JP5003721B2 - Hologram recording medium and manufacturing method thereof - Google Patents

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  • Credit Cards Or The Like (AREA)

Description

本発明は、ホログラム記録媒体およびその製造方法に関し、特に、視点位置を変えることにより全く別な原画像が観察されるホログラム記録媒体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a hologram recording medium and a manufacturing method thereof, and more particularly to a hologram recording medium in which a completely different original image is observed by changing a viewpoint position and a manufacturing method thereof.

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るに至っている。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をホログラムの形で記録することが行われている。   Holograms have been widely used as anti-counterfeiting applications for vouchers and credit cards. Usually, an area for recording a hologram is provided on a part of a medium to be subjected to forgery prevention measures, and a stereoscopic image or the like is recorded in the form of a hologram in this area.

現在、商業的に利用されているホログラムは、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る。すなわち、原画像を構成する物体を用意し、この物体からの光と参照光とを、レンズなどの光学系を用いて感光剤が塗布された記録面上に導き、この記録面上に干渉縞を形成させるという手法を採っている。この光学的な手法は、鮮明な画像を得るためにかなり精度の高い光学系を必要とするが、ホログラムを得るための最も直接的な手法であり、産業上では最も広く普及している手法である。   At present, commercially available holograms are obtained by recording an original image as interference fringes on a medium by an optical method. That is, an object constituting an original image is prepared, and light from this object and reference light are guided onto a recording surface coated with a photosensitive agent using an optical system such as a lens, and interference fringes are formed on the recording surface. The method of forming is adopted. This optical method requires a highly accurate optical system in order to obtain a clear image, but is the most direct method for obtaining a hologram and is the most widely used method in the industry. is there.

また、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、ホログラムを作成する手法も知られており、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。   In addition, recently, a method of creating a hologram by forming interference fringes on a recording surface by a calculation using a computer is known, and a hologram created by such a method is generally called a “computer-generated hologram (CGH). : Computer Generated Hologram) ”, or simply“ Computer Hologram ”. This computer generated hologram can be obtained by simulating an optical interference fringe generation process on a computer, and the entire process of generating an interference fringe pattern is performed as an operation on the computer. When image data of an interference fringe pattern is obtained by such calculation, physical interference fringes are formed on an actual medium based on the image data. Specifically, for example, a method of forming physical interference fringes by applying image data of an interference fringe pattern created by a computer to an electron beam drawing apparatus and scanning the electron beam on a medium has been put into practical use. Yes.

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1〜10などに開示されている。また、下記の特許文献11〜13などには、回折格子パターンを用いて疑似的なホログラムを作成する技術も開示されている。   With the development of computer graphics technology, it is becoming common in the printing industry to handle various images on a computer. Therefore, it is convenient if the original image to be recorded on the hologram can be prepared as image data obtained using a computer. In order to meet such demands, a technique for creating a computer generated hologram has become an important technique, and it is expected that it will become a technique to replace an optical hologram creating method in the future. Various techniques relating to such computer generated holograms are disclosed in, for example, the following Patent Documents 1 to 10. Further, the following Patent Documents 11 to 13 disclose a technique for creating a pseudo hologram using a diffraction grating pattern.

特開平9−319290号公報JP-A-9-319290 特開平10−123919号公報JP-A-10-123919 特開平11−24539号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-24539 特開平11−24540号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-24540 特開平11−24541号公報JP 11-24541 A 特開平11−202741号公報JP 11-202741 A 特開2000−214750号公報JP 2000-214750 A 特開2000−214751号公報JP 2000-214751 A 特開2001−013858号公報JP 2001-013858 A 特開2001−013859号公報JP 2001-013859 A 特開平6−337622号公報JP-A-6-337622 特開平8−21909号公報JP-A-8-21909 特開平8−75912号公報JP-A-8-75912

ホログラム記録媒体では、原画像を立体的に記録することが可能であり、視点位置を変えることにより、原画像を異なった角度から観察することができる。このように、平面上に立体画像を記録することができる点が、ホログラム記録媒体の大きな特徴である。ところが、最近では、異なった角度から観察すると、全く別の原画像が再生されるという、更なる特徴をもったホログラム記録媒体の試作も行われている。このように、1枚の媒体上に複数の原画像を重ねて記録する方法として、多重露光を行う方法が知られている。たとえば、第1の物体についての干渉縞を感光面に露光させた後、第2の物体についての干渉縞を同一感光面に重ねて露光させれば、2つの物体についての干渉縞を重ねて記録することができる。しかしながら、このような多重露光による方法では、先に記録した干渉縞の情報の一部が、後に記録した干渉縞の影響によって失われることになり、鮮明な再生像を得ることができないという問題がある。この問題は、多重露光の回数が増えれば増えるほど顕著になる。   In the hologram recording medium, the original image can be recorded in three dimensions, and the original image can be observed from different angles by changing the viewpoint position. As described above, a feature of the hologram recording medium is that a stereoscopic image can be recorded on a plane. However, recently, a prototype of a hologram recording medium having a further feature has been made in which a completely different original image is reproduced when observed from different angles. As described above, a method of performing multiple exposure is known as a method for recording a plurality of original images on a single medium. For example, after exposing the interference fringes for the first object on the photosensitive surface and then exposing the interference fringes for the second object on the same photosensitive surface, the interference fringes for the two objects are superimposed and recorded. can do. However, in such a method using multiple exposure, a part of the information of the interference fringes recorded earlier is lost due to the influence of the interference fringes recorded later, and a clear reproduced image cannot be obtained. is there. This problem becomes more prominent as the number of multiple exposures increases.

そこで本発明は、視点位置を変えることにより全く別な原画像を鮮明に再生させることができるホログラム記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hologram recording medium and a method for manufacturing the same, which can clearly reproduce a completely different original image by changing the viewpoint position.

(1) 本発明の第1の態様は、ホログラム記録媒体において、記録面上に複数の記録領域を設け、各記録領域をN通りのグループ(N≧2)のいずれかに所属させ、第n番目(1≦n≦N)のグループに所属する記録領域内には、N通りのうちの第n番目の原画像からの物体光と、N通りのうちの第n番目の参照光との干渉縞を記録し、この記録時におけるN通りの参照光の記録面に対する各入射方向を互いに異なるように設定し、N通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる原画像が再生されるように構成し、
かつ、同一グループに所属する複数の記録領域が、記録面の全面に分散して配置されており、第n番目の視点位置から観察したときに、分散配置された第n番目のグループに所属する記録領域からの光により第n番目の原画像が観察されるようにしたものである。
(1) According to a first aspect of the present invention, in a hologram recording medium, a plurality of recording areas are provided on a recording surface, and each recording area belongs to one of N groups (N ≧ 2), In the recording area belonging to the n th (1 ≦ n ≦ N) group, the interference between the object light from the nth original image of the N patterns and the nth reference light of the N patterns The fringes are recorded, and the incident directions of the N reference lights with respect to the recording surface at the time of recording are set to be different from each other so that different original images are reproduced when viewed from N viewpoint positions. configured,
In addition, a plurality of recording areas belonging to the same group are distributed over the entire recording surface, and belong to the distributed nth group when observed from the nth viewpoint position. The nth original image is observed by the light from the recording area.

(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1の態様に係るホログラム記録媒体において、
同一グループに所属する複数の記録領域を、記録面上において一定の周期で規則的に配置するようにしたものである。
(2) A second aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first aspect described above,
A plurality of recording areas belonging to the same group are regularly arranged on the recording surface at a constant cycle.

(3) 本発明の第3の態様は、上述の第1または第2の態様に係るホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面上に、X軸方向に細長い矩形からなる記録領域をY軸方向に多数並べ、Y軸方向に隣接する各記録領域が互いに異なるグループに所属するように構成したものである。
(3) A third aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first or second aspect described above,
On the recording surface defined on the XY plane, a large number of recording areas consisting of elongated rectangles in the X-axis direction are arranged in the Y-axis direction, and the recording areas adjacent in the Y-axis direction belong to different groups. Is.

(4) 本発明の第4の態様は、上述の第1〜3の態様に係るホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面に対して入射する参照光を、YZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θyzがN通りの参照光すべてについてほぼ同一となり、XZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θxzがN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なるような設定を行うようにしたものである。
(4) A fourth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to third aspects described above,
When the reference light incident on the recording surface defined on the XY plane is projected onto the YZ plane, the angle θyz formed by the projected image and the normal set up on the recording surface is substantially the same for all N reference lights. Thus, when projected onto the XZ plane, settings are made so that the angle θxz between the projected image and the normal line set up on the recording surface is sufficiently different as necessary for observation of different original images for all N reference lights. It is what I did.

(5) 本発明の第5の態様は、上述の第1〜3の態様に係るホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面に対して入射する参照光を、YZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θyzがN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なり、XZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θxzがN通りの参照光すべてについてほぼ同一となるような設定を行うようにしたものである。
(5) A fifth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to third aspects described above,
When the reference light incident on the recording surface defined on the XY plane is projected onto the YZ plane, the angle θyz formed by the projected image and the normal set up on the recording surface differs for all N reference lights. The setting is such that the angle θxz between the projected image and the normal line standing on the recording surface is substantially the same for all N reference lights when projected onto the XZ plane, sufficiently different to the extent necessary for observing the original image. It is what I do.

(6) 本発明の第6の態様は、上述の第1〜3の態様に係るホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面に対して入射する参照光と、この記録面に立てた法線とのなす角度が、N通りの参照光すべてについてほぼ同一となり、この参照光を記録面へ投影した場合、投影像とX軸またはY軸とのなす角度がN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なるような設定を行うようにしたものである。
(6) The sixth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to third aspects described above,
The angle formed between the reference light incident on the recording surface defined on the XY plane and the normal line standing on the recording surface is substantially the same for all N reference lights, and this reference light is applied to the recording surface. In the case of projection, settings are made so that all the reference lights having N angles between the projected image and the X axis or the Y axis are sufficiently different as necessary for observation of different original images.

(7) 本発明の第7の態様は、上述の第1〜6の態様に係るホログラム記録媒体において、
干渉縞を記録する際に、原画像から記録面へ向かう物体光の広がり角を制限するようにしたものである。
(7) A seventh aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to sixth aspects described above,
When the interference fringes are recorded, the spread angle of the object light from the original image toward the recording surface is limited.

(8) 本発明の第8の態様は、上述の第1〜7の態様に係るホログラム記録媒体において、
N通りの各原画像を、一連の動画を構成するそれぞれ1コマ分の静止画像から構成し、視点位置を時間とともにN通りに変化させたときに、Nコマからなる動画が観察できるようにしたものである。
(8) The eighth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to seventh aspects described above,
Each of the N original images is composed of one frame of still image that constitutes a series of videos, and when the viewpoint position is changed in N ways with time, a video consisting of N frames can be observed. Is.

(9) 本発明の第9の態様は、上述の第8の態様に係るホログラム記録媒体において、
同一の表示対象物を含む複数コマ分の静止画像によって動画を構成し、各コマにおける表示対象物の表示位置を異ならせることにより、表示対象物が移動してゆく状態を示す動画が観察できるようにしたものである。
(9) A ninth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the eighth aspect described above,
A moving image is composed of still images of a plurality of frames including the same display object, and the display position of the display object in each frame is made different so that a moving image showing a state in which the display object moves can be observed. It is a thing.

(10) 本発明の第10の態様は、上述の第1〜9の態様に係るホログラム記録媒体において、
特定のグループについては、更にM通り(M≧2)のサブグループを定義し、第m番目(1≦m≦M)のサブグループに所属する記録領域内には、それぞれ単色で着色されたM通りの単色部分原画像を組み合わせることにより構成される原画像のうち、第m番目の単色部分原画像からの物体光と、この物体光と同色の参照光との干渉縞を記録するようにし、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察したときに、M通りの色をもったカラー画像として原画像が再生されるようにしたものである。
(10) A tenth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to any one of the first to ninth aspects ,
For the specific group, M (M ≧ 2) subgroups are further defined, and each of the recording areas belonging to the mth (1 ≦ m ≦ M) subgroup is colored with a single color. Among the original images composed by combining the original single-color partial original images, an interference pattern between the object light from the m-th single-color partial original image and the reference light having the same color as the object light is recorded, When the white reproduction illumination light is irradiated and observed from a predetermined viewpoint position, the original image is reproduced as a color image having M colors.

(11) 本発明の第11の態様は、上述の第1〜9の態様に係るホログラム記録媒体において、
特定のグループに所属する記録領域をそれぞれT個の分割領域に分け(T≧2)、第t番目(1≦t≦T)の分割領域には、T個の色成分をもった原画像からの第t番目の色成分に対応する物体光と、この物体光と同色の参照光との干渉縞を記録するようにし、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察したときに、T通りの色をもったカラー画像として原画像が再生されるようにしたものである。
(11) An eleventh aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to ninth aspects described above,
The recording area belonging to a specific group is divided into T divided areas (T ≧ 2), and the t th (1 ≦ t ≦ T) divided area is obtained from an original image having T color components. When interference fringes between the object light corresponding to the t-th color component and the reference light of the same color as the object light are recorded and observed from a predetermined viewpoint position by irradiating white reproduction illumination light In addition, the original image is reproduced as a color image having T colors.

(12) 本発明の第12の態様は、ホログラム記録媒体において、記録面上に複数の記録領域を設け、各記録領域はN通りの干渉縞記録グループ(N≧1)およびK通りの回折格子記録グループ(K≧1)のいずれかに所属させ、第n番目(1≦n≦N)の干渉縞記録グループに所属する記録領域内には、N通りのうちの第n番目の干渉縞記録用原画像からの物体光と、N通りのうちの第n番目の参照光との干渉縞を記録し、第k番目(1≦k≦K)の回折格子記録グループに所属する記録領域内には、K通りのうちの第k番目の回折格子記録用原画像を回折格子パターンとして記録するようにし、
かつ、同一干渉縞記録グループに所属する複数の記録領域が、記録面の全面に分散して配置されており、第n番目の視点位置から観察したときに、分散配置された第n番目の干渉縞記録グループに所属する記録領域からの光により第n番目の原画像が観察されるようにしたものである。
(12) According to a twelfth aspect of the present invention, in the hologram recording medium, a plurality of recording areas are provided on the recording surface, and each recording area includes N interference fringe recording groups (N ≧ 1) and K diffraction gratings. In the recording area belonging to any of the recording groups (K ≧ 1) and belonging to the nth (1 ≦ n ≦ N) interference fringe recording group, the nth interference fringe recording of N patterns. Interference fringes between the object light from the original image and the nth reference light among the N patterns are recorded, and within the recording area belonging to the kth (1 ≦ k ≦ K) diffraction grating recording group Records the k-th original image for recording a diffraction grating as K diffraction patterns ,
In addition, a plurality of recording areas belonging to the same interference fringe recording group are distributed over the entire recording surface, and when observed from the nth viewpoint position, the nth interferences are distributed. The nth original image is observed by light from the recording area belonging to the fringe recording group.

(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において、
干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、回折格子を記録する際の格子線の配置方向と、の関係を調節することにより、干渉縞記録用原画像と回折格子記録用原画像とが、それぞれ異なる視点位置において観察したときに再生されるように構成したものである。
(13) A thirteenth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the twelfth aspect ,
By adjusting the relationship between the incident direction of the reference beam on the recording surface when recording the interference fringes and the arrangement direction of the grating lines when recording the diffraction grating, the original image for recording the interference fringes and the diffraction grating recording are adjusted. The original image is configured to be reproduced when observed at different viewpoint positions.

(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において、
干渉縞記録時に、N通り(N≧2)の参照光の記録面に対する各入射方向を互いに異なるように設定し、N通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる干渉縞記録用原画像が再生されるようにしたものである。
(14) A fourteenth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the twelfth aspect ,
At the time of interference fringe recording, the incidence directions of the N kinds (N ≧ 2) of reference light with respect to the recording surface are set to be different from each other, and when viewed from N viewpoint positions, different interference fringe recording original images are obtained. It is designed to be played back.

(15) 本発明の第15の態様は、上述の第12の態様に係るホログラム記録媒体において、
K通り(K≧2)の回折格子記録用原画像を、回折光の放射方向がそれぞれ異なる回折格子によって記録し、K通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる回折格子記録用原画像が再生されるようにしたものである。
(15) A fifteenth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the twelfth aspect ,
When K diffraction (K ≧ 2) diffraction grating recording original images are recorded by diffraction gratings having different radiation directions of the diffracted light, and observed from K viewpoint positions, different diffraction grating recording original images are obtained. It is designed to be played back.

(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において、
干渉縞を、もしくは、干渉縞および回折格子パターンを、媒体表面に形成された微細な凹凸構造によって構成するようにしたものである。
(16) A sixteenth aspect of the present invention is the hologram recording medium according to the first to fifteenth aspects described above,
The interference fringes, or the interference fringes and the diffraction grating pattern, are configured by a fine uneven structure formed on the medium surface.

(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を製造する場合に、
同一グループに所属する記録領域のみが露出するように、記録面を構成する感光板の表面を遮光マスクで覆い、露出した記録領域に1つの原画像を光学的に記録する工程を、グループの数だけ繰り返し実行するようにしたものである。
(17) The seventeenth aspect of the present invention provides the hologram recording medium according to the first to sixteenth aspects described above,
Covering the surface of the photosensitive plate constituting the recording surface with a light-shielding mask so that only the recording area belonging to the same group is exposed, and optically recording one original image in the exposed recording area It is intended to be executed repeatedly only.

(18) 本発明の第18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を製造する場合に、
各記録領域ごとに、その所属グループを考慮して、記録すべき干渉縞もしくは回折格子パターンに対応する画像データをコンピュータを用いた演算により求め、求めた画像データに基いて物理的な媒体にパターンを描画するようにしたものである。
(18) An eighteenth aspect of the present invention provides the hologram recording medium according to the first to sixteenth aspects described above,
For each recording area, considering the group to which it belongs, the image data corresponding to the interference fringes or diffraction grating pattern to be recorded is obtained by calculation using a computer, and the pattern is formed on the physical medium based on the obtained image data. Is drawn.

本発明に係るホログラム記録媒体によれば、視点位置を変えることにより全く別な原画像を鮮明に再生させることが可能になる。   According to the hologram recording medium of the present invention, it is possible to reproduce a completely different original image clearly by changing the viewpoint position.

