JPH02149880A - Projection type multiplex recording device and multiplex recording method - Google Patents

Projection type multiplex recording device and multiplex recording method

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JPH02149880A
JPH02149880A JP63302262A JP30226288A JPH02149880A JP H02149880 A JPH02149880 A JP H02149880A JP 63302262 A JP63302262 A JP 63302262A JP 30226288 A JP30226288 A JP 30226288A JP H02149880 A JPH02149880 A JP H02149880A
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recording medium
light
pixel
recorded
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Sadakichi Hotta
定吉 堀田
Makoto Kato
誠 加藤
Kenji Kanai
金井 謙二
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  • Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To record a hologram having excellent image quality by superposing plural images on the same part of a recording medium every proper time width and recording them. CONSTITUTION:By using a spatial modulation element 24 which displays the plane image as a variable density pattern where transmittivity or reflectance is modulated with an external signal such as a video signal, etc., and adding the modulation of the time pulse width in accordance with the signal level every picture element, image information temporally different is superposed on the same part of the recording medium 10 every proper time and recorded. Therefore, the hologram having the excellent image quality is recorded by superposing and recording the images which are temporally same or different on the same part of the recording medium every proper time, even in the case of using the spatial modulation element 24 which only displays about eight gradation.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、大量の画像情報を高コントラスト且つ高諧調
に直接叉はホログラム等の形態で記録する多重記録装置
および多重記録方法に関し、特に、画像情報とりわけ一
連の映像信号をホログラムに記録し、鮮明な3次元画像
合成を可能にする新規な投射型多重記録装置及び多重記
録方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a multiplex recording device and a multiplex recording method for recording a large amount of image information with high contrast and high gradations directly or in the form of a hologram, etc. In particular, the present invention relates to a new projection type multiplex recording device and multiplex recording method that record a series of video signals on a hologram and enable clear three-dimensional image synthesis.

従来の技術 近年、情報記録再生システムとして各種の電子的、磁気
的、光学的あるいはそれらの複合された媒体を用いたも
のが開発されている。その中で画像情報を高品質かつ高
密度に記録可能なホログラムメモリーは、1960年代
以降特に注目を集め、コンピューターメモリーあるいは
ビデオメモリーへの応用等が盛んに研究された。また3
次元表示技術の研究開発は芸術番教育O医療分野にもお
よぶ広がりを見せている。例えば、3次元物体を各方向
から写真に撮っておき、これを−枚のシート状ホログラ
ムに合成して、視差を存する3次元像として表示可能に
したホログラフィック・ステレオグラムが開発され、レ
ーザーあるいは非レーザー光源(白色光源も可)で再生
して相当の画質を実現している。
2. Description of the Related Art In recent years, information recording and reproducing systems using various electronic, magnetic, optical, or a combination of these media have been developed. Among these, hologram memory, which can record image information with high quality and high density, has attracted particular attention since the 1960s, and its application to computer memory or video memory has been actively researched. Also 3
Research and development of dimensional display technology is expanding to include art, education, and medical fields. For example, a holographic stereogram has been developed in which a three-dimensional object is photographed from each direction and then combined into a sheet-like hologram that can be displayed as a three-dimensional image with parallax. Reproduction using a non-laser light source (white light source is also possible) achieves considerable image quality.

以下に、ホログラフィック・ステレオグラムについて述
べる。第5図は従来のホログラフィック・ステレオグラ
ムのホログラム記録光学系を模式的に示す図である。ま
ず第5図(a)のように360度回転可能な台1上の3
次元物体を微小角ずつ見る方向の異なる一連の2次元画
像として映写機3で写す。次に、同図(b)のように撮
影したフィルム4にレーザービーム5を照射し、レンズ
8、 7. 8を介してスリット開口を宵するスクリー
ン9に投射して、その背面に設けられたフィルム状記録
媒体10にホログラムを記録する。ここで、上方に位置
する参照光源11から参照光を入射させる。なお、記録
媒体10を透過するビームは直線12の位置に収束する
。第6図は、こうして得られたホログラム列の記録され
た記録媒体10を円筒状に形成して、像合成する原理を
示す図である。第6図(a)は、発散レーザー光13を
用いてホログラム14から3次元像を再生する方式で、
直線15で示される位置で観測者が目視すると、観測者
の両眼16.17に入射する再生画像がそれぞれ異なり
、視差の効果に依って3次元像18が得られる。第6図
(b)は、白色光源1θで同様の3次元像再生を行う方
式を示す。この場合は、目の位置をホログラム14のや
や後方において色分散を生じた赤色、緑色、青色の回折
像成分20〜22の一部、例えば中央の緑色像21)の
みを見るよう設計したものである。
The holographic stereogram will be described below. FIG. 5 is a diagram schematically showing a conventional holographic stereogram hologram recording optical system. First, as shown in Figure 5(a), 3 on the table 1 that can rotate 360 degrees.
A projector 3 projects a dimensional object as a series of two-dimensional images viewed from different angles at a time. Next, the photographed film 4 is irradiated with a laser beam 5 as shown in FIG. 4(b), and the lenses 8, 7. The hologram is projected onto a screen 9 through a slit opening 8 and recorded on a film-like recording medium 10 provided on the back surface thereof. Here, reference light is made to enter from a reference light source 11 located above. Note that the beam passing through the recording medium 10 converges at the position of the straight line 12. FIG. 6 is a diagram showing the principle of image synthesis by forming the recording medium 10 on which the hologram array obtained in this way is recorded into a cylindrical shape. FIG. 6(a) shows a method for reproducing a three-dimensional image from a hologram 14 using a diverging laser beam 13.
When an observer looks at the position indicated by the straight line 15, the reproduced images incident on the observer's eyes 16 and 17 are different, and a three-dimensional image 18 is obtained due to the effect of parallax. FIG. 6(b) shows a method for performing similar three-dimensional image reproduction using a white light source 1θ. In this case, the eye position is designed so that the eyes are positioned slightly behind the hologram 14 so that only a portion of the red, green, and blue diffraction image components 20 to 22 (for example, the central green image 21) that have undergone chromatic dispersion can be seen. be.

