JPH10282871A

JPH10282871A - 透過型ホログラム、ホログラム再生装置及びホログラム記録方法

Info

Publication number: JPH10282871A
Application number: JP9073997A
Authority: JP
Inventors: Yukio Taniguchi; 谷口幸夫
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-09
Also published as: JP3912694B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の点光源をホログラムの近傍に配置した
照明系とそれに適した透過型ホログラムにより、小型で
薄い照明系により再生画質を維持したまま明るい再生像
を得ることができる。【解決手段】透過型ホログラム１は、多数の領域１₁
〜１₆が並列配置されてなるものであり、各領域１₁〜
１₆には１つの物体の像Ｉが記録されている。各領域１
₁〜１₆からの再生像は別々に再生されるが、それらが
合成されて一つの再生像Ｉを構成するようになってい
る。各領域１₁〜１₆からの像再生は、ホログラム１上
で略重ならない複数の発散する照明光３₁〜３₆により
それぞれの領域１₁〜１₆を照明することにより行われ
る。この複数の発散照明光３₁〜３₆は、領域１₁〜１
₆の配置に合わせて配置された複数の点光源２₁〜２₆
により発生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過型ホログラ
ム、ホログラム再生装置及びホログラム記録方法に関
し、特に、小型で薄い照明系により再生画質を維持した
まま明るい再生像を得ることができるホログラム、ホロ
グラム再生装置及びホログラム記録方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のホログラムは、基本的には、一つ
の点光源をホログラムから遠くに配置して再生してい
た。また、一つの照明光では光量が足りない場合、複数
の照明光を用いて照明再生することもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のホログラムの再
生照明装置では、光源とホログラムを離す必要があり、
これを一体化使用とすると装置が大型になり、分離して
用いる場合でも光源をホログラムと別に設置する必要が
あり、また、移動する度にいちいち光源を最適な位置に
設定し直す必要がある。このとき、光源とホログラムを
近付けようとすると、ホログラムと光源の間の距離がホ
ログラム面上の場所により大きく変化し、再生像の輝度
むらとなってしまう。特に大面積のホログラムの場合、
輝度を上げるには大光量の光源が必要であり、ハロゲン
ランプや白熱電球等が用いられる。これらは寸法が大き
く（数ｃｍ程度）、消費電力が大きく、熱が発生して危
険であるという欠点があった。

【０００４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、複数の小型の点
光源をホログラムの近傍に配置した照明系を採用し、同
時にそれに適した透過型ホログラムを作成することによ
り、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま明
るい再生像を得ることができるようにすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の小型の
点光源をホログラムの近傍に配置した照明系を採用し、
同時にそれに適したホログラムを作成することにより、
小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま再生像
を得ることに成功したものである。また、複数の点光源
を用いることにより、再生像の高輝度化を実現できるよ
うにしたものである。

【０００６】すなわち、本発明の透過型ホログラムは、
ホログラム上で略重ならない複数の発散する照明光によ
り再生されることを特徴とするものである。

【０００７】この場合、各色につき複数の発散する照明
光により再生され、かつ、異なる複数の色についても同
様に複数の発散する照明光により再生されるように構成
することができる。その一つとしては、ホログラムを各
色の照明光により再生される複数のホログラムを重畳す
るか多重記録されたものとすることであり、もう一つ
は、位置により異なる色の照明光により再生されるホロ
グラム領域がモザイク状に並べて構成されたものとする
ことである。

【０００８】また、本発明のホログラム再生装置は、ホ
ログラム上で略重ならない複数の発散する照明光により
再生される透過型ホログラムの再生装置において、複数
の光源がアレイ状に配置されており、前記の複数の光源
から発散する照明光により前記透過型ホログラムを再生
することを特徴とするものである。

【０００９】この場合、複数の光源をＬＥＤとすること
ができる。また、複数の光源から発散する照明光を相互
に分離する仕切りを設けるようにしてもよい。

【００１０】また、本発明のホログラム記録方法は、ホ
ログラム上で略重ならない複数の発散する照明光により
再生される透過型ホログラムの記録方法において、感光
材料の前に光源からの発散照明光のホログラム面での広
がりに対応した大きさのマスクを設け、前記マスクを通
して対応する感光材料の位置に収斂する参照光を照射す
る手段を設け、前記マスクと前記参照光を、前記感光材
料と物体光に対して相対的に移動しながら順次記録する
ことを特徴とする方法である。