一般的なホログラムの作成方法を示す原理図である。It is a principle figure which shows the preparation method of a general hologram. 記録面20上の1点Q(x,y)に集まる物体光を示す斜視図である。3 is a perspective view showing object light gathering at one point Q (x, y) on a recording surface 20. FIG. 本発明に係るホログラム記録媒体に記録される3種類の原画像を示す図である。It is a figure which shows three types of original images recorded on the hologram recording medium which concerns on this invention. 図3に示す3種類の原画像を記録するために、記録面上に定義された記録領域を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing recording areas defined on a recording surface in order to record the three types of original images shown in FIG. 3. 図3に示す第1の原画像Faを記録する作業を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the operation | work which records the 1st original image Fa shown in FIG. 図3に示す第2の原画像Fbを記録する作業を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the operation | work which records the 2nd original image Fb shown in FIG. 図3に示す第3の原画像Fcを記録する作業を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the operation | work which records the 3rd original image Fc shown in FIG. 図5〜図7に示す記録媒体20の側面図である。It is a side view of the recording medium 20 shown in FIGS. 図5〜図7に示す記録媒体20の上面図である。FIG. 8 is a top view of the recording medium 20 shown in FIGS. 図5〜図7に示す記録媒体20の平面図である。It is a top view of the recording medium 20 shown in FIGS. 原画像Fc上の1点Pの情報が、記録領域C1〜C3の全体に記録されることを示す斜視図である。It is a perspective view which shows that the information of 1 point P on the original image Fc is recorded on the whole recording area C1-C3. 原画像Fc上に定義された単位線分L1〜L3上の点光源の情報が、それぞれ対応する記録領域C1〜C3内にのみ記録されることを示す斜視図である。It is a perspective view which shows that the information of the point light source on the unit line segment L1-L3 defined on the original image Fc is recorded only in the corresponding recording area C1-C3, respectively. 点光源Pijから放出された物体光のY軸方向の広がり角をξに制限した記録方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the recording method which restrict | limited the divergence angle of the Y-axis direction of the object light emitted from the point light source Pij to (xi). 点光源Pijから放出された物体光のY軸方向の広がり角をξに制限し、X軸方向の広がり角をΨに制限した記録方法を示す斜視図である。It is a perspective view showing a recording method in which the spread angle in the Y-axis direction of the object light emitted from the point light source Pij is limited to ξ and the spread angle in the X-axis direction is limited to Ψ. 記録面上に、面積の異なる複数種類の記録領域を定義した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which defined several types of recording area from which an area differs on a recording surface. 記録面上に、配置周期の異なる複数種類の記録領域を定義した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which defined several types of recording area from which an arrangement period differs on a recording surface. 記録面上に、ひとまとまりの記録領域を定義したいくつかの例を示す平面図である。It is a top view which shows some examples which defined the unitary recording area on the recording surface. 一連の動画を構成する原画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the original image which comprises a series of moving images. 表示対象物が移動する動画を構成する原画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the original image which comprises the moving image to which a display target object moves. モノクロ原画像と多色原画像との例を示す図である。It is a figure which shows the example of a monochrome original image and a multicolor original image. 図20に示す2通りの原画像を記録するための記録領域を定義した状態を示す平面図である。FIG. 21 is a plan view showing a state where recording areas for recording the two original images shown in FIG. 20 are defined. モノクロ原画像とカラー原画像との例を示す図である。It is a figure which shows the example of a monochrome original image and a color original image. 図22に示す2通りの原画像を記録するための記録領域を定義した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which defined the recording area for recording two types of original images shown in FIG. 文字「A」を示す原画像およびその画素情報を示す図である。It is a figure which shows the original image which shows character "A", and its pixel information. 原画像の1画素に割り付けるべき回折格子を有する画素パターンの平面図である。It is a top view of the pixel pattern which has a diffraction grating which should be allocated to 1 pixel of an original image. 図24に示す原画像を構成する各画素に、図25に示す画素パターンを割り付けた状態を示す平面図である。FIG. 26 is a plan view showing a state in which the pixel pattern shown in FIG. 25 is assigned to each pixel constituting the original image shown in FIG. 24. 図24に示す原画像の各画素の座標値を示す平面図である。It is a top view which shows the coordinate value of each pixel of the original image shown in FIG. 2通りの文字を表現した回折格子パターンを示す平面図である。It is a top view which shows the diffraction grating pattern expressing two kinds of characters. 図28に示す2通りの回折格子パターンを重ね合わせることにより得られるパターンを示す平面図である。It is a top view which shows the pattern obtained by superimposing the two types of diffraction grating patterns shown in FIG. 本発明に係るホログラム記録媒体に記録される4通りの原画像を示す図である。It is a figure which shows four types of original images recorded on the hologram recording medium which concerns on this invention. 干渉縞と回折格子パターンとを組み合わせることにより、2通りの原画像を記録した状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which recorded two types of original images by combining an interference fringe and a diffraction grating pattern. 図30に示す4通りの原画像を記録するための記録領域を定義した状態を示す平面図である。FIG. 31 is a plan view showing a state where recording areas for recording the four original images shown in FIG. 30 are defined. 干渉縞と回折格子パターンとを組み合わせることにより、4通りの原画像を記録した記録媒体の第1の観察態様を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st observation aspect of the recording medium which recorded four types of original images by combining an interference fringe and a diffraction grating pattern. 干渉縞と回折格子パターンとを組み合わせることにより、4通りの原画像を記録した記録媒体の第2の観察態様を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd observation aspect of the recording medium which recorded four types of original images by combining an interference fringe and a diffraction grating pattern. 図30に示す4通りの原画像のうちの2つを記録するための記録領域を定義した状態を示す平面図である。FIG. 31 is a plan view showing a state where a recording area for recording two of the four original images shown in FIG. 30 is defined. 図35に示す記録領域に実際に記録を行った状態を示す平面図である。FIG. 36 is a plan view showing a state where recording is actually performed in the recording area shown in FIG. 35. 図30に示す4通りの原画像のうちの3つを記録するための記録領域を定義した状態を示す平面図である。FIG. 31 is a plan view showing a state where recording areas for recording three of the four original images shown in FIG. 30 are defined. 図37に示す記録領域に実際に記録を行った状態を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a state in which recording is actually performed in the recording area shown in FIG. 37. 図30に示す4通りの原画像のすべてを記録するための記録領域を定義した状態を示す平面図である。FIG. 31 is a plan view showing a state in which recording areas for recording all four original images shown in FIG. 30 are defined.

<<< §1.ホログラムの基本原理 >>>
図1は、一般的なホログラムの作成方法を示す原理図であり、原画像10を記録媒体20上に干渉縞として記録する方法が示されている。ここでは、説明の便宜上、図示のとおりXYZ三次元座標系を定義し、記録媒体20(説明の便宜上、厚みをもたない媒体、すなわち、記録面自体と考えることにする)がXY平面上に置かれているものとする。光学的な手法を採る場合、原画像10として何らかの物体が用意され、記録媒体20として感光板が用意されることになる。そして、レーザ光のようなコヒーレント光を用意し、その一部を原画像10を構成する物体に照射し、別な一部を記録媒体20を構成する感光板に照射する。物体に照射された光は物体光Oとして記録媒体20へと向かうことになり、記録媒体20へ直接照射された光は参照光Rとして機能する。記録媒体20には、この物体光Oと参照光Rとの干渉縞が記録される。ここで、原画像10上の任意の1点Pを考えると、この任意の1点Pから発せられた物体光Oは、図示のとおり、記録媒体20の全面に向けて進行し、参照光Rとの干渉縞として記録媒体20上に記録されることになる。結局、原画像10上のすべての点が、同様にして、記録媒体20上に干渉縞として記録される。
<<< §1. Basic principle of hologram >>>
FIG. 1 is a principle diagram showing a general hologram creation method, and shows a method of recording an original image 10 on a recording medium 20 as interference fringes. Here, for convenience of explanation, an XYZ three-dimensional coordinate system is defined as shown, and the recording medium 20 (for convenience of explanation, a medium having no thickness, ie, the recording surface itself) is placed on the XY plane. It shall be placed. When an optical method is employed, some object is prepared as the original image 10 and a photosensitive plate is prepared as the recording medium 20. Then, coherent light such as laser light is prepared, and a part of the coherent light is irradiated onto an object constituting the original image 10 and another part is irradiated onto a photosensitive plate constituting the recording medium 20. The light irradiated on the object travels toward the recording medium 20 as object light O, and the light directly irradiated on the recording medium 20 functions as the reference light R. On the recording medium 20, interference fringes between the object light O and the reference light R are recorded. Here, when an arbitrary point P on the original image 10 is considered, the object light O emitted from the arbitrary point P travels toward the entire surface of the recording medium 20 as illustrated, and the reference light R Are recorded on the recording medium 20 as interference fringes. Eventually, all points on the original image 10 are recorded as interference fringes on the recording medium 20 in the same manner.

以上が、光学的な方法によるホログラム記録媒体の作成原理であるが、記録媒体20の位置に計算機ホログラムを作成するには、原画像10、記録媒体20、参照光Rを、コンピュータ上にデータとしてそれぞれ定義し、記録媒体20上の各位置における干渉波強度を演算すればよい。具体的には、たとえば図2に示すように、原画像10をI個の点光源P1,P2,P3,…,Pi,…,PIの集合として取り扱い、各点光源からの物体光O1,O2,O3,…,Oi,…,OIが、それぞれ演算点Q(x,y)へと進行するとともに、参照光Rが演算点Q(x,y)に向けて照射されたものとし、これらI本の物体光O1〜OIと参照光Rとの干渉によって生じる干渉波の演算点Q(x,y)の位置における振幅強度を求める演算を行えばよい。物体光および参照光は、通常、単色光として演算が行われる。記録媒体20上には、必要な解像度に応じた多数の演算点を定義するようにし、これら各演算点のそれぞれについて、振幅強度を求める演算を行えば、記録媒体20上には干渉波の強度分布が得られることになる。   The above is the principle of creating a hologram recording medium by an optical method. In order to create a computer generated hologram at the position of the recording medium 20, the original image 10, the recording medium 20, and the reference light R are used as data on a computer. Each may be defined and the interference wave intensity at each position on the recording medium 20 may be calculated. Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the original image 10 is handled as a set of I point light sources P1, P2, P3,..., Pi,. , O3,..., Oi,..., OI respectively travel to the calculation point Q (x, y) and the reference light R is irradiated toward the calculation point Q (x, y). A calculation for obtaining the amplitude intensity at the position of the calculation point Q (x, y) of the interference wave generated by the interference between the object light O1 to OI of the book and the reference light R may be performed. The object light and the reference light are usually calculated as monochromatic light. A large number of calculation points corresponding to the required resolution are defined on the recording medium 20, and the calculation of the amplitude intensity is performed for each of these calculation points. A distribution will be obtained.

このようにして、記録媒体20上に定義された個々の演算点について、それぞれ干渉波の強度値が演算できたら、個々の演算点位置に、干渉波の強度値に応じた画素値を有する画素を定義すれば、これら画素の集合からなる干渉波画像を記録媒体20上に作成することができる。この干渉波画像は、記録媒体上に得られた干渉波の強度分布を示す画像ということになる。そこで、この干渉波画像に基づいて、実際の媒体上に物理的な濃淡パターンやエンボスパターンを形成すれば、原画像10を干渉縞として記録したホログラム記録媒体が作成できる。媒体上に高解像度の干渉縞を形成する手法としては、電子線描画装置を用いた描画が適している。電子線描画装置は、半導体集積回路のマスクパターンを描画する用途などに広く利用されており、電子線を高精度で走査する機能を有している。そこで、演算によって求めた干渉波の振幅の強度分布を示す画像データを電子線描画装置に与えて電子線を走査すれば、この振幅強度分布に応じた干渉縞パターンを描画することができる。   Thus, when the intensity value of the interference wave can be calculated for each calculation point defined on the recording medium 20, a pixel having a pixel value corresponding to the intensity value of the interference wave at each calculation point position. Is defined, an interference wave image composed of a set of these pixels can be created on the recording medium 20. This interference wave image is an image showing the intensity distribution of the interference wave obtained on the recording medium. Therefore, if a physical gray pattern or emboss pattern is formed on an actual medium based on this interference wave image, a hologram recording medium in which the original image 10 is recorded as interference fringes can be created. As a technique for forming high-resolution interference fringes on a medium, drawing using an electron beam drawing apparatus is suitable. An electron beam drawing apparatus is widely used for drawing a mask pattern of a semiconductor integrated circuit, and has a function of scanning an electron beam with high accuracy. Accordingly, if image data indicating the intensity distribution of the amplitude of the interference wave obtained by calculation is applied to the electron beam drawing apparatus and the electron beam is scanned, an interference fringe pattern corresponding to the amplitude intensity distribution can be drawn.

ただ、一般的な電子線描画装置は、描画/非描画を制御することにより二値画像を描画する機能しか有していない。そこで、演算によって求めた強度分布を二値化して二値画像を作成し、この二値画像データを電子線描画装置に与えればよい。すなわち、干渉波の振幅強度値に対して所定のしきい値(たとえば、記録媒体20上に分布する全振幅強度値の平均値)を設定し、このしきい値以上の強度値をもつ演算点には画素値「1」を与え、このしきい値未満の強度値をもつ演算点には画素値「0」を与えるようにし、各演算点Q(x,y)を、「1」もしくは「0」の画素値をもつ画素に変換すれば、これらの画素の集合からなる二値画像が得られる。この二値画像のデータを電子線描画装置に与えて描画を行えば、物理的な二値画像として干渉縞を描画することができる。実際には、この物理的に描画された干渉縞に基づいて、たとえばエンボス版(画素値「1」をもつ画素部分を凸部、画素値「0」をもつ画素部分を凹部とするエンボス版、あるいは凹凸の関係がその逆のエンボス版)を作成し、このエンボス版を用いたエンボス加工を行うことにより、表面に干渉縞が凹凸構造として形成されたホログラムを量産することができる。   However, a general electron beam drawing apparatus has only a function of drawing a binary image by controlling drawing / non-drawing. Therefore, the intensity distribution obtained by the calculation may be binarized to create a binary image, and this binary image data may be given to the electron beam drawing apparatus. That is, a predetermined threshold value (for example, an average value of all amplitude intensity values distributed on the recording medium 20) is set for the amplitude intensity value of the interference wave, and the calculation point has an intensity value equal to or greater than this threshold value. Is given a pixel value “1”, a pixel value “0” is given to a calculation point having an intensity value less than this threshold value, and each calculation point Q (x, y) is assigned “1” or “ If converted into a pixel having a pixel value of “0”, a binary image consisting of a set of these pixels is obtained. If the binary image data is supplied to the electron beam drawing apparatus and drawn, interference fringes can be drawn as a physical binary image. Actually, based on the physically drawn interference fringes, for example, an embossed plate (an embossed plate having a pixel portion having a pixel value “1” as a convex portion and a pixel portion having a pixel value “0” as a concave portion, Alternatively, by creating an embossed plate having a concave-convex relationship opposite to this and performing embossing using this embossed plate, a hologram having interference fringes formed as a concave-convex structure on the surface can be mass-produced.

上述のような方法により作成されたホログラムが記録された記録媒体を、理想的な条件の下で再生するには、記録時に用いた参照光Rと同一波長の光を同一方向から照射すればよい。すなわち、図1に示すような方向から再生用の照明光Rを照射し、これを記録媒体20の裏側から観察すれば、原画像10が立体再生像として観察されることになる。なお、クレジットカード用の偽造防止マークなどで用いられるホログラム記録媒体の場合であれば、図1に示す記録媒体20の裏側に視点を置き、参照光Rとは逆の方向(記録媒体20に対して面対称となる方向)から再生用照明光を照射して観察することになるが、この場合でも、原画像10が立体再生像として得られることになる。もっとも、通常の再生環境では、再生用照明光として、記録時に用いた参照光Rと同一波長の光を用意することは困難であり、実際には、白色に近い再生用照明光が用いられることが多い。白色の照明光を用いて再生すると、得られる再生像は白濁して観察されることになる。そこで、再生像の白濁を防ぐための一手法として、物体光の広がり角を制限する方法が知られている。この広がり角の制限手法は、本発明に係るホログラム記録媒体においても有用であるので、詳細については、§3において述べることにする。   In order to reproduce a recording medium on which a hologram created by the method described above is recorded under ideal conditions, light having the same wavelength as the reference light R used for recording may be irradiated from the same direction. . That is, when the reproduction illumination light R is irradiated from the direction shown in FIG. 1 and observed from the back side of the recording medium 20, the original image 10 is observed as a stereoscopic reproduction image. Note that in the case of a hologram recording medium used for a forgery prevention mark for a credit card, the viewpoint is placed on the back side of the recording medium 20 shown in FIG. In this case, the original image 10 is obtained as a three-dimensional reproduction image. However, in a normal reproduction environment, it is difficult to prepare light having the same wavelength as that of the reference light R used for recording as reproduction illumination light, and in fact, reproduction illumination light close to white is used. There are many. When reproduction is performed using white illumination light, the obtained reproduced image is observed as cloudy. Therefore, a method for limiting the spread angle of the object light is known as one method for preventing the cloudiness of the reproduced image. Since this divergence angle limiting method is also useful for the hologram recording medium according to the present invention, the details will be described in Section 3.

<<< §2.本発明の基本原理 >>>
続いて、本発明に係るホログラム記録媒体の基本原理を説明する。本発明の目的は、視点位置を変えることにより全く別な原画像を鮮明に再生させることができるホログラム記録媒体を提供することにある。そこで、ここでは、図3に示すような原画像Fa,Fb,Fcという全く別な3通りの原画像を、1枚の記録媒体上に重ねて記録し、視点位置を変えることにより特定の原画像を選択的に再生できるようにする原理を説明する。
<<< §2. Basic principle of the present invention >>
Next, the basic principle of the hologram recording medium according to the present invention will be described. An object of the present invention is to provide a hologram recording medium capable of clearly reproducing a completely different original image by changing the viewpoint position. Therefore, here, three completely different original images such as original images Fa, Fb, and Fc as shown in FIG. 3 are recorded on a single recording medium, and a specific original is changed by changing the viewpoint position. The principle of enabling the selective reproduction of images will be described.

まず、図4に示すように、記録媒体20の記録面上に複数の記録領域を定義する。ここでは、記録面がXY平面上にあるものとし、個々の記録領域を、X軸方向に細長い矩形からなる領域として定義している。すなわち、図4の例では、9つの記録領域A1,B1,C1,A2,B2,C2,A3,B3,C3が定義されており、いずれもX軸方向に細長く、Y軸方向に幅hをもった同一の矩形領域によって構成されている。本発明では、記録対象となる原画像の数に応じて、複数のグループを定義し、各記録領域をいずれかのグループに所属させることになる。ここに示す実施例では、図3に示すように、3通りの原画像を重ねて記録するため、3通りのグループGa,Gb,Gcが定義され、各記録領域は、この3通りのグループのいずれかに所属することになる。図4の例では、記録領域A1,A2,A3がグループGaに所属し、記録領域B1,B2,B3がグループGbに所属し、記録領域C1,C2,C3がグループGcに所属することが示されている。ここでは、各記録領域の所属グループをかっこ書きで示すことにする。   First, as shown in FIG. 4, a plurality of recording areas are defined on the recording surface of the recording medium 20. Here, it is assumed that the recording surface is on the XY plane, and each recording area is defined as an area consisting of a long and narrow rectangle in the X-axis direction. That is, in the example of FIG. 4, nine recording areas A1, B1, C1, A2, B2, C2, A3, B3, and C3 are defined, all of which are elongated in the X-axis direction and have a width h in the Y-axis direction. It is composed of the same rectangular area. In the present invention, a plurality of groups are defined according to the number of original images to be recorded, and each recording area belongs to one of the groups. In the embodiment shown here, as shown in FIG. 3, since three kinds of original images are recorded in an overlapping manner, three kinds of groups Ga, Gb, and Gc are defined, and each recording area is composed of these three kinds of groups. I belong to one of them. In the example of FIG. 4, the recording areas A1, A2, A3 belong to the group Ga, the recording areas B1, B2, B3 belong to the group Gb, and the recording areas C1, C2, C3 belong to the group Gc. Has been. Here, the group to which each recording area belongs is shown in parentheses.

このように、各記録領域をグループに分けたら、特定の原画像に関する情報を特定のグループに所属する記録領域に記録する。たとえば、図3に示すように、原画像Fa,Fb,Fcという3通りの原画像を記録する場合、原画像FaをグループGaに所属する記録領域A1,A2,A3に記録し、原画像FbをグループGbに所属する記録領域B1,B2,B3に記録し、原画像FcをグループGcに所属する記録領域C1,C2,C3に記録する。ここで重要な点は、各グループごとに、記録媒体20の記録面に対する参照光の入射方向が異なるような設定を行って記録を行う点である。この記録方法を、図5〜図7を参照しながら具体的に説明しよう。   Thus, when each recording area is divided into groups, information relating to a specific original image is recorded in a recording area belonging to the specific group. For example, as shown in FIG. 3, when three original images Fa, Fb, and Fc are recorded, the original image Fa is recorded in recording areas A1, A2, and A3 belonging to the group Ga, and the original image Fb is recorded. Are recorded in the recording areas B1, B2, B3 belonging to the group Gb, and the original image Fc is recorded in the recording areas C1, C2, C3 belonging to the group Gc. Here, the important point is that the recording is performed by setting the incidence direction of the reference light to the recording surface of the recording medium 20 to be different for each group. This recording method will be specifically described with reference to FIGS.

