JP4730527B2

JP4730527B2 - ホログラム観察具

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Publication number: JP4730527B2
Application number: JP2005194498A
Authority: JP
Inventors: 明子田仲; 健治植田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-07-04
Also published as: JP2007011155A

Description

本発明は、ホログラム観察具に関し、特に、表から観察しても裏から観察しても意味のある文字情報若しくは画像情報が観察可能なホログラム観察具に関するものである。

特許文献１においてホログラムメガネが提案されている。このホログラムメガネは、図８（ａ）に斜視図を示すような構成になっている。すなわち、メガネフレーム１の両眼用の枠内には、２つの透過型ホログラム２、３が嵌め込まれている。この透過型ホログラム２、３を用いたメガネを掛けて図８（ｂ）に示すような小面積の光源４、５、６、７を含むシーンを見ると、例えば図８（ｃ）に示すように見える。すなわち、図８（ｂ）の実際のシーンにおける小面積の光源４、５、６、７がそれぞれ予め選択されたパターン「ＮＯＥＬ」８、９、１０、１１に置き換わったシーンとして見える。このような特性を持つ透過型ホログラム２、３としては、計算機ホログラムとして構成された上記パターン「ＮＯＥＬ」のフーリエ変換ホログラム（フラウンホーファーホログラム）が用いられる。

このような透過型ホログラム２、３は、例えば次のようにして位相型ホログラムとして作成される。

図１（ａ）はこのようなホログラム観察具のための透過型ホログラムの１つの作成方法を示すフローチャートである（特許文献２）。図１（ｂ）はそのフローチャートを説明するための模式図である。ステップ１０１において、原画像２１が作成される。次に、ステップ１０２において、原画像のフーリエ変換像２２を計算機を用いて作成する。次に、ステップ１０３で、フーリエ変換像２２を二値以上に多値化して多値化したフーリエ変換像２３を作成する。そして、ステップ１０４で、再生像のシミュレーションを行う。このシミュレーションは多値化したフーリエ変換像２３に逆フーリエ変換を施し、再生像２４を得て、上述の各工程での処理が適正に行われていたかをチェックするものである。次に、ステップ１０５で、得られた多値化したフーリエ変換像を希望の範囲まで配列する。例えば、二値化されたフーリエ変換像２３を４つ並べて計算機ホログラム２５を得る。なお、実際には最小単位の画像２３を例えば縦、横に１０個ずつ配列したりする。次いで、ステップ１０６で、このようにして配列された計算機ホログラム２５の複製用原版を例えば半導体プロセス（フォトリソグラフィとエッチング）を用いて作製する。そして、ステップ１０７で、その複製用原版の凹凸レリーフパターンを例えば紫外線硬化樹脂等に複製して透過型ホログラム２、３が得られる。
米国特許第５，５４６，１９８号明細書特開平１０−１５３９４３号公報

このようなホログラムメガネは、片側の透過型ホログラム２又は３だけでも、それを通して小面積の光源４、５、６、７を含むシーンを観察すると、光源４、５、６、７の位置近傍に所定の画像又はメッセージ（図８では「ＮＯＥＬ」）が再生されて観察可能なホログラム観察具を構成することができる。

ところで、透過型ホログラム２、３のような透過型のフーリエ変換ホログラムは、表裏を逆にして裏から観察すると、光源４、５、６、７の位置近傍に見えるパターンは鏡像として再生されてしまう。すると、観察者には本来提示したい文字情報若しくは画像情報の意味が分からなくなってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表から観察しても裏から観察しても意味のある文字情報若しくは画像情報が観察可能なホログラム観察具を提供することである。

上記目的を達成する本発明の１つのホログラム観察具は、ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能な透過型のフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具において、前記フーリエ変換ホログラムに記録された原画像が、所定の文字又は画像パターンとその文字又は画像パターンの鏡像とが並列して配置された画像であることを特徴とするものである。

