JPH04347891A - ホログラム表示体 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディスプレイな
どの観賞用に使用されるホログラム表示体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラフィは、情報源（被写体）をレ
ーザー光等で照明し、情報源を透過あるいは反射して情
報を含んだ状態の情報光（物体光）を得、参照光となる
第２のレーザー光とこの物体光とを感光性基板等の感光
材料上で干渉させ、干渉縞の形でホログラムとして記録
し、必要に応じて光を当てて画像を再生する立体画像記
録再生技術である。

【０００３】ホログラムは一般的に観察者が頭上４５度
の方向からの観察光によって観察されるように、観察光
と同じ角度の参照光によって記録される。従って、この
角度から外れた角度からの光では綺麗なホログラムの観
察が難しい。ディスプレイなどの観賞用に使用される場
合では、ホログラムを壁に掛け、観賞用に専用の光を当
てる以外、机上にホログラムを置いたり、また、カード
等にして観賞するには、適当な光がホログラムに当たる
ことは稀である。

【０００４】特にレインボーホログラムでは、白色通常
光による再生を可能とするために、一般には、作製時に
横長スリットを使用して縦方向の立体情報（立体感）を
捨て、かわりに横方向の立体情報を記憶しているが、イ
メージホログラムに比べると奥行がの深く非常に明るい
立体像の再生が可能である反面、ホログラムの再生像を
観察できる領域（視域）が縦方向に関して狭くなり、デ
ィスプレイなどの観賞用としての利用を考える時、広視
域ということが条件であるため、改良しなければならな
い問題であった。

【０００５】以下、従来のレインボーホログラムの作製
手順を原理的に述べる。

【０００６】レインボーホログラムの作製は、一般には
２−ステップ法により二段階で行われている。第一段階
として、レインボーホログラムの作製に先立ち、レーザ
ー光による物体光、参照光をもとにマスターホログラム
が作製される。そして、第二段階として図９に示される
ように、第一段階で作製されたマスターホログラム２０
は、紙面に垂直方向の細長いスリット２１ａを有するス
リット板２１に並置され、レーザー１１を発したレーザ
ー光２２はミラー１２で反射された後、ハーフミラー１
３で２つに分割され、一方のレーザー光はレンズ１４，
１５を経て、マスターホログラム２０に達する。マスタ
ーホログラム２０を作製した時の参照光と共役なレーザ
ー光２２が照射されると、スリット２１ａからはマスタ
ーホログラム２０による再性光２３が発生し、マスター
ホログラム２０作製時の物体位置に再生像１６が生じる
。したがって、この位置に、ホログラム乾板１９を置く
。また、他方のレーザー光はミラー１７、レンズ１８を
経てレーザー参照光２４となる。マスターホログラム２
０からの再生光２３を物体光とし、レーザー参照光２４
を入射させて干渉縞を作り、この干渉縞を記録すること
により、レインボーホログラムを作製する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、参照
光の方向を複数にし、像の情報を方向別にホログラムに
記録することにより、複数の方向からでも観賞可能なホ
ログラム表示体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のホログラム表示
体は、上記課題を解決するために、表示部が、複数の方
向の参照光に対して、各々の方向の像の情報を細分割し
方向別に記録させた記録体の集合体であることを特徴と
する。

【０００９】

【作用】表示部に光を当てると、光が当てられた方向に
対応する情報を記録した各記録体が、各々像の情報を再
生させ、前記記録体の集合体である前記表示部が、一つ
の像を表示する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１１】図１〜図４において、本発明の製作の光学
系をしめす。図１および図２は本製作例の光学系を横か
ら見た図であり、図３および図４は本製作例の光学系を
上から見た図である。レーザー装置４２はアルゴンレー
ザーを用いる。

【００１２】レーザー装置４２の前方に反射ミラー２が
、その後方のハーフミラー３にレーザー装置４２からの
レーザー光１が当たるように配置されていて、反射ミラ
ー２とハーフミラー３との間にシャッター５０が設けら
れている。

【００１３】ハーフミラー３は、入射したレーザー光１
を２つに分割するためのもので、ハーフミラー３を通過
する一方のレーザー光１ａの方向には、反射ミラー２と
ハーフミラー３とを結ぶ延長線上に反射ミラー４が、ハ
ーフミラー３を通過したレーザー光１ａが反射ミラー５
に向かって反射するべく配置され、ハーフミラー３で反
射される他方のレーザー光１ｂの方向には、レーザー光
１ｂの進行方向に順に、３個のレンズ６，７，８、マス
ターホログラム１０、およびホログラム乾板３１が配置
されている。

