JPH07295464A

JPH07295464A - 光化学ホールバーニング効果を利用した時系列画像記録装置、及びその記録再生方法

Info

Publication number: JPH07295464A
Application number: JP6107818A
Authority: JP
Inventors: Noboru Masubuchi; 暢増淵
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】動画ホログラム等の時系列画像データを、高
密度、高解像度で記録し、高速で記録、再生する。【構成】光化学ホールバーニング（ＰＨＢ）効果を有
する記録媒体を用い、時系列画像データＩ（ｔｉ）（ｔ
ｉは時刻）を、時間変化を波長変化に変換して波長多重
記録する。時系列画像データＩ（ｔｉ）を、ＰＨＢ記録
媒体の吸収スペクトル不均一幅内の波長λｉの光を用い
て、該不均一幅内の波長λｉに於ける吸収係数のホール
バーニングとして記録する。同一場所に、波長λｉを変
えて、複数の時系列データＩ（ｔｉ）を重ね書きする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画即ち時系列で変化
する画像を光化学ホールバーニング効果を利用して波長
多重記録する装置、及び時系列画像の記録再生方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】映画（実写、漫画を含む）、コンピュー
ターグラフィツクス、運動・変化する物体の動画ホログ
ラム等の時系列画像（即ち、動画）を記録、再生する方
法は、従来各種の方式が開発されて来た。通常の映画等
の画像については、活動写真。即ち、時系列画像を写真の感光性フィルム
に、順次一コマずつ撮影、記録しする（各コマは静止
画）。再生する時は、該フィルムを走行させ、順次画像
を数１０分の１秒間映写する。これを毎秒数１０コマ映
写し、目の残像効果により時系列画像を連続画像として
知覚させて再生する方法。テレビジョンの録画再生。原理的にはに同じ。但し
時系列画像Ｉ（ｔｉ）を撮像管で走査線（画素）に分解
した上電気信号とし、これを磁気テープ、光デイスク等
に記録し、再生する時は先ず電気信号として再生し、こ
れを陰極線管（ブラウン管）等を用いて画像に再生する
点が異なる。等の方式が実用化され、普及している。

【０００３】又、立体画像を再現するホログラムは、通
常の画像に比べて格段に情報量が多い為、上記、の
方法では対応出来ない。その為時系列ホログラム画像の
記録再生については、より高密度の情報量を、より高速
度で記録、再生する研究がなされている。例えば、大越孝敬著、（財）電子通信学会発行、「ホログラフ
ィ」昭和５３年５月３０日第２版発行の第１３章第７
節、に開示されているように、被写体の時刻ｔｉに於け
るホログラムＨ（ｔｉ）をテレビジョン用撮像管の撮像
面（光電管、ＣＣＤ素子等）に結像させこれを走査して
時系列電気信号に変換して送信し、これを受信したテレ
ビジョン用表示装置（ＣＲＴ、液晶表示素子等）でホロ
グラムを再生し、立体画像を再現する方法。と同じ文献に開示されている、ベル研究所（米国）
のＢｒｕｃｋｈａｒｔらによるの改良技術である、多
重露光を用いた共光軸参照光法。の２つがある。

【０００４】しかし、普及している上記、について
も近年、より大量の時系列画像を、より高速度で記録、
再生し、画像処理、検索等の処理を行うことが要求され
て来るに従い、要求を満たさなくなってきた。の方法
では、記録するのに、化学薬品による現像定着等の処
理、水分の乾燥等の処理に時間がかかり、リアルタイム
（実時間）での記録・再々・処理には対応出来ない。又
一コマ１画像の記録の為、画像情報量が多くなると体積
が嵩張り広い保管場所を必要としてくる。さらに写真の
フィルムは、シーケンシャルな記録媒体の為、ランダム
アクセスが出来ないことも問題となる。即ち、巻芯の画
像を必要とする場合は、巻芯まで全部、巻き戻さねばな
らず時間がかかる。

【０００５】の方法では、電気信号で記録、再生がな
される為、の方法に比べて記録、再生時間も短い。又
電気信号をＡＤ変換してデジタル画像処理を行うことに
より、各種の画像処理を施すことも出来る。更に光デイ
スクや半導体メモリーに記録すれば、ランダムアクセス
も可能である。しかしながら、テレビジョン方式では画
像を走査線に分解する為、写真に比べ解像度が格段に低
い。この点を改善する為に、高品位テレビジョン（ハイ
ビジョン）も開発されているが、解像度的には写真には
及ばずホログラムを時系列（動画）で再現するには程遠
い。その上周辺回路、システムが複雑になるという問題
点がある。

