JPH11504122A - ホログラムを再構成する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 白色光源、ゼロ次回折光（１４１６）および少なくとも１次回折光を発生するための回折格子（１１１２）、および、ゼロ次の回折光を遮蔽して所望の帯域幅を有する１次回折光がそこを容易に通過するように構成される光制御フィルム（ＬＣＦ１８１０）を備える、ホログラフィー画像を再構成するための装置である。ある実施態様においては、光制御フィルム（ＬＣＦ１８１０）は、前部層（１８０２）、コア層（１８０４）、および後部層（１８０６）を備える。後部層（１８０６）はデータとして考えられ得、これにより前部フィルム（１８０２）における水平方向シフトが選択的に波長をもたらし、コア層（１８０４）における対応するシフトは良好なゼロ次光遮蔽をもたらす。その結果得られる光は、ホログラム再構成ビームとして使用されるのに十分なコヒーレンスを有する疑似白黒光源である。

Description

【発明の詳細な説明】 ホログラムを再構成する装置関連出願についてのクロスリファレンス 本願は、１９９２年１１月２７日に同じ名称で出願された、Stephen J．Hart による米国特許出願第07/982,316号、および、１９９３年１１月２６日に同じ名 称で出願された、同じ発明者による国際特許出願第PCT/US93/11501号の一部継続 出願（ＣＩＰ）である。技術分野 本発明は、一般に、ホログラムを形成する方法および装置に関し、特に、膜基 板を３次元物理システムを表示するために複数の２次元画像で連続露光すること によって、物理システムのホログラムを生成する技術に関する。背景技術および技術課題 ホログラムは、再生されると、物理システムの実際の３次元画像を生成する、 物理システムの３次元記録、例えば、膜記録である。ホログラフィは、次の点で 、立体写真術とは異なる。ホログラフィの画像は、観察者に水平および垂直両方 向のあらゆる角度からの画像および完全な遠近法の画像を全範囲の観察点から提 供することによって、十分な視差を与える。すなわち、ホログラフィは、観察者 に、遠近を問わずあらゆる距離から全範囲にわたる遠近画像を提供する。このよ うに、ホログラフィの画像表示は、同じような画像の立体表示よりもはるかに有 利である。このことは、特に、容量測定データの検査および理解が、適切な医学 的治療に重要である、医療診断に当てはまる。 ３次元空間を満たすデータの検査は、芸術、科学、および工学のあらゆる分野 で発生するが、恐らく最もなじみのある例としては、医学的撮影である。医学的 撮影では、人体の一部を写した複数の断面画像を得るために、例えば、コンピュ ータ制御によるＸ線体軸断層写真（ＣＴまたはＣＡＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、お よび他の走査物理療法が用いられる。放射線技師、内科医、および患者は、これ らの２次元データ「スライス」を観察して、このデータによって示される３次元 の器官および組織について、この２次元データが何を意味するかを識別する。多 数の２次元データスライスを統合すると、比較的簡単な容量測定画像についても 、人間の視覚システムに多大な負担をかけることになる。検査中の器官または組 織がより複雑になるにつれて、意味のあるかつ理解できる３次元知的画像を生成 するために、大量の２次元データを適切に統合する能力は圧倒するものとなりつ つある。 単一な膜基板上の少数の重畳されたホログラフィ画像を用いる従来のホログラ ムにおいては、比較的低パーセントのスプリアスな露光および／または現像され た感光元素（曇り）の存在は、得られるホログラムの質を目に見えるほど低下さ せない。対照的に、下記のように、本発明によって形成されたホログラムは、通 常、単一な膜基板上に重畳された１００またはそれ以上までのホログラム用いる 。従って、各ホログラム上の少量の曇りの存在は、最終製品の質に深刻な累積影 響を与える。 従って、多数の、例えば、数百またはそれ以上までの異なるホログラムを単一 膜基板に記録させ、人体部分および分離されたデータスライスの形態で現在観察 される他の物理システムの実際の３次元ホログラフィ再生を容易にするホログラ ムを製造する方法および装置が必要とされる。発明の要旨 本発明は、先行技術の限界を克服するホログラムを形成する方法および装置を 提供する。 本発明の１つの局面によると、ホログラムカメラ装置は、単一なレーザ源と、 レーザビームを参照ビームと物体ビームとに分離し、両ビームを膜基板に方向づ けるように構成されたビームスプリッタを有する。装置はさらに、複数の２次元 画像、例えば、ＣＴスキャンデータセットを有する複数スライスのデータを物体 ビームおよび膜に順次投影するように構成された空間光変調器を有する。このよ うに、データセットの各２次元スライスの３次元ホログラフィ記録は、膜上に生 成される。 本発明の他の局面によると、百から二百以上の個々の２次元スライスからなる データセット全体は、膜に重畳され、単一な基板（マスターホログラム）上に個 々に相関する百またはそれ以上のホログラムが重畳される。少数（例えば、１か ら４）のホログラムが単一膜基板上に重畳される先行技術とは対照的に、本発明 は、それぞれが、膜内の感光性元素をほぼ等しいが、少なくとも比例して消費す る、多数の比較的弱いホログラムを記録する方法および装置に関する。 本発明のさらに他の局面によると、参照から物体へのコピー（転送）装置が設 けられ、一回の露光で迅速かつ効率的に単一ホログラムとして生成され得る。 本発明のさらに他の局面によると、ホログラムビューイング装置は、本発明に よって生成されたホログラムを観察するために設けられる。特に、本発明による 例示的な観察ボックスは、広いスペクトル光源、例えば、内部に搭載された白色 光源、コリメータ（たとえば、フレンネル）レンズ、広いスペクトル光源、例え ば、回折格子、およびベネチャンブラインド（ルーバ）を備えた、適切に囲まれ た長方形の装置を有する。コリメータレンズは、回折格子を通して白色光の平行 源を方向づけるように配置される。本発明のコンテクストでは、平行光とは、ビ ームが適切な伝播長にわたって実質的に一定の断面積を有するように、そのすべ ての方向成分が同一の伝播方向を有する光のことを指す。 回折格子は、各光成分の波長の関数である角度で光を透過させるように構成さ れている。ホログラムはまた、対応する波長の関数である各角度で光を通過させ る。観察前にホログラムを反転させることによって、すべての波長の光は、実質 的に垂直なホログラムから出射される。図面の簡単な説明 以下、本発明を添付の図面を参照しながら説明する。図中、同一の参照番号は 、同一の構成要素を指し示す。 図１は、典型的なＸ線体軸断層写真（ＣＴ）装置を示す。 図２は、図１のＣＴ装置において通常に用いられるＸ線によって得られるよう なデータをそれぞれが含み、協同して容量測定データセットを形成する、複数の ２次元データスライスを示す。 図３は、本発明の好ましい実施態様による、カメラシステムの模式図である。 図４は、本発明の好ましい実施態様による、ビームスプリッタの模式図である 。 図５Ａから図５Ｄは、図３のカメラシステムで用いられるレーザビームをフー リエ変換する際の効果を示すグラフである。 図６Ａは、図３のカメラシステムの一部を示す拡大模式図である。 図６Ｂは、図３に示される空間光変調の他の実施態様を示す模式図である。 図７は、図３のカメラシステムの他の一部を示す拡大模式図である。 図８は、図３のカメラ装置で用いられる投影装置の一部を示す拡大模式図であ る。 図９は、本発明による、例示的なコピー装置の模式レイアウトを示す。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明のある局面に従って再生されたマスターホ ログラムの整像図および虚像図を示す。 図１１は、ホログラムビューイング装置の模式図である。 図１２は、本発明による「単一工程」カメラシステムの他の実施態様を示す模 式図である。 図１３は、本発明による、図１１に示されるビューイング装置の他の実施態様 を示す模式図である。 図１４は、図１１に示されるビューイング装置の背景において有用な積層合成 光制御フィルム（ＬＣＦ）の他の第１の実施態様の、模式的断面図である。 図１５は、図１４に示されたフィルムシートの１つの例を示す正面図である。 図１６および図１７は、１次光のＬＣＦ通過時における、図１４のフィルムシ ートを操作した場合の効果を示す、模式的断面図である。 図１８は、図１４のＬＣＦの第２の他の実施態様を示す模式的断面図である。好ましい実施例の詳細な説明 本発明においては、３次元の物理的なシステム（例えば、人体の一部）に対応 して設定された体積データが単一の記録材料、例えば写真基板に符号化され、こ れにより物体のマスターホログラムを生成する。マスターホログラムは、適切な 光源に向けることによって再生されると、十分な視差および十分な遠近を示す物 体の３次元画像を再生成する１つ以上の複製を生成するために用いられ得る。従 って、特定のデータセットに対して、本発明は、複数の個別の相関する光学シス テム、すなわち、マスターホログラムを生成するためのカメラシステム、マスタ ーホログラムのコピーを生成するための複製システム、および、カメラシステム の特定の構成に応じてマスターホログラムまたはその複製のいずれかを再生する ための観察システムを意図している。データセット 物理的なシステムに対応する体積データを生成するための現在知られている様 式としては、特に、コンピュータによるＸ線体軸断層撮影（ＣＡＴまたはＣＴ） スキャン、磁気共鳴スキャン（ＭＲ）、３次元超音波（ＵＳ）、陽電子放射断層 撮影（ＰＥＴ）などがある。本発明の好適な実施態様では、典型的には体内部位 （例えば、脳、脊髄、および他の様々な骨および器官）を検査するために用いら れる医療用撮像システムに関して述べるが、本発明は、データの３次元的分布を 定義するすべての適切なデータセットに関連して用いられ得、そのデータセット が物理的なシステム、例えば数値、図形などを表すかどうかには関係ないことは 当業者には周知である。 ここで図１および図２を参照すると、典型的なＣＴ装置は、周知のように、ガ ントリー１０とテーブル１２とを備えている。テーブル１２は所定の速度で軸方 向に（図１の矢印Ａに沿って）移動するように配置されると有利である。患者（ 図示せず）は、検査される体の部位が通常はガントリー１０の縁より内部に位置 するようにテーブル１２に乗せられる。 ガントリー１０は、周部に配置された複数のＸ線源と記録装置（共に図示せず ）とを備えるのが適切である。患者がガントリー１０に対して軸方向に移動する に従って、Ｘ線装置は、検査部位（図２参照）に関して得られるデータを含む３ 次元空間（体積）１６を構成する一連の２次元データスライス１４Ａ、１４Ｂ、 ．．．１４Ｘを記録する。すなわち、各データスライス１４は組み合わされて、 全体的に検査部位の３次元画像を構成る体積データセット１６を形成する。 本明細書において、「体積」または「体積空間」という語句は、複数の２次元デ ータスライス１４を含み、各スライスは所定の様式によって検査部位に関する特 定のデータを含む体積データセット１６を意味する。 典型的なデータセットは約１０から７０（ＣＴシステムの場合）または約１２ から１２８（ＭＲの場合）の２次元データスライス１４を有する。データスライ ス１４間の厚さおよび間隔は構成変更可能であり、またＣＴ技術者によって調整 され得ることは当業者には周知である。典型的なスライス厚さは１．５から１０ ミリメートル、最も典型的には約５ミリメートルである。スライスの厚さは、望 ましくは、連続した各データスライス間に重複が少しだけ存在するように選択さ れる。 現在知られているＣＴスキャンシステムは、例えば、２５６個のまたは５１２ 個の平方の画素マトリックスによって定義される解像度を有するデータスライス を生成する。さらに、このマトリックス内の各アドレスは、典型的には、１２個 のビット中間調によって定義される。ＣＴスキャナーは従来はハウンズフィール ド（Houndsfield）単位で測定され、これにより空気はマイナス1,000の密度およ び水はゼロの密度を有する。従って、データスライス内の各画素は、従来のＣＴ システムにおいてはマイナス1,000から3,095（両端を含む）までの間の中間調を 有し得る。人間の目は純白と純黒との間に最大約１００の中間調を同時に感知し 得るため、スライス内の各データポイントが約５０から１００の中間調の範囲（ 4,096の表示可能な中間調に対するものとして）のうちの１つを示すようにデー タセットを操作することが望ましい。これらの中間調を再定義するプロセスは、 「枠付け」(windowing)（放射線学）、「ストレッチ」(stretching)（遠隔探知 ／衛星撮像）、および「測光補正」(photometric correction)（天文学）のよう に様々に呼ばれる。 本発明者は、最適なコントラストは各データスライスをその内容に従って枠付 けすることによって得られ得ると判断した。例えば、検査の主体である骨の断面 を描くＣＴデータスライスでは、関連するデータは、典型的には、マイナス600 から1,400の範囲の中間調を示す。マイナス600より小さくまたは1.400より大き い中間調を示すデータスライスの領域は検査には関係ないため、1,400より上の すべての中間調を純白に対応する高い値に押し込め、またマイナス600より低い 中間調を有するデータポイントを純黒に対応する低い値に押し込めるのが望まれ る。 別の例として、脳物質のための通常の中間調は、典型的には、約４０の範囲内 であり、一方、腫瘍組織に対応する中間調は120の範囲内であり得る。これらの 値が4,096の中間調の範囲内で表されることになれば、人間の目が通常の脳と腫 瘍組織とを区別するのは極めて困難となろう。従って、例えば140より大きい中 間調を有するすべてのデータポイントを純白に対応する非常に高いレベルに押し 込め、また、例えばマイナス３０より低い中間調を有するデータポイントを純黒 に対応する非常に低い値に押し込めることが望ましい。この方法でデータセット を枠付けすることにより、シャープではっきりとしたホログラムの生成が可能と なる。 データセットをスライス対スライスベースで枠付けすることに加えて、所定の 条件下では、特定のスライス内で例えば画素により異なる枠付けを行うことは有 利である。例えば、所定の１つのスライスまたは連続したスライスにより脳内に 深い腫瘍が示され得、この腫瘍は、例えば腫瘍を１つ以上の放射ビームにより照 射することによる放射療法により処置されることになる。照射されない予定の領 域では、スライスは比較的暗い方法で枠付けされ得る。低レベルから中間レベル の放射がなされる予定の領域では、スライスは幾分明るく枠付けされ得る。高レ ベルの放射領域では、スライスはさらに明るく枠付けされ得る。最後に、実際に 腫瘍を含む領域では、スライスは最も明るく枠付けされ得る。本発明においては 、得られるホログラムは頭全体のぼんやりとした画像、より明るい脳領域、およ び現在照射されている（処置中にデータセットが取られる場合）かまたは照射さ れる予定の領域である最も明るい領域を生成する。 本発明の背景において有用なさらなる前処理技術は、スライスとスライスとの 総輝度レベルの差を軽減し、同じまたは全てのスライスに対して長時間露光する 必要性を軽減するために設定された、特定のデータ内のいくつかまたは全てのス ライスに対する集合体輝度レベルの操作を含む。この技術はここでしばしば、「 アステロイド(asteroids)」をあるデータスライスに付与してその輝度レベル を強化することを言及する。 より詳細に詳しく下に説明されるように、完了したホログラムを構成する各ス ライスは、ホログラム処理中、望ましくは、ホログラム基板内の利用可能な感光 性元素の比例した部分(share)を消費する。本発明の１つの局面によると、これ は、各データスライスについて様々な処理パラメータを調和させることによって 達成され得る。様々な処理パラメータとは、例えば、ビーム比、特定のデータス ライスに対する集合体輝度レベル、および、特定のデータスライスがフィルム基 板に投射される露光時間などである。一般原理として、より明るいデータスライ スはあまり多くの露光時間を必要とせず、比較的暗いデータスライスは長い露光 時間を必要とする。暗いスライスに対する露光時間を減らすために、無作為また は不規則な輝点のパターンをデータスライスに、好ましくは考察の対象となって いる画像から離れたデータスライスのウィングに与えることによって、特定の暗 いスライスに対する集合体輝度レベルは人工的に増強され得る。または、物体ビ ームレーザ光の一部は、例えば、追加的なビームスプリッタを使用することによ ってデータスライスを通過する前に分流され、制御可能にフィルムサービスに投 射され得る。所望であれば、分流されたビームは可変強度偏光子として通過され 得る。この偏光子は、白色点の無作為なパターンを有し、その強度は変調されて 所望の「アストロイド」ビーム強度を達成し得る。この点に関して、アステロイ ドは輝点の小パターン、比較的分散した点の大パターン、またはそれらの組み合 わせを妥協(compromise)し得る。本発明のさらなる局面によると、上述の偏光子 はアステロイドで構成されるポラロイドディスクを有し得る。このディスクは回 転してアステロイド強度を変調し得る。さらに、アステロイドディスクにはシャ ッタが備え付けられており、人工的に高められた集合体輝度レベルを必要としな いそれらのスライスに対してアステロイドビームを効果的に分流する。無作為白 色点、またはアステロイドのこのパターンは、スライスのグレースケール値を人 工的に強化し、これにより、スライスに対する露光時間が短縮される。所望であ れば、アステロイドはその後、最終的な、完了した合成ホログラムにおいて視界 から遮断される。 データセットを準備する際の他の工程にはクロッピング(cropping)工程が含ま れ、これにより、考察に適切でない各データスライスまたは全体のデータスライ スの領域までもが簡単に排除される。必要なデータのクロッピングはまた、シャ ープで明瞭なホログラムの形成に貢献する。 より詳細には、ある量の感光乳剤内の各点は、特有の視点からホログラフィー 画像全体に対応する微細な縞パターンを提示する。言い替えれば、ホログラフィ ーフィルムの左下の任意の点は、画像が特定の点から見られるに従ってホログラ フィー画像全体を符号化(encode)する干渉縞パターンを有する。フィルム中央近 傍のホログラフィーフィルム上の他の任意の点は、画像がフィルムの中央から見 られるときにホログラフィー画像全体を表す干渉縞パターンを有する。