JPH10312147A - ホログラフィックステレオグラム作製装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は視域の端の方であっても充分な明るさ
と解像度を有した立体像を容易に作成するホログラフィ
ックステレオグラム作製装置を提供する。 【解決手段】ホログラフィックステレオグラム作製装置
１は、ハーフミラー４で分岐された物体光をミラー５、
レンズ６、ピンホール７及びコリメータレンズ８を介し
て広い並行光として透過型の液晶表示板９に入射し、液
晶表示板９が中心部分から端部へ向かうほど画素密度の
高い像を表示して、レーザー光を画像情報を有した物体
光としてホログラフィックオプティカルエレメント１１
に照射する。ホログラフィックオプティカルエレメント
１０でスリット１２に集光される物体光は、半円筒形の
拡散板１１により散乱光として拡散板１１の曲率中心付
近に配設されたスリット１２を通して感光材料１３に照
射される。ハーフミラー４で分岐された参照光はミラー
１９、シリンドリカルレンズ１５及びスリット１６を介
して感光材料１３に照射され、参照光と上記物体光が干
渉して感光材料１３に画像を記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラフィック
ステレオグラム作製方法に関し、詳細には、視域が広く
また視域の端の方であっても充分な明るさと解像度を有
した立体像を簡単な構成で作製するホログラフィックス
テレオグラム作製装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、立体映像を表示する手段の一
つとして、ホログラフィックステレオグラムが、広く用
いられており、ホログラフィックステレオグラムは、近
年では、フルカラー立体映像の作製もなされるようにな
っている。

【０００３】ところが、ホログラフィックステレオグラ
ム方式の立体映像においては、観察するための視域が狭
いことが問題となっている。

【０００４】ホログラフィックステレオグラムは、一般
に、分割された映像の表示に液晶表示板を用い、液晶表
示板を透過した透過光を平面状の拡散板に表示して、拡
散板から散乱する光をスリットを介して感光材料に記録
することで、立体映像を表示している。

【０００５】しかし、上記ホログラフィックステレオグ
ラム作製方法では、スリットに入射する光の角度が大き
くなるほど拡散板から放射される角度も大きくなり、端
の方の画像が、中央に比較して暗くなる。また、端の方
の光をスリットに集光するためには、非常に大きなレン
ズを用いるか、ホログラフィックオプティカルエレメン
ト（ＨＯＥ）を用いる必要があるが、大きなレンズを用
いると、レンズの厚みが増大し、収差の除去等を行うの
に、レンズ設計が複雑になる等の欠点があった。この場
合、比較的大型のものを設計しやすいＨＯＥを用いて
も、充分に高解像度で、かつ、広い視域を得ようとする
と、大型の液晶表示板を用いる必要があり、ホログラフ
ィックステレオグラム作製装置が高価なものとなるとい
う問題があった。

【０００６】そこで、従来、被写体に対して３６０度の
観察範囲を複数の領域に分割して得た原画像列を記録し
た円筒状のマスターホログラムから再生された前記被写
体の実像と参照光との干渉縞を記録した平面型ホログラ
フィックステレオグラムが提案されている（特開平７−
２７１２７８号公報参照）。

【０００７】また、ＳＰＩＥ ｖｏｌ２４０６のｐ４１
に記載されているＬ．Ｍ．Murillo-Moraらの提案してい
る円錐形ホログラフィックステレオグラムは、物体を回
転させながら斜め上から撮影した画像を円盤上に扇形の
スリットを使用して、ホログラフィックステレオグラム
を作製し、得られたホログラムを円の中心を頂点とした
円錐形に成形することで、再生像を円錐の中に結像し、
１ステップで３６０度の視域を得ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のホログラフィックステレオグラムの作製方法
にあっては、視域が広くまた視域の端の方であっても充
分な明るさと解像度を有したホログラフィックステレオ
グラムを簡単な構成で作製するうえで、なお、改良の余
地があった。

【０００９】すなわち、特開平７−２７１２７８号公報
記載の平面型ホログラフィックステレオグラムにあって
は、視域を拡大する優れた方法であり、平面象を３６０
度の円周上から観察することができるが、ホログラムを
作成するのに、２段階の工程が必要になり、ホログラフ
ィックステレオグラムの作成に手間がかかるという問題
があった。