【０００６】ホログラムの時系列再現法として開発され
てきたについても、現在の撮像管及び表示素子、電気
信号の伝送及び処理装置では、ホログラムの干渉縞を解
像するのに充分な解像度（大体１０００〔本／ｍｍ〕程
度）と、連続的動画として視覚に認識し得るのに足るコ
マ送り速度（大体３０〔コマ／秒〕程度）を実現するだ
けの伝送速度及び応答速度が得られない。又伝送すべき
情報量が多く、周波数帯域幅で数１０ＧＨｚ以上であ
り、この伝送は現在の通信技術では不可能に近い。更に
又時系列で変化するホログラムが持つ膨大な情報量を記
憶し、且つ実時間で入出力し得る記憶装置がない。以上
の理由から実用になるようなものは実現できない。

【０００７】については受信側でホログラム伝送信号
を正弦波で変調してＣＲＴ上に表示する際、順次参照光
と変調用正弦波との位相を１２０度づつずらして伝送す
る事を計３回繰り返す方式の為、伝送、送信の装置が複
雑なものになる。又１画面を３回の露光で送信するた
め、高速で動く物体の伝送がよりも更に困難である。
更に又と同様充分対応できる記憶装置がない。以上の
理由から、やはり実用に足るようなものは実現できな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、時系
列で変化する画像、特にホログラムのような大情報量の
時系列画像を大量且つ迅速に、しかも高解像度で記録再
生することが出来、保管場所もかさばらない時系列画像
の記録装置、及び時系列画像の記録再生方法を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、『少なくと
も、光化学ホールバーニング効果を有する記録媒体と、
記録再生用の光源とから構成され、該記録媒体中に時系
列画像Ｉ（ｔｉ）（ｉ＝１，２，．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２
＜．．．＜ｔｎ；ｔ１は最初の、ｔｎは最後の時系列画
像を記録した時刻）を、順次、該記録媒体の光吸収スペ
クトル不均一幅内の波長λｉ（ｉ＝１，２，．．．，
ｎ）のホールバーニングの有無或いはその強度変化の２
次元パターンとして波長多重記録してなる事を特徴とす
る時系列画像記録装置。』、『時系列画像Ｉ（ｔｉ）が
被写体の時刻ｔｉに於ける各ホログラムＨ（ｔｉ）（ｉ
＝１，２，．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔｎ；ｔ１
は最初の、ｔｎは最後のホログラムを記録した時刻）で
ある事を特徴とする時系列画像記録装置。』、『光化学
ホールバーニング効果を有する記録媒体層を有する記録
装置を用意し、これに時系列画像Ｉ（ｔｉ）（ｉ＝１，
２，．．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔｎ；ｔ１は最
初の、ｔｎは最後の時系列データを記録した時刻）を記
録するのに当たり、該時系列データＩ（ｔｉ）を、該記
憶媒体層の光吸収スペクトル不均一幅内の波長λｉ（ｉ
＝１，２，．．．，ｎ）の光の強弱に変調し、該変調光
を該記憶媒体層の全面又は一部分に２次元パターンとし
て照射し、光吸収スペクトル不均一幅内の波長λｉのホ
ールバーニングの有無或いはその強度変化の２次元パタ
ーンとして該記憶媒体層に情報を波長多重記録し、次い
で必要な時に、所望の時刻ｔｉに対応する波長λｉの光
を照射し、透過又は反射光の強弱として画像Ｉ（ｔｉ）
を読み出す。工程を少なくとも含む事を特徴とする時系
列画像の記録再生方法。』、及び『時系列画像Ｉ（ｔ
ｉ）が被写体の時刻ｔｉに於ける各ホログラムＨ（ｔ
ｉ）（ｉ＝１，２，．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔ
ｎ；ｔ１は最初の、ｔｎは最後のホログラムを記録した
時刻）である事を特徴とする記録再生方法。』をその要
旨とするものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図面は本発明の実施例を示す。図１は本発
明の時系列画像の記録装置の一例として、時系列（動
画）ホログラムの記録再生装置１００の一実施態様を示
す概略の斜視図である。尚、簡単の為、以下の実施例で
は記録すべき画像は単色（白黒、又は単一色相有彩色の
濃淡画像）であり、又時系列画像の個数ｎは、ＰＨＢ記
録媒体６の波長多重度ｍ以下である場合を例に説明をす
る。

【００１１】図１は２光束ホログラム方式を用いて記録
する方式である。時刻ｔｉに於いて、コヒーレントで波
長可変で且つパルス発光する光源１から出た光束２（波
長λｉ）をハーフミラー（半透過鏡）３を用いて２つの
光束２１及び２２に分ける。そのうちの一方の光束２１
はビームエキスパンダー４により断面積を拡大され参照
光２１０となり、記録媒体６の記録すべき領域を照明す
る。もう一方の光束２２はビームエキスパンダー４によ
り断面積、或いは更に拡散角を拡大された上で被写体５
を照明し、そこで反射（又は透過）された光束は物体光
２２０となって記録媒体６を照明する。物体光２２０と
参照光２１０とを干渉させて干渉縞を発生させ、それを
光化学ホールバーニング効果を有する記録媒体（以下Ｐ
ＨＢ記録媒体と略称する）６にホログラムとして記録す
る。尚、この時の光束２（勿論２１、２２、２１０、２
２０も同様）の波長可変範囲は光化学ホールバーニング
効果を有するＰＨＢ記録媒体６の吸収スペクトルの不均
一幅内に収まるようにする。