これら同 じ現象はホログラムの全ての点についてあてはまる。上に簡単に説明したように 、適切なホログラフィー基板は、好ましくはプラスチック基板表面に付着するあ る量のホログラフィー感光乳剤、例えばトリアセテートを(triacetate)有する。 感光乳剤は、典型的にはゼラチン状の乳剤に懸濁された大量のハロゲン化銀結晶 （粒子）を有する。乳剤が有限数の結晶を含有するため、データスライス内の不 必要なデータ（クロッピング）を排除することで、各データスライスに対して変 換された（露光された）すべてのハロゲン化銀粒子は各スライスから関連するデ ータに対応する。各データスライスについて変換されるハロゲン化粒子の数を保 存することによって、より多くの数のスライスがフィルムの特定の部分に記録さ れ得る。カメラシステム データセットが適切に作製（例えば、枠付けおよび切り取り）されると、各デ ータスライスの個々のホログラムは単一の膜基板に重ねられマスターホログラム を生成する。好適な実施態様によれば、特定のデータスライスに対応する個々の ホログラムが生成され、一方、特定のスライスに対応するデータが膜基板とは異 なる距離で配置される。これについては後に詳述する。 図３〜図４に示すように、本発明のカメラシステム３００は、レーザ光源３０ ２、シャッター３０６、第１ミラー３０８、ビームスプリッタ装置３１０、第２ ミラー３１２、参照ビーム拡張器３１４、コリメータレンズ３１６、膜支持体３ １８、第３ミラー３２０、物体ビーム拡張器３２２、撮像装置３２８、投射光学 装置３２４、偏光子３２７が取り付けられた分散表面４７２を有する後部投射ス クリーン、およびトラック装置３３４を有する。撮像装置３２８、投射光学装置 ３２４、および後部投射スクリーン３２６はトラック装置３３４に堅固に取り付 けられ、これにより、これら要素はトラック装置３３４が矢印Ｆによって示され るラインに沿って軸方向に移動するとき一体に移動する。後に詳述するように、 トラック装置３３４は、ホログラムの主体を構成するデータスライスの相対位置 を複製するように構成される。好適な実施態様では、トラック装置３３４の全行 程は、例えば約６インチのデータセットを生成するのに用いられる特定の走査方 法の実際の行程を十分に包含する。 カメラ装置３００は、図示するように、周囲の振動から適切に隔離される堅固 なテーブル３０４に取り付けられる。レーザ源３０２は従来のレーザビーム発生 器、例えば、発光帯域の幅を小さくするためのエタロンを含むアルゴンイオンレ ーザ、好ましくはカリフォルニアのパロアルト(Palo Alto)にあるCoherent，Inc .により製造されるInnova 306-SFを有する。レーザ３０２は400〜750ナノメータ （ｎｍ）、好ましくは514.5または532nmの範囲の波長を有する単色ビームを生成 することは当業者には周知である。しかし、紫外線および赤外線領域の波長を含 み、選択された写真材料が適合するならばいかなる適切な波長を用いてもよいの は当業者には周知である。 あるいは、レーザ３０２は、５３２ｎｍの波長でレーザ光を適切に発光する、 固体ダイオードによる周波数２倍(frequency-doubled)のＹＡＧレーザを有し得 る。これらのレーザは純光の３〜６億ワットの範囲で発光し得、極めて効率的で あり、空気冷却され、また高い安定性を示す。 レーザ３０２はまた、参照ビームと物体ビームとが移動する全光路間の相違と 少なくとも同じ長さの、および好ましくはこの相違の少なくとも２倍の長さのコ ヒーレンス長を示すべきである。例示した実施態様では、参照ビームが移動する 名目の設計光路長は物体脳(brain)の光路長に等しい（約２９２センチメータ） 。しかし、特に設定の位置、用いられる特定の参照角度、および膜の大きさによ り、参照ビームおよび物体ビームのいくつかの成分は僅かに長いまたは短い光路 長を 移動し得る。従って、レーザ３０２はこの相違が過度の場合、すなわち約２メー トルのコヒーレンス長を示す。 シャッター３０６は従来の電気機械シャッター、例えば、Vincent Associates of Rochester，New Yorkによって製造されるUniblitz３５モデル番号LCS4Zを有 する。好適な実施態様では、シャッター３０６は遠隔作動され得、これにより参 照ビームおよび物体ビームは膜基板の露光の間にのみ生成され、それ以外のとき にはレーザ光をシステムから効果的に（例えばシャッター３０６を介して）分岐 させる。パルスレーザ源が用いられる場合はシャッターを用いる必要はないこと は当業者には周知である。さらに、複数のシャッター、例えば、参照ビームを選 択的に制御するシャッターと物体ビームを個別に制御する別のシャッターを組み 込んで、各ビームを個別に制御し得ること、例えば、参照ビームおよび物体ビー ムの各強度を膜表面で個別に測定および／または較正し得ることが望ましい。 カメラ装置３００に用いられる様々なミラー（例えば、第１ミラー３０８、第 ２ミラー３１２、第３ミラー３２０など）は、従来の前面ミラー、例えば、パイ レックス基板にコートされた誘電性ミラー、例えば、Newportによって製造され るストックミラー10D20BD.1を有する。約1.5ミリメータのビーム直径を有する典 型的なレーザに対しては、ミラー３０８は直径が約１インチの表面を有する。 第１ミラー３０８は光源ビーム４０２をビームスプリッタ装置３１０に向ける ように構成される。例示した実施態様では、第１ミラー３０８はビーム４０２の 方向を９０度だけ偏光する。しかし、カメラ装置３００を構成する様々な光学要 素の相対位置および様々なビームが移動する特定の光路はほとんど、これら利用 可能な構成要素の物理的な大きさの関数である。作動する前提として、参照ビー ムおよび物体ビームは同じレーザ源から発光して、膜支持体３１８の表面で参照 ビームと物体ビームとの間に正しい相互関係が確実に得られること、およびビー ムスプリッタ３１０から膜３１９まで参照ビームが移動する光路がビームスプリ ッタ３１０から膜３１９まで物体ビームが移動する光路にほぼ等しいことが望ま しい。 図４に示すように、ビームスプリッタ装置３１０は、好ましくは、可変波長板 (wave plate)４０４、各固定波長板４０８および４１２、各ビーム分割キューブ ４０６および４１４、ならびにミラー４１６を有する。全体的なレベルでは、ビ ームスプリッタ装置３１０は光源ビーム４０２を物体ビーム４１０と参照ビーム ４１８とに分離するように機能する。さらに、図３に示すように、ビームスプリ ッタ装置３１０はまた撮像装置３２８および偏光子３２７と協動し、これにより 、参照ビームと物体ビームとが膜支持体３１８に取り付けられた例示的な膜基板 ３１９に接触するとき、これらが同じ偏光状態で純粋に、すなわち後に詳述する ように、実質的にＳまたはＰ偏光されることが確実となる。参照ビームと物体ビ ームとが同じ偏光状態で純粋に偏光されるのを確実にすることによって、シャー プで低ノイズの干渉縞パターンが形成され得る。 さらに図４に示すように、レーザ源３０２によって発生されるビーム４０２は 比較的純粋な偏光状態で、例えばＳ偏光された光として、ビームスプリッタ装置 ３１０に入る。本発明においては、Ｓ偏光された光とは、垂直平面で発振する電 界により偏光される光を意味し、Ｐ偏光された光とは、平行平面で方向付けられ る電界を有する光を意味する。次にビーム４０２は、ビームをビーム４０３に変 換する可変波長板４０４を通過する。ビーム４０３は、ＳおよびＰ偏光成分の混 合物を有するものとして便宜上定義される。次にビーム４０３はビーム分割キュ ーブ４０６に入る。ビーム分割キューブはビーム４０３をビーム４０３のＰ偏光 成分を含む第１ビーム４０５とビーム４０３のＳ偏光成分を含む第２ビーム４０ ７とに分割するように適切に構成される。ビーム分割キューブ４０６は広域帯ビ ームスプリッタ、例えば、Newportによって製造される広域帯偏光ビームスプリ ッタ、部品番号05FC16PB.3を有する。ビーム分割キューブ４０６は、理想的には 、ビーム４０３のＰ偏光成分のすべて（およびこの成分のみ）を通し、４０３の Ｓ偏光成分のすべて（およびこの成分のみ）をそらすように構成されるが、この ようなキューブは一般には不完全なビームスプリッタであり、ビームスプリッタ 表面の反射による小さな損失は無視する。詳しくは、このようなキューブは典型 的には約1000対１の消光比を示し、これにより、ビーム４０３のＳ偏光成分の約 99.9％はビーム４０７へとそらされ、またビーム４０３のＰ偏光成分の約９０％ はキューブ４０６を通る。従って、ビーム４０７はビーム４０３のＳ偏光成分の 99.9％とビーム４０３のＰ偏光成分の約１０％とを含む。同様に、ビーム４０５ は ビーム４０３のＰ偏光成分の９０％とビーム４０３のＳ偏光成分の約０．１％と を含む。 波長板４０４、４０８、および４１２は使用するレーザ波長のための半波長板 、例えば、Newportによって製造される部品番号05RP02を有する。波長板４０４ は、Ｓ偏光ビーム４０２を所定の比率のＳおよびＰ偏光成分に変換するように構 成される。好適な実施態様では、可変波長板４０４はＬＣＤ層を有し、この層は ＬＣＤ層の電圧レベルに従って入力ビームの偏光を行う。適切な波長板４０４は Newportから市販されるLiquid-Crystal Light Control System 932-VISを有し得 る。従って、波長板４０４はＳ偏光ビーム４０２をＳおよびＰ偏光の混合物に印 加電圧の関数として分割する。波長板４０４の電圧を操作することによって、オ ペレータは参照ビームの強度対物体ビームの強度の比率（ビーム比）を制御する 。好適な実施態様では、膜３１９の平面で測定されたこの比率はほぼ１に等しい 。 いかなる場合でも、波長板４０４に印加される電圧に関係なく、ビーム４０５ はほとんど完全に純粋にＰ偏光される。ビーム４０７は理想的には純粋にＳ偏光 されるが、波長板４０４に印加される電圧により、実質的にＰ偏光された成分を 含む。 さらに図４に示すように、次にビーム４０５は波長板４０８を通って移動し、 純粋なＰ偏光ビーム４０５を純粋なＳ偏光物体ビーム４１０に変換する。ビーム ４０７は波長板４１２を通り、実質的にＳ偏光ビームを実質的にＰ偏光ビーム４ ０９に変換する。Ｐ偏光ビームはこの後分割キューブ４１４を通って異質のＳ成 分を排除する。特に、ビーム４０９の残りのＳ成分の99.9％はビーム４１５とし てキューブ４１４からそらされシステムから分岐される。本発明においては、シ ステムから分岐されるかまたはこれから排除されるビームはすべて、ビームの強 度および質をモニタするために都合よく用いられ得る。 ビーム４０９の大半を占めるＰ成分はキューブ４１４を通って各ミラー４１６ および３１２によって反射され、この結果、実質的に純粋なＰ偏光参照ビーム４ １８が得られる。後に詳述するように、光源ビーム４０２を上記の方法で物体ビ ーム４１０と参照ビーム４１８とに分割することによって、物体ビームと参照ビ ームの両方は極めて純粋な偏光、例えば、約数千分の１の不純度を示す。さらに 、 ビーム比に関係なく高い偏光純度が得られ、これは可変波長板４０４に印加され る電圧を制御することによって都合よくおよび正確に制御される。 図３および図４にさらに示すように、ビーム４１８はミラー３１２から反射さ れビーム拡張器３１４に入る。ビーム拡張器３１４は好ましくは従来のポジティ ブレンズ４２１と極小の開口部４２０とを有する。ビーム拡張器３１４に入ると きのビーム４１８の直径は約１．５ミリメータ（レーザ３０２から放出されたと きと本質的に同じ直径）である。正のレンズ４２１はビーム４１８を可能な限り 小さい焦点に集光させるように構成される。適切な正のレンズはNewportによっ て製造される顕微鏡の対物レンズM-20Xを有し得る。開口部４２０はピンホール 開口部、例えば、Newportによって製造されるPH-15開口部を有する。基本横電磁 モード（ＴＥＭ００）で純粋な光を発光する良質のレーザにとっては、レンズ４ ２１のような良質のレンズは、典型的には、ビーム４１８を直径約１０から１５ ミクロンに集光させ得る。焦点では、ビームは次に、直径約１５ミクロンの小さ なピンホールを有する開口部４２０を通る。この方法でビームを集光させること によりビームのフーリエ変換が行われる。 図５Ａ〜図５Ｄを参照して詳しく述べれば、小径のレーザビームによって典型 的に示される伝播のＴＥＭ００モードはビームの伝播方向を横断するガウス分布 に従う。図５Ａに特に示すように、これは、ビーム４１８のビームの強度（Ｉ） がビームの断面にわたってガウス分布を示すことを意味する。１ミリメートルの 名目直径を有するガウスビームにとっては、極めて低い強度の少量のビームが１ ミリメートルの領域を超えて広がる。 図５Ｂに示すように、図５Ａに示す理想的な状態のさらに正確な表示は実質的 にガウス分布を示すが、ミラーから反射され偏光されなどするときビームに必然 的に与えられるランダムな高周波ノイズを含む。図５Ｂは図５Ａの理論的なガウ ス分布と同じ基本的なガウス特性を示すが、ビーム形成リプルにランダムな高周 波ノイズをさらに含む。 ノイズを含むガウスのフーリエ変換は同じ基本的なガウス特性を生成するが、 図５Ｃに示すように、高周波ノイズ成分がウィング(wing)にシフトすることが知 られている。ビームのフーリエ変換が、ビーム拡張器３１４の開口部４２０など の開口部を通過するとき、高周波ウィングがクリップされ、この結果、図５Ｄの 極端にクリーンでノイズのないガウス分布が得られる。文字通りに、ビームを集 光してポイント光源に近づけ、次に開口部に通すことにより、高周波ノイズをビ ームの外部束縛にシフトさせノイズをクリップ(clipped)する効果を有する。 従って、ビーム拡張器３１４は、実質的にノイズのないガウス分布の発散参照 ビーム４２３を生成する。 本発明の好ましい実施態様においては、レンズ421および開口部420は、たとえ ば、Newportにより製造されている空間フィルターモデル900のような、単一の一 体型光学部品を有することが適切である。ビーム拡張器装置314は、レンズ421と 開口部420との間隔を、たとえば約５ミリのオーダーで正確に制御し得るように ネジ山を有し、さらに、レンズ421の焦点に対する開口部の水平および垂直方向 の位置を制御するために２組の直行するネジを都合よく有している。 さらに図３を参照すると、ミラー312は、所定の角度でビーム423をフィルム31 9に照射するように適切に配置され、この所定の角度は、フィルム319を構成する 物質のブルースター(Brewster's)角に近似である。ブルースター角は、ビームが 入射する物質（ここではフィルム319）の屈折率のアークタンジェントとして定 義されることは、当業者には理解されるであろう。このようなフィルムの一般的 な屈折率は、約1-5プラスまたはマイナス0.1の範囲である。従って、本発明の好 ましい実施態様によると、ミラー312は、ビーム423が約56度（アークタンジェン ト15=56度）のブルースター角でフィルム319に入射するように配置される。面に ブルースター角で入射したＰ偏光ビームは、その面で最小の反射しかせず、参照 ビーム423のフィルム319への屈折が最大となって、物体ビームとの干渉が最大に なり、そうでなければ最終的に誤った方向からフィルムに入射することになり得 る後方反射光を最小に抑えるということも、当業者には理解されるであろう。 次に、図４および６〜７を参照すると、物体ビーム410は、ミラー320で反射さ れて、図４を参照して上述したビーム拡張器314と同様の構造および機能を持つ ビーム拡張器322の方に照射される。実質的にノイズのない、ガウス分布型発散 物体ビーム411が、ビーム拡張器322から出射され、コリメートレンズ434により 平行化され、約５センチの直径を有するコリメート物体ビーム436となる。コリ メートレンズ434は、Newportにより製造されている両凸光学ガラスレンズKBX148 を適切に有している。コリメート物体ビーム436は、撮像装置328に与えられる。 図７および８を参照すると、撮像装置328は、陰極線管（ＣＲＴ）444と、ライ トバルブ442と、波長板463と、偏光ビーム分割キューブ438とを適切に有してい る。好ましい実施態様においては、ビーム分割キューブ438は約５センチ平方（ ２インチ平方）の立方体である。下記に詳述するように、撮像装置328の動作に よりデータスライスからのデータを組み込んだＰ偏光ビームからなるビーム460 が、撮像装置328から出射し、投射光学装置324に与えられる。 上記のように、ホログラムの３次元対象に対応する、複数の２次元画像からな るデータ集合が、マスターホログラムの作成に使用するため準備される。このデ ータ集合は、従来の多目的コンピュータ（図示せず）の電子データファイルにも 保存し得る。このコンピュータは、データスライスが撮像装置328内において順 番に伝送されるように、ＣＲＴ444にインターフェースする。 より詳細には、第一データスライスが、ＣＲＴ444によりライトバルブ442に投 射される。下記に詳述するように、このデータスライスに対応する画像がフィル ム319に付与される。フィルム319がそのデータスライスに伴う縞パターンを捉え る（記録する）のに十分な所定の時間の間、参照ビームおよび物体ビームがフィ ルム319に照射され、そのデータスライスのホログラムが乳剤含有フィルム319内 で形成される。その後、トラック装置334が軸に沿って移動し、データスライス 間の間隔に応じて、次のデータスライスがフィルム319上に投射され、この次の データスライスに対応する次のホログラムがフィルム319に重ねられる。この工 程は、フィルム319に重ねられたホログラムの数が、作成しようとするマスター ホログラムの対象材料である特定量のデータセット16からなるデータスライス14 の数に一致するまで、各データスライスについて連続して繰り返される。 さらに詳細には、図７および８を参照すると、ＣＲＴ444は、たとえばCarlsba d，CaliforniaのHughes Aircraft Companyによって製造されている41397T1など の従来の光ファイバーフェースプレートＣＲＴで適切に構成する。ＣＲＴ444は 、特定のデータスライスに対応する画像を、ライトバルブ442の左側に投射する ように配置される（図７）。 好ましい実施態様においては、ライトバルブ442は、Carlsbad，CaliforniaのH ughes Aircraft Companyによって製造されている液晶ライトバルブH4160である 。具体的に図８を参照して説明すると、ライトバルブ442は、好ましくは、光電 陰極454と、鏡面を図８の右側に向けたミラー450と、液晶層452とを有している 。液晶層452は、液晶の局在電圧レベルの関数として、通過する光の偏光を変化 させる、薄い板状の液晶を含有している。 