JPS5848094B2 - カラ−イメ−ジホログラム ノ サクセイホウホウ オヨビ サイセイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は複数個の画像からカラーイメージホログラムを
作製再生する方法に係る。

イメージホログラムの特徴は再生像がホログラム面上ま
たはその近くにあるため再生光が有限の波長域を持って
いても色ずれが少なく必ずしもレーザーなどの単色光源
を必要としないことである。

従って、例えば三色（Ｒ＝赤、Ｇ＝緑、Ｂ一青）レーザ
ーを用いてカラーイメージホログラムを作或し、再生に
は、例えば普通の白色光源からフィルターでとり出した
三色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）準単色光を用いても十分再生が可能
である。

ただこの場合ホログラムには三つの色の情報が干渉縞の
形テ記録されているだけなので、これを例えばＲだけの
光で照明しても三つの像が得られる。

従って三色で照明すれば九つの像が得られることになり
、その内記録のときの色の光で取り出される像が正しい
像である。

その他の像はクロストーク像といわれる。

これらの像は正しい像に重って不鮮明なも？となり、色
再現も悪化する。

本発明の目的は上述の欠点を除去したカラーイメージホ
ログラムの作成及び再生方法を提供するもので、その特
徴とする処は、ホログラム記録体に記録物体像をイメー
ジホログラムとして記録スると同時にアパーチャーの再
生像がホログラム面上又は、その近傍に再生されなく、
又ホログラム記録時のコヒーレント光の波長と異なる波
長の再生光で再生した際、アパーチャーの再生像の位置
が物体の在った位置からずれて再生されるホログラム作
製方法（すなわち通常のフレネルホログラム作製方法）
で、前記イメージホログラムを作製する物体からの波面
を制限する第１のアパーチャーを記録し、再生の際、第
１のアパーチャーの再生される位置又は近傍に第２のア
パーチャーを設け、この第２のアパーチャーによって縦
ずれした第１のアパーチャーＣ再生像（この縦ずれした
第１のアパーチャー再生像には、記録物体の再生偉のク
ロストーク像が含まれている）を分離し、第２のアパー
チャーを通過する光のみを観察することである。

本発明の第１実施例を第１図ないし第３図を使用して説
明する。

１１〜１３は夫々画像情報（例えば視差が異なるカラー
物体偉）が記録された絵素で、視差方向に沿って配列し
てある。

この絵素１〜１３は三色（赤、緑、青色）のコヒーレン
ト光２１〜２３によって拡散板３を介して照明されてい
る。

４、〜４３は夫々の絵素１〜１３を立体像表示用スクリ
ーン５上に結像投影する結像光学系である。

第１図においては立体像表示用スクリーン５は大口径レ
ンズスクリーンであるが、このスクリーンはその結像性
（指向性）により投影レンズの瞳の像６〜６３を形成す
る。

（この６１〜６３の各々にはそれぞれ１枚のカラー画像
情報しか含まれていないためこの瞳の任意の二つに左右
の目を置くと絵素が視差情報を含むものであるなら立体
視が可能である）この位置に結像レンズ７を設けるとと
もに近接して絵素１〜１３の配列方向（第１図では水平
方向）に細長い矩形状の第１のアパーチャ−８を設ける
。

（実際上は結偉レンズ７の絞りの位置にアパーチャーを
設けることが望ましい。

）結像レンズ７はスクリーン５上の投影像をホログラム
乾板９上またはごく近傍に結像する。

この結像する？面と、水平而（ホログラム面はこの而と
直角）に対してのみ角度を持つように入射する三色（Ｒ
，Ｇ，Ｂ）のコヒーレント参照光１０，１０２，１０３
を干渉させ乾板上に記録し作製する。

このようにするとホログラム上でキャリャーの配列方向
は鉛直方向に対しほマ直角になる。

次に再生系として第２図のような反射型の系を考える。

１１は第１図で作製されたホログラム１２１，１ ２２
，１ ２ｓは三色の再生光、１６は真の情報をとり出す
ための第２のアパーチャー１７は結像投影レンズ、２０
は立体用スクリーン（反射型レンチキュラースクリーン
）である。

ホログラム作製時の参照光１０，１０２，１０３と共役
な方向から、例えば白色光源より干渉フィルターで取り
出した三色の準単色光１２，１２２，１２３をホログラ
ム１１に照射すると物体の実像１３がホログラム而近く
に再生されると共に第３図示のように、第１のアパーチ
ャーの実像１４も記録時の位置に再生される。