【００１２】被写体５の時刻ｔｉに於ける位置及び形状
を図２の如く、Ｏ（ｔｉ）で表現するものとする。被写
体５が時刻ｔ１に於いてＯ（ｔ１）の状態にある時、光
源１から波長λ１のパルス光２を発生させる。この波長
λ１の光を用いて図１の方式により、時刻ｔ１に於ける
被写体Ｏ（ｔ１）のホログラムＨ（ｔ１）を生じさせ
る。その時、ＰＨＢ記録媒体６では図３の様に波長λ１
での吸収係数の低下（ホールバーニング）としてホログ
ラムＨ（ｔ１）が記録される。

【００１３】ＰＨＢ記録媒体６の各点Ｐ（ｘ、ｙ）の吸
収スペクトルは図３（Ａ）のようになっている。即ち、
記録する為の光を入射する以前の状態ではＰＨＢ記録媒
体６の吸収係数Ｋ（λ）は原子或いは分子のエネルギー
準位の共鳴周波数がドップラー効果により広がる為に、
所謂『不均一幅』と呼ばれる分布を持つ。そこに、（ホ
ログラムＨ（ｔ１）のパターンを形成する）波長λ１の
光が入射すると、吸収係数Ｋ（λ）は丁度波長λ１のと
ころだけ大幅に低下する。よってホログラムＨ（ｔ１）
は吸収スペクトル曲線Ｋ（λ）の不均一幅（以下略して
『不均一幅』とも呼称する）の間の波長λ１のところの
凹みとして記録される。もし点Ｐ（ｘ、ｙ）でホログラ
ムＨ（ｔ１）の光強度が０ならば、吸収スペクトル曲線
Ｋ（λ）の波長λ１のところには凹みは生じない。この
ことは、ホログラムＨ（ｔ１）はＰＨＢ記録媒体６の吸
収スペクトル曲線Ｋ（λ）の不均一幅内の波長λ１のと
ころの凹みの有無として記録されることを意味する。ホ
ールバーニング有無だけで画像を記録すれば、線画、文
字等の２値画像を記録できる。又ホールバーニングの深
さ（吸収係数の大きさ）を画像の濃淡に対応させれば連
続諧調の画像を記録することができる。そしてこの記録
は、図３（Ｂ）の様にＰＨＢ記録媒体６の各点Ｐ（ｘ、
ｙ）で同時におこなわれる。即ち２次元のホログラム干
渉縞パターンを同時並列的に記録する。

【００１４】続いて、被写体５が時刻ｔ２に於いて図２
のＯ（ｔ２）の状態にある時、光源１から波長λ２のパ
ルス光２を発生させる。すると、同様の原理によって、
今度はＰＨＢ記録媒体６の不均一幅内の波長λ２のとこ
ろに吸収係数の凹みとして記録される。此の様にして、
被写体５の時系列ｔｉに於ける各ホログラムＨ（ｔｉ）
（ｉ＝１，２，．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔｎ；
ｔ１は最初の、ｔｎは最後のホログラムを記録した時
刻）は、順次、同一片の該記録媒体６の光吸収スペクト
ル曲線Ｋ（λ）の不均一幅の輪郭に生じた各波長λｉの
ホールバーニングの有無、或いは深さのパターンとして
波長多重記録されることになる（図３参照）。

【００１５】該ホログラムＨ（ｔｉ）を再生するときに
は、ＰＨＢ記録媒体６に、記録に用いたのと同じ時刻ｔ
ｉで波長λｉの光を、順次参照光として照射する。する
と、該ＰＨＢ記録媒体６の不均一幅内の波長λｉのとこ
ろに吸収係数の凹みが有れば（吸収係数が低ければ）透
過光の強度は大となる。又不均一幅内の波長λｉのとこ
ろに吸収係数の凹みが無ければ（吸収係数が高ければ）
透過光の強度は小となる。よって、被写体の時系列ｔｉ
に於けるホログラムＨ（ｔｉ）が順次再生される。