光電陰極454は、入射光の関数として局在電圧レベルを示す、薄い板状の光起 電力物質を含有している。特定のデータスライス14に対応する画像が、ＣＲＴ44 4によって光電陰極454に付与されると、付与された画像ビームの断面における光 分布に直接対応して、光電陰極454の表面に局在光起電位が形成される。特に、 ＣＲＴ444によって生成された、データスライスに対応するビームは、一般に、 暗い背景上に、骨や柔軟組織などに相当する光領域を有している。暗い背景領域 は、予想されるように、グレースケール値が低く、より明るいデータスライスの 領域は、相応してグレースケール値が高い。投射画像に対応する電荷分布が、光 電陰極454の表面に形成される。 特定のデータスライス14に組み込まれたデータの局所的な明るさの変化に対応 した、光電陰極454上の非均一な静的電荷分布は、ミラー450を通り、液晶層452 の表面上に、対応する局在電圧レベルを形成する。このような液晶層452上の局 在電圧レベルは、局所の電圧レベルに比例してその部分の液晶を回転させ、この 光が液晶層452を通りミラー450によって反射されるに従って、キューブ438から 鏡面450に向けられた純粋Ｓ偏光を、それに伴うＰ成分を有する偏光の局在領域 に変化させる。出射光460は、（その断面に）液晶層452内の電圧分布に応じた、 従って、その時に処理しているデータスライス14に対応する画像に応じた、Ｐ偏 光の分布を有する。 ビーム436を構成するＳ偏光の実質的にすべて（つまり99.9％）が、キューブ4 38によって液晶層452に向けられる。このＳ偏光は、上記のように、液晶層452の 表面の電圧分布に応じて、液晶層452によってＰ偏光に変換される。このＰ偏光 はミラー450の鏡面によってキューブ438に戻るように反射され、そしてＰ偏光は たやすくキューブ438を通過して投射光学装置324に入射する。 ミラー450の鏡面に反射されたビームのＳ成分は、ビーム分割キューブ438によ って90度の方向に照射される。このＳ偏光の迷光がシステム中央に再入すること を防ぐため、キューブ438をわずかに傾斜させて、このＳ偏光を有効にシステム からそらすことができる。 こうして得られたビーム460は、その時点でＣＲＴ444によってライトバルブ44 2に投射されているデータスライスに組み込まれたデータに直接対応する、Ｐ偏 光分布をその断面に有している。キューブ438の消光比が高いため、ビーム460は 実質的にＳ偏光を有していない。また、キューブ438によってライトバルブ442に 反射されない、ビーム436を構成する少量のＳ偏光（つまり、ビーム440）は、シ ステムから巧妙にそらし得ることに留意されたい。 ビーム分割キューブ438は、図４に基づいて説明したビーム分割キューブ406お よび414と同様の構造および機能を有しており、好ましくは、たとえば、Albuque rque，New MexcoのCVI Laser Corporateによって製造されているPBS-5145-200な どの、大きな広帯域偏光ビーム分割器からなる。好ましい実施態様においては、 ビーム分割キューブ438は、少なくとも、ＣＲＴ444によってライトバルブ442に 投射される画像と同じ、つまり２インチの断面を有する。これは、レーザー302 からの拡大されていないビーム402の直径に匹敵する、より小さな断面、つまり1 .5インチの断面を持ち得ることが有利なビーム分割キューブ406および414とは対 照的である。 本発明の関連においては、システムから除去される、排除される、または逸ら されるなど様々に表現される光は、あらゆる数の、適切な方法によって処理され 得る。たとえば、そのような光は、ブラックボックス内に向けたり、あるいは黒 い、好ましくは織物の表面上に向けたりし得る。光を逸らす正確な方法、または その光を逸らす特定の位置は、ほとんどが便宜上の問題である。重要なのは、（ 本明細書に述べる理由により）システムから除去される光が、ホログラムのフィ ルム面に入射することを防ぐことであり、さらに、レーザーの妨害や、レーザー の破損さえをも招き得る、そのような光のレーザー源への再侵入を防ぐことであ る。 投射光学328は、ライトバルブ442を有するように図示されているが、本発明の 関連においては、データスライスに対応する画像を物体ビームに効果的に統合す るいかなる適切なメカニズムも同等の働きをし得る。実際、ビーム光460は、キ ューブ438から出射した後には、その時点で処理されているデータスライス14の データの分布に応じて強度の変化する非均一なＰ偏光の分布を有しているだけで ある。ビーム460の断面は、インスタントデータスライスの写真スライドを通過 したＰ偏光の仮想ビームと実質的に同一である。 さらに、データをライトバルブ442に投射するために、ＣＲＴ444に加えて、ま たはＣＲＴ444の代わりに、いかなる適切なメカニズムも採用し得る。たとえば 、反射ＬＣＤ、透過ＬＣＤまたは透過反射(transflective)ＬＣＤを採用し得、 そのパネルに画素ごとに選択的にエネルギーを付与して、それぞれの特定のデー タスライスに対応するデータを複製し得る。 あるいは、たとえばレーザービームなどの適切なビームを、ライトバルブ442 の裏面上で適切にラスター走査し、各データスライスに対応するデータを複製し 得る。 ＣＲＴ444は図７ではライトバルブ442に隣接するように示されているが、さら に他の実施態様においては、ＣＲＴ444がライトバルブ442から離れるように投射 装置を配置することが望ましい。ＣＲＴ444の直径がライトバルブ442の直径より 大きく、ＣＲＴ444によって投射される画像を、たとえば両者の間に配置した適 切なレンズを用いるなどして、ライトバルブ442の裏面に投射することが望まし い場合に、この二つを離して配置することが望ましい。さらに、干渉レンズを用 いるか否かにかかわりなく、また、この両者を離す距離の大小にかかわりなく、 ライトバルブ442とＣＲＴ444との間に光ファイバー結合を用いることが望ましい こともある。 さらに、投射光学328全体を、物体ビーム路に適切に配置した適切な空間光変 調器（ＳＬＭ：図示せず）に置き換え得る。このようにすると、物体ビームを構 成するレーザー光がＳＬＭを通過し、特定の画像に対応する情報を物体ビームに 与える。使用するＳＬＭの種類に応じて、ＳＬＭとフィルムホルダー319との間 に必要に応じてディフューザーを設けて、または設けずに、このような構成を採 用し得る。 さらに図７および８を参照すると、波長板463は、ライトバルブ442とビーム分 割キューブ438との間に適切に介設される。波長板463は、ライトバルブ442が本 来的に生成する、ある種の好ましくない偏光を補正する役割を果たす。 さらに詳しくは、ライトバルブ442は、液晶層452の局所電圧分布に応じて、液 晶層452を通過した光を偏光する。つまり、印加された電圧がたとえば楕円に液 晶を回転させるが、この回転の量は局在電圧レベルに比例する。すなわち、非常 に高い電圧では液晶の回転が大きくなり、回転した液晶を通過する光の偏光が高 い度合いで変化させられる。他方、非常に低い電圧では、相応して液晶の回転が 小さく、それに相応して偏光のレベルの変化も小さくなる。しかし、電圧印加の ない時にもわずかな液晶の回転（プレティルト）が存在することが観察されてい る。従って、電圧の印加されていない液晶層452の局所領域においても、液晶層4 52を通過するＳ偏光の約１パーセントが、Ｐ偏光に変換される。この非常に小さ な疑似偏光は、たいていの場合にはライトバルブ442の性能を劣化させることは 一般にないが、本発明の関連においては問題となり得る。たとえば、純粋Ｓ偏光 の１パーセントが、偶然ににＰ偏光に変換された場合、得られるホログラムのコ ントラスト比が実質的に制限され得る。 波長板463は、たとえば、通過する光に所定の偏光を与えることによって、上 記の残留偏光を補償するように配置されており、この所定の偏光は、電圧印加の ない状態で液晶層452によって誘発される偏光の量を正確に相殺するように計算 される。この望ましくない偏光を排除することによって、得られるホログラムの 有効コントラスト比は、様々な工程パラメーターで行われる制御の度合い、およ びカメラ装置300を含有する装置の本来の性能によってのみ制限される。 ＳＬＭ出力ビームは、その後いかなる場合においても分裂(disrupt)され再偏 光される。 ここで図６Ｂを参照しながら、図６Ａに示されるカメラ装置の他の実施態様を 説明する。特に、入射ビーム４１０はビーム拡張器３２２およびコリメートレン ズ４３４を通過する。次にコリメートビーム４３６は液晶装置（ＬＣＤ）ＳＬＭ １３０２を通過し、ここでデータスライスに対応する画像がコリメートビーム内 に配置される。 図６Ｂに示される他の実施態様によると、ＬＣＤ１３０２は、伝送される画素 化されたＬＣＤ、例えば、６４０ｘ４８０画素スクリーンを適切に有する。伝送 ＬＣＤ１３０２は、一般にそこを通過する光に「予め傾斜角度の調節(pretilt) 」を与え、また波長板１３０８を介して入射ビーム４１０を通過させ予め傾斜角 度の調節を補償することが望ましい場合もあり得る。 ＬＣＤ１３０２からの出力は、ＬＣＤ１３０２によって表示される特定のデー タスライスに具体的に表されるデータに対応する偏光の度合いの局部的な変動を 有するコリメート物体ビームを有する。このように、例えば、適切な出力偏光子 （トランスデューサ）１３０４を使用して、ビーム内の偏光の変動を強度の変動 に変換する必要がある、または、ビーム内の偏光の変動を強度の変動に好都合に 変換し得る。高品質な偏光子は非常に高価であるため、偏光／強度変換は、投射 レンズ４６２（ここで、ビームはより小さい断面を有する）の下流にある物体ビ ーム内に配置されるより小さなトランスデューサ１３０６を使用することによっ て適切に行われ得る。 市販の液晶表示装置（ＬＣＤ）ＳＬＭは、一般に偏光されていない光とともに 使用されるように設計されている。従って、従来のＳＬＭは一般に入力偏光子を 有し、偏光されていない入力光がＳＬＭ内で変調される前に所望の偏光状態に変 換されるようにする。さらに、市販のＳＬＭは一般に各画素において偏光を回転 させ、偏光の変動を対応する強度の変動に変換するように構成された出力偏光子 （トランスデューサ）を有する。高品質の偏光子は光を吸収し、典型的には非常 に高価であるため、本発明の背景においては、入力偏光子および出力偏光子の内 １つまたは両方を有しないＳＬＭを使用することが有利となり得る。実際、ここ で説明する好適な実施態様によりＳＬＭに入射する光は、典型的にはいかなる場 合も純粋に偏光するため、ＳＬＭには別個の入力偏光子は不必要である。さらに 、ここで説明する好適な実施態様の背景において、ＳＬＭの出力はしばしば、例 えば、出力ビームの偏光状態を混乱され得る拡散スクリーンなどにこの出力を付 与することによって操作され得る。この場合、混乱したビームはその後必要に応 じて再偏光される。このような事情で、ＳＬＭ出力ビームの偏光状態はその後い かなる場合も混乱され再偏光されるため、ＳＬＭから出力されるときにビームは 偏 光子を通過する必要がない。 入力および出力偏光子の内の１つまたは両方をＳＬＭから排除することによっ て、２つのレベルの効果が達成される。 （１）入力／出力偏光子における不必要な光吸収が排除される範囲でレーザ光 が保存される。 （２）不必要なハードウエア構成要素が排除されるため、アセンブリ費用が削 減される。 図６および７を参照すると、投射光学装置324は、投射レンズ462と、ミラー46 4と、開口部466とを適切に有する。レンズ462は、好ましくは、ライトバルブ442 および後部投射スクリーン326に用いられる特定の画像サイズに最適化された末 端中心(telocentric)の投射レンズからなる。レンズ462は、収束ビームがミラー 464に入射した後で焦点に収束するまで、コリメートビーム460を収束させ、その 後、この収束ビームは発散ビーム470となり、その時点で処理されているデータ スライス14に対応するデータを投射スクリーン326およびフィルム319の上に効果 的に画像形成する。ビーム470は、ほぼ焦点に達する地点で開口部466を通過する 。開口部466は、好ましくは、Newportによって製造されているアイリス絞りID-0 .5でなる。しかし、開口部466は、ビーム470が開口部466を通過する地点におい て、ビーム470の直径よりも実質的に大きいことに留意されたい。これは、ビー ムから高周波成分を除去する役割を果たす、ビーム拡張器314および322に設けら れたピンホール開口部とは対照的である。ビーム460および470に含まれる高周波 成分は、形成しようとするホログラム対象であるデータに対応し得るため、本発 明では重要である。開口部466は、散乱光、および、開口部がなければ、誤った 方向に向けられるビーム470に伴った光、または、投射スクリーン326に映ってし まう光、およびデータスライス14のデータに対応する情報に関係のない光を、捉 えて逸らすのみである。 さらに続けて図６を参照すると、ビーム470は、焦点のあった画像を後部投射 スクリーン326に映すために投射される。スクリーン326は、幅が14インチのオー ダーで、高さが12インチであり、好ましくは、たとえば、0.5インチの厚さのガ ラス板472である、硬質の透明基板の一方の面に付着させた、薄い平坦な拡散物 質からなる。ディフューザー472は、たとえば、Torrance，CaliforniaのStewart Filmscreen Corporationによって製造されているLumiglas-130などの拡散物質 から製造される。ディフューザー472は、ビーム470内の各点がフィルム319の表 面領域全体にわたって可視となるように、ビーム470を拡散する。たとえば、ビ ーム470の例示点Ｙは、点Ｙにおける物体ビームが、フィルム319上で円錐Ｙで示 される円錐形の広がりとなるように、ディフューザー472によって拡散される。 同様に、ディフューザー472上の任意の点Ｘは、フィルム319上で拡散された円錐 形の広がりとなる。画像がディフューザー472を通過するにつれて、この現象は 投射された画像のすべての点について成立する。その結果、フィルム319上の各 点は、ディフューザー472上の各点についての振幅および位相を符号化する縞パ ターンを表すことになる。 拡散を行うディフューザー472上の各点からの光が、フィルム319の全表面に拡 散されるため、投射される画像がディフューザー472に現れるにつれて、フィル ム319上の各点が投射された画像のあらゆる点を「見る」ことになる。しかし、 フィルム319の各点は、画像がディフューザー472に現れるにつれて、必ず、わず かに異なる遠近法によって画像全体を見ることになる。たとえば、フィルム319 上の任意の点Ｚは、ディフューザー472上のあらゆる点を「見る」。さらに、フ ィルム319上の任意の点Ｗも、点Ｚとは非常に異なった遠近法によってではある が、ディフューザー472上のあらゆる点を「見る」。このように、ディフューザ ー472および偏光子327から出射した後、物体ビーム473に伴う拡散画像は、フィ ルム319に付与される。 現在公知の拡散スクリーンは、典型的には、光を散乱させる凹凸または粒子を 有するプラスチック、ガラスなどのシートを有する。このようなディフューザー は簡素な粒子散乱物理学によって抑制され、無作為な散乱範囲および方向につい てほとんど制御が行われないようにする。 拡散スクリーンの効果を高めるため、拡散スクリーン４７２はホログラフィー 光学素子（ＨＯＥ）を備えても良い。 より詳細には、ホログラムは制御されたディフューザーとして考えられ得、入 射する均一な参照ビームをいかなる所望のパターン内にも拡散する。このパター ンはいかなる所望の複雑度でもあり得る。 ＨＯＥディフューザーは、拡散レーザ光をホログラフィーフィルム基板に付与 することによって都合よく構成され得る。実際、非常に高品質の従来のプラスチ ック拡散スクリーンは、それ自体は非常に非効率的であるが、ホログラフィーフ ィルムに拡散パターンを投射するために使用され得る。すなわち、ＨＯＥを形成 するために使用される物体ビームは単に、高品質の従来のディフューザーの出力 を含む。この拡散レーザ光のホログラムを記録することによって、非常に効率的 なホログラフィー拡散スクリーンが形成され得る。ホログラムであるＨＯＥディ フューザーは高い効率のディフューザーを含み、従来のプラスチックディフュー ザーに固有の制限、特に、従来のディフューザーに見られる望まれない散乱、吸 収、および、偏りのない特性を受けることがない。 偏光子327は、拡散を行うディフューザー472の表面に都合よく設置されている 。拡散を行うディフューザー472に入射する光（ビーム470）は、実質的にはＰ偏 光されているが、ディフューザー472は、その性質により、通過する光を散乱さ せて、一般にその光の一部を減偏光する。たとえば、薄い板状の偏光シートであ る偏光子327は、光を再偏光して、その光がフィルム319に達する時には実質的に 純粋Ｐ偏光状態になっているようにする。ディフューザー472によって不適切に 偏光された光が吸収されるように、偏光子327はディフューザー472の後に配置さ れていることに留意されたい。これによって、実質的にＰ偏光された物体ビーム の大半が、フィルム319において参照ビームと確実に干渉し、各ホログラムのコ ントラストをさらに向上させる。 さらに続けて図６Ａを参照すると、ディフューザー472は、あるいは、拡散機 能を実行するために、公知の方法によって構成されたホログラフィー光学素子か らなり得る。さらに別の実施態様においては、もう１つのレンズ（図示せず）を 、たとえばディフューザー472と撮像装置328との間に、ディフューザー472に隣 接させて配置し得る。適切なレンズを使用することによって、ディフューザー47 2から出射する実質的にすべての光を、ディフューザー472から実質的に垂直に出 射させることができる。その結果、物体ビームが、実質的に平行にフィルム基板 319に入射するように、つまり物体ビームの実質的にすべての成分がフィルム基 板319に実質的に垂直に入射するようになし得る。 簡単に図６Ｂを再び参照すると、当業者であれば、液晶表示装置は典型的には その軸上で良好なコントラストを示し、液晶表示装置が見られる軸から離れるに つれてコントラストがだんだん低下することを理解するであろう。本発明の背景 において、合成ホログラムが上下左右すべての非常に広い角度から高いコントラ ストを示すことが非常に望ましい。このようにして、医療データの詳細な分析が 、あらゆる方向において実質的に軸外れの広い角度からのすべての視差を有して 観察され得る。