JP4038841B2 - Image information recording method, image information recording apparatus, and holographic stereogram - Google Patents
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Landscapes
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Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明は、画像情報の記録方法及び画像情報記録装置に関し、特に実写画像やコンピュータ生成画像等を3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作製装置やレンチキュラスステレオグラム作製装置等に用いて好適な画像情報の記録方法及び画像情報記録装置に関する。また、本発明は、ホログラフィックステレオグラム作製装置やレンチキュラスステレオグラム作製装置等により作成されるホログラフィックステレオグラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
画像情報等の記録は、2次元画像情報を対象とした平面的な記録が一般的であり、例えば画像に対して陰影等を付けることによって立体感が得られるようにしている。立体画像の記録技術としては、例えばホログラフィックステレオグラム作製装置やレンチキュラスステレオグラム作製装置等により作成されるホログラフィックステレオグラムが知られている。この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像することにより得られた多数枚の画像(視差画像列)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記録画像として順次記録することにより作成される。
【0003】
ホログラフィックステレオグラムは、使用者がこれをある位置から片方の目で見た場合に記録画像の一部分の画像情報の集合体である2次元画像が識別されるとともに、この位置から水平に移動した他の位置で見た場合に記録画像の別の部分の画像情報の集合体である2次元画像が識別される。したがって、かかるホログラフィックステレオグラムによれば、使用者がこれを両目で見た場合に左右の目の視差により、記録画像が3次元画像として認識されることになる。
【0004】
上述したホログラフィックステレオグラムは、例えばレーザ光源から出射されるレーザ光を視差画像列の各画像に基づいて画像変調された物体レーザ光と可干渉性を有する参照レーザ光とに分光し、これら物体レーザ光と参照レーザ光とによって生じる干渉縞を要素記録画像として直接記録媒体に記録するようにしたワンステップ・ホログラフィックステレオグラム作製装置によって作成される。かかるワンステップ・ホログラフィックステレオグラム作製装置は、高精度のホログラフィックステレオグラムを比較的短時間で作成することが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ホログラフィックステレオグラムは、上述したように立体的なホログラム表示画像が得られるために極めて表示効率が大きく、この原理を利用して3次元画像情報を記録媒体に記録するホログラフィックステレオグラム作製装置の開発が進められている。ホログラフィックステレオグラム作製装置においても、一般の画像記録装置と同様に、例えば実写画像とコンピュータグラフィクス画像、或いは複数の画像の合成処理との合成処理が簡易に行うことができるならば、さらにホログラフィックステレオグラムのフィーチャの拡大が図られる。
【0006】
ホログラフィックステレオグラムは、汎用されるにしたがって、単に3次元画像を表示するばかりでなく、例えば実写画像の撮影日時や場所、撮影者或いはタイトル等の紹介情報やコメント等の適宜の画像も併せて表示したいといった要求がある。しかしながら、従来のホログラフィックステレオグラム作製装置においては、かかる比較的単純な内容の画像についても、3次元画像に合成して記録するために装置が複雑で高価となるばかりかホログラフィックステレオグラムを作成する時間も長くなってしまうといった問題があり、実用化されるに至っていない。
【0007】
ところで、ワンステップ・ホログラフィックステレオグラム作製装置は、使用する空間光変調素子の種類や画素数、ホログラム記録波長、再生光源の波長分布や発光部の大きさ、光源からホログラム面までの距離や角度等の様々な条件によって、作成されるホログラフィックステレオグラムの再生像の解像度に影響が生じる。従来、ホログラフィックステレオグラムの再生像の解像度を定量的に評価する実用的な方法は提案されていない。
【0008】
ホログラフィックステレオグラム作製装置において、記録される立体画像の解像度評価を行うために、適当なテストチャートを用いてホログラフィックステレオグラムを作成することが考慮される。テストチャートとしては、例えばコンピュータグラフィックスのレンダリング法を利用することによって、ある奥行きに平面の解像力チャートを有するものが作成可能である。しかしながら、かかる方法によれば、解像力が高いテストチャートを作成するためには莫大な処理時間が必要となるために、充分な解像力を有するテストチャートの作成が困難である。
【0009】
一方、ホログラフィックステレオグラムは、一般に数百枚の視差画像列に基づいて作成されるが、各要素視差画像を1枚露光する毎にレンダリング処理を施すことになると莫大な処理時間が必要となる。これを解決するためには、例えば数百枚の視差画像列についてそれぞれ露光用画像を生成してこれを記憶装置に一時記憶する必要があるが、大容量の記憶装置を必要とするとともに処理時間も莫大となって実用的では無い。
【0010】
本発明は、簡易な方法によって2次元記録画像が記録媒体の任意の深さ位置に記録されることにより、例えば3次元記録画像が記録される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製装置等に用いて好適な画像情報の記録方法及び画像情報記録装置を提供することを目的に提案されたものである。また、本発明は、簡易な方法によって視差画像とともに2次元記録画像をホログラム記録媒体に対して任意の深さ位置に記録したホログラフィックステレオグラムを提供することを目的に提案されたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明にかかる画像情報記録方法は、視差画像列撮像装置により撮像した多数の要素視差画像情報に基づく視差画像と、2次元画像情報作成装置により作成した2次元画像情報に基づく2次元画像とを、視差記録画像及び2次元記録画像として記録媒体に合成して記録する。画像情報記録方法は、2次元画像情報に対して、記録媒体の 画像記録基準面からの深さ位置を規定する深さ位置情報に基づいて画像形状処理を施し、記録媒体に対して2次元記録画像をその記録位置を移動して記録させる2次元記録画像情報を生成する。画像情報記録方法は、2次元記録画像情報に基づいて2次元記録画像を、記録媒体に対して視差記録画像と合成して所定の深さ位置に記録する。
【0012】
上述した本発明にかかる画像情報記録方法によれば、2次元記録画像を記録媒体の所定の深さ位置に所定の形状で記録するための画像形状処理が極めて簡易にかつ比較的小型の処理装置によって行われることから、画像記録装置の小型化と処理時間の短縮が図られるとともに、記録されるべき深さ位置に基づく正確な形状の2次元記録画像が記録されることにより表示効果の向上が図られる。
【0013】
また、画像情報記録方法によれば、例えば記録媒体としてホログラム記録媒体を用い、視差画像情報列に基づく視差記録画像とともに、別工程により作成した例えば視差記録画像の内容紹介や説明の画像或いは文章等の文字列からなる2次元記録画像を極めて簡易にかつ迅速に合成してホログラム記録媒体に記録することが可能であるから、より表示効果が高くかつ利用目的が拡大された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。
【0014】
上述した目的を達成する本発明にかかる画像情報記録装置は、視差画像列撮像装置により撮像した多数の要素視差画像情報に基づく視差画像と、2次元画像情報作成装置により作成した2次元画像情報に基づく2次元画像とを、視差記録画像及び2次元記録画像として記録媒体に合成して記録する。画像情報記録装置は、視差記録画像及び2次元記録画像を画像記録基準面からの深さ位置を異にして記録する記録媒体と、この記録媒体に記録される2次元記録画像の画像記録基準面からの深さ位置情報を記憶する記録位置記憶手段と、この記録位置記憶手段から出力された深さ位置情報に基づいて2次元画像情報に対して画像形状処理を施すことにより記録媒体に対して2次元記録画像をその記録位置を移動して記録させる2次元記録画像情報を生成する演算手段と、視差記録画像と2次元記録画像を記録媒体に記録する記録手段とを備えて構成される。
【0015】
以上のように構成された上述した本発明にかかる画像情報記録装置によれば、比較的小容量の演算手段によって2次元記録画像を記録媒体の所定の深さ位置に記録するための画像形状処理が迅速に行われることから、装置全体の小型化と処理時間の短縮が図られるとともに、記録されるべき深さ位置に基づく正確な形状の2次元記録画像が記録されることにより表示効果の向上が図られた記録媒体が作成される。また、画像情報記録装置は、2次元記録画像を極めて簡易にかつ迅速に視差画像情報列に基づく視差記録画像と合成して記録することが可能であることから、例えば記録媒体としてホログラム記録媒体を用いることによってより表示効果が高くかつ利用目的が拡大された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。
【0016】
上述した目的を達成する本発明にかかるホログラフィックステレオグラムは、視差画像列撮像装置により撮像した多数の要素視差画像情報に基づく視差画像と、2次元画像情報作成装置により作成した2次元画像情報に基づく2次元画像とを、視差記録画像及び2次元記録画像としてホログラム記録媒体に合成して記録する。ホログラフィックステレオグラムは、2次元記録画像が、2次元画像情報に対してホログラム記録媒体の画像記録基準面からの深さ位置を規定する深さ位置情報に基づいて画像形状処理を施して生成した2次元記録画像情報に基づいて記録される。ホログラフィックステレオグラムは、2次元記録画像情報が記録媒体に対して2次元記録画像をその記録位置を移動して記録させる情報であり、2次元記録画像がホログラム記録媒体に視差記録画像と合成されて所定の深さ位置に記録される。
【0017】
以上のように構成された上述した本発明にかかるホログラフィックステレオグラムによれば、比較的小容量の演算手段を有するとともに2次元記録画像を記録媒体の所定の深さ位置に記録するための画像形状処理が迅速に行われる小型化と処理時間の短縮が図られた画像情報記録装置が用いられて、ホログラム記録媒体に対して2次元記録画像が視差画像情報列に基づく視差記録画像と合成して所定の深さ位置に正確な形状で記録されることから、表示効果が高くかつ利用目的の拡大が図られる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として示すホログラフィックステレオグラム作製装置10は、後述するようにレーザ光源16から出射したレーザ光L1を分光した参照レーザ光L3と露光用画像G4に基づいて画像変調した物体レーザ光L2とをホログラム記録媒体4に入射してその干渉縞を横方向(視差方向)に順次露光することにより短冊状の要素ホログラム記録画像f1を記録して横方向の視差を有するホログラム記録画像(視差記録画像)F1が構成されたホログラフィックステレオグラム5を作成する、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作製装置である。ホログラフィックステレオグラム5には、ホログラム記録画像F1の一部に2次元記録画像F2が記録される。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、図1に示すように、視差画像列撮像装置1や画像情報生成用コンピュータ2或いは2次元画像情報作成装置3から供給される視差画像データ情報D1,コンピュータ画像データ情報D2,2次元画像情報D3を処理する画像情報処理部11と、制御部12と、ホログラム記録媒体4に画像記録を行うプリンタ部13とを備えて構成される。なお、以下の説明において、各種データ情報については、単に情報と略称する。
【0019】
ホログラム記録媒体4には、図2(A)に示すように、テープ状のフィルムベース材6上に光重合型フォトポリマからなるフォトポリマ層7が形成されるとともに、このフォトポリマ層7上にカバーシート層8が被着形成された、いわゆる塗布型フィルム状記録媒体が用いられる。勿論、ホログラム記録媒体4には、層構成を異にするその他の適宜の感光フィルム等を用いてもよい。
【0020】
以下、図2(B)乃至図2(D)を参照して、このホログラム記録媒体4に対するホログラム記録画像F1の記録原理を説明する。ホログラム記録媒体4は、同図(B)に示すように初期状態においては、そのフォトポリマ層7を構成する光重合型フォトポリマが、マトリクスポリマ中にモノマMが均一に分散している状態にある。
【0021】
光重合型フォトポリマは、10mJ/cm2乃至400mJ/cm2 のパワーのレーザ光LAが照射されることによって、同図(C)に示すように、露光部においてマトリクスポリマ中に均一に分散していたモノマMが重合してポリマ化した状態となる。光重合型フォトポリマは、ポリマ化によるモノマMの周囲からの移動によってこのモノマMの濃度が不均一になることから、露光部と未露光部とで屈折率の変調が生じる。
【0022】
光重合型フォトポリマは、この後同図(D)に示すように、1000mJ/cm2 程度のパワーの紫外線又は可視光LBが全面に照射されることによって、マトリクスポリマ中においてモノマMの重合が完了する。ホログラム記録媒体4は、このようにフォトポリマ層7を構成する光重合型フォトポリマが、入射されたレーザ光LAに応じて屈折率が変化することから、後述するように物体レーザ光L2と参照レーザ光L3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。
【0023】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、ホログラム記録媒体4として上述した光重合型フォトポリマによってフォトポリマ層7を構成した塗布型フィルム状記録媒体を用いたことにより、ホログラム記録画像F1及び2次元記録画像F2を露光記録した後に、このホログラム記録媒体4に特別な現像処理を施す工程が不要とされる。したがって、ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、現像装置等が不要とされることによってその構成が簡易化されるとともにホログラフィックステレオグラム5を迅速に作成することが可能とされる。
