JPH04136886A - ホログラフィックステレオグラムの作製方法およびそのホログラフィックステレオグラムを用いたレインボーホログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はｆｉｌ”Ｒ機ホログラフィ−を応用したホログ
ラフィックステレオグラムの作製方法、およびそのホロ
グラフィックステレオグラムを用いたレインボーホログ
ラムに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、コヒーレント光を得る装置として、レーザ光−
の発達と共にホログラムの技術も進歩してきている。そ
して、最近では、このホログラムのうち、通常のホログ
ラム撮影が不可能な物体等も立体的にデイスプレィ可能
な手法として、ホログラフィックステレオグラムやＣＧ
　Ｈ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｅｄ　Ｈｏｌｏ
ｇｒａＩｌｌ）による手法が提案されてきている。

まず、ホログラフィック・ステレオグラムは、まず白色
光で照明された被写体を、普通のカメラとフィルムを用
いて、カメラをステージによっである一定間隔ｄ毎に平
行移動させながら多数回撮影し、これにより得られた多
数の画像をポジに反転する。ここで、テレビカメラで撮
影した場合には、一定間隔ｄ毎の画像をフィルムにポジ
画像として出力する。次に、このフィルムをカメラの焦
点面におき、拡散板を通して背後からコヒーレント光で
照明し、逆投影する。そして、この波面を幅ｄの感光利
料の上に、斜めから！ｊえた参照光とともに記録し、短
冊状のホログラムを得る。このホログラムを、先に被写
体を多数回撮影したそれぞれの画像に対して作製し、同
じ順序で配列して合成ホログラムとする（ここでは、ホ
ログラフィックステレオグラムと称することにする）。

次に、このようにして作製した合成ホログラムに、参照
光と共役な波面を再生照明光として与えれば、ホログラ
ムを通して立体的な被写体の像が見える。

なお、白色光で観察する場合には、このホログラムから
レインボーホログラムを作成することによって可能にな
る。

すなわち、このホログラフィック・ステレオグラムは、
スクリーン上に順次連続した視差画像を投影し、この視
差画像のそれぞれについてスリットを通して短冊状のホ
ログラムを撮影することにより得られる。

一方、ＣＧＨは、光学系を用いずに、計算機を用いて物
体光と参照光の干渉による干渉縞を計算し、その干渉縞
に相当するものを基板上に形成することにより得られる
。

［発明が解決しようとする課ａ］ しかしながら、このようなホログラフィック・ステレオ
グラムの作製方法においては、３５＋ｎ＋＋＋カメラや
テレビカメラを用いて撮影した連続した視差画像として
、３５＋ｎｎ＋フイルム等に出力する工程が必要であり
、さらにこれを光学系にセットして、レーザー光を用い
て感光Ｈ材上に撮影を行なわなければならない。また、
この光学系による撮影時に、インターモジュレーション
・ノイズ（複数箇所から発生する物体光同士が、乾板上
で干渉してしまうために起こる−例えば、物体光と参照
光の干渉がホログラムの記録）も感光材料上に記録され
てしまうという問題がある。そして、ががるホログラフ
ィック・ステレオグラムによる手法では、この種のイン
ターモジュレーション・ノイズを除去することは原理的
に不可能である。

一方、ＣＧＨによる手法においては、このようなインタ
ーモジュレーション・ノイズを除去することはできるが
、計算機による計算量が膨大で作製に時間がかかり過ぎ
るという問題がある。特に、ホログラフィックステレオ
グラムをマスターホロダラムとしてレインボーホログラ
ムを作製する場合には、計算量か著しく多くなる。

本発明は、上記のような問題を解決するために成された
もので、その１１的はインターモジュレーション・ノイ
ズを除去することかできると共に、計算機によるシー算
量を大幅に減少させて作製時間の短縮化ならびに作製の
自動化を図ることがｒｊＪ能なホログラフィックステレ
オグラムの作製方法およびそのホログラフィックステレ
オグラムを用いたレインボーホログラムを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、 まず、請求項（１）項に記載の発明では、基板上に、複
数の平面画像（平面視差画像、あるいは平面の連続した
動画像）をＣＧＨの手法を用いて形成することにより、
ホログラフィックステレオグラムを作製するようにして
いる。

また、請求項（４）項に記載の発明では、複数の平面画
像をコンピュータに入力する第１の工程と、第１の工程
により入力された平面画像に基づいて、コンピュータで
ＣＧＨの計算を行なう第２の工程と、第２の工程により
計算された画像と同数のＣＧＨを順番に基板」二に形成
する第３の工程とから、ホログラフィックステレオグラ
ムを作製するようにしている。