【００１４】ここで、マスターホログラム１０は、横長
スリット９ａを有するスリット板９に並置され、ホログ
ラム保持体４３により保持されている。ホログラム乾板
３１は、ホログラム保持体４４により保持されており、
ホログラム乾板３１のマスターホログラム１０と向かい
合う面に、金属製多孔状のシャドーマスク３０が近接並
置されている。シャドーマスク３０は、ホログラム乾板
３１に対して上下左右方向に微細移動可能であり、シャ
ドーマスク３０およびホログラム乾板３１を合わせて、
これを記録物体４５とする。

【００１５】この記録物体４５から見て、図１，図２で
はマスターホログラム１０側の斜め上方と斜め下方、図
３，図４ではマスターホログラム１０側の斜め右方と斜
め左方に、第１〜第４の参照光照射手段４６〜４９がそ
れぞれ配置されいる。また、反射ミラー５は、反射ミラ
ー４からのレーザー光１ａを参照光照射手段４６〜４９
に向けてそれぞれ反射させるべく、方向可変自在に配設
されている。

【００１６】以下、レインボーホログラムを作製する手
順について説明する。

【００１７】目的のレインボーホログラムを得る第一段
階として、図１において、反射ミラー５を第１の参照光
照射手段４６にレーザー光１ａを入射すべくセットして
おき、シャッター５０を開放する。レーザー装置４２か
ら発したレーザー光１は、反射ミラー２で反射された後
ハーフミラー３で２つに分割されてレーザー光１ａとレ
ーザー光１ｂとになる。

【００１８】レーザー光１ａは、反射ミラー４を経て反
射ミラー５に至り、レーザー光１ｂは、レンズ６，７を
通過後、レンズ８に入射する。このレンズ８は、スリッ
ト９ａ内にレーザー光１ｂを効率よく絞り込むためのも
ので、マスターホログラム１０の再生像が明るくなり、
記録のための露光時間が短くて済む。ここで、レーザー
光１ｂは、マスターホログラム２０を作製した時の参照
光と共役なレーザー光であり、このレーザー光１ｂが照
射されると、マスターホログラム１０による再性光即ち
、物体光２５が発生し、マスターホログラム１０作製時
の物体位置に再生像３２が生じる。従って詳しくはこの
位置に、先に述べた記録物体４５が配置されている。

【００１９】レーザー光１ａは、反射ミラー５で反射さ
れた後、反射ミラー２６を経てレンズ２７，２８を通過
して参照光２９ａとなり、記録物体４５を照射する。即
ち、記録物体４５の斜上方より参照光２９ａを照射する
。そして、参照光２９ａは記録物体４５に至るが、参照
光２９の一部がシャドウマスク３０の隙間を通過してマ
スターホログラム１０からの物体光２５とホログラム乾
板３１上で干渉し、干渉縞を作り、この干渉縞が、図５
（ａ）および図６（ａ）に示すように、ホログラム乾板
３１に記録される。ここで、図６における矢印は、干渉
縞を記録した時の参照光の向きを表している。そして、
所定の露光時間が経過した後、シャッター５０を閉じる
。

【００２０】第二段階として、図２に示されるように、
第２の反射ミラー５を参照光照射手段４７にレーザー光
１ａを入射すべくセットしておき、図５（ｂ）に示すよ
うに、シャドウマスク３０を１孔分だけ図５の左方向（
図２では紙面に垂直で紙面の表から裏へ向かう方向）に
微小移動させる。このようにした後、シャッター５０を
開放する。レーザー光１ｂは、第一段階で説明した同じ
経過を経て再生像３２を第一段階の時と同じ位置に再生
する。レーザー光１ａは、反射ミラー５で反射された後
、反射ミラー３３を経てレンズ３４，３５を通過して参
照光２９ｂとなり記録物体４５を照射する。即ち、記録
物体４５の斜下方より参照光２９ｂを照射する。参照光
２９ｂは記録物体４５に至り、参照光２９ｂの一部がシ
ャドウマスク３０の隙間を通過し、マスターホログラム
１０からの物体光２５とホログラム乾板３１上の今度は
第一段階で記録した位置の隣の位置で干渉し、干渉縞を
作り、この干渉縞が図６（ｂ）に示すように、ホログラ
ム乾板３１に記録される。そして、所定の露光時間が経
過した後、シャッター５０を閉じる。

