JPH03500097A - 視野の広いホログラム - Google Patents
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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】
視野の広いホログラム
本発明はホログラムに関し、出来上がりの立体像がきわめて高品質で、特に広い
視野を有するので非常にすばらしい像が得られることを特徴とする。
周知のようにホログラムとは、干渉性の光を照射した物体からの反射光をホログ
ラフインク記録材に記録することである。
次に、再生時には、記録時の状態で照射されたホログラフィック記録材を見ると
、観察者には、記録時のホログラフィック記録材に対してもとの場所にある物体
の像の立体像が見える。
物体による反射光とホログラフィック記録材を直接照射する光が、この記録材に
対して、同=面に照射されるか、または、対向両面に照射されるかに応じて、透
過型ホログラムまたは反射型ホログラムがある。
再生時に、観察者がホログラフィック記録材の前方(または手前)に像を観察し
た場合に該像はいわゆる「実像」であり、該記録材の後方(または向こう側)に
像を観察した場合に該像は「虚像」である。
実像が現れる空間が像の見える場所に手が届くように観察者に接近可能な場合、
超自然的な感覚が得られる。これに反して虚像が現れる空間がホログラフィック
記録材の後方に位置する場合は、観察者の手が明らかに届かないので、接近不能
である。
当然のことながら、実像部と虚像部とを有する像も存在するが、これは視界の広
さの効果が得られるためにきわめて望ましく、現れる物体の像は、例えば船首か
ら見た船体のように、物体が細長い形状を有する場合に特に著しい。
さらに、普遍に立体再生する実像または虚像を「正像、ト称スる。また、裏がえ
しに立体再生する実像または虚像を「擬像、と称して記録時の凸部は凹部に再生
され、凹部は凸部になる0例えば小像の擬像は再生時に開放型のような印象を観
察者に与える。
これは、自然のものとは反対の錯視を生じさせる。
ホログラムを得るためには、2つの過程が必要であり、この過程は両者不可欠で
、最終的な効果に関係するものであるので切り離して考えることはできないが、
本発明を理解しやすくするためにこの過程を明確に区別すると、先ず第1の過程
はホログラフインク記録材への記録であり、第2の過程は適切に照射したホログ
ラフィック記録材から観察者に見せるための再生である。
再生の品質は、当然のことながら記録品質に係わるが、観察者に実質上印象的な
感覚を与えるのに必要な条件は、視界の広さ、すなわち、再生された像の全ての
部分を浮かび上がらせるために単数または複数の観察者が位置すべき場所の内側
における角度の価である。すなわち、視界は再生に関係があって記録には関係な
い。
しかしながら、ホログラムの性質に関して記録と再生とは深く係わっている。
かくて、例えば、従来の写真で24X36ミリメードルの撮影が可能で、全く異
なるフォーマット(4×3メートルまで表示)に応′じて焼付は可能でも、同じ
縮尺で記録したものしか再生できないので、ホログラフィに実現することができ
ない。
品質を高めるために、記録と再生の過程を同時に考慮しなければならない理由が
ここにある。
かくて、1966年4月号のJOURNAL 0PTICALSOC,AM、誌
第56巻第4号に記載のE、P、5UPERTZI氏他による「広角ホログラフ
ィ」の524−525頁の方法によれば、記録時に湾曲ホログラフィック記録材
を使用することによってホログラフィック像の再生時の視角を広(できる。
しかしながら、この方法では、高品質のホログラムを得ることができないような
、前記の如き欠点を有する虚像しか得られない。
特許EP−A−0第107362号に記載の方法は、湾曲したホログラフィック
記録材により画定される空間に実像を得るために円筒鏡を使用するが、この像は
擬像であるから、この解決方法も望ましくない。
さらに、この方法の欠点は、虚像部分が全くなくて実像ばかりであるから視界の
深みを欠く。
rAPPLIED PHYSIC3LETT−ER3,誌第8t−第6号196
6年3月15日発行+7)F、B、ROTZ氏他による「正実像ホログラム」の