さらに、請求項（５）項に記載の発明では、上記の作製
方法により作製したホログラフィックステレオグラムを
マスターポログラムとし、その像を光学系により感光材
料上に撮影することにより、ホログラフィックステレオ
グラムを用いたレインボーホログラムを得るようにして
いる。

［作　用コ 従って、本発明の作製方法においては、ＣＧＨの手法を
用いていることにより、インターモジュレーション・ノ
イズの影響がないホログラフィックステレオグラムを得
ることができる。また、平面画像に基づいてＣＧＨの計
算を行なう場合には、各平面画像について数ｍｍ角程度
のＣＧＨを計算するだけでよいため、従来のＣＧＨのよ
うにホログラムの大きさ分の計算が必要なく、さらに物
体の厚さ方向の４算も省略できるため、計算機による計
算量を大幅に減少させることが可能となり、これにより
作製時間を短縮できると）（に、作製を自動化すること
ができる。さらに、上記ホログラフィックステレオグラ
ムをマスターホログラムとしてレインボーホログラムを
作製することにより、従来よりもインターモジュレーシ
ョン・ノイズの影響が少ないレインボーホログラムを？
１１ることかできると共に、計算機による計算量をより
著しく減少させることができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

本実施例によるホログラフィック・ステレオグラムの作
製方法は、第１図に示すように、透明型の基板１上に、
複数Ｎの平面視差画像２１〜２ＮをＣＧＨの手法を用い
て形成するものである。

次に、本実施例によるホログラフィック・ステレオグラ
ムの具体的な作製手順について、第２図および第３図を
用いて説明する。

まず、従来のホログラフィックステレオグラムを作製す
る場合と同様に、複数枚Ｎの平面視差画像を用意する。

ここで、平面視差画像としては、３５＋ａｍカメラやテ
レビカメラを用いて撮影した視差画像でも、コンピュー
タ内で作成したコンピュータグラフィックスの視差画像
でも、誤差のある連続した画像であればよい（但し、立
体を表現するのでなければ、視差のある必要はない。例
えば、ただ１枚の平面画像であってもよい）。

次に、この複数枚Ｎの平面視差画像を、画像データとし
てコンピューター０に入力する。

次に、コンピューター０１および電子線露光装置コント
ローラー１により、基板１が載置されたＸステージ１２
を初期位置（ｎ　＝　１）に移動する。

次に、上記により入力されたｎ番Ｌ１の平面視差画像に
基づいて、コンピューター０でＣＧＨの計算を行なう。

次に、上記により計算されたｎ番目のＣＧＨ２］を基板
１上に形成する。

次に、上記と同様にして、Ｘステージ１２を次の位置（
ｎ　−ｎ　＋　１−　）に移動し、入力されたｎ＋１番
目の平面視差画像に基づいて、コンピュータ１０でＣＧ
Ｈの計算を行ない、この計算されたｎ＋１番に１のＣＧ
Ｈ２２を基板１上に形成する。

以下、上記と同様の操作を全ての平面視差画像のＣＧＨ
を形成するまで（ｎ＞Ｎ）繰り返して行なうことにより
、平面視差画像と同数ＮのＣＧＨ２１〜２Ｎを１列に順
番に並べて基板］上に形成する。この場合、実際の作製
方法としては、コンピュータ１０、および電子線露光装
置コントローラ１］により、電子線露光装置を用いて干
渉縞を直接描画してしまう方法とする。なお、これ以外
にも、例えばコンピュータ１０によりＸ−Ｙプロッタ等
で出力し、これを光学的に縮小してＣＧ　Ｈを得る方法
としてもよい。

以上の各操作の結果、目的とするＣＧＨによるホログラ
フィックステレオグラムか得られる。

上述したように、本実施例のホログラフィックステレオ
グラムの作製方法は、まず複数枚Ｎの゛１４面視差画像
を、画像データとしてコンピュータ］０に人力し、次に
コンピュータ１０、おｊ；び電子線露光装置コントロー
ラ１］により、基板］が載置されたＸステージ１２を初
期位置に移動し、次に入力されたｎ番目の平面誤差画像
を基に、コンピュータ］０でＣＧ　Ｈの３１算を行なっ
て、シー１算されたｎ番目のＣＧ　Ｈ２１を基板］上に
形成し、次に同様にして、Ｘステージ］２を順次次の位
置に移動し、入力された平面視差向１象を基にＣＧ　Ｈ
の計算を行なって、全ての平面誤差画像のＣＧ　Ｈを形
成するまで（ｎ＞Ｎ）繰り返して行ない、平面視差画像
と同数ＮのＣＧＨ２１〜２Ｎを１列に順番に並べて基板
］上に形成することにより、ホログラフィックステレオ
グラムを作製するようにしたものである。