実際、本質的にすべての方向からの３０度〜４０度までの軸外れ およびそれ以上の視角には、高いコントラストが望ましい。 本発明の他の実施態様によると、高い軸外れのコントラストは、ＬＣＤを使用 し連続的に各データスライスをフィルムに投射することによって、フィルム表面 において達成され得る。しかしながら、典型的なＬＣＤによる軸外れコントラス トは良好でないため、ＬＣＤのすぐ後ろ、すなわち、ＬＣＤとフィルム基板との 間のＬＣＤ下流表面にディフューザーを配置することもまた望ましい。その後、 レンズが拡散スクリーン下流表面に配置され得る（すなわち、拡散スクリーンと フィルム表面との間）。このようにして、ＬＣＤからの軸上の高コントラストの 出力がディフューザーによって散乱され（拡散され）、拡散された画像はレンズ によって捕らえられフィルムに投射される。レンズによって捕らえられたその画 像がディフューザーによって散乱される軸上の画像に対応するため、ＬＣＤの良 好でない軸外れ特徴は克服され、その結果、フィルム表面において高い軸外れコ ントラストが得られる。 ディフューザー472からフィルム319に伝搬する複合物体ビーム面をフィルム内 に符号化する、すなわち、静的干渉パターンの形態にする方法は、ホログラフィ ー再生の本質である。フィルム内に符号化された干渉（縞）パターンが、物体ビ ームと参照ビームとの間の構築および破壊相互作用の結果であることは、当業者 には理解されるであろう。その場合、物体ビームと参照ビームとが同一の波長の 光からなることが重要である。異なる波長の２つのビーム光も相互作用するが、 この相互作用は、特定の面または薄い体積（たとえば記録フィルムの「面」）に おいては一定ではない。むしろ、この相互作用は、２つの波長の経時変化作用で ある。 本発明による、物体ビームと参照ビームとの間の静的な（経時変化のない）相 互作用は、参照ビームおよび物体ビームの光源の単色性（すなわち、適切なコヒ ーレント長を有する、単色レーザー源302）に起因する。さらに、最大の相互作 用は同一の偏光状態にあるビーム光の間に起こることも、当業者には理解しえる であろう。従って、物体ビームと参照ビームとの間の最大相互作用は、それぞれ のビームを、確実に、フィルム319の表面で、同一の偏光状態で純粋偏光するこ とによって得られ得る。図６Ａに示した構成で配置されているフィルムについて は、本発明の発明者はＰ偏光が最良の縞パターンを形成することを見いだした。 従って、物体ビーム470と参照ビーム423との間の相互作用を助長するために、ビ ーム47がディフューザー472の表面に付着された偏光スクリーン327を通過する。 純粋Ｐ偏光参照ビーム423は、コリメートレンズ316を通って、フィルム319に 入射する前に平行化される。参照ビームと物体ビームとの両方が同一のレーザー 302から照射されるため、さらに、レーザーからフィルム319までそれぞれのビー ムが伝搬される経路が異なっているのに比して、レーザー302のコヒーレント長 が比較的長いことを考慮して、フィルム319に入射する参照ビームと物体ビーム とは、互いに可干渉性であり、単色(たとえば514.5 nm)であり、高度に純粋Ｐ偏 光されており、従って、非常に相関依存している。加えて、参照ビーム423は、 高オーダ(highly orderd)のビームであり、本質的のノイズがなく平行ビームで ある。一方、物体ビーム470は、その時点で処理されているデータスライスから のデータを取り込んだ複雑な波面である。これらの２つの波が、乳剤含有フィル ム319内で大規模な相互作用を起こし、静的な静止波形パターンを作り出す。こ の静止波形パターンは、構築および破壊干渉の度合いが高い。特に、乳剤内のあ らゆる特定の地点におけるエネルギーレベルＥは、以下のように表し得る： Ｅ＝［Ａｏ Ｃｏｓβｏ ＋ Ａγ Ｃｏｓβγ］² ここで、ＡｏおよびＡγは、それぞれ、特定の点における物体ビームおよび参照 ビームのピーク振幅を表し、βｏおよびβγは、同じ点における物体ビームおよ び参照ビームの位相を表す。位相のコサインは、いかなる点においても、正であ るのと同様の確率で負であるため、エネルギー値Ｅはいかなる点においても０か ら４Ａ²（単一ビーム比においてＡｏ＝Ａγ）の範囲にあることに留意されたい 。この構築および破壊波干渉によって、精細な縞パターンが形成される。 データスライスのそれぞれについて、そのデータスライスに相応したハロゲン 化銀粒子の一部を変換するのに十分な所定の露光時間の間、フィルム319は静止 波パターンで露光される。 フィルム319を特定のデータスライスに対応する干渉パターンで露光した後、 トラック装置334を、データスライス間の距離に比例した所定量だけ前方に（あ るいは後方に）移動させる。たとえば、実物大のホログラムをＣＴデータから生 成しようとする場合には、この距離は、データスライスを生成した時に対象（た とえば患者）が伝送された距離に正確に合致することが適切である。実物よりも 大きなもしくは小さなホログラムを生成しようとする場合には、この距離は場合 に応じて変えられる。 本発明の好ましい実施態様によると、フィルム319は、たとえばAGFA Inc.によ って製造されているフィルムNo．8E 56HDのようなHOLOTEST（商標名）ホログラ フィーフィルムからなることが適切である。このフィルムは、プラスチック基板 の表面上に調製されたゼラチン状の乳剤からなることが適切である。典型的なフ ィルムは.015インチのオーダーの厚さを有し得、乳剤層は一般に約６ミクロンの オーダーの厚さである。 入射光に関する振幅情報がフィルムの乳剤内に記録されている従来の写真とは 異なり、ホログラムは振幅と位相双方の情報記録を含有する。ホログラムを作成 する際に用いられた光と同じ波長の光を用いてホログラムを再生すると、フィル ムから出射される光は、それがフィルム内に「凍結された」時とまったく同様に 、その位相および振幅情報を実質的に変化させないままで伝搬し続ける。しかし 、振幅および位相情報が記録されているメカニズムについては、広く理解されて いるわけではない。 上述したように、本発明の参照ビームと物体ビームとは、フィルム319の表面 においては同一の波長および偏光状態である。これらの２つの波面の間の相互作 用が、静止した（静的）波面を作り出し、この波面は乳剤の厚さに渡って伸びて いる。物体ビームと参照ビームとが構築的に相互作用する乳剤内の点においては 、 いずれかのビームが独立して存在しているところより高いエネルギーレベルが存 在する。参照ビームと物体ビームとが破壊的に相互作用する乳剤内の点において は、少なくとも一方のビームによるエネルギーレベルよりは低いエネルギーレベ ルが存在する。さらに、それぞれのビームの相互作用点における瞬間振幅は、そ の点におけるビームのピーク振幅と位相のコサインとの積によって定められる。 従って、ホログラム分野では波の振幅および位相情報を記録すると言っているが 、実際には、位相情報は、波の特定の点における波の瞬間振幅がその点における 位相の関数であるという事実のおかげで「記録されている」のである。３次元の 乳剤における、参照ビームと物体ビームとの間の静的干渉パターンの瞬間振幅と 位相とを記録することによって、フィルム319の面から見た対象物の「３次元画 像」が記録される。この記録には、振幅および位相の情報が含まれているので、 ３次元画像は、ホログラムが再生されるとき再び生成される。 データ集合に含まれるそれぞれのデータスライスを上記のようにしてフィルム 319に記録した後、フィルム319をフィルムホルダー318からはずして現像する。 上に述べたように、本発明で用いられる写真乳剤は、ゼラチン状乳剤に懸濁さ れた多数のハロゲン化銀結晶を含有している。これに関連しては、いかなる適切 な感光性元素を用いることもできるが、ハロゲン化銀結晶は、一般に、その他の 公知の感光性元素より、1,000倍のオーダーで光に対しての感度が高い。その結 果ハロゲン化銀を露光する時間が短くなるため、疑似振動がホログラムの質を大 きく損なうホログラフィーに応用する際には、その適応度が非常に高くなる。一 定のレーザー出力での露光時間を短くすることによって、振動の影響が最小に抑 えられる。 同じく上に述べたように、複数のデータスライスそれぞれに対応するホログラ ムを、フィルム319上に連続して符号化する。特定のデータ集合に含まれるそれ ぞれのスライスをフィルムに記録した後、フィルムをカメラ装置300からはずし て現像する。特定の現像工程を詳述する前に、ハロゲン化銀結晶のホログラフィ ーに対する作用を理解しておくことが有用である。 従来の写真においては、振幅ホログラフィーと同様に、しきい値エネルギーレ ベルでしきい値露光時間露光されるハロゲン化銀結晶は、潜在性のハロゲン化で 銀粒子になる。それに引き続いて現像剤に浸漬すると、潜在性ハロゲン化銀粒子 は銀結晶に変換される。ここで、特定のハロゲン化銀粒子は二値データのみを保 持することに留意することが重要である。つまり、現像の間に、特定のハロゲン 化銀粒子は、銀結晶に変換されるか、もしくはハロゲン化銀粒子のまま残存する かのいずれかである。用いられた現像技術によって、ハロゲン化銀粒子が、最終 的に暗い領域に対応し、銀結晶が明るい領域に対応するか、あるいはその逆にな るかが決まる。いずれにせよ、特定のハロゲン化銀粒子は、銀に変換されるか、 変化しないままかであり、そのため、その粒子は最終製品において”on”（ロジ ックハイ）または”off”（ロジックロウ）となる。 従来の写真および振幅ホログラフィーにおいては、露光されたフィルムは、潜 在性ハロゲン化銀粒子を銀粒子に変換するものの、露光されていないハロゲン化 銀粒子にはほとんど影響を与えない現像液（現像剤）に浸けられる。現像された フィルムは、フィルムの未露光領域の透明な乳剤と、フィルムの露光領域の乳剤 中の銀結晶とを残して、未露光のハロゲン化銀粒子を除去する固定剤に浸けられ る。しかし、変換された銀結晶は外見が黒く、そのため光を吸収または散乱しや すく、得られるホログラムの有効性が阻害されることは、当業者には理解されて いるであろう。 これに対して、位相ホログラフィーにおいては、未露光のハロゲン化銀粒子は 変化させずに、変換された不透明な銀を除去するために、露光されたフィルムを 漂白する。そのため、漂白後、フィルムは銀もハロゲン化銀も含まない、純粋な ゼラチン状乳剤の領域（露光領域に対応する）と、ハロゲン化銀を含むゼラチン 状乳剤の領域（未露光領域に対応する）とを有することになる。位相ホログラフ ィーは、とりわけ、ゼラチン含有銀が純粋なゼラチンとは非常に異なる屈折率を 有しており、そのため、透過する光に、相応した異なった回折が起こるという事 実に基づくものである。 こうして得られる漂白フィルムは、従って、屈折率の高い線と低い線とを交互 に有する縞パターンを持っている。しかし、いずれの物質も不透明な銀結晶を有 してはおらず、不透明な銀結晶が有意の量の光を吸収または散乱する振幅ホログ ラフィー技術とは異なり、ホログラムの再生に用いられる光のうち実質的にわず かな量しかホログラムに吸収されない。 より詳しくは、本発明は、たとえば、Willow Grove，PensylvaniaのHope Indu striesによって製造されているHope RA2016V現像装置による、６段階の現像計画 を目指すものである。 段階１において、フィルムを水性現像剤で現像して、潜在性ハロゲン化銀粒子 を銀結晶に変換するが、この現像剤は、蒸留水の水溶液（たとえば1800ml）中に 、アスコルビン酸（たとえば30.0g）、炭酸ナトリウム（たとえば40.0g）、水酸 化ナトリウム（たとえば12.0g）、臭化ナトリウム（たとえば1.9g）、フェニド ン（たとえば0.6g）を混合し、蒸留水を２リットルの現像液にすることによって 得られる。 段階２においては、フィルムを洗浄して段階１の現像処理を停止させる。 段階３は、蒸留水（たとえは7200.0ml）とニクロム酸ナトリウム（たとえは19 .0g）と硫酸（たとえば24.0ml）とを含有する８リットルの漂白溶液にフィルム を浸ける工程からなる。段階３では、現像された銀結晶を乳剤から除去する。 段階４は、段階３の漂白剤を除去するためにフィルムを洗浄する工程からなる 。 段階５は、フィルムを、蒸留水（50.0ml）とヨー化カリウム（2.5g）とKodak PHOTO-FLO（5.0ml）とを含有する１リットルの安定剤に浸ける工程からなる。こ の安定段階によって、残存するハロゲン化銀粒子を減感して、次の露光に対する 長期安定性を向上させる。 段階６では、従来の温風乾燥段階によってフィルムを乾燥させる。段階６は、 華氏100度で行うことが適切である。段階１および３は、華氏86度で行われ、そ の他の段階は室温で行われる。 フィルム319の現像を終える際に、得られるマスターホログラムを用いて１つ またはそれ以上のコピーを作ることもできる。 本発明の１つの局面によると、マスターホログラムのコピーを作成して、ホロ グラムを見る時には直接マスターホログラムを再生して見るよりは、コピーを再 生することが望ましい。図10を参照すると、図10Aは、マスターホログラムを再 生するコリメート再生ビームＰＢを示したものであり、ビームＰＢはホログラム （H1）を作成するのに用いられたコリメート参照ビームと同一の方向からフィル ムに照射される。これは整像復元として反射される。これは、図10の各画像1002 に相当するデータスライスが、参照ビームとしてフィルムの同じ側から照射され ている、図３のレイアウトに合致している。しかし、観察者1004から見ると、復 元された画像は、観察者とは逆の側にあるように見える。復元画像1002は、実際 にホログラムH1の後ろにあるわけではないが、鏡に映った対象物が鏡の後ろにあ るように見えるのと同様に、後ろにあるように見える。 一時的に図10Bを参照すると、ホログラムH1は逆転され、再生ビームＰＢによ って再生される。擬視構成として知られているこの配置では、画像1002は、観察 者と再生されているフィルムとの間にあるように見える。マスターホログラムH1 をコピー装置900でコピーすると、図10Bに示した擬視構成が本質的に復元される が、ここで、マスターホログラムはH1として示され、コピーホログラムに相当す るホログラフィーフィルムは面Ｐ上の画像1002内に位置する。図10Bに示した装 置は、コピーフィルム（面Ｐ）が画像1002の中央に位置するように示されており 、そのため、再生された時に、３次元画像の半分がフィルムの前方に、３次元画 像の残り半分がフィルムの後方に投影するように見えるコピーホログラムが形成 されている。しかし、本発明の別の実施態様では、面Ｐをデータ集合のいずれの 望ましい位置に設定するようにも、３次元画像のどの対応部分ともフィルムの装 着された面の前または後ろに伸びるようにも、コピー装置を配置することができ る。コピー装置 図９を参照すると、コピー装置900は、図３に関連して説明したように、カメ ラ部品３が台304に設置されるのとほぼ同様に、適切に台904に設置されている。 コピー装置900は、レーザー源824と、ミラー810、812、820および850と、ビーム 分割立方体818と、波長板816と、ビームエキスパンダー813および821と、コリメ ートレンズ830および832と、レンズ836Aおよび836Bを有するマスターフィルムホ ルダー834と、コピーフィルム基板H2を所定の場所に保持するために配置された 前面840を有するコピーフィルムホルダー838とを有することが適切である。 フィルムホルダー838と、所望の場合にはフィルムホルダー834および318とは 、フィルムとフィルムホルダーとの間を真空にしてフィルムを所定位置に保持す る ために、たとえば真空線842などの真空装置を備えることが適切である。フィル ムとホルダーとを密着させることによって、フィルムに記録される干渉縞パター ンに悪影響を及ぼし得る、振動その他のフィルムの疑似運動の効果を、実質的に 減少させることができる。 フィルムホルダー838と318とは、面上での望ましくない反射光を抑えるために 、不透明な非反射性の（たとえば黒い）表面を有することが望ましい。一方、フ ィルムホルダー834は、物体ビームがフィルムホルダー838に至るまでに通過する 必要があるため、透明な表面を必ず有していなければならない。従って、不透明 なフィルムホルダーは、所望の場合には、真空表面を有して、保持されるフィル ムが確実に真空表面全体に真空保持されるようにし得る。一方、透明のフィルム ホルダー834は、そこに保持されるフィルムの対応する周辺部が、周辺真空チャ ネルによってホルダー内に維持されるような、周辺チャネルを有していることが 適切である。ガラスその他の透明な表面を周辺チャネルに設けることが適切であ り得、フィルムとガラス表面との間に閉じこめられ得る空気を除去するためにロ ーラーを用い得る。 本発明の好ましい実施態様においては上記の真空フィルム保持技術を用いてい るが、本発明の関連においては、フィルムを保持するためのいかなるメカニズム も適切に採用し得、そのメカニズムとしては、静電フィルムホルダーの使用、フ ィルムを密接に挟み込む１組の対向ガラス板、フィルムの周辺を挟んでその表面 張力を維持する適切なメカニズムの使用、あるいは、フィルムを密封チャンバー の一方の表面に確実に保持するために圧縮空気を内部に保持し、このチャンバー がさらに、フィルムを保持しているのとは別のセル表面に設けた、圧縮空気を抜 くための排気穴を有している密封セルの使用などが挙げられる。 さらに続けて図９を参照すると、レーザー源824は、レーザー302と類似してい ることが適切であり、マスターホログラムを作成するのに用いられたのと同じ波 長（たとえば514.5nm）のレーザー光を適切に生成する。あるいは、参照ビーム がフィルムH1に照射される角度がその波長に応じて変化するならば、コピーを作 成するためのレーザー源は、異なった、しかし所定の波長光を用いることもでき る。ホログラムH1を照射する参照ビームの波長（λ）は、その入射角のサインに 比例する、つまり、λ＝Ｋｓｉｎθであるということは、当業者には理解される であろう。さらに、現像パラメーターを操作して乳剤を収縮または拡大すること によって、波長と入射角との関係を、さらに、入射角と参照ビーム波長との関係 に応じて調整することができる。 レーザー824からの光源ビーム825は、波長板816を介してミラー812に反射され 、立方体818に入射する。可変波長板816と立方体818とは、上記に図３に関連し て説明したビーム分割装置310と同様に機能する。実際、本発明の好ましい実施 態様においては、ビーム分割器310とほぼ同様のビーム分割装置を、波長板816と 立方体818との代わりにコピーシステム900で用いているが、わかりやすく示すた めに、図９ではビーム分割装置を立方体18および波長板816として模式的に示し ている。 