧＢ各色毎の色フィルタを形成するので、以下で説明する第２の実施の形態のように色分解フィルタを貼り合わせる必要が無く、立体画像プリントの製造工程が簡単になる。また、干渉縞を書き込むのではなく、ＲＧＢ層の各層に各色毎に振幅情報をドット状に書き込むので、ゴースト画像の無いカラーホログラムが形成される。
【００５４】
なお、本実施の形態では、青感光層、緑感光層、及び赤感光層の３つの感光層が支持体側からこの順に積層されている銀塩フィルムを使用したが、感光層の配列順序はこの順序には限定されない。但し、被除去層を最外層とする必要がある。
【００５５】
以下に本発明の他の応用例について説明する。
【００５６】
上記の実施の形態では、紫外レーザ光によるレーザ・アブレーションにより被除去層を除去する例について説明したが、被除去層を表面から削り取ってその厚みを変化させることができればよく、除去方法は紫外レーザ光によるレーザ・アブレーションには限定されない。その他の除去方法としては、例えば、赤外線ＹＡＧレーザ等の他の波長のレーザ光によるレーザ・アブレーションの外、機械による除去、光融解、熱融解、溶媒滴下や洗浄による化学融解等が挙げられる。
【００５７】
また、上記の実施の形態では、透過型の立体画像プリントを用いてレーザ・プロジェクタ等で投影画像を得る例について説明したが、フィルムの支持体側にアルミニウム等の金属薄膜を貼り付けることにより、反射型の立体画像プリントとしても使用することができる。また、立体画像プリントは、３次元画像の表示以外に、光情報通信における光変調器として使用することができる外、位相変調層のみを用いて光の位相波面歪み補償フィルムとして使用することもできる。
【００５８】
また、上記の実施の形態では、フィルムをレーザ光で走査露光する例について説明したが、例えば、ビーム径を広げたレーザ光を、液晶、マイクロミラー・アレイ等の空間光変調器を用いて変調し、フィルムの所定面積の領域を同時に露光（面露光）してもよい。また、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子アレイ等のレーザ以外の発光素子アレイを用いてもよい。面露光を行うことで露光時間が短縮され、露光精度が向上する。
【００５９】
また、上記の実施の形態では、レーザ露光により振幅情報を記録する例について説明したが、振幅情報に応じた量のインクを塗布することによっても、振幅情報を記録することができる。インクとは色材（染料又は顔料）を溶剤に溶解又は分散したものであり、その塗布方法としては、例えば、インクをインクジェット・プリンタのヘッドから噴射してインク層を形成する方法がある。なお、顔料を樹脂バインダー中に分散させたトナーをゼログラフィーにより定着する場合や、顔料を樹脂中に分散させた光硬化性樹脂を光硬化して硬化樹脂層を形成する場合においても、振幅情報に応じた量の顔料を塗布することにより、振幅情報を記録することができる。
【００６０】
インクジェット・プリンタを用いてインク層を形成する場合について説明すると、図５に示すように、支持体３６Ｂ上に被除去層４４Ｂが積層されたプラスチック・フィルム１０Ｂを用い、紫外レーザ光によるレーザ・アブレーションによりプラスチック・フィルム１０Ｂの被除去層４４Ｂが小領域毎に表面から削り取られて凹凸が形成され、紫外レーザ光のパルス幅に応じて厚みが変化して透過光の位相を制御する位相変調層となる。
【００６１】
凹凸形成後に、インクジェット・ヘッド５３から小領域毎にＣＭＹいずれか１色のインクが上記の位相変調層上に塗布されて、所定の色分布を有するインク層５４が形成される。このとき、インク噴射量を制御して小領域毎に塗布するインク量、即ち、単位面積当り塗布されるインク量を変えることにより、インク色に応じて透過波長を制御すると共にインク量に応じて光透過率を制御する小領域フィルタが多数個形成されることになる。
【００６２】
従って、インク層５４が形成されたプラスチック・フィルム１０Ｂに支持体３６Ｂ側から白色光を照射すると、位相変調層（アブレーション後の被除去層４４Ｂ）により露光量に応じて透過光の位相が変調され、インク層５４により小領域毎にＲＧＢ光が各々異なる割合で吸収されて透過波長が選択されると共に振幅が変調されて、透過光が射出される。これによりフルカラーの立体画像が再生される。
【００６３】
なお、インク量が多くなると、光透過率が低下して画像が暗くなる可能性があるので、位相変調層のみを透過型にして、インク層を反射型にすることもできる。また、支持体３６Ｂと被除去層４４Ｂとを別々に設けるのではなく、プラスチック製でフィルム状の支持体の表面を、アブレーションにより除去してもよい。
【００６４】
また、上記の実施の形態では、レーザ光をポリゴンミラーで走査する例について説明したが、図７に示すように、立体画像プリンタの露光部を、赤色レーザ光源２２Ｒ、緑色レーザ光源２２Ｇ、青色レーザ光源２２Ｂ、及び紫外レーザ光源２２ＵＶの４色のレーザ光源、及び銀塩フィルム１０を矢印Ｃ方向に走査露光する露光ヘッド５８で構成してもよい。レーザ光源２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、及び２２ＵＶの各々は、対応する光ファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの入力端に結合され、光ファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの出力端の各々は、露光ヘッド５８に保持されている。なお、第１の実施の形態と同じ構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