（再生像に倍率がかかつていても良い）この時前述の理
由により物体のクロストーク偉（不図示）および第１の
アパーチャーのクロストーク像１５が再生されるが、物
体のクロストーク像はホログラム向近傍にあるため再生
光の波長による色ずれが少なく、ほとんど重っているが
、一方アパーチャーのクロストーク像１５はホログラム
面より遠いため第３図示のように真のアパーチャー像１
４からかなりずれた位置にクロストーク像１５として再
生される。

真のアパーチャー像１４には物体像１３からの光しか含
まれず、又アパーチャークロストーク像１５には物体の
クロストーク像が含まれている。

又、第１のアパーチャーの再生クロストーク像１５のず
れ方向はキャリャーの配列方向と直角方向、すなわち本
実施例の場合は鉛直方向である。

クロストーク像１５のずれ量△はホログラム１１とアパ
ーチャ一再生像１５の距離、キャリャーの本数再生光の
波長により決る。

そこでこれらの関係をずれ量△が真のアパーチャ一再生
偉１４（巾Ｗ）に重ならないような大きさになるように
とって置き、（実際は△，２７Ｗがよい）水平方向に長
い矩形状の第２のアパーチャ−１６の巾を適当に選ぶと
アパーチャーのクロストーク像１５をカットでき従って
物体のクロストーク像を除去できる。

このようにアパーチャーのクロストーク像が鉛直方向す
なわち立体用原画の配列方向と直角方向にずれるように
することにより立体情報を分離したま５真のカラー情報
をとり出せるわけである。

次にアパーチャ−１６のごく近傍に結像投影レンズ１７
（実際上はこのレンズの絞り面にアパーチャーを置くこ
とが望ましい）を設け物体の再生像を立体用スクリーン
２０上に結像投影する。

第２図示のスクリーンはよく知られている反射型のレン
チキュラースクリーンで、微小円筒状レンズ１９１〜１
９ｎ・・・をその母線方向を鉛直方向と一致させ密に平
行に並べそのレンズの焦平面に拡散反射而１８を設けた
ものである。

このスクリーンは水平面内では入射光をほマその方向に
戻す性質（指向性）を有するが、鉛直面内ではレンズに
屈折力がないため人射光を拡散するだけである。

このような性質により結伶レンズ１７を通って立体像表
示用スクリーン２０上に結像した光は反射され戻ってく
るとレンズ１７を含む鉛直面内近傍のどこの目を置いて
もアバーチャ−１６を通った情報が正しく見え立体視が
できる。

すなわちホログラムからの物体の作を直接見た時は観察
領域がアパーチャ−１６の大きさで決ってしまったのに
反し、横方向指向性を有するが縦方向は拡散性を有する
立体像表示用スクリーンを使用した本実施例によれば領
域が鉛直方向に大きく広がったことになる。

本実施例において用いる立体像表示用スクリーンとして
は従来より知られているはえの眼レンズスクリーン、コ
ーナーキューブスクリーン、大口径レンズスクリーン、
大凹而鏡スクリーン、レンチキュラースクリーンのよう
なスクリーンはすべてのものが使用可能であるが望まし
くは記録系では水平方向、鉛直方向に指向性、いいかえ
ると点から出た光をほぼ点に集光させるようなスクリー
ンを、再生系では水平方向に指向性を持ち鉛直方向に拡
散性を持つ、いいかえると点光源から出た光をほゾ線状
に集光させるようなスクリーンを用いると良い。

上記実施例では再生系で実像を再生したが、虚像を再生
しても同様のことができる。

第４図によりそれを説明すると、ホログラム１１を作製
時の参照光と同じ方向から三色の準単色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ
）２１＋，２１２，２１３で照射するとホログラム１１
の近傍に物体の虚像２２（クロストーク像？含む）が再
生される。

そこでホログラムの面にフィールドレンズ２３を近接し
て（望ましくは物体の再生像２２を含む面内に）置きア
パーチャーの再生虚像２４の実像２５を作る。

この実像２５の面にクロストーク像を除去するための第
２アパーチャ−１６と結偉レンズ１７を設け、物体の再
生像を立体像表示用スクリーンに投影すると前記実施例
の観察系（第２図）と全く同じことができる。