【００１６】此処で、コヒーレントで波長可変で且つパ
ルス発光する光源１の例は、そのスペクトル幅をＰＨＢ
記録媒体６の不均幅中の均一幅（ホールバーニングの
幅）以下に絞れることが必要である。又特に時系列画像
としてホログラムを取り扱う場合はホログラムの記録再
生を行うに足るだけのコヒーレンス（可干渉性）を有す
ることも必要である。此のような条件を満たす光源とし
てしは、波長の走査が可能な色素レーザー、半導体レー
ザー、アレキサンドライトレーザー等が挙げられる。発
振波長の可変方法としては、色素レーザーの場合は、光
共振器の全反射鏡を回折格子で形成し、回折され、分光
された反射光のうち所望の波長の光のみが光共振器の光
軸方向にフィードバックされる様に回折格子の角度を可
変することにより、発振波長を順次λ１、λ２、・・・
・λｎと可変（即ち、走査）する。半導体レーザーの場
合は温度、圧力、電流等を変えることにより発振波長可
変を行う。アレキサンドライトレーザーの場合は、光共
振器中に置いた複屈折フィルターの回転角を変えること
により発振波長可変を行う。光の波長の可変範囲（走査
範囲）は、ＰＨＢ記録媒体の不均一幅の範囲内とする。

【００１７】波長の走査が可能な色素レーザー装置の一
例を図４に示す。励起用の光束７を色素の入った透明な
色素セル８に照射する。励起光７で励起された色素分子
から誘導放出光９、９が左右方向に放出され、回折格子
１２と半透過鏡１２０とによって形成される光共振器の
中を多数回往復する。図４で左方向へ向かった光９はビ
ームエキスパンダー１０で回折格子１２全面を照射する
に足る断面積及び断面積形状に拡大され、エタロン（フ
ァブリー・ペロー干渉計）１１を通して回折格子１２表
面に入射させる。回折格子１２で反射された光は分光さ
れ、反射角度によって異なった波長の光が反射される。
よって、回折格子の角度を可変し、所望の波長λｉの反
射光のみが光共振器の光軸方向に戻るようにすれば、波
長λｉの光のみがセル８の色素分子で繰り返し増幅され
出力増大して半透過鏡１２０に入射する。半透過鏡１２
０で光９の一部は反射されて光共振器に戻り更に増幅さ
れ、残りの光はハーフミラー（半透過鏡）１２０を透過
して波長λｉの出力光９０となる。出力光９０の取り出
し、光共振器内の損失等により減衰するエネルギーと繰
り返し増幅されるエネルギーとが均衡したところで出力
光９０の強度は安定し、発振状態となる。電動機（コン
ピューター制御のステップモーター等）１３等により回
折格子１２の回転角を順次、繰り返し可変する事によ
り、発振波長を走査できる。使用する色素は、ＰＨＢ記
録媒体の吸収スペクトル波長に該当する波長を発振し得
る色素を選択すれば良い。例えば、ローダミン６Ｇのエ
タノール溶液（発振波長域；６０１０〜６４２０Å）、
７ジメチルアミノ−４メチル−クマリンのエタノール溶
液（発振波長域；４４４０〜４８４０Å）等がある。

【００１８】時刻ｔｉに於ける運動する被写体Ｏ（ｔ
ｉ）を記録する場合の露出時間Δｔの上限値は、記録中
の被写体の移動によるブレがホログラムＨ（ｔｉ）の形
成に支障を来さない範囲内とする。又下限値は、ＰＨＢ
記録媒体６のホールバーニング形成に十分な時間以上と
する必要がある。具体的な露出時間Δｔは、被写体の速
度、記録する光の強度、ＰＨＢ記録媒体の感度等から算
定する。算定方法については、『ホログラフィー入門』
（村田和美著、朝倉書店発行、昭和５１年）等で公知の
方法に従う。

【００１９】本発明に於けるＰＨＢ物質とは、狭義の光
化学ホールバーニング効果を示す物質には限定されず、
広義の永続的スペクトルホールバーニング効果を有する
物質を意味する。即ち、以下の原理に基づく永続的スペ
クトルホールバーニング効果を生ずる物質の中から適当
な物質を選択して用いる。・光化学反応に起因する吸収スペクトル曲線の不均一幅
中に生じる永続的な吸収係数のホールバーニングを生ず
る現象（狭義の光化学ホールバーニング効果）を生じる
物質。・光互変異性化反応に起因する同上の現象を生じる物
質。・水素結合の光誘起再配位に起因する同上の現象を生じ
る物質。・色中心の光誘起状態変化に起因する同上の現象を生じ
る物質。・光イオン化に起因する同上の現象を生じる物質。

【００２０】ＰＨＢ記録媒体６は前記の各種方式に起因
するＰＨＢ物質（ゲスト）を、其れ自体透明な媒質（ホ
スト）中に分散し、適当な形状、寸法に成形してなる。
形状としては、通常は、記録・再生のやり易さ、保管・
取扱いのし易さ等の点から、平板、フィルム（シートも
同義語）、円筒等の形態で使用する。板又はフィルムの
場合、厚みとししては、製膜し易さ、画像のコントラス
ト等の点から、大体１〜１０００μｍが好ましい。又Ｐ
ＨＢ記録媒体６を補強、支持したり、或いは表面の傷付
を防止する為にＰＨＢ記録媒体６の表面、裏面、又は表
裏両面に樹脂、硝子等の板又はフィルムを積層すること
もできる。