従って、次のような種々の効果か得られるものである。

（ａ）ＣＧＨの手法を用いているため、インターモジュ
レーション・ノイズの影響がないホログラフィックステ
レオグラムを？１１ることか可能となる。

（ｂ）平面画像に）１（づいてＣＧＨの計算を行な］　
１ う場合には、各平面画像について数ｎ１ｍ角程度のＣＧ
　ＨをＷ−１算するだけでよいため、従来のＣＧＨのよ
うにポログラムの大きさ分の計算か必要なく、さらに物
体の厚さ力量の、：１呻も省略できるため、コンピュー
タ１０による。、１算量を大幅に減少させて高速化を図
ることかＩＩＩ能となる。これにより、ホログラフィッ
クステレオグラムの作製時間を短縮できると共に、作製
作業を自動化することかできる。

次に、本実施例の作製方法により作製されたホログラフ
ィックステレオグラムをマスターホログラムとして用い
、白色光で＋１生ＩＩＪ能なデ、イスプレイであるレイ
ンボーホログラムを作製する方法について説明する。

第４図は、レインボーホログラムを作製するだめの光学
系の構成例を示す図である。ずなわぢ、第４図において
、レーザ発振器２０より出力されたレーザビーｌいは、
全反射ミラー２］、ビーム・スプリッター（ハーフミラ
−でもよい）２２により、レーザービームＢ］とレーザ
ービームＢ２とに分割される。そして、一方のレーサー
ビームＢ２は、全反射ミラー２３により反射され、レン
ズ２４に入射して十分に拡大されて平行光となり、その
後スリット２５によって一部分が選択され、上記の作製
方法により作製されたホログラフィックステレオグラム
２６上に入射される。また、他方のレーザービームＢ１
は、全反射ミラー２７により反射され、レンズ２８に入
射して十分に拡大されて平行光となり、その後感光材料
２つ」二に入射される。この場合、ホログラフィックス
テレオグラム２６上に入射される光のうち、ここで回折
した光も物体光として感光材料２つ上に入射される。

第５図は、第４図におけるスリット２５と、ホログラフ
ィックステレオグラム２６と、感光材料２つとの位置関
係を拡大して示した斜視図である。

すなわち、ポログラフィックステレオグラム２６の個々
のＣＧ　Ｈ２１〜２Ｎが、感光材料２つ上に像を結像す
るようになっている。なお、スリブｉ・２５は、光の一
部分を選択する、すなわち余５１な］３ 光を遮光するためにのみ必要なものであり、本質的には
必要ではない。また、第５図では、スリット２５とホロ
グラフィックステレオグラム２６とを離間して示してい
るが、実際には両者はかなり近接した状態で配設してい
るものである。

上述した効果を有するホログラフィックステレオグラム
をマスターホログラムとして用い、レザーによる再生像
を物体光として、かかる光学系により感光材料２９」二
に撮影して成るレインホホログラムにおいては、特に優
れた効果が得られるものである。すなイつち、従来より
もインターモジュレーション・ノイズの影響が少ないレ
インボホログラムを得ることがＦｉＪ能となる。また、
コンピュータ１０による計算量をより著しく減少させる
ことが１■能となる。具体的には、本実施例のホログラ
フィックステレオグラムをマスターホログラムとして、
レインボーホログラムを作製することにより、従来のＣ
ＧＨに比べて、例えば４×５（ｉｎｃｈ）の大きさのホ
ログラムを考えても、２桁以上計算量の減少を図ること
が可能となる。

］４ さらに、この種のレインホーホログラムは、例えば良く
知られているエンボス法によって、任意の面積のものを
大量生産することも１−１Ｊ能である。

尚、本発明は」二足実施例に限定されるものではなく、
例えば次のようにしても同様に実施できるものである。

（ａ）Ｊｘ記実施例では、本発明の作製ｈ゛法により作
製されたポログラフィックステレオグラムをマスターポ
ログラムとして用い、白色光で再生可能なデイスプレィ
として、レインボーホログラムを作製する方法について
説明したが、同ホログラフィックステレオダラムをマス
ターホログラムとして用い、白色光で再生■Ｊ能なデイ
スプレィとして、リップマンポログラムを作製するよう
にしてもよい。