本発明の別のホログラム観察具は、ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能な透過型のフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具において、前記フーリエ変換ホログラムに記録された原画像が、所定の文字又は画像パターンとその文字又は画像パターンと異なる別の文字又は画像パターンの鏡像とが並列して配置された画像であることを特徴とするものである。

本発明のさらに別のホログラム観察具は、ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能な透過型のフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具において、前記フーリエ変換ホログラムに記録された原画像が、左右対称なパターンを複数縦又は横に並列して配置された画像であって表から観察しても裏から観察しても同じパターンの画像であることを特徴とするものである。

本発明のもう１つ別のホログラム観察具は、ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能な透過型のフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具において、前記フーリエ変換ホログラムに記録された原画像が、左右対称なパターンを複数縦又は横に並列して配置された画像であって表から観察した場合と裏から観察した場合で異なるパターンの画像であることを特徴とするものである。

本発明によると、ホログラム観察具を表から見ても裏から見ても意味が読み取れる同じか異なる文字情報若しくは画像情報を再生することができ、観察者は提示したい文字情報若しくは画像情報を正しく認識することができる。

本発明のホログラム観察具の基本原理は、透過型ホログラムとして使用する透過型フーリエ変換ホログラムに記録する原画像２１（図１）として、表から見ても裏から見ても意味が読み取れる文字情報若しくは画像情報を用いることである。その例は後記する。

そして、図１（ａ）のステップ１０１において、そのような表から見ても裏から見ても意味が読み取れる原画像２１を作成する。次に、ステップ１０２において、その原画像２１のフーリエ変換像２２を計算機を用いて作成する。次に、ステップ１０３で、フーリエ変換像２２を二値以上に多値化したフーリエ変換像２３を作成する。そして、ステップ１０４で、再生像のシミュレーションを行う。このシミュレーションは多値化したフーリエ変換像２３に逆フーリエ変換を施し、再生像２４を得て、上述の各工程での処理が適正に行われていたかをチェックするものである。次に、ステップ１０５で、得られた多値化したフーリエ変換像を希望の範囲まで配列する。例えば、二値化されたフーリエ変換像２３を４つ並べて計算機ホログラム２５を得る。なお、実際には最小単位の画像２３を例えば縦、横に１０個ずつ配列したりする。次いで、ステップ１０６で、このようにして配列された計算機ホログラム２５の複製用原版を例えば半導体プロセス（フォトリソグラフィとエッチング）を用いて作製する。そして、ステップ１０７で、その複製用原版の凹凸レリーフパターンを例えば２Ｐ法を用いて紫外線硬化樹脂等に複製して、本発明によるホログラム観察具のための透過型のフーリエ変換ホログラムが得られる。そのフーリエ変換ホログラムを、例えば図７に示すように、うちわ本体３１に印刷情報３２を設け、その一部に開口を設けて透過型フーリエ変換ホログラム３３を嵌め込んでなるうちわ３０の透過型フーリエ変換ホログラム３３として嵌め込むことにより、配布可能な形態のホログラム観察具（この場合は、うちわ３０）が完成する。

次に、表から見ても裏から見ても意味が読み取れる原画像２１の作成例を順に説明する。

図２は、意味が読み取れる文字パターンとその文字パターンの鏡像とを並列して配置した原画像の例を示す図である。図２（ａ）の場合は、左に、大文字「Ｆ」とその左右反転像（鏡像）とを左右に並列した原画像１１−１を示し、その右に、その原画像１１−１を裏面側から見た図を示す。このような原画像１１−１をフーリエ変換して作成された計算機ホログラム２５も、表面側からそれを通して点光源を見ると、図２（ａ）の左側のパターンが再生され、大文字「Ｆ」が認識できる。その裏面側からそれを通して点光源を見ると、今度は図２（ａ）の右側のパターンが再生され、同様に大文字「Ｆ」が認識できる。したがって、このような原画像１１−１を記録したフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具は、表から観察しても裏から観察しても意味のある同じ文字情報が観察可能なものとなる。