146−148頁の方法は、少なくとも部分的に実像である正像の平面ホログラ
ムを実施するものであり、その像は、先ず第1「転位ホログラム」 (または「
転位体」)、あるいは「第1ホログラム」に記録され、次に「転位ホログラム」
または「二次ホログラム」と称する第2ホログラムにホログラフ再生される。
この方法の欠点は、最終ホログラムのホログラフィック記録材が平面であるため
に、正実像における視界が例えば180°のように広(できないことである、さ
らに、平面ホログラフィック記録材の縁によって限定される正実像の視界を広げ
るためには、記録時に、ホログラフィック記録材の形を大きくするか、または再
゛生像とホログラフィック記録材との間の距離を縮める、すなわち像の迫り出し
を少な(することが必要である。
本発明は、常に正像であって全体が実像または一部が実像で一部が虚像であるよ
うな像を広い視界で再生可能であり、従来の技法とは異なる解決方法を提供する
ものである。
視界が広くなると、再生像を見ることができないような死角が減少するか、全く
なくなる。
本発明の方法により、以下に示すことが同時に可能となる。
□−人の観察者が再生像に沿って移動すると、比較的長い区間にわたって再生像
が視認可能である。したがって、その後通路の場所に正実像のホログラムを配置
可能であるから再生像が確実に視認可能である。
□−人の観察者が多くの選択可能な一箇所から再生像を視認可能であり、また、
周囲の主要な部分において、写像される物体を正しく走査可能である。
□複数の観察者が同時に再生像を観測可能である。視界が広ければ広いほど、観
察者の人数が増加する。
このために本発明の目的は、少なくとも1個の物体のホログラフィック像を得る
ために、少なくとも1個の第1ホログラフイツク記録材に該物体の像の第1記録
を施す段階と、該第1ホログラフイツク記録材を現像する段階と、該第1ホログ
ラフイツク記録材の方に向けて少なくとも1個の凹部を有するように成した第2
ホログラフイツク記録材上に、当該2個のホログラフインク記録材によって画定
される空間に位置決めされる以前にて少なくとも該像の一部を該ホログラフィッ
ク像から第2記録する段階と、第2記録時における該第1および第2記録材相互
間の距離が可変であるように当該両記録材を協動させる段階と、該第2ホログラ
フインク記録材を現像する段階と、該物体の像を再生するために同一形状に従っ
て第2ホログラフイツク記録材を使用する段階とで構成されることを特徴とする
、少なくとも1個の物体像を再生するホログラムを提供することである。
本発明の別の特徴によれば、
第1ホログラフインク記録材は平面である。
第1ホログラフイツク記録材は第2ホログラフイツク記録材の方向に向けて凹部
を存する。
□第1ホログラフィック記録材は第2ホログラフイツク記録材の方向に向けて凸
部を存する。
第2記録時において、該第2ホログラフイツク記録材は、第1ホログラフイツク
記録材の縁に接近する縁を少なくとも1個有する。
第2記録時において、自然状態で平面の該第2ボログラフイツク記録材は、少な
くとも1個の湾曲部を有するように形成される。
第2記録時において、自然状態で平面の該第2ボログラフイツク記録材は円弧状
に形成される。
同様に本発明の目的は、記録されるホログラフィック記録材と、観察者が位置す
べき空間領域の方法に少なくとも1個の凹部を設けるような形状に沿って該ホロ
グラフィック記録材を実際に保持可能な強度を有する支持体と、場合によっては
該支持体と協動する既知の照明装置とを包含することを特徴とする前記本発明の
方法を実施するためのホログラムを提供することである。
該ホログラムの他の特徴によれば、
□該凹部は湾曲している。
該ホログラフィック記録材は完全に凹形で湾曲している。
本発明の他の特徴および利点は、本発明の実施例を、非制限例として示す添付の
図面を参照して以下に説明する。
第1,2および3図は従来の技法による3種類の主要別形の構造を概略で示す斜
視図、
第4,5および6図は上記図面に関するもので、ホログラム再生時における該既
知の構造により得られる視界の概略を示す図、第7図および第8図は、第2−5
図および第3−6図の構造を組み合わせることによって可能となる2種類の別型
を示す概略図、第9図は転位時における本発明の構造を示す概略図、第10図は
