JP4675805B2 - ホログラム記録媒体の作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム記録媒体の作成方法に関し、特に、計算機を用いた演算によって、グラデーションのかかったモチーフ表現が可能なホログラム記録媒体の作成方法に関する。

金券やクレジットカードについての偽造防止の用途として、ホログラムが広く利用されている。通常は、偽造防止対策を施す対象となる媒体上の一部に、ホログラムを記録する領域を設け、この領域内に立体像などがホログラムの形で記録される。

従来、商業的に利用されているホログラムの多くは、光学的な手法により、原画像を媒体上に干渉縞として記録したものであったが、最近では、計算機を用いた演算により記録面上に干渉縞を形成させてホログラムを作成する手法も知られている。このような手法で作成されたホログラムは、一般に「計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram ）」、あるいは単に「計算機ホログラム」と呼ばれている。この計算機ホログラムは、いわば光学的な干渉縞の生成プロセスをコンピュータ上でシミュレーションすることにより得られるものであり、干渉縞パターンを生成する過程は、すべてコンピュータ上の演算として行われる。このような演算によって干渉縞パターンの画像データが得られたら、この画像データに基いて、実際の媒体上に物理的な干渉縞が形成される。具体的には、たとえば、コンピュータによって作成された干渉縞パターンの画像データを電子線描画装置に与え、媒体上で電子線を走査することにより物理的な干渉縞を形成する方法が実用化されている。

コンピュータグラフィックス技術の発展により、印刷業界では、種々の画像をコンピュータ上で取り扱うことが一般化しつつある。したがって、ホログラムに記録すべき原画像も、コンピュータを利用して得られた画像データとして用意することができれば便利である。このような要求に応えるためにも、計算機ホログラムを作成する技術は重要な技術になってきており、将来は光学的なホログラム作成手法に取って代わる技術になるであろうと期待されている。このような計算機ホログラムに関する種々の技術は、たとえば、下記の特許文献１〜３に開示されている。

また、「ホログラム」とは、本来、立体像を再生することが可能な光学的干渉縞パターンを意味するものであるが、最近では、光学的干渉縞パターンの代わりに、回折格子パターンを形成した「疑似ホログラム」と呼ばれる媒体も普及している。たとえば、下記の特許文献４〜６には、様々な種類の回折格子パターンを画素として配列することにより所定のモチーフを表現した「疑似ホログラム」をコンピュータを用いて作成する方法が開示されており、下記の特許文献７には、このような「疑似ホログラム」と「本来のホログラム」とを同一媒体上に記録する方法が開示されている。また、下記の特許文献８，９には、回折格子パターンの代わりに、散乱構造パターンを用いた疑似ホログラムの例が開示されている。

なお、上述したとおり、本来の「ホログラム」とは、物体光と参照光との光学的な干渉縞を媒体上に記録したものを指すが、最近では、回折格子パターンや散乱構造パターンによって様々なモチーフが表現されている媒体についても、一般に「ホログラム」と呼称されるようになってきている。そこで、本願では、「ホログラム」という文言を、光学的干渉縞パターンからなる本来のホログラムだけでなく、回折格子パターンからなる疑似ホログラム（回折格子記録媒体）や散乱構造パターンからなる疑似ホログラム（散乱構造記録媒体）をも含む広い概念として用いることにする。
特開平１１−０２４５３９号公報 特開２００１−１０９３６２号公報 特開２００３−１８６３７６号公報 特開平０６−３３７６２２号公報 特開平０７−１４６６３５号公報 特開平０７−１４６６３７号公報 特開２００１−０８３８６６号公報 特開２００２−３２８６３９号公報 特開２００２−３３３８５４号公報

金券やクレジットカード用ホログラムには、会社のロゴマークや社名を示す文字列など、用途に応じて様々なモチーフが記録される。このため、同一のホログラム記録媒体上に複数のモチーフを重畳して記録する方法が提案されている。光学的干渉縞パターンが記録された本来のホログラムも、回折格子パターンが記録された疑似ホログラムも、光の回折現象を利用して特定の方向に向かう再生光を生成する機能を有しているため、第１の方向から観察すると第１のモチーフが観察され、第２の方向から観察すると第２のモチーフが観察されるように、２つのモチーフを重畳して記録することが可能になる。たとえば、前掲の特許文献２，３には、複数の原画像の情報を同一の記録媒体上に重畳記録する方法が開示されており、前掲の特許文献４には、２つの異なるアルファベットを示すための回折格子パターンを重畳記録する方法が開示されている。

このように、２つのモチーフを重畳して記録することができれば、第１の方向から観察すると社名を示す文字列からなるモチーフが観察され、第２の方向から観察すると会社のロゴマークからなるモチーフが観察される、というように、２つのモチーフを観察方向によって切り換えて提示することが可能になる。しかしながら、用途によっては、このような観察方向による切り換え手法が必ずしも適切でない場合もある。たとえば、社名を示す文字列とロゴマークとを並べて同時に表示した方が好ましい場合もある。

このような場合、従来は、単に２つのモチーフを隣接して配置することによって対応していた。たとえば、前掲の特許文献７には、第１のモチーフを光学的干渉縞パターンとして媒体の中央の領域に記録し、第２のモチーフを回折格子パターンとして媒体の周囲の領域に配置する技術が開示されている。しかしながら、このように複数のモチーフを単に隣接配置した場合、モチーフ相互間の融合性が乏しくなり、意匠性に欠けるという問題がある。

そこで本発明は、グラデーションのかかったモチーフ表現により、記録されたモチーフに融合性を確保することが可能なホログラム記録媒体の作成方法を提供することを目的とする。

(1) 本発明の第１の態様は、ホログラム記録媒体の作成方法において、
記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、
可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもち、かつ、寸法が３００μｍ以下のサイズをもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、
多数の単位領域のそれぞれについて、複数Ｍ個の原画像のいずれかを記録することを示す特定の記録属性を付与する属性付与段階と、
個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターン（但し、少なくとも１つの原画像については干渉縞パターン）を求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、
記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、
を行うようにしたものである。
なお、本願において、「干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターン」とは、「干渉縞パターン、回折格子パターン、散乱構造パターンのいずれか１つ又は複数」の意である。

(2) 本発明の第２の態様は、ホログラム記録媒体の作成方法において、
記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、
可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、
Ｍ個の原画像のそれぞれについて、当該原画像に対応する記録属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを記録面上に重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域についていずれかの記録属性を付与する属性付与段階と、
個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、
記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、
を行うようにしたものである。

(3) 本発明の第３の態様は、ホログラム記録媒体の作成方法において、
記録対象となる第１の原画像および第２の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、
可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、
第１の記録属性の出現確率と第２の記録属性の出現確率とが、空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを記録面上に重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域について、第１の記録属性か第２の記録属性かのいずれか一方を付与するか、もしくは、いずれの記録属性も付与しない処理を行う属性付与段階と、
第１の記録属性が付与された単位領域については、第１の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、第２の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、
記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、
を行うようにしたものである。

(4) 本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性付与段階が、
記録面を含む平面上に距離基準線を定義する基準設定段階と、
距離ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する分布率設定段階と、
距離基準線に対して平行かつ距離ｘだけ隔たった位置にある配置線上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
を有するようにしたものである。

(5) 本発明の第５の態様は、上述の第３の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性付与段階が、
記録面を含む平面上に距離基準点を定義する基準設定段階と、
距離ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する分布率設定段階と、
距離基準点を中心とする半径ｘの円の円周として定義される配置線上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
を有するようにしたものである。

(6) 本発明の第６の態様は、上述の第３の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性付与段階が、
記録面を含む平面上に角度基準点およびこの角度基準点を通る角度基準線を定義する基準設定段階と、
角度ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する分布率設定段階と、
角度基準点を通り角度基準線に対して角度ｘだけ傾斜した配置線上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
を有するようにしたものである。

(7) 本発明の第７の態様は、上述の第４〜第６の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
分布率設定段階で、分布率ｆ（ｘ）として、単調増加関数もしくは単調減少関数を用いるようにしたものである。

(8) 本発明の第８の態様は、上述の第４〜第６の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性決定段階で、同一の配置線上に配置された複数Ｎ個の単位領域について、乱数を利用して、Ｎ×ｆ（ｘ）個の単位領域に第１の記録属性を与え、残りの単位領域に第２の記録属性を与える処理を行うようにしたものである。

(9) 本発明の第９の態様は、上述の第４〜第６の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性決定段階で、個々の配置線ごとに「ｆ（ｘ）」：「１−ｆ（ｘ）」に近似する整数比α：βを求め、１本の配置線に沿って配置された複数の単位領域のうちの連続した（α＋β）個の単位領域について、α個の単位領域には第１の記録属性を与え、β個の単位領域には第２の記録属性を与える処理を行うようにしたものである。

(10) 本発明の第１０の態様は、上述の第３の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性付与段階が、
記録面を含む平面上にＸＹ二次元座標系を定義する基準設定段階と、
ＸＹ二次元座標系の２変数ｘ，ｙの関数として、０≦ｆ（ｘ，ｙ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ，ｙ）を定義する分布率設定段階と、
各単位領域について位置座標（ｘ，ｙ）を求め、ｆ（ｘ，ｙ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ，ｙ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
を有するようにしたものである。

(11) 本発明の第１１の態様は、上述の第３の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性付与段階が、
個々の単位領域のそれぞれについて、０≦ｆ≦１なる範囲の値をとる分布率ｆを定義するテーブルを用意する分布率設定段階と、
各単位領域について、テーブルで定義されたｆの割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
を有するようにしたものである。

(12) 本発明の第１２の態様は、上述の第１〜第１１の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
単位領域定義段階で、二次元マトリックス状に配列された、同一サイズ、同一矩形形状を有する多数の単位領域を定義するようにしたものである。

(13) 本発明の第１３の態様は、上述の第１２の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性決定段階で、単位領域の配列に適合する配列からなるディザマスクを用いたディザ処理を行うことにより、個々の単位領域の記録属性を決定するようにしたものである。

(14) 本発明の第１４の態様は、上述の第１２の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
属性決定段階で、誤差拡散法を用いた処理により、個々の単位領域の記録属性を決定するようにしたものである。

(15) 本発明の第１５の態様は、上述の第１〜第１４の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
原画像準備段階で、二次元画像もしくは三次元画像を示すデジタルデータを原画像として用意するようにしたものである。

(16) 本発明の第１６の態様は、上述の第１〜第１５の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
原画像準備段階で、実体のない空画像を原画像のひとつとして用意し、この空画像の記録属性が付与された単位領域については、何らパターンを形成しないようにしたものである。

(17) 本発明の第１７の態様は、上述の第１〜第１６の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
記録パターン作成段階で、単位領域について原画像に基づく干渉縞パターンを求める際に、原画像および記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、原画像からの物体光と参照光とによって単位領域内に形成される干渉縞パターンを演算によって求めるようにしたものである。

(18) 本発明の第１８の態様は、上述の第２〜第１１の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
記録パターン作成段階で、単位領域について原画像に基づく回折格子パターンを求める際に、単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンを決定するようにしたものである。

(19) 本発明の第１９の態様は、上述の第３〜第１１の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
記録パターン作成段階で、第１の原画像、第２の原画像、記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、第１の記録属性が付与された単位領域については、第１の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、第２の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求めるようにしたものである。

(20) 本発明の第２０の態様は、上述の第３〜第１１の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
記録パターン作成段階で、第１の記録属性が付与された単位領域については、第１の原画像および記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、第１の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第２の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定するようにしたものである。

(21) 本発明の第２１の態様は、上述の第３〜第１１の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
記録パターン作成段階で、第１の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第１の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定し、第２の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第２の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定するようにしたものである。