まず、図5に示すように、第1の原画像Faを、グループGaに所属する記録領域A1,A2,A3に記録する。このとき、記録面に対して第1の方向から参照光Raを照射するようにし、原画像Faからの物体光Oaと参照光Raとの干渉縞が、各記録領域A1,A2,A3に記録されるようにする。図にハッチングを施した領域が、干渉縞の記録が完了した領域であり、この時点では、まだ、記録領域B1,B2,B3,C1,C2,C3には何も記録されていない。続いて、図6に示すように、第2の原画像Fbを、グループGbに所属する記録領域B1,B2,B3に記録する。このとき、記録面に対して第2の方向から参照光Rbを照射するようにし、原画像Fbからの物体光Obと参照光Rbとの干渉縞が、各記録領域B1,B2,B3に記録されるようにする。最後に、図7に示すように、第3の原画像Fcを、グループGcに所属する記録領域C1,C2,C3に記録する。このとき、記録面に対して第3の方向から参照光Rcを照射するようにし、原画像Fcからの物体光Ocと参照光Rcとの干渉縞が、各記録領域C1,C2,C3に記録されるようにする。かくして、記録媒体20上の記録面全面に干渉縞の記録が行われることになる。   First, as shown in FIG. 5, the first original image Fa is recorded in the recording areas A1, A2, A3 belonging to the group Ga. At this time, the recording surface is irradiated with the reference light Ra from the first direction, and interference fringes between the object light Oa and the reference light Ra from the original image Fa are recorded in the recording areas A1, A2, and A3. To be. The hatched area in the figure is the area where the recording of interference fringes has been completed. At this time, nothing is recorded in the recording areas B1, B2, B3, C1, C2, and C3. Subsequently, as shown in FIG. 6, the second original image Fb is recorded in the recording areas B1, B2, and B3 belonging to the group Gb. At this time, the recording surface is irradiated with the reference light Rb from the second direction, and interference fringes between the object light Ob and the reference light Rb from the original image Fb are recorded in the recording regions B1, B2, and B3. To be. Finally, as shown in FIG. 7, the third original image Fc is recorded in the recording areas C1, C2, and C3 belonging to the group Gc. At this time, the recording light is irradiated with the reference light Rc from the third direction, and interference fringes between the object light Oc and the reference light Rc from the original image Fc are recorded in the recording areas C1, C2, and C3. To be. Thus, interference fringes are recorded on the entire recording surface of the recording medium 20.

ここで重要な点は、参照光Ra,Rb,Rcが記録面に対してそれぞれ異なる入射方向から照射されている点である。このように、参照光の入射方向をそれぞれ変えて各原画像を記録しておくと、記録面に対して所定方向から再生用照明光を照射した場合に、各原画像が観察される視点位置が異なってくる。この現象は、「記録時に用いた参照光と同じ方向(もしくは記録面に対して面対称となる方向)から、この参照光と同一波長の再生用照明光を照射すると、立体再生像が得られる」というホログラムの基本原理に基く現象である。すなわち、「視点位置を固定したまま再生用照明光の入射方向を変える」という観察態様と、「再生用照明光の入射方向を固定したまま視点位置を変える」という観察態様とは、ホログラムの原理の面からは同等であり、いずれの観察態様を採った場合であっても、異なる原画像Fa,Fb,Fcが観察されることになる。   The important point here is that the reference beams Ra, Rb, and Rc are irradiated from different incident directions on the recording surface. In this way, if each original image is recorded while changing the incident direction of the reference light, the viewpoint position where each original image is observed when the reproduction illumination light is irradiated from a predetermined direction on the recording surface. Will be different. This phenomenon is that “a three-dimensional reproduction image is obtained when irradiation light for reproduction having the same wavelength as the reference light is irradiated from the same direction as the reference light used for recording (or a direction that is plane-symmetric with respect to the recording surface). Is a phenomenon based on the basic principle of holograms. That is, the observation mode of “changing the incident direction of the reproduction illumination light while fixing the viewpoint position” and the observation mode of “changing the viewpoint position while fixing the incident direction of the reproduction illumination light” are the principle of the hologram. Therefore, different original images Fa, Fb, and Fc are observed regardless of which observation mode is used.

たとえば、上述の方法により、3通りの原画像Fa,Fb,Fcを記録した記録媒体20の正面(原画像を置いた側とは反対側)に視点を置き、図5に示す参照光Raと同じ方向(もしくは、記録媒体20に対して参照光Raとは面対称となる方向)から再生用照明光を照射すれば、正面の視点位置からは原画像Faが観察されることになる。また、図6に示す参照光Rbと同じ方向(もしくは、記録媒体20に対して参照光Rbとは面対称となる方向)から再生用照明光を照射すれば、正面の視点位置からは原画像Fbが観察されることになり、図7に示す参照光Rcと同じ方向(もしくは、記録媒体20に対して参照光Rcとは面対称となる方向)から再生用照明光を照射すれば、正面の視点位置からは原画像Fcが観察されることになる。逆に、再生用照明光の照射方向を固定し、視点位置を移動させた場合も、同様の現象が起こり、ある視点位置からは原画像Faが観察され、別な視点位置からは原画像Fbが観察され、更に別な視点位置からは原画像Fcが観察される。   For example, the viewpoint is placed on the front surface (the side opposite to the side where the original image is placed) of the recording medium 20 on which the three original images Fa, Fb, and Fc are recorded by the above-described method, and the reference light Ra shown in FIG. If the reproduction illumination light is irradiated from the same direction (or a direction that is plane-symmetric with respect to the reference light Ra) with respect to the recording medium 20, the original image Fa is observed from the front viewpoint position. Further, if the reproduction illumination light is irradiated from the same direction as the reference light Rb shown in FIG. 6 (or a direction that is plane-symmetric with respect to the reference light Rb with respect to the recording medium 20), the original image is viewed from the front viewpoint position. If Fb is observed and the reproduction illumination light is irradiated from the same direction as the reference light Rc shown in FIG. 7 (or the direction that is symmetrical with respect to the reference light Rc with respect to the recording medium 20), the front surface The original image Fc is observed from the viewpoint position. Conversely, when the irradiation direction of the reproduction illumination light is fixed and the viewpoint position is moved, the same phenomenon occurs, and the original image Fa is observed from a certain viewpoint position, and the original image Fb is observed from another viewpoint position. Is observed, and the original image Fc is observed from another viewpoint position.

なお、上述の実施例では、3通りの原画像を記録しているが、一般には複数N通りの原画像を記録する場合に本発明を利用することができる。すなわち、本発明に係るホログラム記録媒体は、媒体の記録面上に複数の記録領域が設けられており、各記録領域はN通りのグループ(N≧2)のいずれかに所属し、第n番目(1≦n≦N)のグループに所属する記録領域内には、N通りのうちの第n番目の原画像からの物体光と、N通りのうちの第n番目の参照光との干渉縞が記録されており、この記録時におけるN通りの参照光の記録面に対する各入射方向が互いに異なるように設定されていればよいことになる。このようなホログラム記録媒体では、N通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる原画像が再生されることになる。   In the above-described embodiment, three kinds of original images are recorded. However, in general, the present invention can be used when a plurality of N kinds of original images are recorded. That is, the hologram recording medium according to the present invention is provided with a plurality of recording areas on the recording surface of each medium, and each recording area belongs to one of N groups (N ≧ 2), and the nth In the recording area belonging to the group (1 ≦ n ≦ N), interference fringes between the object light from the nth original image of the N patterns and the nth reference light of the N patterns Is recorded, and it is only necessary that the incident directions of the N kinds of reference light with respect to the recording surface at the time of recording are set to be different from each other. In such a hologram recording medium, different original images are reproduced when viewed from N viewpoint positions.

ところで、上述の実施例では、同一グループに所属する複数の記録領域が、記録面の全面に分散して配置されている。より具体的に言えば、同一グループに所属する複数の記録領域が、記録面上において一定の周期で規則的に配置されている。たとえば、図4において、グループGaに所属する3つの記録領域A1,A2,A3は、記録媒体20の記録面全体に分散しており、一定の周期3hで規則的に配置されている。グループGb,Gcに所属する記録領域も同様である。複数の原画像を同じ空間内に重ねて記録する場合、このように、同一グループに所属する記録領域を分散配置した方が、より良質の再生像を得ることができるので好ましい。また、実用上は、同一グループに所属する記録領域を一定の周期で規則的に配置しておけば、単純な計算式で各記録領域の位置を特定することができるようになるので、記録時の作業効率を向上させることができる。   Incidentally, in the above-described embodiment, a plurality of recording areas belonging to the same group are distributed over the entire recording surface. More specifically, a plurality of recording areas belonging to the same group are regularly arranged on the recording surface at a constant period. For example, in FIG. 4, three recording areas A1, A2, and A3 belonging to the group Ga are distributed over the entire recording surface of the recording medium 20, and are regularly arranged with a constant period 3h. The same applies to the recording areas belonging to the groups Gb and Gc. When recording a plurality of original images in the same space, it is preferable to disperse and arrange the recording areas belonging to the same group in this way because a higher quality reproduced image can be obtained. Also, in practice, if the recording areas belonging to the same group are regularly arranged at a fixed period, the position of each recording area can be specified with a simple calculation formula. The working efficiency can be improved.

なお、個々の記録領域の形状は、必ずしも上述の実施例のような矩形形状にする必要はないが、各記録領域を規則的に配置するためには、矩形の記録領域を用いるのが好ましい。特に、上述の実施例のように、XY平面上に定義した記録面上に、X軸方向に細長い矩形からなる記録領域をY軸方向に多数並べるようにし、Y軸方向に隣接する各記録領域が互いに異なるグループに所属するように構成すれば、同一グループに所属する記録領域を分散配置することが容易にできる。このとき、各記録領域のY軸方向の幅hは、あまり大きいと、記録面全体に横縞のストライプ模様が観察されるおそれがあるので、肉眼観察不能な幅(一般に、0.1mm以下)に設定するのが好ましい。なお、図4〜図7に示した実施形態では、説明の便宜上、記録領域の数を非常に少なく設定しているが(各グループに所属する記録領域の数はいずれも3つだけしかない)、実際には、ストライプ模様が観察されないように、Y軸方向の幅hが非常に小さな矩形領域が多数配置されることになる。   The shape of each recording area is not necessarily a rectangular shape as in the above-described embodiment, but it is preferable to use a rectangular recording area in order to arrange each recording area regularly. In particular, as in the above-described embodiment, on the recording surface defined on the XY plane, a large number of recording areas consisting of elongated rectangles in the X-axis direction are arranged in the Y-axis direction, and each recording area adjacent in the Y-axis direction is arranged. Are configured to belong to different groups, the recording areas belonging to the same group can be easily distributed. At this time, if the width h in the Y-axis direction of each recording area is too large, a stripe pattern with horizontal stripes may be observed on the entire recording surface, so that the width cannot be visually observed (generally 0.1 mm or less). It is preferable to set. In the embodiment shown in FIGS. 4 to 7, the number of recording areas is set very small for convenience of explanation (the number of recording areas belonging to each group is only three). Actually, a large number of rectangular regions having a very small width h in the Y-axis direction are arranged so that a stripe pattern is not observed.

さて、本発明に係るホログラム記録媒体を作成する上では、上述したように、各原画像ごとに、記録時の参照光の入射方向を変える必要がある。ここでは、この入射方向を変化させるいくつかの実施形態を述べておく。まず、これらの実施形態を説明するために、次のような定義を行う。図8は、記録媒体20を側方から見た側面図であり、図の右方向がZ軸方向、下方向がY軸方向、紙面に垂直方向がX軸方向になる。この図8において、記録媒体20上の点Qの位置に入射する参照光RのYZ平面への投影像をRyzとし、点Qにおいて記録媒体20の記録面上に立てた法線をNとし、法線Nと投影像Ryzとのなす角をθyzとする。一方、図9は、記録媒体20を上方から見た上面図であり、図の左方向がX軸方向、下方向がZ軸方向、紙面に垂直方向がY軸方向になる。この図9において、記録媒体20上の点Qの位置に入射する参照光RのXZ平面への投影像をRxzとし、点Qにおいて記録媒体20の記録面上に立てた法線をNとし、法線Nと投影像Rxzとのなす角をθxzとする。また、図10は、記録媒体20の平面図であり、図の右方向がX軸方向、下方向がY軸方向、紙面に垂直方向がZ軸方向になる。この図10において、記録媒体20上の点Qの位置に入射する参照光RのXY平面への投影像をRxyとし、この投影像RxyとX軸とのなす角をθxyとする(Y軸とのなす角を用いても等価である)。   Now, in creating the hologram recording medium according to the present invention, as described above, it is necessary to change the incident direction of the reference light during recording for each original image. Here, several embodiments for changing the incident direction will be described. First, in order to explain these embodiments, the following definitions are made. FIG. 8 is a side view of the recording medium 20 as viewed from the side. In the drawing, the right direction is the Z-axis direction, the downward direction is the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the X-axis direction. In FIG. 8, the projection image of the reference light R incident on the position of the point Q on the recording medium 20 onto the YZ plane is Ryz, and the normal line standing on the recording surface of the recording medium 20 at the point Q is N. An angle formed between the normal N and the projection image Ryz is defined as θyz. On the other hand, FIG. 9 is a top view of the recording medium 20 as viewed from above, in which the left direction is the X-axis direction, the downward direction is the Z-axis direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the Y-axis direction. In FIG. 9, the projected image of the reference light R incident on the position of the point Q on the recording medium 20 onto the XZ plane is Rxz, and the normal line standing on the recording surface of the recording medium 20 at the point Q is N. The angle between the normal N and the projected image Rxz is θxz. 10 is a plan view of the recording medium 20. The right direction in the figure is the X-axis direction, the downward direction is the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the Z-axis direction. In FIG. 10, the projected image of the reference light R incident on the point Q on the recording medium 20 onto the XY plane is Rxy, and the angle formed by the projected image Rxy and the X axis is θxy (Y axis and It is equivalent even if the angle formed by is used).

いま、N通りの原画像を記録するために、記録面に対する入射方向がそれぞれ異なるN通りの参照光を設定する必要があるものとしよう。この場合、N通りの参照光を設定する第1の実施形態は、図8で定義された角θyzが、複数N通りの参照光すべてについてほぼ同一となり、図9で定義された角θxzが、複数N通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なるような設定である(ここで、「ほぼ同一」とは、同一の原画像が観察可能な程度に近似しているという意味である。)。別言すれば、この設定は、参照光を水平方向に振るように動かす設定ということができる。このような設定で記録された記録媒体は、再生時に視点位置を水平方向に移動させると(あるいは、記録媒体自体を横方向に傾けると)、特定の視点位置において特定の原画像が観察できることになり、いわば水平方向の視点移動により原画像の切り換えが行われることになる。   Now, in order to record N original images, it is necessary to set N reference lights having different incident directions with respect to the recording surface. In this case, in the first embodiment in which N types of reference lights are set, the angle θyz defined in FIG. 8 is substantially the same for all the N types of reference lights, and the angle θxz defined in FIG. The settings are such that all N reference lights are sufficiently different from each other to the extent necessary for observing different original images (here, “substantially the same” means that the same original image can be observed). That means.) In other words, this setting can be said to be a setting for moving the reference light so as to swing in the horizontal direction. A recording medium recorded with such a setting can observe a specific original image at a specific viewpoint position by moving the viewpoint position in the horizontal direction during reproduction (or tilting the recording medium itself in the horizontal direction). In other words, switching of the original image is performed by moving the viewpoint in the horizontal direction.

もっとも、角θxzの差があまり小さいと、同一の視点位置において複数の原画像が同時に観察されてしまうことになるので、角θxzはある程度の差、すなわち、各原画像を別々の視点位置から観察することが可能な程度の差をもって設定する必要がある。たとえば、第1の参照光R1の角θxzと、第2の参照光R2の角θxzとの差が、わずか1°程度であったとすると、第1の参照光R1を用いて記録した第1の原画像と、第2の参照光R2を用いて記録した第2の原画像とが、同一視点位置において重なって観察される可能性が高い。角θxzの差をどの程度に設定すれば、複数の原画像が別々の視点位置から観察されるようになるかは、記録面の大きさ、各原画像の大きさ、各原画像の記録面に対する位置、などのパラメータによって異なるため、一概には決められないが、一般的な例の場合、60°程度の差があれば、各原画像を別々の視点位置から観察することが十分に可能になると思われる。参考として、図3に示す3通りの原画像Fa,Fb,Fcを実際に記録する際に用いた3通りの参照光Ra,Rb,Rcの記録面に対する入射角度の実例を掲げておくと、角θyzはいずれの参照光についても18.75°と同一であり、角θxzは、参照光Raについては62.97°、参照光Rbについては0°、参照光Rcについては−62.97°という設定を行った結果、各原画像Fa,Fb,Fcを全く別々の視点位置から観察することができた。   However, if the difference between the angles θxz is too small, a plurality of original images will be observed at the same viewpoint position at the same time. Therefore, the angles θxz differ to some extent, that is, each original image is observed from different viewpoint positions. It is necessary to set with a difference that is possible. For example, if the difference between the angle θxz of the first reference light R1 and the angle θxz of the second reference light R2 is only about 1 °, the first recorded using the first reference light R1 There is a high possibility that the original image and the second original image recorded using the second reference light R2 are observed at the same viewpoint position. How much the difference of the angle θxz is set to allow a plurality of original images to be observed from different viewpoint positions depends on the size of the recording surface, the size of each original image, and the recording surface of each original image Since it differs depending on parameters such as the position of the image, it cannot be determined unconditionally, but in the case of a general example, if there is a difference of about 60 °, it is possible to observe each original image from different viewpoint positions. It seems to become. For reference, an example of the incident angles of the three reference beams Ra, Rb, Rc used for actually recording the three original images Fa, Fb, Fc shown in FIG. The angle θyz is the same as 18.75 ° for any reference light, and the angle θxz is 62.97 ° for the reference light Ra, 0 ° for the reference light Rb, and −62.97 ° for the reference light Rc. As a result, the original images Fa, Fb, and Fc could be observed from completely different viewpoint positions.

N通りの参照光を設定する第2の実施形態は、上述の第1の実施形態の縦と横とを入れ替えた設定を行うものである。すなわち、図8で定義された角θyzが、複数N通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なり、図9で定義された角θxzが、複数N通りの参照光すべてについてほぼ同一となるような設定である。別言すれば、この設定は、参照光を垂直方向に振るように動かす設定ということができる。このような設定で記録された記録媒体は、再生時に視点位置を垂直方向に移動させると(あるいは、記録媒体自体を縦方向に傾けると)、特定の視点位置において特定の原画像が観察できることになり、いわば垂直方向の視点移動により原画像の切り換えが行われることになる。この場合も、角θyzの差をある程度以上に設定するようにしないと、各原画像を別々に観察することができない。   In the second embodiment in which N kinds of reference lights are set, the setting is made by switching the vertical and horizontal directions of the first embodiment described above. That is, the angle θyz defined in FIG. 8 is sufficiently different for all the N types of reference lights to be necessary for the observation of different original images, and the angle θxz defined in FIG. The settings are almost the same for all. In other words, this setting can be said to be a setting for moving the reference light so as to swing in the vertical direction. A recording medium recorded with such a setting can observe a specific original image at a specific viewpoint position by moving the viewpoint position in the vertical direction during reproduction (or tilting the recording medium itself in the vertical direction). In other words, the original image is switched by moving the viewpoint in the vertical direction. Also in this case, each original image cannot be observed separately unless the difference in angle θyz is set to a certain level.