【００２１】第三段階として、図３に示されるように、
第３の反射ミラー５を参照光照射手段４８にレーザー光
１ａを入射すべくセットしておき、図５（ｃ）に示すよ
うに、シャドウマスク３０を１孔分だけ図５の下方向（
図３では紙面に垂直で紙面の表から裏へ向く方向）に微
小移動させる。このようにした後、シャッター５０を開
放する。レーザー光１ａは、反射ミラー５で反射された
後、反射ミラー３６を経てレンズ３７，３８を通過して
参照光２９ｃとなり記録物体４５を照射する。この場合
、記録物体４５のホログラム乾板３１上には、物体光２
５の進行方向に対して、斜左方向から参照光２９ｃが照
射される。そして、第一段階および第二段階で説明した
ごとく、ホログラム乾板３１上の第一段階および第二段
階で記録した位置とは異なる第二段階で記録した位置に
隣接する位置に、図６（ｃ）に示すように、干渉縞が記
録される。そして再び、所定の露光時間が経過した後、
シャッター５０を閉じる。

【００２２】第四段階として、図４に示されるように、
第４の反射ミラー５を参照光照射手段４９にレーザー光
１ａを入射すべくセットしておき、図５（ｄ）に示すよ
うに、シャドウマスク３０を１孔分だけ図５の右方向（
図３では紙面に垂直の紙面を裏から表へ向く方向）に微
小移動させる。このようにした後、シャッター５０を開
放する。レーザー光１ａは、反射ミラー５で反射された
後、反射ミラー３９を経てレンズ４０，４１を通過して
参照光２９ｄとなり記録物体４５を照射する。この場合
、記録物体４５のホログラム乾板３１上には、物体光２
５の進行方向に対して、斜右方向から参照光２９ｄが照
射される。そして、前述したごとく、ホログラム乾板３
１上の先の３回に記録された位置以外の位置に、図６（
ｄ）に示すように、干渉縞が記録される。

【００２３】以上の４つの段階をへて記録した図６（ｄ
）のホログラム乾板３１を現像して、目的のレインボー
ホログラムを得る。

【００２４】次に、本発明の別の製作例について詳細に
説明する。

【００２５】前記製作例では、マスターホログラム１０
を再生する際に、横長スリット９ａを有するスリット板
９を並置したために、再生像３２の縦方向の立体情報は
省略されている。本製作例では、４つの方向の参照光２
９ａ〜２９ｄを照射する際に、４つの方向の参照光２９
ａ〜２９ｄに対してスリット板９のスリットの形状をそ
れぞれ、図７に示されるように、横長スリット（ａ）、
縦長スリット（ｂ）、斜長スリット（ｃ），（ｄ）を用
い変更することにより、再生像３２の立体情報を変化さ
せて記録させる。

【００２６】前記製作例の第一段階と同じく、図１中の
スリット板９に図７（ａ）に示す横長スリット（ａ）を
使用し、参照光２９ａを照射してホログラム乾板３１に
再生像３２の横方向の立体情報の一部を記録する。そし
て、図２中のスリット板９のスリットを図７（ｂ）に示
す縦長スリット（ｂ）に交換した後に、前記製作例の第
二段階と同じく、参照光２９ｂを照射してホログラム乾
板３１に再生像３２の縦方向の立体情報の一部を記録す
る。

【００２７】以下同様にして、図３中では図７（ｃ）の
斜長スリット（ｃ）を、図４中では図７（ｄ）の斜長ス
リット（ｄ）を使用して、前記製作例と同じく第四段階
まで行い、現像した後、目的のレインボーホログラムを
得る。

【００２８】上記によって作製されたレインボーホログ
ラムは、たとえば図８（ａ）に示されるように、表示部
５１に、マスターホログラム１０の再生像３２の縦方向
、横方向、両斜方向の立体情報が均一に点在し記録され
ている。ここで、破線矢印は、記録されている再生像３
２の立体情報の方向を表す。図８（ｂ）は図８（ａ）の
部分拡大図であり、光方向５６〜５９は、実線矢印で表
わされており、再生像３２の記録時に照射された４方向
の参照光の向きを表す。