(22) 本発明の第２２の態様は、上述の第２〜第２１の態様に係るホログラム記録媒体の作成方法において、
単位領域の大きさを、肉眼によって個々の単位領域の存在を認識することができないサイズに設定するようにしたものである。

(23) 本発明の第２３の態様は、ホログラム記録媒体の作成装置を、
記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして格納する原画像格納部と、
可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義部と、
Ｍ個の原画像のそれぞれについて定義され、当該原画像に対応する記録属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを、記録面上に重ねたときの、個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域についていずれかの記録属性を付与する属性付与部と、
個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成部と、
によって構成したものである。

本発明に係るホログラム記録媒体の作成方法によれば、グラデーションのかかったモチーフ表現が可能になり、モチーフに融合性を確保することが可能になる。特に、複数のモチーフを隣接配置して記録した場合にも、その境界部分にグラデーションをかけることができるため、複数のモチーフが境界部分で融合したような意匠表現が可能になる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。

＜＜＜ §１． 基本的な実施形態 ＞＞＞
はじめに、本発明の基本概念を説明する。図１は、２つのモチーフを隣接配置して表現した従来のホログラム記録媒体の一例を示す平面図である。ホログラム記録媒体の横幅Ｌの半分ほどの位置に境界線Ｃが設けられており、左半分には自動車のモチーフ、右半分には「ＰＡＴ」なる立体文字のモチーフが記録されている。この記録媒体は、結局、自動車のモチーフを記録した左半分の媒体と、立体文字のモチーフを記録した右半分の媒体とを境界線Ｃを挟んで並べて配置して構成されるものである。このような記録媒体は、従来の一般的なホログラム記録媒体の作成方法で作成することができる。従来、たとえば、会社のロゴマークと社名を示す文字列とをそれぞれモチーフとして左右に並べて記録したい場合、このように２つのモチーフを輪郭線Ｃによって分けて記録する方法が採られていた。

しかしながら、このように複数のモチーフを単に隣接配置した場合、モチーフ相互間の融合性が乏しくなり、意匠性に欠けるという問題があることは既に述べたとおりである。本発明は、グラデーションのかかったモチーフ表現を行うことにより、記録されたモチーフに融合性を確保し、意匠性を向上させる新規な方法を提案するものである。

図２は、本発明に係る方法によって、２つのモチーフの境界部分にグラデーションのかかる表現を行ったホログラム記録媒体の一例を示す平面図である。この図２に示す記録媒体には、図１に示す記録媒体と同様に、自動車のモチーフと「ＰＡＴ」なる立体文字のモチーフとが記録されているが、両モチーフの境界は明確ではなく、中央付近で両者が融合するように表現されている。これは、自動車のモチーフの右側部分と、立体文字のモチーフの左側部分とにグラデーションがかかった表現が行われているためである。図２に示す本発明に係る記録媒体を、図１に示す従来の記録媒体と比べてみれば、前者では２つのモチーフが溶け込むように交じり合い、両モチーフに融合性が確保され、全体としてまとまりのある意匠デザインを構成していることがわかるであろう。

一般的な画像（干渉縞パターンや回折格子パターンとしての記録を行わない画像）の場合、図２に示すように、２つのモチーフにグラデーションをかけながら徐々に融合させる画像処理の技術は古くから行われている。２枚のデジタル画像データを融合させる場合、一般にαブレンドと呼ばれる手法が用いられる。これは、２枚の画像を重ねたときに、互いに重なり合う位置にくる画素の画素値を、「α：（１−α）」（但し、０≦α≦１）の比率で合成して求める手法である。たとえば、画像Ａの画素値Ｐａと画像Ｂの画素値Ｐｂとを合成して、新たな合成画素値を求める場合、新たな画素値Ｐｃは、「Ｐｃ＝α・Ｐａ＋（１−α）・Ｐｂ」なる式で求められる。αの値を空間的に徐々に変えてゆけば、図２に示すように、２つの画像を融合させることができる。

しかしながら、ホログラム記録媒体の場合、このような一般的な平面画像についてのαブレンドの手法をそのまま適用するわけにはゆかない。これは、一般的な平面画像が、個々の画素のもつ濃度もしくは輝度の分布として観察されるのに対し、ホログラム記録媒体の場合、媒体上に記録されている干渉縞パターンもしくは回折格子パターンによって回折した、視点方向に向かう回折光により再生像が観察されるためである。実際、画像Ａと画像Ｂとの合成画像をホログラムとして媒体上に記録する場合に、両画像についての干渉縞パターンもしくは回折格子パターンを単純に重ねて記録するような手法を採っても、実用上、鮮明な再生像が得られる記録を行うことはできない。

本発明は、ホログラム記録媒体上において、図２に示すようなグラデーションのかかったモチーフ表現を行うことを可能にする新規な方法を提案するものである。以下、本発明の基本的な実施形態に係るホログラム記録媒体の作成方法の手順を、図３の流れ図を参照しながら説明する。この図３に示す基本手順は、原画像準備段階（Ｓ１０），単位領域定義段階（Ｓ２０），属性付与段階（Ｓ３０），記録パターン作成段階（Ｓ４０），媒体形成段階（Ｓ５０）によって構成されている。以下、これら各段階の具体的な処理内容を、図２に示す記録媒体を作成する例に即して説明する。

図２に示す記録媒体には、上述したとおり、２種類のモチーフが記録されている。そこで、まず、ステップＳ１０「原画像準備段階」において、記録対象となる第１の原画像および第２の原画像をデータとして用意する。これら２つの原画像データは、各モチーフに対応するものである。図４(a) には、自動車のモチーフを表現するための第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）が示されており（図には正面図が示されているが、実際は、自動車の形状をした三次元画像である）、図４(b) には、「ＰＡＴ」なる立体文字を表現するための第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）が示されている。これらの原画像を示すデータは、いずれもデジタルデータとして用意される。ここでは、ＸＹＺ三次元座標系上に定義された三次元物体のデータとして、各原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）が用意されているものとする。三次元物体は、通常、多数のポリゴンの集合体を示す形式のデータとして表現されるが、もちろん、ここで用意する原画像データのデータ形式は、どのようなものであってもかまわない。

続いて、ステップＳ２０「単位領域定義段階」が行われる。ここでは、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する処理が行われる。図４(c) には、記録面Ｒｅｃ上に定義された多数の単位領域Ｕの一例が示されている。図示の例では、二次元マトリックス状に配列された、同一サイズ、同一矩形形状（この例では、正方形状）を有する多数の単位領域が定義されている。個々の単位領域は、必ずしも同一サイズ、同一形状にする必要はないが、実用上は、同一サイズ、同一形状の単位領域を配列する方が処理が単純化されるので好ましい。また、各単位領域の形状としては、六角形や三角形などを採用することも可能であるが、実用上は、図示の例のように、矩形形状の単位領域を二次元マトリックス状に配列するのが好ましい。

後述するように、個々の単位領域Ｕの内部には、それぞれ独立した干渉縞パターンもしくは回折格子パターンが記録されることになるので、媒体の観察時には、個々の単位領域Ｕごとに、それぞれ可視光が所定の回折現象を生じて視点位置へと向かうようにする必要がある。このため、各単位領域は、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもっている必要がある。

一般的には、光学的に十分な回折現象を生じるためには、最低限、５本程度の縞模様が必要であるとされている。ここで、可視光のうち、波長の長い側の赤色光の波長を６５０ｎｍとし、この赤色光の回折に都合がよい縞のピッチを、波長と同程度の６５０ｎｍとすれば、５本分の縞模様を配置するために、６５０ｎｍ×５＝３．２５μｍ程度の幅が必要になる。したがって、単位領域Ｕのサイズとしては、最低限、３．２５μｍ×３．２５μｍ程度の領域が必要である。

一方、後述するように、隣接する単位領域Ｕ内には、互いに異なる原画像の情報が記録される可能性がある。このため、個々の単位領域Ｕが、肉眼によって視認可能な程度の大きさにまで達すると、互いに異なる原画像の情報が記録された隣接単位領域の部分において、単位領域間の境界が肉眼で観察されてしまうことになり、観察される画像が不自然になる。このため、個々の単位領域Ｕの最大サイズは、肉眼によって個々の単位領域Ｕの存在を認識することができないサイズに抑えるのが好ましい。具体的には、多数のセルの配列が存在していても、１つのセルの寸法が３００μｍ以下になると、肉眼による分解能では、セル配列を認識することが著しく困難になるとされている。したがって、本発明で定義する単位領域Ｕのサイズは、最大限でも、３００μｍに設定するのが好ましい。

結局、ステップＳ２０で定義する単位領域Ｕのサイズは、３．２５μｍ〜３００μｍの範囲に設定するのが好ましい。ここで述べる実施形態の場合、図４(c) に示すように、正方形状の単位領域Ｕを二次元マトリックス状に配置して定義しているが、１つの単位領域Ｕは、２０μｍ×２０μｍの正方形に設定している。なお、図４(c) では、図示の便宜上、８行１６列の単位領域配列が示されているが、実際には、より多数の単位領域からなる配列が定義されることになる。このようなサイズの単位領域を定義すれば、各単位領域は、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積を有しており、しかも、肉眼観察によって、個々の単位領域が認識されることもない。

なお、このステップＳ２０において単位領域Ｕが定義されるホログラムの記録面は、この段階では、まだ概念上の幾何学的な記録面にすぎない。図３に示されている各ステップのうち、ステップＳ４０「記録パターン作成段階」までは、実際には、コンピュータの内部で行われる処理であり、ステップＳ２０における単位領域の定義処理も、実際には、コンピュータ上での概念的な記録面上に、個々の単位領域を設定する処理ということになる。

次に、ステップＳ３０「属性付与段階」が行われる。図３には、このステップＳ３０が、ステップＳ３１「基準設定段階」、ステップＳ３２「分布率設定段階」、ステップＳ３３「属性決定段階」という３段階の手順によって構成される例が示されているが、これら細かな手順についての説明は、§２で行うことにする。

このステップＳ３０「属性付与段階」で行われる処理の基本は、まず、第１の記録属性の出現確率と第２の記録属性の出現確率とが、空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義することである。これを具体例に即して説明しよう。図５は、図２に示すホログラム記録媒体を作成するのに用いられたグラデーションパターンの分布率関数を示すグラフである。グラフの横軸は距離ｘ，縦軸は分布率ｆ（ｘ）となっている。ここで、分布率ｆ（ｘ）は、０≦ｆ（ｘ）≦１の範囲内の値をとるｘの関数であり、図示の例では、距離ｘ≦Ｌ／４の範囲内ではｆ（ｘ）＝１、距離ｘ≧３Ｌ／４の範囲内ではｆ（ｘ）＝０、距離Ｌ／４＜ｘ＜３Ｌ／４の範囲内では、ｘの増加とともに緩やかに単調減少する関数となっている。なお、Ｌは、図２に示すとおり、記録媒体の横幅であり、ｘ＝２Ｌ／４の位置（図２における左右の中心位置）では、ｆ（ｘ）＝０．５になっている。

図６は、図５に示す分布率関数ｆ（ｘ）で定義されるグラデーションパターンをグレーの濃淡模様として表現した平面図である。すなわち、ｆ（ｘ）＝１を白、ｆ（ｘ）＝０を黒として、１〜０の中間値を所定濃度のグレーで表現したものである。図２に示す記録媒体は、この図６のグラデーションパターンの濃淡情報に応じて、図４(a) に示す第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）と、図４(b) に示す第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）とを重ね合わせて記録したものに相当する。すなわち、グラデーションパターンにおける白色が強いほど第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）の重みが増し、グラデーションパターンにおける黒色が強いほど第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）の重みが増すように、両原画像をブレンドして記録したものに相当する。