上記のようにフィールド・レンズによりアパーチャーの
実像を形成する方法を用いると、ホログラムから虚像を
再生しても直接実伶を再生する場合と全く同様の機能を
もつ系を構或することができる。

従って以下においては”ホログラムから像を再生し”と
言った場合には０ホログラムから実像を再生する場合と
ホログラムから虚像を再生してフィールド・レンズで実
像を形成する場合を含む１ものとする。

第５図に本発明の第２実施例を示す。

三色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のコヒーレント光２＋２２＞２３は
拡散板３を介して絵素１１，１２，１３を照明する。

この時投影レンズ４１，４２，４３は原画を立体像表示
用スクリーン５′上に結像投影する。

図示の立体像表示用スクリーツ５′は大口径レンズと微
小円筒レンズを水平方向に密に並べたレンチキュラーシ
ートを組み合わせた透過型スクリーンで前述のレンチキ
ュラースクリーンと同様水平方向に指向性（レンズの結
像性）を持ち、鉛直方向には拡散性（各微小円筒レンズ
が入射光を一旦集光後拡散させる）を持つ、このような
立体偉表示用スクリーン５′は投影レンズ４＋４２，４
３の瞳の像６１，６つ，６′３を形成するが、鉛直方向
には指向性がないので帯状に広がっている。

（この昭，６２ ，６３の任意の二つに左右の目を置く
と第１実施例同様立体視が可能である）この位置に結像
レンズ７を置き近接して立体用原画の配列方向、すなわ
ち木図の場合は水平方向に細長い矩形状の色フィルター
を装着したアパーチャ−２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ，を図
のようにｌ，ｌ’離して置く、この時色フィルター・ア
パーチャー以外の部分は不透明であり、各色フィルター
の透過波長域は赤、緑青色のコヒーレント光のうちそれ
ぞれ一色のみを通すように選ばれる。

（実際上は結像レンズの絞りの位置に色フィルターアパ
ーチャーを設けることが望ましい）？に立体像表示用ス
クリーン５′上の投影像をホログラム乾板９上またはご
く近傍に結ばせるようにする。

この結像する波面と、水平面に対してのみ角度を持つよ
うに入射する三色の参照光１０，１０２，１０３を干渉
させ乾板９に記録してイメージホログラムを作製する。

このようにするとホログラム上でキャリャーの配列方向
は鉛直方向に対しほゾ直角になる。

次に再生系として第５図と同じ系を考える、作製された
ホログラムに例えば白色光源より干渉フィルター等でと
り出された三色の準単色光を作製時の参照光１２１，１
２，１２３と共役な方向から入射させると物体の再生像
はホログラム面近傍にでき、色フィルター・アパーチャ
ーの像も再生される。

この時真の物体像、アパーチャー偉以舛に前述の理由に
よりクロストーク像がでるが、第２図の場合と同様物体
像のずれは少くアパーチャー像のそれは太きい。

色フィルター・アパーチャー像のずれはキャリャーの配
列方向と直角方向、すなわち鉛直方向である。

例えば真の像２６Ｒのほゾ上下にずれて２つのクロスト
ーク像が再生されるが、このずれ量は第５図のホログラ
ムと色フィルター・アパーチャー間の距離Ｓ、キャリャ
ーの本数、再生光の波長により決る。

従ってこれらの関係を真の色フィルター・アパーチャー
像の鉛直方向長さに比べずれ量がある程度の大きさにな
り、かっ色フィルターアパーチャー間の距離ｌより小さ
くなるように選んでおくと再生系に適当な鉛直方向長さ
をもつ第２のアパーチャーを設けることにより真のカラ
ー情報のみを通しクロストーク・アパーチャー像をカッ
トできる。

他の色フィルターアパーチャー再生像２６Ｇ，２６Ｂに
ついても同様にクロストーク像を各々第２のアパーチャ
ーを設けてカットする。

このようにして真のカラー情報をとり出すことができ、
かつ鉛直方向に分離された色情報はその方向に拡散性を
持つスクリーンにより混色されカラー像が再現される。

本観察系では作製系と全く同じものを使用したが、実際
上はホログラムからのアパーチャーの再生像の大きさに
応じ真のアパーチャー像をとり出す第２のアパーチャー
の大きさを決める。

なお再生光として白色光をそのま〉用い再生系の三つの
アパーチャーに三色の準単色光Ｒ，Ｇ，Ｂ，に相当する
波長透過域をもつ干渉フィルター等を装着すると前記実
施例と全く同様のことができる。

