JPH08201630A - ホログラムおよびこれを用いたカラー画像生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置構成を簡素化でき、しかもモアレやノイ
ズの発生を低減できるホログラムおよびこれを用いたカ
ラー画像生成方法を提供すること。 【構成】 本発明のホログラム１における記録材料１０
には、その同一面上において複数のブロック１１に区分
けした状態で各ブロック１１毎に赤、緑、青のコヒーレ
ント光の照射の対象となる干渉縞を各々備えている。ま
た、各ブロック１１毎にその各色に対応したコヒーレン
ト光を透過させるフィルタを備えているものでもある。
また、フィルタを備えたホログラム１に各色のコヒーレ
ント光を同時に連続照射したり、ホログラム１に対して
各色のコヒーレント光を所定の角度を付けて照射した
り、光軸を一致させたりするカラー画像生成方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３原色に対応する赤、
緑、青のコヒーレント光を照射することによりカラー画
像を生成するホログラムおよびこれを用いたカラー画像
生成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラムは、任意の物体にレーザ光な
どのコヒーレント光を照射することで得られる散乱光
と、他のコヒーレントな平行光線（参照光）とを感光板
上に当てて、散乱光を点光源とした場合の物体の各点に
対応する同心円状の干渉縞を感光板上に生成し、これを
現像処理して製造されるものである。このホログラムに
レーザ光などのコヒーレントな平行光線を照射すること
で、干渉縞は回折格子としてレンズの役割を果たし、も
との像に相当する実像あるいは虚像を生成することがで
きる。

【０００３】また、このホログラム面上に赤、緑、青の
各色に対応する干渉縞を作成し、赤、緑、青の３色のレ
ーザ光を照射することによってホログラフィのカラー化
を図ることが可能となる。図８は、従来のホログラムお
よびこれを用いたカラー画像生成方法を説明する図であ
る。すなわち、先に説明したような赤、緑、青の各色に
対応する干渉縞が作成されたホログラム１’に光源２か
らの光を光学回路３を介して平行光線にして全面照射す
る。

【０００４】つまり、先ず赤色レーザ２１から赤色のレ
ーザ光をホログラム１’に照射し赤色の画像を得て、次
に緑色レーザ２２から緑色のレーザ光をホログラム１’
に照射し緑色の画像を得て、最後に青色レーザ２３から
青色のレーザ光をホログラム１’に照射し青色の画像を
得る。この３色の画像が眼の中で加算混合され、１つの
カラー画像として認識されることになる。したがって、
レーザ光の照射のタイミングとしては、先ず赤色レーザ
光での全面走査を行い、次いで緑色レーザ光での全面走
査を行い、最後に青色レーザ光での全面走査を行って１
つのカラー画像を得ることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなホログラムおよびこれを用いたカラー画像生成方法
の場合には、１つのカラー画像を得るためにホログラム
に対して３回の全面走査を行う必要があり、処理時間の
遅延を招くことになる。また、赤色、緑色、青色から成
る３つの画像を重合わせて１つのカラー画像を得ること
から、光学回路や各機器に対する高精度化が要求され、
画像生成装置の複雑化やコストアップの原因となる。さ
らに、大きな画像を得るためにはレーザ光の走査範囲
（平行構成の照射範囲）を広くしたりホログラムを大き
くする必要があり、しかもその際に３色の画像の合わせ
精度も高いものが要求されることになる。また、例えば
赤色に対応する干渉縞に緑色のレーザ光が当たるなど不
要な光が干渉縞に当たるとクロストークを生じ、モアレ
やノイズ等の発生の原因となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成されたホログラムおよびこれを用い
たカラー画像生成方法である。すなわち、本発明のホロ
グラムは、赤、緑、青のコヒーレント光の照射によって
所定の画像を生成する干渉縞を記録材料上に備えるもの
であり、記録材料は、その同一面上において複数のブロ
ックに区分けした状態で各ブロック毎に赤、緑、青のコ
ヒーレント光の照射の対象となる干渉縞を各々備えてい
る。また、赤、緑、青のコヒーレント光の照射の対象と
なる干渉縞を各々備える各ブロック毎にその各色に対応
したコヒーレント光を透過させるフィルタを備えている
ものでもある。