前述したとおり、一般的な画像（干渉縞パターンや回折格子パターンとしての記録を行わない画像）の場合、２枚の原画像を、図６に示すようなグラデーションパターンに応じてブレンドすることは、「αブレンド」と呼ばれる公知の処理によって行うことができる。すなわち、図５のグラフに示す分布率ｆ（ｘ）を、そのままαの値として利用すれば、画像Ａと画像Ｂとをブレンドすることにより得られる画像Ｃの所定位置の画素の画素値Ｐｃは、当該位置における画像Ａの画素値Ｐａと画像Ｂの画素値Ｐｂとに基づいて、「Ｐｃ＝ｆ（ｘ）・Ｐａ＋（１−ｆ（ｘ））・Ｐｂ」なる式で求められる。

しかしながら、既に述べたとおり、ホログラム記録媒体の場合、このような一般的な画像についてのαブレンドの手法をそのまま適用するわけにはゆかない。そこで、本発明では、次のような基本的な考え方に基づいて、グラデーションパターンに応じたブレンドを実現するようにしている。

まず、第１に、１つの単位領域には、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）に関する情報か、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）に関する情報か、のいずれか一方のみを選択的に記録するようにする。一般的な画像におけるαブレンドの場合、ブレンド対象となる２つの画像の画素値をブレンドする、という考え方で処理が行われるが、本発明では、画素値のブレンドという手法は採らず、１つの単位領域には、いずれかの原画像に関する情報のみを記録するようにする。ホログラム記録媒体では、干渉縞パターンもしくは回折格子パターンとして原画像の情報が記録されることになるが、１つの単位領域内には、いずれか１つの原画像に関する干渉縞パターンもしくは回折格子パターンのみを記録するようにすれば、効率的な回折現象を生じさせることができ、鮮明な再生像を得ることができるようになる。

そして、第２に、個々の単位領域について、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）に関する情報を記録するか、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）に関する情報を記録するか、のいずれかを選択する際に、グラデーションパターンの情報を反映させるようにする。たとえば、図６に示すグラデーションパターンを用いて、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）か第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）かの選択を行うのであれば、図４(c) に示す各単位領域Ｕの配列が定義された記録面Ｒｅｃ上に、図６のグラデーションパターンを重ね、各単位領域Ｕ上のグラデーションパターンの濃淡に応じて、両原画像のいずれか一方を選択する処理を行うようにすればよい。

図６のグラデーションパターンは、図５の分布率関数ｆ（ｘ）に対応するものであるから、このグラデーションパターンを、記録面Ｒｅｃ上に重ねることにより、個々の単位領域Ｕには、所定の分布率ｆ（ｘ）を定義することができる。たとえば、各単位領域に所定の位置基準点を定義しておけば（具体的には、たとえば、各単位領域の中心点を位置基準点とすればよい）、この位置基準点のｘ座標値に基づいて、所定の分布率ｆ（ｘ）を定義することができる。そこで、この分布率ｆ（ｘ）の確率で第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）が選択され、１−ｆ（ｘ）の確率で第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）が選択されるように、両原画像のいずれか一方を選択する処理を行うようにすればよい。

本発明では、「特定の単位領域について、記録すべき特定の原画像を選択する」ことを、「特定の単位領域について、特定の原画像の記録属性を付与する」ことによって表現している。上述の例の場合、記録すべき原画像として第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）が選択された単位領域には、第１の記録属性「Ａ」を付与し、記録すべき原画像として第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）が選択された単位領域には、第２の記録属性「Ｂ」を付与することになる。

図７は、図４(c) に示す記録面上に図６に示すグラデーションパターンを重ねることにより各単位領域に付与された記録属性の一例を示す平面図である。図７に示す正方形状の個々の升目は、図４(c) に示す個々の単位領域Ｕに対応するものであり、各升目内に記載された「Ａ」もしくは「Ｂ」なる文字は、当該単位領域に付与された記録属性を示している。図５に示す分布率関数ｆ（ｘ）は、０≦ｘ≦Ｌ／４の範囲内ではｆ（ｘ）＝１となっているので、図７おいて、０≦ｘ≦Ｌ／４の範囲内に位置する単位領域（列番号１〜４）については、１００％の確率で記録属性「Ａ」が付与されている。同様に、図５に示す分布率関数ｆ（ｘ）は、３Ｌ／４≦ｘ≦Ｌの範囲内ではｆ（ｘ）＝０となっているので、図７おいて、３Ｌ／４≦ｘ≦Ｌの範囲内に位置する単位領域（列番号１３〜１６）については、１００％の確率で記録属性「Ｂ」が付与されている。Ｌ／４＜ｘ＜３Ｌ／４という中間の範囲（列番号５〜１２）では、左側にゆくほど記録属性「Ａ」の出現確率が高く、右側にゆくほど記録属性「Ｂ」の出現確率が高くなっている。

このように、図５に示す分布率関数ｆ（ｘ）および図６に示すグラデーションパターンは、個々の位置における各記録属性の出現確率を示すことになる。ここに示す例の場合、各単位領域には、記録属性「Ａ」か記録属性「Ｂ」かのいずれか一方が必ず付与されることになるので、記録属性「Ｂ」の付与は、記録属性「Ａ」の付与の余事象ということになる。したがって、記録属性「Ａ」の出現確率と記録属性「Ｂ」の出現確率との和は必ず１になる。別言すれば、分布率関数ｆ（ｘ）それ自身は、記録属性「Ａ」の出現確率を示しているが、「１−ｆ（ｘ）」という形式により、記録属性「Ｂ」の出現確率も間接的に示していることになる。

結局、図３のステップＳ３０「属性付与段階」では、第１の記録属性「Ａ」の出現確率と第２の記録属性「Ｂ」の出現確率とが、空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねたときの個々の位置における「各記録属性の出現確率」に応じて、各単位領域について、第１の記録属性「Ａ」か第２の記録属性「Ｂ」かのいずれか一方を付与する処理が行われることになる。

なお、ここに示す実施形態の場合、各単位領域には、第１の記録属性「Ａ」か第２の記録属性「Ｂ」かのいずれか一方が必ず付与され、記録属性の付与が行われない単位領域は存在しないような運用を行っているが、場合によっては、いずれの記録属性も付与しない単位領域を設けることも可能である。すなわち、ここに示す実施形態の場合、記録属性「Ａ」の出現確率を分布率関数ｆ（ｘ）で定義し、「１−ｆ（ｘ）」という形式により、記録属性「Ｂ」の出現確率も間接的に定義している。これは記録属性「Ｂ」の付与が、記録属性「Ａ」の付与の余事象という前提での定義であるが、記録属性「Ｂ」の出現確率を「１−ｆ（ｘ）」未満とする設定を行うことも可能である。このような設定では、記録属性「Ａ」の出現確率と記録属性「Ｂ」の出現確率との和は、１にはならない。

たとえば、記録属性「Ａ」の出現確率を分布率関数ｆａ（ｘ）で定義し、記録属性「Ｂ」の出現確率を分布率関数ｆｂ（ｘ）で定義し、ｆａ（ｘ）＋ｆｂ（ｘ）＜１となるように設定すれば、いずれの記録属性も付与されない単位領域が出現することになる（出現確率は、１−ｆａ（ｘ）−ｆｂ（ｘ））。本発明を実施する上では、このように、いずれの記録属性も付与されない単位領域が存在していてもかまわない。

さて、こうして各単位領域に対する属性付与の処理が完了したら、図３の流れ図に示されているステップＳ４０「記録パターン作成段階」が実行される。この段階では、第１の記録属性「Ａ」が付与された単位領域については、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）に基づく干渉縞パターンもしくは回折格子パターンを求め、第２の記録属性「Ｂ」が付与された単位領域については、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）に基づく干渉縞パターンもしくは回折格子パターンを求め、最終的に、記録面Ｒｅｃ上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する処理が実行される。

図８は、図４(a) ，(b) に示す２つの原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）と、図４(c) に示す記録面Ｒｅｃとを三次元空間上に配置し、記録面Ｒｅｃ上に干渉縞パターンを記録する原理を示す斜視図である。実際には、この処理は、コンピュータ上での光学現象のシミュレーション演算として実行されるので、原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ），記録面Ｒｅｃは、コンピュータ上の三次元空間に配置された仮想的な物体ということになる。

具体的には、図示のとおり、原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ），記録面Ｒｅｃに加えて、所定の参照光Ｒが設定され、原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）から発せられる物体光と参照光Ｒとによって、記録面Ｒｅｃ上の各部に形成される干渉縞パターンが、コンピュータによる演算によって求められる。図示の例では、原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）に対して、共通の参照光Ｒを設定しているが、原画像Ｐｉｃ（Ａ）を記録するための参照光Ｒａと、原画像Ｐｉｃ（Ｂ）を記録するための参照光Ｒｂとを、それぞれ別個に設定してもかまわない。なお、このような干渉縞パターンの演算手法は、たとえば、前掲の特許文献１〜３などに開示されているように、計算機ホログラムの一般的な手法であるので、ここでは、この演算手法自身についての詳しい説明は省略する。

本発明におけるステップＳ４０「記録パターン作成段階」の重要な特徴は、記録面Ｒｅｃ上に定義された個々の単位領域ごとに、記録対象となる原画像が異なるという点である。図８に示す記録面Ｒｅｃ上には、図４(c) に示すように、多数の単位領域が定義されており（ステップＳ２０の単位領域定義段階）、個々の単位領域には、図７に示すように、所定の記録属性が付与されている（ステップＳ３０の属性付与段階）。たとえば、図８に示されている記録面Ｒｅｃ上の単位領域Ｕａには、記録属性「Ａ」が付与されており、単位領域Ｕｂには、記録属性「Ｂ」が付与されている。ここで、干渉縞パターンを演算して記録する場合、記録属性「Ａ」が付与された単位領域Ｕａについては、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）に基づく干渉縞パターンのみが記録され、記録属性「Ｂ」が付与された単位領域Ｕｂについては、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）に基づく干渉縞パターンのみが記録されることになる。

すなわち、単位領域Ｕａ内には、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）からの物体光と参照光Ｒとの干渉縞パターンが記録され、このとき、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）からの物体光は完全に無視される。同様に、単位領域Ｕｂ内には、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）からの物体光と参照光Ｒとの干渉縞パターンが記録され、このとき、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）からの物体光は完全に無視される。計算機ホログラムの手法では、干渉縞パターンは演算によって求められるので、このように物体光を選択して干渉縞パターンを求める処理は、プログラムによって自由に行うことが可能である。

結局、ステップＳ４０「記録パターン作成段階」によって、記録面Ｒｅｃ上に所定の記録パターンが作成されることになるが、この記録パターンによる記録対象は、個々の単位領域ごとに異なることになる。すなわち、図７に示す各単位領域において、記録属性「Ａ」が付与されている単位領域には、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）についての干渉縞パターンが記録され、記録属性「Ｂ」が付与されている単位領域には、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）についての干渉縞パターンが記録される。

このように、１つの単位領域には、１つの原画像についての干渉縞パターンのみが記録されているため、観察時には、各単位領域からは鮮明な再生像を形成することが可能な回折光が得られることになる。また、記録面Ｒｅｃ上における記録属性「Ａ」が付与された単位領域の出現確率と、記録属性「Ｂ」が付与された単位領域の出現確率とは、図６に示すグラデーションパターンに応じたものになるため、記録面Ｒｅｃを全体的に観察すれば、図２に示すように、原画像Ｐｉｃ（Ａ）によるモチーフと原画像Ｐｉｃ（Ｂ）によるモチーフとが、それぞれグラデーションのかかった状態で表現され、両モチーフの境界部分が融合する効果が得られることになる。

本発明に係る作成方法で作成されたホログラム記録媒体によって再生される２つのモチーフの観察態様は、従来の画面切り換え型のホログラム記録媒体における２つのモチーフの観察態様とは異なるものである。すなわち、従来の画面切り換え型のホログラム記録媒体の場合、観察方向を変えることによって、第１のモチーフが観察されたり、第２のモチーフが観察されたりすることになるが、本発明に係るホログラム記録媒体では、観察方向に関わらず、第１のモチーフから第２のモチーフへと空間的に変化している態様が観察されることになる。