第9図に対応するもので、ボログラム再生時に本発明によって得られる視界を示
す概略図、第11図は可能な各種別型の概略図をグループ分けして示す表であり
、本発明の主要別型は第3列に示すもの、第12回は本発明による方法を示す−
FQ概略図、第13図乃至第16図は本発明によりホログラムを記録、転位およ
び再生するための可能な概略図、
第17図はホログラム再生時における本発明の実施例の概略を示す斜視図、
第18および第19図は再生時に特別な効果を得ることが可能な死角の存在を示
す概略図、
第20図は、再生時に実像を得るために、転位時にて単数または複数個の像また
は場合によっては物体を位置決めすべき空間の構成方法を示す概略図、そして、
第21図乃至第25図は本発明によりホログラムを再生するために可凶ないくつ
かの形態を示す概略図である。
第1図および第6図は、既知の技術を示す概略図である。
第1−4図および第2−5図に示す2個のホログラムは、再生時に虚像、すなわ
ち、ホログラフィック記録材の向こう側に現れる像を有する。N単にいえば、第
1図および第4図のものは平面であるホログラフィック記録材を備える。狭い視
角がらは虚像Aは見えない、視角を出来るだけ広くするためには、虚像Aを実際
に記録材1と接触させる。かくて、記録材1の平面に対して移動する観察者Bは
像Aがいくつがの箇所にて記録材1と接触しているのを見る。
第2図および第5図のものは、ホログラフィック記録材2が湾曲しているので前
記のものより進歩している。かくて、観察者Bは第1図の場合の狭い視角とは異
なり18o°の視角から像A全体(異なる視点から)が見える。
第3図および第6図にはいくつかの実施例を示す。
先ず物体は第1平面ホログラフィック記録材3に記録されて像となる0次にこの
像は距離りにて第2平面ホログラフィック記録材4に再度記録されて像Aが得ら
れるが、これは観察者Bとホログラフィック記録材4との間に位置するので、特
殊照明下で観測した場合に、一部が実像であり、また、逆の立体ではない真の立
体印像を再生するので、一部は正像である。
観察者Bが横方向に移動すると、180”以下の視界から正実像Aの最前部が見
える。
ここで「転位ホログラム」に関して説明するが、距離りは視界を広げるように決
定される。距離りが大きくなればなるほど、像Eは迫り出し、視界は狭くなる。
視界を広くしたければ、像は記録材の向こうを通るので実像だった部分をいくら
が虚像に変えたとしても、必然的に距MDを小さくして像Eの迫り出し度合を少
なくしなけらばならない。
第2図および第5図は前記の記録誌JOURNAL 0PTI−CAL SOC
oAM、に記載の解決法を図示したものであり、観察者Bは湾曲したホログラフ
ィック記録材2の凸面側に位置し、この面2を通して虚像Cを見るものである。
第3図および第6図には前記の記録誌rAPPLIED PHYSIC3LET
TER5,に記載の解決法を示す。
第7図および第8図は第2−5図と第3−6図を組み合わせたものを理論的に示
す図である。
第7図において、第1記録材5は湾曲形で第2記録材6は平面形である。タイプ
Eの像が形成されるが、この像は第1記録材の凹部に最も近い物体の部分によっ
て観察される。したがって、相応するドキュメントは視角を拡張可能にする記録
を全く備えていないので、第3−6図の場合と全く同様に視界は限定される。
本発明は、第9図および第10図に概略を示すように従来方法とは全く異なる。
本発明によれば、第1平面ホログラフィック記録材10を設け、次に得られた像
をホログラフィック記録材11(第2)に転位する。該記録材11の湾曲部は転
写時に第1記録材の方向に向ける。
第10図は再生時の第2記録材11の状態を示している。
先ず実正像Fを示す、この像は距離りに沿って第2記録材11の凹部縁によって
決定される空間内にある。一方第1記録材lOが非常に近(ない場合、すなわち
、実際に第2記録材の側縁と接触していない場合、後述説明する死角が生じる。
第11図は、平面、凸面および凹面のホログラムの可能なあらゆる組み合わせの
変化図を表にしたものである。
欄Iは第1面が平面のグループである。inは第1面が凹面で、桐■は第1面2
0が凸面のグループである。第1列は第2面30が平面のグループ、第2列は平