【０００７】また、本発明のホログラムを用いたカラー
画像生成方法は、フィルタを備えたホログラムに赤、
緑、青のコヒーレント光を同時に連続照射したり、ホロ
グラムに対してコヒーレント光を所定の角度を付けて照
射したり、各色のコヒーレント光の光軸を一致させたり
するものである。

【０００８】

【作用】本発明のホログラムでは、記録材料が、その同
一面上において複数のブロックに区分けした状態で各ブ
ロック毎に赤、緑、青のコヒーレント光の照射の対象と
なる干渉縞を各々備えているため、赤、緑、青による複
数のブロックで全画像の１部分となるカラー画像を得て
いる。つまり、赤、緑、青のコヒーレント光の照射によ
って得られる赤色、緑色、青色の画像は重なり合うこと
なく隣接して生成され、人の視覚の解像度範囲内で１つ
のカラー画像として認識されることになる。

【０００９】また、各色のコヒーレント光の照射対象と
なる干渉縞を備える各ブロック毎にその各色に対応した
コヒーレント光を透過させるフィルタを備えることで、
画像生成に必要な色のコヒーレント光のみが各ブロック
の干渉縞に当たることになり、クロストークが発生しな
くなる。

【００１０】しかも、本発明のホログラムを用いたカラ
ー画像生成方法では、このようなフィルタを備えたホロ
グラムに各色のコヒーレント光を同時に連続照射して１
つのカラー画像を得ている。つまり、各色のコヒーレン
ト光を同時に連続照射してもフィルタによって各ブロッ
クの干渉縞へは必要な色のコヒーレント光のみが当たる
状態となる。また、各色のコヒーレント光に所定の角度
を付けてホログラムに照射することで、その照射角度に
応じた画像生成範囲を得ることができるようになる。さ
らに、各色のコヒーレント光の光軸を一致させること
で、各色に応じた各干渉縞の記録材料面上の位置とコヒ
ーレント光の照射角度との対応を同一にすることができ
るようになる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明のホログラムおよびこれを用
いたカラー画像生成方法の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明のホログラムにおける一実施例を示す
模式図であり、（ａ）および（ｂ）に各々の態様を示し
ている。すなわち、本実施例におけるホログラム１は、
ホログラム面上を複数のブロック１１に区分けした状態
でその各ブロック毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
コヒーレント光（例えば、レーザ光）の照射対象となる
干渉縞（図示せず）を各々備えている点に特徴がある。

【００１２】各ブロック１１は例えば１辺数ｍｍ程度の
四角形から構成され、図１（ａ）に示すホログラム１の
場合は、図中横並びに３つのブロック（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に
よって全画像の１部分となるカラー画像を得るようにな
っている。例えば、ブロック１１における図中縦方向の
並びを行、横方向の並びを列とし、左上のブロック１１
を原点とした場合、第１行第１列目のブロック１１には
赤（Ｒ）色に対応する干渉縞が記録されており、赤色の
レーザ光などを照射することで赤色の画像の１部分を生
成できるようになっている。

【００１３】また、第１行第２列目のブロック１１には
緑（Ｇ）色に対応する干渉縞が記録されており、緑色の
レーザ光などを照射することで緑色の画像の１部分を生
成できるようになっている。さらに、第１行第３列目の
ブロック１１には青（Ｂ）色に対応する干渉縞が記録さ
れており、青色のレーザ光などを照射することで青色の
画像の１部分を生成できるようになっている。