N通りの参照光を設定する第3の実施形態は、上述の第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせた設定と言うべきものであり、記録面上の点Qに参照光が入射する場合に、この記録面上の点Qの位置に立てた法線とのなす角度が、N通りの参照光すべてについてほぼ同一となり、この参照光を記録面へ投影した場合、投影像とX軸またはY軸とのなす角度がN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なるような設定を行うものである。この設定は、図10に示す点Q上に法線を立て、この法線を中心軸とし、点Qを頂点とする円錐を考えた場合に、この円錐の一稜線の向きを1つの参照光の向きとする設定ということができ、いわば参照光を歳差運動中の独楽の回転軸のように動かす設定ということができる。このような設定で記録された記録媒体は、再生時に視点位置を、上述の円錐の底面の円周に沿って移動させると(あるいは、記録媒体自体を独楽の歳差運動のように運動させると)、特定の視点位置において特定の原画像が観察できることになる。この場合も、角θxyの差をある程度以上に設定するようにしないと、各原画像を別々に観察することができない。   The third embodiment for setting N types of reference light is a setting that combines the first embodiment and the second embodiment described above, and the reference light is applied to a point Q on the recording surface. When incident, the angle formed with the normal set at the position of the point Q on the recording surface is substantially the same for all N reference lights, and when this reference light is projected onto the recording surface, For all the reference beams having N angles with the X-axis or the Y-axis, settings are made so as to be sufficiently different as necessary for observation of different original images. In this setting, when a normal is set on a point Q shown in FIG. 10 and a cone having the normal as a central axis and a point Q as an apex is considered, the direction of one edge of the cone is set as one reference beam. It can be said that the reference light is moved like a rotation axis of a topping during precession. When a recording medium recorded with such a setting moves the viewpoint position along the circumference of the bottom surface of the cone described above during reproduction (or when the recording medium itself moves like a precession of the top) ), A specific original image can be observed at a specific viewpoint position. In this case as well, each original image cannot be observed separately unless the difference in angle θxy is set to a certain level.

以上、本発明に係るホログラム記録媒体の基本原理を説明したが、このようなホログラム記録媒体は、光学的な手法により製造することも可能であるし、コンピュータを用いた計算機ホログラムの手法を用いて製造することも可能である。光学的な手法により製造するのであれば、同一グループに所属する記録領域のみが露出するように、記録面を構成する感光板の表面を遮光マスクで覆い、露出した記録領域に1つの原画像を光学的に記録する工程を、グループの数だけ繰り返し実行すればよい。たとえば、図5に示すように、第1の原画像Faを記録する際には、グループGaに所属する記録領域A1〜A3のみが露出するような遮光マスクを用いて、感光板を構成する記録媒体20を覆うようにし、原画像Faを構成する物体からの物体光Oaと参照光Raとの干渉縞を、露出した記録領域A1〜A3に対してのみ記録するようにすればよい。同様に、図6に示す工程を行う際には、グループGbに所属する記録領域B1〜B3のみが露出するような遮光マスクを用い、図7に示す工程を行う際には、グループGcに所属する記録領域C1〜C3のみが露出するような遮光マスクを用いればよい。   Although the basic principle of the hologram recording medium according to the present invention has been described above, such a hologram recording medium can be manufactured by an optical technique, or a computer generated hologram technique using a computer. It is also possible to manufacture. If manufactured by an optical method, the surface of the photosensitive plate constituting the recording surface is covered with a light-shielding mask so that only the recording area belonging to the same group is exposed, and one original image is formed in the exposed recording area. The optical recording process may be repeatedly executed for the number of groups. For example, as shown in FIG. 5, when the first original image Fa is recorded, a recording that constitutes the photosensitive plate using a light shielding mask that exposes only the recording areas A1 to A3 belonging to the group Ga. It is only necessary to cover the medium 20 and record the interference fringes between the object light Oa from the object forming the original image Fa and the reference light Ra only in the exposed recording areas A1 to A3. Similarly, when performing the process shown in FIG. 6, a light-shielding mask that exposes only the recording areas B1 to B3 belonging to the group Gb is used, and when performing the process shown in FIG. 7, it belongs to the group Gc. A light shielding mask that exposes only the recording areas C1 to C3 to be used may be used.

もっとも、上述した光学的な手法による製造方法は、マスクの位置合わせ工程などにかなりの労力が必要となる。このため、本発明に係るホログラム記録媒体は、計算機ホログラムの手法を用いて作成するのが好ましい。計算機ホログラムの手法を利用すれば、各記録領域ごとに、その所属グループを考慮して、記録すべき干渉縞に対応する画像データをコンピュータを用いた演算により求めることができる。たとえば、図5に示すように、第1の原画像Faを記録する際には、グループGaに所属する記録領域A1〜A3内のみを演算対象として、これらの領域内の演算点についてのみ干渉波の強度値を求めるようにすればよい。全記録面について干渉波強度値を得られたら、これを二値画像データとして電子線描画装置などに与え、物理的な媒体の表面上に凹凸構造を形成すれば、ホログラム記録媒体を作成することができる。   However, the above-described manufacturing method using the optical technique requires a considerable amount of labor for the mask alignment process and the like. For this reason, the hologram recording medium according to the present invention is preferably produced using a computer generated hologram method. If the computer generated hologram method is used, image data corresponding to the interference fringes to be recorded can be obtained by calculation using a computer in consideration of the group to which each recording area belongs. For example, as shown in FIG. 5, when the first original image Fa is recorded, only the recording areas A1 to A3 belonging to the group Ga are subject to calculation, and the interference wave is applied only to the calculation points in these areas. What is necessary is just to obtain | require the intensity value. Once the interference wave intensity values have been obtained for the entire recording surface, this is given as binary image data to an electron beam drawing apparatus or the like, and if a concavo-convex structure is formed on the surface of the physical medium, a hologram recording medium can be created Can do.

<<< §3.物体光の広がり角の制限 >>>
図1に示すように、ホログラムの基本原理は、原画像10上の任意の1点Pからの物体光Oと参照光Rとの干渉縞を、記録媒体20の全面に記録することにあり、1点Pの情報は、記録面の全面に記録されることになる。別言すれば、1点Pからの物体光Oは、記録面全面に広がることになる。このような考え方は、本発明に係るホログラム記録媒体の場合であっても、基本的には同じである。したがって、たとえば、図11に示すように、原画像Fcの情報を、グループGcに所属する記録領域C1〜C3に記録する作業を行う場合、原画像Fc上の任意の点Pの情報は、記録領域C1〜C3のすべてに記録されることになる。このように、原画像上の任意の1点の情報が、記録面の全面に渡って記録される点がホログラムの特徴であり、この特徴により立体再生像が得られることになる。
<<< §3. Limiting the divergence angle of object light >>>
As shown in FIG. 1, the basic principle of the hologram is to record the interference fringes between the object light O and the reference light R from an arbitrary point P on the original image 10 on the entire surface of the recording medium 20, Information on one point P is recorded on the entire recording surface. In other words, the object light O from one point P spreads over the entire recording surface. Such a concept is basically the same even in the case of the hologram recording medium according to the present invention. Therefore, for example, as shown in FIG. 11, when the information of the original image Fc is recorded in the recording areas C1 to C3 belonging to the group Gc, information on an arbitrary point P on the original image Fc is recorded. It is recorded in all the areas C1 to C3. As described above, the feature of the hologram is that the information of an arbitrary point on the original image is recorded over the entire recording surface, and a three-dimensional reproduction image is obtained by this feature.

しかしながら、上述したホログラムの基本原理は、もともと記録時に用いた単色光と同一波長の単色光を用いて再生を行うことを前提としたものであり、白色光を用いた再生を行った場合、厳密には本来の立体再生像を得ることはできない。ところが、現実的には、クレジットカード用の偽造防止シールなどに利用されるホログラム記録媒体の場合、白色光を用いた再生が行われるのが一般的である。再生時に白色の照明光を用いた場合、記録媒体の各部から種々の波長をもった再生光が様々な方向に放出されることになり(再生光の放出方向は、その波長に依存する)、白濁した不鮮明な再生像が観察されることになる。そこで、白色照明光を用いて再生した場合でも、鮮明な再生像が得られるようにする工夫として、記録時に物体光の広がり角を制限する手法が、前掲のいくつかの公報において提案されている。この手法は、光学的にホログラムを作成する工程に適用することは困難であるため、実用上は計算機ホログラムを前提とした手法となる。   However, the basic principle of the hologram described above is based on the premise that reproduction is performed using monochromatic light having the same wavelength as that of the monochromatic light originally used for recording. When reproduction is performed using white light, The original three-dimensional reproduction image cannot be obtained. However, in reality, in the case of a hologram recording medium used for a forgery prevention seal for a credit card or the like, reproduction using white light is generally performed. When white illumination light is used during reproduction, reproduction light having various wavelengths is emitted from various parts of the recording medium in various directions (the emission direction of the reproduction light depends on the wavelength) A cloudy and unclear reproduction image will be observed. Thus, as a device for obtaining a clear reproduction image even when reproduction is performed using white illumination light, a technique for limiting the divergence angle of object light during recording has been proposed in the above-mentioned several publications. . Since this method is difficult to apply to a process of optically creating a hologram, it is practically a method based on a computer generated hologram.

たとえば、図12に示すように、原画像Fc上に単位線分L1〜L3を定義する。ここでは、XZ平面に平行な3枚の切断面を定義し、この切断面で原画像Fcを切断したときの切り口に現れる線分(曲線分)として、3本の単位線分L1〜L3を定義している。また、3枚の切断面の間隔は、グループGcに所属する記録領域C1,C2,C3の配置間隔(3h)に等しく設定してある。図示の例では、原画像Fcが球体をしたサッカーボールであるため、各単位線分L1〜L3は、この球体上の円として定義される。続いて、各単位線分L1〜L3上に所定間隔をおいて多数の点光源を定義する。図示の例では、単位線分L1上には、点光源P11,P12,P13,…が定義され、単位線分L2上には、点光源P21,P22,P23,…が定義され、単位線分L3上には、点光源P31,P32,P33,…が定義されている。   For example, as shown in FIG. 12, unit line segments L1 to L3 are defined on the original image Fc. Here, three cut planes parallel to the XZ plane are defined, and three unit line segments L1 to L3 are defined as line segments (curve segments) that appear at the cut end when the original image Fc is cut by the cut planes. Defined. The interval between the three cut surfaces is set equal to the arrangement interval (3h) of the recording areas C1, C2, C3 belonging to the group Gc. In the illustrated example, since the original image Fc is a soccer ball having a sphere, each of the unit line segments L1 to L3 is defined as a circle on the sphere. Subsequently, a large number of point light sources are defined at predetermined intervals on each of the unit line segments L1 to L3. In the illustrated example, point light sources P11, P12, P13,... Are defined on the unit line segment L1, and point light sources P21, P22, P23,. Point light sources P31, P32, P33,... Are defined on L3.

こうして、多数の点光源を定義したら、これらの点光源を原画像Fcを代表するサンプル光源として干渉縞の記録を行うことになる。すなわち、各点光源から放出される物体光と所定の参照光との干渉縞を、記録領域C1,C2,C3に記録することになる。ただし、記録領域C1内には単位線分L1上の点光源P11,P12,P13,…からの物体光に基く干渉縞のみを記録し、記録領域C2内には単位線分L2上の点光源P21,P22,P23,…からの物体光に基く干渉縞のみを記録し、記録領域C3内には単位線分L3上の点光源P31,P32,P33,…からの物体光に基く干渉縞のみを記録するようにする。このような記録方法は、別な見方をすれば、点光源から放出される物体光の広がり角を制限した記録方法と言うことができる。すなわち、図13に示すような一般的なモデルを考えると、原画像上に定義された第i番目の単位線分Li上に並んでいる第j番目の点光源Pijの情報を、記録媒体20上に定義されたY軸方向の幅hをもった矩形の記録領域Ci(図にハッチングを施して示す)内にのみ記録するということは、点光源Pijから放出された物体光のY軸方向に関する広がり角を所定角ξに制限した上で、この物体光と参照光R(図示の例では、YZ平面に平行な方向に進む平面波)とによって生じる干渉縞を記録することと等価になる。   Thus, when a number of point light sources are defined, interference fringes are recorded using these point light sources as sample light sources representing the original image Fc. That is, interference fringes between the object light emitted from each point light source and the predetermined reference light are recorded in the recording areas C1, C2, and C3. However, only the interference fringes based on the object light from the point light sources P11, P12, P13,... On the unit line segment L1 are recorded in the recording area C1, and the point light source on the unit line segment L2 is recorded in the recording area C2. Only interference fringes based on object light from P21, P22, P23,... Are recorded, and only interference fringes based on object light from point light sources P31, P32, P33,. To record. From another viewpoint, such a recording method can be said to be a recording method in which the spread angle of the object light emitted from the point light source is limited. That is, considering a general model as shown in FIG. 13, information on the j-th point light source Pij arranged on the i-th unit line segment Li defined on the original image is recorded on the recording medium 20. Recording only in the rectangular recording area Ci (shown by hatching in the figure) having a width h in the Y-axis direction defined above means that the object light emitted from the point light source Pij is in the Y-axis direction. This is equivalent to recording interference fringes generated by the object beam and the reference beam R (in the example shown, a plane wave traveling in a direction parallel to the YZ plane).

このように、物体光のY軸方向の広がり角を所定角ξに制限した記録を行うと、図示の例のように、YZ平面に平行な方向に進む参照光Rと同じ方向(もしくは、記録面に対してこれと面対称となる方向)から白色照明光を照射して観察した場合、点光源Pijに関する情報をもった再生光は、いずれの波長成分の光であっても、この広がり角ξに準じた方向にしか進まなくなるので、白濁した不鮮明な再生像が観察されるという現象を抑制することができる。   Thus, when recording is performed with the divergence angle of the object light in the Y-axis direction limited to a predetermined angle ξ, as in the illustrated example, the same direction as the reference light R traveling in the direction parallel to the YZ plane (or recording In the case of observation by irradiating with white illumination light from a plane that is symmetrical with respect to the surface), the reproduction light having information on the point light source Pij is the light having any wavelength component. Since it only advances in the direction according to ξ, it is possible to suppress the phenomenon that a cloudy and unclear reproduction image is observed.

図14に示す例は、更に、物体光のX軸方向の広がり角を所定角Ψに制限した例である。この場合、点光源Pijから放出された物体光は、記録媒体20上の領域S(図にハッチングを施して示す)内にのみ到達することになり、点光源Pijの情報は、この領域S内にのみ記録されることになる。この方法には、再生像の輝度むらを抑制できるというメリットがある。   The example shown in FIG. 14 is an example in which the spread angle of the object light in the X-axis direction is further limited to a predetermined angle Ψ. In this case, the object light emitted from the point light source Pij reaches only the area S (shown by hatching in the drawing) on the recording medium 20, and the information on the point light source Pij is stored in the area S. Will be recorded only. This method has an advantage that unevenness in luminance of a reproduced image can be suppressed.

もっとも、物体光の広がり角を制限するという手法は、本来のホログラムの考え方に逆行する手法ということができる。§1で述べたように、本来のホログラムでは、原画像上の任意の1点Pの情報が、記録面の全体に干渉縞として記録されることになり、それによって原画像の立体視が可能になるのである。したがって、物体光の広がり角を制限して記録を行ったホログラムでは、再生像についての本来の立体視が生じなくなる。たとえば、図12に示す例では、記録領域C1内には単位線分L1上の点光源についての情報しか記録されておらず、記録領域C2内には単位線分L2上の点光源についての情報しか記録されておらず、記録領域C3内には単位線分L3上の点光源についての情報しか記録されていない。したがって、この記録媒体20上に記録されたホログラムを再生しても、縦方向に関する立体視は生じなくなる。更に、図14に示す例では、横方向の立体視も制限を受けることになる(X軸方向の広がり角Ψがある程度以下になると、横方向の立体視も全く生じなくなる)。   However, the method of limiting the divergence angle of object light can be said to be a method that goes against the original concept of hologram. As described in §1, in the original hologram, information on an arbitrary point P on the original image is recorded as interference fringes on the entire recording surface, thereby enabling stereoscopic viewing of the original image. It becomes. Therefore, the original stereoscopic vision of the reproduced image does not occur in the hologram recorded by limiting the spread angle of the object light. For example, in the example shown in FIG. 12, only the information about the point light source on the unit line segment L1 is recorded in the recording area C1, and the information about the point light source on the unit line segment L2 is recorded in the recording area C2. Only the information about the point light source on the unit line segment L3 is recorded in the recording area C3. Therefore, even if the hologram recorded on the recording medium 20 is reproduced, stereoscopic viewing in the vertical direction does not occur. Furthermore, in the example shown in FIG. 14, the stereoscopic viewing in the horizontal direction is also limited (when the spread angle Ψ in the X-axis direction becomes a certain degree or less, the stereoscopic viewing in the horizontal direction is not generated at all).

このように、物体光の広がり角を制限して干渉縞の記録を行うという手法は、白色照明光による再生時における再生像の白濁を防ぎ、再生像をより鮮明にするというメリットが生じるものの、ホログラム本来の特性である立体像の再現という機能を損なうデメリットも生じることになるので、用途によって使い分けるのが好ましい。たとえば、クレジットカード用の偽造防止マークのような用途であれば、縦方向の立体視が失われたとしても、横方向の立体視がある程度確保されれば十分に機能を果たすことができるので、図13に示すように、Y軸方向の広がり角のみを制限した記録を行うと、実用上、十分鮮明な再生像を得ることが可能なホログラム記録媒体を実現できる。   In this way, the method of recording interference fringes by limiting the spread angle of the object light prevents the cloudiness of the reproduced image at the time of reproduction with white illumination light, and has the advantage of making the reproduced image clearer. Since there is a demerit that impairs the function of reproducing a stereoscopic image, which is the original characteristic of the hologram, it is preferable to use it properly depending on the application. For example, if it is an application such as an anti-counterfeit mark for a credit card, even if the stereoscopic view in the vertical direction is lost, it can function sufficiently if a certain degree of stereoscopic view in the horizontal direction is secured. As shown in FIG. 13, when recording is performed by limiting only the spread angle in the Y-axis direction, it is possible to realize a hologram recording medium capable of obtaining a practically sufficiently clear reproduced image.

<<< §4.種々のバリエーション >>>
これまで、本発明に係るホログラム記録媒体の基本原理を述べてきたが、ここでは、このホログラム記録媒体についての種々の変形例を述べる。
<<< §4. Various variations >>
So far, the basic principle of the hologram recording medium according to the present invention has been described. Here, various modifications of the hologram recording medium will be described.