発明が解決しようとする課題 従来のホログラフィック・ステレオグラムにおいては、
実際の3次元物体を一度写真フィルムに撮影する過程が
必要不可欠であり、フィルムの現像処理後、更に写真の
各コマをホログラムに変換する過程が必要であった。さ
らにまた、用いる措置は完全に分離された二つの光学系
から構成されていた。そのため、実時間記録は勿論不可
能であり、ホログラフィック・ステレオグラムの用途も
限定されていた。この他にも、今日、画像処理の多くの
部分が映像情報、特にビデオ信号として処理記録されて
おり、これを直接、空間変調素子(以下SLMと略す)
を介してホログラムに変換し、且つ再生像を有効に利用
出来る技術が強(望まれている。ところが、入力画像を
SLMを用いて次々高画質のホログラムに記録変換する
には、高性能のSLMと高コントラスト、高階調など高
画質課題を解決するための手段 請求項(1)、 (4)に記載の発明では、上述の課題
を解決するために、ビデオ信号等の外部信号により平面
画像を透過率または反射率の変調された濃淡パターンと
して表示する空間変調素子を用い、画素毎にその信号レ
ベルに応じた時間パルス幅変調を加えて、時間的に異な
る画像情報を適当な時間毎に記録媒体の同一部位に重ね
て記録させることにより、コントラスト・諧調等の面で
優れた画質を有するホログラムを記録する投射型多重記
録装置ならびに多重記録方法を提供するものである。
Problems to be solved by the invention In conventional holographic stereograms,
A process of photographing an actual three-dimensional object on photographic film is essential, and after the film is developed, a process of converting each frame of the photograph into a hologram is necessary. Furthermore, the procedure used consisted of two completely separated optical systems. Therefore, real-time recording was of course impossible, and the uses of holographic stereograms were also limited. In addition, today, many parts of image processing are processed and recorded as video information, especially video signals, and this is directly processed and recorded as a spatial modulation element (hereinafter abbreviated as SLM).
There is a strong demand for technology that can convert input images into holograms through holograms and effectively utilize reproduced images. Means for solving problems of high image quality such as high contrast and high gradation In the inventions described in claims (1) and (4), in order to solve the above-mentioned problems, a planar image is generated by an external signal such as a video signal. Using a spatial modulation element that displays a light and shade pattern with modulated transmittance or reflectance, temporal pulse width modulation is applied to each pixel according to its signal level, and temporally different image information is recorded at appropriate time intervals. The present invention provides a projection type multiplex recording device and a multiplex recording method for recording holograms having excellent image quality in terms of contrast, gradation, etc. by overlapping recording on the same portion of a medium.

更に、請求項(2)に記載の発明では、空間変調素子と
してa−8iTFT等を各画素に形成して成るアクティ
ブマトリックス型の液晶表示装置や強誘電液晶などを使
った液晶表示装置等を用い、レーザー光等の単色光をほ
ぼ平行光にして入射させることにより空間変調素子自体
のコントラスト・階調を得る一方、この様な装置により
得られる複数の画像を適当な時間幅毎に記録媒体の同一
部位に重ねて記録させることにより、空間変調素子自体
のコントラスト・諧調以上の性能を有するホログラムを
記録する投射型多重記録装置を提供するものである。
Furthermore, the invention according to claim (2) uses an active matrix type liquid crystal display device in which an a-8i TFT or the like is formed in each pixel as a spatial modulation element, a liquid crystal display device using ferroelectric liquid crystal, etc. While the contrast and gradation of the spatial modulation element itself is obtained by making monochromatic light such as a laser beam into almost parallel light, the multiple images obtained by such a device are transferred to the recording medium at appropriate time intervals. The object of the present invention is to provide a projection type multiplex recording device that records a hologram having performance superior to the contrast and gradation of the spatial modulation element itself by overlapping recording in the same area.