【００１０】また、上記ＳＰＩＥ ｖｏｌ２４０６のｐ
４１に記載の方法は、優れた視域拡大の方法であるが、
形成する要素ホログラム自身の再生視域の拡大は行われ
ておらず、また、一般に重要であると認識されているホ
ログラムを正面から観察した場合の左右方向の視差が、
考慮に入れられておらず、充分な明るさと解像度を有し
た視域の広いホログラフィックステレオグラムを作製す
る上で改良の余地があった。

【００１１】そこで、請求項１記載の発明は、投影手段
により作製対象の像を投影させた物体光を、第１の光学
素子により第１のスリットに集光させ、当該第１の光学
素子を通って第１のスリットに集光される物体光を半円
筒形の拡散手段により拡散させて拡散光として第１のス
リットを通して感光材料に照射し、当該感光材料を挟ん
で第１のスリットと反対側に配設された第２のスリット
に第２の光学素子により参照光を集光させる際に、第１
のスリットを半円筒形の拡散手段の曲率中心付近に配設
し、当該第１のスリットを通過した物体光と第２のスリ
ットを通過した参照光を感光材料に照射して像を記録す
ることにより、簡単な構造で、かつ、視域の広い立体像
を容易かつ安価に作成することのできるホログラフィッ
クステレオグラム作製装置を提供することを目的として
いる。

【００１２】請求項２記載の発明は、第１の光学素子と
して、ホログラフィックオプティカルエレメントを使用
することにより、より一層簡単な構造で、かつ、視域の
広い立体像をより一層容易かつ安価に作成することので
きるホログラフィックステレオグラム作製装置を提供す
ることを目的としている。

【００１３】請求項３記載の発明は、投影手段として、
第１の光学素子の中心部分よりも端部方向ほど画素密度
の高い作製対象の像を表示する透過型の液晶板を使用す
ることにより、視域の端の方であっても、充分な明るさ
と、充分な解像度を有した良好な立体像を簡単な構造
で、かつ、視域の広い立体像を容易かつ安価に作成する
ことのできるホログラフィックステレオグラム作製装置
を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のホ
ログラフィックステレオグラム作製装置は、物体光に作
製対象の像を投影させる投影手段と、当該投影手段を通
過した物体光を第１のスリットに集光させる第１の光学
素子と、当該第１の光学素子の前または後ろに配され前
記第１のスリットに集光される前記物体光を拡散させる
半円筒形の拡散手段と、前記第１のスリットを通過した
前記物体光の照射される感光材料と、前記感光材料を挟
んで前記第１のスリットと反対側に配設された第２のス
リットと、前記第２のスリットに参照光を集光させる第
２の光学素子と、備え、前記第１のスリットが前記半円
筒形の前記拡散手段の曲率中心付近に配設され、当該第
１のスリットを通過した前記物体光と前記第２のスリッ
トを通過した前記参照光が前記感光材料に照射されて前
記像を記録することにより、上記目的を達成している。

【００１５】上記構成によれば、投影手段により作製対
象の像を投影させた物体光を、第１の光学素子により第
１のスリットに集光させ、当該第１の光学素子を通って
第１のスリットに集光される物体光を半円筒形の拡散手
段により拡散させて拡散光として第１のスリットを通し
て感光材料に照射し、当該感光材料を挟んで第１のスリ
ットと反対側に配設された第２のスリットに第２の光学
素子により参照光を集光させる際に、第１のスリットを
半円筒形の拡散手段の曲率中心付近に配設し、当該第１
のスリットを通過した物体光と第２のスリットを通過し
た参照光を感光材料に照射して像を記録するので、簡単
な構造で、かつ、視域の広い立体像を容易かつ安価に作
成することができる。

【００１６】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記第１の光学素子は、ホログラフィックオプテ
ィカルエレメントであってもよい。

【００１７】上記構成によれば、第１の光学素子とし
て、ホログラフィックオプティカルエレメントを使用し
ているので、より一層簡単な構造で、かつ、視域の広い
立体像をより一層容易かつ安価に作成することができ
る。

【００１８】また、例えば、請求項３に記載するよう
に、前記投影手段は、前記第１の光学素子の中心部分よ
りも端部方向ほど画素密度の高い前記作製対象の像を表
示する透過型の液晶板であってもよい。