【0024】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10の画像情報処理部11は、演算手段と記憶手段とを構成し、詳細を省略するが画像処理用コンピュータや記憶装置を備えている。画像情報処理部11には、多眼式カメラや移動式カメラ等の視差画像列撮像装置1によって撮像された多数の視差情報を含む要素視差画像g1(g11,・・・,g1m)からなる視差画像列G1に基づく視差画像情報D1が供給される。また、画像情報処理部11には、画像情報生成用コンピュータ2によって生成された視差情報を含む要素コンピュータ画像g2(g21,・・・,g2m)からなるコンピュータ画像列G2に基づくコンピュータ画像情報D2が供給される。さらに、画像情報処理部11には、適宜の2次元画像情報作成装置3によって作成された2次元画像G3に基づく2次元画像情報D3が供給される。
【0025】
画像情報処理部11は、視差画像情報D1の各要素視差画像情報d1やコンピュータ画像情報D2の各要素コンピュータ画像情報d2を対象として、これらに適宜の画像データ処理や合成処理等を施して多数の要素露光用画像情報d4(d41,・・・,d4n)からなる露光用画像情報D4を生成する。また、画像情報処理部11は、2次元画像情報D3に対して詳細を後述するビットマップデータ処理を施して2次元露光用画像情報D5を生成する。
【0026】
画像情報処理部11は、露光用画像情報D4をコンピュータのメモリーやハードディスク装置等からなる記憶装置に一時格納する。視差画像情報D1は、例えば多眼式カメラによる同時撮像或いは移動式カメラによって後述する方法で被写体Pを一定ピッチで撮像して得た多数の要素視差画像g1からなる視差画像列G1に基づく画像情報であり、各要素視差画像g1に対応して視差情報を含む多数の要素視差画像情報d1(d11,・・・,d1m)からなる。
【0027】
また、コンピュータ画像情報D2は、例えば、CAD装置(Computer Aided Design)やCG装置(Computer Graphics)等の画像情報生成用コンピュータ2によって作成されたコンピュータ画像列G2に基づく画像情報であり、各要素コンピュータ画像g2に対応して視差情報を含む多数の要素コンピュータ画像情報d2(d21,・・・,d2m)からなる。2次元画像情報D3は、例えばワードプロセッサやホント作成装置等の2次元画像情報作成装置によって作成された所定の表示を行う文字列情報や画像情報からなる2次元画像G3に基づく画像情報である。2次元画像G3は、例えば視差画像列G1の撮影日時や場所或いはその内容等を紹介する文字画像列、コンピュータ画像列G2の内容を説明する文字画像列、さらには詳細を後述するようにこのホログラフィックステレオグラム作製装置10を評価するためのテストパターン画像等からなる。
【0028】
画像情報処理部11は、後述するようにホログラム記録媒体4にホログラム記録画像F1を露光記録する際に、記憶装置に格納された露光用画像情報D4をプリンタ部13に送出する。また、画像情報処理部11は、図1に示すように、露光用画像情報D4の読み出しに応じてタイミング信号S1を制御部12へと送出する。なお、画像情報処理部11における、視差画像情報D1やコンピュータ画像情報D2或いは2次元画像情報D3の画像情報処理の詳細については、後述する。
【0029】
制御部12は、詳細を省略するが制御用コンピュータを備えている。制御部12は、画像情報処理部11から送出されたタイミング信号S1に基づいて、図1に示すように、プリンタ部13の動作を制御する制御出力S2を送出する。プリンタ部13は、後述するホログラム記録媒体4に対する露光用画像情報D4の各要素露光用画像情報d4(d41,・・・,d4n)に基づいて記録されるホログラム記録画像F1の各要素ホログラム記録画像f1(f11,・・・,f1n)の記録動作が終了すると、同図に示すように制御部12へタイミング信号S3を送出する。制御部12は、このタイミング信号S3に基づいて画像情報処理部11へと出力信号S4を送出する。画像情報処理部11は、この出力信号S4に基づいて、露光用画像情報D4の中から次の要素露光用画像情報d4の読み出しを行う。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、以下この動作が繰り返されることによって、ホログラム記録媒体4に要素露光用画像情報d4に基づいた短冊状の要素ホログラム記録画像f1を横方向に順次露光記録する。
【0030】
プリンタ部13は、レーザ光源16から出射されたレーザ光L1を物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とに分光して露光用画像情報D4に基づく露光用画像G4を後述する液晶表示器24に表示させ、参照レーザ光L3と液晶表示器24を透過して露光用画像G4によって画像変調された物体レーザ光L2との干渉縞をホログラム記録画像F1としてホログラム記録媒体4に露光記録する図3に示す光学系14を備えている。また、プリンタ部13は、露光用画像情報D4に基づいてホログラム記録画像F1の各要素ホログラム記録画像f1を露光記録する毎に、ホログラム記録媒体4を所定量間欠的に走行させる図4に示す記録媒体送り機構15等を備えている。
【0031】
なお、プリンタ部13は、構成各部材等が支持基板に搭載されるとともに、この支持基板をダンパ等の防振機構によって支持している。さらに、プリンタ部13は、感光フィルムからなるホログラム記録媒体4を用いることから、少なくとも光学系14を遮光部として構成する装置筐体を備えている。
【0032】
光学系14は、図3に示すように、入射レーザ光学系14Aと、物体レーザ光学系14B及び参照レーザ光学系14Cとから構成されている。物体レーザ光学系14Bと参照レーザ光学系14Cとは、後述するように物体レーザ光L2と参照レーザ光L3との干渉性を高めて明るくかつ高画質のホログラフィックステレオグラム5を作成するために、その光路長がほぼ同一となるように構成されている。
【0033】
入射レーザ光学系14Aは、レーザ光L1を出射するレーザ光源16と、シャッタ機構17と、レーザ光L1を屈折反射させる全反射ミラー18及びレーザ光L1を分光するハーフミラー19等の光学部品、機構によって構成されている。勿論、入射レーザ光学系14Aには、適当な光路を構成するために反射ミラー等を介挿してレーザ光L1をさらに適宜屈折反射させるようにしてもよい。
【0034】
レーザ光源16は、例えば単一波長でかつ干渉性の良いレーザ光L1を出射する半導体励起YAGレーザ装置や、空冷アルゴンガスレーザ装置、空冷クリプトンレーザ装置等のレーザ装置によって構成される。レーザ光源16には、図示しないが高温となるレーザヘッド部を適宜冷却するヒートシンク機構が付設されている。シャッタ機構17は、露光用画像情報D4の読み出しに応じて送出される画像情報処理部11からのタイミング信号S1に基づいて制御部12から出力された制御出力S2によって開放動作されて、レーザ光源16から出力されるレーザ光L1をハーフミラー19に入射させる。ハーフミラー19は、入射されたレーザ光L1を、透過成分の物体レーザ光L2と可干渉性を有する反射成分の参照レーザ光L3とに分光する。物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とは、物体レーザ光学系14Bと参照レーザ光学系14Cとにそれぞれ入射される。
【0035】
なお、シャッタ機構17については、例えばホログラム記録媒体4に対して物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とが入射される直前に位置してそれぞれ配設された一対の短冊状シャッタ片及びこれらシャッタ片を一体的に駆動する駆動部とによって構成するようにしてもよい。かかるシャッタ機構は、光学系14に対してレーザ光が常時入射された状態となることから、記録動作毎にレーザ光源16からのレーザ光L1を光学系14に入射される上述したシャッタ機構17の構成と比較して構成各光学部品の熱変形が防止されるといった特徴がある。
【0036】
したがって、光学系は、かかるシャッタ機構を備えることによって構成各光学部品が安定した状態に保持されて安定した状態の物体レーザ光L2及び参照レーザ光L3とをホログラム記録媒体4に入射するようにして、良好な状態の干渉縞をホログラム記録媒体4に露光記録することが可能となる。これによって、作成されるホログラフィクステレオグラム5は、回折効率に優れ、明るくかつ画質の向上が図られる。
【0037】
また、シャッタ機構については、シャッタ片が機械的に駆動されるものばかりでなく、例えば音響光学変調器(AOM:acousto−optic Modulation)を用いた電子シャッタによって構成してもよい。シャッタ機構は、要するにホログラム記録媒体4に対してレーザ光L1或いは物体レーザ光L2,参照レーザ光L3を遮蔽可能とする開閉自在なものであれば良い。
【0038】
物体レーザ光学系14Bは、具体的には、光軸に沿ってその入力側からそれぞれ順に配列された、全反射ミラー20と、第1のシリンドリカルレンズ21と、コリメータレンズ22及び第2のシリンドリカルレンズ23等の光学部品によって構成される。また、物体レーザ光学系14Bには、コリメータレンズ22と第2のシリンドリカルレンズ23との間に位置して透過型の液晶表示器24が配設されるとともに、第2のシリンドリカルレンズ23の出射端にホログラム記録媒体4が配置されている。
【0039】
全反射ミラー20は、ハーフミラー19を透過した物体レーザ光L2を屈折反射させて第1のシリンドリカルレンズ21に入射させる。第1のシリンドリカルレンズ21は、凸レンズとピンホールとが組み合わされてなり、物体レーザ光L2を液晶表示器24のスクリーン面幅lsに対応して点光源からの拡散光として一次元方向に拡散させる。コリメータレンズ22は、第1のシリンドリカルレンズ21によって拡散光とされた物体レーザ光L2を平行レーザ光化して液晶表示器24へと入射させる。物体レーザ光L2は、液晶表示器24を透過する際に露光用画像情報D4に基づいてスクリーン面に表示された露光用画像G4によって画像変調されて第2のシリンドリカルレンズ23に入射される。
【0040】
第2のシリンドリカルレンズ23は、平行レーザ光化されるとともに画像変調された物体レーザ光L2を、図3(B)に示すように横方向(視差方向)に対して集光してホログラム記録媒体4に入射させる。物体レーザ光L2は、露光用画像G4に基づいてホログラム記録媒体4の所定の領域を短冊状に露光してホログラム記録画像F1を露光記録する。
【0041】
なお、物体レーザ光学系14Bについては、上述した光学回路の構成に限定されるものではなく、例えば液晶表示器24と第2のシリンドリカルレンズ23との間に位置して投射レンズを配設して物体レーザ光L2を第2のシリンドリカルレンズ23に入射させるようにしてもよい。
【0042】
また、物体レーザ光学系14Bは、ノイズ成分を除去してホログラフィックステレオグラム5の画質を向上させる光学フィルタ及びマスク部材とを光路中に配設して構成してもよい。光学フィルタは、例えば光拡散板によって構成され、物体レーザ光L2の光強度分布を一定状態とする。また、マスク部材は、ホログラム記録媒体4に露光記録される要素ホログラム記録画像f1の形状に対応した短冊状のスリットを有し、このスリットを通過した物体レーザ光L2がホログラム記録媒体4に入射されるようにする。物体レーザ光学系14Bは、かかるマスク部材を備えることにより、拡散板によって拡散された物体レーザ光L2の余分な部分が遮蔽されて高画質のホログラフィックステレオグラム5が作成されるようにする。
【0043】
さらに、物体レーザ光学系14Bには、ホログラフィックステレオグラム5に縦方向の視野角を付与するために、光路中に1次拡散板とルーバーフィルムとを配設して構成してもよい。1次拡散板は、物体レーザ光L2をホログラム記録媒体4に露光記録されるホログラム記録画像F1の長軸方向に拡散して縦方向の視野角を付与するように作用する。ルーバーフィルムは、1次拡散板とホログラム記録媒体4との間に配設された微細な簾状の格子を有するフィルム体からなり、ホログラム記録媒体4を透過した参照レーザ光L3が1次拡散板2によって反射されて再びホログラム記録媒体4に入射されるのを防止するように作用する。
【0044】
液晶表示器24には、上述したように画像情報処理部11から送出される露光用画像情報D4に基づいて生成される露光用画像G4の各要素露光用画像g4が順次表示される。液晶表示器24は、透過する物体レーザ光L2を、表示した露光用画像G4に基づいて画像変調させる。
【0045】
参照レーザ光学系14Cは、具体的には、光軸に沿ってその入力側からそれぞれ順に配列されたシリンドリカルレンズ25と、コリメータレンズ26と、全反射ミラー27とから構成される。勿論、参照レーザ光学系14Cについても、上述した光学部品に限定されるものではなく、例えば物体レーザ光学系14Bと光路長を一致させるために、反射ミラー等の光学部品を光路中に適宜配設して構成してもよい。
【0046】
シリンドリカルレンズ25は、上述した物体レーザ光学系14Bの第1のシリンドリカルレンズ21と同様に、凸レンズとピンホールとが組み合わされてなり、ハーフミラー19によって屈折分光された参照レーザ光L3を液晶表示器24のスクリーン面幅lsに対応して点光源からの拡散光として一次元方向に拡散させる。コリメータレンズ26は、シリンドリカルレンズ25によって拡散された参照レーザ光L3を平行レーザ光化する。全反射ミラー27は、参照レーザ光L3を屈折反射させて、物体レーザ光L2の入射位置と対向するホログラム記録媒体4の後方へと導く。
【0047】
以上のように構成された光学系14は、露光用画像情報D4の出力タイミングに応じてシャッタ機構17が開放動作されて、レーザ光源16から出射されるレーザ光L1が入射レーザ光学系14Aに入射される。レーザ光L1は、全反射ミラー18によって屈折反射されてハーフミラー19に入射されることによって、物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とに分光される。
【0048】
物体レーザ光L2は、物体レーザ光学系14Bにおいて露光用画像情報D4の各要素露光用画像情報d4に基づいて表示される露光用画像G4の各要素露光用画像g4によって画像変調されてホログラム記録媒体4に入射される。参照レーザ光L3は、参照レーザ光学系14Cを介してホログラム記録媒体4に入射される。物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とは、ホログラム記録媒体4上において互いに干渉し、この干渉によって生じる干渉縞が屈折率の変化としてフォトポリマ層7に露光記録される。したがって、ホログラム記録媒体4には、要素露光用画像g4に基づく物体レーザ光L2と参照レーザ光L3との干渉縞からなる要素ホログラム記録画像f1が横方向に順次露光記録される。
【0049】
ホログラム記録媒体4は、要素ホログラム記録画像f1の露光記録が行われると、制御部12から送出される制御出力S2によって動作される記録媒体送り機構15により1要素ホログラム分だけ間欠送りされる。記録媒体送り機構15は、図4に示すように、フィルムカートリッジ28内に回転自在に備えられるとともにホログラム記録媒体4を巻回した供給ローラ29と、フィルムカートリッジ28から繰り出されたホログラム記録媒体4を間欠的に走行させる駆動ローラ30と、ホログラム記録媒体4に所定の走行テンションを付与する図示しないトーションスプリング等によって構成されている。
【0050】