更に、請求項(6)に記載の発明は、空間変調素子に入
力する外部信号に、空間変調素子により透過または反射
された光により記録媒体上に記録されるホログラムから
得られる画像の補正処理のための変換関数を、フィード
バックさせることによってホログラムを記録するもので
ある。
Furthermore, the invention as set forth in claim (6) includes correction processing of an image obtained from a hologram recorded on a recording medium using light transmitted or reflected by the spatial modulation element to an external signal input to the spatial modulation element. The hologram is recorded by feeding back the conversion function for the hologram.

作用 空間変調素子としてコントラストがCs1 N調がKs
のものを用いた場合で、空間変調素子のある画素の濃淡
に対応して記録媒体上にホログラムを記録する場合を想
定する。記録媒体としては、写真フィルムを用いるとす
ると、入射光の総量を画素毎に時間分割して適当量入射
させることによりホログラムの回折効率が、各絵素の濃
淡に応じてコントロールされ、元の画像の所望の濃淡に
対応した画像が再生される。いま記録・再生される画像
の階調をKfとし、空間変調素子の各画素は時間間隔t
o毎に各々所望光量を透過(または反射)させるものと
する。この操作を必要な回数N繰り返すことによってフ
ィルム上には、時間NtOの間に蓄積される光量の和と
Qて所望の諧調の濃淡情報を記録する。このようにすれ
ば、記録されるフィルム上の画像のコントラストCfは
、Cf二C8となり、諧調はN  K f > k s
となる。したがって、従来より極めて多階調のコントラ
ストの良好な画像記録、再生か可能となる。
As a working space modulation element, the contrast is Cs1 and the N tone is Ks.
Let us assume a case where a hologram is recorded on a recording medium corresponding to the density of a certain pixel of a spatial modulation element. If photographic film is used as the recording medium, the diffraction efficiency of the hologram is controlled according to the shading of each pixel by dividing the total amount of incident light into each pixel in time and making it incident in an appropriate amount, and the original image is An image corresponding to the desired shading is reproduced. Let Kf be the gradation of the image that is currently being recorded and reproduced, and each pixel of the spatial modulation element has a time interval t.
It is assumed that a desired amount of light is transmitted (or reflected) for each o. By repeating this operation a necessary number of times N, on the film, the sum of the amounts of light accumulated during the time NtO and the desired gradation information of Q are recorded. In this way, the contrast Cf of the recorded image on the film will be Cf2C8, and the tone will be N K f > k s
becomes. Therefore, it is possible to record and reproduce images with a greater number of gradations and better contrast than ever before.

実施例 以下、本発明の実施例の投射型多重記録装置及び多重記
録方法について図面を参照しながら説明する。第1図は
、本発明によるホログラフィック拳ステレオグラムのホ
ログラム記録装置の概略構成を示す斜視図である。従来
例を示す第5図と対比して説明すれば理解できるように
、収束レンズ23が空間変調素子(SLM)24の後方
にあり、SLM24は平行単色光(レーザー光)25が
照射されている。このように配置することによって結像
レンズ26の口径を大きくすることなく、均一で大型の
ホログラムを記録できる。なお、第1図において、7か
ら11は第5図に示した従来例と同様の構成であり、そ
れぞれ、レンズ7.8、スクリーン9、フィルム状記録
媒体10及び参照光源である。SLM24は、外部電気
信号源27クス型液晶パネルを用いる。同図において2
8.29は互いにその先軸をほぼ直交させた偏光板で、
偏光板29上にはマトリクス状になるように二次元配列
された画素電極の交差部分に非線形素子(スイッチング
素子)30〜33および配向膜34とが一主面上に形成
されたガラス基板35が設けられている。このガラス基
板35と、対向電極3θ及び配向膜37とを具備したガ
ラス基板38及びシール39とで狭い空間を形成し、そ
の空間にツイストネマティック(TN)液晶等の液晶4
0を挟持する。なお、41.42は入射、透過するほぼ
平行にコリメイトされたレーザー光であり、直線偏向レ
ーザーを用いる場合には、偏光板29は不要である。
Embodiments Hereinafter, a projection type multiplex recording apparatus and a multiplex recording method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a hologram recording device for a holographic fist stereogram according to the present invention. As can be understood by comparing it with FIG. 5 showing a conventional example, a converging lens 23 is located behind a spatial modulation element (SLM) 24, and the SLM 24 is irradiated with parallel monochromatic light (laser light) 25. . With this arrangement, a uniform and large hologram can be recorded without increasing the aperture of the imaging lens 26. In FIG. 1, numerals 7 to 11 have the same structure as the conventional example shown in FIG. 5, and are a lens 7.8, a screen 9, a film-like recording medium 10, and a reference light source, respectively. The SLM 24 uses an external electrical signal source 27 and a box-type liquid crystal panel. In the same figure, 2
8.29 are polarizing plates whose tip axes are almost perpendicular to each other,
On the polarizing plate 29, there is a glass substrate 35 on which nonlinear elements (switching elements) 30 to 33 and an alignment film 34 are formed on one main surface at intersections of pixel electrodes arranged two-dimensionally in a matrix. It is provided. A narrow space is formed between this glass substrate 35, a glass substrate 38 having a counter electrode 3θ and an alignment film 37, and a seal 39, and a liquid crystal such as a twisted nematic (TN) liquid crystal 4 is formed in the space.
Hold 0. Note that 41 and 42 are laser beams that are incident and transmitted and are collimated almost in parallel, and when using a linearly polarized laser, the polarizing plate 29 is not necessary.