【００２１】ゲストとホストとの組合せの例としては以
下の様なものがあげられる。特開平２−４５号公報記載のような、ゲスト；イオン性基を有するポルフィン誘導体。ホスト；該ゲストと相溶する有機高分子、例えば、ポリ
ビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム
等の水溶性高分子。

【００２２】特開平２−２３３３５号公報記載のよう
な、光ゲーテッドＰＨＢ物質、ゲスト；波長の異なる２種の光（波長λ１の光＋波長λ
２の光）の同時照射により、始めて光イオン化が起こ
り、その結果吸収スペクトルの不均一幅中の片方の波長
（例えばλ１）のところに吸収係数の低下が生じる物質
を使う。例えば、金属ポルフィン、金属フタロシアニン
誘導体等がある。ホスト；該ゲスト分子にたいしして、光イオンかで放出
された電子を捕捉し、ゲストの吸収係数の恒常化を生じ
させる物質を使う。例えば、テレフタル酸エステルを側
鎖に有する単独又は共重合体がある。

【００２３】特開平２−２２６４０号公報記載のよう
な、ゲスト；テトラフェノキシフタロシアニン等のフタロシ
アニン類、テトラフェニルポルフィリン等のポルフィリ
ン類、テトラフェニルクロリン等のクロリン類、キニザ
リン等のジヒドロキシキノン類、ジメチル−ｓ−テトラ
ジン等のテトラジン類等を使う。ホスト；１、２位に大きな立体障碍構造を有する１、２
−２置換ビニルポリマー、具体的には、フマル酸ジイソ
プロピル、フマル酸ジブチル、又はＮ、Ｎ’−ジメチル
−Ｎ、Ｎ’−ジエチルフマルアミドの単独或いは共重合
体。該共重合物とししては、（メタ）アクリル酸エステ
ル（（メタ）アクリルとはアクリル又はメタアクリルの
意味。以下同様）、エチレン、プロピレン、ブテン−
１、アクリロニトリル、スチレン、ブタジエン等

【００２４】特開平２−２０１７４７号公報記載のよ
うな、ゲスト；光による水素結合の再配位を示す有機化合物、
例えば、キニザリン、トリハイドロキシアントラキノ
ン、及びこれらの誘導体。又は光互変異性を示す物質、
例えば、フリーベースフタロシアニン、ポリフィン、ク
ロリン、及びこれらの誘導体。ホスト；３次元架橋した高分子、例えばポリエステル
（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレー
ト、エポキシ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリ
レートプレポリマー、ポリ桂皮酸ビニル等の樹脂、ジペ
ンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の（メ
タ）アクリレート単量体等を、紫外線、電子線、熱等で
架橋重合させた物。

【００２５】特公昭６４−５６４３５号公報記載のよ
うな、ゲスト；テトラ（フルオロフェニル）ポルフィン（図
５）。ホスト；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリスチレ
ン等。

【００２６】これらのＰＨＢ物質は、１つの不均一幅内
に１００〜１０００個のホールバーニングを形成出来
る。即ちＰＨＢ記録媒体の同一場所に１００〜１０００
個の情報を波長多重記録出来る。又これらＰＨＢ物質は
高温では、熱運動によって、記録されたホールバーニン
グが攪乱されて消失してしまう為、必要に応じて、ＰＨ
Ｂ記録媒体６を適当な温度に冷却する。冷却温度、方法
は、使用するＰＨＢ記録媒体の種類、記録・再生・保管
を行う環境温度に応じて決定する。十分低温に冷却する
場合は、液体ヘリウム、液体窒素等を用いる。

【００２７】ホログラムＨ（ｔｉ）を記録・再生する時
間間隔は、用途に応じて適当に設定する。例えば、運動
する物体Ｏ（ｔｉ）のホログラムを動画として再生する
場合には、ホログラムＨ（ｔｉ）とホログラムＨ（ｔｉ
＋１）との記録・再生時間間隔は、Ｈ（ｔｉ）の残像が
残っている間にＨ（ｔｉ＋１）を記録・再生する必要が
あり、通常のテレビジョンや映画と同様１／３０秒程度
とする。

【００２８】ホログラムの種類としは、レインボーホロ
グラム、リップマンホログラム、、イメージプレーンホ
ログラム等各種のものが使用できる。又透過形、反射形
のいずれでも良い。記録方式も図１のような２光束ホロ
グラムの他、１光束ホログラムも使用出来る。