【００１１】この場合、物体光は物体光用中間ホログラ
ムから回折された光とすることができる。

【００１２】本発明の別のホログラム記録方法は、ホロ
グラム上で略重ならない複数の発散する照明光により再
生される透過型ホログラムの記録方法において、前記の
複数の発散照明光の各発散点の位置に対応する複数の点
に集光するような参照光用中間ホログラムからの再生光
を参照光とし、物体光と干渉させることにより記録する
ことを特徴とする方法である。

【００１３】この場合も、物体光は物体光用中間ホログ
ラムから回折された光とすることができる。

【００１４】本発明においては、透過型ホログラムをホ
ログラム上で略重ならない複数の発散する照明光により
再生されるものとするので、小型で薄い照明系により再
生画質を維持したまま再生像を得ることができ、同時に
複数の光源を用いることにより、再生像の高輝度化が実
現できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の原理と実施例につ
いて図面を参照にして説明する。図１は、本発明のホロ
グラムとホログラム再生装置を説明するための図であ
り、透過型ホログラム１は、図２に示すように、多数の
領域１₁〜１₆が例えば正方格子状（図２（ａ））、ハ
ニカム状（図２（ｂ））に並列配置されてなるものであ
り、各領域１₁〜１₆には１つの物体Ｏの像Ｉが後記の
方法で記録されている。そして、各領域１₁〜１₆から
の再生像は別々に再生されるが、それらが合成されて一
つの再生像Ｉを構成するようになっている。各領域１₁
〜１₆からの像再生は、ホログラム１上で略重ならない
複数の発散する照明光３₁〜３₆によりそれぞれの領域
１₁〜１₆を照明することにより行われる。この複数の
発散照明光３₁〜３₆は、基板４上に領域１₁〜１₆の
配置に合わせて配置された複数の点光源２₁〜２₆（図
２）により発生される。なお、図１において、ホログラ
ム１に対して所定の位置に複数の点光源２₁〜２₆を配
置したもの全体が本発明によるホログラム再生装置１０
を構成している。

【００１６】図１のホログラム再生装置１０の場合は、
点光源２₁〜２₆からの発散照明光３₁〜３₆それぞれ
の間には何らの遮蔽物も配置されていないが、対応しな
い隣接する領域へ発散照明光３₁〜３₆が入射するのを
防ぐために、図３に示すように、点光源２₁〜２₆及び
それらからの発散照明光３₁〜３₆の間を仕切る仕切り
壁５を設けるようにしてもよい。

【００１７】また、用いる点光源２₁〜２₆としては、
寸法がある程度小さくて照明光の照射方向が特定の方向
に向かうものが望ましい。いわゆる豆電球とレンズの組
み合わせ、ＬＥＤ（発光ダイオード）とレンズの組み合
わせ、プラズマディスプレイパネルとレンズアレイの組
み合わせ、半導体レーザー等が考えられる。

【００１８】特に、点光源としてＬＥＤを用いれば、低
消費電流、長寿命が実現でき、また、ＬＥＤはハロゲン
ランプ等と比べ発光波長幅が狭く、光源スポットのサイ
ズが小さいので、ホログラムの再生像をシャープにする
ことができる。

【００１９】また、単色でなく複数の色、例えばＲ（赤
色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３色のカラーホログラム
再生像を得るには、図４に示すように、透過型ホログラ
ムとしてＲで再生可能な透過型ホログラム１Ｒ、Ｇで再
生可能な透過型ホログラム１Ｇ、Ｂで再生可能な透過型
ホログラム１Ｂを用意し、３つの色の点光源２Ｒ₁・・
・、２Ｇ₁・・・、２Ｂ₁・・・の列のずれ量ｄ₁、ｄ
₂に合わせてそれぞれのホログラムの領域１Ｒ₁・・
・、１Ｇ₁・・・、１Ｂ₁・・・をずらして重ね合わ
せ、各色の領域にそれぞれ対応する色の発散照明光３Ｒ
₁・・・、３Ｇ₁・・・、３Ｂ₁・・・が入射するよう
にすればよい。なお、ホログラム１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを上
記のように重ね合わせる代わりに、一層の感光材料中に
それらを多重記録してもよく、また、それらの部分領域
１Ｒ₁・・・、１Ｇ₁・・・、１Ｂ₁・・・を１枚のホ
ログラム面にモザイク状に並べて構成することもでき
る。