<<<4.1 記録領域の配置に関する変形例>>>
図4に示す実施例では、Y軸方向の幅hをもった全く同じ大きさの矩形からなる記録領域が定義されているが、各記録領域の大きさは、各グループごとに変えることも可能である。たとえば、図15に示す例では、グループGaに所属する記録領域A1〜A3およびグループGcに所属する記録領域C1〜C3は、いずれもY軸方向の幅hをもった全く同じ大きさの矩形からなる記録領域であるが、グループGbに所属する記録領域B1〜B3は、Y軸方向の幅2hをもった矩形からなる記録領域となっている。結局、グループGbに所属する記録領域の全面積は、グループGaに所属する記録領域の全面積あるいはグループGcに所属する記録領域の全面積に比べて2倍の面積となっている。この記録領域の面積は、再生像の明るさに影響を与える要因となる。すなわち、図15に示すような各記録領域の定義がなされている記録面に対して、図3に示す3通りの原画像Fa,Fb,Fcを記録すると、グループGbに記録される原画像Fbの再生像の明るさは、グループGaに記録される原画像Faの再生像の明るさ、あるいはグループGcに記録される原画像Fcの再生像の明るさに比べて2倍になる。図3に示す例では、原画像Fa,Fcが一般的な絵柄からなる画像であるのに対し、原画像Fbは「PAT」なる文字からなる画像である。このように、記録対象となる複数N通りの原画像の中に文字からなる原画像が含まれており、再生時に、この文字からなる原画像がより顕著に再生されるようにしたい、という要望がある場合には、図15に示す例のように、文字からなる原画像Fbについての記録領域の面積が多くなるような設定を行うと有効である。
<< 4.1 Modifications Regarding Recording Area Arrangement >>>>
In the embodiment shown in FIG. 4, a recording area consisting of a rectangle of the same size having a width h in the Y-axis direction is defined. However, the size of each recording area can be changed for each group. It is. For example, in the example shown in FIG. 15, the recording areas A1 to A3 belonging to the group Ga and the recording areas C1 to C3 belonging to the group Gc are all from rectangles having the same size with a width h in the Y-axis direction. The recording regions B1 to B3 belonging to the group Gb are rectangular recording regions having a width 2h in the Y-axis direction. Eventually, the total area of the recording area belonging to the group Gb is twice as large as the entire area of the recording area belonging to the group Ga or the entire area of the recording area belonging to the group Gc. The area of the recording area is a factor that affects the brightness of the reproduced image. That is, when the three original images Fa, Fb, and Fc shown in FIG. 3 are recorded on the recording surface in which each recording area is defined as shown in FIG. 15, the original image Fb recorded in the group Gb is recorded. The brightness of the reproduced image is twice the brightness of the reproduced image of the original image Fa recorded in the group Ga or the brightness of the reproduced image of the original image Fc recorded in the group Gc. In the example shown in FIG. 3, the original images Fa and Fc are images composed of general pictures, whereas the original image Fb is an image composed of characters “PAT”. Thus, there is a request that an original image made up of characters is included in a plurality of N original images to be recorded, and that the original image made up of these characters is reproduced more remarkably at the time of playback. In the case where there is an image, it is effective to set so that the area of the recording area for the original image Fb made up of characters increases as in the example shown in FIG.

また、文字からなる原画像については、「再生像をより明るくしたい」という要望ではなく、「より解像度の高い再生像を得たい」という要望も少なからずある。このような要望に応じるためには、文字からなる原画像を記録する記録領域の空間的な配置周期を、他の原画像を記録する記録領域の空間的な配置周期よりも短く設定するとよい。そのような実施例を図16に示す。この例では、グループGbに所属する記録領域B1−1,B1−2,B2−1,B2−2,B3−1,B3−2のY軸方向の幅をhとすると、グループGaに所属する記録領域A1〜A3およびグループGcに所属する記録領域C1〜C3のY軸方向の幅は2hとなっており、2倍に設定されている。しかしながら、グループGbに所属する記録領域の空間的な配置周期が3hであるのに対し、グループGaに所属する記録領域の空間的な配置周期やグループGcに所属する記録領域の空間的な配置周期は6hと2倍になっている。このような記録領域の定義がなされている記録面に対して、図3に示す3通りの原画像Fa,Fb,Fcを記録すると、グループGbに記録される原画像Fbの再生像の解像度は、グループGaに記録される原画像Faの再生像の解像度、あるいはグループGcに記録される原画像Fcの再生像の解像度に比べて2倍になる(全記録面積は各原画像で等しくなるため、明るさは同じになる。)。結局、文字からなる原画像についてより高い解像度の再生像を得たい場合は、この文字からなる原画像を記録する記録領域の空間的な配置周期を、他の原画像を記録する記録領域の空間的な配置周期よりも短く設定すればよい。   In addition, with respect to an original image made up of characters, there is a considerable demand for “to obtain a reconstructed image with higher resolution” rather than “a desire to make a reconstructed image brighter”. In order to meet such a demand, the spatial arrangement cycle of the recording area for recording the original image composed of characters may be set shorter than the spatial arrangement period of the recording area for recording other original images. Such an embodiment is shown in FIG. In this example, if the width in the Y-axis direction of the recording areas B1-1, B1-2, B2-1, B2-2, B3-1, B3-2 belonging to the group Gb is h, it belongs to the group Ga. The widths of the recording areas C1 to C3 belonging to the recording areas A1 to A3 and the group Gc in the Y-axis direction are 2h, which is set to double. However, while the spatial arrangement period of the recording areas belonging to the group Gb is 3h, the spatial arrangement period of the recording areas belonging to the group Ga and the spatial arrangement period of the recording areas belonging to the group Gc. Is doubled with 6h. When the three original images Fa, Fb, and Fc shown in FIG. 3 are recorded on the recording surface in which such a recording area is defined, the resolution of the reproduced image of the original image Fb recorded in the group Gb is as follows. The resolution of the reproduced image of the original image Fa recorded in the group Ga or the resolution of the reproduced image of the original image Fc recorded in the group Gc is doubled (because the total recording area is equal for each original image). , The brightness will be the same.) Eventually, when it is desired to obtain a higher-resolution reproduced image of the original image composed of characters, the spatial arrangement period of the recording region for recording the original image composed of characters is set to the space of the recording region for recording another original image. What is necessary is just to set shorter than a typical arrangement period.

なお、X軸方向に細長い矩形図形によって各記録領域を構成する場合、既に述べたように、各記録領域のY軸方向の幅を肉眼観察不能な程度に設定しないと、横方向のストライプ模様が認識されてしまい、好ましくない結果となる。本願発明者が実際に図15あるいは図16に示す変形例を実施する際、h=26μm、2h=52μmに設定したところ、ストライプ模様が認識されない好ましい結果が得られた。もちろん、この寸法設定は一例であり、ストライプ模様が認識されない程度の寸法設定であれば、どのような寸法設定でもかまわない。また、意図的にストライプ模様を認識させることにより、特殊な意匠効果を狙うのであれば、各記録領域のY軸方向の幅を肉眼観察可能な程度の寸法に設定してもかまわない。   When each recording area is configured by a rectangular figure elongated in the X-axis direction, as described above, unless the width in the Y-axis direction of each recording area is set so as not to be visually observable, a horizontal stripe pattern is formed. It will be recognized and will lead to undesirable results. When the inventor of the present application actually implemented the modification shown in FIG. 15 or FIG. 16, when h = 26 μm and 2h = 52 μm were set, a preferable result in which the stripe pattern was not recognized was obtained. Of course, this dimension setting is just an example, and any dimension setting may be used as long as the stripe pattern is not recognized. In addition, if a special design effect is aimed by intentionally recognizing a stripe pattern, the width in the Y-axis direction of each recording area may be set to a size that allows visual observation.

<<<4.2 記録領域を分散配置しない変形例>>>
これまで述べてきた実施例では、いずれも同一グループに所属する複数の記録領域が、記録面の全面に分散して配置されていた。しかしながら、本発明に係るホログラム記録媒体を作成する上では、同一グループに所属する複数の記録領域を必ずしも分散配置する必要はない。図17に、1つのグループを単一の記録領域のみによって構成したいくつかの例を示す。いずれの例においても、3つの記録領域A,B,Cのみが定義されており、これらの各記録領域は、それぞれグループGa,Gb,Gcに所属する記録領域である。したがって、たとえば、図17(a) に示すような記録領域が定義された記録面に、図3に示すような3種類の原画像Fa,Fb,Fcを記録した場合、原画像Faの情報は記録領域A内にのみ記録され、原画像Fbの情報は記録領域B内にのみ記録され、原画像Fcの情報は記録領域C内にのみ記録されることになる。
<<< 4.2 Modification Example in which Recording Areas are not Dispersed >>>
In the embodiments described so far, a plurality of recording areas belonging to the same group are distributed over the entire recording surface. However, in creating the hologram recording medium according to the present invention, it is not always necessary to distribute a plurality of recording areas belonging to the same group. FIG. 17 shows several examples in which one group is configured by only a single recording area. In any example, only three recording areas A, B, and C are defined, and each of these recording areas is a recording area belonging to the groups Ga, Gb, and Gc. Therefore, for example, when three types of original images Fa, Fb, Fc as shown in FIG. 3 are recorded on a recording surface in which a recording area as shown in FIG. The information is recorded only in the recording area A, the information of the original image Fb is recorded only in the recording area B, and the information of the original image Fc is recorded only in the recording area C.

ただし、このような記録方法は、3種類の原画像Fa,Fb,Fcが、ほぼ同一の空間的な位置を占めるような場合は不適切である。たとえば、3種類の原画像Fa,Fb,Fcの縦寸法が、記録媒体の縦寸法にほぼ等しい場合、別言すれば、各原画像が記録媒体の画面内にほぼ一杯に再生されるような場合、各原画像は空間的に互いに重なった位置に再生されることになる。ところが、図17(a) に示すような記録領域が定義されていると、原画像Faの情報は、記録媒体上の上部に位置する記録領域A内にのみ記録されることになるので、原画像Faの上方の情報は適切に記録することができても、原画像Faの下方の情報は適切に記録することができなくなる。このため、再生時には、原画像Faの下方部分が不鮮明になったり、欠けてしまったりするおそれがある。特に、§3で述べた物体光の広がり角を制限する手法を利用した場合、原画像Faの下方部分の情報は全く記録されないことになる。   However, such a recording method is inappropriate when the three types of original images Fa, Fb, and Fc occupy almost the same spatial position. For example, when the vertical dimensions of three types of original images Fa, Fb, and Fc are substantially equal to the vertical dimension of the recording medium, in other words, each original image is reproduced almost completely within the screen of the recording medium. In this case, the original images are reproduced at positions that are spatially overlapped with each other. However, if a recording area as shown in FIG. 17A is defined, the information of the original image Fa is recorded only in the recording area A located at the upper part on the recording medium. Even if the information above the image Fa can be properly recorded, the information below the original image Fa cannot be properly recorded. For this reason, at the time of reproduction, there is a possibility that the lower part of the original image Fa becomes unclear or missing. In particular, when the method for limiting the divergence angle of the object light described in §3 is used, information on the lower part of the original image Fa is not recorded at all.

したがって、図17(a) に示すような記録領域が定義されている場合は、原画像の配置も、各記録領域の配置に応じたものにする必要がある。具体的には、たとえば、図3に示す3種類の原画像Fa,Fb,Fcのそれぞれの縦寸法を、記録媒体の縦寸法の1/3程度とし、かつ、上から順に原画像Fa,Fb,Fcの順に並ぶように配置すれば、図17(a) に示すような記録領域を設定しても、適切に3種類の原画像を記録することが可能になる。   Therefore, when a recording area as shown in FIG. 17 (a) is defined, the arrangement of the original image needs to correspond to the arrangement of each recording area. Specifically, for example, the vertical dimension of each of the three types of original images Fa, Fb, Fc shown in FIG. 3 is set to about 1/3 of the vertical dimension of the recording medium, and the original images Fa, Fb are sequentially arranged from the top. If they are arranged in the order of Fc and Fc, even if a recording area as shown in FIG. 17A is set, three types of original images can be appropriately recorded.

同様の理由から、図17(b) に示すように記録領域A,B,Cを配置した場合は、原画像Faを中心に配置し、それを取り囲むように原画像Fbを配置し、更にそれを取り囲むように原画像Fcを配置するようにする必要があり、各原画像の絵柄も、そのような配置に相応しい絵柄にする必要がある。図17(c) に示す例についても同様である。   For the same reason, when the recording areas A, B, and C are arranged as shown in FIG. 17 (b), the original image Fa is arranged at the center, and the original image Fb is arranged so as to surround it. It is necessary to arrange the original image Fc so as to surround the image, and the pattern of each original image needs to be a pattern suitable for such arrangement. The same applies to the example shown in FIG.

<<<4.3 動画効果を奏する変形例>>>
本発明において記録対象となるN通りの原画像は、どのような原画像であってもかまわないので、このN通りの各原画像を、一連の動画を構成するそれぞれ1コマ分の静止画像によって構成しておくようにすれば、視点位置を時間とともにN通りに変化させたときに、Nコマからなる動画が観察できるようなホログラム記録媒体を作成することも可能になる。たとえば、図18に示すような3通りの原画像Fa,Fb,Fcは、風船が割れるという一連の動画を構成する1コマ分の静止画像であり、このような3通りの原画像を本発明に係る方法で記録すれば、第1の視点位置からは原画像Faが観察され、第2の視点位置からは原画像Fbが観察され、第3の視点位置からは原画像Fcが観察されることになる。したがって、第1の視点位置から第2の視点位置を経て第3の視点位置へ至るように、視点位置を時間とともに変化させると、風船が割れるという一連の動画が観察できる。
<<< 4.3 Modified Example with Animation Effect >>>
Since the N original images to be recorded in the present invention may be any original image, each of the N original images is represented by one frame of still images constituting a series of moving images. If configured, it is possible to create a hologram recording medium in which a moving image composed of N frames can be observed when the viewpoint position is changed in N ways with time. For example, three original images Fa, Fb, and Fc as shown in FIG. 18 are still images for one frame constituting a series of moving images in which balloons break, and these three original images are represented by the present invention. If the recording method is used, the original image Fa is observed from the first viewpoint position, the original image Fb is observed from the second viewpoint position, and the original image Fc is observed from the third viewpoint position. It will be. Therefore, when the viewpoint position is changed with time so as to reach the third viewpoint position from the first viewpoint position through the second viewpoint position, a series of moving images in which a balloon breaks can be observed.

また、同一の表示対象物を含む複数コマ分の静止画像によって動画を構成し、各コマにおける表示対象物の表示位置を異ならせるようにすると、この表示対象物が移動してゆく状態を示す動画が観察できるホログラム記録媒体を作成することも可能である。たとえば、図19に示すような3通りの原画像Fa,Fb,Fcは、いずれも自動車という同一の表示対象物を含んでいる。ただし、個々の原画像ごとに、この自動車の表示位置は異なっている。このような3通りの原画像を本発明に係る方法で記録すれば、上述の変形例と同様に、第1の視点位置から第2の視点位置を経て第3の視点位置へ至るように、視点位置を時間とともに変化させると、自動車が移動してゆくという一連の動画が観察できる。   In addition, when a moving image is composed of still images of a plurality of frames including the same display object, and the display position of the display object in each frame is changed, this moving image shows a state in which the display object moves. It is also possible to create a hologram recording medium that can be observed. For example, three kinds of original images Fa, Fb, and Fc as shown in FIG. 19 all include the same display object called an automobile. However, the display position of the car is different for each original image. If such three kinds of original images are recorded by the method according to the present invention, as in the above-described modified example, from the first viewpoint position to the third viewpoint position via the second viewpoint position, If you change the viewpoint position with time, you can observe a series of videos that the car moves.

<<<4.4 多色原画像を記録する変形例>>>
一般的なホログラムを作成する場合、記録時に用いる物体光および参照光として、特定の単一波長の光が用いられる。既に述べたように、再生時にも記録時と同一の単一波長をもった照明光を用いれば、この単一波長の色をもった正しい再生像が得られるが、白色照明光を用いて再生を行うと、種々の色成分の再生光が混在し、再生像が白濁する現象が起こる。ただ、§3で述べたように、物体光の広がり角を制限する手法を採れば、この白濁現象を抑制することが可能になり、ある程度単色に近い再生像を得ることが可能になる。
<<< 4.4 Modified Example of Recording Multicolor Original Image >>
When creating a general hologram, light having a specific single wavelength is used as object light and reference light used during recording. As described above, if the illumination light having the same single wavelength as that during recording is used during reproduction, a correct reproduction image having the color of this single wavelength can be obtained. However, reproduction using white illumination light is possible. When this is done, a phenomenon occurs in which reproduced light of various color components is mixed and the reproduced image becomes cloudy. However, as described in §3, if the method of limiting the spread angle of the object light is adopted, this clouding phenomenon can be suppressed, and a reproduced image close to a certain color can be obtained.

そこで、ここでは多色原画像を記録する例を述べておく。なお、以下に述べる手法は、特開2001−100622号公報に種々の実施例が開示されているので、詳細は当該公報を参照されたい。まず、ここでは、図20に示すような2通りの原画像Fa,Fbを用意する。ここで、原画像Faはモノクロ原画像であるが、原画像Fbは2色の色から構成される二色原画像である。より具体的には、原画像Fbは、上半分の単色部分原画像Fbαと、下半分の単色部分原画像Fbβとの組み合わせによって構成されており、単色部分原画像Fbαは赤色、単色部分原画像Fbβは青色に着色されているものとする。   Therefore, here, an example of recording a multicolor original image will be described. In addition, since various embodiments are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1000062, the method described below is referred to for details. First, here, two kinds of original images Fa and Fb as shown in FIG. 20 are prepared. Here, the original image Fa is a monochrome original image, but the original image Fb is a two-color original image composed of two colors. More specifically, the original image Fb is composed of a combination of the upper half single-color partial original image Fbα and the lower half single-color partial original image Fbβ. The single-color partial original image Fbα is red and is a single-color partial original image. It is assumed that Fbβ is colored blue.

このような2通りの原画像Fa,Fbを記録する場合、記録面上にグループGaに所属する記録領域とグループGbに所属する記録領域とを定義するわけであるが、ここでは、グループGb内を更にサブグループGbα,Gbβの2つのサブグループに分け、サブグループGbαに所属する記録領域とサブグループGbβに所属する記録領域とを定義する。図21は、このようなグループ設定に基いて、各記録領域を定義した一例を示す図である。この例では、グループGaに所属する記録領域として、4つの記録領域A1,A2,A3,A4が定義され、グループGbに所属する記録領域として、やはり4つの記録領域Bα1,Bα2,Bβ1,Bβ2が定義されており、これらの各記録領域はいずれもY軸方向の幅hをもった矩形領域である。ただし、グループGbに所属する記録領域のうち、上方に配置された2つの記録領域Bα1,Bα2はサブグループGbαに所属し、下方に配置された2つの記録領域Bβ1,Bβ2はサブグループGbβに所属する。   When such two original images Fa and Fb are recorded, the recording area belonging to the group Ga and the recording area belonging to the group Gb are defined on the recording surface. Are further divided into two subgroups, subgroups Gbα and Gbβ, and a recording area belonging to subgroup Gbα and a recording area belonging to subgroup Gbβ are defined. FIG. 21 is a diagram showing an example in which each recording area is defined based on such group settings. In this example, four recording areas A1, A2, A3, A4 are defined as recording areas belonging to the group Ga, and four recording areas Bα1, Bα2, Bβ1, Bβ2 are also defined as recording areas belonging to the group Gb. Each of these recording areas is a rectangular area having a width h in the Y-axis direction. However, among the recording areas belonging to the group Gb, the two recording areas Bα1 and Bα2 arranged above belong to the subgroup Gbα, and the two recording areas Bβ1 and Bβ2 arranged below belong to the subgroup Gbβ. To do.

このように各記録領域を定義した後、グループGaに所属する記録領域A1〜A4内には原画像Faを記録し、グループGbに所属する記録領域Bα1,Bα2,Bβ1,Bβ内には原画像Fbを記録するという観点では、これまで述べてきた実施例と同じである。ただ、グループGbには更にサブグループが定義されており、サブグループGbαに所属する記録領域Bα1,Bα2内には単色部分原画像Fbαが記録され、サブグループGbβに所属する記録領域Bβ1,Bβ2内には単色部分原画像Fbβが記録される点が、本実施例独特の特徴である。ここで、二色原画像Fbの上半分を構成する単色部分原画像Fbαを記録するための記録領域Bα1,Bα2は、記録面の上半分の位置に配置されており、下半分を構成する単色部分原画像Fbβを記録するための記録領域Bβ1,Bβ2は、記録面の下半分の位置に配置されている。このように、個々の単色部分原画像の配置と、これを記録するための記録領域の配置との間の空間的な整合性がとれていれば、空間的な配置条件に起因して各単色部分画像が適切に記録されないような事態は生じない。   After defining each recording area in this way, the original image Fa is recorded in the recording areas A1 to A4 belonging to the group Ga, and the original image is recorded in the recording areas Bα1, Bα2, Bβ1, and Bβ belonging to the group Gb. From the viewpoint of recording Fb, it is the same as the embodiment described so far. However, subgroups are further defined in the group Gb, the monochrome partial original images Fbα are recorded in the recording areas Bα1 and Bα2 belonging to the subgroup Gbα, and the recording areas Bβ1 and Bβ2 belonging to the subgroup Gbβ are recorded. Is characterized by the fact that the monochrome partial original image Fbβ is recorded. Here, the recording areas Bα1 and Bα2 for recording the monochrome partial original image Fbα constituting the upper half of the two-color original image Fb are arranged in the upper half position of the recording surface, and the monochrome constituting the lower half The recording areas Bβ1 and Bβ2 for recording the partial original image Fbβ are arranged at the lower half position of the recording surface. In this way, if there is a spatial consistency between the arrangement of the individual monochrome partial original images and the arrangement of the recording area for recording the individual monochrome partial original images, each monochrome is caused by the spatial arrangement condition. A situation in which the partial image is not properly recorded does not occur.