【００２９】記録されたホログラムを順次再生する場合
は、ＰＨＢ記録媒体６に、例えば図１の様な装置を用い
て参照光を照射する。順次、波長λ１、λ２、λ３・・
・・の参照光をＰＨＢ記録媒体６に照射することによ
り、ホログラムＨ（ｔ１）、Ｈ（ｔ２）、Ｈ（ｔ３）、
・・・・から、順次、被写体Ｏ（ｔ１）、Ｏ（ｔ２）、
Ｏ（ｔ３）、・・・の立体画像が再生される。記録時と
再生時の参照光照射の時間間隔を同じにすることによ
り、被写体の時系列的な動きを立体画像で再現できる。

【００３０】又この際、再生される立体画像Ｉ（ｔｉ）
（Ｏ（ｔｉ）に対応）の色は波長λ１からλｎの間で変
化する。一方ＰＨＢ物質の不均一幅は、ホスト物質が結
晶の場合で数ｃｍ^-1、非晶質の場合で数１００〜１００
０ｃｍ^-1の範囲である。よって、ＰＨＢ物質の不均一幅
が広く、且つ該不均一幅全体にわたって波長多重記録を
行った場合には、再生される時系列画像Ｉ（ｔｉ）が除
々に色相変化するのが視覚されることもあり得る。これ
を防ぐ必要が有る場合は、不均一幅内に於いて、波長変
化に伴う色相変化が視覚上許容出来る範囲の波長幅の中
に全ての時系列画像Ｉ（ｔｉ）を記録するか、或いは該
波長幅内に全ての時系列画像を記録出来ないときは、後
述するような複数のＰＨＢ記録媒体に分割して記録する
方法、又は１つのＰＨＢ記録媒体を複数の領域に区劃
し、各区劃領域に分散させて記録する方法等を用いれば
良い。

【００３１】尚以上の説明は、時系列画像がホログラム
であり、画像が単色であり、又時系列画像の個数ｎがＰ
ＨＢ記録媒体の１つの吸収スペクトル不均一幅の波長多
重度ｍ以内である場合に限定して説明したが、本発明は
必ずしも此の態様に限定されるものではない。要する
に、本発明は時系列的に変化する画像を時刻ｔｉをＰＨ
Ｂ記録媒体の多重記録波長λｉに変換して波長多重記録
し、これを適宜時系列画像として再生する思想にある。
よって以下の様な態様も本発明に包含される。

【００３２】記録・再生する時系列画像Ｉ（ｔｉ）とし
ては、時系列変化するホログラム以外に、通常の映画
（活動写真、アニメーションを含む）、コンピューター
グラフィツクス等も使用できる。

【００３３】時系列画像Ｉ（ｔｉ）として天然色画像を
記録再生することも可能である。この場合は、ＰＨＢ記
録媒体６として、赤、緑、青の３原色の波長域に不均一
幅を有するものを使用する。具体的には、ＰＨＢ記録媒
体６として、１つのホスト媒体に、赤、緑、青にそれぞれ不均一幅
を有する３種のＰＨＢ物質をゲストとして分散させる。１種類のホスト／ゲストの組合せ（ＰＨＢ物質）で
赤、緑、青の３原色の波長域に不均一幅を有するものを
選択する。赤、緑、青にそれぞれ不均一幅を有する３種類のＰＨ
Ｂ記録媒体を別個に用意し、赤の分色画像は赤のＰＨＢ
記録媒体に、緑の分色画像は緑のＰＨＢ記録媒体に、青
の分色画像は青のＰＨＢ記録媒体に、それぞれ分割記録
させる。等のものを用いる。

【００３４】そして、のＰＨＢ記録媒体を用いた場合
は、天然色画像を光学フィルター、プリズム等公知の手
法によって赤、緑、青の３原色の画像（分色画像）に分
解する。但し、この分色画像は、天然光源の光を用いて
いる為コヒーレンスも低く、又ＰＨＢ記録媒体の不均一
幅にも同調ししていない。そこで、各分色画像を一旦写
真又はデジタルデータとして記録するか、或いはその儘
で、各ＰＨＢ記録媒体の不均一幅内で波長を走査可能
で、不均一幅内の均一幅以内の線幅を有するコヒーレン
ト光源の画像に変換する。此の変換は、例えば、各分色
画像を一旦白黒写真フィルムに記録した場合は、該写真
フィルムを該コヒーレント光源の光で照射し、その透過
光を用いることによって行われる。

【００３５】コヒーレント光源の画像に変換された各分
色画像は、各分色の波長域に不均一幅を有するＰＨＢ記
録媒体にそれぞれ入射し、前述の如き要領で波長多重記
録する。再生する時は、各ＰＨＢ記録媒体に、コヒーレ
ント光を照射し、前述の如き要領でそこから再生した各
分色画像を重ね合わせ、天然色の時系列画像を再生す
る。又、のＰＨＢ記録媒体を用いた場合は、天然色
画像をＰＨＢ記録媒体の場合と同様にコヒーレント光
源の画像に変換する。そして、各分色のコヒーレント画
像を１つのＰＨＢ記録媒体に位置を合わせて（見当を合
わせて）、重ね合わせて、入射し、１つのＰＨＢ記録媒
体中の各分色の不均一幅内に各分色の画像を波長多重記
録する。再生する時は、該ＰＨＢ記録媒体に、３原色の
コヒーレント光を重ね合わせて照射し、前述の如き要領
でそこから各３原色の分色画像を再生する。再生した各
分色画像はその儘重ね合わさり、天然色の時系列画像が
再生される。