【００２０】さて、以上のように複数の点光源からなる
照明系で１枚の透過型ホログラムを照明する場合、通常
の物体光と参照光の干渉により作成されたホログラムで
は対応できない。本出願においては、以下の２つの記録
方法を用いる。

【００２１】第１の方法は、後記の実施例１のように、
感光材料の前に一つ点光源からの発散照明光のホログラ
ム面での広がりに対応した大きさのマスクを設け、この
マスクを通して対応する感光材料の位置に収斂する参照
光を照射する手段を設け、このマスクと参照光を、感光
材料と物体光に対して相対的に移動しながら順次記録す
る方法である。

【００２２】第２の方法は、後記の実施例２のように、
各点光源の位置に対応する複数の点に集光するような中
間ホログラムからの再生光を参照光とする方法である。

【００２３】以上の２つの方法において、物体光として
は、物体像をホログラム面近傍に結像するようにするこ
とがぼけを少なくする上で望ましい。レインボーホログ
ラムのように、スリットを設け上下方向に視域を制限す
ればよりシャープな再生像が得られる。

【００２４】〔実施例１〕まず、図５の光学配置によ
り、物体光用中間ホログラム１１’（図６）を記録す
る。そのためには、感光材料１１としてアグファ社製ホ
ログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用した。レーザー
光としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザーからの６３３ｎｍの波
長の光を用いた。このレーザーからの光を二分し、一方
を照明光１２として物体Ｏを斜め上方から照明し、それ
から散乱した物体光１３を正面方向から感光材料１１に
入射させると同時に、二分した他方の光を参照光１４と
して斜め下方から感光材料１１の同じ面へ入射させ、両
者を干渉させて図６の物体光用中間ホログラム１１’を
記録した。

【００２５】次に、図６の光学配置により、目的とする
ホログラム１（図１）を記録した。感光材料１５として
アグファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用
した。レーザー光としては、上記と同じＨｅ−Ｎｅレー
ザーからの６３３ｎｍの波長の光を用いた。そして、図
５の配置で記録した物体光用中間ホログラム１１’の記
録のときの参照光１４とは反対方向に進む再生照明光１
８で物体光用中間ホログラム１１’を裏面から照明し、
表面側に回折光１９を出させ、元の物体Ｏの位置に物体
像Ｏ’を再生させた。そして、感光材料１５をこの物体
像Ｏ’の中心に配置した。また、感光材料１５の入射側
に、目的とするホログラム１の各領域１₁〜１₆の大き
さと同じか、あるいは、一つの発散照明光３₁〜３₆の
ホログラム１面での広がりに対応した大きさの六角形の
開口２３を有するマスク１６を、感光材料１５の面に沿
って移動可能に配置した。同時に、回折光１９の光路外
に放物面鏡１７をマスク１６と同じ方向に移動可能に配
置し、再生照明光１８と同じレーザーからの分岐光２０
を放物面鏡１７にマスク１６、放物面鏡１７の移動方向
に平行に入射させ、感光材料１５より４ｃｍ奥（背後）
の面上の点２２に焦点を結ぶような収斂光を反射させ、
これを参照光２１とした。

【００２６】このような配置で、物体光である回折光１
９と参照光２１を干渉させて一つの領域のホログラムの
記録が済む毎に、マスク１６と放物面鏡１７を感光材料
１５の面に平行に開口２３の寸法だけ順次移動し、同様
に繰り返し記録することにより感光材料１５の全面に露
光した。

【００２７】このようにして作成したホログラム１を、
図１に示すように、多数の赤色ＬＥＤ２₁〜２₆からな
る照明系と組み合わせてホログラム再生装置１０とし
た。用いたＬＥＤはレンズ付きのもので、発光角が±１
５°のものである。

【００２８】この結果、ホログラム再生装置１０の全体
の厚みは５０ｍｍとなり、小型化された。ＬＥＤ２₁〜
２₆を点灯させてホログラム１を観察したところ、従来
のレインボーホログラムと１００Ｗハロゲンランプの組
み合わせの場合に比べて明るく、かつ、シャープな再生
像を得ることができた。同時に薄型であり、壁に掛けて
観察することが可能であった。