【００１９】上記構成によれば、投影手段として、第１
の光学素子の中心部分よりも端部方向ほど画素密度の高
い作製対象の像を表示する透過型の液晶板を使用してい
るので、視域の端の方であっても、充分な明るさと、充
分な解像度を有した良好な立体像を簡単な構造で、か
つ、視域の広い立体像を容易かつ安価に作成することが
できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００２１】図１は、本発明のホログラフィックステレ
オグラム作製装置の一実施の形態を適用したホログラフ
ィックステレオグラム作製装置の上面図である。

【００２２】図１において、本発明のホログラフィック
ステレオグラム作製装置１は、光源２、シャッター３、
ハーフミラー４、ミラー５、レンズ６、ピンホール７、
コリメータレンズ８、液晶表示板９、ホログラフィック
オプティカルエレメント１０、拡散板１１、スリット１
２及び感光材料１３を備えるとともに、ミラー１４、シ
リンドリカルレンズ１５及びスリット１６等を備えてい
る。

【００２３】光源２は、半導体レーザ等が使用され、レ
ーザー光をシャッタ３を介してハーフミラー４に出射す
る。シャッタ３は、光源２から出射されたレーザー光
を、制御して、ハーフミラー４に入射する。

【００２４】ハーフミラー４は、光源２から照射された
レーザー光を分岐して、反射光を物体光としてミラー５
に反射し、透過光を参照光としてミラー１４に透過す
る。

【００２５】ミラー５は、ハーフミラー４から入射され
る物体光をレンズ６に反射し、レンズ６は、ピンホール
７とミラー５の間に配設されている。ピンホール７に
は、孔７ａが形成されており、レンズ６は、ミラー５か
ら入射される物体光をピンホール７の孔７ａに集光す
る。

【００２６】ピンホール７を通過した物体光は、コリメ
ータレンズ８に入射され、コリメータレンズ８は、入射
される物体光を広い並行光として液晶表示板［ＬＣＤ
（Liquid Crystal Display）］９に入射する。

【００２７】液晶表示板（投影手段）９は、作製対象の
像を表示するとともに、表示する像部分以外の部分を光
が透過する透過型の液晶が使用されており、中央部分よ
りも端部ほど画素密度が高く形成されている。

【００２８】液晶表示板９は、入射光を表示する像部分
のみの光を遮って画像情報を有した物体光としてホログ
ラフィックオプティカルエレメント（ＨＯＥ）１０に入
射し、ホログラフィックオプティカルエレメント（第１
の光学素子）１０は、入射された並行光の物体光をスリ
ット（第１のスリット）１２のスリット部１２ａに収束
する。

【００２９】ホログラフィックオプティカルエレメント
１０のスリット１２側には、所定の曲率を有した半円筒
形の拡散板１１が配設されており、拡散板（拡散手段）
１１は、ホログラフィックオプティカルエレメント１０
によりスリット１２に照射される物体光が当たって画像
を表示するとともに、当該画像の各点から散乱光を物体
光としてスリット１２のスリット部１２ａに入射させ
る。このスリット１２のスリット部１２ａは、半円筒形
の拡散板１１の曲率中心付近に配設されている。

【００３０】スリット１２の拡散板１１と反対側には、
感光材料１３が配設されており、スリット１２を通過し
た物体光は、この感光材料１３に照射される。

【００３１】一方、光源２からハーフミラー４に出射さ
れたレーザー光のうち、ハーフミラー４を透過したレー
ザー光は、参照光としてミラー１４に照射され、ミラー
１４は、入射光をシリンドリカルレンズ１５に反射す
る。

【００３２】シリンドリカルレンズ（第２の光学素子）
１５は、入射光をスリット１６のスリット部１６ａに入
射する。

【００３３】スリット（第２のスリット）１６は、感光
材料１３を挟んでスリット１２と反対側に配設されてお
り、スリット１６を通過した参照光は、感光材料１３に
入射されて、上記物体光と干渉して、感光材料１３に像
を記録する。

【００３４】次に、本実施の形態の作用を説明する。ホ
ログラフィックステレオグラム作製装置１は、光源２か
ら出射されたレーザー光がシャッタ３で調整された後、
ハーフミラー４で物体光と参照光に分岐され、物体光
は、ミラー５で反射されてレンズ６及びピンホール７を
介してコリメータレンズ８に入射される。コリメータレ
ンズ８に入射された物体光は、広い並行光として透過型
の液晶表示板９に入射され、液晶表示板９は、作製対象
の像を表示するとともに、その中心部分から端部へ向か
うほど画素密度の高い像を表示する。