記録媒体送り機構15は、供給ローラ29と駆動ローラ30とにより、ホログラム記録媒体4の感光面、すなわちホログラフィックステレオグラム5のホログラム面5aを物体レーザ光学系14Bと参照レーザ光学系14Cの光軸に対してそれぞれ垂直となるように支持している。また、記録媒体送り機構15は、駆動ローラ30が図示しない駆動用のステッピングモータによって間欠的に回転駆動される。ステッピングモータは、制御部12から送出される制御出力S2によって1要素ホログラム記録画像f1分の露光終了毎に所定角度だけ回転駆動される。したがって、ホログラム記録媒体4には、このステッピングモータによって回転駆動される駆動ローラ30を介して1要素ホログラム記録画像f1の露光記録毎に間欠的に走行駆動されることにより物体レーザ光L2と参照レーザ光L3との干渉縞による要素ホログラム記録画像f1が横方向に連続して順次露光記録される。
【0051】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10には、図4に示すように、記録媒体送り機構15の後段に位置してホログラム記録媒体4の走行路に沿って紫外線照射装置31が配設されている。紫外線照射装置31は、物体レーザ光L2と参照レーザ光L3との干渉縞によってホログラム記録画像F1が露光記録されたホログラム記録媒体4に対して、1000mJ/cm2 程度のパワーの紫外線LBを照射することにより、上述したようにフォトポリマ層7のマトリクスポリマ中においてモノマMの重合を完了させる。
【0052】
また、ホログラフィックステレオグラム作製装置10には、紫外線照射装置31の後段に位置して、ホログラム記録媒体4の走行路に沿って内部にヒータ33が備えられたヒートローラ32と、一対の排出用送りローラ34及びカッター機構35とが順次配設されている。ヒートローラ32は、その外周部にホログラム記録媒体4を約半周の巻付角を以って掛け合わせて走行させる。また、ヒートローラ32は、ヒータ33によって約120℃程度の温度に保持されることにより、ホログラム記録媒体4を加熱してそのフォトポリマ層7の屈折率変調度を増加させる。
【0053】
排出用送りローラ34は、制御部12から送出される制御出力S2によって、上述した記録媒体送り機構15の駆動ローラ30と同期して回転駆動される。排出用送りローラ34は、ホログラム記録媒体4を1つの要素ホログラム記録画像f1の露光記録毎に間欠的に送り出す。したがって、ホログラム記録媒体4は、これら排出用送りローラ34と駆動ローラ30との間において撓むことなくヒートローラ32の外周部に密着した状態で走行されることにより均一な加熱が行われる。
【0054】
カッター機構35は、制御部12から送出される制御出力S2によって駆動され、走行するホログラム記録媒体4を一定長さ、すなわちホログラム記録媒体4に視差画像列G1の各要素視差画像g1に基づく全ての要素ホログラム記録画像f1からなるホログラム記録画像F1及び2次元記録画像F2が露光記録されるとともにこの記録部分が外部に排出された状態において所定の長さに切断してホログラフィックステレオグラム5を作成する。
【0055】
なお、記録媒体送り機構15については、供給ローラ29と駆動ローラ30及び排出用送りローラ34のローラに限定されるものではない。記録媒体送り機構15としては、例えばフィルム体に一定ピッチでパーホレーションを形成するとともにこれらパーホレーションに相対係合する送り爪を有するスプロケットからなる送り機構や、間欠的に揺動動作するレバー送り機構等からなる従来周知のフィルム体の送り機構を適宜採用してもよい。
【0056】
ホログラム記録媒体4は、記録媒体送り機構15によって間欠的に走行駆動される際に、振動が生じる。このホログラム記録媒体4の振動は、物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とによる干渉縞を不安定な状態としてホログラフィックステレオグラム5の回折効率、画質を低下させる。したがって、ホログラフィックステレオグラム作製装置10においては、上述した各要素ホログラム記録画像f1の記録動作が、ホログラム記録媒体4を走行駆動させた後にやや時間をおいて振動が治まった状態で行われるように構成されている。
【0057】
なお、ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、ホログラム記録媒体4の振動を抑制するために、上述した1次拡散板とルーバーフィルムとを利用して、これら部材をホログラム記録媒体4に押し付けるように構成してもよい。勿論、振動抑制機構としては、ホログラム記録媒体4の走行動作に影響を及ぼさないようなテンションローラを付設したり、一対のローラ等によってホログラム記録媒体4を挟み込んで保持する等の適宜の機構によって構成してもよい。
【0058】
また、ホログラフィックステレオグラム作製装置10には、図示しないが振動等によって良好な状態のホログラフィックステレオグラム5が作成されない虞が生じた場合に、ホログラム記録媒体4に対するホログラム記録画像F1の露光記録を停止させる干渉縞検出部を備えてもよい。この干渉縞検出部は、例えばCCDカメラによって構成され、ホログラム記録媒体4のホログラム記録画像F1の形成領域と異にする検出領域に露光形成される干渉縞の状態を検出する。干渉縞検出部は、検出領域に所定値以上の揺らぎ状態の干渉縞の出現を検出したときには、制御部12に対して検出出力を送出する。制御部12は、この検出出力に基づいてプリンタ部13に対してホログラム記録媒体4への要素ホログラム記録画像f1の記録動作を停止させる制御出力を送出する。
【0059】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、かかる干渉縞検出部を備えるにより、物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とによる安定した干渉縞によりホログラム記録媒体4にホログラム記録画像F1を露光記録されることを可能として回折効率が高く、高画質のホログラフィックステレオグラム5が作成される。なお、干渉縞検出部は、例えばミラー等を用いて物体レーザ光L2と参照レーザ光L3の一部を別の位置へと導いて干渉縞を形成するようにして、この干渉縞を検出するように構成してもよい。また、干渉縞検出部は、ハーフミラー等を用いて物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とを分光した検出レーザ光によって干渉縞を形成し、この干渉縞を検出するように構成してもよい。さらに、干渉縞検出部は、レーザ光源16から出射されたレーザ光L1の一部を直接取り出して振動検出用の干渉縞を形成し、この干渉縞を検出するように構成してもよい。
【0060】
上述したようにホログラフィックステレオグラム作製装置10には、画像情報処理部11に、多眼式カメラや移動式カメラ等からなる視差画像列撮像装置1によって撮像された視差画像列G1に基づく視差画像情報D1や画像データ生成用コンピュータ2によって生成されたコンピュータ画像列G2に基づくコンピュータ画像情報D2或いは2次元画像情報作成装置3によって作成された2次元画像G3に基づく2次元画像情報D3が供給される。
【0061】
視差画像情報D1は、例えば図5に示すように、被写体Pを固定した状態に保持して載置し、この被写体Pに対してCCDカメラ(視差画像列撮像装置)1を平行に移動させながら画角θcで順次撮像を行うようにした撮像方法、いわゆるstraight track撮像法によって作成される。この場合、CCDカメラ1は、ファインダ内にホログラフィックステレオグラム5の幅leをカバーするに足る移動距離(視差画像撮像幅)lcの範囲で移動され、移動方向に対して等間隔で位置をずらして被写体Pを500枚乃至1000枚程度撮影する。これらの撮像画像は、被写体Pについて横方向の視差を有する複数の要素視差画像g1からなる視差画像列G1を構成し、また複数の要素視差画像情報d1からなる視差画像情報D1を構成する。
【0062】
視差画像情報D1は、例えばNTSC方式のビデオ信号として画像情報処理部11に供給されて画像データ情報として読み込まれる。したがって、視差画像列撮像装置1は、感光部に電荷結合素子(CCD素子)が用いられた上述したCCDカメラやビデオカメラ等のように、撮像画像が画像データ情報として直接出力される撮像装置が好ましい。勿論。視差画像列撮像装置1は、感光フィルムを用いたカメラであってもよいが、この場合には感光フィルム上に記録された撮像画像を画像読取装置等を介して画像データ情報に変換する必要がある。
【0063】
また、視差画像列の撮像方法としては、図6に示すように、CCDカメラ1を被写体Pに対して平行に移動させながら撮像するが、撮像する位置毎にレンズPLのあおり操作を行って焦点を合わされた被写体Pをファインダの中心に合わせて撮像する、いわゆるre−centering方法も知られている。このre−centering撮像法においては、カメラ画角θcを上述した光学系14のシリンドリカルレンズ23による要素ホログラム記録画像f1の露光角と一致させる必要は無く、比較的小さな画角で被写体Pの撮像を効率良く行うことができる。そして、かかるre−centering撮像法は、広角レンズを用いた撮像の際に生じる画像歪みの影響も無く、また撮像画像の視差方向の有効解像度を高くすることができるといった特徴がある。
【0064】
ところで、上述したホログラフィックステレオグラム作製装置10によって作成された白色光再生用のホログラフィックステレオグラム5においては、観察視点がそのホログラム面5aから遠ざかるにしたがって再生画像40に次第に歪みが生じるといった現象が発生する。また、白色光再生用のホログラフィックステレオグラム5は、再生画像40がホログラム面5aの近傍に定位するほどぼけが少ない。上述した歪み現象は、図7に示すように視差画像列G1を撮像する際の視差画像列撮像装置1の撮像点と被写体Pとの位置関係、すなわち撮像距離dfが、ホログラフィックステレオグラム作製装置10によって作成されたホログラフィックステレオグラム5の再生画像40についても維持されることから、この撮像点と観察視点とのズレに起因する。
【0065】
すなわち、ホログラフィックステレオグラム5においては、視差画像列G1に基づく視差画像情報D1が後述する視点変換処理を施さずに露光用画像情報D4としてプリンタ部13にそのまま供給されて露光用画像G4を生成し、この露光用画像G4によりホログラム記録媒体4にホログラム記録画像F1が露光記録して形成された場合、図7(A)に示すように、ホログラム面5aに対して再生画像40が撮像距離df分ずれた奥の位置に結像した状態となる。したがって、ホログラフィックステレオグラム5は、再生画像40に空間的歪みやぼやけが生ぜず、良好な状態の再生画像40を得るためには、同図に示すようにホログラム面5aに目をつけることによって視点距離dvを視差画像列G1の撮像距離dfと一致させた状態で使用しなければならず実用的でない。
【0066】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10においては、画像情報処理部11において視差画像列G1に基づく視差画像情報D1の画像情報処理を行う際に、再生画像40がホログラフィックステレオグラム5のホログラム面5aの近傍に定位させるようにする視点変換処理を施して露光用画像情報D4が生成される。ホログラフィックステレオグラム5は、かかる視点変換処理が施された露光用画像情報D4に基づいて液晶表示器24に露光用画像G4が表示され、この露光用画像G4によって物体レーザ光L2を画像変調してこの物体レーザ光L2と参照レーザ光L3との干渉縞によりホログラム記録画像F1がホログラム記録媒体4に露光記録される。
【0067】
ホログラフィックステレオグラム5には、これによって図7(B)に示すように、再生画像40がホログラム面5aの近傍に定位されるようになる。したがって、ホログラフィックステレオグラム5は、同図に示すように、使用者がホログラム面5aに目をつけて使用せずとも空間的歪みやぼやけの無い明瞭な再生画像40が再生される。
【0068】
図8及び図9は、上述したre−centering撮像法によって作成されたm枚の要素視差画像g11〜g1mからなる視差画像列G1に基づく視差画像情報D1から露光用画像情報D4を再構成する視点変換処理の原理を説明した図である。露光用画像情報D4は、n個の要素露光用画像g41〜g4nからなる露光用画像G4を生成して液晶表示器24に表示させる。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、上述したように画像情報処理部11に画像情報処理用コンピュータを備え、視点変換処理を施した露光用画像情報D4に基づいて要素露光用画像g4を液晶表示器24に順次表示して、物体レーザ光L2の画像変調を行い、要素ホログラム記録画像f1を順次ホログラム用記録媒体5に露光記録するようにする。
【0069】
図8は、視差方向(横方向)の長さをleとするホログラフィックステレオグラム5のホログラム面5aに、各露光点ep(ep1,・・・,epn)で各要素ホログラム記録画像f11〜f1nを露光記録する露光用画像G4の各要素露光用画像g41〜g4nと視差画像列G1の各要素視差画像g11〜g1mとの位置関係を説明する図である。各露光点epには、視点距離dvから露光角度θeによって要素ホログラム記録画像f1が露光記録される。各露光点epについては、説明の便宜上、ep1,ep2及びepnの3点のみが示されている。勿論、これら露光点epは、ホログラフィックステレオグラム5の横サイズle及びホログラム記録画像F1の表現精度の仕様によってその数を異にするが、例えば0.2mmの等ピッチで、n=500程度が存在するものとする。
【0070】
各露光点epのピッチΔleは、各要素ホログラム記録画像f1のピッチと等しく、ホログラフィックステレオグラム5の横方向の長さleに対して、
le=n×Δle
となる。
【0071】
また、同図において、lcはm個の要素視差画像g1からなる視差画像列G1の撮像幅、dvは視点距離、dfは視差画像列G1の撮像距離である。なお、各露光点epのピッチΔleと各要素視差画像g1の撮像幅Δlcは、必ずしも等しくは無い。視点距離dvと撮像距離dfとは等しい。ホログラフィックステレオグラム5の各露光点epには、液晶表示器24に順次表示される各要素露光用画像g4が露光角度θeを以ってそれぞれ露光記録される。各要素露光用画像g4は、例えばその解像度が縦640(pixel)、横(視差方向)480(pixel)の画像サイズを以って構成される。
【0072】
視点変換処理は、視差画像列G1のm個の要素視差画像情報d1を入れ替えることによって、n個の要素露光用画像g4を生成する新たな露光用画像情報D4を再構成する画像情報処理である。視点変換処理は、要素視差画像情報d1の入れ替えを最小単位、すなわち縦640(pixel)、横1(pixel)のスリット状の要素画像を以って行い、m個の要素視差画像情報d1からこの要素画像を取り出して縦640(pixel)、横480(pixel)の画像サイズからなる要素露光用画像g4を構成する。
【0073】
視点変換処理について、図9を用いて詳細に説明する。同図は、図8における1つの要素露光用画像g41を取り出してその画像再構成の状態を示した図である。要素露光用画像g41は、視点距離dv上のサンプリング点mp11,mp12,・・・,mp1kのそれぞれにおける画像情報が、撮像された視差画像列G1の中のどの要素視差画像g1に基づくどの要素視差画像情報d1からマッピングされるかを演算処理して再構成される。
【0074】