ビーム分割立方体818は、光源ビーム825を、Ｓ偏光物体ビーム806とＰ偏光参 照ビーム852とに分割する。物体ビーム806は、ビーム806をＰ偏光ビームに変換 する波長板814を通過し、変換されたＰ偏光ビームは、ピンホール（図示せず） を有するビーム拡大装置813を通過し、参照ビーム852は同様のビームエキスパン ダー821を通過する。それぞれのビーム拡大装置813と821とは、上記に図３に関 連して説明したビーム拡大装置314と同様の構造および機能を有する。 物体ビーム806は、ミラー850で反射されレンズ832で平行化される発散ビーム としてビームエキスパンダー813から出射する。参照ビーム852はミラー820で反 射され、レンズ830で平行化される。仮想ビーム802および856は実際には存在せ ず、物体ビームと参照ビームそれぞれの見かけの光源を示すために図９に図示さ れているにすぎないことに留意されたい。また、物体ビーム806と参照ビーム852 とはともに純粋Ｐ偏光であることにも注意されたい。 カメラ装置300で作成された、上述のマスターホログラムは、図９にH1として 示した透明のフィルムホルダー834に装着される。露光前のフィルム基板319と同 一構造であることが適切な第二フィルムH2は、フィルムホルダー838に装着され る。物体ビーム806をフィルムH1のブルースター角（約56度）でマスターホログ ラムH1に照射する。 フィルム基板H2は、図３および４を参照してフィルム319について述べたのと 同様に、物体ビーム806と参照ビーム852とによって形成された静止波パターンを 記録する。さらに詳しくは、データ集合内の各データスライスに相当する複数の 画像が同時にフィルムH2に記録される。各データスライスに対応する振幅および 位相情報は、その振幅および位相情報がフィルムH2で限定される面内に存在する ように、正確にフィルムH2に記録される。次にコピーホログラムH2を以下に詳述 するように再生すると、各データスライスに相当する画像が、その振幅および位 相情報を変化させずに、データ集合によって限定される３次元物理的システムを 正確に復元する。 参照ビームコリメートレンズ３１６（図３）のような大規模なコリメートレン ズは非常に高価であることが理解されるであろう。ここで説明される実施態様に よれば、コリメート参照ビームおよびコリメート物体ビームを使用することが望 ましいにもかかわらず、参照および物体ビームコリメートレンズの１つまたは両 方が、他の実施態様の背景においてはなしで済まされ得る。 より詳細には、本発明の他の実施態様において、発散参照および／または物体 ビームは、２つのコリメート参照ビームおよび物体ビームに対して使用され得る 。しかしながら、このような発散ビームを使用すると、フィルム面において歪ん だ画像がもたらされることは一般に公知である。しかしながら、これらのゆがみ の性質および範囲は完全に正確にモデル化され定量化される。例えば、1967年１ 月に発行された、Journal of Electrical Society of America中のEdwin Champa gneによる記載を参照せよ。 具体的には、１つ以上の発散ビームを使用することでフィルム面で画像がゆが む方法を計算することによって、データスライスにおいて具体的に表されるデー タはこの歪みを補償するために数学的に操作される。このようにして、非コリメ ート参照ビームおよび／または物体ビームを使用しないにもかかわらず、適切に 再構成された画像がフィルム表面において得られる。 続けて図９を参照すると、本発明の発明者は、内部に本発明によってホログラ ムが形成されるフィルムに含有される乳剤が、現像中にわずかに体積変化を起こ し得ることを見いだした。特に、基板を現像するのに伴う特定の化学作用に応じ て、乳剤は１％またはそれ以上のオーダーで収縮または拡大し得る。 このような収縮または拡大は、マスターホログラムには比較的小さな影響しか 与えないが、この影響はコピーホログラムに関しては大きくなり得る。具体的に は、たとえば、10センチのオーダーの一般的なホログラムにおける１％の収縮は 、観察者には気づかれないかもしれない。しかし、マスターホログラム（H1）を コピーホログラム（H2）にコピーすると、マスターホログラムH1における１％の 変化は、マスターホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との距 離の１％変化として現れ得るが、この距離は一般にホログラムの実際のサイズよ りはかなり大きいものである。実際、マスターフィルムホルダー834とコピーフ ィルムホルダー838との間隔が14 1/2インチであると、ホログラムH1を有する基 板が１％収縮すると、コピーホログラムが５ミリのオーダーでフィルム面から移 動することになり得る。 このような収縮／拡大を補正して、コピーホログラムホルダー838H2が確実に ホログラムのフィルム面に対応するようにするために、マスターホログラムホル ダー834とコピーホログラムホルダー838との間隔を適切に操作し得る。特に、マ スターホログラムH1を含有する乳剤が、たとえば１％収縮するならば、マスター ホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との間隔を約１％減少さ せることが適切であり得る。同様に、現像中にマスターホログラムを有する乳剤 が拡大する度合いまで、上記の間隔を状況に応じて増大し得る。 さらに、マスターホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との 間隔は、ホログラム中のあらゆる所望の点でコピーホログラムホルダー838を切 断するようにも操作し得る。特に、コピーホログラムがフィルム面にまたがって いることが望ましい場合が多い、つまり、ホログラフィー画像のおよそ半分を観 察スクリーンの前に、残り半分をフィルムスクリーンの後ろに投射しようとする 場合が多いが、マスターホログラムホルダーとコピーホログラムホルダーとの間 隔を操作することによって、ホログラムのあらゆる所望の部分を、所望通りにフ ィルム面の前または後ろに位置させることができる。 本明細書に記載する好ましい実施態様においては、マスターホログラムH1はカ メラ装置300で作成され、コピーホログラムH2はコピー装置900で作成される。本 発明の別の実施態様では、これら２つのシステムを所望により都合よく組み合わ せ得る。たとえば、図３のフィルムホルダー318を、図９のフィルムホルダー834 と置き換え、次のH2フィルムホルダーを、物体ビームがフィルムホルダー834を 通して新たなH2フィルムホルダーに透過されるように配置することができる。こ のようにして、フィルムホルダーH1とH2との関係（図９）を、ハイブリッドシス テムに実質的に再生し得る。装置を完成させるには、もう１つの参照ビームを新 たなH2フィルムホルダーにブルースター角で照射するように配置する。上記のよ うに改変すると、システムは同一の装備によってマスターホログラムとコピーと を効果的に作成し得る。さらに詳しくは、マスターホログラムを別個のコピー装 備を用いずに、上記に図３を参照して述べたようにして作成し、マスターホログ ラムをそのフィルムホルダーから単に取り外して逆転させて、コピーホログラム を作成するのに用い得る。もちろん、当初の物体ビームは遮断して、新たに加え たフィルムホルダーH2を照射するように配置された新たに加えた参照ビームと置 き換える。 本発明のさらに別の実施態様では、マスターホログラムは実質的に上記に述べ たように作成し得、コピーホログラムは密着コピーとして知られている方法によ って適切に作成し得る。具体的には、マスターホログラム（H1）を適切なフィル ムシートに密着して装着し、それに参照ビームを従来のホログラムのコピーを作 成する関連で知られている方法で付与し得る。 上述のように、説明される実施態様において生成されるマスターホログラム(H 1)は非画像面ホログラム(non-image plane hologram)となる。従って、ここで説 明されるコピー装置は、マスターホログラムから画像平滑化ホログラム(H2)を発 生させるために使用され得る。あるいは、単一の工程で画像平滑化ホログラムを 発生させるために様々な装置および技術が使用され得る。 より詳細には、一時的に図３を参照すると、上で説明される好適な実施態様に おいては、スライスに対応する画像は、例えば１４インチの範囲の可変の距離で スクリーン４７２からフィルムホルダ３１９の上に投射される。あるいは、投射 装置はフィルム表面に非常に接近され得、データスライスのいくつか（例えば、 データスライスの半分）がフィルムの一方の側の上に投射され、フィルムを裏返 し（そして１８０度回転させ）た後、残りのスライスをフィルムの他方の側に投 射するようにする。このようにして、画像平滑化ホログラムが理論的に生成され る。しかしながら、投射装置とフィルム面とが非常に近い距離にあることを考慮 すると、所望の参照角度（例えばブルースター角）で参照ビームをフィルム表面 に付与することは困難となる。 ここで図１２を参照すると、拡散スクリーン１２０２はフィルム３１９に非常 に接近して有利に配置され得、拡散スクリーン１２０２の入力サービスに付与さ れる物体ビーム１２０４がフィルムの上に拡散するようにする。図１２に示され る実施態様によると、ディフューザー１２０２は適切に異方性である。すなわち 、スクリーン１２０２は、物体ビーム１２０４がスクリーン１２０２に付与され るときディフューザーとして機能するが、スクリーン１２０２は参照ビーム１２ ０６を、実質的に透過的な方法で通過させる。これに関して、このような角度不 良ディフューザーは、ホログラフィー光学素子として好都合に製造され得、物体 ビームに対してはディフューザーとして機能するが参照ビームに対しては透明な 窓のように作用する。 このようなレンズを適切に構成し配置することによって、投射スクリーン（す なわち、ディフューザー４７２）上の画像はフィルム３１９の上に焦点を合わせ られ得る。投射装置をトラック装置３３４に沿って移動させ、これにより拡散ス クリーン／レンズ装置とフィルム面との間の距離を変化させることによって、デ ータ集合内のデータスライスの相対位置は維持され得る。しかしながら、特定の スライスに対する画像は必ずしもフィルム基板面に焦点を合わせられる必要はな い。代わりに、各スライスに対する画像は、データ集合の特定のデータスライス の相対位置に従って、フィルム基板の前または後のポイントに焦点を合わせられ る。しかしながら、フィルム基板は各スライスの振幅情報とともに位相も取り込 むため、完了したホログラムの再生時には、適切に配置され適切に焦点を合わせ られた画像が、各データスライスに対して生成される。さらに、上記レンズを適 切に構成することによって、画像平滑化ホログラムは単一の工程で生成され得る 。 さらに他の実施態様によると、このような投射レンズを小型化、軽量化、およ び費用削減するため、ＨＯＥレンズが使用され得る。 より詳細には、このようなＨＯＥレンズは、ポイント光源、例えば、球面照射 ポイント光源のホログラムを形成することにより、製作され得る。ＨＯＥレンズ が再生される場合は、ＨＯＥレンズの出力はポイント光源に収束し、効果的に平 行ビームからポイントへの光の焦点を合わせる。このようにして、ＨＯＥレンズ は従来のガラスレンズと光学的に等しく機能する。 上記にも述べたように、本発明は、Ｎ個のスライスを有するデータ集合につい て、Ｎ個の個別の、比較的弱いホログラムを１つのフィルム基板に記録すること を目指すものである。第一の概算として、Ｎ個のスライスのそれぞれが、露光の 間に消費されるハロゲン化銀粒子の約1/Nを消費（変換）する。 出発点として、フィルム基板内の感光性元素の合計量は、従来の写真の方法に より公知の光強度でフィルムを連続して露光し、付与されたエネルギー（強度掛 ける時間）の作用としてハロゲン化銀粒子が銀粒子に変換される度合いをグラフ 化することによって推測し得る。様々な時間間隔で、フィルムのかぶりの度合い 、つまりハロゲン化銀粒子が銀粒子に変換される度合いを、単に公知の強度のビ ームでフィルムを露光し、そのフィルムを現像し、入射光の作用としてフィルム を透過した光の量を計測することによって測る。一般的なＨＤ曲線は非線形であ るが、それでも、その曲線を、本発明の関連で、付与されたエネルギーの作用と してのかぶりの様々なレベルを確認するのに用いることができる。 本発明においては、（一般にフィルム製造者により提供される）特定のフィル ムのＨＤ曲線を、平方センチあたりのマイクロジュールで表される光の量を測定 するのに用いるが、この光量は、ＨＤ曲線によって定まるフィルムの全かぶり容 量の、たとえば10％などの所定のレベルまでフィルムに前もってかぶりを起こす （prefog）のに必要である。公知のレベルまでフィルムに前もってかぶりを起こ した後、非常に弱い平面格子ホログラムをフィルムに記録し、格子の回折効率を 計測する。その後、同じフィルムロットからの別のフィルム片に、たとえば、そ のＨＤ曲線に基づく全かぶり容量の20％などの、より高いレベルまでかぶりを起 こし、同じ弱いホログラムをかぶりのあるフィルムに重ねる。この弱いホログラ ムの回折効率を再び計測し、この工程をかぶりのレベルを様々に変えて繰り返す 。前もって与えたかぶりは完全に無作為のものであり、いかなる種類の縞パター ンも形成しないため、各かぶりレベルの格子の回折効率は、基本的には前もって 与 えたかぶりのレベルの機能である。 多重露光ホログラフィー露光容量の観点から、特定のフィルムロットが好都合 に特徴づけられ得る。Ｎスライスを含むデータ集合について、フィルムの総露光 容量は、Ｎ個の等しい量に好都合に分割され、各データスライスがフィルムの総 露光容量の１／Ｎを消費し得るようにする。特定のスライスに対するエネルギー が入射光の強度と露光時間との積に等しいことを考慮し、さらに入射光（例えば 、物体ビーム）の強度が、ビーム比決定に関して以下に説明する方法で個々のス ライスについて定められることを考慮すると、各スライスについての露光時間を 好都合に決定し得る。 本発明のさらに他の局面によると、フィルムの各ロットはその総露光容量およ び／または増分回折効率に相当するデータで都合よくコード化され得る。同様に 、最も一般的な３５ｍｍフィルムは、フィルム関するある情報、例えば、フィル ムの露光特性に関するデータでエンコードされる。同様に、フィルムの回折効率 曲線に関する情報は、たとえばフィルムまたはその包装に表示することによって 、本発明で用いられる各ホログラフィーフィルムに都合よく付加され得る。カメ ラ装置300を制御するのに用いられるコンピュータ（図示せず）は、フィルムに 記されたデータを読み込むように都合よく配置され得、その後、このデータを用 いて、本明細書に記載の方法によって各データスライスの露光時間を計算し得る 。 上に述べたように、フィルム面における参照ビームの物体ビームに対する相対 強度はビーム比として知られている。公知のホログラフィー技術は、ビーム比を 偏光状態を参照することなく定める傾向にある。しかし、特に本発明のいくつか の局面の背景においては、この言葉の別の定義に、特定の共通偏光状態、つまり 共通のＰ偏光状態、または共通のＳ偏光状態における、（フィルム面での）参照 ビームと物体ビームとの相対強度外(outside)を含める。さらに、あるいは、ビ ーム比を決定するために、たとえば、モード検出器を用いてビームのモードをモ ニターすることによって、またはビームの均一性、つまりビームの断面における 振幅をモニターすることによって、ビームの他の所望の特性または特質の点で、 ビーム強度を定め得る。 ビームの強度は、フォトダイオードを用いることによってフィルム表面で適切 に検出され得る。本発明のある局面によれば、１つ以上のフォトダイオードを、 例えばフィルムホルダ３１９の一部としてカメラシステム３００を有するハード ウエア内の好都合な場所に適切に埋め込んでもよい。この点に関して、このよう なフォトダイオードは、透明フィルムの裏側で（フィルムのそばの）フィルムホ ルダの周辺あるいはフィルムホルダ自体の内部に埋め込まれてもよい。あるいは 、所望であれば、選択的にビーム経路に挿入し取り外され得る腕部あるいは同様 のレバー機構上に、１つ以上のフォトダイオードを適切に配置してもよい。 本発明におけるビーム比率の役割を理解するために、ホログラフィを、選択さ れた物体の３次元イメージを示すことを意図される表示ホログラフィと、例えば 、レンズ、ミラー、プリズムなどのように定められた性質を持つ光学素子のよう に機能した後、基本的なホログラフィ縞パターンがフィルム上に記録されるホロ グラフィ光学素子（ＨＯＥ）とに、ホログラムを好都合に分割し得ることに注目 することが役立つ。 ＨＯＥは、乳剤内の散乱光および反射光によっても形成される弱い２次縞を支 配する傾向にある、単純な繰り返しの縞パターンになる単純な指向性ビームによ り形成される。１次近似に対して２次縞パターンは典型的に無視される。従来の ホログラフィ理論には、２つのビームの間の最も強い干渉を実現するためには、 単一ビーム比率を用いなければならないことが記述されている。 一方、表示ホログラフィにおいては、参照ビームがまだ単一指向性ビームであ るのに、物体ビームはその物体によって生じる様々な強度および方向を有する、 非常に複雑なものになり得る。さらに、典型的に、物体は、非常に高い強度で光 を拡散するいかなる数の明るい点をも示す。得られた縞パターンは、記録された 物体に対して単純な関係を有さない、非常に複雑なものである。 さらに、物体上のブライトスポット（ハイライト）は２次参照ビームとしてふ るまい、参照ビームと互いに干渉し合うと望ましくない縞パターンを生成し、そ の結果、１次縞パターンの相対的強度を効果的に低減する多数の組のノイズ縞が 生じる。生成した「相互変調」ノイズ（自己参照ノイズとも称される）は、抑制 されない限り、許容できないほどの画質の損失を生じる。 従来のホログラフィ理論には、３〜３０までの範囲、最も典型的には５〜８ま での間でビーム比率を選択することによって、参照ビームの相対的強度を増加さ せることによって物体ビームに対する相互変調ノイズが抑制され得ることが記載 されている。これによって、強い１次縞が得られ、大幅に低減された２次縞（相 互変調ノイズ）が得られる。従って、現存のホログラフィ技術において、表示ホ ログラフィの背景において、単一比率よりも高い、好ましくは５〜８：１である ビーム比率によって相互変調ノイズが実質的に低減されることが示唆される。 ホログラムの回折効率、すなわち、観察者に対してどの程度ホログラムが明る く見えるかは、ビーム比率が１のときに、最大値を示す。