【００３６】時系列画像の個数ｎがＰＨＢ記録媒体の１
つの吸収スペクトル不均一幅の波長多重度ｍ以上の場合
には、以下の工夫を行い、これを記録・再生する。１つのＰＨＢ記録媒体をＮ個の領域に区劃、ｎ＝ｍ（Ｎ−１）＋ｎ’ 但し、１≦ｎ’≦ｍであるとする。ｎ個の画像のうち最初のｍ個（ｎ＝１、
２、・・・・ｍ−１、ｍ）をＰＨＢ記録媒体の区劃１内
に前述の如く波長多重記録する。次のｍ個（ｎ＝ｍ＋
１、ｍ＋２、・・・・２ｍ−１、２ｍ）をＰＨＢ記録媒
体の区劃２内に波長多重記録する。同様にしてＮ−１番
目迄の区劃に画像を波長多重記録した後、最後のＮ番目
の区劃に、残りのｎ’個（ｎ＝ｍ（Ｎ−１）＋１、ｍ
（Ｎ−１）＋２、・・・・ｎ−１、ｎ）の画像を波長多
重記録する（Ｎ番目の区劃の不均一幅の中には、（ｍ−
ｎ’）個の空きが残る。）。画像を再生する場合は、順
次、Ｎ番目の区劃の中を波長走査して時系列画像を再生
し、それが終わった後、続いてＮ＋１番目の区劃から順
次再生する。区劃の具体例としては、映画のフィルムの
様な帯状の長尺フィルム上に映画の１コマと同様に長方
形（又は正方形）のＰＨＢ記録媒体層を順次形成し、Ｎ
番目のＰＨＢ記録媒体の記録・再生が終了したら、該フ
ィルムをコマ送りして次のＮ＋１番目のＰＨＢ記録媒体
の記録・再生を行う様にすれば良い。

【００３７】１つのＰＨＢ記録媒体内に、複数の異な
る波長の不均一幅をＮ個（λ１、λ２、・・・λＮ）形
成しておく、ｎ＝ｍ（Ｎ−１）＋ｎ’ 但し、１≦ｎ’≦ｍであるとする。ｎ個の画像のうち最初のｍ個（ｎ＝１、
２、・・・・ｍ−１、ｍ）をＰＨＢ記録媒体の波長λ１
の不均一幅内に前述の如く波長多重記録する。次のｍ個
（ｎ＝ｍ＋１、ｍ＋２、・・・・２ｍ−１、２ｍ）をＰ
ＨＢ記録媒体の波長λ２の不均一幅内に波長多重記録す
る。同様にしてＮ−１番目迄の不均一幅内に画像を波長
多重記録した後、最後の波長λＮの不均一幅内に、残り
のｎ’個（ｎ＝ｍ（Ｎ−１）＋１、ｍ（Ｎ−１）＋２、
・・・・ｎ−１、ｎ）の画像を波長多重記録する（Ｎ番
目の不均一幅の中には、（ｍ−ｎ’）個の空きが残
る。）。画像を再生する場合は、順次、波長λＮの不均
一幅内を波長走査して時系列画像を再生し、それが終わ
った後、続いて波長λＮ＋１番目の不均一幅内から順次
再生する。１つのＰＨＢ記録媒体内に、複数の異なる波
長の不均一幅を形成する具体例としては、ホスト中に異
なった波長の不均一幅を有する複数のゲストを分散され
る方法、複数の異なった波長の不均一幅を有する１種類
のＰＨＢ物質を用いる方法、異なった波長の不均一幅を
有する２層以上のＰＨＢ物質を積層する方法等がある。

【００３８】記録された時系列画像Ｉ（ｔｉ）の再生
は、記録した時と同じ順序に、同じ、速度で、連続して
再生する事が通常需要が多いが、その他、所望の部分の
画像をのみをランダムアクセスしたり、必要な部分のみ
から再生したり、再生速度を記録速度より進めたり遅ら
せたり（高速度、或いは微速度再生）、時間反転して再
生したり、或いは適当な個数途中の画像を間引いて再生
したりすることも任意である。

【００３９】本発明において、ＰＨＢ記録媒体６は、用
途に応じて各種の形態をとることができる。例えば、ク
レジットカード大の形状・寸法にして、携帯可能な画像
記録カードとしたり、通常の光ディスクと同様な円盤状
としたり、通常の映画フィルムと同様の巻取りフィルム
状としたり、或いはマルチプレックスホログラムの場合
は円筒状にしても良い。