マッピングに際しては、露光点ep1と要素露光用画像g41の各サンプリング点mp11,mp12,・・・,mp1kとをそれぞれ結ぶ直線(マッピングラインml)を考える。視差画像は、視差画像列G1の中からこのマッピングラインmlが視点距離dv上の面DVと交わる点、すなわちサンプリング点mp11,mp12,・・・,mp1kのそれぞれに最も近い視点をもつものが選択される。
【0075】
なお、同図では、説明の便宜上、視差画像列G1の視点とサンプリング点とが全て一致されて示されているが、視差画像列G1の撮像パラメータの設定或いは作成するホログラムステレオグラム5に関するパラメータの設定によってはこれらが必ずしも一致されないことがあることは勿論である。視差方向のサンプリング数(ピクセル数)は、上述したように要素露光用画像g41が縦640(pixel)、横480(pixel)の画像サイズを有することから480であり、k=480となる。
【0076】
サンプリング点mp11は、最も近い視点をもつ要素視差画像g1、すなわち視点mp11をもつ要素視差画像g11が選択され、露光点ep1と要素視差画像g11の視点mp11を結ぶマッピングラインml1(図中太線で示す)を要素視差画像g11のスクリーンの方向に延長したときに撮像距離df上のスクリーン面DSと交わる点op1jに存在する縦640(pixel)、横1(pixel)の要素視差情報d1が取り出されてmp11にマッピングされる。なお、ここでopは、撮像された視差画像列G1のサンプリング点を表し、それぞれの視差画像にj個のサンプリング点が存在する。例えば、要素視差画像g11には、op11,op12,・・・,op1jのサンプリング点が存在する。各要素視差画像g1は、それぞれ縦640(pixel)、横480(pixel)の画像サイズによって構成されることから、j=480となる。
【0077】
視点変換処理は、上述した画像情報処理を他のサンプリング点mp12,・・・,mp1kについてそれぞれ行うことにより、視差画像列G1から1枚の新たな要素露光用画像g41が再構成される。視点変換処理は、さらに同様の画像処理を他の露光点ep12,・・・,ep1jについて行うことにより、それぞれの露光点epにおける要素露光用画像g42,g43,・・・,g4nがそれぞれ再構成される。再構成された各要素露光用画像g4は、液晶表示器24に順次表示されて、これを透過した物体レーザ光L2が参照レーザ光L3と干渉してホログラム用記録媒体4にスリット状の要素ホログラム記録画像f1を横方向に順次露光記録する。
【0078】
上述した視点変換処理を施された露光用画像G4に基づいて作成されたホログラムステレオグラム5は、視点位置がホログラム面5aから観察者側にdv移動することによって、ホログラム記録画像F1の再生画像40もこのdvだけ観察者側に移動する。ホログラムステレオグラム5は、これによって図7(B)に示すように、再生画像40がホログラム面5a上に定位し、これを観察距離dvから観察することによって空間歪みが無くかつぼけの少ない高精度の再生画像40を再生する。
【0079】
ところで、上述した視点変換処理は、視差画像列G1の要素視差画像g1を入れ替えて新たな要素露光用画像g4からなる露光用画像G4を再構成する処理であるが、パラメータが同一であるならば他の被写体Pを撮像した異なる視差画像情報D1であっても入替順序が同一である。したがって、視点変換処理は、対象となる視差画像情報D1の視点(撮像距離df)等が同一であることを条件に、画素列の入替順序を記録したデータを用意し、このデータを参照して処理を施すようにしてもよい。
【0080】
すなわち、視点変換処理は、初回だけ上述した方法によって視差画像情報D1の要素視差画像g1と再生画像40の画素列との対応関係を求めて要素露光用画像g4を再構成する。この対応関係は、例えばハードディスクドライブ装置やメモリ装置等の外部記憶装置に保存されるとともに、次回以降の視点変換処理の際に呼び出されて利用される。したがって、視点変換処理は、視差画像情報D1毎に上述した検索、計算を繰り返して処理を施すことが不要となって処理速度の大幅な短縮が図られる。
【0081】
ホログラフィックステレオグラム5は、横方向の視差については上述した視点変換処理によって視点位置情報の補正がなされ、また縦方向については視差画像列G1の各要素視差画像g1の撮像時の情報がそのまま保存されている。ホログラフィックステレオグラム5は、被写体Pを視差画像列撮像装置1を横方向に移動させながら連続して撮像する視点移動と同様にホログラム面5aに対して視点を横方向に移動させながら観察されることによって、被写体Pの再生画像40がホログラム面5aの近傍に歪みの無い状態で再生される。
【0082】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10においては、画像情報生成用コンピュータ2によって生成されて供給されるコンピュータ画像情報D2や2次元画像情報作成装置3により作成されて供給された2次元画像情報D3とが、画像情報処理部11において上述した視差画像列撮像装置1によって撮像された視差画像情報D1と適宜合成される。また、ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、2次元画像情報D3に基づく2次元画像G3がホログラム記録媒体4の所定の深さ位置Z(図10及び図11を参照。)に露光記録されるように、画像情報処理部11においてこの2次元画像情報D3のマッピング変換処理が施されて2次元露光用画像情報D5が生成され、この2次元露光用画像情報D5に基づいて液晶表示器24に2次元露光用画像G5が表示される。さらに、2次元露光用画像G5は、物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とによってホログラム記録媒体5に2次元記録画像F2として露光記録される。なお、2次元記録画像F2が露光記録されるホログラム記録媒体4の所定の深さ位置Zとは、再生画像40を観察する観察者からみての記録位置である。
【0083】
図10及び図11は、2次元画像情報作成装置3により作成された2次元画像G3に基づく2次元記録画像F2をホログラム記録媒体4の所定の深さ位置Zに露光記録させるためのマッピング変換処理の原理を説明する図である。物体レーザ光L2は、2次元画像情報D3にマッピング変換処理を施して生成した2次元露光用画像情報D5に基づく2次元露光用画像G5が表示された液晶表示器24を透過する際に画像変調されて第2のシリンドリカルレンズ23に入射される。物体レーザ光L2は、第2のシリンドリカルレンズ23によって横方向に集光されてホログラム記録媒体4に入射され、そのホログラム面5aに2次元記録画像F2を露光記録する。
【0084】
なお、以下の説明において、便宜上、液晶表示器24を透過した物体レーザ光L2によって露光記録される2次元記録画像F2を投影画像50と称し、液晶表示器24に表示された2次元露光用画像G5を表示画像52と称する。また、ホログラム記録媒体4は、作成されるホログラフィックステレオグラム5と同等であるから、図10及び図11において物体レーザ光L2の集光点にホログラム面5aの符号を付す。さらに、2次元記録画像F2は、ホログラム面5aから所定の深さ位置Zに露光記録されることから、このZ位置をスクリーン面51と称する。勿論、スクリーン面51とは、仮想面であり、例えば光学系14中に拡散部材を配置することによって図10の斜線で示した領域に2次元露光用画像G5が投影されるという意味である。このスクリーン面51に投影される仮想の2次元露光用画像G5に基づく投影画像がホログラフィックステレオグラム5の所定の深さ位置Zに実際に露光記録される2次元記録画像F2に対応する。
【0085】
表示画像52は、横方向(視差方向)の大きさがYs、縦方向(非視差方向)の大きさがXsであり、その画素数が横方向でYp(pixel)、縦方向でXp(pixel)である。作成される2次元記録画像F2、すなわち投影画像50は、横方向(視差方向)の大きさがYhであり、非視差方向である縦方向の大きさXhについては表示画像52の縦方向の大きさXsと等しい。投影画像50は、その画素数が、縦方向で画素数Xt(pixel)、横方向で画素数Yt(pixel)である。縦方向の画素数Xtは、投影画像50の画素数Xpと等しい。また、横方向の画素数Ytについては、投影画像50の縦方向の画素数に対する表示画像52の大きさの縦横比、すなわちYt=XpXp×(Yh/Xh)とするのが好ましい。
【0086】
また、表示画像52を集光する第2のシリンドリカルレンズ23は、焦点距離をf、集光角をθとすると、θ=tan−1(Ys/f)の関係を満たしている。なお、図10及び図11に示すように、視点からホログラム面5aの距離をeとする。
【0087】
以上の条件から、2次元記録画像F2をホログラム記録媒体4の所定の深さ位置Zに露光記録されせるためのマッピング変換処理の原理について図11を参照して詳細に説明する。ホログラム面5aには、同図(A)に示すように、横方向のあるポイントppから深さ位置Zのスクリーン面51を見込む領域に投影画像50が投影される。したがって、スクリーン面51には、表示画像52の横方向の画素数Yt(pixel)から、〔Yt×Yi/Yh〕(pixel)但し:Yi=2×Z×tan(θ/2)の画素を抜き出してスクリーン面51に投影すればよい。この原理から明らかなように、2次元記録画像F2をホログラム記録媒体4の所定の深さ位置Zに露光記録する場合に、視点からホログラム面5aの距離eに制限されることは無い。
【0088】
一方、2次元記録画像F2は、図11(B)に示すように、ホログラム面5aから所定の深さ位置Zに露光記録されることから、縦方向について投影画像50がこのホログラム面5aにおいてe/(e+Z)に縮小されなければならない。すなわち、各要素視差画像列g1は、上述したように縦が480(pixel)、横が640(pixel)の横長の画像サイズを有している。また、ホログラム記録画像F1は、縦が640(pixel)、横が480(pixel)の縦長の画像サイズを有している。投影画像50は、ホログラム面5aでの縦方向の大きさ〔Xs×e/(e+Z)〕が、スクリーン面51から拡大或いは縮小されずにそのまま露光記録される。したがって、スクリーン面51には、表示画像52の縦方向の画素数Xt(pixel)から、〔Xt×e/(e+Z)〕(pixel)の画素を抜き出してスクリーン面51に投影される。
【0089】
さらに、2次元記録画像F2をホログラム記録媒体4の所定の深さ位置Zに露光記録する場合においては、ホログラム面5a上の移動ピッチとスクリーン面51の切取範囲の中心位置との関係を考慮する必要がある。この関係は、2次元画像情報D3に対して〔Yt×dy/Yh〕(pixel)の移動条件を与えて2次元露光用画像情報D5を生成すればよい。
【0090】
上述した2次元画像情報D3のマッピング変換処理の原理に基づいて、以下ホログラフィックステレオグラム5の具体的によって説明する。ホログラフィックステレオグラム5は、上述したようにその解像度が横方向の画素数Ypを480(pixel)、縦方向の画素数Xpが640(pixel)によって構成されるとともに、その大きさが横方向Xhを67.5mm、アスペクト比を4/3として縦方向Yhを90mmとして作成される。また、液晶表示器24に表示される表示画像52(2次元露光用画像G5)は、その大きさが横方向Ysを50.4mm、縦方向Xsを67.5mmとし、この範囲に存在する画素数が横方向Ypを480(pixel)、縦方向Xpを640(pixel)とされる。
【0091】
したがって、スクリーン面51上に投影される投影画像50は、2次元画像情報D3を対象として、その画素数が横方向Ytを640×(90/67.5)=853(pixel)、縦方向Xtを表示画像52と同等の640(pixel)にマッピング変換処理されて再構成された2次元露光用画像情報D5に基づいて生成される。なお、物体レーザ光L2を集光する光学系14の第2のシリンドリカルレンズ23は、θ=tan−1(Ys/f)であることから、θ=tan−1(50.4/54.513)=49.5°の関係が成り立っている。また、視点からホログラム面5aの距離eは、300mmである。
【0092】
図12は、上述した2次元画像情報D3にマッピング変換処理を施して2次元露光用画像情報D5として再構成する具体例についてまとめて示したものである。同図から明らかなように、2次元画像情報D3のオリジナルビットマップは、横方向が90mmでそのビット数が853( pixel )、縦方向が67.5mmでそのビット数が640( pixel )である。2次元画像情報D3は、第2のシリンドリカルレンズ23に集光され、横方向の画素数Yt;853(pixel)のなかから同図に示すように横方向で2Z×tan24.75°mmの領域の画素分、すなわち853×2Z×tan24.75°/90(pixel)の画素分を抜き出してマッピング変換処理を施して再構成された2次元露光用画像G5に基づく表示画像52が液晶表示器24に表示される。2次元露光用画像G5は、縦方向についてビット数を640( pixel )から640×e/(e+Z)(pixel)に縮小されて、スクリーン面51に投影される。さらに、2次元画像情報D3には、ホログラム面5a上の移動距離dyに対して、853×dy/90(pixel)の移動条件が与えられて、2次元露光用画像情報D5が再構成される。
【0093】
上述した2次元画像情報D3のマッピング変換処理は、画像情報処理部11において極めて高速で処理することが可能である。したがって、ホログラフィックステレオグラム作成装置10は、上述した視差画像列G1の各要素視差画像g1に基づいて要素ホログラム記録画像f1をホログラム記録媒体4に露光記録するプロセス中において、例えばホログラム記録媒体4の搬送の間或いはホログラム記録媒体4が安定した状態となるまでの間にこの2次元画像情報D3のマッピング変換処理が施される。したがって、ホログラフィックステレオグラム作製装置10には、予め2次元記録画像F2を露光記録した特殊なホログラム記録媒体を用いることが不要とされる。
【0094】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10においては、画像情報処理部11において上述したマッピング変換処理が施された2次元画像情報D3が、必要に応じてコンピュータ画像情報D2を加えて視点変換処理が施された視差画像情報D1との合成処理が施される。この合成処理に際して、2次元画像情報D3のマッピング変換処理に用いた上述したパラメータと視差画像情報D1の視点変換処理に用いた上述したパラメータとのマッチングが図られる。
【0095】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、例えば視差画像列撮像装置1によってある人物を撮像してなる視差画像列G1からこの人物のみを抽出した画像処理を行うとともに、画像情報生成用コンピュータ2によって生成される適宜の背景画像のコンピュータ画像列G2を合成し、さらに人物の撮影情報、例えば人物紹介や撮影日時、場所等を説明する2次元画像G3に基づく2次元記録画像F2を合成してホログラフィックステレオグラム5を作成する。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、例えばホログラム記録画像F1として新製品の画像が、2次元記録画像F2として当該新製品の機能や仕様等の紹介文とが合成された表示効果に優れたホログラフィックステレオグラム5を極めて簡易に作成することを可能とする。