なおまた観察用スクリーンは必ずしも作製系と同じもの
である必要はなくレンチキュラースクリーンに代表され
る一方向に指向性を持ち、それと直角方向には拡散性を
もつスクリーンはすべて使用できる。

さらにまた第５図示のホログラム作製系の立体用スクリ
ーンとして他の立体用スクリーンを用いても良いことは
もちろんであるが、作製、再生とも一方向指向性、他方
向拡散性をもつスクリーンを用いるのが望ましい。

以上のように第１、第２の実施例の特徴は多くの立体用
原画から１度の露光でカラーイメージホログラムが合成
できること、かつカラー像の再生が白色光を用いて可能
であるにと、大きな立体像が十分広い観察領域で見られ
ること等である。

次に三色分解した複数組の立体用原画からイメージホロ
グラムを合成しカラー像を再生する第３，４の実施例を
説明する。

第１図において例えばＲに対応して色分解された立体用
原画を配列し単色のレーザー光で照明し第１図と全く同
様にしてイメージホログラムを作製する。

同様にしてＧ，Ｂに対応して色分解した立体用原画をイ
メージホログラムとしてＲと同じ乾板に順次多重露光で
記録する。

再生は第２図と同様にして行えばよい。第４の実施例は
次のようである。

第５図において例えばＨに対応して色分解された立体用
原画を配列し単色のレザー光で照明する。

この時第５図の矩形状の色フィルターアパーチャ−２６
Ｒ，に相当する部分のみ光を通すアパーチャーを設け、
参照光とともに記録してイメージホログラムとする。

同様にしてＧの色に対応して色分解した立体用原画を用
い、２６Ｇに相当する部分のみ光を通すアパーチャーを
設け同一乾板の上に多重露光でホログラムを作製する。

Ｂに対する色分解原画についても同様のことを行う、こ
のようにして作製されたホログラムの再生は第２の実施
例で述べたと同様にして行う。

以上より明らかなように第３，４の実施例では三色のレ
ーザー光を用いてカラーイメージホログラムが簡単に作
製できかつカラー偉の再生が白色光を用い容易にできる
。

本発明の実施例では複数個の原画を立体情報を持つもの
に限って説明したが目を動かすと異る物体の見えるチエ
ンジンゲピクチャーについても適用できることは明らか
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラーイメージホログラム作製方法の
第１実施例を示す図、第２図は第１図によって作製され
たカラーイメージホログラムの再生方法を示す図、第３
図は第２図のアパーチャ一面を示す図、第４図は第２図
同様第１図によって作製されたカラーイメージホログラ
ムの他の再生方法を示す図、第５図は本発明の第２実施
例のカラーホログラム作製方法を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 視差方向に沿って配列された複数個のカラー画像情
   報１、，１。 ，１３，を投影結像光学系４゛１，４２，４３，によっ
   て立体像表示用スクリーン５，５′上に結像投影し、そ
   の立体像表示用スクリーンによって形成された各々のカ
   ラー画像情報の射出瞳（６１，６２ ， ６３及び６’
   ｌ ｊ ６’２ ｒ ６イ）位置に視差方向に細長い第
   １のアパーチャ−８を配置し、かつ再結像光学系７を前
   期第１のアパーチャーに近接してまた第１のアパーチャ
   ーを泣含するように配置して前記立体偉表示用スクリー
   ン上に形成され？前記複数個のカラー画像情報の偉を感
   光体９上またはその近傍に再結像し、干渉縞の方向が視
   差方向とほぼ平行になる様に参照光１０、，１０，１０
   ３を照射してカラーイメージボログラム１３を作製し、
   このホログラムを複数個の波長光で照明して前記複数個
   のカラー画像情報を前記ホログラム面上若しくはその近
   傍に再生すると共に、再生された真の第１のアパーチャ
   ー像だけを取り出す視差方向に細長い第２のアパーチャ
   −１６，２６Ｂｔ ２６０．２６Ｂを第１のアパーチャ
   ーの再生面に配置し、この第２のアパーチャーを通して
   前記再生された複数個のカラー画像１３を観察するか、
   若しくは第２のアパーチャーの近傍若しくはこの第２の
   アパーチャーを現含するように配置した再生用投影結像
   系１７によって立体像表示・用スクリーン２０上に結像
   投影して観察することを特徴とするカラーイメージホロ
   グラムの作製及び再生方法。