かかるリップマンホログラムにおいても、従来よりもイ
ンターモジュレーション・ノイズの影響が少ないリップ
マンボログラムを得ることかＩＩＪ能となる。また、例
えば良く知られている光学的コピー法によって、任意の
面積のものを大量生産ずることも可能である。

（ｂ）ｌ記実流側では、平面視差画像と同数のＣＧＨを
１列に並べて基板」二に形成する場合について説明した
が、これに限らずＣＧ　Ｈを例えば２列あるいは′３列
に並べて基板」二に形成することにより、縦方向に視差
のあるデイスプレィを作製することも可能である。この
縦方向の視差を入れた場合には、これをマスターポログ
ラムとしてリップマンホログラムを作製することかより
好ましい。

（ｃ）、Ｊｘ記実施例では、ＣＧＨを基板」二に形成す
る方法として、コンピュータ、および電子線露光装置コ
ントローラにより、電子線露光装置を用いて干渉縞を直
接描画する場合について説明したが、これに限らす例え
ばコンピュータによりＸＹプロッタ等で出力し、これを
光学的に縮小してＣＧＨを得るようにしてもよい。

（ｄ）上記実施例では、平面画像として、平面視差画像
を形成する場合について説明したか、これに限らず例え
ば平面画像として、甲面の連続した動画像を形成するよ
うにしてもよく、この場合には動きの表現も可能である
。

（ｅ）上記実施例では、基板］として透明型のものを用
い、透明型のポログラフィックステレオグラムからレイ
ンボーホログラムを作製する場合について説明したが、
これに限らず基板１として反射型のものを用い、反射型
のホログラフィックステレオグラムからレインボーホロ
グラムを作製することも可能である。この場合には、第
４図に示した光学系の構成の一部を組み換えて、反射型
のホログラフィックステレオグラムからの反射による回
折光を感光祠料２９上に入射させるようにすればよい。

［発明の効果］ 以」二説明したように本発明によれば、インターモジュ
レーション・ノイズを除去することができると共に、計
算機による１：１算量を大幅に減少させて作製時間の短
縮化ならびに作製の自動化を図ることが可能なホログラ
フィックステレオグラムの作製方法およびそのホログラ
フィックステレオグラムを用いたレインボーホログラム
が提ｆＪ１．でき］　７ る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホログラフィック・ステレオグラ
ムの作製方法の一実施例を示す概要図、第２図および第
３図は同実施例におけるホログラフィック・ステレオグ
ラムの作製方法をそれぞれ説明するための図、 第４図および第５図は同実施例におけるホログラフィッ
ク・ステレオグラムを用いてレインボホログラムを作製
するための光学系の構成例を示す概要図である。 １・・・基板、２１〜２Ｎ・・ＣＧＨ，１０・・・コン
ピュータ、１］・・・電子線露光装置コントローラ、］
２・・・Ｘステージ、２０・・・レーザ発振器、２］・
・・全反射ミラー　２２・・・ビーム・スプリッター　
２３・・・全反射ミラー　２４・・・レンズ、２５・・
・スリット、２６・・ホログラフィックステレオグラム
、２７・・・全反射ミラー　２８・・レンズ、２９・感
光祠料。 出願人代理人　弁理士　鈴ｔ１武Ｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に、複数の平面画像をＣＧＨの手法を用い
   て形成するようにしたことを特徴とするホログラフィッ
   クステレオグラムの作製方法。
2. （２）前記平面画像としては、平面視差画像を形成する
   ようにしたことを特徴とする請求項（１）項に記載のホ
   ログラフィックステレオグラムの作製方法。
3. （３）前記平面画像としては、平面の連続した動画像を
   形成するようにしたことを特徴とする請求項（１）項に
   記載のホログラフィックステレオグラムの作製方法。
4. （４）複数の平面画像をコンピュータに入力する第１の
   工程と、 前記第１の工程により入力された平面画像に基づいて、
   前記コンピュータでＣＧＨの計算を行なう第２の工程と
   、 前記第２の工程により計算された画像と同数のＣＧＨを
   順番に基板上に形成する第３の工程と、から成ることを
   特徴とするホログラフィックステレオグラムの作製方法
   。
5. （５）請求項（１）項に記載の作製方法により作製した
   ホログラフィックステレオグラムをマスターホログラム
   とし、その像を光学系により感光材料上に撮影して成る
   ことを特徴とするホログラフィックステレオグラムを用
   いたレインボーホログラム。