【0096】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、2次元画像G3に基づく2次元画像情報D3を、例えば固定情報として予め記憶装置に格納し、ホログラフィックステレオグラム5を作成する際に、必要に応じて適宜選択して2次元記録画像F2をホログラム記録画像F1に対応してホログラム記録媒体4の適当な位置かつ深さ位置に合成するようにする。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、かかる2次元画像G3の対応を極めて短時間で処理して、バライティに溢れたホログラフィックステレオグラム5の作成を可能とする。
【0097】
なお、上述した2次元画像G3については、平面画像をビットマップデータとしたものについて説明したが、例えばアウトラインフォントのように拡大、縮小を施しても画像の粗さが目立たぬようにフォーマット処理を施すことも可能である。また、上述した2次元画像情報D3のマッピング変換処理は、ホログラフィックステレオグラム5の全体面を対象として所定の深さ位置に2次元記録画像F2を露光記録する場合を説明したが、例えば複数の2次元記録画像F2をホログラム記録媒体4の異なる深さ位置にそれぞれ露光記録してホログラフィックステレオグラム5を作成する場合にも適用されることは勿論である。
【0098】
ところで、上述した2次元画像情報D3のマッピング変換処理は、2次元記録画像F2をホログラム記録媒体4の異なる深さ位置にそれぞれ露光記録することから、これを利用して作成されるホログラフィックステレオグラム5の解像度等を定量評価する方法にも展開することが可能となる。すなわち、ホログラフィックステレオグラム5は、図13に示すように、例えばXーYテーブル60上に載置された状態で平行レーザ光Ltが照射されて微小領域ΔMの回折像をミクロフォトメータ(光密度測定器)61によって測定される。ホログラフィックステレオグラム5は、同図に示すように、移動テーブル60を移動動作させることにより、ホログラム面5aの任意の位置の回折光の強度が測定される。
【0099】
図14は、上述したホログラフィックステレオグラム5について、回折強度を測定した結果を、縦軸に回折光強度、横軸に位置をとってプロットした図である。ホログラフィックステレオグラム5は、各要素ホログラム記録画像f1を対象として回折強度の測定が行われることによって、その評価が行われる。
【0100】
光密度測定器61は、詳細を省略するが、結像レンズと光電素子とを備えてなり、結像レンズの倍率や焦点距離を変えることによって上述したホログラフィックステレオグラム5のホログラム面5aばかりでなく深さ方向の所定の深さ位置に焦点を合わせて回折光の強度測定が可能とされる。したがって、ホログラフィックステレオグラム5は、上述した方法によってホログラム面5aから所定の深さ位置Zに露光記録された2次元記録画像F2を対象として、その回折像の解像度を定量評価することが可能とされる。なお、光密度測定器61は、この評価を視覚評価と近似させるために、結像レンズのNA等が最適に選択されて結像系の焦点深度を人間の視覚系の値と近いものとされる。
【0101】
ホログラフィックステレオグラム5は、2次元画像情報D3に対して上述したマッピング変換処理を施して再構成した2次元露光用画像情報D5に基づいて液晶表示器24に表示された2次元露光用画像情報G5によってホログラム記録媒体4の所定の深さ位置に2次元記録画像F2が露光記録されることから、ホログラム面5a上ばかりでなく深さ方向にもテストパターン情報が記録されたテストパターン用ホログラフィックステレオグラムとして作成される。テストパターン情報は、例えば2次元の白画像部と黒画像部とが所定の間隔を以って交互に形成されてなるものや、ビットマップ輝度(濃度)深さを正弦波状に形成してなるものによって構成される。テストパターン情報は、ホログラム面5aを対象とする平面画像画質評価方法をそのまま適用することにより、MTF(空間周波数特性)等の測定も可能とする。また、テストパターン情報は、色付き情報として露光記録されることにより、フルカラー化されたホログラフィックステレオグラム5を対象とした色測定用にも適用される。
【0102】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10には、上述したミクロフォトメータ61の機能を搭載してもよい。すなわち、ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、図15に示すように、記録媒体送り機構15を構成するヒートローラ32と排出用送りローラ34との間に位置してミクロフォトメータ61が配設されてなる。なお、同図において、他の構成については上述した図4の構成と同一であるため、同一符号を付すことによって説明を省略する。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、上述したプロセスを経て露光記録された2次元記録画像F2を対象として回折光強度の測定を行う。
【0103】
ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、ミクロフォトメータ61によって対象の2次元記録画像F2から所定の回折光強度が得られなかった場合に検出出力を制御部12へと送出する。制御部12は、この検出出力に基づいてプリンタ部13に対して制御出力S2を送出してホログラムの作成プロセスを停止させる。ホログラフィックステレオグラム作製装置10は、このように自己診断機能を備えることによって品質の高いホログラフィックステレオグラム5を作成する。
【0104】
上述したホログラフィックステレオグラム作製装置10においては、ホログラム記録媒体4にホログラム記録画像F1をモノクロで露光記録したホログラフィックステレオグラム5を作成する装置であるが、本発明はかかるホログラフィックステレオグラム作製装置10に限定されるものではない。ホログラフィックステレオグラム作製装置は、例えば赤、緑、青の3原色のレーザ光源を備えるとともにこれらレーザ光源に対応して各光学系と液晶表示装置とを備えることによって、ホログラム記録媒体4に合成されたホログラム表示画像F1をカラーで露光記録する装置であってもよい。
【0105】
また、ホログラフィックステレオグラム作製装置10においては、横方向の視差情報のみを有するホログラフィックステレオグラム(いわゆるHorizontal Parallax Only)を露光記録する装置であるが、本発明は、横方向及び縦方向の視差情報を有するホログラフィックステレオグラム(いわゆるFull Parallax)にも適用可能であることは勿論である。かかるホログラフィックステレオグラム作製装置においては、物体レーザ光L2と参照レーザ光L3とをシリンドリカルレンズ24,33で短冊状に集光する代わりにドット状に集光させるとともに、ホログラム記録媒体4を集光位置に対して相対的に2次元的に移動させて全面露光を行うように構成される。
【0106】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる画像情報の記録方法によれば、2次元記録画像を生成する2次元画像情報に対して、記録媒体の画像記録基準面からの深さ位置を規定する深さ位置情報に基づく画像形状処理を施して記録用画像情報を生成するとともに、この記録用画像情報に基づいて2次元記録画像を記録媒体の深さ位置に視差画像に合成して記録するようにしたことから、2次元画像情報を記録媒体の所定の深さ位置に所定の大きさで記録するための画像形状処理が極めて簡易にかつ比較的小型の処理装置によって行われ、画像記録装置の小型化と処理時間の短縮が図られるとともに、深さ位置を異にした正確な2次元画像情報の記録によってより表示効果の向上が図られる。また、画像情報の記録方法は、2次元画像を極めて簡易にかつ迅速に視差画像列に基づく視差記録画像と合成して記録することが可能であるから、より表示効果が高くかつ利用目的が拡大されたホログラフィックステレオグラムを極めて簡易に作成することが可能となる。
【0107】
また、本発明にかかる画像情報記録装置によれば、画像記録基準面からの深さ位置を異にして画像情報に基づく記録画像の記録を可能とした記録媒体に対して、画像記録基準面からの深さ位置を規定する深さ位置情報に基づく画像形状処理を施した記録用画像情報によって2次元記録画像がこの深さ位置に視差画像に合成して記録されることから、比較的小容量の演算手段によって2次元記録画像を記録媒体の所定の深さ位置に記録するための画像形状処理が迅速に行われるとともに装置全体の小型化と処理時間の短縮が図られかつ深さ位置を異にした正確な2次元記録画像が記録されてより表示効果の向上が図られた記録媒体の作成が可能とされる。また、画像情報記録装置は、2次元画像を極めて簡易にかつ迅速に視差画像列に基づく視差画像と合成して記録することが可能であることから、より表示効果が高くかつ利用目的が拡大されたホログラフィックステレオグラムの作成を可能とする。
【0108】
さらに、本発明にかかるホログラフィックステレオグラムによれば、比較的小容量の演算手段を有するとともに2次元記録画像を記録媒体の所定の深さ位置に記録するための画像形状処理が迅速に行われる小型化と処理時間の短縮化が図られた画像情報記録装置が用いられて、ホログラム記録媒体に対して2次元記録画像が視差画像情報列に基づく視差記録画像と合成して所定の深さ位置に正確な形状で効率よく記録されることから、コスト低減が図られ表示効果が高くかつ利用目的の拡大が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態として示すホログラフィックステレオグラム作製装置の全体構成を説明するブロック図である。
【図2】 同ホログラフィックステレオグラム作製装置に用いられるホログラム記録媒体の説明図であり、同図(A)は要部断面図、同図(B)は感光プロセスの初期状態を示し、同図(C)は露光状態を示し、同図(D)は定着状態を示す。
【図3】 同ホログラフィックステレオグラム作製装置の光学系を模式的に説明した図であり、同図(A)は平面図であり、同図(B)は側面図である。
【図4】 同ホログラフィックステレオグラム作製装置に備えられた記録媒体送り機構の構成を模式的に説明する図である。
【図5】 同ホログラフィックステレオグラム作製装置に供給される、視差画像列の作成方法を説明する模式図である。
【図6】 同視差画像列の他の作成方法を説明する模式図である。
【図7】 同視差画像情報に施す視点変換処理の説明図であり、同図(A)は視点変換処理を施さない状態の再生画像の結像状態を説明する図であり、同図(B)は視点変換処理を施した状態の再生画像の結像状態を説明する図である。
【図8】 同re−centering撮像法によって撮像された視差画像列に基づく視差画像情報に施す視点変換処理の具体的な内容を説明する図である。
【図9】 同視点変換処理における要素視差画像(要素視差画像情報)と要素視差ホログラム表示画像(要素露光用画像情報)との対応を説明する図である。
【図10】 同2次元画像(2次元画像情報)に対してマッピング変換処理を施して2次元ホログラム表示画像(2次元ホログラム画像情報)を生成する原理を説明する図である。
【図11】 同2次元画像に施すマッピングの変換処理の具体的な内容を説明する図であり、同図(A)は平面方向から示した図であり、同図(B)は側面方向から示した図である。
【図12】 2次元画像にマッピング変換処理を施して2次元ホログラム画像を生成する画像変換の説明図である。
【図13】 同ホログラフィックステレオグラム作製装置によって作成されたホログラフィックステレオグラムの評価装置の概略構成を説明する図である。
【図14】 同ホログラフィックステレオグラムの回折光強度分布図である。
【図15】 同ホログラフィックステレオグラムの評価装置を備えた他の記録媒体送り機構の構成を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
1 視差画像列撮像装置、2 画像情報生成用コンピュータ、3 2次元画像情報生成装置、4 ホログラム記録媒体、5 ホログラフィックステレオグラム、5a ホログラム面(画像記録基準面)、10 ホログラフィックステレオグラム作製装置、11 画像情報処理部(演算手段)、12 制御部、13 プリンタ部、14 光学系(記録手段)、15 記録媒体送り機構、16 レーザ光源、23 第2のシリンドリカルレンズ、24 液晶表示器、40 再生画像、50 投影画像、51 スクリーン面、52 仮想投影像、61 ミクロフォトメータ(光電変換手段)、D1 視差画像情報、d1 要素視差画像情報、D2 コンピュータ画像情報、d2 要素コンピュータ画像情報、D3 2次元画像情報、D4 露光用画像情報、d4 要素露光用画像情報、D5 2次元露光用画像情報、G1 視差画像列、g1 要素視差画像、G2 コンピュータ画像列、g2 要素コンピュータ画像、G3 2次元画像、G4 露光用画像、g4 要素露光用画像、G5 2次元露光用画像、F1 ホログラム記録画像、f1 要素ホログラム記録画像、F2 2次元記録画像、L1 レーザ光、L2 物体レーザ光、L3 参照レーザ光[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to an image information recording method and an image information recording apparatus, and is particularly suitable for use in a holographic stereogram production apparatus, a lenticular stereogram production apparatus, or the like that can three-dimensionally recognize a photographed image or a computer-generated image. The present invention relates to an image information recording method and an image information recording apparatus.The present invention also relates to a holographic stereogram created by a holographic stereogram production apparatus, a lenticular stereogram production apparatus, or the like.
[0002]
[Prior art]