アクティブマトリックス型液晶表示装置の諸性能は当業
者おいて周知の通り、コントラストΦ階調に関しては、
従来提案されている液晶表示装置の内では現在のところ
最良の特性を示す。平行単色光のもとでは、コントラス
トとして100以上、階調としては16以上が得られて
いる。 (参考文献:田中他 ra−3iTFT  を
用いた3インチカラー液晶TV」、  ナショナルテク
ニカルレポート、  Vol、33、NoL  198
7、pp64〜75等)。
As is well known to those skilled in the art, the various performances of active matrix liquid crystal display devices are as follows regarding the contrast Φ gradation.
It currently exhibits the best characteristics among the liquid crystal display devices proposed so far. Under parallel monochromatic light, a contrast of 100 or more and a gradation of 16 or more were obtained. (Reference: Tanaka et al. 3-inch color LCD TV using RA-3iTFT”, National Technical Report, Vol. 33, No. 198
7, pp64-75, etc.).

第3図は、前述した透過型アクティブマトリックス型液
晶表示装置の透過率の入力信号Vrms依存性を模式的
に示す特性図である。Tmaxは、表示装置の最大の透
過率であり1に規格化して図示している。Tm i n
は、表示装置の最小の透過率を示し、そのときに漏れ出
す時間to間の光量はWOである。この場合の表示装置
のコントラストは、Cs =Tmax/Tm i n 
で表わされる。この値が100の場合、表示装置のコン
トラストC6は100であると定義する。この表示装置
の最大の透過率T waxを8等分して各々のto時間
当りの透過光量をWとすると、nxWの光量をto時間
当り透過させるには、入力信号として S11 S2〜
S8の内のSnの信号を入力させればよい。なおnは正
の整数である。to時間当りの光量を最小(WO)にす
る場合は、SO倍信号入力する。本実施例では、理解を
簡単にするために、入射光量に比例して記録(叉は記録
・再生)される画像の濃淡パターンが変化する場合を考
える。ホログラフィ−においては、搬送波を用いた記録
方式であるので大略そのような近似が許容される。また
、本発明では、画像とは、いろいろな濃淡の画素の集ま
りと考える。
FIG. 3 is a characteristic diagram schematically showing the dependence of the transmittance of the above-mentioned transmissive active matrix liquid crystal display device on the input signal Vrms. Tmax is the maximum transmittance of the display device, and is shown normalized to 1. Tmin
indicates the minimum transmittance of the display device, and the amount of light leaking out during the time to is WO. The contrast of the display device in this case is Cs = Tmax/Tmin
It is expressed as If this value is 100, the contrast C6 of the display device is defined as 100. If the maximum transmittance T wax of this display device is divided into eight equal parts and the transmitted light amount per to time is W, then in order to transmit the light amount of nxW per to time, input signals S11 S2 ~
It is sufficient to input the signal of Sn in S8. Note that n is a positive integer. To minimize the amount of light per time (WO), input the SO times signal. In this embodiment, in order to simplify understanding, a case will be considered in which the density pattern of an image to be recorded (or recorded/reproduced) changes in proportion to the amount of incident light. In holography, since the recording method uses a carrier wave, such an approximation is generally allowed. Furthermore, in the present invention, an image is considered to be a collection of pixels of various shades of light and shade.

以下は、記録(叉は記録・再生)される画像の一画素に
注目して説明する。
The following description focuses on one pixel of an image to be recorded (or recorded/reproduced).

第4図は、本発明の多重記録方法を説明するための図で
あり、表示装置の一画素の透過率を時間的にどのように
制御するかを示している。縦軸Bは、表示装置の単位時
間当りの透過光量、言い替えれば記録媒体に入射する単
位時間当りの光量を示す。横軸は、時間を示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining the multiplex recording method of the present invention, and shows how the transmittance of one pixel of a display device is temporally controlled. The vertical axis B indicates the amount of light transmitted per unit time of the display device, in other words, the amount of light per unit time incident on the recording medium. The horizontal axis shows time.

t:8XtOの時間で記録媒体を露光するとする。なお
、to毎に表示装置に入力する信号を変える。
Assume that the recording medium is exposed for a time of t:8XtO. Note that the signal input to the display device is changed for each to.

表示装置の最大透過率によって露光した場合は、同図に
示す様に8×toの時間で64×Wの総光量が記録媒体
に入射される。表示装置の透過率を最小にした場合が黒
の記録レベルになるが、その場合の総露光量は8×WO
になる。前述のように表示装置のフントラストは、C5
=8拳W/WO=100であるので、総露光量の最大明
暗比(コントラストCf)は、Cf= (64−W)/
(8−WO)=8拳W/WO=Cs=100となり、記
録媒体上の記録される画像のコントラストCfは、表示
装置のコントラストCsと一致する。
In the case of exposure at the maximum transmittance of the display device, a total amount of light of 64×W is incident on the recording medium in a time of 8×to, as shown in the figure. The black recording level is achieved when the transmittance of the display device is minimized, but the total exposure amount in that case is 8 x WO
become. As mentioned above, the display device's load rating is C5.
= 8 fists W/WO = 100, so the maximum contrast ratio (contrast Cf) of the total exposure amount is Cf = (64-W)/
(8-WO)=8 fists W/WO=Cs=100, and the contrast Cf of the image recorded on the recording medium matches the contrast Cs of the display device.