ビーム比率が１よりも 高いときは、回折効率が低下し、その結果、再生されたときにホログラムは暗く なる。しかし、現存するホログラフィ理論における従来の知識には、ビーム比率 が増加するに従って相互変調ノイズの低下は回折効率の低下よりも早くなるので 、正当な回折効率を示すホログラムを生成すると同時に、５〜８：１の間のビー ム比率によって相互変調ノイズが低減される（すなわち、高い信号対雑音比を生 じる）ことが記述されている。 本発明の背景において、非常に低い参照ビーム対物体ビーム比率、例えば、３ ：１のオーダーおよび特に単一のオーダーのビーム比率を用いることが望ましく 、それにより特定のデータセットにおけるすべてのデータスライスと関連づけら れている各ホログラムに対する最適（例えば、最大）回折効率が得られる。しか し、本発明の背景において、従来の表示ホログラフィと比較して、相互変調ノイ ズ（理論上は、単一ビーム比率において最大）は重大な問題を引き起こさない。 より詳細には、従来のホログラフィにおける相互変調ノイズは、とりわけ、物体 と関連づけられた明るい点によって生じることを想起されたい。本発明において 、「物体」は、２次元の、ウィンドウ化されガンマ補正された（以下で記述する ）データスライスに対応する。従って、本発明の背景で用いられているデータの 性質そのものによって本質的に低い相互変調ノイズが得られ、それによって、単 一のビーム比率を用いることが可能になり、最大回折効率および非常に高い信号 対雑音比画像が得られ得る。 さらに、データの組内の各スライスに対しておおよそ単一あるいは単一である ビーム比率は、本発明の好ましい実施態様の背景において敏速にかつ効率的に選 択され得る。 より詳細には、可変波長板４０４は、物体ビームを分流させながらフィルム３ １９近隣の参照ビームの経路にフォトダイオードを配置することによって、ある いはその逆を行うことによって校正され得る。波長板４０４へ印可される電圧を 所定の増分でゼロから最大値まで上昇させると、参照ビームの強度は入力電圧の 関数として定義されてもよい。物体ビームの（データスタイスが物体ビームに組 み込まれる前の）強度を加えた参照ビームの強度は、これらの共通ソースビーム におおよそ等しく、この共通ソースビームの強度は容易にに確かめ得るので、波 長板４０４に印可される電圧の関数としての純粋な物体ビーム強度も好都合に導 かれ得る。特定のスライスに対する単一のビーム比率に達するように波長板４０ ４への適した入力電圧を決定することが残っている。 基本的なレベルにおいては、各データスライスは、公知の数の「画素」（イメ ージング装置３２８を通過した後にはそのようには表記されない）を有し、各画 素は公知の中間調値を有している。従って、各データスライスには、例えば、純 粋な白の比率として輝度値が割り当てられる。従って、公知の輝度値を有する特 定のデータスライスに対する単一ビーム比率を得ることを要求する特定の電圧レ ベルは、輝度値によって乗算されたときに、同一の電圧レベルに対する参照ビー ム強度値と等しくなる、純粋な物体ビーム強度値に対応する唯一の電圧値を選択 することによって好都合に決定され得る。この計算は、本明細書に記載されてい る関係式に従いプログラムされた、従来のコンピュータによって迅速にかつ有効 に行われ得る。 従って、各データスライスは、単一ビーム比率を実現するために必要である波 長板４０４への入力電圧に対応する電圧値と関連づけられている。 ここで一時的に図６Ａを参照すると、拡散スクリーンがフィルム基板からより 遠くに配置されるにつれて、フィルム表面における物体ビーム強度はより均一と なる。反対に、拡散スクリーンがフィルム表面に近づけば近づくほど、フィルム 表面における物体ビームは均一でなくなる。すなわち、均一に比較的高品質のデ ィフューザーが存在するにもかかわらず、物体ビームを含む特定のデータの関数 として、強い強度および弱い強度の局部化された領域が観察され得る。 フィルム表面におけるビーム比の制御を強化するために、参照ビーム強度（振 幅）分布を変調して、フィルム表面における物体ビーム強度分布により緊密に対 応させることが望ましい場合がある。フィルム表面におけるビーム比の強化され た制御はコピー（Ｈ２）を生成する場合特に有利であるが、また、マスター（Ｈ １）ホログラムの背景においてより狭い範囲でも有益であり得る。 近似の第１レベルにおいて、参照ビームの断面に渡る参照ビームの強度分布は ガウス分布としてモデル化され得る（図５参照）。従って、本発明のある実施態 様によると、フィルム表面における参照ビームは、本質的にはガウス強度分布を 表し得、異なるビーム比が、フィルムの外側エッジで観察され得るのではなくフ ィルム中央近傍で観察されるようにする。 これは、フィルタ（図示せず）を参照ビームに組み入れることによって近似の 第１レベルに訂正され得る。このフィルタは、参照ビームの断面内のガウス強度 分布を平滑化するように構成される。特に、このようなフィルタはフィルムの外 側エッジ近傍のビームを最小限抑制（例えば、吸収、散乱、または転送）するよ うに構成され得る一方で、フィルム中央近傍のビームをより実質的に抑制する。 このようにして、実質的に均一な参照ビーム強度分布がフィルム表面において得 られ得、これによりフィルム表面においてビーム比がより均一となる。 他の実施態様によると、参照ビーム強度分布は、参照ビーム内に配置されるＳ ＬＭまたは類似の装置を使用することによって変調され得る。フィルム表面にお ける物体ビーム内の強度分布もまた、例えばビデオカメラを使用することによっ て、さもなくば、フィルム表面の様々な点において光起電的または光学的に物体 ビーム輝度を計測するなど、いかなる好都合な方法によっても測定され、推量さ れ、または計算され得る。フィルム表面における物体ビーム内の強度分布を確認 した後、フィルム面において物体ビームの強度分布に従ってＳＬＭが参照ビーム を変調するように、この情報は参照ビーム内のＳＬＭにフィードバックされ得る 。これにより、フィルム表面を横切る局部化されたビーム比に対する制御が実質 的に改善される。 あるいは、参照ビーム投射光学装置は、ビームの断面を拡大させ、ビームの相 対的に低い強度パラメータを、例えば電気的に、光学的に、または機械的にビー ムの外側エッジを覆って、ビーム中央部分の拡張されたより強度の強い部分を損 なわれない状態としたままとすることによって、クリップするように構成され得 る。 さらに他の実施態様によると、ＳＬＭ、ＬＣＤ、または類似の機能装置は参照 ビーム中に配置され得、例えば放射状にＬＣＤの中央部分を暗くしエッジを明る くして参照ビームの強度分布を平坦にすることによって、ガウスまたは他の参照 ビーム強度分布を補償するように構成され得る。このようにして、ＳＬＭはアペ ダイジングフィルタ(apedizing filter)の機能を実現するように構成され得る。 さらに他の実施態様として、エッジ部分よりも中央部分が暗いガラスフィルタを 、単独または参照ビームの強度分布を制御するためのＳＬＭと組み合わせて参照 ビームの中に配置し得る。 さらに他の実施態様において、参照ビームの強度分布は例えば、レンズまたは 一連のレンズを使用して参照ビームの部分を転送し、実質的に均一な断面強度分 布を達成するために、光学的に操作され得る。 さらに他の実施態様において、フィルム表面における物体ビームの強度分布は 、ホログラムカメラおよび／またはコピー装置と関連する様々な物理的または光 学的パラメータに基づいて計算され得る。 より詳細には、拡散スクリーン４７２に付与される与えられたデータスライス に対して、スクリーン４７２の入力における強度分布はスライスのデータと画像 をスクリーン４７２に投射するために使用される光学装置との関数として導かれ 得る。とりわけ、拡散スクリーン４７２の公知の光学特性、ディフューザーとフ ィルム面との距離、および投射光学装置に使用されるいかなる偏光子または他の ハードウエアの光学特性とともに、フィルム面における強度分布は、少なくとも 合理的な近似に好都合に計算され得る。 本発明の別の局面によれば、データセットを有する各データスライスは、上記 されたウィンドウ化手順に引き続きさらに準備されてもよい。特に、イメージン グ装置３２８は、ＣＲＴ４４４に印可されるデータ値に従って様々な輝度レベル （中間調）を有する画像を生成する。しかし、従来のＣＲＴおよび従来の光値は 、画像を駆動するデータに線形的に対応する輝度レベルを有する画像を必ずしも 投 影しない。さらに、中間調の人間の知覚は、必ずしも線形である必要はない。例 えば、任意の輝度値１００を有する画像は、輝度値５０を有する画像より２倍明 るく見えるが、輝度値１００を有する画像よりも２倍明るく見せようとすると、 輝度レベル２００が必要となり得る。 人間の視覚システムは、輝度を指数関数として一般的に知覚し、ＣＲＴおよび 光値は画像を駆動するデータのレベルに線形的にも指数的にも関連しない輝度を 有する画像を生成するので、データスライスがウィンドウ化された後、すなわち 、輝度およびコントラストの総レベルで調整された後、データスライスにガンマ 補正を行うことが望ましい。ウィンドウ化されたデータにガンマ補正を行うこと によって、実際に観察されている中間調は、知覚的差異という観点から平等に配 分されなければならない。 本発明の好ましい実施態様によれば、ガンマ参照用テーブルは、イメージング 装置３２８にともなう一連の所定の中間調値を表示することによって生成される 。フォトダイオード（図示せず）は、イメージング装置３２８の出力経路内に適 切に配置され、公知のデータ値に対応する実際の輝度値を測定する。そして、一 連の測定は、様々な中間調データ値に対応するそれぞれ異なる輝度レベルに対し て行われ、ガンマ参照用テーブルは特定のデータセットによって示される中間調 の範囲に対して構成される。所望の精度の程度に従って、いかなる数の中間調が フォトダイオードによって測定されてもよく、光学的に測定されないグレイ値に 対する輝度レベルの補間計算機を考慮してもよい。 ガンマ参照用テーブルを用いることによって、参照用テーブルが生成されてい る間にフォトダイオードによって測定されるように、データ内の等しい値の輝度 ステップが投影された画像において視覚的に等価な変化に対応するように、各デ ータスライスに対応するデータが翻訳される。 さらに、図７〜８の背景で記載されるように、波長板４６３と関連して用いら れるとき、光バルブ４４２は、最も明るく白い画像よりも約２０００倍弱いオー ダーで、最もく黒い画像を生成することが典型的に可能である。人間の視覚シス テムは、一つのデータスライス内の５０〜１００の中間調内のみで区別が可能で ある事実を考慮すると、コントラスト範囲のこのレベルは全く不必要である。従 って、最大の所望のコントラスト比（すなわち、スライス上の最も明るく白い領 域の輝度レベルによって分割されたスライス上の最も黒い領域の輝度レベル）は 、１００２０：１であることが望ましく、それによって輝度スケールの両端がフ レキシブルになる。従って、特定のスライスのコントラスト比は、光バルブによ って生成され得る、利用し得るコントラスト比の１０分の１のオーダーであるの で、本発明の背景において用いられるガンマ補正体系のより高い局面は、ゼロと 等しい輝度レベルを有するものとして純粋な黒を定義することを包含する。その 後、いずれのスライド上の興味あるにもおける目的の最も暗い領域、すなわち、 放射医学者がスライス上で観察することに興味を持っている最も暗い領域は、「 ほぼ黒」と称される。このほぼ黒い領域は、純粋な白よりも１００〜２００倍弱 いオーダの値までマップされる。さらに、ほぼ黒の領域の値未満のいかなる値も 純粋な（絶対的）黒（ゼログレイ値）に固定することが望ましい。これらの純粋 な黒領域、言い換えればスーパーブラック領域は、目的の最も暗い領域よりも暗 いスライスの領域をすべて有している。 本発明で用いられている付加的なガンマ補正工程は、最も明るい値を固定する ことを包含している。従来のＣＲＴおよび光値は輝度範囲の頂点においてはしば しば不安定になることを当業者は理解するであろう。より詳細には、９０％を超 える輝度レベルのいずれかの特定のＣＲＴ／光バルブの組み合わせにおいて画像 を駆動するデータの輝度レベルを上げることによって、全く予測が不可能な輝度 レベルを有する画像を生成するかもしれない。従って、データセットについて輝 度レベルの上限を限定し、それをイメージング装置３２８によって示される所定 の輝度レベルと一致するデータセットに対する輝度レベルの上限、例えば、イメ ージング装置３２８によって生成される最高輝度の９０％で定義することが望ま しい。従って、様々なデータスライスにおいて反射されるような純粋な白は、実 際はイメージング装置が理論上生成し得るものよりも１０％白くないものに対応 し、それによって、光学装置と関連づけられた非線形性および他の不安定な性質 が回避される。 最後に、いずれかのスライスが本質的に黒かったり、無関係なデータのみを含 む場合、所望であれば、スライスを完全に最終ホログラムから除いてもよい。 従って、本発明のある局面によれば、物体ビームの強度は、とりわけ、波長板 ４０４に印加される電圧レベル、特定のデータスライスについてのデータ分布、 フィルムホルダに関するデータスライスの軸位置、およびデータに行われるガン マ補正の影響を含む多数の要素のうちの１つ以上の関数として適切に制御され得 る。 上述のように、各データスライスに対する露光時間は、所望のビーム比、デー タ集合体内のスライス総数、および特定のデータスライスに対する集合体グレー スケールレベル（輝度レベル）等の１つ以上のパラメータの関数として好都合に 決定される。本発明のある局面によると、比較的明るいスライスは比較的短い露 光時間を必要とし、比較的暗い（真っ暗(dark)）スライスはより長い露光時間を 必要とする。このようにして、各スライスはフィルム乳剤内の感光性元素の適切 な（例えば比例的な）量を消費する。 いくつかの点に関して、比較的長い露光時間は不利となり得る。例えば、露光 時間が長くなると、疑似現象がホログラムの品質を損ないやすくなる。このよう な疑似効果は他の条件のなかでも、ビーム強度または温度、湿度、レーザ源のコ ヒーレンス長さなどのさまざまな投射光学装置パラメータにおける、振動、ドリ フト等がある。従って、比較的暗いスライスについては、露光時間を短縮するの が望ましい場合がある。 本発明のある局面によると、特定のデータ集合体を有するいくつかまたはすべ てのデータスライスに対する露光時間は、１つ以上のスライスに対する集合体輝 度レベルを所定量人工的にブーストすることによって短縮され得る。これは、疑 似輝度絵素を最小割り込み方法(minimally interusive manner)でスライスに配 置することによって、適切に達成され得る。 例えば、アステロイドは、関連するデータから遠いスライスの暗い領域に配置 され得る。このようにして、スライスに具体的に表される関連データを有する絵 素の輝度レベルを損なうことなく、特定のスライスに対する集合体輝度レベルを ブーストし得る。 上述のアステロイド技術のさらなる局面によると、疑似輝度領域はいかなる形 態または形状でもあり得るが、好ましくは雲、アステロイド、または他の無作為 （例えば不規則な）形状である。これに関して、シャープなコントラストエッジ を有する規則的な形状（例えば長方形）を使用すると、所望でない効果が生じる 。例えば、類似の幾何学パターンがスライスからスライスに現れる範囲において 、誤って強いまたは弱い周辺部が不利に生成される。これにより、エリアジング や所望でない相互変調ノイズ等が発生し得る。 以下により詳細に説明するように、いったん合成ホログラム（マスターホログ ラム）が生成されると、マスターホログラムのコピーをとることが望ましい場合 がある。このコピーは適切に画像面ホログラムとなる。この背景において、様々 なアステロイドを遮断して、画像面（コピー）ホログラム上にこれらが現れない ようにすることが望ましい場合がある。これは、単に物理的にホログラフィーア ステロイドを遮断してこれらをコピー機構から光学的に隔離することによって達 成され得る。これに関して、ホログラフィーアステロイドは、データセット内の さまざまなスライスに対する全てのアステロイドが単一の面、例えばコピーホロ グラムに対するフィルムホルダ面に存在する場合、簡単に遮断され得る（これは 、図９および図１０を参照して、後により詳細に説明する）。全てのアステロイ ドを単一の面に容易に配置するために、すべてのスライスに対して固定位置から アステロイドをマスターホログラムに投射することが望ましい場合がある。すな わち、マスターホログラムが生成されるときにカメラ装置（例えば、上で説明し た可変強度偏光子）がマスターホログラムフィルム面に対して移動するため、H1 （マスター）ホログラムの生成中、H2（コピーホログラム）フィルム面に対する 固定位置に、アステロイド投射機構を維持することが望ましい場合がある。 上述のアステロイド技術において、暗いスライスに対する輝度レベルを人工的 にブーストすることによって、さまざまなスライス間の動的輝度が所望どおりに 減少され、特定のデータ集合体を有するさまざまなスライスに対する露光時間の 範囲もまた減少され得る。 典型的なデータ集合体において、所定の集合体輝度閾値以下のデータスライス のみの輝度レベルを人工的にブーストすることが望ましい場合がある。あるいは 、特定のデータ集合体内の全てのデータスライスがあまりにも暗い場合、または より明るい（すなわち、高いグレースケール値）スライスにさえもアステロイド を 付与して、例えばデータ集合体を含むさまざまなスライスに対する相対集合体グ レースケールレベルを保存することが望ましい場合がある。 アステロイドを比較的暗いデータスライスに付与することによって、特定のデ ータスライスに対してフィルム基板内に生成される周辺パターンはシャープにさ れ、その結果、各データスライスに対してより高いコントラスト比が達成される 。これにより、よりシャープな合成ホログラムが生成される。これは、各データ スライスに対する考察の対象となっている関連データを含むさまざまな絵素に対 するグレースケール値が変化しない場合でも同じである。すなわち、アステロイ ドを暗いデータスライスに付与することによって、比較データを有する絵素を通 過する光の量が変化しない場合でさえも、そのデータスライスに対する周辺パタ ーンが強化される。ビューイング装置 コピーホログラムＨ２は、カルフォルニアのLaguna HillsのVOXEL，Inc.によ って製造されたＶＯＸＢＯＸ 装置などのビューイング装置上で適切に再生され る。ＶＯＸＢＯＸ ビューイング装置のいくつかの特徴が、1986年11月18日に発 行された米国特許第4,623,214号および4,623,215号に記載されている。 