The recording of image information or the like is generally a two-dimensional recording for two-dimensional image information. For example, a stereoscopic effect can be obtained by adding a shadow or the like to an image. As a stereoscopic image recording technique, for example,Created by holographic stereogram production device, lenticular stereogram production device, etc.Holographic stereograms are known. In this holographic stereogram, a large number of images (parallax image sequences) obtained by sequentially capturing an image of a subject from different observation points are used as original images, and these are formed into strip-shaped or dot-shaped elements on a single hologram recording medium. It is created by sequentially recording as a recorded image.
[0003]
In the holographic stereogram, when a user views the holographic stereogram with one eye from a certain position, a two-dimensional image that is a collection of image information of a part of the recorded image is identified and moved horizontally from this position. When viewed at other positions, a two-dimensional image that is an aggregate of image information of another portion of the recorded image is identified. Therefore, according to such a holographic stereogram, when the user views this with both eyes, the recorded image is recognized as a three-dimensional image due to the parallax between the left and right eyes.
[0004]
The holographic stereogram described above, for example, splits laser light emitted from a laser light source into object laser light that has been image-modulated based on each image in the parallax image sequence and coherent reference laser light, and these objects. The interference fringes generated by the laser light and the reference laser light are created by a one-step holographic stereogram producing apparatus that directly records an element recording image on a recording medium. Such a one-step holographic stereogram producing apparatus can produce a highly accurate holographic stereogram in a relatively short time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The holographic stereogram has a very high display efficiency because a three-dimensional hologram display image can be obtained as described above. A holographic stereogram production apparatus that records three-dimensional image information on a recording medium using this principle. Development is underway. In a holographic stereogram production apparatus, as in a general image recording apparatus, for example, if a composite process of a photographed image and a computer graphics image or a composite process of a plurality of images can be easily performed, the holographic stereogram production apparatus is further improved. The stereogram features are enlarged.
[0006]
The holographic stereogram not only displays a three-dimensional image as it is widely used, but also includes an appropriate image such as introduction information such as the shooting date and location of the photographed image, the photographer or the title, and a comment. There is a request to display. However, the conventional holographic stereogram production apparatus creates a holographic stereogram which not only makes the apparatus complicated and expensive because it synthesizes and records such a relatively simple image into a three-dimensional image. There is a problem that it takes a long time to do so, and it has not been put into practical use.
[0007]
By the way, the one-step holographic stereogram production apparatus is the type of spatial light modulator to be used, the number of pixels, the hologram recording wavelength, the wavelength distribution of the reproduction light source, the size of the light emitting part, the distance and angle from the light source to the hologram surface Etc. affect the resolution of the reproduced image of the created holographic stereogram. Conventionally, a practical method for quantitatively evaluating the resolution of a reproduced image of a holographic stereogram has not been proposed.
[0008]
In the holographic stereogram production apparatus, it is considered to create a holographic stereogram using an appropriate test chart in order to evaluate the resolution of a recorded stereoscopic image. As a test chart, a chart having a planar resolution chart at a certain depth can be created by using, for example, a computer graphics rendering method. However, according to such a method, a huge amount of processing time is required to create a test chart with high resolving power, and therefore it is difficult to create a test chart with sufficient resolving power.
[0009]
On the other hand, a holographic stereogram is generally created based on hundreds of parallax image sequences. However, if rendering processing is performed every time each element parallax image is exposed, a huge amount of processing time is required. . In order to solve this, for example, it is necessary to generate exposure images for each of several hundred parallax image sequences and temporarily store them in a storage device. However, this requires a large-capacity storage device and processing time. Is too large to be practical.
[0010]
The present invention relates to a holographic stereogram production apparatus that creates a holographic stereogram in which, for example, a three-dimensional recorded image is recorded by recording a two-dimensional recorded image at an arbitrary depth position on a recording medium by a simple method. The present invention has been proposed for the purpose of providing an image information recording method and an image information recording apparatus suitable for use in, for example.Another object of the present invention is to provide a holographic stereogram in which a two-dimensional recorded image together with a parallax image is recorded at an arbitrary depth position with respect to a hologram recording medium by a simple method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An image information recording method according to the present invention that achieves this object is as follows.A parallax image based on a large number of element parallax image information captured by the parallax image sequence imaging device and a two-dimensional image based on the two-dimensional image information created by the two-dimensional image information creation device are used as a parallax recording image and a two-dimensional recording image. Combine and record on the recording medium. In the image information recording method, two-dimensional image information is recorded on a recording medium. Two-dimensional recorded image information for performing image shape processing on the basis of depth position information defining the depth position from the image recording reference plane and recording the two-dimensional recorded image on the recording medium by moving the recording position. Generate. In the image information recording method, a two-dimensional recorded image is combined with a parallax recorded image on a recording medium based on the two-dimensional recorded image information and recorded at a predetermined depth position.