なお、ステップＳ３０「属性付与段階」において、いずれの記録属性も付与されない単位領域が存在するような設定を行った場合、当該単位領域には、いずれの原画像の干渉縞パターンも記録されないことになる。すなわち、再生時には、当該単位領域からは再生用の回折光が得られないことになる。このように、いずれの記録属性も付与されない単位領域は、原画像の再生像を提示する、という目的には直接的には寄与しないことになるが、部分的にそのような単位領域を設けることにより、全体的にグラデーションのかかった再生像を提示する、という目的に寄与することができる。

なお、上述の説明では、２種類の原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）を並べて記録する例を述べたが、本発明はもちろん３種類以上の原画像を並べて記録する場合にも利用することが可能である。たとえば、３種類の原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ），Ｐｉｃ（Ｃ）を並べて記録する場合、それぞれの原画像について、グラデーションパターンを定義しておき、このグラデーションパターンが示す出現確率に応じて、個々の単位領域について、記録属性「Ａ］，「Ｂ」，「Ｃ」を付与するようにすればよい。このような方法を採れば、たとえば、左から右に向かって、原画像Ｐｉｃ（Ａ）のモチーフから徐々に原画像Ｐｉｃ（Ｂ）のモチーフへと変化してゆき、更に原画像Ｐｉｃ（Ｃ）のモチーフへと変化する、といったホログラム記録媒体を作成することができる。

図３の最後のステップＳ５０「媒体形成段階」では、ステップＳ４０で作成された記録面Ｒｅｃ上の記録パターンデータに基づいて、当該記録パターンを物理的な媒体上に形成する処理が行われる。前述したとおり、ステップＳ４０までの手順は、コンピュータ上で行われる処理であるが、ステップＳ５０の手順は、このコンピュータ上の処理で作成された記録パターンデータを用いて、実際の物理的な媒体上に、干渉縞パターンや回折格子パターンを形成する処理手順ということになる。具体的には、作成された記録パターンデータを電子線描画装置などに送信し、物理的な媒体を作成する工程が実行される。このような物理的なホログラム記録媒体を形成するための具体的な方法は、既に公知の技術であるので、ここでは詳しい説明は省略する。

＜＜＜ §２． 属性付与段階の処理 ＞＞＞
ここでは、図３のステップＳ３０「属性付与段階」についてのより詳細な説明を行う。既に述べたとおり、この属性付与段階では、第１の記録属性「Ａ」の出現確率と第２の記録属性「Ｂ」の出現確率とが、空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域について、第１の記録属性「Ａ」か第２の記録属性「Ｂ」かのいずれか一方を付与するか、もしくは、いずれの記録属性も付与しない処理（何らパターンを記録しない単位領域を設ける場合）が行われる。

図３のステップＳ３０は、ステップＳ３１「基準設定段階」、ステップＳ３２「分布率設定段階」、ステップＳ３３「属性決定段階」という３段階の手順によって構成されているが、この３段階の手順の意味するところを以下に説明する。

図９は、記録面Ｒｅｃの特定の配置線Ｌｘ上に位置する単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）について、それぞれ所定の記録属性を付与する方法の一例を示す平面図である。記録面Ｒｅｃは矩形の領域であり、その左辺上に距離基準線Ｌ０が定義されている。この距離基準線Ｌ０は、図の水平方向にとった座標軸Ｘの原点を通る線であり、この座標軸Ｘ上の座標値ｘは、この距離基準線Ｌ０からの距離を示す値になる。たとえば、距離基準線Ｌ０上の点は、距離ｘ＝０の点ということになり、記録面Ｒｅｃの右辺上の点は、距離ｘ＝Ｌの点ということになる（Ｌは、記録面Ｒｅｃの横幅）。

さて、この記録面Ｒｅｃ上に、図４(c) に示すような多数の単位領域Ｕが定義されている場合に、個々の単位領域に所定の記録属性を付与することを考える。具体的には、この記録面Ｒｅｃ上に図６に示すグラデーションパターンを重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域について、第１の記録属性「Ａ」か第２の記録属性「Ｂ」かのいずれか一方を付与することにする。ここでは、個々の単位領域の位置を、その中心点を基準としたｘ座標値で表わすことにすると、図示の単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）の位置は、その中心を通る配置線Ｌｘのｘ座標値によって表わすことができる。図６に示すグラデーションパターンは、図５に示す分布率関数ｆ（ｘ）に対応するものであるから、結局、図９の配置線Ｌｘの位置における第１の記録属性「Ａ」の出現確率は、分布率ｆ（ｘ）で示されることになる。ここで、分布率ｆ（ｘ）は、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる距離ｘの関数である。

したがって、各単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）に付与する属性は、この分布率ｆ（ｘ）に応じて、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように決定すればよい。ｆ（ｘ）＝１の場合は、配置線Ｌｘ上の全単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）に第１の記録属性「Ａ」が付与され、ｆ（ｘ）＝０の場合は、配置線Ｌｘ上の全単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）に第２の記録属性「Ｂ」が付与されることになる。

なお、図９では、距離基準線Ｌ０を、記録面Ｒｅｃを構成する矩形の左辺上に定義したが、距離基準線Ｌ０は、任意の位置に任意の向きに定義することが可能である。たとえば、図１０は、記録面Ｒｅｃ上での配置線Ｌｘの定義方法の別な一例を示す平面図である。この図１０に示す例では、距離基準線Ｌ０は、記録面Ｒｅｃの外側に定義されている。このように、距離基準線Ｌ０は、記録面Ｒｅｃを含む平面上であれば、どの位置にどのような向きに定義してもかまわない。

結局、図９および図１０に示す実施形態の場合、図３のステップＳ３０を構成するステップＳ３１「基準設定段階」は、記録面Ｒｅｃを含む平面上に距離基準線Ｌ０を定義する段階ということになり、ステップＳ３２「分布率設定段階」は、距離ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する段階ということになり、ステップＳ３３「属性決定段階」は、距離基準線Ｌ０に対して平行かつ距離ｘだけ隔たった位置にある配置線Ｌｘ上に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する段階ということになる。

なお、個々の単位領域は、面積をもった領域であるため、「距離基準線Ｌ０からの距離」は、必ずしも厳密に定義する必要はない。たとえば、図９に示す例では、単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）の中心点を通る配置線Ｌｘの位置ｘによって、これら単位領域と距離基準線Ｌ０との距離を定義しているが、配置線Ｌｘは、各単位領域の左辺上に定義してもよいし、右辺上に定義してもよいし、その他の位置に定義してもかまわない。

また、たとえば、図７において第８列目および第９列目に配置された合計１６個の単位領域に属性を付与する際に、第８列目と第９列目との境界線位置にある配置線Ｌｘのｘ座標値（ｘ＝２Ｌ／４）を用いて、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、属性決定を行うことも可能である。この場合、距離基準線Ｌ０に対して平行かつ距離ｘ＝２Ｌ／４だけ隔たった位置にある配置線Ｌｘの近傍に配置された１６個の単位領域について、ｘ＝２Ｌ／４という共通の座標値ｘを利用した属性付与が行われたことになる。

結局、ステップＳ３３「属性決定段階」では、距離基準線Ｌ０に対して平行かつ距離ｘだけ隔たった位置にある配置線Ｌｘ上に配置された単位領域だけでなく、その近傍に配置された単位領域についても、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、属性決定を行うことができる。

また、前述したとおり、いくつかの単位領域には、第１の記録属性「Ａ」，第２の記録属性「Ｂ」のいずれも付与しないようにし、最終的に、何らパターン形成が行われない領域にすることも可能である。このような場合には、第２の記録属性「Ｂ」が与えられる割合を、「１−ｆ（ｘ）」という割合ではなく、「１−ｆ（ｘ）」未満となる所定割合に設定すればよい。たとえば、ｆ（ｘ）＝０．７の場合、通常であれば、全体の７割の単位領域に対して第１の記録属性「Ａ」を付与し、全体の３割（１−０．７＝０．３）の単位領域に対して第２の記録属性「Ｂ」を付与すれば、いずれかの記録属性の付与が行われるが、全体の３割未満（たとえば、全体の２割の単位領域）に対して第２の記録属性「Ｂ」を付与すれば、一部の単位領域（上例の場合、全体の１割の単位領域）は、いずれの記録属性の付与も行われないまま残ることになる。

このように、第２の記録属性「Ｂ」が与えられる割合を、「１−ｆ（ｘ）」という割合ではなく、「１−ｆ（ｘ）」未満となる所定割合に設定すると、いずれの記録属性も付与されない単位領域が生じることになる。このように、いずれの記録属性も付与されない単位領域は、原画像の再生像を提示する、という目的には直接的には寄与しないことになるが、前述したとおり、部分的にそのような単位領域を設けることにより、全体的にグラデーションのかかった再生像を提示する、という目的に寄与することができる。

なお、ステップＳ３２「分布率設定段階」で定義する分布率関数ｆ（ｘ）は、任意の関数でかまわないが、実用上は、図５のグラフに示すような単調減少関数もしくはこれと逆の単調増加関数を用いるのが好ましい。分布率関数ｆ（ｘ）として単調減少関数や単調増加関数を用いれば、図６に示すような「濃淡変化に一方向性をもつグラデーションパターン」を定義することができるので、図２に示す例のように、左から右へゆくにしたがって、第１のモチーフから第２のモチーフへと徐々に変化してゆくような自然な表現が可能になる。

ところで、ステップＳ３３「属性決定段階」では、配置線Ｌｘ上に配置された複数の単位領域について、所定割合で第１の記録属性「Ａ」や第２の記録属性「Ｂ」を与える処理を行うことになるが、このような所定割合で特定の記録属性を付与する具体的な方法をいくつか述べておく。

各単位領域に、いずれか一方の記録属性を付与するための最も単純な方法は、同一の配置線上に配置された複数Ｎ個の単位領域について、乱数を利用して、Ｎ×ｆ（ｘ）個の単位領域に第１の記録属性「Ａ」を与え、残りの単位領域に第２の記録属性「Ｂ」を与える方法である。たとえば、図７の第８列目および第９列目に配置されている合計１６個の単位領域について、分布率ｆ（ｘ）＝０．５という割合で第１の記録属性「Ａ」を与え、残りに第２の記録属性「Ｂ」を与える場合を考えてみる。この場合、個々の単位領域ごとにそれぞれ０〜１の間の乱数を発生させ、０．５以下の乱数値が得られた場合には第１の記録属性「Ａ」を付与し、０．５を超える乱数値が得られた場合には第２の記録属性「Ｂ」を付与すればよい。そうすれば、合計１６個の単位領域のうち、確率統計的には、８個に対して第１の記録属性「Ａ」が与えられ、残りの８個に対して第２の記録属性「Ｂ」が与えられることになる。

記録属性を付与するための別な方法は、個々の配置線ごとに「ｆ（ｘ）」：「１−ｆ（ｘ）」に近似する整数比α：βを求め、１本の配置線に沿って配置された複数の単位領域のうちの連続した（α＋β）個の単位領域について、α個の単位領域には第１の記録属性「Ａ」を与え、β個の単位領域には第２の記録属性「Ｂ」を与える方法である。たとえば、ｆ（ｘ）＝０．２４であった場合、「ｆ（ｘ）」：「１−ｆ（ｘ）」に近似する整数比α：βとして、１：３という整数比を求めることができる。そこで、たとえば、図９に示す１本の配置線Ｌｘに沿って配置された８個の単位領域Ｕ（１）〜Ｕ（８）のうちの連続した４個の単位領域について、１個の単位領域には第１の記録属性「Ａ」を与え、３個の単位領域には第２の記録属性「Ｂ」を与えるようにすればよい。この場合、単位領域Ｕ（１）には第１の記録属性「Ａ」が与えられ、単位領域Ｕ（２）〜Ｕ（４）には第２の記録属性「Ｂ」が与えられ、単位領域Ｕ（５）には第１の記録属性「Ａ」が与えられ、単位領域Ｕ（６）〜Ｕ（８）には第２の記録属性「Ｂ」が与えられることになる。