ここで重要な点は、原画像Faを記録する際に用いる物体光および参照光の波長は任意の波長でよいが、単色部分原画像Fbαを記録する際に用いる物体光および参照光の波長を赤色に相当する波長とし、単色部分原画像Fbβを記録する際に用いる物体光および参照光の波長を青色に相当する波長とする点である。このように、原画像Fbの記録時に用いる波長を、各単色部分原画像ごとに変えるようにすると、再生時には、2つの単色部分原画像は同一の視点位置で観察されるものの、それぞれが固有の色で観察されることになる。すなわち、図示の例の場合、単色部分原画像Fbαが赤色の再生像として観察され、単色部分原画像Fbβが青色の再生像として観察されることになる。ここでは、2つの単色部分原画像Fbα,Fbβから構成される二色原画像Fbを記録する例を述べたが、3つの単色部分原画像から構成される三色原画像を記録することもできるし、それ以上の色からなる多色原画像を記録することも可能である。   The important point here is that the wavelength of the object light and the reference light used when recording the original image Fa may be any wavelength, but the wavelength of the object light and the reference light used when recording the monochromatic partial original image Fbα. The wavelength corresponding to red is used, and the wavelengths of the object light and reference light used when recording the monochrome partial original image Fbβ are set to wavelengths corresponding to blue. As described above, when the wavelength used for recording the original image Fb is changed for each single-color partial original image, the two single-color partial original images are observed at the same viewpoint position during reproduction. It will be observed in color. That is, in the illustrated example, the monochrome partial original image Fbα is observed as a red reproduced image, and the monochrome partial original image Fbβ is observed as a blue reproduced image. Here, the example of recording the two-color original image Fb composed of the two single-color partial original images Fbα and Fbβ has been described, but the three-color original image composed of the three single-color partial original images can also be recorded. However, it is also possible to record a multicolor original image composed of more colors.

一般的には、それぞれ別の視点位置で観察されるべきN通りの原画像についてN通りのグループを定義し、このうち多色表示の対象となる特定のグループ内には、更にM通り(M≧2)のサブグループを定義するようにし、第m番目(1≦m≦M)のサブグループに所属する記録領域内には、それぞれ単色で着色されたM通りの単色部分原画像を組み合わせることにより構成される原画像のうち、第m番目の単色部分原画像からの物体光と、この物体光と同色の参照光との干渉縞を記録するようにすれば、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察したときに、M通りの色をもった多色画像が再生されることになる。もっとも、実際には、白色照明光を用いて再生を行うと、種々の色成分の再生光が混在して再生像が白濁する現象が起こるため、各単色部分原画像は意図したとおりの色で再生されるとは限らない。しかしながら、§3で述べた物体光の広がり角を制限する手法を採れば、記録時に意図した状態に近い色再現性を得ることが可能である。   In general, N groups are defined for N original images to be observed at different viewpoint positions, and there are further M groups (M (M ≧ 2) subgroups are defined, and M monochromatic partial original images colored with a single color are combined in the recording area belonging to the mth (1 ≦ m ≦ M) subgroup. If the interference fringes between the object light from the mth monochrome original image and the reference light of the same color as the object light are recorded, the white reproduction illumination light is When the image is irradiated and observed from a predetermined viewpoint position, a multicolor image having M colors is reproduced. However, in reality, when reproduction is performed using white illumination light, a phenomenon occurs in which the reproduction image of various color components is mixed and the reproduction image becomes clouded. Therefore, each monochrome partial original image has the color as intended. It is not always played back. However, if the method of limiting the divergence angle of the object light described in §3 is adopted, it is possible to obtain color reproducibility close to the state intended at the time of recording.

なお、上述の実施例では、図20に示すように、モノクロ原画像Faと二色原画像Fbとを視点位置に応じて切り換えて再生することが可能なホログラム記録媒体を作成したが、もちろん、複数通りの多色原画像を用意しておき、これら多色原画像が視点位置に応じて切り換えて再生されるようなホログラム記録媒体を作成することも可能である。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 20, the hologram recording medium capable of switching and reproducing the monochrome original image Fa and the two-color original image Fb according to the viewpoint position is created. It is also possible to prepare a plurality of multicolor original images and create a hologram recording medium in which these multicolor original images are switched and reproduced according to the viewpoint position.

<<<4.5 カラー原画像を記録する変形例>>>
上述の実施例によれば、いくつかの部品から構成される原画像を記録する際に、個々の部品ごとに異なる色で記録することができるようになり、全体として多色原画像の記録が可能になる。ここでは、一般のカラー原画像をカラーの情報とともに記録し、カラーの情報をもたせたまま再生する方法を述べておく。このようなカラー原画像を記録する手法は、特開2000−214751号公報に種々の実施例が開示されているので、詳細は当該公報を参照されたい。まず、ここでは、図22に示すような2通りの原画像Fa,Fbを用意する。ここで、原画像Faはモノクロ原画像であるが、原画像FbはRGBの三原色の合成により表現されるカラー画像であり、赤色成分画像Fb(R),緑色成分画像Fb(G),青色成分画像(B)の3つの画像に分解することができる。
<<< 4.5 Modified Example of Recording Color Original Image >>>
According to the above-described embodiment, when an original image composed of several parts is recorded, it becomes possible to record with different colors for each part, and recording of a multicolor original image as a whole is possible. It becomes possible. Here, a method of recording a general color original image together with color information and reproducing the color information will be described. Various examples of such a method for recording a color original image are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-214751. For details, refer to the publication. First, here, two kinds of original images Fa and Fb as shown in FIG. 22 are prepared. Here, the original image Fa is a monochrome original image, but the original image Fb is a color image expressed by combining three primary colors of RGB, and a red component image Fb (R), a green component image Fb (G), and a blue component. The image (B) can be decomposed into three images.

このような2通りの原画像Fa,Fbを記録する場合、記録面上にグループGaに所属する記録領域とグループGbに所属する記録領域とを定義するわけであるが、ここでは、カラー画像を記録すべきグループGbに所属する記録領域については、それぞれを更に3個の分割領域に分けることにする。たとえば、図23に示す例では、記録面上にグループGaに所属する4つの記録領域A1〜A4と、グループGbに所属する4つの記録領域B1〜B4とが交互に定義されており、かつ、各記録領域B1〜B4については、それぞれが更に3つの分割領域に分けられている。具体的には、たとえば、記録領域B1は、3つの分割領域B1(R),B1(G),B1(B)に分けられている。   When such two original images Fa and Fb are recorded, a recording area belonging to the group Ga and a recording area belonging to the group Gb are defined on the recording surface. The recording areas belonging to the group Gb to be recorded are further divided into three divided areas. For example, in the example shown in FIG. 23, four recording areas A1 to A4 belonging to the group Ga and four recording areas B1 to B4 belonging to the group Gb are alternately defined on the recording surface, and Each of the recording areas B1 to B4 is further divided into three divided areas. Specifically, for example, the recording area B1 is divided into three divided areas B1 (R), B1 (G), and B1 (B).

ここで、グループGaに所属する各記録領域A1〜A4には、原画像Faの情報が記録されるが、グループGbに所属する各記録領域B1〜B4には、原画像Fbを構成する各色成分の画像に関する情報のみが記録される。すなわち、分割領域B1(R)には赤色成分画像Fb(R)から放出された物体光の干渉縞に関する情報のみが記録され、分割領域B1(G)には緑色成分画像Fb(G)から放出された物体光の干渉縞に関する情報のみが記録され、分割領域B1(B)には青色成分画像Fb(B)から放出された物体光の干渉縞に関する情報のみが記録される。このとき、分割領域B1(R)への記録には、赤色成分画像Fb(R)から放出された赤色に相当する波長の物体光と同一波長の参照光とを用いた干渉縞が演算され、分割領域B1(G)への記録には、緑色成分画像Fb(G)から放出された緑色に相当する波長の物体光と同一波長の参照光とを用いた干渉縞が演算され、分割領域B1(B)への記録には、青色成分画像Fb(B)から放出された青色に相当する波長の物体光と同一波長の参照光とを用いた干渉縞が演算される。   Here, the information of the original image Fa is recorded in each of the recording areas A1 to A4 belonging to the group Ga, but each color component constituting the original image Fb is recorded in each of the recording areas B1 to B4 belonging to the group Gb. Only the information related to the image is recorded. That is, only information related to the interference fringes of the object light emitted from the red component image Fb (R) is recorded in the divided region B1 (R), and emitted from the green component image Fb (G) in the divided region B1 (G). Only the information related to the interference fringes of the object light thus recorded is recorded, and only the information related to the interference fringes of the object light emitted from the blue component image Fb (B) is recorded in the divided region B1 (B). At this time, for recording in the divided area B1 (R), interference fringes using the object light having the wavelength corresponding to red emitted from the red component image Fb (R) and the reference light having the same wavelength are calculated. For recording in the divided area B1 (G), interference fringes using the object light having the wavelength corresponding to the green color emitted from the green component image Fb (G) and the reference light having the same wavelength are calculated, and the divided area B1 is obtained. For recording in (B), interference fringes are calculated using object light having a wavelength corresponding to blue emitted from the blue component image Fb (B) and reference light having the same wavelength.

このような方法で記録を行えば、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察すると、原画像Faは単色の画像として再生されるが、原画像FbはRGBの3通りの色をもったカラー画像として再生されることになる。もちろん、カラー画像は必ずしもRGBの3原色で表現する必要はなく、一般的には、T原色で表現すればよい。この場合、このT原色で表現されたカラー原画像に対応するグループに所属する記録領域をそれぞれT個の分割領域に分け(T≧2)、第t番目(1≦t≦T)の分割領域には、T個の色成分をもった原画像からの第t番目の色成分に対応する物体光と、この物体光と同色の参照光との干渉縞を記録するようにすれば、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察したときに、T通りの色をもったカラー画像として原画像が再生されることになる。   If recording is performed by such a method, the original image Fa is reproduced as a single color image when irradiated with white reproduction illumination light and observed from a predetermined viewpoint position, but the original image Fb has three types of RGB. It will be reproduced as a color image with color. Of course, a color image does not necessarily have to be represented by the three primary colors RGB, and generally may be represented by the T primary color. In this case, the recording area belonging to the group corresponding to the color primary image expressed in the T primary color is divided into T divided areas (T ≧ 2), and the t th (1 ≦ t ≦ T) divided area. If the interference fringes between the object light corresponding to the t-th color component from the original image having T color components and the reference light of the same color as the object light are recorded, When the reproduction illumination light is irradiated and observed from a predetermined viewpoint position, the original image is reproduced as a color image having T colors.

もっとも、実際には、白色照明光を用いて再生を行うと、種々の色成分の再生光が混在して再生像が白濁する現象が起こるため、この実施例においても、§3で述べた物体光の広がり角を制限する手法を採るのが好ましい。また、同一方向から白色照明光を照射した場合であっても、各色成分ごとに再生光の放出方向に若干の差が生じるため、T原色の各色成分の再生光を厳密に同一視点位置に向かわせるようにするためには、記録時の参照光の入射角度に色別の補正を施すようにするのが好ましい。たとえば、図23の分割領域B1(R),B1(G),B1(B)には、それぞれ赤色,緑色,青色の物体光および参照光が照射されることになるが、ここで参照光の照射角度を赤色,緑色,青色でそれぞれ若干ずつ変える補正を行っておくと、白色照明光を照射して再生を行った場合に、分割領域B1(R)から放出される赤色再生光と、分割領域B1(G)から放出される緑色再生光と、分割領域B1(B)から放出される青色再生光と、が同一の視点位置へ向かうようにすることができる。   However, in reality, when reproduction is performed using white illumination light, a phenomenon occurs in which reproduced images of various color components are mixed and the reproduced image becomes cloudy. Therefore, in this embodiment as well, the object described in §3 is used. It is preferable to adopt a method of limiting the light spread angle. Even when white illumination light is irradiated from the same direction, there is a slight difference in the reproduction light emission direction for each color component, so that the reproduction light of each color component of the T primary color is directed to exactly the same viewpoint position. In order to achieve this, it is preferable to perform color-specific correction on the incident angle of the reference light during recording. For example, the divided regions B1 (R), B1 (G), and B1 (B) in FIG. 23 are irradiated with red, green, and blue object light and reference light, respectively. If correction is performed to slightly change the irradiation angle in red, green, and blue, respectively, when reproduction is performed by irradiating with white illumination light, red reproduction light emitted from the divided region B1 (R) and divided The green reproduction light emitted from the area B1 (G) and the blue reproduction light emitted from the divided area B1 (B) can be directed to the same viewpoint position.

なお、上述の実施例では、図22に示すように、モノクロ原画像Faとカラー原画像Fbとを視点位置に応じて切り換えて再生することが可能なホログラム記録媒体を作成したが、もちろん、複数通りのカラー原画像を用意しておき、これらカラー原画像が視点位置に応じて切り換えて再生されるようなホログラム記録媒体を作成することも可能である。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 22, a hologram recording medium capable of switching and reproducing the monochrome original image Fa and the color original image Fb according to the viewpoint position is created. It is also possible to prepare a holographic recording medium in which various color original images are prepared and the color original images are switched and reproduced according to the viewpoint position.

<<< §5.回折格子パターンとの組み合わせ >>>
これまで述べてきた実施例は、複数の原画像をそれぞれ異なる記録領域内に干渉縞として記録し、視点位置に応じてそれぞれ観察される原画像を切り換えることができるようにするものであったが、ここでは、干渉縞として記録した原画像と、回折格子パターンとして記録した原画像とを、観察時に切り換えることができる形態を述べる。はじめに、原画像を回折格子パターンとして記録する手法を簡単に説明しておく。この手法は、たとえば、特開平6−337622号公報、特開平8−21909号公報、特開平8−75912号公報などに種々の実施例が開示されているので、詳細については、これらの公報を参照されたい。
<<< §5. Combination with diffraction grating pattern >>
In the embodiments described so far, a plurality of original images are recorded as interference fringes in different recording areas, and the observed original images can be switched according to the viewpoint position. Here, a mode in which an original image recorded as interference fringes and an original image recorded as a diffraction grating pattern can be switched during observation will be described. First, a method for recording an original image as a diffraction grating pattern will be briefly described. Various examples of this method are disclosed in, for example, JP-A-6-337622, JP-A-8-21909, and JP-A-8-75912. For details, refer to these publications. Please refer.

原画像を干渉縞として記録するこれまで述べてきた手法は、基本的にはホログラムの原理に基く手法であり、三次元立体像を記録することが可能である。これに対し、原画像を回折格子パターンとして記録する手法は、基本的には回折格子からなる画素の集合として画像を表現する手法であり、二次元平面像しか記録することができない。したがって、この手法で記録された媒体は、本来のホログラムではなく、疑似ホログラムというべきものである。いま、図24(a) に示すような二次元の原画像を考える。図24(b) は、この原画像の画素情報を示したものである。この原画像は7×7の画素から構成されており、個々の画素が「1」または「0」のいずれかの画素値をもつ二値画像である。   The method described so far for recording an original image as interference fringes is basically a method based on the principle of hologram, and can record a three-dimensional stereoscopic image. On the other hand, the method of recording an original image as a diffraction grating pattern is basically a method of expressing an image as a set of pixels composed of diffraction gratings, and can only record a two-dimensional planar image. Therefore, the medium recorded by this method should be a pseudo hologram, not an original hologram. Consider a two-dimensional original image as shown in FIG. FIG. 24B shows pixel information of the original image. This original image is composed of 7 × 7 pixels, and is a binary image in which each pixel has a pixel value of “1” or “0”.

一方、図25に示すような画素パターンを用意する。この図25では、1つの画素パターンを拡大して示してあるが、実際には、この画素パターンの大きさは、図24に示す原画像を構成する1つの画素の大きさに相当する。この画素パターンは、回折格子からなるパターンであり、内部には、線幅dの格子線Lが、所定の配置角度θをもって、ピッチpで閉領域V内に配置されている。ここで、図示のようにXY座標系を定義しておけば、各格子線Lの配置角度θは、たとえば、X軸とのなす角として定義できる。もちろん、この画素パターンは、回折格子パターンであるから、格子線Lのピッチpは、光の波長に近い寸法に設定され、格子線Lの集合が回折格子として機能する必要がある。   On the other hand, a pixel pattern as shown in FIG. 25 is prepared. In FIG. 25, one pixel pattern is shown in an enlarged manner, but actually, the size of this pixel pattern corresponds to the size of one pixel constituting the original image shown in FIG. This pixel pattern is a pattern made of a diffraction grating. Inside, a lattice line L having a line width d is arranged in the closed region V at a pitch p with a predetermined arrangement angle θ. Here, if the XY coordinate system is defined as shown in the figure, the arrangement angle θ of each grid line L can be defined as an angle formed with the X axis, for example. Of course, since this pixel pattern is a diffraction grating pattern, the pitch p of the grating lines L is set to a dimension close to the wavelength of light, and the set of grating lines L needs to function as a diffraction grating.

さて、図24に示す原画像において、画素値「1」を有する各画素のそれぞれに、図25に示す画素パターンを割り付けると、図26に示すような回折格子パターンが得られる。このような割り付け作業は、図27に示すように、個々の画素の位置を座標値(a,b)で表現すれば、単純な演算処理で行うことができる。結局、所望の原画像を表現する回折格子パターンは、コンピュータによる演算によって、画像データとして得ることができる。このようにして得られた画像データを、たとえば、電子線描画装置などに与え、実際の媒体上に凹凸構造として回折格子パターンを形成すれば、この媒体は疑似ホログラムの記録媒体として機能することになる。すなわち、図26に示すような回折格子パターンが記録された媒体を観察すると、画素値「1」を有する画素部分が回折格子となっているため、これらの画素部分から何らかの回折光が観察されることになる。この回折光により、図26に示す例の場合「A」なる文字が認識できることになる。白色照明光の環境下で得られる回折光の強度や波長は、視点位置を動かすと(あるいは媒体自体を動かすと)変化するため、ホログラム再生像を観察したときに近い視覚的効果が得られることになる。   Now, when the pixel pattern shown in FIG. 25 is assigned to each pixel having the pixel value “1” in the original image shown in FIG. 24, a diffraction grating pattern as shown in FIG. 26 is obtained. As shown in FIG. 27, such an assignment operation can be performed by a simple calculation process if the position of each pixel is expressed by coordinate values (a, b). Eventually, a diffraction grating pattern representing a desired original image can be obtained as image data by computer calculation. If the image data obtained in this way is given to, for example, an electron beam drawing apparatus and a diffraction grating pattern is formed as an uneven structure on an actual medium, this medium will function as a pseudo-hologram recording medium. Become. That is, when observing a medium on which a diffraction grating pattern as shown in FIG. 26 is recorded, since pixel portions having a pixel value “1” are diffraction gratings, some diffracted light is observed from these pixel portions. It will be. With this diffracted light, the letter “A” can be recognized in the example shown in FIG. The intensity and wavelength of the diffracted light obtained in the environment of white illumination light changes when the viewpoint position is moved (or the medium itself is moved), so that a visual effect close to that obtained when observing the hologram reproduction image is obtained. become.