【００２９】〔実施例２〕図５の光学配置により、物体
光用中間ホログラム１１’（図８）を記録する。これは
実施例１と同じである。

【００３０】次に、図７の光学配置により、参照光用中
間ホログラム２４’を記録した。感光材料２４としてア
グファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用し
た。レーザー光としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザーからの６
３３ｎｍの波長の光を用いた。その光を二分し、一方を
参照光２８として感光材料２４の正面方向から入射させ
ると同時に、物体光２５としては、ハニカム状に配置し
たマイクロレンズアレイ２６に斜め上方からに上記レー
ザー光を二分した他方の平行光２７を入射させて発生し
た複数の点光源からの光を用い、斜め上方からその物体
光２５を感光材料１１の同じ面へ入射させ、両者を干渉
させて図８の参照光用中間ホログラム２４’を記録し
た。このマイクロレンズアレイ２６の配置は、後で再生
するときの点光源２₁〜２₆の位置に対応するもので、
１０ｍｍ間隔とした。

【００３１】次に、図８の光学配置により、目的とする
ホログラム１（図１）を記録した。感光材料１５として
アグファ社製ホログラム用銀塩乾板８Ｅ７５ＨＤを使用
した。レーザー光としては、上記と同じＨｅ−Ｎｅレー
ザーからの６３３ｎｍの波長の光を用いた。そして、図
５の配置で記録した物体光用中間ホログラム１１’の記
録のときの参照光１４とは反対方向に進む再生照明光１
８で物体光用中間ホログラム１１’を裏面から照明し、
表面側に回折光１９を出させ、元の物体Ｏの位置に物体
像Ｏ’を再生させた。この回折光１９が目的とするホロ
グラム１を記録する物体光となる。そして、感光材料１
５をこの物体像Ｏ’の中心に配置した。ここまでは実施
例１と同じである。

【００３２】そして、参照光２９としては、参照光用中
間ホログラム２４’からの再生光２９を用いた。その再
生には、参照光用中間ホログラム２４’記録のときの参
照光２８とは反対方向に進む再生照明光３０で参照光用
中間ホログラム２４’を裏面から照明し、表面側に回折
光である参照光２９を出させた。この光２９は、参照光
用中間ホログラム２４’記録時にマイクロレンズアレイ
２６の焦点面に発生された複数の点光源の位置へ向かう
複数の収斂光からなるものである。こような参照光２９
の各収斂光の収束点が感光材料１５より４ｃｍ奥（背
後）の面上の点３１になるように配置した。このとき、
参照光２９の各収斂光は感光材料１５の面上で略繋がる
状態になる。

【００３３】このような物体光１９と参照光２９を干渉
させて作成したホログラム１を、図１に示すように、多
数の赤色ＬＥＤ２₁〜２₆からなる照明系と組み合わせ
てホログラム再生装置１０とした。用いたＬＥＤはレン
ズ付きのもので、発光角が±１５°のものである。

【００３４】この結果、ホログラム再生装置１０の全体
の厚みは５０ｍｍとなり、小型化された。ＬＥＤ２₁〜
２₆を点灯させてホログラム１を観察したところ、従来
のレインボーホログラムと１００Ｗハロゲンランプの組
み合わせの場合に比べて明るく、かつ、シャープな再生
像を得ることができた。同時に薄型であり、壁に掛けて
観察することが可能であった。

【００３５】以上、本発明の透過型ホログラム、ホログ
ラム再生装置及びホログラム記録方法の原理と実施例を
説明してきたが、本発明はこれらに限定されず種々の変
形が可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、透過型ホログラムをホログラム上で略重なら
ない複数の発散する照明光により再生されるものとする
ので、小型で薄い照明系により再生画質を維持したまま
再生像を得ることができ、同時に複数の光源を用いるこ
とにより、再生像の高輝度化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透過型ホログラムとホログラム再生装
置を説明するための断面図である。