図２（ｂ）の場合は、左に、単語「Ｌｏｖｅ」とその左右反転像（鏡像）とを左右に並列した原画像１１−２を示すもので、その右に、その原画像１１−２を裏面側から見た図を示す。この原画像１１−２を用いた場合も、図２（ａ）の場合と同様に、表から観察しても裏から観察しても意味のある同じ文字情報が観察可能なものとなる。

図３は、意味が読み取れる文字パターンとその文字パターンとは異なる別の文字パターンの鏡像とを並列して配置した原画像の例を示す図である。図３（ａ）の場合は、左に、大文字「Ｆ」とその文字とは異なる大文字「Ｅ」の左右反転像（鏡像）とを左右に並列した原画像１１−３を示し、その右に、その原画像１１−３を裏面側から見た図を示す。原画像１１−３を裏面側から見ると、大文字「Ｅ」が認識できる。このような原画像１１−３をフーリエ変換して作成された計算機ホログラム２５も、表面側からそれを通して点光源を見ると、図３（ａ）の左側のパターンが再生され、大文字「Ｆ」が認識できる。その裏面側からそれを通して点光源を見ると、今度は図３（ａ）の右側のパターンが再生され、今度は異なる大文字「Ｅ」が認識できる。したがって、このような原画像１１−３を記録したフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具は、表から観察しても裏から観察しても意味のある異なる文字情報が観察可能なものとなる。

図３（ｂ）の場合は、左に、数字「３９」と数字「７２」の左右反転像（鏡像）とを左右に並列した原画像１１−４を示すもので、その右に、その原画像１１−４を裏面側から見た図を示す。この原画像１１−４を用いた場合も、図３（ａ）の場合と同様に、表から観察しても裏から観察しても意味のある異なる文字情報が観察可能なものとなる。

ところで、文字パターンとして左右対称のものがいくつかある。このような左右対称の文字パターンを用いて原画像を作成すると、文字パターン自体は表から観察しても裏から観察しても文字として認識可能なものである。その例を図４に示す。図４（ａ）の大文字「Ａ」の文字パターン１１−５、図４（ｂ）の大文字「Ｈ」の文字パターン１１−６、図４（ｃ）の大文字「Ｉ」の文字パターン１１−７、図４（ｄ）の大文字「Ｍ」の文字パターン１１−８、図４（ｅ）の大文字「Ｏ」の文字パターン１１−９、図４（ｆ）の大文字「Ｔ」の文字パターン１１−１０、図４（ｇ）の大文字「Ｕ」の文字パターン１１−１１、図４（ｈ）の大文字「Ｖ」の文字パターン１１−１２、図４（ｉ）の大文字「Ｗ」の文字パターン１１−１３、図４（ｊ）の大文字「Ｘ」の文字パターン１１−１４、図４（ｋ）の大文字「Ｙ」の文字パターン１１−１５、図４（ｌ）の数字「０」の文字パターン１１−１６、図４（ｍ）の数字「１」の文字パターン１１−１７、図４（ｎ）の数字「８」の文字パターン１１−１８は、何れも左右対称の文字パターンであり、このような文字を複数用いた文字パターンは、表から観察しても裏から観察しても意味のある文字パターンとして認識可能なものとなり得る。

図５は、このような左右対称の文字パターンを複数並べてなる単語パターンの原画像の例を示す図であり、図５（ａ）の場合は、左に、大文字からなる単語「ＯＴＴＯ」を横に配列した原画像１１−１９と、その右に、その原画像１１−１９を裏面側から見た図を示す。原画像１１−１９を表面側から見ても裏面側から見ても、同様に単語「ＯＴＴＯ」が認識できる。このような原画像１１−１９をフーリエ変換して作成された計算機ホログラム２５も、表面側からそれを通して点光源を見ると、図５（ａ）の左側のパターンが再生され、単語「ＯＴＴＯ」が認識できる。その裏面側からそれを通して点光源を見ると、同様に、同じ単語「ＯＴＴＯ」が認識できる。したがって、このような原画像１１−１９を記録したフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具は、表から観察しても裏から観察しても意味のある同じ文字情報が観察可能なものとなる。