【００１４】この３つのブロックに記録された干渉縞に
よって生成される３色の画像は、重なり合うことなく隣
接する位置関係で生成され、人の視覚の解像度範囲内で
１つのカラー画像として認識されることになる。以下、
同様にして赤色、緑色、青色の干渉縞が各々記録された
各ブロック１１に対してそれぞれ赤色、緑色、青色のレ
ーザ光などを順次照射することでホログラム１に記録さ
れた１つの画像におけるカラー画像を得ることができ
る。

【００１５】つまり、ホログラム１の第１行第１列目の
ブロック１１から横並びに所定の色のレーザ光を順次走
査し、第１行目の走査が終わったら第２行目を第１列目
から横並びに順次走査する。そして同様な走査を最終行
最終列目のブロック１１に至るまで順次行うことで１つ
のカラー画像を得る。このように、本実施例におけるホ
ログラム１では、ホログラム１に対して１度のレーザ光
の走査を行うだけで１つのカラー画像を得ることが可能
となる。

【００１６】また、図１（ｂ）に示すホログラム１で
は、例えば隣接する４つのブロック１１（Ｒ、Ｂ、Ｇ、
Ｇ）によって全画像における１部分のカラー画像を得る
ようにしている。なお、１部分のカラー画像を得るため
のブロック１１の組合せはこのような隣接する４つのブ
ロック１１以外にも、例えば（Ｒ）のブロック１１を基
準として右側の（Ｂ）のブロック１１および下側の
（Ｇ）のブロック１１の３つ、または（Ｂ）のブロック
１１を基準として上側の（Ｇ）のブロック１１および左
側の（Ｒ）のブロック１１の３つで構成してもよい。さ
らに図１（ａ）、（ｂ）においては各ブロック１１が四
角形から成る例を示したが本発明はこれに限定されず、
例えば六角形や八角形などから成る他の形状であっても
かまわない。

【００１７】図２は本実施例におけるホログラム１を用
いたカラー画像の生成方法を説明する図である。すなわ
ち、本実施例におけるホログラム１、光学回路３、光源
２を用意し、光源２の赤色レーザ２１、緑色レーザ２
２、青色レーザ２３から出射した各色のレーザ光を光学
回路３を介して平行光線にする。そして各色の平行光線
を順次ホログラム１に部分走査していく。レーザ光の照
射タイミングとしては、先ず、赤色レーザ２１から赤色
のレーザ光を出射してホログラム１の赤色に対応するブ
ロック１１へ照射する。次いで、緑色レーザ２２から緑
色のレーザ光を出射してホログラム１の緑色に対応する
ブロック１１へ照射する。次に、青色レーザ２３から青
色のレーザ光を出射してホログラム１の青色に対応する
ブロック１１へ照射する。これを順次繰り返すことで、
１つのカラー画像を得るようにしている。

【００１８】次に、図３に基づいてフィルタを用いた例
を説明する。すなわち、この例で適用されるホログラム
１は図１に示すような複数のブロック１１に赤、緑、青
のレーザ光の照射の対象となる干渉縞が各々設けられた
ものである。しかも、このホログラム１の各ブロックに
は、各色に対応するレーザ光を透過させるためのフィル
タ４が設けられている。つまり、図１に示す赤（Ｒ）色
に対応するブロック１１には赤色のレーザ光を透過させ
るフィルタ４が設けられ、緑（Ｇ）色に対応するブロッ
ク１１には緑色のレーザ光を透過させるフィルタ４が設
けられ、青（Ｂ）色に対応するブロック１１には青色の
レーザ光を透過させるフィルタ４が設けられている。

【００１９】このようなフィルタ４を備えたホログラム
１を用いてカラー画像を得るには、図３に示す光源２の
赤色レーザ２１、緑色レーザ２２、青色レーザ２３から
各色のレーザ光を同時に連続照射（走査）する。つま
り、ホログラム１の各ブロック１１（図１参照）にフィ
ルタ４を介して赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レー
ザ光を同時に連続照射（走査）する。これにより、全て
のブロック１１（図１参照）に対して全ての色のレーザ
光が同時に照射されることになるが、各ブロック１１に
は対応する色のレーザ光のみを透過させるフィルタ４が
設けられているため、そのブロック１１に不要な色のレ
ーザ光は遮断され、必要な色のレーザ光のみが干渉縞
（図示せず）へ当たるようになる。