【図２】透過型ホログラムのホログラム領域と点光源の
配置を示す平面図である。

【図３】ホログラム再生装置の変形例を説明するための
部分断面図である。

【図４】透過型カラーホログラムとそのホログラム再生
装置を説明するための断面図である。

【図５】実施例１、２における物体光用中間ホログラム
を記録するための光学配置を示す図である。

【図６】実施例１のホログラム記録系の光学配置を示す
図である。

【図７】実施例２の参照光用中間ホログラムを記録する
ための光学配置を示す図である。

【図８】実施例２のホログラム記録系の光学配置を示す
図である。

【符号の説明】Ｏ…物体Ｏ’…物体像Ｉ…再生像１…透過型ホログラム１₁〜１₆…ホログラム領域２₁〜２₆…点光源３₁〜３₆…発散する照明光４…基板５…仕切り壁１０…ホログラム再生装置１Ｒ…Ｒで再生可能な透過型ホログラム１Ｇ…Ｇで再生可能な透過型ホログラム１Ｂ…Ｂで再生可能な透過型ホログラム１Ｒ₁・・・…Ｒで再生可能な透過型ホログラムのホロ
グラムの領域１Ｇ₁・・・…Ｇで再生可能な透過型ホログラムのホロ
グラムの領域１Ｂ₁・・・…Ｂで再生可能な透過型ホログラムのホロ
グラムの領域２Ｒ₁・・・…Ｒ点光源２Ｇ₁・・・…Ｇ点光源２Ｂ₁・・・…Ｂ点光源３Ｒ₁・・・…Ｒ発散照明光３Ｇ₁・・・…Ｇ発散照明光３Ｂ₁・・・…Ｂ発散照明光１１…感光材料１１’…物体光用中間ホログラム１２…照明光１３…物体光１４…参照光１５…感光材料１６…マスク１７…放物面鏡１８…再生照明光１９…回折光（物体光）２０…分岐光２１…参照光２２…収束点２３…開口２４…感光材料２４’…参照光用中間ホログラム２５…物体光２６…マイクロレンズアレイ２７…平行光２８…参照光２９…参照光（再生光）３０…再生照明光３１…収束点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホログラム上で略重ならない複数の発散
する照明光により再生されることを特徴とする透過型ホ
ログラム。
【請求項２】各色につき複数の発散する照明光により
再生され、かつ、異なる複数の色についても同様に複数
の発散する照明光により再生されることを特徴とする請
求項１記載の透過型ホログラム。
【請求項３】前記ホログラムは、各色の照明光により
再生される複数のホログラムを重畳するか多重記録され
たものであることを特徴とする請求項２記載の透過型ホ
ログラム。
【請求項４】前記ホログラムは、位置により異なる色
の照明光により再生されるホログラム領域がモザイク状
に並べて構成されたものであることを特徴とする請求項
２記載の透過型ホログラム。
【請求項５】ホログラム上で略重ならない複数の発散
する照明光により再生される透過型ホログラムの再生装
置において、複数の光源がアレイ状に配置されており、
前記の複数の光源から発散する照明光により前記透過型
ホログラムを再生することを特徴とするホログラム再生
装置。
【請求項６】前記の複数の光源がＬＥＤからなること
を特徴とする請求項５記載のホログラム再生装置。
【請求項７】前記の複数の光源から発散する照明光を
相互に分離する仕切りが設けられていることを特徴とす
る請求項５又は６記載のホログラム再生装置。
【請求項８】ホログラム上で略重ならない複数の発散
する照明光により再生される透過型ホログラムの記録方
法において、感光材料の前に光源からの発散照明光のホ
ログラム面での広がりに対応した大きさのマスクを設
け、前記マスクを通して対応する感光材料の位置に収斂
する参照光を照射する手段を設け、前記マスクと前記参
照光を、前記感光材料と物体光に対して相対的に移動し
ながら順次記録することを特徴とするホログラム記録方
法。
【請求項９】前記物体光が物体光用中間ホログラムか
ら回折された光であることを特徴とする請求項８記載の
ホログラム記録方法。
【請求項１０】ホログラム上で略重ならない複数の発
散する照明光により再生される透過型ホログラムの記録
方法において、前記の複数の発散照明光の各発散点の位
置に対応する複数の点に集光するような参照光用中間ホ
ログラムからの再生光を参照光とし、物体光と干渉させ
ることにより記録することを特徴とするホログラム記録
方法。
【請求項１１】前記物体光が物体光用中間ホログラム
から回折された光であることを特徴とする請求項１０記
載のホログラム記録方法。