面30が凸面のグループ、そして、第3列は第2面30が凹面のグループである
。
前記のドキュメントの中では第3図−第6図ののだけが転位ホログラムを有する
。これは、1.1に相当する。第7図および第8図に示す理論的組み合わせは1
1[−1およびI−2の場合に相当する。
前述のことをまとめると以下のようになる。
−□ 1−1の場合:第1面は曲面でなく、広視界でない。
□■−1の場合:広視界でない。
□■−1の場合:広視界でない。
□■−2の場合:広視界でない。
□■−2の場合:広視界でない。
−lff−2の場合:111−1の場合よりもさらに狭い視界。
□■−3の場合二本発明の方法、第1面と第2面の縁が転写時に接合する場合、
視界は第1面にきわめて近い部分にて1801である。
−It −3の場合:本発明、の方法、これは記録のために、短い干渉性の故に
安価なレーザを使用可能である。他方距離りは比較的短く、視界の狭窄部の方に
張り出す。
−I[[−3の場合:本発明の方法、像が第1材の縁と第2材の縁が通る平面に
位置する特に1801である。第1材および第2材の縁は転位時に接合する。
第12図は本発明の方法を示している。
先ず、物体Gは、この場合平面形の第1ホログラフイツク記録材40(第1材)
に記録される。
接面40は、液体51を入れたバック50で示したように、既知の現像工程を受
ける。
現像後、第1面40の方に凹部を有するような形状の第2ホログラフイツク記録
材60にホログラフィック像が記録される。
次に液体51を入れたバック50によって示したように、既知の現像工程を受け
る。
物体Gのホログラフィック像を再生するために、表面60を第2記録(第2材に
よる記録)時と同じ形状を保持できるような程度に堅牢な固定支持体70に表面
60を連結する。
このためには、例えば支持体70と連結する永久磁石(図示せず)に対向して位
置決めする前に金属部72の如き取り外し可能な固定装置を備えるのが望ましく
、フレーム、形材または他の各種構造体71を使用可能である。
いかなる場所においても、第2記録時に選択した照明と等位の方向から出るよう
な照明光線が得られるように指向可能な照明装置73に支持体70を接続するの
が望ましい。
電wA74とプラグ75とにより従来の電気設備に接続可能である。
第2面60の凹部は記録時には第1材40の方に向き、再生時には観察者Bの方
に向くことがわかる。
第2ホログラフインク記録材60の形状が三次元の凹形なので、従来の平面転位
ホログラムと異なり、形を大きくしたり、このホログラフインク記録材に対する
像の距離を所々縮めることなく実正像の視界を増加させることができる。
かくて、視界は、水平面、垂直面または斜面にて増加可能である。
第13図において、重ね合わせによってわかることであるが、転位像102の平
面転位型ホログラムは点101から回路KIDに位置し、本発明により第2凹面
60で得られる視界αを下回るα′しか得られない。
かかる円弧の場合、各像点とホログラム60との距離は、像が実際の円弧の中心
にあるので一定である。これに反して転位ホログラム40から垂直に測定した距
離は、植立および立′との間で変化可能である。
第14図は干渉源201を備える光線束200により物体Gの像の第1平面ホロ
グラム40における記録方法を示す平面図である。半透明鏡202は光線束20
0を2個に分け、「参照光線束」203と「物体光線束」204とからなる。
この従来の構造では、ホログラム40は透過により再生可能である。
第15図は第2凹面60に、第1面40を本発明により転位する技術の概略を示
す立面図である。
干渉源を備える光線束300は半透明鏡302によって2つに分割され「物体光
線束305」となり、鏡303における反射により「参照光線束」304となる
。
光線束305は、物体Gの擬実像を成す第1材40を再生する。
第16図は第1面40を透視して第2凹面60の物体Gの正実像306を見る観
察者Bの概略を示す平面図である。第2面60は、スペクトル成分と可変干渉性
を有する再生光線束307によって再生される。この場合、正実像における視界
の増加を確実にするために第1面40は像306における視界を出来るだけ塞が
ないように充分法(しなければならない。
第17図は本発明の実現性を概略で示す斜視図である。