【００２０】例えば、赤（Ｒ）色に対応するブロック１
１（図１参照）には赤色レーザ光以外の緑色レーザ光お
よび青色レーザ光が照射されるが、フィルタ４によって
赤色レーザ光のみが干渉縞（図示せず）へ当たることに
なり、結果として赤色のカラー画像が生成されることに
なる。このようなフィルタ４を備えたホログラム１を用
いることで、各色に対応して記録された干渉縞へ不要な
色の光が当たることがなくなり、クロストークの発生を
抑制できることになる。しかも、赤色レーザ２１、緑色
レーザ２２、青色レーザ２３から各色のレーザ光を断続
的に照射することなく連続して同時に照射できるように
なるため、光源２の制御回路が非常に簡素化することに
なる。

【００２１】次に、図４および図５に基づいてレーザ光
に所定の角度を付ける例を説明する。すなわち、図４に
示す例では、光源２における赤色レーザ２１、緑色レー
ザ２２、青色レーザ２３からホログラム１に対して出射
するレーザ光に対して所定の角度を付けている。この各
レーザ光によってホログラム１の例えば左上から右下ま
で順番にホログラム全面を走査する。この際、ホログラ
ム１の面に入射するレーザ光の入射角度はホログラム１
の面上の位置により異なっている。このため、ホログラ
ム１に記録される干渉縞（図示せず）としては、予めこ
の入射角度（あるいは位相）を考慮したものにしてお
く。

【００２２】また、図５に示す例では、図４に示す例と
同様に光源２における赤色レーザ２１、緑色レーザ２
２、青色レーザ２３からホログラム１に対して出射する
レーザ光に対して所定の角度を付けているが、ホログラ
ム１として図１に示すような各ブロック１１毎に各色に
対応した干渉縞（図示せず）が設けられたものを使用し
ている。この場合には、先に説明したように、各色に対
応する各ブロック１１に対して順次、赤色、緑色、青色
のレーザ光を照射して１つのカラー画像を生成する。

【００２３】図４および図５に示すように、レーザ光に
所定の角度を付けてホログラム１に照射することで、レ
ーザ光を平行光線にする光学回路が不要となるととも
に、レーザ光の走査範囲に応じて生成する画像の大きさ
を調整できるようになる。つまり、大きな画像を得る場
合にはレーザ光の走査範囲を大きくし、小さな画像を得
る場合にはレーザ光の走査範囲を小さくする。このよう
に光源２から照射するレーザ光の角度を調整するだけの
簡単な構成によって生成画像の大きさを調節することが
可能となる。

【００２４】また、図６および図７は、各レーザ光の光
軸を一致させる例を説明する図である。すなわち、図６
および図７に示す例は、先に説明した各レーザ光に所定
の角度を付けてホログラム１に照射する場合において、
さらに各レーザ光の光軸を一致させている点に特徴があ
る。図６に示す例では、光源２の赤色レーザ２１、緑色
レーザ２２、青色レーザ２３から出射する各レーザ光を
光学回路３を介して同一の１点からホログラム１に向け
て照射している。また、この例ではフィルタ４を備える
ホログラム１を使用しており、各色のレーザ光を同時に
連続照射しても必要な色のレーザ光のみを対応する干渉
縞（図示せず）へ照射できるようになっている。

【００２５】この例では、各レーザ光をホログラム１に
対して所定の角度を付けて照射しているため、ホログラ
ム１における干渉縞はその入射角度を考慮して形成され
ているが、先に説明したように各レーザ光の光軸が一致
しているため、ホログラム１の位置に対するレーザ光の
入射角度が各色で同一となり、全ての色に対応する干渉
縞の設計における計算および形成を簡素化することが可
能となる。