さて、これまでの実施形態では、図６に示すように、水平方向に濃淡変化が現れるグラデーションパターンを用いた例を述べてきたが、本発明に係る方法では、様々なグラデーションパターンを利用して、記録属性の付与を行うことが可能である。以下に、このグラデーションパターンのバリエーションをいくつか述べておく。

図１１は、球面状に変化するグラデーションパターンの一例をグレーの濃淡模様として表現した平面図である。この例では、パターンの外側に設定した距離基準点Ｑからの距離ｘが大きくなるにしたがって黒濃度が高まるようなグレーのグラデーションパターンが示されている。図１２は、この図１１に示すグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねることにより、円周に沿った配置線Ｌｘを定義する方法を示す平面図である。図９に示す例では、配置線Ｌｘは直線であったが、図１２に示す例では、円弧状の配置線Ｌｘが定義され、この円弧状の配置線Ｌｘ上もしくはその近傍に位置する単位領域に対して、分布率ｆ（ｘ）に応じた割合で、所定の記録属性が付与されることになる。

このようなグラデーションパターンを用いる場合、ステップＳ３１「基準設定段階」では、記録面Ｒｅｃを含む平面上に距離基準点Ｑを定義する処理が行われ、ステップＳ３２「分布率設定段階」では、距離ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）が定義され、ステップＳ３３「属性決定段階」では、この距離基準点Ｑを中心とする半径ｘの円の円周として定義される配置線Ｌｘ上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性が決定される。

この図１１に示すようなグラデーションパターンを用いて、２つの原画像についての記録を行うと、距離基準点Ｑを中心として、球面状に第１のモチーフから第２のモチーフへと徐々に変化してゆくようなホログラム記録媒体が得られる。

一方、図１３は、回転方向に変化するグラデーションパターンの一例をグレーの濃淡模様として表現した平面図である。この例では、パターンの外側に設定した角度基準点ＱＱを中心として、時計回りへの回転角ｘが大きくなるにしたがって黒濃度が高まるようなグレーのグラデーションパターンが示されている。図１４は、この図１３に示すグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねることにより、半径に沿った配置線Ｌｘを定義する方法を示す平面図である。図９に示す例と同様、図１４に示す例でも配置線Ｌｘ自体は直線状になるが、配置線Ｌｘは角度基準点ＱＱを通る直線として定義され、角度基準点ＱＱを通る角度基準線ＬＬ０からの隔たりは距離ではなく、角度値ｘとして与えられる。この例でも、やはり配置線Ｌｘ上もしくはその近傍に位置する単位領域に対して、分布率ｆ（ｘ）に応じた割合で、所定の記録属性が付与されることになる。

このようなグラデーションパターンを用いる場合、ステップＳ３１「基準設定段階」では、記録面Ｒｅｃを含む平面上に角度基準点ＱＱおよびこの角度基準点ＱＱを通る角度基準線ＬＬ０を定義する処理が行われ、ステップＳ３２「分布率設定段階」では、角度ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）が定義され、ステップＳ３３「属性決定段階」では、角度基準点ＱＱを通り角度基準線ＬＬ０に対して角度ｘだけ傾斜した配置線Ｌｘ上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性が決定される。

この図１３に示すようなグラデーションパターンを用いて、２つの原画像についての記録を行うと、角度基準線ＬＬ０を基準として、第１のモチーフから第２のモチーフへと扇状に徐々に変化してゆくようなホログラム記録媒体が得られる。

なお、これまで述べた例では、いずれも一次元の分布率関数ｆ（ｘ）を定義した例であるが、分布率関数は必ずしも一次元の関数にする必要はなく、二次元の分布率関数を定義して用いることも可能である。図１５は、二次元の関数で表現される分布率ｆ（ｘ，ｙ）を用いて、記録面Ｒｅｃ上にグラデーションパターンを定義した例を示す平面図である。図示のとおり、記録面Ｒｅｃを含む平面上に原点Ｏを有するＸＹ二次元座標系を定義して、記録面Ｒｅｃ上の任意の単位領域Ｕ（ｘ，ｙ）の位置（たとえば中心点など、所定の基準点位置）を、座標値（ｘ，ｙ）で表現できるようにする。一方、この記録面Ｒｅｃ上の座標（ｘ，ｙ）の位置に所定の分布率を対応づけられるように、二次元の分布率関数ｆ（ｘ，ｙ）を定義する。そうすれば、任意の単位領域Ｕ（ｘ，ｙ）に対して、所定の分布率ｆ（ｘ，ｙ）を対応づけることができ、当該単位領域Ｕ（ｘ，ｙ）に付与すべき記録属性を、分布率ｆ（ｘ，ｙ）に基づいて決定することができる。

このように、二次元の分布率関数ｆ（ｘ，ｙ）によってグラデーションパターンを定義する手法を採る場合は、各ステップで次のような処理を行えばよい。まず、ステップＳ３１「基準設定段階」では、記録面Ｒｅｃを含む平面上にＸＹ二次元座標系を定義する。原点Ｏや座標軸Ｘ，Ｙは、必ずしも記録面Ｒｅｃ上に定義する必要はないが、実用上は、矩形の記録面Ｒｅｃについて、１隅に原点Ｏを定義し、記録面Ｒｅｃの下辺にＸ軸をとり、左辺にＹ軸をとると、座標演算を行う上で好都合である。続くステップＳ３２「分布率設定段階」では、このＸＹ二次元座標系の２変数ｘ，ｙの関数として、０≦ｆ（ｘ，ｙ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ，ｙ）を定義する。すなわち、グラデーションパターンが、二次元の分布率関数ｆ（ｘ，ｙ）によって定義されることになる。そして、ステップＳ３３「属性決定段階」では、各単位領域について位置座標（ｘ，ｙ）を求め、ｆ（ｘ，ｙ）の割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ（ｘ，ｙ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定すればよい。

二次元の分布率関数ｆ（ｘ，ｙ）としては、様々な式によって様々な関数を定義することができる。したがって、前述した一次元の分布率関数ｆ（ｘ）を用いる場合に比べて、非常に自由度の高いグラデーションパターンを定義することができる。

なお、記録属性付与に利用される分布率は、必ずしも関数として定義する必要はなく、テーブルとして用意することも可能である。図１６は、分布率ｆを定義するための二次元配列からなるテーブルの一例を示す平面図である。このテーブルは、図４(c) に示す単位領域配列と同じサイズのマトリックスから構成され、個々のセルに所定の分布率ｆの値が定義されている。図に示すｆ１〜ｆ１２８は、個々のセルについて定義された分布率の値である。別言すれば、このテーブルの個々のセルは、記録面Ｒｅｃ上に定義された個々の単位領域Ｕに１対１に対応していることになり、個々の単位領域Ｕに対して、固有の分布率を与える機能を果たすことができる。

このようなテーブルを利用してグラデーションパターンを定義する手法を採る場合は、ステップＳ３１「基準設定段階」は行う必要はない。ステップＳ３２「分布率設定段階」では、個々の単位領域のそれぞれについて、０≦ｆ≦１なる範囲の値をとる分布率ｆを定義するテーブル（図１６に示すようなテーブル）を用意し、ステップＳ３３「属性決定段階」では、各単位領域について、このテーブルで定義されたｆの割合で第１の記録属性「Ａ」が与えられ、「１−ｆ」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性「Ｂ」が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定すればよい。分布率をテーブルで定義する手法を採れば、やはり自由度の高いグラデーションパターンを定義することができる。

なお、グラデーションパターンを、二次元の分布率関数ｆ（ｘ，ｙ）を用いて定義したり、分布率のテーブルを用いて定義したりする場合、実用上は、二次元マトリックス状に配列された、同一サイズ、同一矩形形状を有する多数の単位領域を定義しておくのが好ましい。

最後に、各単位領域に属性を付与する処理を行う際に、利用すると好ましい２つの手法を述べておく。これらの手法は、二次元関数ｆ（ｘ，ｙ）や二次元のテーブルを用いて定義された分布率に基づいて属性付与を行う場合に特に有効である。

第１の手法は、属性決定段階で、単位領域の配列に適合する配列からなるディザマスクを用いたディザ処理を行うことにより、個々の単位領域の記録属性を決定する手法である。一般に、ディザ処理は、印刷の技術分野において、連続階調画像を二値画像に変換する上で利用されている手法であり、連続階調をもった画像を網点で表現する際に広く利用されている。本発明において、個々の単位領域に、第１の記録属性「Ａ」もしくは第２の記録属性「Ｂ」のいずれか一方を付与する処理は、連続階調画像を二値画像に変換する処理に置き換えることができるので、本発明における属性決定段階を、ディザ処理によって行うことが可能になる。以下、このディザ処理によって、個々の単位領域に、第１の記録属性「Ａ」もしくは第２の記録属性「Ｂ」のいずれか一方を付与する具体的な方法を説明する。

図１７は、ディザマスクを用いたディザ処理を行うことにより、個々の単位領域の記録属性を決定する方法を示す平面図である。図１７上段には、このディザ処理に用いるディザマスクＤの一例が示されている。このディザマスクＤの実体は、０〜１５の数値が所定位置に配置された４行４列のマトリックスである。一方、図１７下段には、多数の単位領域が定義された記録面Ｒｅｃが示されている。ここでは、説明の便宜上、図に太線で示すようなフレームＦ１，Ｆ２を定義する。各フレームＦ１，Ｆ２は、いずれもディザマスクＤと同様に、単位領域を４行４列に並べた配列であり、１つのフレーム内には、１６個の単位領域が含まれている。

ここでは、説明を簡単にするために、図示のような配置線Ｌｘを考え、この配置線Ｌｘの位置に定義される分布率ｆｘがｆｘ＝０．５であるものとし、フレームＦ１，Ｆ２内の合計３２個の単位領域に対して、分布率ｆｘ＝０．５に基づいて、第１の記録属性「Ａ」もしくは第２の記録属性「Ｂ」のいずれか一方を付与する処理を行う場合を考える。この場合、第１の記録属性「Ａ」の出現確率は０．５、第２の記録属性「Ｂ」の出現確率も０．５ということになるので、確率統計的には、全３２個の単位領域のうち、１６個に対して第１の記録属性「Ａ」が付与され、残りの１６個に対して第２の記録属性「Ｂ」が付与されることになる。

このような特定の出現確率に基づいて、いずれかの記録属性を付与する最も単純な方法として、乱数を利用した方法を既に述べた。しかしながら、乱数を利用した方法では、全３２個の単位領域のうち、１６個に対して第１の記録属性「Ａ」が付与されることになったとしても、記録属性「Ａ」が付与された単位領域の分布は全くランダムになる。これに対して、ここで述べるディザ処理を利用した属性決定方法では、用いるディザマスクＤ内の数値の分布形態に応じて、記録属性「Ａ」が付与された単位領域の分布をある程度制御することができるようになる。

たとえば、図１７に示す例の場合、フレームＦ１，Ｆ２内の合計３２個の単位領域に付与すべき記録属性は、次のようにして決定される。まず、図１７上段に示すディザマスクＤをフレームＦ１の上に重ねる。そして、ディザマスクＤ内の数値が８以上の単位領域には記録属性「Ａ」を付与し、７以下の単位領域には記録属性「Ｂ」を付与する。次に、ディザマスクＤをフレームＦ２の上に重ね、同様の処理を行う。