【００３５】したがって、液晶表示板９に入射されたレ
ーザー光は、液晶表示板９に表示される像により必要な
部分の光が遮られて画像情報を有した物体光としてホロ
グラフィックオプティカルエレメント１１に照射される
とともに、当該画像情報が中心部分よりも端部ほど密度
が高くなっており、ホログラフィックオプティカルエレ
メント１０は、この物体光をスリット１２のスリット部
１２ａに集光する。このホログラフィックオプティカル
エレメント１０のスリット１２側には、半円筒形の拡散
板１１が配設されており、拡散板１１は、ホログラフィ
ックオプティカルエレメント１０によりスリット１２に
集光される物体光が当たって画像を表示するとともに、
当該画像の各点から散乱光を物体光としてスリット１２
のスリット部１２ａに入射する。そして、このスリット
１２のスリット部１２ａは、半円筒形の拡散板１１の曲
率中心付近に配設されており、拡散板１１で拡散された
物体光の拡散方向が円筒の中心に向かいやすいため、拡
散板１１で拡散された物体光は、適切にスリット１２の
スリット部１２ａに集光される。このスリット１２のス
リット部１２ａに集光された物体光は、スリット部１２
ａを通過して、スリット１２の背後に配設されている感
光材料１３に照射される。

【００３６】一方、光源２からシャッタ３を介してハー
フミラー４に照射されハーフミラー４で分岐されてミラ
ー１４に進行した参照光は、ミラー１９で反射されてシ
リンドリカルレンズ１５に入射され、シリンドリカルレ
ンズ１５を通過した参照光は、スリット１６のスリット
部１６ａに入射する。

【００３７】スリット１６のスリット部１６ａを通過し
た参照光は、スリット１６とスリット１２の間に配設さ
れている感光材料１３に入射される。このスリット１６
を通過して感光材料１３に照射された参照光と上記スリ
ット１２を通過して感光材料１３に照射された物体光と
が干渉して、感光材料１３に画像を記録する。

【００３８】このように、本実施の形態によれば、液晶
表示板９により作製対象の像を投影させた物体光を、第
１の光学素子であるホログラフィックオプティカルエレ
メント１０によりスリット１２のスリット部１２ａに集
光させ、当該ホログラフィックオプティカルエレメント
１０からスリット１２に集光される物体光を半円筒形の
拡散板１１により拡散させて拡散光としてスリット１２
のスリット部１２ａを通して感光材料１３に照射し、当
該感光材料１３を挟んでスリット１２と反対側に配設さ
れたスリット１６に第２の光学素子であるシリンドリカ
ルレンズ１５により参照光を集光させる際に、スリット
１２を半円筒形の拡散板１１の曲率中心付近に配設し、
当該スリット１２を通過した物体光とスリット１６を通
過した参照光を感光材料１３に照射して像を記録してい
るので、簡単な構造で、かつ、視域の広い立体像を容易
かつ安価に作成することができる。

【００３９】また、第１の光学素子として、ホログラフ
ィックオプティカルエレメント１０を使用しているの
で、より一層簡単な構造で、かつ、視域の広い立体像を
より一層容易かつ安価に作成することができる。

【００４０】さらに、投影手段として、ホログラフィッ
クオプティカルエレメント１０の中心部分よりも端部方
向ほど画素密度の高い像を表示する透過型の液晶表示板
９を使用しているので、視域の端の方であっても、充分
な明るさと、充分な解像度を有した良好な立体像を簡単
な構造で、かつ、視域の広い立体像を容易かつ安価に作
成することができる。

【００４１】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００４２】例えば、上記実施の形態においては、スリ
ット１２のスリット部１２ａは、半円筒形の拡散板１１
の曲率中心付近に配設されているが、スリット部１２ａ
の位置は、拡散板１１の曲率中心に完全に一致するもの
に限るものではなく、拡散板１１の曲率中心の近くであ
ればよい。