同図において、錐体形または円錐形などの凹面ホログラム400は、適宜位置決
めした正実像401を再生する。この像401はホログラム400の像の形状に
相応する転位ホログラム402からのものである。
この場合、正実像401は半球形視野403から観察可能である。
ホログラム400および402の寸法を充分にすれば、観察者がそこに入って像
401を視認できるようにすることができる。
最終ホログラムは透過および/または反射によって再生可能なように記録できる
。
転位すべきホログラムは反射によって再生可能であり、場合に応じて平面または
三次元対称面あるいは不規則面を有することができる。バンドにより多重化した
ホログラムに代ってスタンビンブ技術によるホログラムを用いることもできる。
最終ホログラムは、物体装置に加え得る複数のホログラムを同時にまたは個別に
記録可能である。また、複数の再生角が可能であり、透明性を用いて別のホログ
ラムに重ねることができる。
この最終ホログラムは、いくつかの透過型ホログラムの結果であってもよい。
このホログラムは、例えばハロゲン化銀で可撓性を有するホログラフィックフィ
ルムのように、三次元形状を有し、使用可能な波長に感じ得るあらゆるホログラ
フィック記録材にて実施可能である。
かくて、第18図は、転写時に接合面を1つだけ有する状態の第1面40と第2
凹面60とを示す。
像Hの中心に対して死角内に位置する観察者はこの像Hの視点を惑じない。
この配置により、観察者が移動した時における像の出現および消滅に特別な効果
が得られる。
前記のように、第11図の表1−3 、It−3およびm−3の場合に明らかな
ように、本発明の第1面40は平面、凹面化凸面の何れでもよい。
第19図には第1面40a、40bおよび40cを3個用いる場合を示す、これ
は、同一像Hを成すように1分割ホログラムまたは3個の異なる像を成す3個の
異なるホログラムに関する。
各々は、平面、凹面または凸面である。ここでは咳面は2つの死角1および2を
成す2つの間隙によって分割され、この場合、この間隙の角により、この角内に
位置する観察者にとって相応する像Hの視点は消滅する。
これにより、単数または複数個の各種の異なった補足的なまたは集合させたある
いは他の種類の像の出現および消滅に特別な効果が生じる。
ここで重要なことは死角が生しることであり、ホログラムの切断により半透明マ
スクを設けるのと同様な処理が可能である。
ホログラム40a、40bおよび40cは、平面、凹面または凸面の何れでもよ
く、直線、曲線または折れ線に沿って配置可能である。
ホログラム40主 および40cの場合は、側方向のあらゆる死角をなくすよう
に第2凹面6oの縁に隣接する縁をそれぞれ有する。
したがって、180°の視角と、特別な効果が得られるという利点がある。
第20図には、再生時に実像Hが位置する第1面4oと第2凹面60との間の空
間を斜線で示す。
第21図乃至第25図は目的の光学効果を得るために可能なホログラフィック記
録材の各種形状を示す。
凹部および平面部および/または凸部を組み合わせることによって、優れた効果
をさらに高めるために、ホログラムの真正彩色が可能である。
転位ホログラムは、スタンピング技術によって、または干渉性の光によるホログ
ラフインク技術によって複写することが可能である。
記録時に、および再生時において、三次元対称形面または不規則面は複数個の入
隅部を設けるなどして深さが可変の補強部を少なくとも1個設けてもよい。
転位時において、転位ホログラムの曲率によって形成される凹部は、転位すべき
ホログラムの擬実像の一部の方へまたはそれらを組み合わせた方へ向けるように
する。かくて、異な・るホログラム相互間の距離は可変である。このホログラム
が僅かな間隙をあけてきわめて接近するか、または接触している場合、例えば平
面波の干渉性の単色光線束を使用可能であり、転位時に該異なるホログラムを再
生して記録することができる。
該凹部が明瞭な場合、望ましい状態で記録し再生可能にするために、例えば円錐
形光学材および/または特殊なホログラフィック光学エレメントのような特別な
光学材を用いなければならない。
再生時には、異なるホログラムが記録時におけるものと全く同じホログラフイン
ク記録材の形状を必ずしも有する必要はない。