次に、図１１を参照すると、ビューイング装置1102は、ハウジング１１０４お よびその中に配置された内部キャビティ１１０６を適切にしており、ハウジング １１０４は、ビューイング装置に環境光および室内光が入るのを防ぐように構成 されている。 ビューイング装置１１０２は、例えば、球面照射白色光源などの光源１１０８ 、バッフル１１３２、ミラー１１３４、フレネルレンズ１１１０、回折格子１１ １２およびベネチャンブラインド１１１４を有し、ベネチャンブラインドの上に はコピーホログラムＨ２が好都合に実装されている。ベネチャンブラインド１１ １４およびホログラムＨ２は、簡潔にするために、回折格子１１１２から空間に 分離されているように模式的に示されている。装置の好ましい実施態様において 、フレネルレンズ１１１０はハウジング１１０４の前表面を適切に形成し、回折 格子１１１２はレンズ１１１０の表面に固定された薄い平面シートを形成し、ベ ネ チャンブラインド１１１４は回折格子１１１２に固定された薄い平面シートを形 成する。例えば、適当なクリップ、真空機構、あるいは何らかの好都合な方法な どの何らかの好都合な機構によって、ホログラムＨ２をベネチャンブラインド１ １１４の表面に近接しているが取り外し可能なように取り付けられる。 フレネルレンズ１１１０は、光源１１０８によって生成された光を平行にし、 回折格子１１１２を介して平行(collimated)を方向付ける。所望の光源１１０８ とレンズの間の焦点距離は、とりわけ、レンズ１１１０の物理的寸法によって決 定される。空間を保持し、それによってコンパクトなビューイングボックス１１ ０２を生成するためには、光源１１０８からの光がミラー１１３４によってその 光の経路にそって適切に重畳されなければならない。空間利用を最大限にするた めに光源１１０８はレンズ近傍に配置され得るので、ミラー１１３４によって折 れた光のみがレンズ１１１０に当たるように、バッフル１１３２が光源１１０８ とレンズ１１１０との間に好都合に配置され得る。上記のように、この角度と波 長との間の関係は、方程式λ＝Ｋｓｉｎθによって同様に決定される。本発明の 好ましい実施態様において、レンズ１１１０の焦点距離はおおよそ１２インチで ある。 回折格子１１１２は、例えば、本明細書に記載されているものと同様のホログ ラフィ工程によって製造される、ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）を適切に有し ている。より詳細には、参照ビームならびにホログラムＨ２（ここでは514.5ｎ ｍ）を製造するときに用いられる物体ビームに対応する波長および入射角を有す る物体ビームを用いて、回折格子１１１２が適切に製造される。好ましい実施態 様において、回折格子１１１２は位相ホログラムであることが有利である。 回折格子１１１２は、光源１１０８から回折格子上に照射される白色光の様々 な成分を波長の関数として適切に回折する。より詳細には、光が回折格子１１１ ２を通過すると、光の各波長は独自の角度によって屈曲させられる。例えば、白 色光の青色成分は角度Ｐによって屈曲し、より高度の波長てある緑色成分はより 大きい角度Ｑで屈曲し、より高度の波長である赤色光は角度Ｒで屈曲する。言い 換えると、回折格子１１１２は、格子の表面に対して独自の角度で各波長を平行 にする。しかし、回折格子１１１２は不完全なディフラクタであり、従って、入 射光の一部のみが回折され（例えば、５０％）、未回折光の残りの部分は平行な 白色光として通過することを当業者は理解するであろう。 ベネチャンブラインド（ルーバ）１１１４は、回折格子１１１２を通過する未 回折白色光を効果的に捕らえる、一連の非常に薄く傾斜した光学スラットを有し ている。従って、ルーバ１１１４を通過する実質的にすべての光は、例えば、光 が回折格子１１１２によって回折される角度に傾斜して通過する。もちろん、光 のうちにはルーバ１１１４によって回折されないものも若干あり、その光は様々 なランダムな角度で通過する。 さらに、ルーバ１１１４を有するスラットの幾何学的構成は、最適なカラリゼ ーションを有するホログラムを生成するように選択され得る。より詳細には、一 定の波長は本質的に損傷されずにルーバ１１１４を通過する（公称波長帯）が公 称波長帯よりも高いあるいは低い波長はルーバ１１１４によってとらえられるよ うに、スラットの幾何学的構成を選択し得る。さらに、回折格子１１１２を通過 する未回折光がルーバ１１１４を直接には通過しないように、スラットの幾何学 的構成を選択し得る。スラットの幾何学的構成を調整することにより、例えば、 そのような未回折光をホログラムＨ２に到達する前に隣接するスラットの間を多 数回（例えば、４回）反射させることによって、未回折光を実質的に減衰させ得 る。 ルーバ１１１４は、３Ｍ Companyによって製造された薄い平面光制御フィルム を適切に有する。一方の表面上ではルーバ１１１４はわずかに凸状になっており 、さらにこの表面には製造者によってグリース性物質あるいはろう性物質が明か に塗布されている。傷つきやすいスラットへの損傷を避けるために、例えばアク リルシート（図示せず）などの保護表面にルーバ１１１４を付着させることが望 ましい。しかし、ルーバ１１１４の「グリースを塗布した」側面をアクリルシー トに不適切に付着させると、２つの表面の間で不均等な接触界面が生じ、それに よって望ましくない光学特性が生成され得る。 この界面において高潤滑性を有する粒子状物質（例えば、タルク）の薄い皮フ ィルムを塗布すると、アクリルシートとルーバの間の改善された光学特性を有す る接触面が生成される傾向があることを本発明は決定した。 図示されるように、ルーバ１１１４の表面にビューイングスクリーンを付着さ せることによって、ホログラムＨ２をビューイングスクリーン上に配置する。こ の点に関して、ビューイングスクリーンは、レンズ１１１０、回折格子１１１２ およびベネチャンブラインド１１１４の構成部材のうちの１つ以上を適切に有す る。あるいは、ビューイングスクリーンは、上に上記の構成部材のうちの１つ以 上が好都合に実装され得る、例えばガラスなどの透明物質の薄い平面フィルムを 有するだけでもよい。本発明のある局面によれば、そのようなビューイングスク リーンは、適切に、幅が１０〜１６インチのオーダーで、高さが１４〜２０イン チ、最も好ましくは１４〜１７インチのオーダーである。従って、本発明に従っ て製造された様々なホログラム、すなわち、マスターホログラムＨ１およびコピ ーホログラムＨ２は、ビューイングスクリーンよりも小さいか、あるいはほぼ同 じ大きさを有するように、適切な寸法を有することが望ましい。特に好ましい実 施態様においては、マスターホログラムＨ１およびコピーホログラムＨ２は、適 切に、それぞれ幅１４インチ、長さ１７インチである。 回折格子１１１２を製造するために用いられたものと同一の波長および参照ビ ーム角度を用いてホログラムが適切に製造されるので、ホログラムＨ２を通過す る光は、その波長に従って屈曲される。詳細には、青色光はマイナスＰ度で、緑 色光はマイナス０度で、赤色光はマイナスＲ度で屈曲される（マスターホログラ ムＨ１は、コピーホログラムＨ２を製造している間に反転されることを思い起こ されたい）。従って、すべての波長は、レンズ１１１０の平面に対して実質的に 垂直にホログラムを通過する。その結果、観察者１１１６は、ホログラムＨ２の 平面に対して垂直である線に実質的に沿った視点から再構成されたホログラムを 見ることができる。 回折格子１１１２の波長選択回折容量をホログラムＨ２の波長選択回折特性と 調整することによって、回折格子１１１２によって回折された実質的に全ての光 がホログラムを照明するために用いられ得る。従って、比較的非能率的な回折格 子１１１２を用いても、比較的明るいホログラムの画像が生成される。さらに、 かなりの量のこのスプリアス白色光はルーバ１１１４によって遮断されるので、 ホログラフィ画像は、回折格子１１１２によって回折されないスプリアス白色熱 (hot)によって無駄に散乱されない。 さらに、薄い平面ホログラム、ルーバおよび回折格子をビューイング装置の一 部を形成するレンズの表面に実装することによって、ホログラムを照明する再生 ビームは、光源１１０８からの平行光に実質的に排他的に限定される。すなわち 、スプリアス非平行光がホログラムＨ２の裏面（図１１の右手側）に照射するこ とを防止する。他の光制御フィルム実施態様 ここで図１３を参照すると、ビューイング装置１１０２の他の実施態様による と、光制御フィルム１３１０がルーバ１１１４の代わりに適切に使用され得る。 より詳細には、光制御フィルム１３１０は、互いにはさみあっている複数の薄 いプレーナシート(planar sheets)から製造された、薄い、透明フィルム積層板 を適切に含む。図１４に示される実施態様において、光制御フィルム（ＬＣＦ） １３１０は、３枚の積層シート、すなわち、前部シート１４０２、コアシート１ ４０４、および後部シート１４０６を有する。前述のシートはそれぞれ、薄い、 透明なフィルムを含み、細く、平行で不透明な、フィルム表面全体を横切って延 びる一連のラインを有する。ＬＣＦ１３１０の光学特性を説明するために、これ らのシートの断面を示す。明確化のため、図１５に典型的なシート１４０２の正 面図を示し、説明のために不透明なラインの厚みが強調されている。図１５に示 されるそれぞれの不透明ライン１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ等が、図１ ４の断面図に示される。それぞれのシート１４０４および１４０６は、シート１ ４０２と適切に類似または同じである。 引き続き図１４を参照すると、ＬＣＦ１３１０は好都合に光フィルタとみなさ れ得、構成シート（例えばシート１４０２）のデューティサイクルが典型的な不 透明ラインの幅Ｗ１の関数となるようにする（例えば、連続するライン間の距離 の幅Ｗ２に対するライン１４０２Ａ）。図１４に示される実施態様において、そ れぞれのシート１４０２から１４０６は、適切に約５０％の不透明なデューティ サイクルを示す。すなわち、Ｗ１はＷ２にほぼ等しい。 格子１１２の品質は、入射白色光１４０８を選択的に回折する能力によって表 され得る。図１１を参照して上で説明されるように、回折格子１１１２は波長の 関数としてある角度で光を回折する。例えば、赤色光線１４１０は、水平から比 較的急峻な角度で回折され、緑色光１４１２は赤色光よりは急峻でない角度で回 折され、そして青色光１４１４は、水平から比較的小さい角度で回折される。 回折格子は、典型的には１００％有効ではない。従って、かなりの量の回折さ れない光が不可避的に格子１１２を通過する。本発明の背景において、格子１１ １２を通過する回折されない光は、ここではゼロ次光１４から１６と呼び、回折 光（例えば、光線１４１０〜１４１６）は１次回折光と呼ぶ。 シャープで、高コントラストのホログラムを容易に再構成するために、ＬＣＦ １３１０はゼロ次光１４１６を遮断するように適切に構成され、観察(viewed)１ １１６によって観察されないと同時に回折された１次光がそこを通過するように する。図１１を参照して上で説明されるように、ＬＣＦ１３１０を通過する１次 光は、ホログラムによって反対に回折され、観察者によって観察されるように水 平方向に向けられる。 図１４に示されるＬＣＦ１３１０の第１の実施態様によると、前部シート１４ ０２は、後部シート１４０６に対して適切に配置され、それらのそれぞれの不透 明および透明ラインが一直線になるようにする。反対に、コアシート１４０４は 、その不透明ライン１４０４Ａ、１４０４Ｂ等が、前部シート１４０２および後 部シート１４０６の透明部分に対応する一方で、コアシート１４０４の不透明部 分が前部シート１４０２および後部シート１４０６の透明部分に対応して配置さ れるように配置される。その結果、格子１１１２を通過するゼロ次光のほとんど がＬＣＦ１３１０によって遮蔽される。しかしながら、例えば光線１４１６Ａに 示されるように、少量のゼロ次光が不可避的にＬＣＦ１３１０を通過することを 、本発明者は観察した。ゼロ次光１４１６ＡがＬＣＦ１３１０を通過することは いくつかの要素によるものであり得、その例としては、１つ以上のシート１４０ ２〜１４０６の垂直ミスアライメントと、１つ以上のシート１４０２〜１４０６ を有する１つ以上の不透明ラインの不透明度、幅Ｗ１、平行性、または位置の、 欠陥または不完全性と、ＬＣＦ１３１０を通過する光の屈折と、ＬＣＦ１３１０ を有する不透明ラインの１つ以上のエッジ周辺のゼロ次光の屈折等とがある。 従って、図１４に示される実施態様では許容できる結果が得られると同時に、 本発明の背景においては、他の構成の光制御フィルムもまた使用され得る。 ここで図１６を参照すると、光制御フィルム１６１０の他の実施態様は、前部 シート１６０２、コアシート１６０４、および後部シート１６０６を適切に含み 、シート１６０２〜１６０６を構成するさまざまな不透明ラインの相対的寸法は 、それぞれの前部および後部シート１６０２および１６０６を有する不透明ライ ンのエッジに不透明ライン１６０４Ａ、１６０４Ｂ等が「重畳する(overlap)」 ように適切に操作される。図１６に示される構成は、ＬＣＦ１６１０に具体的に 表される不透明ライン周辺でゼロ次光が回折し得る範囲を適切に縮小する。ある いは、実質的により細い（寸法Ｗ１）不透明ラインを有する複数のコアシートが 使用され得、コアシートの不透明ラインが様々な構成に互い違いに配置されて、 ゼロ次光が光制御フィルムを通過しないようにする。しかしながら、このような 実施態様の有用性は、例えば、光制御フィルムを有するさまざまな層を通過し得 る１次光の帯域幅を狭めることによって１次光の通過をやはり遮蔽しやすいとい う程度に制限される。 より詳細には、一時的に図１７を参照すると、不透明ライン１７０４Ａおよび １７０４Ｂの幅における比較的小さい重畳１７０８でさえも、経路１７１２によ って定義される第１の量から経路１７１４によって定義される第２の量までの一 定の波長に対してＬＣＦ１７１０を通過する１次光の量を実質的に減少し得る。 引き続き図１４〜図１７を参照すると、前部および後部シートの内の１つまた は両方を垂直に持ち上げると、光制御フィルムが通過するように設計されている 帯域幅の最端部において波長が遮断される傾向があることがわかる。また、コア （中間）シートを垂直にシフトさせることによって、ＬＣＦを通過する中間波長 の量を減少させる傾向があることがわかる。理想的には、ＬＣＦは、すべての所 望の１次波長を等しく良好に通過させ、全てのゼロ次光を実質的に遮断するよう に構成されなければならない。 ここで図１８を参照すると、ＬＣＦの他の実施態様が示されており、１次光を 通過させるＬＣＦの能力からＬＣＦのゼロ次遮蔽能力が実質的に取り除かれてい る。 ここで図１８を参照すると、ＬＣＦ１８１０の他の実施態様は、前部層１８０ ２、コア層１８０４、および後部層１８０６を適切に有する。ＬＣＦ１８１０の １つの局面によると、後部層１８０６はデータとして考えられ得、この場合、前 部層１８０２をシフトさせることによってカラー選択性が得られ、コア層１８０ ４における対応するシフトによって良好なゼロ次遮蔽が提供される。 図１８に示されるように、格子１１１２を通過する実質的にすべてのゼロ次光 １４１６がＬＣＦ１８１０によって遮蔽される。さらにＬＣＦ１８１０は、そこ を通過する１次回折光の所望の帯域幅の通過が容易となるように構成される。合 成ＬＣＦ１８１０を含むさまざまなシートの特定の配置は、好適な実施態様の背 景において好都合に記載され、これによりＬＣＦ１８１０が構成される。それに 応じて、ＬＣＦ１８１０を製造するための詳細な方法をここで説明する。 図１８を引き続き参照すると、ＬＣＦ１８１０は図１１を参照して上で説明さ れるタイプの、丈夫で平板なビューイング装置を使用して適切に製造され、ビュ ーイングスクリーンが実質的に水平となりそしてＬＣＦ１８１０のアセンブリ中 作業員によって観察されるように、約９０度回転される。図１８の背景において 、格子１１１２は水平方向に向けられており、それぞれのシート１８０２、１８ ０４、および１８０６を有し、底部に後部シート１８０６が、上部に前部シート １８０２が配置されるようにアセンブリされている。以下に詳細を説明する。 最初の製造工程として、例えば３／８インチのガラス板(slab)等の保護ガラス シート１８１６はビューイングスクリーン１８１８の表面上に水平に配置され、 ＬＣＦ１８１０のアセンブリ中ビューイングスクリーンが損傷を受けることを回 避する。その後、例えば、薄い透明のポリエステル、シート（ポリエステルシー ト１８２０）等の保護塗装をガラスにほどこし、アセンブリ中に使用されるいか なる接着剤もガラスシート１８１６に接触しないようにすることが望ましい場合 がある。 積層ＬＣＦ１８１０の処理および設置を容易にするため、積層板を合成物とし て構成することが望ましい場合がある。この場合、ＬＣＦ１８１０はガラスのそ れぞれのシート１８２２および１８２４の間に挟まれる。従って、リアシート１ ８２２は適切に全体的に浄化されてポリエステル保護シート１８２０上に配置さ れる。ガラスシート１８２２および１８２４はそれぞれ、厚さ約１ｍｍから５ｍ ｍ、最も好適には厚さ約２．３ｍｍの範囲である。 図１８に最適に見られるように、ガラスシート１８２２は、高さ約１４ ７／ １６インチ、幅７ ７／１６インチの長方形寸法で構成されており、それぞれの フィルムシート１８０６、１８０４、および１８０２は連続的により小さな直線 寸法を有し、ガラスシート１８２４は最も小さな長方形寸法を有する。アセンブ リ中さまざまなシートが互いに積層され得、作業員によって好都合に操作され得 る。 引き続き図１８を参照すると、ＬＣＦの第１の活性層は、ガラスシート１８２ ２上に適切に配置される。具体的には、後部シート１８０６は、観察者１１１６ から見て左から右に走る不透明帯１８０６Ａ、１８０６Ｂ等に対してガラスシー ト１８２２上に配置される。特に好適な実施態様において、それぞれのシート１ ８０２〜１８０６を含むフィルムはKodak Accumax 2000 AL17である。好適な実 施態様において、シート１８０２〜１８０６はそれぞれ、厚さ約７ミル(mils.) であり、ポリエステル、アセテート、またはいかなる透明材料からでも構成され る。 本発明のさらなる局面によると、積層板内のさまざまなシートを構成するそれ ぞれの不透明ラインは、適切に幅約１２ミル（寸法Ｗ１、図１４参照）、間隔約 １１ミルであり、さまざまな光遮蔽フィルムのデューティサイクルが４０％〜６ ０％、好ましくは５０％〜６０％の範囲となるようにする。さらに、不透明縞を 構成する乳剤はフィルムの厚み内に埋め込まれ得るか、または約６ミクロンの厚 さでフィルム表面上に堆積される。 