一方、記録したい画像の諧調が最大の明度を64とした
場合のnである場合、n/8=n1・・余りn2におい
てn1XtOの時間表示装置の透過率を最大の8Wにし
て、toの期間n2XWの透過率とし、残りの期間 (
8−n 1− L)XtO表示装置の透過率が最小とな
るように入力信号を制御する。このようにした場合の記
録媒体への総露光量は、第4図から明らかなようにn・
W+α・WO(α≦8−n1−1)となる。すなわち、
各画素を以上のように外部信号により制御すると、単位
時間当りの透過率が8諧調しか表示しない表示装置を用
いてtO毎に8つの濃淡パターンが表示され、全露光時
間 8・toの間露光することにより、記録媒体上では
約64階調の濃淡パターンが記録されることになる。叉
、そのときの記録された画像のコントラストCfは、表
示装置のそれCsと一致する。
On the other hand, if the tone of the image you want to record is n when the maximum brightness is 64, then n/8 = n1... With remainder n2, the transmittance of the time display device of n1XtO is set to the maximum 8W, and the period of to Let the transmittance be n2XW, and the remaining period (
8-n 1-L) Control the input signal so that the transmittance of the XtO display device is minimized. In this case, the total exposure amount to the recording medium is n.
W+α·WO (α≦8−n1−1). That is,
When each pixel is controlled by an external signal as described above, eight grayscale patterns are displayed every tO using a display device that displays only eight tones of transmittance per unit time, and the total exposure time is 8·to. As a result, a shading pattern of approximately 64 gradations is recorded on the recording medium. Moreover, the contrast Cf of the recorded image at that time matches that of the display device Cs.

次に本発明の第2の実施例の多重記録方法について説明
する。本実施例も構成的には、第1の実施例と同じであ
る。但し、第1の実施例では、入射光量に比例して記録
(記録・再生)される濃淡が変化させ、そして記録(記
録会再生)画像の濃淡がほぼ記録媒体の濃淡パターンに
比例するような場合について述べた。しかしながら、こ
のように記録再生画像の濃淡とホログラムを形成する記
録媒体の濃淡とが正比例関係を実現するような良好な特
性の記録媒体は容易かつ安価には得られない。実際には
、特殊な写真フィルムを使用する場合が多い。さらに、
ホログラフィック記録・再生の画像も記録媒体の濃淡に
単純比例はしない。従って、このような場合の記録(記
録会再生)画像の濃淡は、単純に入射光量に比例せず、
ある関数fに比例して変化する。そこで第2の実施例と
しては、記録(記録・再生)画像の濃淡yが、入射光量
Xにたいして y=f (x)の関係で変化するものに
ついて説明する。まず、記録に際しての変換関数fを前
もって計測する。この計測は、媒体であるフィルムに光
を入射し、その結果得られる濃淡に基づいて関数fを求
める。この関数fに従って、tO毎に8つの濃淡パター
ンを、8・10の期間重ねて露光することにより、再生
画像としては表示装置(SLM、)の諧調の8倍近い階
調を実現するものである。すなわち、記録(記録・再生
)されるべき画像濃淡の度合として、明から暗の表示状
態の間を全体で64等分したうちのnの明るさを記録す
る場合、露光時間8・tOのうちでtO毎に、以下の説
明のような透過率となるように表示装置の入力信号を制
御する。この場合、表示装置の透過率が最小になるよう
にして8・tOの時間露光されたときの記録(記録・再
生)画像の濃淡はyo=f(8・WO)となる。表示装
置としては、8諧調(8・W)の透過率変化をさせる。
Next, a multiplex recording method according to a second embodiment of the present invention will be explained. This embodiment is also structurally the same as the first embodiment. However, in the first embodiment, the shading to be recorded (recorded/reproduced) changes in proportion to the amount of incident light, and the shading of the recorded (recorded and reproduced) image is approximately proportional to the shading pattern of the recording medium. I mentioned the case. However, a recording medium with such good characteristics that the shading of a recorded/reproduced image and the shading of a recording medium forming a hologram are directly proportional to each other cannot be easily and inexpensively obtained. In practice, special photographic film is often used. moreover,
Images recorded and reproduced holographically are not simply proportional to the density of the recording medium. Therefore, the shading of the recorded (recorded session) image in such a case is not simply proportional to the amount of incident light;
It changes in proportion to a certain function f. Therefore, as a second embodiment, a case will be described in which the density y of a recorded (recorded/reproduced) image changes with respect to the amount of incident light X in the relationship y=f (x). First, the conversion function f for recording is measured in advance. In this measurement, light is incident on a film, which is a medium, and a function f is determined based on the resulting shading. According to this function f, by overlapping exposure of 8 gradation patterns every tO for a period of 8.10, a reproduced image with a gradation nearly 8 times the gradation of the display device (SLM, ) is realized. . In other words, when recording the brightness of n out of 64 equal parts between the bright and dark display states as the degree of image gradation to be recorded (recorded/played), At every tO, the input signal of the display device is controlled so that the transmittance is as explained below. In this case, the density of the recorded (recorded/reproduced) image when exposed for a time of 8·tO so that the transmittance of the display device is minimized is yo=f(8·WO). As a display device, the transmittance is changed in eight gradations (8·W).