【００２９】次に、このレインボーホログラムが再生さ
れた場合について説明する。

【００３０】レインボーホログラムを再生するときは白
色通常光（以下白色光という）でもよい。図８（ｂ）に
おいて、例えば、光方向５６の方向からの白色光が表示
部５１に入射すると、同じ方向の参照光２９ａによって
記録された記録体５２が反応し、横方向の立体情報を表
示する。また、光方向５７の方向からの白色光が表示部
５１に入射れば、同じ方向の参照光２９ｂによって記録
された記録体５３が反応し、縦方向の立体情報を表示し
、同じく光方向５７に対しては記録体５４が、光方向５
８に対しては記録体５５が、それぞれ両斜方向の立体情
報を表示する。

【００３１】表示部５１には、実際には図８（ｂ）のよ
うな構成を有した４つの記録体５２〜５５を一つの単位
として、ホログラム乾板３１に縦横に並置されていたシ
ャドウマスク３０のメッシュの数だけ存在する。即ち、
表示部５１は４つの記録体５２〜５５の集合体といえる
。また、例えば、光方向５６の方向からの白色光が表示
部５１に入射した時、記録体５２以外の他の記録体５３
，５４，５５は白色光に対して反応しないが、先にのべ
た理由から、表示部５１には記録体５２からの横方向の
立体情報の集合体として表示されるので、このレインボ
ーホログラムを観察した場合には１つの再生像として見
ることができる。

【００３２】なお、実施例では、参照光の数および方向
を４方向としたが参照光照射手段４６〜４９を増設する
ことにより、さらに多くの参照光の数および方向をホロ
グラム乾板３１に記録させることが可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明のホログラム表示体によれば、参
照光の方向を複数にし、その方向に対する像の情報を細
分割し方向別にホログラムに記録するので、複数の方向
から綺麗なホログラムの観察が可能である。また、参照
光の方向を変化させるごとに、参照光の方向に対して像
の立体情報を変化させて記録するので、ホログラムの再
生像を観察できる領域（視域）が縦方向に関して狭くな
らずにすみ、より良い像の立体情報を得ることが可能で
ある。このためディスプレイなどの観賞用としての利用
を考える場合に、広視域という条件を十分にみたし産業
上有効なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製作例に係るレインボーホログラムの
第一段階の撮影光学系横図

【図２】同上の第二段階の撮影光学系横図

【図３】同上
の第三段階の撮影光学系正面図

【図４】同上の第四段階
の撮影光学系正面図

【図５】本発明の製作例に係るシャ
ドウマスクの作用説明用正面図

【図６】本発明の実施例に係るホログラム乾板の記録経
過を示す正面図

【図７】本発明の製作例に係るスリット板の正面図

【図
８】本発明の実施例に係るレインボーホログラムの正面
図

【図９】従来のレインボーホログラムの撮影光学系線図

【符号の説明】

１　　レーザー光 １ａ　　レーザー光 １ｂ　　レーザー光 ２　　反射ミラー ３　　ハーフミラー ４　　反射ミラー ５　　反射ミラー ６　　レンズ ７　　レンズ ８　　レンズ ９　　スリット板 ９ａ　　横長スリット １０　　マスターホログラム １１　　レーザー装置 １２　　反射ミラー １３　　ハーフミラー １４　　レンズ １５　　レンズ １６　　再生像 １７　　反射ミラー １８　　レンズ １９　　ホログラム乾板 ２０　　マスターホログラム ２１　　スリット板 ２１ａ　　横長スリット ２２　　レーザー光 ２３　　物体光 ２４　　参照光 ２５　　物体光 ２６　　反射ミラー ２７　　レンズ ２８　　レンズ ２９ａ　　参照光 ２９ｂ　　参照光 ２９ｃ　　参照光 ２９ｄ　　参照光 ３０　　シャドウマスク ３１　　ホログラム乾板 ３２　　再生像 ３３　　反射ミラー ３４　　レンズ ３５　　レンズ ３６　　反射ミラー ３７　　レンズ ３８　　レンズ ３９　　反射ミラー ４０　　レンズ ４１　　レンズ ４２　　レーザー装置 ４３　　ホログラム保持体 ４４　　ホログラム保持体 ４５　　記録物体 ４６　　第１の参照光照射手段 ４７　　第２の参照光照射手段 ４８　　第３の参照光照射手段 ４９　　第４の参照光照射手段 ５０　　シャッター ５１　　表示部 ５２　　記録体 ５３　　記録体 ５４　　記録体 ５５　　記録体 ５６　　光方向 ５７　　光方向 ５８　　光方向 ５９　　光方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表示部が、複数の方向の参照光に対し
   て、各々の方向の像の情報を細分割し方向別に記録させ
   た記録体の集合体であることを特徴とするホログラム表
   示体。