ホログラフィの材料は、数字または文字、機械および機構の部材、図面、写真、
美術品またはそれらの複製、または自然や人間活動のあらゆる種類の物体である
。
本発明は、特に情報記憶装置用としての像の空間分離に使用可能であり、美術作
品の製作および複製、美術パノラマの構成、ホログラフ・イック描写記録、教材
、スタンドおよびアルバムの製造に用いることができ、また、広告や通信にも使
用可能である。
180°の視角を得るためには、転位時にホログラフインク像を第1面40と第
2凹面60との間の空間に位置決めする。
第1面40が平面で第2面60の凹部と接合する縁を有する場合、この空間は凹
部と第1面によって決定される(第9図参照)。
しかしながら、他の形状も可能であり、第20図には第1面を凹面にしたものを
示す。単数または複数個の像を位置決めすべき空間を斜線で示し、この空間は、
ホログラフィック記録材自体第9図の場合とは異なり、第1面と第2面の縁を接
触させないで、接触させる仮想面とによって画定される。
第21図乃至第25図は、目的の光学誌を考慮して第2面に与えることができる
各種の形状を示す。
凹部および平面部および/または凸部を組み合わせることによって優れた効果を
さらに高めるためにホログラムの真正彩色が可能である。
特に第1面および第2面の転位時には、第1面の像と同時に記録される像を有す
る実際の物体を該面相瓦間に配置する。
FIG、I FIG、2 FIG、3
FIG、4 FIG、5 FIG、6
F IG 、17
国際調査報告
国際調査報告
FR8900315
SA 29839
Claims (10)
- (1)少なくとも1個の物体のホログラフィック像を得るために、少なくとも1 個の第1ホログラフィック記録材に該物体の像の第1記録を施す段階と、該第1 ホログラフィック記録材を現像する段階と、該第1ホログラフィック記録材の方 に向けて少なくとも1個の凹部を有するように成した第2ホログラフィック記録 材上に、当該2個のホログラフィック記録材によって画定される空間に位置決め される以前にて少なくとも該像の一部を該ホログラフィック像から第2記録する 段階と、第2記録時における該第1および第2記録材相互間の距離が可変である ように当該両記録材を協動させる段階と、核第2ホログラフィック記録材を現像 する段階と、該物体の像を再生するために同一形状に従って第2ホログラフィッ ク記録材を使用する段階とで構成されることを特徴とする、少なくとも1個の物 体の像を再生するホログラムの実施方法。
- (2)該第1ホログラフィック記録材が平面であることを特徴とする請求の範囲 第1項記載の実施方法。
- (3)該第1ホログラフィック記録材が、該第2ホログラフィック記録材の方へ 指向する前に、凹部を有することを特徴とする請求の範囲第1項記載の実施方法 。
- (4)該第1ホログラフィック記録材が、該第2ホログラフィック記録材の方へ 指向する前に凸部を有することを特徴とする請求の範囲第1項記載の実施方法。
- (5)第2記録時において、該第2ホログラフィック記録材が、該第1ホログラ フィック記録材の縁に接近する縁を少なくとも1個有することを特徴とする請求 の範囲第1項記載の実施方法。
- (6)第2記録時において、自然状態で平面の該第2ホログラフィック記録材が 、少なくとも1個の湾曲部を有するように形成されることを特徴とする請求の範 囲第1項記載の実施方法。
- (7)第2記録時において、自然状態で平面の該第2ホログラフィック記録材が 円弧に形成されることを特徴とする請求の範囲第6項記載の実施方法。
- (8)記録されるホログラフィック記録材と、観察者が位置すべき空間領域の方 法に少なくとも1個の凹部を設けるような形状に沿って該ホログラフィック記録 材を実際に保持可能な強度を有する支持体と、場合によっては該支持体と協動す る既知の照明装置とを包含することを特徴とする、請求の範囲第1項乃至第7項 の実施方法を実施することにより得られるホログラム。
- (9)該凹部が湾曲していることを特徴とする請求の範囲8項記載のホログラム 。
- (10)該ホログラフィック記録材が完全に凹形で湾曲していることを特徴とす る請求の範囲第8項記載のホログラム。
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