記録(記録・再生)画像の濃淡変化量は7=f(X)で
あるから、記録媒体上に入射する総光量x=f”(y)
になるように表示装置の透過率を時間変調で外部信号に
より制御する。例えば、yがXによってどのように変化
するかを前もって評価する。
Since the amount of change in density of the recorded (recorded/played) image is 7=f(X), the total amount of light incident on the recording medium x=f''(y)
The transmittance of the display device is controlled by an external signal by time modulation so that For example, evaluate in advance how y changes with X.

5−tOの期間、表示装置の設定された最大の透過率で
露光されると、記録媒体の濃淡がymax=f−1(6
4W)となる。よって、f−1(64W)が記録媒体の
最大に近い記録濃淡度で有るように設定しておくと、記
録(記録φ再生)される画像のコントラストCfは、C
f=f−1(64・W)/f″′’ (8−Wo)とな
る。写真フィルムやホログラム記録・再生には、閾値や
ノイズレベルがあり8・WOの露光量では、感光しない
または再生画像の濃淡が変化しないように設定すること
は容易である。コントラストCfは、フィルム自身のコ
ントラストまたはホログラム記録会再生そのもののコン
トラストになり、数100近く可能となる。
When exposed for a period of 5-tO at the maximum transmittance set by the display device, the density of the recording medium becomes ymax=f-1(6
4W). Therefore, if f-1 (64W) is set to be the recording density close to the maximum of the recording medium, the contrast Cf of the image to be recorded (recorded and reproduced) will be C
f=f-1(64・W)/f″'' (8-Wo). Photographic film and hologram recording/reproduction have thresholds and noise levels, and with an exposure amount of 8・WO, there will be no exposure or It is easy to set the gradation of the reproduced image so that it does not change.The contrast Cf can be the contrast of the film itself or the contrast of the hologram recording session itself, and can be nearly several hundred.

従って、 Cf=f−1(64・W)/f−1(8・W
O)>C5=64eW/8・WO=100  が実現出
来る。64諧調の内のn諧調の濃淡を得たい場合は、x
n=l’(n)を表から読み取り、x・n/8−W=n
lXtO余りn2XW  を計算して、nIXtOの時
間、表示装置の透過率を最大にして、toの期間、n2
×Wの記録濃度骨の透過率とし、残りの期間(8−nl
−1)XtOは表示装置の透過率が最小になるように入
力信号を制御する。
Therefore, Cf=f-1(64・W)/f-1(8・W
O)>C5=64eW/8・WO=100 can be realized. If you want to obtain the light and shade of n tones out of 64 tones, use x
Read n=l'(n) from the table, x・n/8−W=n
Calculate the remainder n2XW of lXtO, maximize the transmittance of the display device for the time nIXtO, and set the period of to, n2
×W recording density bone transmittance, remaining period (8-nl
-1) XtO controls the input signal so that the transmittance of the display device is minimized.

このようにしたとき、記録媒体の濃淡は、f(8Xn 
I XW+n2XW+αXWO)= f  Cxn+a
×WO)〜nとなり、64諧調のうちのn諧調が表現出
来たことになる。すなわち、単位時間当りの透過率が8
階調しか表示しない表示装置を用いて、to毎に8つの
同一または異なった表示装置の透過率(または、反射率
)パターンを露光時間8tOの間記録媒体に露光するこ
とにより、記録媒体上の濃淡として約841調の画像が
記録される。また、そのときの記録された画像のコント
ラストCfは、表示装置のコントラストCsより大きく
出来る。
When this is done, the density of the recording medium is f(8Xn
I XW+n2XW+αXWO)=f Cxn+a
×WO) ~ n, which means that n tones out of 64 tones have been expressed. In other words, the transmittance per unit time is 8
By using a display device that only displays gradations, the transmittance (or reflectance) patterns of eight identical or different display devices are exposed to the recording medium for an exposure time of 8 tO for each to. An image of approximately 841 shades of light and shade is recorded. Further, the contrast Cf of the recorded image at that time can be made larger than the contrast Cs of the display device.