図１８は、このような方法によって、フレームＦ１，Ｆ２内の各単位領域について決定された個々の単位領域の記録属性を示す平面図である。全３２個の単位領域のうち、１６個に対して第１の記録属性「Ａ」が付与され、残りの１６個に対して第２の記録属性「Ｂ」が付与されており、しかもそれらの分布は、用いたディザマスクＤ内の数値の分布形態に応じた特徴を有している。したがって、同じ記録属性をもった単位領域を分散して配置させたい場合、逆に集中して１箇所に配置させたい場合など、用いるディザマスクＤに応じて、各記録属性の分布を制御することが可能になる。

以上、分布率ｆｘ＝０．５の場合を例に説明したが、たとえば、ｆｘ＝０．２５の場合は、１２以上は記録属性「Ａ」、１１以下は記録属性「Ｂ」のようにして属性決定を行えばよい。要するに、０〜（Ｎ−１）の連続数値（もしくは、１〜Ｎの連続数値でもよい）が均一に出現するようなマトリックスからなるディザマスクＤを記録面Ｒｅｃ上の複数の単位領域上に重ね、個々の単位領域に対応する分布率ｆｘを用いて、Ｎ×ｆｘを計算し、「この計算結果」と「ディザマスクＤ上の当該単位領域に対応する位置の数値」との大小関係に基づいて、第１の記録属性「Ａ」か第２の記録属性「Ｂ」を選択する処理を行えばよい。

属性決定段階で利用すると好ましい第２の手法は、誤差拡散法を用いた処理により、個々の単位領域の記録属性を決定することである。この誤差拡散法も、印刷の技術分野において、連続階調画像を二値画像に変換する上で広く利用されている手法であるので、ここでは簡単な説明だけを行う。

一般に分布率ｆ自身は、０〜１の間の任意の値をとることができるのに対して、属性付与の対象となる単位領域は有限個しか存在しない。したがって、記録面Ｒｅｃ上のある部分について、たとえば、分布率ｆ＝０．７３という数値が与えられている場合、全１００個の単位領域に対して、この分布率に基づく割合で記録属性の付与を行うのであれば、７３個に記録属性「Ａ」を付与し、残りの２７個に記録属性「Ｂ」を付与すれば、分布率に正確な割合で記録属性の付与を行うことが可能である。

しかし、全１０個の単位領域に対して、分布率ｆ＝０．７３という数値に基づいて記録属性の付与を行う必要がある場合、端数を無視した取り扱いをせざるを得ない。この場合、たとえば、分布率ｆ＝０．７３の端数０．０３を四捨五入により切り捨てて、ｆ＝０．７とすれば、７個に記録属性「Ａ」を付与し、残りの３個に記録属性「Ｂ」を付与する処理が行われる。しかしながら、このようにして切り捨てた誤差０．０３が蓄積すると、誤差として無視できない影響を与える可能性がある。たとえば、上記部分に隣接する別な部分において、分布率ｆ＝０．７４という数値が与えられている場合、やはり端数０．０４を四捨五入により切り捨てて、ｆ＝０．７とすれば、７個に記録属性「Ａ」を付与し、残りの３個に記録属性「Ｂ」を付与する処理が行われるが、このように端数を切り捨ててばかりいると、切り捨てた端数に起因する誤差が蓄積することになる。

誤差拡散法は、このような誤差を拡散させることにより、誤差の蓄積を防ぐ手法である。たとえば、上述の例の場合、第１の部分について、分布率ｆ＝０．７３の端数０．０３を四捨五入により切り捨てて、ｆ＝０．７とし、７個に記録属性「Ａ」を付与し、残りの３個に記録属性「Ｂ」を付与する処理を行ったら、これに隣接する第２の部分では、第１の部分で切り捨てた端数０．０３を、本来の分布率ｆ＝０．７４に加え、分布率０．７７とし、これを四捨五入して、ｆ＝０．８とし、８個に記録属性「Ａ」を付与し、残りの２個に記録属性「Ｂ」を付与する処理を行えば、誤差の蓄積を防ぐことができる。

＜＜＜ §３． 記録パターンの作成方法 ＞＞＞
ここでは、図３の流れ図におけるステップＳ４０の記録パターン作成段階について、もう少し詳しい説明を行う。このステップＳ４０「記録パターン作成段階」の処理については、既に、§１において、図８を参照して説明した。すなわち、図８に示す例の場合、２つの原画像Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）と、記録面Ｒｅｃとを三次元空間上に配置し、第１の記録属性「Ａ」が付与された単位領域Ｕａ内には、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）からの物体光と参照光Ｒとの干渉縞パターンを記録し、第２の記録属性「Ｂ」が付与された単位領域Ｕｂ内には、第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）からの物体光と参照光Ｒとの干渉縞パターンを記録する処理を行うことを述べた。

このようにして、記録面Ｒｅｃ上に干渉縞パターンを求める処理は、結局、記録面Ｒｅｃ上の個々の位置における干渉縞強度を演算することによって行われる。この干渉縞強度演算を行う際には、これまで提案されている様々な工夫を取り込むことが可能である。たとえば、前掲の特許文献１には、物体光の広がり角を制限しながら、干渉縞強度演算を行う手法が開示されており、このような手法は、ステップＳ４０「記録パターン作成段階」の処理にも適用することが可能である。

図１９は、記録面Ｒｅｃ上に干渉縞パターンを求める際に、物体光の広がり角を制限する方法を示す斜視図である。ここでは、点光源Ｇ（原画像を構成する１点）からの物体光Ｏの水平方向の広がり角をψに制限し、垂直方向の広がり角をξに制限した例が示されている。このような広がり角の制限を行うと、点光源Ｇからの物体光Ｏは、記録面Ｒｅｃ上にハッチングを施して示す制限領域Ｓ内にしか到達しないことになる。別言すれば、点光源Ｇに関する情報（物体光Ｏと参照光Ｒとの干渉縞パターン）は、記録面Ｒｅｃ上の制限領域Ｓ内にしか記録されないことになる。

このように、光学的に干渉縞パターンを形成する方法に比べて、計算機ホログラムの方法では、干渉縞パターンを演算によって求めることができるため、演算時に様々な工夫を施すことにより、様々な特殊効果を与えるホログラム記録媒体を作成することが可能である。ステップＳ４０の記録パターン作成段階では、必要に応じて、このような様々な工夫を施した演算手法を利用することができる。

たとえば、観察方向によって、それぞれ異なる再生像を観察者に提示することが可能な記録媒体として、レンチキュラレンズや蝿の目レンズなどのレンズアレイを配置して構成したステレオグラムが古くから知られている。特開２００４−２６４８３９号公報や特開２００４−３０９７０９号公報には、このようなステレオグラムの解像度を飛躍的に向上させることが可能なホログラム記録媒体（ＣＧＨステレオグラム）の作成原理が開示されている。これらの方法では、仮想物体上の各点から記録面に向かう物体光の放射輝度を、放射角度に応じて変える手法を採ることにより、再生時にステレオグラムと同等の効果が得られる媒体を作成することができる。もちろん、このようなＣＧＨステレオグラム手法も、本発明におけるステップＳ４０の記録パターン作成段階に利用することが可能である。

要するに、本発明では、ステップＳ１０において用意され、ステップＳ４０において記録対象となる「原画像」とは、単なる幾何学的な仮想物体に限定されるものではなく、計算機ホログラムの手法による記録対象となる画像を広く含むものである。したがって、本発明にいう「原画像」のデータとは、単なる幾何学的な仮想物体の形状データのみを意味するものではなく、ステップＳ４０の記録パターン作成の演算に利用される様々なデータをも含んだものである。たとえば、記録時に、図１９に示すような広がり角ξ，ψを制限する手法を採るのであれば、当該制限に関する情報も「原画像」の一部を構成するデータであり、上述したＣＧＨステレオグラム手法を採るのであれば、放射角度に応じて変わる放射輝度の情報も「原画像」の一部を構成するデータということになる。

また、図８や図１９は、原画像を物体光Ｏと参照光Ｒとの干渉縞パターンとして記録する手法（本来のホログラムとして記録する手法）を示す例である。この手法を採る場合は、記録パターン作成段階で、単位領域について原画像に基づく干渉縞パターンを求める際に、原画像および記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、原画像からの物体光と参照光とによって単位領域内に形成される干渉縞パターンを演算によって求めることになる。

これに対して、本発明では、原画像を回折格子パターンとして記録することも可能である。前述したように、本願における「ホログラム」とは、光学的干渉縞パターンからなる本来のホログラムだけでなく、回折格子パターンからなる疑似ホログラム（回折格子記録媒体）をも含む広い意味で用いている。このように、回折格子パターンからなる疑似ホログラムの作成方法は、たとえば、前掲の特許文献４〜６に開示されているように公知の技術であるが、以下に簡単にその原理を述べておく。

図２０は、記録面Ｒｅｃ上に回折格子パターンを用いてモチーフを記録する方法を説明する平面図である。図２０(a) は、記録対象となる原画像Ｐｉｃの平面図であり、８行９列の画素配列から構成された二次元画像を示している。この二次元画像は、白色で示された画素Ｐ１、黒塗りで示された画素Ｐ２、ドットによるハッチングで示された画素Ｐ３、という３種類の画素によって構成されており、これらの画素の組合わせにより、単純なモチーフが表現されている。

この図２０(a) に示すような原画像Ｐｉｃを、記録面Ｒｅｃ上に回折格子パターンとして記録するには、図２０(b) に示すように、記録面Ｒｅｃ上に、原画像Ｐｉｃと同様の画素配列を定義し、記録面Ｒｅｃ上の画素と原画像Ｐｉｃ上の画素とが対応するようにする。そして、記録面Ｒｅｃ上の各画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３には、それぞれ原画像Ｐｉｃ上の対応画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の画素値に応じた回折格子パターンを記録するようにすればよい。

図２１は、この図２０(b) に示す記録面Ｒｅｃ上に、回折格子パターンを用いて、図２０(a) の原画像に対応するモチーフを記録した状態を示す平面図である。図２１に示す個々の画素内に描かれている線は、説明の便宜上、回折格子パターンの格子線を示すものである。もっとも、実際の回折格子パターンの格子線は、可視光の波長程度のピッチで記録されるので、肉眼で観察することはできない。図２１に示す個々の画素内の回折格子パターンは３通りあり、図２０(a) に示す３通りの画素に対応している。すなわち、図２０(a) に白色で示された画素Ｐ１の位置には、右上から左下方向へ傾斜した向きの格子線を有する回折格子パターンが形成され、図２０(a) に黒塗りで示された画素Ｐ２の位置には、垂直方向を向いた格子線を有する回折格子パターンが形成され、図２０(a) にドットによるハッチングで示された画素Ｐ３の位置には、左上から右下方向へ傾斜した向きの格子線を有する回折格子パターンが形成されている。

このように、原画像Ｐｉｃの個々の画素の画素値に応じた回折格子パターンを、記録面Ｒｅｃ上の対応する画素位置に記録するようにすれば、原画像Ｐｉｃ上のモチーフを回折格子パターンによって表現することが可能である。この図２１に示すような回折格子パターンが記録された媒体は、本来のホログラム記録媒体ではないので、立体像の再生を行うことはできない。しかしながら、個々の画素に記録された回折格子パターンに応じた回折光が観察位置へと向かうことになるので、３通りの画素がそれぞれ異なる態様で観察されることになり、原画像Ｐｉｃ上のモチーフが再現できる。

この図２１に示す媒体は、疑似ホログラムと呼ぶべきものであるが、一般的には、このような媒体も含めてホログラムという呼び方がされており、既に述べたとおり、本願においても、これをホログラム記録媒体と呼んでいる。