[0012]
Image information according to the present invention described aboveReportAccording to the recording method, image shape processing for recording a two-dimensional recorded image in a predetermined shape at a predetermined depth position on a recording medium is performed by a relatively simple and relatively small processing device. The apparatus can be miniaturized and the processing time can be shortened, and a two-dimensional recording image having an accurate shape based on the depth position to be recorded can be recorded, thereby improving the display effect.
[0013]
Also image informationReportAccording to the recording method,For example, a hologram recording medium is used as a recording medium, and a parallax recording image based on a parallax image information sequence and a character string such as an introduction or description image or text of a parallax recording image created by another process, for example.2D recorded images are very simple and quickMeetHolographic stereogram with higher display effect and expanded purpose of use.Can be created.
[0014]
An image information recording apparatus according to the present invention that achieves the above-described object isA parallax image based on a large number of element parallax image information captured by the parallax image sequence imaging device and a two-dimensional image based on the two-dimensional image information created by the two-dimensional image information creation device are used as a parallax recording image and a two-dimensional recording image. Combine and record on a recording medium. The image information recording deviceParallax recorded image and 2D recorded imageRecording at different depth positions from the image recording reference planeDoBased on the recording medium, recording position storage means for storing depth position information from the image recording reference plane of the two-dimensional recording image recorded on the recording medium, and depth position information output from the recording position storage means Image shape processing is applied to 2D image information.2D to record a two-dimensional recorded image on a recording medium by moving its recording positionComputing means for generating recorded image information;Using parallax recording images and two-dimensional recording images as recording mediaAnd a recording means for recording.
[0015]
According to the above-described image information recording apparatus according to the present invention configured as described above, image shape processing for recording a two-dimensional recorded image at a predetermined depth position on a recording medium by a relatively small capacity computing means. Is performed quickly, so that the entire apparatus can be reduced in size and processing time can be shortened, and the display effect can be improved by recording a two-dimensional recorded image having an accurate shape based on the depth position to be recorded. Is created. In addition, since the image information recording apparatus can record a two-dimensional recording image by combining it with a parallax recording image based on a parallax image information sequence very easily and quickly,For example, by using a hologram recording medium as the recording mediumCreate holographic stereograms with higher display effects and expanded usageIs possible.
[0016]
The holographic stereogram according to the present invention that achieves the above-described object includes a parallax image based on a large number of element parallax image information captured by a parallax image sequence imaging device and two-dimensional image information created by a two-dimensional image information creation device. The two-dimensional image based thereon is synthesized and recorded on the hologram recording medium as a parallax recording image and a two-dimensional recording image. The holographic stereogram is generated by performing image shape processing on a two-dimensional recorded image based on depth position information that defines the depth position from the image recording reference plane of the hologram recording medium with respect to the two-dimensional image information. Recording is performed based on the two-dimensional recorded image information. The holographic stereogram is information in which two-dimensional recorded image information is recorded on a recording medium by moving the recording position of the two-dimensional recorded image. The two-dimensional recorded image is combined with the parallax recorded image on the hologram recording medium. Is recorded at a predetermined depth position.
[0017]
According to the above-described holographic stereogram of the present invention configured as described above, an image for recording a two-dimensional recorded image at a predetermined depth position on a recording medium while having a relatively small capacity calculation means. Using an image information recording apparatus that is miniaturized and processing time is reduced so that shape processing can be performed quickly, a two-dimensional recorded image is combined with a parallax recorded image based on a parallax image information sequence on a hologram recording medium. Therefore, since the recording is performed in an accurate shape at a predetermined depth position, the display effect is high and the purpose of use can be expanded.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The holographic
[0019]
In the
[0020]
Hereinafter, with reference to FIG. 2 (B) to FIG. 2 (D), a hologram recording image on the hologram recording medium 4F1The recording principle will be described. In the initial state, the
[0021]
The photopolymerization type photopolymer is 10 mJ / cm.2~ 400mJ / cm2 By irradiating the laser beam LA with the above power, the monomer M that is uniformly dispersed in the matrix polymer in the exposure portion is polymerized and polymerized as shown in FIG. In the photopolymerization type photopolymer, the concentration of the monomer M becomes non-uniform due to movement from the periphery of the monomer M due to polymerization, and therefore, the refractive index is modulated between the exposed portion and the unexposed portion.
[0022]
Thereafter, the photopolymerization type photopolymer is 1000 mJ / cm as shown in FIG.2 Polymerization of the monomer M is completed in the matrix polymer by irradiating the entire surface with ultraviolet light or visible light LB having a sufficient power. In the
[0023]
The holographic
[0024]
The image
[0025]
The image
[0026]
The image
[0027]
The computer image information D2 is, for example, a CAD device (Computer Aided Design) or a CG device (Computer Graphics).
[0028]
As will be described later, the image
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
As shown in FIG. 3, the optical system 14 includes an incident laser
[0033]
The incident laser
[0034]
The
[0035]
As for the
[0036]
Therefore, the optical system is provided with such a shutter mechanism so that the constituent optical components are held in a stable state so that the object laser beam L2 and the reference laser beam L3 in a stable state are incident on the
[0037]
Further, the shutter mechanism is not limited to one in which the shutter piece is mechanically driven, but may be configured by an electronic shutter using, for example, an acousto-optic modulation (AOM). In short, the shutter mechanism may be anything that can be freely opened and closed so as to shield the laser beam L1 or the object laser beam L2 and the reference laser beam L3 from the
[0038]
Specifically, the object laser
[0039]
The
[0040]
The second
[0041]
The object laser
[0042]
Further, the object laser
[0043]
Furthermore, in order to give the
[0044]
The
[0045]
Specifically, the reference laser optical system 14 </ b> C includes a
[0046]
Similar to the first
[0047]
In the optical system 14 configured as described above, the
[0048]
The object laser beam L2 is subjected to exposure image information D4 in the object laser optical system 14B.Each element exposure image information d4Displayed based onExposure image G4The image is modulated by the element exposure image g4 and incident on the
[0049]
When exposure recording of the element hologram recording image f1 is performed, the
[0050]
The recording
[0051]
In the holographic
[0052]
Further, the holographic
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
The recording
[0056]
The
[0057]
The holographic
[0058]
In addition, the holographic
[0059]
The holographic
[0060]
As described above, the holographic
[0061]
For example, as shown in FIG. 5, the parallax image information D <b> 1 is placed while the subject P is held in a fixed state, and the CCD camera (parallax image sequence imaging device) 1 is moved in parallel with respect to the subject P. Images were taken sequentially at the angle of view θc.ImagingCreated by the so-called straight track imaging method. In this case, the
[0062]
The parallax image information D1 is supplied to the image
[0063]
Further, as a method for capturing a parallax image sequence, as shown in FIG. 6, the
[0064]
By the way, in the
[0065]
That is, in the
[0066]
In the holographic
[0067]
In the
[0068]
8 and 9 are m element parallax images created by the re-centering imaging method described above.Images g11-g1mIt is a figure explaining the principle of the viewpoint conversion process which reconfigure | reconstructs the image information for exposure D4 from the parallax image information D1 based on the parallax image sequence G1 consisting of. The exposure image information D4 includes n element exposure images.g41 to g4nAn exposure image G4 comprising the above is generated and displayed on the
[0069]
FIG. 8 shows each element hologram recorded image at each exposure point ep (ep1,..., Epn) on the
[0070]
The pitch Δle of each exposure point ep is equal to the pitch of each element hologram recording image f1, and with respect to the lateral length le of the
le = n × Δle
It becomes.
[0071]
In the figure, lc is a parallax image sequence G1 composed of m element parallax images g1.ImagingWidth, dv is the viewpoint distance, df is the parallax image sequence G1ImagingDistance. The pitch Δle of each exposure point ep and each element parallax image g1ImagingThe width Δlc is not necessarily equal. Viewpoint distance dv andImagingThe distance df is equal. At each exposure point ep of the
[0072]
The viewpoint conversion process is image information processing for reconstructing new exposure image information D4 for generating n element exposure images g4 by replacing m element parallax image information d1 of the parallax image sequence G1. . In the viewpoint conversion processing, the replacement of the element parallax image information d1 is performed with a minimum unit, that is, with a slit-shaped element image having a length of 640 (pixels) and a width of 1 (pixel). An element image is taken out to form an element exposure image g4 having an image size of 640 (pixels) vertical and 480 (pixels) horizontal.
[0073]
The viewpoint conversion process will be described in detail with reference to FIG. This figure is a diagram showing a state of image reconstruction after taking out one element exposure image g41 in FIG. In the element exposure image g41, which element parallax is based on which element parallax image g1 in the parallax image sequence G1 in which the image information at each of the sampling points mp11, mp12,. The image information d1 is reconfigured by calculating whether it is mapped.
[0074]
In mapping, consider a straight line (mapping line ml) connecting the exposure point ep1 and the sampling points mp11, mp12,..., Mp1k of the element exposure image g41. In the parallax image, the mapping line ml is included in the parallax image row G1 and the viewpoint distance dvUp, Mp1k having the viewpoint closest to each of the points intersecting the surface DV, that is, the sampling points mp11, mp12,.
[0075]
In the figure, for convenience of explanation, the viewpoint of the parallax image sequence G1 and the sampling points are all shown to be coincident with each other.ImagingOf course, they may not necessarily match depending on the setting of parameters or the setting of parameters relating to the
[0076]
Sampling point mp11 has the closest viewpointElement parallax image g1That is, when the element parallax image g11 having the viewpoint mp11 is selected and the mapping line ml1 (indicated by a thick line in the figure) connecting the exposure point ep1 and the viewpoint mp11 of the element parallax image g11 is extended in the screen direction of the element parallax image g11. InImagingVertical 640 (pixel) and horizontal 1 (pixel) existing at a point op1j intersecting the screen surface DS on the distance dfElement parallax information d1Is extracted and mapped to mp11. Here, op represents a sampling point of the captured parallax image sequence G1, and there are j sampling points in each parallax image. For example, sampling points of op11, op12,..., Op1j exist in the element parallax image g11. Each element parallax image g1 is composed of image sizes of 640 (pixels) vertical and 480 (pixels) horizontal, so j = 480.
[0077]
Viewpoint conversion processing is based on the above-mentioned image information processing at other sampling points.mp12,..., Mp1k, respectively, reconstructs one new element exposure image g41 from the parallax image sequence G1. In the viewpoint conversion processing, the same image processing is further performed on the other exposure points ep12,..., Ep1j, so that the element exposure images g42, g43,. Is done. The reconstructed element exposure images g4 are sequentially displayed on the
[0078]
The
[0079]
By the way, the viewpoint conversion process described above is a process for reconstructing the exposure image G4 including the new element exposure image g4 by replacing the element parallax image g1 of the parallax image sequence G1, but if the parameters are the same. Even in the case of different parallax image information D1 obtained by imaging another subject P, the replacement order is the same. Therefore, the viewpoint conversion processing is performed by the viewpoint (imaging distance) of the target parallax image information D1.df) Etc. may be the same, and data in which the pixel column replacement order is recorded may be prepared, and processing may be performed with reference to this data.