以上、表示装置(SLM)としてアクティブマトリック
ス型の比較的階調が取れる透過型液晶表示装置を中心に
、本発明の記録装置及び記録方法について述べたが、本
発明は更に別の表示装置を用いた空間変調素子(SLM
)、例えば反射型や、BS○(BiSiOx)系のSL
M、FROM−8LM1 アクティブマトリックス型以
外の液晶表示装置も使用可能である。また、実施例の説
明では、ホログラム記録と限定せず説明したが、入射光
として使用するレーザー光を光学的に分岐した参照光を
同一記録媒体上に照射すればホログラフィックな記録と
なることは言うまでもない。
The recording device and recording method of the present invention have been described above, focusing on an active matrix type transmissive liquid crystal display device that can provide relatively high gradations as a display device (SLM), but the present invention also uses another display device. spatial modulation element (SLM)
), for example, reflective type or BS○ (BiSiOx) type SL
M, FROM-8LM1 Liquid crystal display devices other than the active matrix type can also be used. In addition, in the explanation of the embodiment, the explanation was not limited to holographic recording, but if the same recording medium is irradiated with a reference beam that is optically branched from the laser beam used as the incident beam, holographic recording can be made. Needless to say.

発明の効果 以上のように、本発明によれば、8階調程度の諧調しか
表示出来ない空間変調素子を用いても、時間的に同一ま
たは異なる画像を適当な時間毎に記録媒体の同一部位に
重ねて記録させることにより、コントラスト11諧調等
の面で、空間変調素子が本来有する諧調のみを利用して
ホログラムを形成するものより優れた画質を有するホロ
グラムを記録出来る。更に、空間変調素子として諧調性
に優れたアクティブマトリックス型液晶表示装置を用い
ることにより、本発明の効果は大きくなる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, even if a spatial modulation element capable of displaying only about 8 gradations is used, temporally identical or different images can be displayed at the same portion of the recording medium at appropriate times. By superimposing the recording on the hologram, it is possible to record a hologram with superior image quality in terms of contrast 11 tones, etc., compared to a hologram formed using only the tones inherent in the spatial modulation element. Furthermore, the effects of the present invention are enhanced by using an active matrix liquid crystal display device with excellent gradation as a spatial modulation element.