実際、このように回折格子パターンとして記録した原画像は、一般的なホログラム像として記録した原画像に比べて、明るく鮮明な再生像が得られるという特徴をもつ。このため、文字やマークなど、鮮明な輪郭線が必要な平面像を記録する場合によく利用されている。   In fact, the original image recorded as a diffraction grating pattern in this way has a feature that a bright and clear reproduced image can be obtained as compared with an original image recorded as a general hologram image. For this reason, it is often used for recording planar images such as characters and marks that require sharp outlines.

また、複数の原画像を、それぞれ回折格子パターンとして同一記録媒体上に重畳して記録し、視点位置を変えることにより、再生される原画像を切り換えることができるようにする手法も提案されており、既に実用化されている。たとえば、図28に示すような2通りの回折格子パターンP(A),P(B)を用意する。ここで、回折格子パターンP(A)は、「A」なる文字を構成するパターンであり、回折格子パターンP(B)は、「B」なる文字を構成するパターンである。それぞれ文字を構成する部分(画素値「1」を有する画素部分)に、図25に示すような画素パターンが割り付けられている。ただし、回折格子パターンP(A)において割り付けられている画素パターンの格子線の配置角度θが45°であるのに対し、回折格子パターンP(B)において割り付けられている画素パターンの格子線の配置角度θは90°となっている。また、両回折格子パターンP(A),P(B)において、同一の座標で示される画素位置には、両パターン同時に画素パターンが割り付けられることがないように構成されているため、両回折格子パターンP(A),P(B)を重ねることにより、図29に示すような回折格子パターンP(AB)を得ることができる。   A method has also been proposed in which a plurality of original images are recorded as a diffraction grating pattern superimposed on the same recording medium, and the reproduced original images can be switched by changing the viewpoint position. Has already been put to practical use. For example, two diffraction grating patterns P (A) and P (B) as shown in FIG. 28 are prepared. Here, the diffraction grating pattern P (A) is a pattern constituting the letter “A”, and the diffraction grating pattern P (B) is a pattern constituting the letter “B”. A pixel pattern as shown in FIG. 25 is assigned to a portion constituting each character (a pixel portion having a pixel value “1”). However, the arrangement angle θ of the grid line of the pixel pattern allocated in the diffraction grating pattern P (A) is 45 °, whereas the grid line of the pixel pattern allocated in the diffraction grating pattern P (B) is 45 °. The arrangement angle θ is 90 °. In addition, since both the diffraction grating patterns P (A) and P (B) are configured so that the pixel pattern is not assigned to the pixel positions indicated by the same coordinates at the same time. By overlapping the patterns P (A) and P (B), a diffraction grating pattern P (AB) as shown in FIG. 29 can be obtained.

このような回折格子パターンP(AB)を実際の媒体上に形成すると、視点位置を変えることにより、「A」なる文字が認識されたり、「B」なる文字が認識されたりする。これは、回折格子を構成する格子線の配置角度θによって、回折光の向きが定まるためである。すなわち、格子線配置角度θ=45°の回折格子からの回折光が到達する位置に視点を置いて観察すれば、図28に示す回折格子パターンP(A)のみが観察されるため、「A」なる文字が認識されるが、格子線配置角度θ=90°の回折格子からの回折光が到達する位置に視点を置いて観察すれば、図28に示す回折格子パターンP(B)のみが観察されるため、「B」なる文字が認識されることになる。   When such a diffraction grating pattern P (AB) is formed on an actual medium, the character “A” is recognized or the character “B” is recognized by changing the viewpoint position. This is because the direction of the diffracted light is determined by the arrangement angle θ of the grating lines constituting the diffraction grating. That is, if the observation is made with a viewpoint at the position where the diffracted light from the diffraction grating having the grating line arrangement angle θ = 45 ° arrives, only the diffraction grating pattern P (A) shown in FIG. ”Is recognized, but if the observation is made with the viewpoint at the position where the diffracted light from the diffraction grating having the grating line arrangement angle θ = 90 ° arrives, only the diffraction grating pattern P (B) shown in FIG. Since it is observed, the letter “B” is recognized.

ここで述べる実施形態は、§4までに述べてきた干渉縞による原画像の記録方法と、上述した回折格子パターンによる原画像の記録方法とを組み合わせたものである。ここでは、図30に示すように、4通りの原画像Fa,Fb,Fc,Fdが用意されているものとしよう。ここで、原画像Fa,Fcは立体原画像であり、干渉縞により記録されるべき画像であるのに対し、原画像Fb,Fdは平面原画像であり、回折格子パターンにより記録されるべき画像である。なお、ここでは説明の便宜上、干渉縞により記録すべき画像を立体像、回折格子パターンにより記録すべき画像を平面像、とした例を示すが、干渉縞により記録されるべき原画像は、必ずしも立体像である必要はない。たとえば、図30に示されている平面原画像FbやFdを干渉縞によって記録することも可能である。この場合、三次元空間内に、二次元文字列が配置されている状態が、ホログラム立体像として記録されることになる。   The embodiment described here is a combination of the original image recording method using the interference fringes described up to §4 and the above-described original image recording method using the diffraction grating pattern. Here, it is assumed that four original images Fa, Fb, Fc, and Fd are prepared as shown in FIG. Here, the original images Fa and Fc are stereoscopic original images and are images to be recorded by interference fringes, whereas the original images Fb and Fd are planar original images and images to be recorded by a diffraction grating pattern. It is. For convenience of explanation, an example in which an image to be recorded with interference fringes is a three-dimensional image and an image to be recorded with a diffraction grating pattern is a planar image is shown. However, an original image to be recorded with interference fringes is not necessarily It need not be a stereoscopic image. For example, the planar original images Fb and Fd shown in FIG. 30 can be recorded by interference fringes. In this case, a state in which the two-dimensional character string is arranged in the three-dimensional space is recorded as a hologram three-dimensional image.

図31は、図30に示す立体原画像Faを記録領域A内に干渉縞として記録し、平面原画像Fbを記録領域B内に回折格子パターンとして記録した媒体を示す概念図である。この図31では、便宜上、原画像Fa,Fbが同時に表示された状態が示されているが、記録領域A内に干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、記録領域B内に回折格子パターンを記録する際の格子線の配置方向と、の関係を調節することにより、干渉縞として記録された原画像Faと、回折格子パターンとして記録された原画像Fbとが、それぞれ異なる視点位置において観察したときに再生されるように構成することができる。   FIG. 31 is a conceptual diagram showing a medium in which the stereoscopic original image Fa shown in FIG. 30 is recorded as interference fringes in the recording area A and the planar original image Fb is recorded as a diffraction grating pattern in the recording area B. FIG. 31 shows the state in which the original images Fa and Fb are displayed at the same time for convenience. The incident direction of the reference light with respect to the recording surface when recording the interference fringes in the recording area A, and the recording area B are shown. The original image Fa recorded as interference fringes and the original image Fb recorded as diffraction grating patterns are respectively adjusted by adjusting the relationship between the arrangement direction of the grating lines when the diffraction grating pattern is recorded inside. It can be configured to be reproduced when observed at different viewpoint positions.

図32は、図30に示す4通りの原画像Fa,Fb,Fc,Fdのすべてを同一の記録媒体上に記録する場合の各記録領域の構成を示す平面図であり、4通りの原画像Fa,Fb,Fc,Fdにそれぞれ対応する4通りのグループGa,Gb,Gc,Gdに所属する各記録領域が示されている。すなわち、中央部分には、干渉縞記録グループGaに所属する記録領域A1,A2,A3,A4と、同じく干渉縞記録グループGcに所属する記録領域C1,C2,C3,C4と、が交互に配置されている。ここで、記録領域A1,A2,A3,A4には、原画像Faからの物体光と所定の参照光との干渉縞が記録され、記録領域C1,C2,C3,C4には、原画像Fcからの物体光と所定の参照光との干渉縞が記録されることになる。一方、四隅には、回折格子記録グループGbに所属する記録領域B1,B2と、回折格子記録グループGdに所属する記録領域D1,D2とが配置されている。ここで、記録領域B1,B2には、それぞれ原画像Fbが回折格子パターンとして記録され、記録領域D1,D2には、原画像Fdが回折格子パターンとして記録される(記録領域B1,B2には互いに同じ内容が記録され、記録領域D1,D2にも互いに同じ内容が記録される)。   FIG. 32 is a plan view showing the configuration of each recording area when all of the four original images Fa, Fb, Fc, and Fd shown in FIG. 30 are recorded on the same recording medium. Each recording area belonging to four groups Ga, Gb, Gc, and Gd corresponding to Fa, Fb, Fc, and Fd is shown. That is, recording areas A1, A2, A3, A4 belonging to the interference fringe recording group Ga and recording areas C1, C2, C3, C4 belonging to the interference fringe recording group Gc are alternately arranged in the central portion. Has been. Here, interference fringes between the object light from the original image Fa and the predetermined reference light are recorded in the recording areas A1, A2, A3, and A4, and the original image Fc is recorded in the recording areas C1, C2, C3, and C4. Interference fringes between the object light from and the predetermined reference light are recorded. On the other hand, recording areas B1, B2 belonging to the diffraction grating recording group Gb and recording areas D1, D2 belonging to the diffraction grating recording group Gd are arranged at the four corners. Here, the original image Fb is recorded as a diffraction grating pattern in each of the recording areas B1 and B2, and the original image Fd is recorded as a diffraction grating pattern in the recording areas D1 and D2 (in the recording areas B1 and B2). The same contents are recorded and the same contents are also recorded in the recording areas D1 and D2.)

この場合においても、記録領域A1〜A4および記録領域C1〜C4内に干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、記録領域B1,B2および記録領域D1,D2内に回折格子パターンを記録する際の格子線の配置方向と、の関係を調節することにより、特定の視点位置においてどの原画像が観察されるようにするかを任意に設定することが可能になる。たとえば、第1の視点位置から観察した場合には、図33に示すように、記録領域A1〜A4内に記録された原画像Faと、記録領域B1,B2内に記録された原画像Fbとが同時に観察され、第2の視点位置から観察した場合には、図34に示すように、記録領域C1〜C4内に記録された原画像Fcと、記録領域D1,D2内に記録された原画像Fdとが同時に観察されるような設定を行うこともできよう。もちろん、4つの異なる視点位置において、原画像Fa,Fb,Fc,Fdがそれぞれ別個に観察されるような設定も可能であるし、好みに応じて、どのような設定を行うのも自由である。要するに、干渉縞として記録される原画像については、記録時の参照光の角度を調節することにより観察可能な視点位置を自由に設定することができ、回折格子パターンとして記録される原画像については、画素位置に割り付けられる画素パターン内の格子線角度を調節することにより観察可能な視点位置を自由に設定することができる。   Also in this case, the incident direction with respect to the recording surface of the reference light when the interference fringes are recorded in the recording areas A1 to A4 and the recording areas C1 to C4, and the diffraction gratings in the recording areas B1 and B2 and the recording areas D1 and D2 It is possible to arbitrarily set which original image is to be observed at a specific viewpoint position by adjusting the relationship between the arrangement direction of the grid lines when recording the pattern. For example, when observed from the first viewpoint position, as shown in FIG. 33, the original image Fa recorded in the recording areas A1 to A4 and the original image Fb recorded in the recording areas B1 and B2 Are simultaneously observed and observed from the second viewpoint position, as shown in FIG. 34, the original image Fc recorded in the recording areas C1 to C4 and the original images recorded in the recording areas D1 and D2 are displayed. It can also be set so that the image Fd is observed simultaneously. Of course, it is possible to set the original images Fa, Fb, Fc, and Fd to be observed separately at four different viewpoint positions, and any setting can be made according to preference. . In short, for the original image recorded as interference fringes, the observable viewpoint position can be freely set by adjusting the angle of the reference light at the time of recording. For the original image recorded as the diffraction grating pattern, The observable viewpoint position can be freely set by adjusting the lattice line angle in the pixel pattern assigned to the pixel position.

ここで述べた実施形態に係るホログラム記録媒体は、結局、媒体の記録面上に複数の記録領域が設けられており、各記録領域はN通りの干渉縞記録グループ(N≧1)およびK通りの回折格子記録グループ(K≧1)のいずれかに所属し、第n番目(1≦n≦N)の干渉縞記録グループに所属する記録領域内には、N通りのうちの第n番目の干渉縞記録用原画像からの物体光と、N通りのうちの第n番目の参照光との干渉縞が記録されており、第k番目(1≦k≦K)の回折格子記録グループに所属する記録領域内には、K通りのうちの第k番目の回折格子記録用原画像が回折格子パターンとして記録されている、という特徴を有していることになる。   The hologram recording medium according to the embodiment described here is eventually provided with a plurality of recording areas on the recording surface of the medium, and each recording area has N interference fringe recording groups (N ≧ 1) and K patterns. In the recording area belonging to any one of the diffraction grating recording groups (K ≧ 1) and belonging to the nth (1 ≦ n ≦ N) interference fringe recording group. Interference fringes of the object light from the interference fringe recording original image and the nth reference light among the N patterns are recorded and belong to the kth (1 ≦ k ≦ K) diffraction grating recording group. In the recording area, the k-th original image for recording a diffraction grating is recorded as a diffraction grating pattern.

ここで、複数N通りの干渉縞記録用原画像について、N通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる原画像が再生されるようにするためには、干渉縞記録時におけるN通り(N≧2)の参照光の記録面に対する各入射方向を互いに異なるように設定すればよいし、複数K通りの回折格子記録用原画像について、K通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる原画像が再生されるようにするためには、各原画像を、回折光の放射方向がそれぞれ異なる回折格子(別言すれば、格子線配置角度の異なる回折格子)によって記録すればよい。   Here, in order to reproduce a plurality of N kinds of original images for interference fringe recording when viewed from N viewpoint positions, different N images at the time of interference fringe recording (N ≧ 2) The incident directions of the reference light with respect to the recording surface may be set to be different from each other. When a plurality of K diffraction grating recording original images are observed from K viewpoint positions, they are different from each other. In order to reproduce an image, each original image may be recorded by diffraction gratings having different radiation directions of diffracted light (in other words, diffraction gratings having different grating line arrangement angles).

図35は、図30に示す立体原画像Faと平面原画像Fbとを、同一記録媒体上に重ねて記録する場合の各記録領域の構成を示す平面図であり、2通りの原画像Fa,Fbにそれぞれ対応する2通りのグループGa,Gbに所属する各記録領域が示されている。すなわち、この例では、干渉縞記録グループGaに所属する記録領域A1〜A6と、回折格子記録グループGbに所属する記録領域B1〜B5とが、交互に配置されている。図36は、図35に示すように各記録領域を定義した媒体上に、干渉縞あるいは回折格子パターンを実際に記録した状態を示す平面図である。この例では、各記録領域A1〜A6およびB1〜B5の縦方向の幅(具体的には50μm)が、原画像Fbを構成する画素の1画素分の縦幅に相当するように設定されているため、各記録領域B1〜B5には、それぞれ1行分の画素配列に相当する回折格子パターンが割り付けられている。もちろん、各記録領域B1〜B5の縦方向の幅を、1画素分の縦幅のW倍に設定し、各記録領域B1〜B5内に、それぞれW行分の画素配列に相当する回折格子パターンを割り付けるようにしてもかまわない。なお、各記録領域A1〜A6には、原画像Faからの物体光と所定の参照光との干渉縞が記録されることになる。   FIG. 35 is a plan view showing the configuration of each recording area in the case where the stereoscopic original image Fa and the planar original image Fb shown in FIG. 30 are recorded on the same recording medium, and the two original images Fa, Each recording area belonging to two groups Ga and Gb respectively corresponding to Fb is shown. That is, in this example, the recording areas A1 to A6 belonging to the interference fringe recording group Ga and the recording areas B1 to B5 belonging to the diffraction grating recording group Gb are alternately arranged. FIG. 36 is a plan view showing a state in which interference fringes or diffraction grating patterns are actually recorded on the medium in which each recording area is defined as shown in FIG. In this example, the vertical widths (specifically, 50 μm) of the recording areas A1 to A6 and B1 to B5 are set so as to correspond to the vertical width of one pixel constituting the original image Fb. Therefore, each of the recording regions B1 to B5 is assigned a diffraction grating pattern corresponding to a pixel array for one row. Of course, the vertical width of each of the recording areas B1 to B5 is set to W times the vertical width of one pixel, and the diffraction grating pattern corresponding to the pixel array of W rows in each of the recording areas B1 to B5. May be assigned. In each of the recording areas A1 to A6, interference fringes between the object light from the original image Fa and the predetermined reference light are recorded.

この図36に示すような実施例においても、記録領域A1〜A6内に干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、記録領域B1〜B5内に回折格子パターンを記録する際の格子線の配置方向と、の関係を調節すれば、ある視点位置においては原画像Faのみが観察され、別な視点位置においては原画像Fbのみが観察されるような設定が可能である。   Also in the embodiment as shown in FIG. 36, when the interference fringes are recorded in the recording areas A1 to A6, the incident direction with respect to the recording surface of the reference light and when the diffraction grating pattern is recorded in the recording areas B1 to B5. By adjusting the relationship with the arrangement direction of the grid lines, it is possible to set so that only the original image Fa is observed at a certain viewpoint position and only the original image Fb is observed at another viewpoint position.

図37は、図30に示す立体原画像Fa,Fcと平面原画像Fbとを、同一記録媒体上に重ねて記録する場合の各記録領域の構成を示す平面図であり、3通りの原画像Fa,Fb,Fcにそれぞれ対応する3通りのグループGa,Gb,Gcに所属する各記録領域が示されている。すなわち、この例では、干渉縞記録グループGaに所属する記録領域A1〜A3と、回折格子記録グループGbに所属する記録領域B1〜B5と、干渉縞記録グループGcに所属する記録領域C1〜C3と、が規則的に配置されている。図38は、図37に示すように各記録領域を定義した媒体上に、干渉縞あるいは回折格子パターンを実際に記録した状態を示す平面図である。各記録領域B1〜B5には、原画像Fbの1行分の画素配列に相当する回折格子パターンが割り付けられており、各記録領域A1〜A3には、原画像Faからの物体光と所定の参照光との干渉縞が記録されており、各記録領域C1〜C3には、原画像Fcからの物体光と所定の参照光との干渉縞が記録されている。   FIG. 37 is a plan view showing the configuration of each recording area in the case where the stereoscopic original images Fa and Fc and the planar original image Fb shown in FIG. 30 are recorded on the same recording medium. Each recording area belonging to three groups Ga, Gb, and Gc corresponding to Fa, Fb, and Fc is shown. That is, in this example, the recording areas A1 to A3 belonging to the interference fringe recording group Ga, the recording areas B1 to B5 belonging to the diffraction grating recording group Gb, and the recording areas C1 to C3 belonging to the interference fringe recording group Gc , Are regularly arranged. FIG. 38 is a plan view showing a state in which interference fringes or diffraction grating patterns are actually recorded on the medium in which each recording area is defined as shown in FIG. A diffraction grating pattern corresponding to a pixel array for one row of the original image Fb is assigned to each of the recording areas B1 to B5, and object light from the original image Fa and a predetermined amount are assigned to each of the recording areas A1 to A3. Interference fringes with reference light are recorded, and interference fringes between object light from the original image Fc and predetermined reference light are recorded in the recording areas C1 to C3.

この図38に示すような実施例においても、記録領域A1〜A3内に干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、記録領域C1〜C3内に干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、記録領域B1〜B5内に回折格子パターンを記録する際の格子線の配置方向と、の関係を調節すれば、ある視点位置においては原画像Faのみが観察され、別な視点位置においては原画像Fbのみが観察され、更に別な視点位置においては原画像Fcのみが観察されるような設定が可能である。   Also in the embodiment as shown in FIG. 38, the incident direction with respect to the recording surface of the reference light when the interference fringes are recorded in the recording areas A1 to A3 and the interference fringes in the recording areas C1 to C3 are recorded. If the relationship between the incident direction of the reference light with respect to the recording surface and the arrangement direction of the grating lines when recording the diffraction grating pattern in the recording areas B1 to B5 is adjusted, only the original image Fa is observed at a certain viewpoint position. Further, it is possible to set so that only the original image Fb is observed at another viewpoint position, and only the original image Fc is observed at another viewpoint position.