[0080]
That is, in the viewpoint conversion process, the element exposure image g4 is reconstructed by obtaining the correspondence between the element parallax image g1 of the parallax image information D1 and the pixel column of the reproduced
[0081]
In the
[0082]
In the holographic
[0083]
10 and 11 show a two-dimensional recording image F2 based on the two-dimensional image G3 created by the two-dimensional image
[0084]
In the following description, for the sake of convenience, exposure is performed with the object laser beam L2 that has passed through the liquid crystal display 24.RecordThe two-dimensional recorded image F2 to be recorded is referred to as a projected image 50The two-dimensional exposure image G5 displayed on the
[0085]
Display image 52Is Ys in the horizontal direction (parallax direction), Xs in the vertical direction (non-parallax direction), and the number of pixels is Yp (pixel) in the horizontal direction and Xp (pixel) in the vertical direction. . The created two-dimensional recorded image F2, that is,Projected image 50Is the horizontal direction (parallax direction) size Yh and the non-parallax direction vertical size XhDisplay image 52Is equal to the vertical size Xs.Projected image 50The number of pixels is the number of pixels Xt (pixel) in the vertical direction and the number of pixels Yt (pixel) in the horizontal direction. The number of pixels Xt in the vertical direction is equal to the number of pixels Xp of the
[0086]
Also,Display image 52Second cylindrical to collect lightlens23, θ = tan, where f is the focal length and θ is the converging angle.-1The relationship (Ys / f) is satisfied. In addition,10 and 11As shown, the distance from the viewpoint to the
[0087]
From the above conditions, the two-dimensional recorded image F2 is converted into a predetermined depth position of the hologram recording medium 4.ZThe principle of the mapping conversion process for exposing and recording the image will be described in detail with reference to FIG. On the
[0088]
On the other hand, as shown in FIG. 11B, the two-dimensional recorded image F2 has a predetermined depth position from the hologram surface 5a.ZSince the exposure image is recorded on the
[0089]
Further, the two-dimensional recorded image F2 is displayed at a predetermined depth position on the hologram recording medium 4.ZIn the case of exposure recording, it is necessary to consider the relationship between the movement pitch on the
[0090]
Based on the principle of the mapping conversion process of the two-dimensional image information D3 described above, the
[0091]
Therefore, it is projected on the screen surface 51.Projected
[0092]
FIG. 12 shows a two-dimensional image obtained by performing mapping conversion processing on the above-described two-dimensional image information D3.For exposureSpecific examples of reconstruction as image information D5 are collectively shown. As is clear from the figure,The original bitmap of the two-dimensional image information D3 has a horizontal direction of 90 mm and a bit number of 853 ( pixel ), The vertical direction is 67.5 mm and the number of bits is 640 ( pixel ). The two-dimensional image information D3 is collected on the second
[0093]
The above-described mapping conversion process of the two-dimensional image information D3 can be performed at an extremely high speed in the image
[0094]
In the holographic
[0095]
The holographic
[0096]
The holographic
[0097]
Note that the above-described two-dimensional image G3 has been described using a plane image as bitmap data. However, for example, formatting processing is performed so that the roughness of the image is not noticeable even when enlarged or reduced like an outline font. It is also possible to apply. In the above-described mapping conversion process of the two-dimensional image information D3, the case where the two-dimensional recording image F2 is exposed and recorded at a predetermined depth position with respect to the entire surface of the
[0098]
By the way, since the mapping conversion processing of the two-dimensional image information D3 described above involves exposing and recording the two-dimensional recorded image F2 at different depth positions of the
[0099]
FIG. 14 shows the result of measuring the diffraction intensity for the above-described
[0100]
Although not described in detail, the optical
[0101]
The
[0102]
The holographic
[0103]
The holographic
[0104]
The holographic
[0105]
In addition, the holographic
[0106]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the image information recording method of the present invention, the depth position from the image recording reference plane of the recording medium is defined for the two-dimensional image information for generating the two-dimensional recorded image. The image shape processing based on the depth position information to be performed is performed to generate the recording image information, and the two-dimensional recording image is set to the depth position of the recording medium based on the recording image information.Combining with parallax imageSince recording is performed, image shape processing for recording two-dimensional image information at a predetermined depth position on a recording medium with a predetermined size is performed by a relatively simple and relatively small processing device. The recording apparatus can be reduced in size and the processing time can be shortened, and the display effect can be further improved by recording accurate two-dimensional image information at different depth positions. Also, the image information recording method can record a two-dimensional image with a parallax recording image based on a parallax image sequence very easily and quickly, so that the display effect is higher and the purpose of use is expanded. It is possible to create a holographic stereogram that has been made extremely easily.
[0107]
Further, according to the image information recording apparatus of the present invention, the image recording reference plane can be used for a recording medium that enables recording of a recorded image based on the image information with different depth positions from the image recording reference plane. The two-dimensional recording image is set at this depth position by the recording image information subjected to the image shape processing based on the depth position information that defines the depth position of the image.Combining with parallax imageTherefore, the image shape processing for recording the two-dimensional recording image at a predetermined depth position of the recording medium is quickly performed by a relatively small-capacity computing means, and the entire apparatus is reduced in size and processing time. It is possible to produce a recording medium that is shortened and has an improved display effect by recording an accurate two-dimensional recorded image at different depth positions. Further, the image information recording apparatus can synthesize and record a two-dimensional image with a parallax image based on a parallax image sequence very easily and quickly, so that the display effect is higher and the purpose of use is expanded. Holographic stereograms can be created.
[0108]
Furthermore, according to the holographic stereogram of the present invention, the image shape processing for recording a two-dimensional recording image at a predetermined depth position of the recording medium is performed quickly while having a relatively small capacity calculation means. An image information recording apparatus that is reduced in size and shortened in processing time is used, and a two-dimensional recording image is synthesized with a parallax recording image based on a parallax image information sequence on a hologram recording medium at a predetermined depth position. Therefore, the cost can be reduced, the display effect is high, and the purpose of use can be expanded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a holographic stereogram manufacturing apparatus shown as an embodiment of the present invention.
2A and 2B are explanatory diagrams of a hologram recording medium used in the holographic stereogram manufacturing apparatus, where FIG. 2A is a cross-sectional view of the main part, and FIG. 2B shows an initial state of the photosensitive process. (C) shows the exposure state, and (D) shows the fixing state.
3A and 3B are diagrams schematically illustrating an optical system of the holographic stereogram manufacturing apparatus, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration of a recording medium feeding mechanism provided in the holographic stereogram manufacturing apparatus.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a method for creating a parallax image sequence supplied to the holographic stereogram producing apparatus.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another method for creating the parallax image sequence.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a viewpoint conversion process performed on the parallax image information, and FIG. 7A is a diagram illustrating an image formation state of a reproduced image in a state where the viewpoint conversion process is not performed; () Is a diagram for explaining an image formation state of a reconstructed image in a state in which a viewpoint conversion process is performed.
FIG. 8 is a diagram illustrating specific contents of viewpoint conversion processing performed on parallax image information based on a parallax image sequence captured by the re-centering imaging method.
FIG. 9 is a diagram for explaining a correspondence between an element parallax image (element parallax image information) and an element parallax hologram display image (element exposure image information) in the same viewpoint conversion processing.
FIG. 10 is a diagram illustrating a principle of generating a two-dimensional hologram display image (two-dimensional hologram image information) by performing mapping conversion processing on the two-dimensional image (two-dimensional image information).
11A and 11B are diagrams illustrating specific contents of mapping conversion processing performed on the two-dimensional image. FIG. 11A is a diagram showing the plane direction, and FIG. 11B is a side view. FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram of image conversion in which a mapping conversion process is performed on a two-dimensional image to generate a two-dimensional hologram image.
FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a holographic stereogram evaluation apparatus created by the holographic stereogram production apparatus.
FIG. 14 is a diffracted light intensity distribution diagram of the holographic stereogram.
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the configuration of another recording medium feeding mechanism including the holographic stereogram evaluation device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記2次元画像情報に対して、上記記録媒体の画像記録基準面からの深さ位置を規定する深さ位置情報に基づいて画像形状処理を施し、上記記録媒体に対して上記2次元記録画像をその記録位置を移動して記録させる2次元記録画像情報を生成し、
上記2次元記録画像情報に基づいて上記2次元記録画像を上記記録媒体に対して上記視差記録画像と合成して上記深さ位置に記録することを特徴とする画像情報記録方法。 A parallax image based on a large number of element parallax image information captured by the parallax image sequence imaging device and a two-dimensional image based on the two-dimensional image information created by the two-dimensional image information creation device are used as a parallax recording image and a two-dimensional recording image. A method of recording image information to be combined and recorded on a recording medium,
With respect to the two-dimensional image information, and facilities the image shape processing based on the depth position information defining the depth position of the image recording reference plane of the recording medium, the two-dimensional recording image on the recording medium Generating two-dimensional recorded image information that is recorded by moving the recording position ,
Image information recording method characterized by the two-dimensional recording image based on the two-dimensional Symbol recording image information by combining the above parallax recorded image on the recording medium is recorded in the depth position.
上記視差記録画像及び上記2次元記録画像を画像記録基準面からの深さ位置を異にして記録する上記記録媒体と、
上記記録媒体に記録される上記2次元記録画像の上記画像記録基準面からの深さ位置情報を記憶する記録位置記憶手段と、
上記記録位置記憶手段から出力された上記深さ位置情報に基づいて、上記2次元画像情報に対して画像形状処理を施し、上記記録媒体に対して上記2次元記録画像をその記録位置を移動して記録させる2次元記録画像情報を生成する演算手段と、
上記視差記録画像と上記2次元記録画像を上記記録媒体に記録する記録手段とを備え、
上記録媒体には、上記記録手段により上記視差記録画像と合成して、上記演算手段により生成された上記2次元記録画像情報に基づいて上記2次元記録画像が上記深さ位置に記録されることを特徴とする画像情報記録装置。 A parallax image based on a large number of element parallax image information captured by the parallax image sequence imaging device and a two-dimensional image based on the two-dimensional image information created by the two-dimensional image information creation device are used as a parallax recording image and a two-dimensional recording image. An image information recording apparatus for recording on a recording medium.
The recording medium for recording the parallax recording image and the two-dimensional recording image at different depth positions from the image recording reference plane;
And recording position storage means for storing the depth position information from the image recording reference plane of the two-dimensional recording image recorded on the recording medium,
Based on the recording position above depth position information outputted from the storage means movement, and facilities the image shape processing on the two-dimensional image information, the recording position of the two-dimensional recording image on the recording medium Calculating means for generating two-dimensional recorded image information to be recorded ,
Recording means for recording the parallax recording image and the two-dimensional recording image on the recording medium ;
The upper recording medium is combined with the parallax recording image by the recording unit, and the two-dimensional recording image is recorded at the depth position based on the two-dimensional recording image information generated by the calculation unit. An image information recording apparatus characterized by the above .
上記記録媒体の任意の深さ位置の記録画像を投影してこの深さ位置に記録された上記記録画像の解像度を測定する光電変換手段を備え、 Photoelectric conversion means for projecting a recording image at an arbitrary depth position of the recording medium and measuring the resolution of the recording image recorded at the depth position;
上記光電変換手段により上記画像評価用テストパターンを投影してその記録特性の検出結果に基づいて上記記録手段の記録動作を制御する自己診断機能を有することを特徴とする請求項5に記載の画像情報記録装置。 6. The image according to claim 5, further comprising a self-diagnostic function for projecting the test pattern for image evaluation by the photoelectric conversion unit and controlling a recording operation of the recording unit based on a detection result of the recording characteristic. Information recording device.
上記2次元記録画像が、上記2次元画像情報に対して上記ホログラム記録媒体の画像記録基準面からの深さ位置を規定する深さ位置情報に基づいて画像形状処理を施して生成した、上記記録媒体に対して上記2次元記録画像をその記録位置を移動して記録させる2次元記録画像情報に基づいて、上記ホログラム記録媒体に上記視差記録画像と合成して上記深さ位置に記録されたことを特徴とするホログラフィックステレオグラム。 A parallax image based on a large number of element parallax image information captured by the parallax image sequence imaging device and a two-dimensional image based on the two-dimensional image information created by the two-dimensional image information creation device are used as a parallax recording image and a two-dimensional recording image. A holographic stereogram synthesized and recorded on a hologram recording medium,
The recording, wherein the two-dimensional recorded image is generated by subjecting the two-dimensional image information to image shape processing based on depth position information that defines a depth position from an image recording reference plane of the hologram recording medium. Based on the two-dimensional recording image information for recording the two-dimensional recording image on the medium by moving the recording position, the two-dimensional recording image is recorded on the hologram recording medium at the depth position by combining with the parallax recording image. Holographic stereogram characterized by
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