この露光部では、赤色レーザ光源２２Ｒから発せられたレーザ光は、Ｒ色の振幅情報に基づいて、図示しない変調駆動装置により駆動された図示しない光変調器により変調され、変調されたレーザ光は光ファイバ５６Ｒの入力端に結合される。同様にして、レーザ光源２２Ｇ、２２Ｂ、及び２２ＵＶの各々から出力されたレーザ光は、対応する光ファイバ５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの入力端に結合される。
【００６６】
露光ヘッド５８は、図示しないヘッド駆動部により矢印Ｃ方向に所定速度で往復移動されているので、銀塩フィルム１０表面は、露光ヘッド５８に保持された光ファイバ５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、及び５６ＵＶの出力端から出射されたレーザ光により、矢印Ｃ方向（フィルム幅方向）に主走査される。また、銀塩フィルム１０は、搬送ローラ１４により所定方向に搬送され、搬送方向とは逆方向に副走査される。このようにして銀塩フィルム１０がレーザ光により走査露光され、画像データに応じた潜像が記録される。なお、上記のヘッド駆動部は、コンピュータ２８により露光に同期して制御される。
【００６７】
この露光部では、各レーザ光源と露光ヘッドとを光ファイバで結合し、露光ヘッドを駆動して銀塩フィルムを走査露光するので、露光部の構成が簡単になり、装置の小型化を図ることができる。また、露光ヘッドにファイバプローブを用いて近接場光で露光することで、１０ｎｍから露光波長程度の大きさの微小ドットを書き込むこともできる。
【００６８】
また、上記の立体画像プリンタは、フィルムに直接レーザ描画することができるため、例えば、高精細なデジタル画像をネガフィルムまたはポジフィルムに転写する等、３次元写真作成以外の用途にも使用することができる。これにより、例えば撮影したポジフィルムの上から特定のキャラクタや文字を高解像度で追記したり、アニメーション・キャラクタをネガフィルムに書き込んで写真としてプリントすることが可能になる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、保存安定性に優れ、高画質で違和感の無いカラーの立体画像を再生する立体画像プリントを、簡便に製造することができる立体画像プリントの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る立体画像プリンタのシステム構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態で使用する銀塩フィルムの層構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す立体画像プリンタを使用した場合の露光工程の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態での銀塩フィルムの露光方法を説明するための図であり、（Ａ）は現像処理後の銀塩フィルムの平面図、（Ｂ）は露光時の銀塩フィルムの断面図である。
【図５】銀塩フィルムに顔料含有層を設け、顔料濃度により振幅情報を記録する変形例を説明するための図である。
【図６】現像処理後の銀塩フィルムを用いて３次元物体像を観測する様子を示す図である。
【図７】立体画像プリンタの露光部の他の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ 銀塩フィルム
１２ 収納部
１４ 搬送ローラ
１５ 露光部
１６ 現像処理部
１８ 乾燥器
２０ カッタ
２２Ｒ 赤色レーザ光源
２２Ｇ 緑色レーザ光源
２２Ｂ 青色レーザ光源
２２ＵＶ 紫外レーザ光源
２４ ポリゴンミラー
２６ ｆθレンズ
２８ コンピュータ
３０ 現像槽
３２ 定着槽
３４ 漂白槽
３６，３６Ｂ 支持体
３８ 青感光層
４０ 緑感光層
４２，赤感光層
４４，４４Ｂ 被除去層
４６ 中間層
４８ 露光領域
５０ 領域
５４ インク層
５６ 光ファイバ
５８ 露光ヘッド
Claims (2)
- 位相情報を記録するために設けられた被除去層と、各色毎の振幅情報を記録するために各色に対応して設けられた振幅記録用の複数の感光層とを備えた立体画像記録フィルムに、立体画像を再生する位相情報及び各色毎の振幅情報が小領域毎に分割されて表された画像データの位相情報及び振幅情報を記録して、立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法であって、
前記振幅記録用の複数の感光層の各々を、前記画像データの小領域毎の振幅情報に応じて各色毎に変調された光で露光した後に現像し、各小領域の透過率を露光量に応じて変化させて振幅情報を記録することにより、各色毎の色フィルタが複数積層されたフィルタ層を形成し、
前記被除去層の前記小領域の各々に対応する対応小領域の各々を、前記画像データの小領域毎の位相情報に応じて表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成し、立体画像プリントを製造する、
立体画像プリントの製造方法。 - 位相情報を記録するために設けられた被除去層又は被除去表面を備えた立体画像記録フィルムに、立体画像を再生する各色毎の位相情報及び振幅情報が小領域毎に分割されて表された画像データの位相情報及び振幅情報を記録して、立体画像プリントを製造する立体画像プリントの製造方法であって、
前記被除去層又は被除去表面の前記小領域の各々を、前記画像データの小領域毎の位相情報に応じて表面から所定深さまで除去し、各小領域の光路長を除去量に応じて変化させて位相変調層を形成し、
前記位相変調層の小領域の各々に対応する対応小領域の各々に、前記画像データの小領域毎の振幅情報に応じて各色毎に吸収波長の異なる色のインクを含有する材料を塗布することにより、前記対応小領域の各々の透過率をインク量に応じて変化させて、各色毎の色フィルタが多数個平面状に配列されたインク層を形成し、立体画像プリントを製造する、
立体画像プリントの製造方法。
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