図２２は、図２１に示す画素Ｐ１内に形成された回折格子パターンの拡大平面図である。図２１と図２２には、それぞれＸＹ二次元座標系が示されており、格子線の向きは、Ｘ軸に対する格子線の配置角度θによって定義されている。図２２に示す例では、線幅ｄをもった格子線Ｌ（黒い部分）が、ピッチｐをもって、閉領域ｖの内部に配置角度θで配置されている。図２１に示されている３通りの回折格子パターンは、格子線の配置角度θを３通りに変えたものに相当する。すなわち、図２１に示す記録媒体は、図２０(a) に示す原画像上の３通りの画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を、３通りの配置角度θを有する回折格子パターンで表現していることになる。

このように、回折格子パターンのバリエーションは、格子線Ｌの配置角度θを変えることによって得ることができるが、それ以外のパラメータを変えることによっても、同様に回折格子パターンのバリエーションを得ることができる。具体的には、図２２に示すように、格子線Ｌの線幅ｄやピッチｐを変えることによっても、異なる回折現象を生じさせることが可能な異なる回折格子パターンを得ることができる。また、図２２に示す例では、画素の大きさと、格子線を形成する閉領域ｖの大きさとが等しくなっているが、格子線を形成する閉領域ｖの大きさを、画素の大きさの８０％，６０％，４０％，２０％にすれば、回折光の強度がそれぞれ８０％，６０％，４０％，２０％の画素を形成することができる。

このように、内部に回折格子パターンが形成された画素には、格子線Ｌの配置角度θ，線幅ｄ，ピッチｐ，形成する閉領域ｖの大きさなどを種々変えることによって、多種類のバリエーションが存在する。これらのバリエーションを利用して、原画像上の画素の画素値のバリエーションを表現するようにすれば、原画像上のモチーフを、回折格子パターンとして表現することが可能になる。

なお、記録面Ｒｅｃ上における単位領域と画素との対応関係は、必ずしも１対１になっている必要はない。すなわち、記録面Ｒｅｃ上に定義された１つの単位領域をそのまま１つの画素と定義し、その中に特定の回折格子パターンを形成するようにしてもよいし、１つの単位領域内に複数の画素を定義し、個々の画素内にそれぞれ固有の回折格子パターンを形成するようにしてもよい。たとえば、２０μｍ×２０μｍの正方形の単位領域を定義した場合、この２０μｍ×２０μｍの正方形の単位領域をそのまま１つの画素とする運用も可能であるし、この１つの単位領域内に１０μｍ×１０μｍの正方形からなる画素を４つ定義するような運用も可能である。要するに、記録面Ｒｅｃ上の個々の単位領域について原画像に基づく回折格子パターンを求める際に、単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンを決定するようにすればよい。

また、記録面Ｒｅｃ上の個々の画素内に回折格子パターンを形成する代わりに、散乱構造パターンを形成することも可能である。上述したとおり、回折格子パターンを用いれば、格子線Ｌの配置角度θ，線幅ｄ，ピッチｐ，閉領域ｖの大きさなどを変えることにより、観察時に異なる見え方をする複数通りの画素を用意することができ、この複数通りの画素により、原画像上の画素の画素値のバリエーションを表現することができる。逆言すれば、原画像上の画素の画素値のバリエーションを表現するために、互いに異なる見え方をする複数通りの画素を用意することができれば、当該画素は、必ずしも回折格子パターンによって形成する必要はない。

散乱構造パターンは、固有の光散乱特性をもったパターンであり、本発明において、上述した回折格子パターンの代わりに用いることが可能である。たとえば、特開２００２−３２８６３９号公報や特開２００２−３３３８５４号公報には、表面に微細な凹凸構造を形成することにより固有の光散乱特性をもった記録媒体を形成する方法が開示されている。たとえば、記録媒体の表面を、エッチングや化学薬品によって荒らすことにより、あるいは、電子線描画装置を用いて微細な凹凸加工を行うことにより、様々な光散乱特性をもった表面を形成することができる。したがって、互いに異なる光散乱特性を有する複数通りの散乱構造パターンを用意しておき、原画像上の画素の画素値に応じて、記録面Ｒｅｃ上の各画素内に特定の散乱構造パターンを割り付けるようにすれば、上述した回折格子パターンを用いた場合と同様に、原画像の情報を記録することが可能になる。

以上述べたとおり、図３の流れ図におけるステップＳ４０の記録パターン作成段階では、２通りの記録パターン作成方法を採ることができる。第１の方法は、原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを作成する方法であり、この方法を採れば、立体再生像を得ることが可能な本来のホログラム記録媒体が作成されることになる。第２の方法は、上述したように、原画像上の画素に対応する所定の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを作成する方法であり、この方法を採れば、立体再生像を得ることはできないが、キラキラと光って見えたり、マット状に白っぽく見えたりする（疑似）ホログラム記録媒体が作成されることになる。

もちろん、２つの原画像を媒体に記録する上では、上記２通りの方法のいずれを用いてもかまわないし、両者を組み合わせて用いることも可能である。２つの原画像を、それぞれ干渉縞パターンとして記録するか、回折格子パターン（もしくは散乱構造パターン）として記録するか、を選択することにより、結局、次の３通りの態様の媒体が作成可能である。

第１の態様は、両原画像ともに干渉縞パターンとして記録した媒体である。このような媒体を作成するには、記録パターン作成段階で、第１の原画像、第２の原画像、記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し（前述したとおり、各原画像ごとに異なる参照光を定義してもよい）、第１の記録属性が付与された単位領域については、第１の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、第２の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求めるようにすればよい。

第２の態様は、第１の原画像を干渉縞パターンとして記録し、第２の原画像を回折格子パターンとして記録した媒体である。このような媒体を作成するには、記録パターン作成段階で、第１の記録属性が付与された単位領域については、第１の原画像および記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、第１の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第２の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定すればよい。

第３の態様は、両原画像ともに回折格子パターンもしくは散乱構造パターンとして記録した媒体である。このような媒体を作成するには、記録パターン作成段階で、第１の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第１の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定し、第２の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第２の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定すればよい。

なお、本発明の記録対象となる原画像は、二次元画像であっても、三次元画像であってもかまわない。したがって、ステップＳ１０「原画像準備段階」では、二次元画像もしくは三次元画像を示すデジタルデータを原画像として用意できればよい。もちろん、二次元画像として用意された原画像を、干渉縞パターンとして記録することもできるし、回折格子パターンもしくは散乱構造パターンとして記録することもできる。同様に、三次元画像として用意された原画像を、干渉縞パターンとして記録することもできるし、回折格子パターンもしくは散乱構造パターンとして記録することもできる。要するに、ステップＳ４０「記録パターン作成段階」では、何らかの原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターン（いずれでもよい）を求めて何らかの記録パターンを形成する処理が行われればよい。

また、ステップＳ１０「原画像準備段階」で、実体のない空画像を原画像のひとつとして用意し、この空画像の記録属性が付与された単位領域については、何らパターンを形成しないような運用を行うことも可能である。たとえば、図４(b) に示す原画像Ｐｉｃ（Ｂ）の代わりに、実体のない空画像を原画像Ｐｉｃ（Ｂ）として用いれば、図４(a) に示す原画像Ｐｉｃ（Ａ）に対応する自動車のモチーフのみが、空間的に徐々にフェードアウトしてゆくような再生像を得ることができる。

＜＜＜ §４． 種々のバリエーション ＞＞＞
これまで述べてきた実施形態は、図２に示す例のように、基本的に２つの原画像を同一媒体上に記録し、両原画像のモチーフの境界部分が融合するような効果を奏する例であったが、本発明に係るホログラム記録媒体の作成方法は、必ずしも２つの原画像を記録する方法のみに限定されるものではない。

たとえば、本発明の基本的な技術思想は、単一の原画像を記録する場合にも適用することが可能である。すなわち、特定の原画像を単一で記録する場合には、記録対象となる当該特定の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、定義された多数の単位領域の一部について「用意された特定の原画像を記録することを示す特定の記録属性」を付与する属性付与段階と、当該特定の記録属性が付与された単位領域について、用意した特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、作成された記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、を実行すればよい。

特に、本発明では、グラデーションのかかったモチーフ表現が可能になるので、特定の原画像を単一で記録する際に、グラデーションのかかったモチーフ表現を行いたい場合には、記録対象となる特定の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、所定の属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを記録面上に重ねたときの個々の位置における出現確率に応じて選択される一部の単位領域について「用意した特定の原画像を記録することを示す特定の記録属性」を付与する属性付与段階と、この特定の記録属性が付与された単位領域について、用意した特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、作成された記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、を実行すればよい。

また、複数Ｍ個の原画像を同一の媒体上に記録するのであれば、記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、用意したＭ個の原画像のそれぞれについて、当該原画像に対応する記録属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを記録面上に重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域についていずれかの記録属性を付与する属性付与段階と、個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、作成された記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、を実行すればよい。

§１〜§３では、Ｍ＝２の場合の具体的実施例を述べたが、本発明はＭ＝３以上の場合にも同様に適用可能である。たとえば、Ｍ＝１２に設定して合計１２個の原画像を用意し、時計の文字盤上の各数字の位置に各原画像を配置するようなレイアウトを行って本発明を実施した場合、この時計の文字盤の中心部分では、１２個の原画像が相互に融合するような効果が得られることになる。

このように、複数Ｍ個の原画像に対して本発明を適用することにより作成されたホログラム記録媒体は、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域が多数定義された記録面を有し、各単位領域には、複数Ｍ個の原画像のうちのいずれか１つの原画像に関する画像情報が、干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンとして記録されており、個々の原画像に関する画像情報が記録されている単位領域の出現確率が、空間的に変化しているという独特の構造を有することになる。

特に、Ｍ＝２に設定した場合に得られるホログラム記録媒体は、図２に示す実施例のように、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域が多数定義された記録面を有し、各単位領域には、第１の原画像に関する画像情報か、第２の原画像に関する画像情報か、のいずれか一方が、干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンとして記録されており、第１の原画像に関する画像情報が記録されている第１の記録属性をもった単位領域の出現確率と、第２の原画像に関する画像情報が記録されている第２の記録属性をもった単位領域の出現確率とが、空間的に徐々に変化しているという独特の構造を有することになる。

＜＜＜ §５． ホログラム記録媒体の作成装置 ＞＞＞
図２３は、本発明に係るホログラム記録媒体の作成装置の基本構成を示すブロック図である。図示のとおり、この装置は、原画像格納部１００，記録パターン作成部２００，単位領域定義部３００，属性付与部４００によって構成されている。原画像格納部１００は、記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして格納する構成要素であり、図では、第１の原画像Ｐｉｃ（Ａ）と第２の原画像Ｐｉｃ（Ｂ）という２つの原画像がデータとして格納された状態が示されている。一方、単位領域定義部３００は、可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面Ｒｅｃ上に多数配置して定義する機能をもった構成要素である。この単位領域定義部３００は、たとえば、オペレータの入力に基づいて単位領域の一辺の長さを決定した上で、当該長さに応じた正方形を１セルとする配列を自動的に生成する処理を行う構成要素によって実現することができる。

一方、属性付与部４００は、「原画像格納部１００内に格納されているＭ個の原画像のそれぞれについて定義され、これら原画像に対応する記録属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターン」を用意し（これも、オペレータの入力に基づいて用意するようにすればよい）、このグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねたときの、個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域についていずれかの記録属性を付与する処理を実行する。具体的な記録属性の付与処理の内容は、既に述べたとおりである。

そして、記録パターン作成部２００は、記録面Ｒｅｃ上の個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、記録面Ｒｅｃ上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する構成要素である。

なお、この図２３に示す装置は、実際には、コンピュータに所定のプログラムを組み込むことにより実現することができる。このプログラムは、ステップＳ１０「原画像準備段階」で用意された原画像を示すデジタルデータと、ステップＳ２０「単位領域定義段階」で定義された単位領域を示すデジタルデータと、に基づいて、ステップＳ３０「属性付与段階」の処理およびステップＳ４０「記録パターン作成段階」の処理を実行するためのプログラムである。