なお、この図38に示す例のように、同一グループに所属する複数の記録領域を、記録面の全面に分散して配置するようにし、同一の干渉縞記録グループに所属する記録領域の空間的な配置周期に比べて、同一の回折格子記録グループに所属する記録領域の空間的な配置周期を短く設定すると、回折格子パターンを用いて記録する原画像の解像度を、干渉縞を用いて記録する原画像の解像度よりも高くすることができる。たとえば、図38の例の場合、干渉縞記録グループGaに所属する記録領域A1,A2,A3は4行分の周期で配置されているが、回折格子記録グループGbに所属する記録領域B1〜B5は2行分の周期で配置されており、原画像Fbの解像度が高くなっている。一般に、回折格子パターンを用いて記録した原画像は、干渉縞を用いて記録した原画像に比べて、明るく鮮明な再生像が得られるので、文字やマークなどからなる原画像の記録に利用されることが多い。したがって、回折格子パターンを用いて記録した原画像の解像度を高めれば、文字やマークの解像度を高めることができるので好ましい。   Incidentally, as in the example shown in FIG. 38, a plurality of recording areas belonging to the same group are arranged in a distributed manner on the entire recording surface, so that the spatial area of the recording areas belonging to the same interference fringe recording group can be reduced. If the spatial arrangement period of recording areas belonging to the same diffraction grating recording group is set shorter than the arrangement period, the resolution of the original image recorded using the diffraction grating pattern is recorded using interference fringes. It can be higher than the resolution of the original image. For example, in the example of FIG. 38, the recording areas A1, A2, and A3 belonging to the interference fringe recording group Ga are arranged with a period of four rows, but the recording areas B1 to B5 belonging to the diffraction grating recording group Gb. Are arranged in a cycle of two rows, and the resolution of the original image Fb is high. In general, an original image recorded using a diffraction grating pattern can be used to record an original image composed of characters, marks, and the like because a brighter and clearer reproduced image can be obtained than an original image recorded using interference fringes. Often. Therefore, it is preferable to increase the resolution of the original image recorded using the diffraction grating pattern because the resolution of characters and marks can be increased.

図39は、図30に示す4通りの原画像Fa,Fb,Fc,Fdのすべてを同一の記録媒体上に記録する場合の各記録領域の構成を示す平面図であり、4通りの原画像Fa,Fb,Fc,Fdにそれぞれ対応する4通りのグループGa,Gb,Gc,Gdに所属する各記録領域が示されている。すなわち、干渉縞記録グループGaに所属する記録領域A1,A2,A3と、回折格子記録グループGbに所属する記録領域B1,B2,B3と、干渉縞記録グループGcに所属する記録領域C1,C2,C3と、回折格子記録グループGdに所属する記録領域D1,D2,D3とが、周期的に配置されている。回折格子パターンを用いて記録される原画像FbとFdとは、用いる画素パターンの格子線配置角度を変えることにより、異なる視点位置から観察できるようにすることが可能であるので、格子線配置角度や干渉縞記録時の参照光の入射方向を調整すれば、4通りの原画像Fa,Fb,Fc,Fdのすべてが、それぞれ別々の視点位置において観察されるような設定も可能である。   FIG. 39 is a plan view showing the configuration of each recording area when all of the four original images Fa, Fb, Fc, and Fd shown in FIG. 30 are recorded on the same recording medium. Each recording area belonging to four groups Ga, Gb, Gc, and Gd corresponding to Fa, Fb, Fc, and Fd is shown. That is, the recording areas A1, A2, A3 belonging to the interference fringe recording group Ga, the recording areas B1, B2, B3 belonging to the diffraction grating recording group Gb, and the recording areas C1, C2, belonging to the interference fringe recording group Gc. C3 and recording areas D1, D2, and D3 belonging to the diffraction grating recording group Gd are periodically arranged. The original images Fb and Fd recorded using the diffraction grating pattern can be observed from different viewpoint positions by changing the grid line arrangement angle of the pixel pattern to be used. If the incident direction of the reference light at the time of interference fringe recording is adjusted, it is possible to set so that all of the four original images Fa, Fb, Fc, and Fd are observed at different viewpoint positions.

以上、本発明を図示するいくつかの実施形態に基いて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。たとえば、本発明に係るホログラム記録媒体は、実用上は、コンピュータを用いた演算による計算機ホログラムとして作成するのが好ましいが、物理的な作業が可能であれば、この作成工程の全部もしくは一部を光学的な方法で行うようにしてもかまわない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on some embodiment shown in figure, this invention is not limited to these embodiment, In addition, it can implement with a various form. For example, the hologram recording medium according to the present invention is practically preferably created as a computer generated hologram by calculation using a computer. However, if a physical operation is possible, all or part of the creation process is performed. It may be performed by an optical method.

10…原画像
20…記録媒体(記録面)
A,A1〜A6…記録領域
B,B1〜B5,B1−1〜B3−2,Bα1,Bα2,Bβ1,Bβ2…記録領域
B1(R),B1(G),B1(B)〜B4(R),B4(G),B4(B)…分割領域
C,C1〜C4,Ci…記録領域
D1〜D3…記録領域
d…線幅
Fa,Fb,Fc,Fd…原画像
Fbα,Fbβ…単色部分原画像
Fb(R),Fb(G),Fb(B)…各色成分画像
Ga,Gb,Gc,Gd,Gbα、Gbβ…グループおよびサブグループ
h…記録領域のY軸方向の幅
L…格子線
L1〜L3,Li…単位線分
N…法線
O,O1,Oi,OI,Oa,Ob,Oc…物体光
P,P1,Pi,PI…原画像上の点光源
P11〜P33,Pij…単位線分上の点光源
P(A),P(B),P(AB)…回折格子パターン
p…格子線のピッチ
Q,Q(x,y)…記録面上の1点
R,Ra,Rb,Rc…参照光
Ryz,Rxz,Rxy…参照光の投影像
S…物体光の照射領域
V…閉領域
θ…格子線配置角度
θyz,θxz,θxy…参照光の入射方向を示す角度
Ψ…物体光のX軸方向の広がり角
ξ…物体光のY軸方向の広がり角
10 ... Original image 20 ... Recording medium (recording surface)
A, A1 to A6 ... recording areas B, B1 to B5, B1-1 to B3-2, Bα1, Bα2, Bβ1, Bβ2 ... recording areas B1 (R), B1 (G), B1 (B) to B4 (R ), B4 (G), B4 (B)... Divided areas C, C1 to C4, Ci... Recording areas D1 to D3... Recording areas d... Line widths Fa, Fb, Fc, Fd ... original images Fb.alpha., Fb.beta. Original image Fb (R), Fb (G), Fb (B)... Each color component image Ga, Gb, Gc, Gd, Gbα, Gbβ... Group and subgroup h. L1 to L3, Li, unit line segment N, normal line O, O1, Oi, OI, Oa, Ob, Oc, object light P, P1, Pi, PI, point light sources P11 to P33, Pij, unit on the original image Point light sources P (A), P (B), P (AB) on the line segment ... Diffraction grating pattern p ... H Q, Q (x, y) ... one point R, Ra, Rb, Rc on the recording surface ... reference light Ryz, Rxz, Rxy ... projected image S of the reference light S ... irradiation area V of the object light ... closed area θ ... Lattice line arrangement angles θyz, θxz, θxy ... An angle indicating the incident direction of the reference light Ψ ... A spread angle in the X-axis direction of the object light ξ ... A spread angle in the Y-axis direction of the object light

Claims (18)

媒体の記録面上に複数の記録領域が設けられており、各記録領域はN通りのグループ(N≧2)のいずれかに所属し、第n番目(1≦n≦N)のグループに所属する記録領域内には、N通りのうちの第n番目の原画像からの物体光と、N通りのうちの第n番目の参照光との干渉縞が記録されており、この記録時におけるN通りの参照光の前記記録面に対する各入射方向は互いに異なるように設定されており、N通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる原画像が再生されるように構成されており、
かつ、同一グループに所属する複数の記録領域が、記録面の全面に分散して配置されており、第n番目の視点位置から観察したときに、分散配置された第n番目のグループに所属する記録領域からの光により第n番目の原画像が観察されることを特徴とするホログラム記録媒体。
A plurality of recording areas are provided on the recording surface of the medium, and each recording area belongs to one of N groups (N ≧ 2) and belongs to the nth group (1 ≦ n ≦ N). In the recording area to be recorded, interference fringes between the object light from the nth original image of the N ways and the nth reference light of the N ways are recorded. The incident directions of the street reference light with respect to the recording surface are set to be different from each other, and when viewed from N viewpoint positions, different original images are reproduced .
In addition, a plurality of recording areas belonging to the same group are distributed over the entire recording surface, and belong to the distributed nth group when observed from the nth viewpoint position. A hologram recording medium, wherein an nth original image is observed by light from a recording area.
請求項1に記載のホログラム記録媒体において、
同一グループに所属する複数の記録領域が、記録面上において一定の周期で規則的に配置されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
The hologram recording medium according to claim 1 ,
A hologram recording medium characterized in that a plurality of recording areas belonging to the same group are regularly arranged on the recording surface at a constant period.
請求項1または2に記載のホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面上に、X軸方向に細長い矩形からなる記録領域がY軸方向に多数並べられており、Y軸方向に隣接する各記録領域が互いに異なるグループに所属するように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
The hologram recording medium according to claim 1 or 2 ,
On the recording surface defined on the XY plane, a large number of rectangular recording areas that are elongated in the X-axis direction are arranged in the Y-axis direction so that the recording areas adjacent in the Y-axis direction belong to different groups. A holographic recording medium comprising:
請求項1〜3のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面に対して入射する参照光を、YZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θyzがN通りの参照光すべてについてほぼ同一となり、XZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θxzがN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なるような設定がなされていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 3 ,
When the reference light incident on the recording surface defined on the XY plane is projected onto the YZ plane, the angle θyz formed by the projected image and the normal set up on the recording surface is substantially the same for all N reference lights. Thus, when projected onto the XZ plane, the angle θxz between the projected image and the normal set up on the recording surface is set so that the angle θxz is sufficiently different as necessary for observing different original images. A holographic recording medium comprising:
請求項1〜3のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面に対して入射する参照光を、YZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θyzがN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なり、XZ平面へ投影した場合、投影像と記録面に立てた法線とのなす角θxzがN通りの参照光すべてについてほぼ同一となるような設定がなされていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 3 ,
When the reference light incident on the recording surface defined on the XY plane is projected onto the YZ plane, the angle θyz formed by the projected image and the normal set up on the recording surface differs for all N reference lights. The setting is such that the angle θxz formed by the projected image and the normal line standing on the recording surface is substantially the same for all N reference lights when projected onto the XZ plane, sufficiently different to the extent necessary for observing the original image. A hologram recording medium characterized by being made.
請求項1〜3のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
XY平面上に定義された記録面に対して入射する参照光と、この記録面に立てた法線とのなす角度が、N通りの参照光すべてについてほぼ同一となり、この参照光を記録面へ投影した場合、投影像とX軸またはY軸とのなす角度がN通りの参照光すべてについて、異なる原画像の観察に必要な程度十分に異なるような設定がなされていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 3 ,
The angle formed between the reference light incident on the recording surface defined on the XY plane and the normal line standing on the recording surface is substantially the same for all N reference lights, and this reference light is applied to the recording surface. A hologram characterized in that, when projected, all the reference beams having N angles between the projected image and the X-axis or the Y-axis are set to be sufficiently different as necessary for observation of different original images. recoding media.
請求項1〜6のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
原画像から記録面へ向かう物体光の広がり角を制限することにより得られる干渉縞が記録されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 6 ,
A hologram recording medium on which interference fringes obtained by limiting the spread angle of object light from an original image toward a recording surface are recorded.
請求項1〜7のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
N通りの各原画像が、一連の動画を構成するそれぞれ1コマ分の静止画像から構成されており、視点位置を時間とともにN通りに変化させたときに、Nコマからなる動画が観察できるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 7 ,
Each of the N original images is composed of one frame of still images constituting a series of moving images, and when the viewpoint position is changed in N ways with time, a moving image composed of N frames can be observed. A holographic recording medium comprising:
請求項8に記載のホログラム記録媒体において、
同一の表示対象物を含む複数コマ分の静止画像によって動画が構成され、各コマにおける前記表示対象物の表示位置を異ならせることにより、前記表示対象物が移動してゆく状態を示す動画が観察できるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
The hologram recording medium according to claim 8 , wherein
A moving image is composed of still images of a plurality of frames including the same display object, and a moving image is observed showing a state in which the display object moves by changing the display position of the display object in each frame. A hologram recording medium configured to be capable of performing the above.
請求項1〜9のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
特定のグループについては、更にM通り(M≧2)のサブグループが定義されており、第m番目(1≦m≦M)のサブグループに所属する記録領域内には、それぞれ単色で着色されたM通りの単色部分原画像を組み合わせることにより構成される原画像のうち、第m番目の単色部分原画像からの物体光と、この物体光と同色の参照光との干渉縞が記録されており、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察したときに、M通りの色をもったカラー画像として前記原画像が再生されるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 9 ,
For a specific group, there are further defined M (M ≧ 2) subgroups, and each recording area belonging to the mth (1 ≦ m ≦ M) subgroup is colored with a single color. Among the original images composed by combining the M single-color partial original images, interference fringes between the object light from the m-th single-color partial original image and the reference light having the same color as the object light are recorded. The original image is reproduced as a color image having M colors when irradiated with white reproduction illumination light and observed from a predetermined viewpoint position. Hologram recording medium.
請求項1〜9のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
特定のグループに所属する記録領域がそれぞれT個の分割領域に分けられており(T≧2)、第t番目(1≦t≦T)の分割領域には、T個の色成分をもった原画像からの第t番目の色成分に対応する物体光と、この物体光と同色の参照光との干渉縞が記録されており、白色の再生用照明光を照射して所定の視点位置から観察したときに、T通りの色をもったカラー画像として前記原画像が再生されるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 9 ,
Each recording area belonging to a specific group is divided into T divided areas (T ≧ 2), and the tth (1 ≦ t ≦ T) divided area has T color components. Interference fringes between the object light corresponding to the t-th color component from the original image and the reference light of the same color as the object light are recorded, and white reproduction illumination light is irradiated from a predetermined viewpoint position. A hologram recording medium configured to reproduce the original image as a color image having T colors when observed.
媒体の記録面上に複数の記録領域が設けられており、各記録領域はN通りの干渉縞記録グループ(N≧1)およびK通りの回折格子記録グループ(K≧1)のいずれかに所属し、第n番目(1≦n≦N)の干渉縞記録グループに所属する記録領域内には、N通りのうちの第n番目の干渉縞記録用原画像からの物体光と、N通りのうちの第n番目の参照光との干渉縞が記録されており、第k番目(1≦k≦K)の回折格子記録グループに所属する記録領域内には、K通りのうちの第k番目の回折格子記録用原画像が回折格子パターンとして記録されており、
かつ、同一干渉縞記録グループに所属する複数の記録領域が、記録面の全面に分散して配置されており、第n番目の視点位置から観察したときに、分散配置された第n番目の干渉縞記録グループに所属する記録領域からの光により第n番目の原画像が観察されることを特徴とするホログラム記録媒体。
A plurality of recording areas are provided on the recording surface of the medium, and each recording area belongs to one of N interference fringe recording groups (N ≧ 1) and K diffraction grating recording groups (K ≧ 1). In the recording area belonging to the nth (1 ≦ n ≦ N) interference fringe recording group, the object light from the nth interference fringe recording original image and N ways Interference fringes with the nth reference beam are recorded, and the kth of the K patterns (1 ≦ k ≦ K) in the recording area belonging to the kth (1 ≦ k ≦ K) diffraction grating recording group. The original image for recording a diffraction grating is recorded as a diffraction grating pattern ,
In addition, a plurality of recording areas belonging to the same interference fringe recording group are distributed over the entire recording surface, and when observed from the nth viewpoint position, the nth interferences are distributed. A hologram recording medium, wherein the nth original image is observed by light from a recording area belonging to a fringe recording group.
請求項12に記載のホログラム記録媒体において、
干渉縞を記録する際の参照光の記録面に対する入射方向と、回折格子を記録する際の格子線の配置方向と、の関係を調節することにより、干渉縞記録用原画像と回折格子記録用原画像とが、それぞれ異なる視点位置において観察したときに再生されるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
The hologram recording medium according to claim 12 ,
By adjusting the relationship between the incident direction of the reference beam on the recording surface when recording the interference fringes and the arrangement direction of the grating lines when recording the diffraction grating, the original image for recording the interference fringes and the diffraction grating recording are adjusted. A hologram recording medium configured to be reproduced when an original image is observed at different viewpoint positions.
請求項12に記載のホログラム記録媒体において、
干渉縞記録時におけるN通り(N≧2)の参照光の記録面に対する各入射方向が互いに異なるように設定されており、N通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる干渉縞記録用原画像が再生されるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
The hologram recording medium according to claim 12 ,
The incident directions of the N kinds (N ≧ 2) of the reference light with respect to the recording surface at the time of interference fringe recording are set to be different from each other, and different interference fringe recording originals are observed when viewed from N viewpoint positions. A hologram recording medium configured to reproduce an image.
請求項12に記載のホログラム記録媒体において、
K通り(K≧2)の回折格子記録用原画像が、回折光の放射方向がそれぞれ異なる回折格子によって記録されており、K通りの視点位置から観察したときに、それぞれ異なる回折格子記録用原画像が再生されるように構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
The hologram recording medium according to claim 12 ,
The K diffraction (K ≧ 2) diffraction grating recording original images are recorded by diffraction gratings having different radiation directions of the diffracted light. When observed from K viewpoint positions, the diffraction grating recording originals differ from each other. A hologram recording medium configured to reproduce an image.
請求項1〜15のいずれかに記載のホログラム記録媒体において、
干渉縞が、もしくは、干渉縞および回折格子パターンが、媒体表面に形成された微細な凹凸構造によって構成されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
In the hologram recording medium according to any one of claims 1 to 15 ,
A hologram recording medium characterized in that the interference fringes or the interference fringes and the diffraction grating pattern are constituted by a fine uneven structure formed on the surface of the medium.
請求項1〜16のいずれかに記載のホログラム記録媒体を製造する方法であって、
同一グループに所属する記録領域のみが露出するように、記録面を構成する感光板の表面を遮光マスクで覆い、露出した記録領域に1つの原画像を光学的に記録する工程を、グループの数だけ繰り返し実行することを特徴とするホログラム記録媒体の製造方法。
A method for producing the hologram recording medium according to claim 1 ,
Covering the surface of the photosensitive plate constituting the recording surface with a light-shielding mask so that only the recording area belonging to the same group is exposed, and optically recording one original image in the exposed recording area A method for producing a hologram recording medium, wherein the method is repeatedly executed.
請求項1〜16のいずれかに記載のホログラム記録媒体を製造する方法であって、
各記録領域ごとに、その所属グループを考慮して、記録すべき干渉縞もしくは回折格子パターンに対応する画像データをコンピュータを用いた演算により求め、求めた画像データに基いて物理的な媒体にパターンを描画することを特徴とするホログラム記録媒体の製造方法。
A method for producing the hologram recording medium according to claim 1 ,
For each recording area, considering the group to which it belongs, the image data corresponding to the interference fringes or diffraction grating pattern to be recorded is obtained by calculation using a computer, and the pattern is formed on the physical medium based on the obtained image data. A method for producing a hologram recording medium, characterized in that
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