【００２６】また、図７に示す例では３波長型白色光源
５を用いてホログラム１に対する光の照射を行ってい
る。３波長型白色光源５では、赤色、緑色、青色に対応
する３つの波長を１つの白色光として照射するものであ
るため、図６に示すような各レーザ光の光軸を一致させ
るための光学回路３が不要となるメリットがある。ま
た、フィルタ４を備えたホログラム１を使用することに
より３つの波長から成る白色光を連続して照射すること
が可能となり、さらに構成を簡素化することが可能とな
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のホログラ
ムおよびこれを用いたカラー画像生成方法によれば次の
ような効果がある。すなわち、記録材料をその同一面上
において複数のブロックに区分けし、各ブロック毎に
赤、緑、青のコヒーレント光の照射対象となる干渉縞を
各々備えるホログラムによって、各色のレーザ光をホロ
グラムに対して１回走査するだけでカラー画像を得るこ
とが可能となり、処理時間の短縮化を図ることが可能と
なる。しかも、各ブロック毎に生成される赤、緑、青の
カラー画像を重合わせする必要がなくなり、装置構成の
簡素化およびコストダウンを図ることが可能となる。

【００２８】また、各ブロック毎に各色と対応するコヒ
ーレント光を透過させるフィルタを設けることで、赤、
緑、青のコヒーレント光を同時に連続照射することが可
能となり、レーザ光の制御等の機構を大幅に簡素化する
ことが可能となる。しかも、フィルタによって必要な色
のコヒーレント光のみが対象となる干渉縞へ照射される
ため、クロストークの発生を抑制できモアレやノイズ等
の発生を低減できるようになる。また、各レーザ光をホ
ログラムに対して所定の角度を付けて照射することで、
レーザ光の照射角度によって生成画像の範囲を調整で
き、画像の各種大きさに容易に対応することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホログラムの一実施例を（ａ）、（ｂ）に各々
示す模式図である。

【図２】カラー画像の生成方法を説明する図である。

【図３】フィルタを用いた例を説明する図である。

【図４】レーザ光に角度を付けた例を説明する図（その
１）である。

【図５】レーザ光に角度を付けた例を説明する図（その
２）である。

【図６】レーザ光の光軸を一致させる例を説明する図
（その１）である。

【図７】レーザ光の光軸を一致させる例を説明する図
（その２）である。

【図８】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１ ホログラム ２ 光源 ３ 光学回路 ４ フィルタ ５ ３波長型白色光源 １１ ブロック ２１ 赤色レーザ ２２ 緑色レーザ ２３ 青色レーザ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤、緑、青のコヒーレント光の照射によ
   って所定の画像を生成する干渉縞を記録材料上に備える
   ホログラムであって、 前記記録材料は、その同一面上において複数のブロック
   に区分けした状態で各ブロック毎に前記赤、緑、青のコ
   ヒーレント光の照射の対象となる干渉縞を各々備えてい
   ることを特徴とするホログラム。
2. 【請求項２】 前記赤、緑、青のコヒーレント光の照射
   の対象となる干渉縞を各々備える各ブロック毎にその各
   色に対応したコヒーレント光を透過させるフィルタを備
   えていることを特徴とする請求項１記載のホログラム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のホログラムに対して赤、
   緑、青のコヒーレント光を同時に連続照射することを特
   徴とするカラー画像生成方法。
4. 【請求項４】 赤、緑、青のコヒーレント光をホログラ
   ムに照射してカラー画像を生成する方法であって、 前記コヒーレント光を前記ホログラムに対して所定の角
   度を付けて照射することを特徴とするホログラムを用い
   たカラー画像生成方法。
5. 【請求項５】 前記赤、緑、青のコヒーレント光の光軸
   を一致させることを特徴とする請求項４記載のカラー画
   像生成方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載のホログラムに対して赤、
   緑、青のコヒーレント光を所定の角度を付けて照射する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５記載のホログ
   ラムを用いたカラー画像生成方法。