【００４３】また、上記実施の形態においては、拡散板
１１に物体光を照射する光学素子としてホログラフィッ
クオプティカルエレメント（ＨＯＥ）１０を使用してい
るが、ホログラフィックオプティカルエレメントに限る
ものではなく、他の光学素子であってもよいが、ホログ
ラフィックオプティカルエレメントを使用すると、凸レ
ンズを使用したときのように、映像面積が大きい場合に
レンズが分厚く、重くなったり、収差の補正等のために
複数のレンズを組み合わせる必要がなく、軽量で大きな
面積をカバーすることができる。

【００４４】さらに、上記実施の形態においては、物体
光に画像情報を含ませて投影する投影手段としてＬＣＤ
９を使用しているが、投影手段としては、ＬＣＤに限る
ものではなく、適切に画像情報を含ませて投影可能なも
のであればよいが、ＬＣＤ９を使用すると、上記実施の
形態のように、中央部よりも端部部分ほど簡単に画素密
度を高くすることができ、高画質の映像を簡単に得るこ
とができる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の発明のホログラフィック
ステレオグラム作製装置によれば、投影手段により作製
対象の像を投影させた物体光を、第１の光学素子により
第１のスリットに集光させ、当該第１の光学素子を通っ
て第１のスリットに集光される物体光を半円筒形の拡散
手段により拡散させて拡散光として第１のスリットを通
して感光材料に照射し、当該感光材料を挟んで第１のス
リットと反対側に配設された第２のスリットに第２の光
学素子により参照光を集光させる際に、第１のスリット
を半円筒形の拡散手段の曲率中心付近に配設し、当該第
１のスリットを通過した物体光と第２のスリットを通過
した参照光を感光材料に照射して像を記録するので、簡
単な構造で、かつ、視域の広い立体像を容易かつ安価に
作成することができる。

【００４６】請求項２記載の発明のホログラフィックス
テレオグラム作製装置によれば、第１の光学素子とし
て、ホログラフィックオプティカルエレメントを使用し
ているので、より一層簡単な構造で、かつ、視域の広い
立体像をより一層容易かつ安価に作成することができ
る。

【００４７】請求項３記載の発明のホログラフィックス
テレオグラム作製装置によれば、投影手段として、第１
の光学素子の中心部分よりも端部方向ほど画素密度の高
い作製対象の像を表示する透過型の液晶板を使用してい
るので、視域の端の方であっても、充分な明るさと、充
分な解像度を有した良好な立体像を簡単な構造で、か
つ、視域の広い立体像を容易かつ安価に作成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のホログラフィックステレオグラム作製
装置の一実施の形態を適用したホログラフィックステレ
オグラム作製装置の上面図。

【符号の説明】

１ ホログラフィックステレオグラム作製装置 ２ 光源 ３ シャッター ４ ハーフミラー ５ ミラー ６ レンズ ７ ピンホール ７ａ 孔 ８ コリメータレンズ ９ 液晶表示板 １０ ホログラフィックオプティカルエレメント １１ 拡散板 １２ スリット １２ａ スリット部 １３ 感光材料 １４ ミラー １５ シリンドリカルレンズ １６ スリット １６ａ スリット部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体光に作製対象の像を投影させる投影手
   段と、当該投影手段を通過した物体光を第１のスリット
   に集光させる第１の光学素子と、当該第１の光学素子の
   前または後ろに配され前記第１のスリットに集光される
   前記物体光を拡散させる半円筒形の拡散手段と、前記第
   １のスリットを通過した前記物体光の照射される感光材
   料と、前記感光材料を挟んで前記第１のスリットと反対
   側に配設された第２のスリットと、前記第２のスリット
   に参照光を集光させる第２の光学素子と、備え、前記第
   １のスリットが前記半円筒形の前記拡散手段の曲率中心
   付近に配設され、当該第１のスリットを通過した前記物
   体光と前記第２のスリットを通過した前記参照光が前記
   感光材料に照射されて前記像を記録することを特徴とす
   るホログラフィックステレオグラム作製装置。
2. 【請求項２】前記第１の光学素子は、ホログラフィック
   オプティカルエレメントであることを特徴とする請求項
   １記載のホログラフィックステレオグラム作製装置。
3. 【請求項３】前記投影手段は、前記第１の光学素子の中
   心部分よりも端部方向ほど画素密度の高い前記作製対象
   の像を表示する透過型の液晶板であることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のホログラフィックステレ
   オグラム作製装置。