図５（ｂ）の場合は、左に、大文字からなる単語「ＷＡＹ」を縦に配列した原画像１１−２０と、その右に、その原画像１１−２０を裏面側から見た図を示す。この原画像１１−２０を用いた場合も、図５（ａ）の場合と同様に、表から観察しても裏から観察しても意味のある同じ文字情報が観察可能なものとなる。

図６は、図４のような左右対称の文字パターンを複数並べてなる単語パターン、数列パターンの原画像の例を示す図であり、図６（ａ）の場合は、左に、大文字からなる単語「ＷＡＹ」を横に配列した原画像１１−２１と、その右に、その原画像１１−２１を裏面側から見た図を示す。このような原画像１１−２１をフーリエ変換して作成された計算機ホログラム２５も、表面側からそれを通して点光源を見ると、図６（ａ）の左側のパターンが再生され、単語「ＷＡＹ」が認識できる。その裏面側からそれを通して点光源を見ると、今度は図６（ａ）の右側のパターンが再生され、単語「ＹＡＷ」が認識できる。したがって、このような原画像１１−２１を記録したフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具は、表から観察しても裏から観察しても意味のある別の文字情報が観察可能なものとなる。

図６（ｂ）の場合は、左に、数列パターン「８００」を横に配列した原画像１１−２２と、その右に、その原画像１１−２２を裏面側から見た図を示す。この原画像１１−２２を用いた場合も、図６（ａ）の場合と同様に、表から観察しても裏から観察しても意味のある別の文字情報が観察可能なものとなる。

なお、以上の図２〜図６では、文字パターンを用いて説明したが、本発明は、文字パターンに限定されず絵柄等の画像パターンの場合も同様に適用できる。

以上、本発明によるホログラム観察具を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明に基づくホログラム観察具のための透過型ホログラムの１つの作成方法を示すフローチャート（ａ）とそのフローチャートを説明するための模式図（ｂ）である。意味が読み取れる文字パターンとその文字パターンの鏡像とを並列して配置した原画像の例を示す図である。意味が読み取れる文字パターンとその文字パターンとは異なる別の文字パターンの鏡像とを並列して配置した原画像の例を示す図である。左右対称の文字パターンの例を示す図である。左右対称の文字パターンを複数並べてなる単語パターンの原画像の例を示す図である。左右対称の文字パターンを複数並べてなる単語パターン、数列パターンの原画像の例を示す図である。本発明に基づくうちわ形態のホログラム観察具の模式的な平面図である。従来のホログラムメガネとその作用を説明するための図である。

符号の説明

１…メガネフレーム
２、３…透過型ホログラム
４、５、６、７…小面積の光源
８、９、１０、１１…予め選択された置き替えパターン
１１−１〜１１−２２…原画像
２１…原画像
２２…フーリエ変換像
２３…多値化したフーリエ変換像
２４…再生像
２５…計算機ホログラム
３０…うちわ
３１…うちわ本体
３２…印刷情報
３３…透過型フーリエ変換ホログラム

Claims

ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能な透過型のフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具において、前記フーリエ変換ホログラムに記録された原画像が、左右対称な複数の文字パターンからなり少なくとも一部は異なる複数の文字パターンを縦又は横に並列して配置された画像であって表から観察しても裏から観察しても同じ文字列パターンの画像であることを特徴とするホログラム観察具。
ホログラムを通して点光源を観察すると点光源の位置近傍に所定の画像又はメッセージが再生されて観察可能な透過型のフーリエ変換ホログラムを用いたホログラム観察具において、前記フーリエ変換ホログラムに記録された原画像が、左右対称な複数の文字パターンからなり少なくとも一部は異なる複数の文字パターンを複数縦又は横に並列して配置された画像であって表から観察した場合と裏から観察した場合で異なる文字列パターンの画像であることを特徴とするホログラム観察具。