２つのモチーフを単に隣接配置して表現した従来のホログラム記録媒体の一例を示す平面図である。 本発明に係る方法によって、２つのモチーフの境界部分にグラデーションのかかる表現を行ったホログラム記録媒体の一例を示す平面図である。 本発明の基本的な実施形態に係るホログラム記録媒体の作成方法の手順を示す流れ図である。 本発明に係る方法による記録対象となる２つの原画像(a) ，(b) と多数の単位領域が定義された記録面(c) の正面図である。 図２に示すホログラム記録媒体を作成するのに用いられたグラデーションパターンの分布率関数を示すグラフである。 図５に示す分布率関数ｆ（ｘ）で定義されるグラデーションパターンをグレーの濃淡模様として表現した平面図である。 図４(c) に示す記録面上に図６に示すグラデーションパターンを重ねることにより各単位領域に付与した記録属性を示す平面図である。 図４(a) ，(b) に示す２つの原画像と図４(c) に示す記録面とを三次元空間上に配置し、干渉縞パターンを記録する原理を示す斜視図である。 記録面Ｒｅｃの特定の配置線Ｌｘ上に位置する単位領域について、記録属性を付与する方法の一例を示す平面図である。 記録面Ｒｅｃ上での配置線Ｌｘの定義方法の別な一例を示す平面図である。 球面状に変化するグラデーションパターンの一例をグレーの濃淡模様として表現した平面図である。 図１１に示すグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねることにより、円周に沿った配置線Ｌｘを定義する方法を示す平面図である。 回転方向に変化するグラデーションパターンの一例をグレーの濃淡模様として表現した平面図である。 図１３に示すグラデーションパターンを記録面Ｒｅｃ上に重ねることにより、半径に沿った配置線Ｌｘを定義する方法を示す平面図である。 二次元関数で表現される分布率ｆ（ｘ，ｙ）を用いて、記録面Ｒｅｃ上にグラデーションパターンを定義した例を示す平面図である。 分布率ｆを定義するための二次元配列からなるテーブルの一例を示す平面図である。 ディザマスクを用いたディザ処理を行うことにより、個々の単位領域の記録属性を決定する方法を示す平面図である。 図１７に示す方法によって決定された個々の単位領域の記録属性を示す平面図である。 記録面Ｒｅｃ上に干渉縞パターンを求める際に、物体光の広がり角を制限する方法を示す斜視図である。 記録面Ｒｅｃ上に回折格子パターンを用いてモチーフを記録する方法を説明する平面図である。 記録面Ｒｅｃ上に回折格子パターンを用いてモチーフを記録した状態を示す平面図である。 図２１に示す画素Ｐ１内に形成された回折格子パターンの拡大平面図である。 本発明に係るホログラム記録媒体の作成装置の基本構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００：原画像格納部
２００：記録パターン作成部
３００：単位領域定義部
４００：属性付与部
Ａ，Ｂ：記録属性
Ｃ：境界線
Ｄ：ディザマスク
ｄ：格子線の線幅
Ｆ１，Ｆ２：フレーム
ｆ（ｘ），ｆ（ｘ，ｙ）：分布率関数
ｆ１〜ｆ１２８，ｆｘ：分布率
Ｇ：点光源
Ｌ：ホログラム記録媒体の横幅／格子線
Ｌｘ：配置線
Ｌ０：距離基準線
ＬＬ０：角度基準線
Ｏ：物体光／座標系の原点
Ｐｉｃ，Ｐｉｃ（Ａ），Ｐｉｃ（Ｂ）：記録対象となる原画像
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３：画素
ｐ：格子線のピッチ
Ｑ：距離基準点
ＱＱ：角度基準点
Ｒ：参照光
Ｒｅｃ：記録面
Ｓ：制限領域
Ｓ１０〜Ｓ５０：流れ図の各ステップ
Ｕ，Ｕａ，Ｕｂ，Ｕ（１）〜Ｕ（８），Ｕ（ｘ，ｙ）：単位領域
ｖ：閉領域
Ｘ，Ｙ，Ｚ：三次元座標系の各座標軸
ｘ，ｙ：変数
θ：格子線の配置角度
ξ，ψ：広がり角

Claims (23)

1. 記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、
   可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもち、かつ、寸法が３００μｍ以下のサイズをもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、
   前記多数の単位領域のそれぞれについて、前記複数Ｍ個の原画像のいずれかを記録することを示す特定の記録属性を付与する属性付与段階と、
   個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターン（但し、少なくとも１つの原画像については干渉縞パターン）を求めることにより、前記記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、
   前記記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
2. 記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、
   可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、
   前記Ｍ個の原画像のそれぞれについて、当該原画像に対応する記録属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを前記記録面上に重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域についていずれかの記録属性を付与する属性付与段階と、
   個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、前記記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、
   前記記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
3. 記録対象となる第１の原画像および第２の原画像をデータとして用意する原画像準備段階と、
   可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義段階と、
   第１の記録属性の出現確率と第２の記録属性の出現確率とが、空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを定義し、このグラデーションパターンを前記記録面上に重ねたときの個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域について、前記第１の記録属性か前記第２の記録属性かのいずれか一方を付与するか、もしくは、いずれの記録属性も付与しない処理を行う属性付与段階と、
   前記第１の記録属性が付与された単位領域については、前記第１の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求め、前記第２の記録属性が付与された単位領域については、前記第２の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、前記記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成段階と、
   前記記録パターンを物理的な媒体上に形成する媒体形成段階と、
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
4. 請求項３に記載の作成方法において、
   属性付与段階が、
   記録面を含む平面上に距離基準線を定義する基準設定段階と、
   距離ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する分布率設定段階と、
   前記距離基準線に対して平行かつ距離ｘだけ隔たった位置にある配置線上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
5. 請求項３に記載の作成方法において、
   属性付与段階が、
   記録面を含む平面上に距離基準点を定義する基準設定段階と、
   距離ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する分布率設定段階と、
   前記距離基準点を中心とする半径ｘの円の円周として定義される配置線上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
6. 請求項３に記載の作成方法において、
   属性付与段階が、
   記録面を含む平面上に角度基準点およびこの角度基準点を通る角度基準線を定義する基準設定段階と、
   角度ｘの関数として、０≦ｆ（ｘ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ）を定義する分布率設定段階と、
   前記角度基準点を通り前記角度基準線に対して角度ｘだけ傾斜した配置線上もしくはその近傍に配置された単位領域について、ｆ（ｘ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
   を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の作成方法において、
   分布率設定段階で、分布率ｆ（ｘ）として、単調増加関数もしくは単調減少関数を用いることを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
8. 請求項４〜６のいずれかに記載の作成方法において、
   属性決定段階で、同一の配置線上に配置された複数Ｎ個の単位領域について、乱数を利用して、Ｎ×ｆ（ｘ）個の単位領域に第１の記録属性を与え、残りの単位領域に第２の記録属性を与える処理を行うことを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
9. 請求項４〜６のいずれかに記載の作成方法において、
   属性決定段階で、個々の配置線ごとに「ｆ（ｘ）」：「１−ｆ（ｘ）」に近似する整数比α：βを求め、１本の配置線に沿って配置された複数の単位領域のうちの連続した（α＋β）個の単位領域について、α個の単位領域には第１の記録属性を与え、β個の単位領域には第２の記録属性を与える処理を行うことを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
10. 請求項３に記載の作成方法において、
    属性付与段階が、
    記録面を含む平面上にＸＹ二次元座標系を定義する基準設定段階と、
    前記ＸＹ二次元座標系の２変数ｘ，ｙの関数として、０≦ｆ（ｘ，ｙ）≦１なる範囲の値をとる分布率ｆ（ｘ，ｙ）を定義する分布率設定段階と、
    各単位領域について位置座標（ｘ，ｙ）を求め、ｆ（ｘ，ｙ）の割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ（ｘ，ｙ）」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
    を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
11. 請求項３に記載の作成方法において、
    属性付与段階が、
    個々の単位領域のそれぞれについて、０≦ｆ≦１なる範囲の値をとる分布率ｆを定義するテーブルを用意する分布率設定段階と、
    各単位領域について、前記テーブルで定義されたｆの割合で第１の記録属性が与えられ、「１−ｆ」もしくはそれ未満の割合で第２の記録属性が与えられるように、各単位領域について付与する記録属性を決定する属性決定段階と、
    を有することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の作成方法において、
    単位領域定義段階で、二次元マトリックス状に配列された、同一サイズ、同一矩形形状を有する多数の単位領域を定義することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
13. 請求項１２に記載の作成方法において、
    属性決定段階で、単位領域の配列に適合する配列からなるディザマスクを用いたディザ処理を行うことにより、個々の単位領域の記録属性を決定することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
14. 請求項１２に記載の作成方法において、
    属性決定段階で、誤差拡散法を用いた処理により、個々の単位領域の記録属性を決定することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の作成方法において、
    原画像準備段階で、二次元画像もしくは三次元画像を示すデジタルデータを原画像として用意することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
16. 請求項１〜１５のいずれかに記載の作成方法において、
    原画像準備段階で、実体のない空画像を原画像のひとつとして用意し、前記空画像の記録属性が付与された単位領域については、何らパターンを形成しないことを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載の作成方法において、
    記録パターン作成段階で、単位領域について原画像に基づく干渉縞パターンを求める際に、原画像および記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、原画像からの物体光と参照光とによって前記単位領域内に形成される干渉縞パターンを演算によって求めることを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
18. 請求項２〜１１のいずれかに記載の作成方法において、
    記録パターン作成段階で、単位領域について原画像に基づく回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを求める際に、単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
19. 請求項３〜１１のいずれかに記載の作成方法において、
    記録パターン作成段階で、第１の原画像、第２の原画像、記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、第１の記録属性が付与された単位領域については、前記第１の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、前記第２の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求めることを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
20. 請求項３〜１１のいずれかに記載の作成方法において、
    記録パターン作成段階で、第１の記録属性が付与された単位領域については、第１の原画像および記録面を三次元空間上に配置し、所定の参照光を定義し、前記第１の原画像からの物体光と参照光との干渉縞パターンを演算によって求め、第２の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第２の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
21. 請求項３〜１１のいずれかに記載の作成方法において、
    記録パターン作成段階で、第１の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第１の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定し、第２の記録属性が付与された単位領域については、当該単位領域内に１つもしくは複数の画素を定義し、この画素について第２の原画像上の対応画素を求め、当該対応画素の画素値に基づいて、個々の画素内の回折格子パターンもしくは散乱構造パターンを決定することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
22. 請求項２〜２１のいずれかに記載の作成方法において、
    単位領域の大きさを、肉眼によって個々の単位領域の存在を認識することができないサイズに設定することを特徴とするホログラム記録媒体の作成方法。
23. 記録対象となる複数Ｍ個の原画像をデータとして格納する原画像格納部と、
    可視光についての干渉縞を記録するのに十分な面積をもった単位領域を、ホログラムの記録面上に多数配置して定義する単位領域定義部と、
    前記Ｍ個の原画像のそれぞれについて定義され、当該原画像に対応する記録属性の出現確率が空間的に徐々に変化してゆくことを示すグラデーションパターンを、前記記録面上に重ねたときの、個々の位置における各記録属性の出現確率に応じて、各単位領域についていずれかの記録属性を付与する属性付与部と、
    個々の単位領域について、それぞれ付与された記録属性に対応する特定の原画像に基づく干渉縞パターン・回折格子パターン・散乱構造パターンを求めることにより、前記記録面上に形成される所定の記録パターンを示すデータを作成する記録パターン作成部と、
    を備えることを特徴とするホログラム記録媒体の作成装置。