【００４０】

【発明の効果】本発明の時系列画像記録装置、及びその
記録再生方法は、ＰＨＢ記録媒体を用いて、各時刻ｔｉ
の時系列画像データＩ（ｔｉ）を２次元平面（又は曲
面）に、同時並列的に記録するものである。そして時間
的変化ｔｉを波長の変化λｉに変換して同じ場所に多重
記録している。その為、以下の効果を奏する。情報量の多い時系列画像データを少ない面積、体積の
記録媒体の中に、実用上十分な量記録することができ
る。通常の波長多重記録でない写真に比べて、１００〜
１０００倍の記録密度となる。光の照射によって画像全面を同時並列的に記録、再生
する為、テレビジョン等の様に画像を順次走査（スキャ
ニング）したり、デジタル画像メモリーのように画素に
分解し、ＡＤ変換して、逐次記憶装置に書き込むことも
ない、又映画の様に化学薬品処理で現像、定着等の処理
を行う必要もない。その為、テレビジョン、デジタル画
像メモリー、及び映画に比べ、記録、再生の速度がより
も高く、又テレビジョン、及びデジタル画像メモリーに
比べ、画像の解像度もより高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の時系列画像の記録装置の一例を示す斜
視図。

【図２】被写体の時系列変化を示す図。

【図３】（Ａ）ＰＨＢ記録媒体の各点に於ける吸収スペ
クトル曲線の不均一幅、及びそのスペクトル曲線の輪郭
に形成されたホールバーニングを示す図。（Ｂ）ＰＨＢ記録媒体の各点Ｐ（ｘ、ｙ）に画像データ
が波長多重記録されていることを示す図。

【図４】本発明で用いる光源の例として、波長の走査が
可能な色素レーザー装置の一例を示す概略図。

【図５】本発明で用いられるＰＨＢ物質のゲスト材料の
一例として、テトラ（ペンタフルオロフェニル）ポルフ
ィンの構造式を示す図。

【符号の説明】

１光源２、２１、２２光束３ハーフミラー４ビームエキスパンダー５被写体６ＰＨＢ記録媒体７励起光８色素セル９誘導放出光１０ビームエキスパンダー１１エタロン１２回折格子１３電動機９０レーザー出力光１００記録再生装置１２０ハーフミラー２１０参照光２２０物体光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 7/24 ５２１Ｇ 7215−5Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、光化学ホールバーニング効果
を有する記録媒体と、記録再生用の光源とから構成さ
れ、該記録媒体中に時系列画像Ｉ（ｔｉ）（ｉ＝１，
２，．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔｎ；ｔ１は最初
の、ｔｎは最後の時系列画像を記録した時刻）を、順
次、該記録媒体の光吸収スペクトル不均一幅内の波長λ
ｉ（ｉ＝１，２，．．．，ｎ）のホールバーニングの有
無或いはその強度変化の２次元パターンとして波長多重
記録してなる事を特徴とする時系列画像記録装置。
【請求項２】時系列画像Ｉ（ｔｉ）が被写体の時刻ｔｉ
に於ける各ホログラムＨ（ｔｉ）（ｉ＝１，２，．．．
ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔｎ；ｔ１は最初の、ｔｎは
最後のホログラムを記録した時刻）である事を特徴とす
る請求項１記載の時系列画像記録装置。
【請求項３】光化学ホールバーニング効果を有する記録
媒体層を有する記録装置を用意し、これに時系列画像Ｉ
（ｔｉ）（ｉ＝１，２，．．．．ｎ；ｔ１＜ｔ２
＜．．．＜ｔｎ；ｔ１は最初の、ｔｎは最後の時系列デ
ータを記録した時刻）を記録するのに当たり、該時系列データＩ（ｔｉ）を、該記憶媒体層の光吸収ス
ペクトル不均一幅内の波長λｉ（ｉ＝１，２，．．．，
ｎ）の光の強弱に変調し、該変調光を該記憶媒体層の全面又は一部分に２次元パタ
ーンとして照射し、光吸収スペクトル不均一幅内の波長
λｉのホールバーニングの有無或いはその強度変化の２
次元パターンとして該記憶媒体層に情報を波長多重記録
し、次いで必要な時に、所望の時刻ｔｉに対応する波長λｉ
の光を照射し、透過又は反射光の強弱として画像Ｉ（ｔ
ｉ）を読み出す。工程を少なくとも含む事を特徴とする
時系列画像の記録再生方法。
【請求項４】時系列画像Ｉ（ｔｉ）が被写体の時刻ｔｉ
に於ける各ホログラムＨ（ｔｉ）（ｉ＝１，２，．．．
ｎ；ｔ１＜ｔ２＜．．．＜ｔｎ；ｔ１は最初の、ｔｎは
最後のホログラムを記録した時刻）である事を特徴とす
る請求項３記載の記録再生方法。