更に、液晶表示装置への入射光を平行光に近ずけること
により表示装置のコントラストφ諧調特性は改善され効
果は大である。
Furthermore, by making the light incident on the liquid crystal display device closer to parallel light, the contrast φ gradation characteristics of the display device can be improved, which is highly effective.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明一実施例の投射型多重記録装置の構成を
示す斜視図、第2図は同投射型多重記録装置の空間変調
素子として用いるアクティブマトリックス型液晶表示装
置の断面図、第3図はアクティブマトリックス型液晶表
示装置の透過率の入力信号依存性を示す特性図、第4図
は本発明の多重記録方法を説明するための時間と露光条
件を示す図、第5図(a)、  (b)は従来のホログ
ラフィックステレオダラムの記録系の概略を示す斜視図
、第6図(a)、  (b)は同じ〈従来のホログラフ
ィックステレオダラム再生系の概略を示す斜視図である
。 7.8.23.26#・・レンズ、10・・Φ記録媒体
、24・・・SLMl 25−―・平行単色光、27I
Iψ・画像信号発生装置。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a projection multiplex recording device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an active matrix liquid crystal display device used as a spatial modulation element of the projection multiple recording device, and FIG. The figure is a characteristic diagram showing the input signal dependence of the transmittance of an active matrix liquid crystal display device, Figure 4 is a diagram showing time and exposure conditions for explaining the multiple recording method of the present invention, and Figure 5 (a) , (b) is a perspective view schematically showing the recording system of a conventional holographic stereo duram, and FIGS. 6(a) and (b) are perspective views schematically showing the same conventional holographic stereo duram reproduction system . 7.8.23.26#... Lens, 10... Φ recording medium, 24... SLMl 25 --- Parallel monochromatic light, 27I
Iψ・Image signal generator.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)外部入力画像信号により時間Tに亘って表示する
2次元濃淡パターンを時間ti毎の複数の透過率叉は反
射率の濃淡パターンとして表示する空間変調手段である
第一の装置と、この第一の装置に光を照射する第二の装
置と、前記第一の装置から透過叉は反射した光を投影す
る第三の装置と、この第三の装置から投影された光を記
録する記録媒体とを備え、前記第一の装置により表示さ
れる時間的に複数の濃淡パターンを前記記録媒体のほぼ
同一部位に重畳させて記録することを特徴とする投射型
多重記録装置。
(1) A first device that is a spatial modulation means that displays a two-dimensional gray pattern displayed over time T by an external input image signal as a plurality of light and dark patterns of transmittance or reflectance at each time ti; a second device that irradiates light onto the first device; a third device that projects light transmitted or reflected from the first device; and a record that records the light projected from the third device. 1. A projection type multiplex recording device, comprising: a recording medium, and recording a plurality of temporally gradation patterns displayed by the first device in a manner superimposed on substantially the same portion of the recording medium.
(2)第一の装置が、液晶表示装置であることを特徴と
する請求項(1)に記載の投射型多重記録装置。
(2) The projection type multiplex recording device according to claim (1), wherein the first device is a liquid crystal display device.
(3)第一の装置が、アクティブマトリックス型の液晶
表示装置であることを特徴とする請求項(1)もしくは
(2)に記載の投射型多重記録装置。
(3) The projection type multiplex recording device according to claim (1) or (2), wherein the first device is an active matrix type liquid crystal display device.
(4)外部信号により2次元濃淡パターンを透過率叉は
反射率の濃淡パターンとして表示する第一の装置と、こ
の第一の装置に光を照射する第二の装置と、前記第一の
装置から透過叉は反射した光を投影する第三の装置と、
前記第三の装置に投影された光を記録する記録媒体とを
備える投射型多重記録装置において、前記第一の装置に
より表示される時間的に複数の濃淡パターンを前記記録
媒体のほぼ同一部位に重畳させて記録することを特徴と
する多重記録方法。
(4) a first device that displays a two-dimensional shading pattern as a shading pattern of transmittance or reflectance according to an external signal; a second device that irradiates light to the first device; a third device that projects light transmitted or reflected from the
and a recording medium that records the light projected onto the third device, wherein a plurality of temporally shading patterns displayed by the first device are placed on substantially the same portion of the recording medium. A multiplex recording method characterized by recording in a superimposed manner.
(5)記録媒体に記録する画像または前記記録媒体に記
録された濃淡パターンの再生画像画素kの濃淡の度合と
して明から暗の表示状態の間を全体でm分割したうちの
nの明るさを示すように記録する多重記録方法であって
、第一の装置を設定された最大の透過率叉は反射率で透
過叉は反射し前記記録媒体上に到達する全露光時間にわ
たる光の総量Xmaxをmとし、露光時間を時間ti毎
に分割し、各ti時間毎に前記画素kに対応した前記第
一の装置上の画素sが所定の透過率叉は反射率を示すよ
うに前記外部信号を入力し、前記画素sを所定の透過率
叉は反射率で透過叉は反射され前記記録媒体上に到達す
る全露光時間での光の総量xがn/mとなるように前記
第一の装置に入力する外部信号を制御し、各外部信号に
応じた濃淡を示す画素sの集合として前記第一の装置で
表示される時間的に複数の濃淡パターンを前記記録媒体
のほぼ同一部位に重畳させて記録することを特徴とする
請求項(4)に記載の多重記録方法。
(5) As the degree of shading of an image recorded on a recording medium or a reproduced image pixel k of a shading pattern recorded on the recording medium, the brightness of n out of the total m divisions between the bright and dark display states is calculated. A multiplex recording method for recording as shown in FIG. m, the exposure time is divided into times ti, and the external signal is applied so that the pixel s on the first device corresponding to the pixel k exhibits a predetermined transmittance or reflectance for each time ti. input, and transmits the pixel s to a predetermined transmittance or reflectance so that the total amount x of light that is transmitted or reflected and reaches the recording medium during the entire exposure time is n/m. controlling an external signal input to the recording medium, and temporally superimposing a plurality of grayscale patterns, which are displayed on the first device as a set of pixels s showing grayscale according to each external signal, on substantially the same portion of the recording medium. 5. The multiplex recording method according to claim 4, wherein the multiplex recording method is characterized in that recording is performed by
(6)入力光量に対して露光量が特定の関数fで示され
る特性をゆうする記録媒体に記録する画素kの濃淡の度
合として、明から暗の表示状態の間を全体でm等分した
うちのnの明るさを記録する多重記録方法であって、全
露光時間の内の分割された時間ti毎に前記画素kに対
応した第一の装置上の画素sが所定の透過率叉は反射率
を示すように前記外部信号を入力し、全露光時間での前
記画素sを前記所定の透過率叉は反射率で透過叉は反射
され前記記録媒体上に到達する光の総量xとし、前記第
一の装置の最大の透過率叉は反射率で露光時間透過叉は
反射され前記記録媒体上に到達する光の総量Xmaxと
したとき、f(x)/f(Xmax)=n/mの関係に
なるように前記第一の装置に入力させる外部信号を制御
し、各外部信号に応じた濃淡を示す画素sの集合として
第一の装置で表示される時間的に複数の濃淡パターンを
前記記録媒体のほぼ同一部位に重畳させて記録すること
を特徴とする請求項(4)に記載の多重記録方法。
(6) As the degree of shading of a pixel k recorded on a recording medium that exhibits the characteristic that the amount of exposure is expressed by a specific function f relative to the amount of input light, the display state from bright to dark is divided into m equal parts in total. This is a multiplex recording method for recording the brightness of n of the total exposure time, and the pixel s on the first device corresponding to the pixel k has a predetermined transmittance or a predetermined transmittance or inputting the external signal so as to indicate reflectance, and setting the pixel s at the total exposure time to the predetermined transmittance or reflectance, and the total amount x of light transmitted or reflected and reaching the recording medium; When the exposure time is the maximum transmittance or reflectance of the first device and the total amount of light that is transmitted or reflected and reaches the recording medium is Xmax, f(x)/f(Xmax)=n/m The external signals inputted to the first device are controlled so that the relationship of 5. The multiplex recording method according to claim 4, wherein the recording is performed in a superimposed manner at substantially the same location on the recording medium.
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