フィルムシート１８０６をガラスシート１８２２上に配置した後、フィルムシ ート１８０６は、例えばLocktite^TMUnlocktite 351のボトルまたは他の一般用の 紫外線（ＵＶ）接着剤の先端部を中空針でふき取ることによって、ガラスシート に適切に固定される。 次に、接着剤はフィルム１８０６の２つ以上のコーナーの下側に塗布され、紫 外線が接着剤を塗布した領域に加えられて接着剤を硬化させる。これにより、フ ィルムシート１８０６がガラスシート１８２２に固定される。 好適な実施態様によると、適切な紫外線硬化ランプは、例えばSpectronics SB 100Cハンディタイプのランプのような、１００ワット紫外線フラッドランプを有 する。 次に、左から右に走る不透明ラインを有している、コアシート１８０４が後部 シート１８０６上に配置される。コアシート１８０４を後部シート１８０６の上 に適切に配置するために、作業員は適切にフィルムに向かって下から直接目視し 、作業員の目線が実質的にフィルム面に対して直交するようにする。次にシート １８０４は、シート１８０４の不透明ラインがシート１８０６の不透明ラインに 位置合わせされるまで操作され、シート１８０６が本質的にシート１８０４の後 ろに隠れるようにする。いったん２枚のシートがきっちりと位置合わせされると 、シート間のいかなる空気も除去されて、２枚のフィルムシート間に密着した滑 り接触が提供される。小型携帯式顕微鏡、例えばH&R catalogueで購入できるTas co 30X顕微鏡を使用することによって、コアフィルム１８０４は作業員に向かっ て（図１８では下に向かって）わずかに適切にスライドされ、シート１８０４の 不透明ラインが、シート１８０６の不透明ラインに約５０％重畳するようにする 。上述の顕微鏡を使用することによって、これは視覚的に比較的容易に達成され 得る。また、合成物の４つのコーナーで顕微鏡を使用することによって、シート の表面全体に渡ってシート１８０４の不透明ラインがシート１８０６の不透明ラ インに実質的に平行となることが比較的容易に確実となる。この位置において、 シート１８０４の任意の不透明ラインの典型的なエッジ１８２６は、シート１８ ０６上の隣接する不透明ライン１８０６Ｂのそれぞれのエッジ１８２８および１ ８３０間の約半分のところに適切に配置される。 次に、例えばシート１８０４の底部エッジに２片のテープを配置し、一次的に シート１８０４をフィルムシート１８０６およびガラスシート１８２２に固定す ることによって、コアシート１８０４が一次的に所定の位置にテープで留められ る。 次に、前部シート１８０２がコアシート１８０４の上に配置され、様々な不透 明ライン１８０２Ａ、１８０２Ｂ等が、シート１８０４および１８０６の不透明 ラインの重畳によって定義される不透明領域に位置合わせされる。そして、すべ てのゼロ次光が完全に遮断されるまで、シート１８０２がゆっくりと作業員に向 かって（図１８では下に向かって）移動される。これは、格子１１２および図１ ８に示されるさまざまな構成要素を通過するすべてのゼロ次光が完全に遮蔽され るので作業員にとって明らかとなる。ゼロ次光が本質的に完全に遮蔽されたこと を確認するために、作業員はビューイング装置内に配置されたバルブの輝度レベ ルを最大レベルとし得る。 具体的には、それぞれのシート１８０２および１８０４を構成するさまざまな 不透明ストライプのそれぞれについて、不透明ストライプ１８０２Ａのエッジ１ ８３２が不透明ストライプ１８２６のエッジ１８３４のわずかに上にある場合、 ゼロ次光は完全に遮蔽される。それぞれのエッジ１８３２およびそれぞれのエッ ジ１８３４の間の重畳の度合いは、寸法Ｌとして好都合に定義され得る。本発明 の好適な実施態様によると、寸法Ｌはできる限り小さい一方で、ゼロ次光の完全 な遮断を確実なものとしなければならない。 シート１８０２が適切に配置されることを確認する場合の追加的な工程として 、作業員は装置に対して前方に傾斜して寄り掛かり得、これにより例えば位置１ ８１４Ｂから下方および後方を観察する。位置１８１４Ｂから、作業員はＬＣＦ 合成物１８１０を介して照射されるいかなる「バックライト(backlight)」も観 察し得る。バックライトは、典型的にはゼロ次光よりも実質的に強度が低いが、 それにもかかわらずできる限り多くのバックライトを遮蔽することが望ましい。 このことは、寸法Ｌを最小限にしながらゼロ次光の完全な遮蔽を確実なものとす ることによって達成され得る。 次に、例えば層１８０２を層１８０４に固定するための数片の接着テープを付 与することによって、前部層１８０２が層１８０４に固定される。 すべてのゼロ次光が遮蔽されたことを確認した後、シート１８０２および１８ ０４の一方または両方がわずかに移動され得て最適なカラーバランスを達成する 。これに関して、観察者は装置から離れ得、そして／またはわずかに屈んで位置 １８１４Ａから装置を観察し、一連の不透明ラインによって定義されるトンネル を「見上げる」ようにする。図１８に示される構成において、作業員がほうき星 (comet)に見えるものを観察することが可能となる。本発明者は、このほうき星 は ビューイング装置内の光源のフィラメントの拡散した画像であると考える。 次に、作業員は自分に向かって（図１８においては下に向かって）コア層１８ ０４を移動させながら、シート１８０２を本質的に静止状態に維持する。この操 作によって寸法Ｌが効果的に増加し、完全なゼロ次遮蔽がさらに確実なものとな る。あるいは、前部シート１８０２は、追加的にまたは層１８０４を下に向かっ て移動する代わりに、図１８内で上に向かって移動され得、位置１８１４Ｂから 観察されるバックライト量を増加させることなくわずかに寸法Ｌを増加させるこ とができる。 次に、典型的なホログラムが装置上に配置され、適切なカラーおよびゼロ次遮 蔽が確実なものとされる。作業員がＬＣＦ１８１０を通過するカラースペクトラ ムを精巧に調整するよう所望する程度まで、作業員はコア層１８０４を上または 下に向かってわずかに操作しながら完全なゼロ次遮蔽を確実にすることによって 、所望のカラー変動を得る。 いったんＬＣＦ１８１０を構成する３つの層が適切に配置されると、これらの 層は上述の紫外線接着剤によってそれらのコーナーで互いに固定される。そして 、ガラス板１８２４が装置に配置され、拡大プレーナープレス器具が装置全体に 配置されて、装置内のさまざまな積層板間から空気を排除する。その後、紫外線 接着剤のビード(bead)が、周辺のビードに小さな隙間を残したまま装置の周辺に 塗布される。次に中空針が隙間に挿入される。中空針は３０３ステンレス鋼、２ ５の目盛りによって適切に構成された薄い壁の管である。 その後、周辺の接着ビードが完了し、周辺シールは中空針を所定の位置に配置 した形で完了している。そして、例えばテフロンホースのような真空リードが中 空針の遠位端に固定され、約２５インチの水銀圧の圧力の真空が中空針に加えら れる。これにより、積層装置内のいかなる残留空気も中空針を介して排除される 。 すべての空気が装置から排除されると、中空針を柔らかくするために熱ランプ またはブローランプが使用され得、これにより中空針は崩壊し接着ビード内部に 気密領域を形成する。加熱工程中、中空針は先端が針状のパイラーで適切に圧搾 されて平坦にされ、チャンネルグリップパイラーによって有利に捕らえられて、 丈夫で軽量な機械的気密シールを確実なものにする。その後、中空針の端部は接 着ビード内で折り返されて、装置の周辺全体がテープで留められ、安定で、気密 な機械的に正常な合成積層構造を確実なものにする。改変および強化 本発明に従って製造されたホログラム（Ｈ２）が箱１１０２上に実装されると 、フルパララックスおよびすべての視点からの遠近感（パースペクティブ）が観 察者に提供され、物体の３次元的表示が見られ得る。ホログラムがビューボック スから取り外され、反転され、再びビューボックスに戻されてもよいことを、本 発明の発明者はさらに決定した。反転されたホログラムは、観察者が反対方向か らホログラムを見ていること、すなわち、観察者から最も離れていたホログラム 上の点は今度は観察者に最も近くなり、またその逆になることを除いては、同一 のホログラムの非反転ビューとして、すべての同一のデータを含む。外科医があ る方向から他の方向に身体上で手術の様々なプロスおよびコンスにアクセスする ことができるようにすることにより提案された外科の手順を計画したときに、こ の特徴は外科医に対して特に有用になり得る。 単に１つのホログラムをもう一つのホログラムの上部に配置することによって 、２つ以上のホログラムが同一のビューボックス上で同時に見られ得ることも本 発明の発明者が決定した。例えば、第１のホログラムが取り替えられるべき身体 （例えば、臀部）を有し、第２のホログラムが補綴代替装置を有する状況では、 これは特に重要になり得る。従って、外科医は、適切な背景において、すなわち 、患者の内部の３次元空間に装置が設置されたときに、提案された装置を見るこ とができる。 さらに、例えば、３次元調整グリッドなどの調整グリッドを調査の対象である ホログラムで覆うことが有利になり得る。この背景に置いて、適切な調整グリッ ドは、その上で符号化された空間表示を有する１つ以上の規則あるいは他の測定 器のホログラムをただ単に有するだけでもよい。あるいは、調整グリッドは、例 えば、線形的方法、対数的方式などの他の好都合な方法で間を置いた、一連の交 差する線、もしくはドット行列あるいはほかの視覚的マーキングの行列を単に有 するだけでもよい。このように、特に、調整グリッドが同じスケールであるか、 ホログラムを有する寸法のスケールの好都合な倍数である場合、調整マーキング を合計することによって３次元的距離が容易に計算され得る。 本発明に従ってホログラムを見たときに非常に弱い光のパターンおよび暗い環 が時折目に見えることも、本発明の発明者が観察している。より詳細には、見ら れるたときに、これらの環はホログラムの後ろに非常に離れて見える。本発明の 発明者は、これらの環が各データスライスと共に拡散する拡散体４７２のホログ ラムを取り込むことに起因する、インターフェログラムを構成することを理論化 した。この問題を克服するために、各データスライスが記録されると、拡散体４ ７２はその平面内でわずかに（例えば、１０ミリメートル）移動してもよい。こ のように、本明細書に記載されているように、各データスライスに対応する画像 はフィルム３１９上に投影されているが、拡散体４７２のわずかに異なる部分が 各データスライスに対して投影され、それによって各データスライスに対して拡 散体４７２に起因すると考えられる同一パターンを投影することが防止される。 例えば、１つ以上のデータスライスに本文材料あるいは図式材料を付加するこ とも可能であり、それにより、データセットの得られたホログラムがこの本文材 料あるいは図式材料を反映し得る。このような材料は、識別データ（例えば、患 者の名前、記録されている物体のモデルあるいは整理番号）を有しても、あるい は、純粋な図式情報（矢印、記号など）を有してもよい。 この点において、正スコピックビューで見られるテキストは、同一ホログラム の疑似スコピックビューにおいて反転されることに気づくことは興味深い。すな わち、正スコピックビューにおいてテキストが右側を上にして見える場合、疑似 スコピックビューにおいは逆さまに見える。従って、ホログラムにおいてテキス トを利用することが望ましい限り、ホログラムが正スコピック構成で見られるか 疑似スコピックビュー構成で見られるかにかかわらず、テキストが適切に観察さ れ得るように、同一のテキストをホログラム上部では右側を上に、ホログラムの 底部では上下逆に挿入することが有利になり得る。 さらに、再生の間にはフィルム平面内のテキストは一般的に明確であるが、フ ィルム平面の外、すなわち、図１における軸Ａに沿って配置されたテキストは一 般的により明確でなくなる。「フィルム平面外部の」テキストはＶｏｘｂｏｘ上 で見られると判読可能であるが、Ｖｏｘｂｏｘがなければ判読できないので、こ れは本発明のある側面によると有利である。医学的診断に用いられるホログラム の背景においては、例えば、患者の名前、状態などの秘密なある患者の情報がＶ ｏｘｂｏｘの補助により、しかるべき職員が非常に容易にそのような情報を見る ことができるように、フィルム平面外部に配置することが望ましく、それによっ て患者の秘密性を保証する。 本文材料あるいは図式材料に加えて、例えば、特定のホログラムを有する画像 の一部、あるいは、他のホログラムからの画像データなどの付加的なイメージを マスターホログラム上に有することが望ましい。例えば、百個以上のスライスを 有する折れた骨のマスターホログラムを考える。キーとなる情報を有する数個の スライスについては、ホログラム全体とは距離を置いているがホログラムに隣接 しホログラムに対して適した深さにあるこのデータを個別に表示することが好ま しい。 簡潔に上記したように、本発明に従って製造されたホログラムをＶｏｘｂｏｘ あるいはほかの適切なビューイング装置上で見るとき、ホログラムが第１の位置 にあるときホログラムの正スコピックビューが観測され、ホログラムがその水平 軸の周りを回転するとき、疑似スコピックビューが観測される。ホログラフィフ ィルムの特定の方角が、裸眼による正スコピックビューあるいは疑似スコピック ビューに対応するか否かを決定することは困難なので、ホログラフィフィルム上 に好都合な表示を配置し、ホログラフィフィルムがビューイング装置上に配置さ れたときにホログラムのどのビューが観察され得るかを観察者に知らせる。例え ば、ノッチあるいはその他の物理的表示をフィルム上、例えば、正スコピックビ ューの右上の角に配置することが望ましい。あるいは、適切な表示を、辺に沿っ て角に、もしくは、ホログラフィフィルムあるいはホログラフィフィルムのため のいかなる境界、縁あるいはパッケージ上の好ましい位置のいずれかに配置する ことによって、小さなテキスト、図式および色のコード化体系が用いられ得る。 本発明の別の局面によれば、データスライスの一部のみをウィンドウ化し、か つ、満足のいくコントラストおよび陰影を実現することが効果的になり得る。た とえば、１００個のスライスデータセットに対しては、例えば、１０個おきにデ ータスライスを手動でウィンドウ化し、また、コンピュータによる内挿技術を用 いることによって、割り込みデータスライスを自動的にウィンドウ化することが 可能である 本発明のさらに別の局面によれば、データセットを含む様々なデータスライス 平面からフィルム平面を選択することが可能である。より詳細には、データセッ ト内の各データスライスは、それ自体の独自の平面を占める。本発明の好ましい 実施態様によれば、データセットの容量内で中央にあるデータスライスが、トラ ック装置３３４の移動長さの中心にあるデータスライスに対応するように、トラ ック装置３３４は前後に移動する。しかし、所望であれば、フィルム３１９の平 面がデータセットの一端あるいは他端により近くに配置されるように、イメージ ング装置３２８とフィルム３１９との相対的位置を変化させ得る。従って、得ら れたホログラムＨ２は、データセットを切断するためにフィルム平面が選択され る場所によって、ホログラムが観察されるスクリーン内あるいは外に投影された ホログラフィ画像のより大きい部分あるいはより小さい部分を有するように思わ れる。 本発明のさらに別の局面によれば、複数の異なるホログラムが一枚のシート上 に表示され得る。例えば、外科手術前の身体のホログラムはフィルムの上部に表 示されている。フィルムの下部は２つの４分の１部分に分割されており、その一 方は第１のパースペクティブからの手術後の同一の身体のホログラムを含み、他 方は別のパースペクティブからの手術後の同一の身体のホログラムを含む。これ らのおよび他のホログラフィ構成は、効率的な診断分析を促進するために適切に 用いられ得る。 本発明のさらに別の局面によれば、ビーム経路全体を適切に黒い管材および黒 い箱の中に納めることが有利てある。これによって、望ましくない反射の存在が 最小化される。さらに、マスターホログラムおよびコピーホログラムを製造する (maker)工程全体は、いかなるフィルム表面とも接触し得るスプリアス光を有さ ない部屋あるいは他の囲いの中で行うことが有利である。あるいは、本発明の背 景においてビームのいずれかによって通過する経路を、他のファイバー光学ケー ブルに代えてもよい。ファイバー光学ケーブルを適切に選択することによって、 ケーブルを通過する光の極性および横断電磁モード（ＴＥＭ）が保存される。フ ァイバー光学ケーブルを用いると、システムが非常に圧縮され、さらに、システ ムの構成部材（例えばミラー）の多くが完全に除去され得る。最後に、ファイバ ー光学ケーブルは、参照ビームと物体ビームとの間の差動経路長を補償するため に用いられ得る。特に、ビームの１つが通過する経路が他のものと異なる限り、 ファイバー光学ケーブルの所定の長さがより短い距離を通過するビームの経路に おいて用い、それにより長さの差を補償し、従って、２つの経路を等しくし得る 。 図１０Ｂに示されている疑似スコピック構成を簡略に再び参照すると、一定の 状況下では、自由空間においてマスターホログラムを再生し、３次元画像を見る ことが望ましい。例えば、手術を行う前に、特定の身体の部分で外科技術を練習 することが、外科医にとって有益になり得る。この点において、例えば、バーモ ント州、BurlingtonのAscension Technology Corporation によって製造されたB ird(ＴＭ)部品No.600102-Aなどの６空間デジタイザは、疑似スコピック構成の背 景に置いて有利に用いられ得る。 より詳細には、６空間デジタイザは自由空間において加工され、従来のコンピ ュータマウスがそのコンピュータに２次元位置データを報告するのと同様に、そ の位置をコンピュータに報告し得る。ホログラフィ空間を移動することによって 、サイズあるいは他の寸法に関するデータがホログラムに対して明白に得られ得 る。 さらに図１０Ｂを参照すると、様々な診断上のあるいは実験上の職務を行うた めには、ホログラムのフィルム平面外、例えば、自由空間で、ホログラムを部分 的にあるいはその全体を再生することも望ましい。例えは、負傷した臀部などの 人間の解剖組織上の構造の一部のホログラフィ表示を投影し、ホログラフィ空間 に臀部あるいは他の解剖組織上の要素を置き換えるための補綴装置を物理的に配 置することが有利になり得る。このように、補填装置の「取り付け」および装置 の配置前に行われたどのような適切な補正も確認される。 さらに、自由空間においてホログラムを再生し、拡散スクリーンもしくは他の 透明または不透明構造をホログラフィ空間に配置し、様々な実験上あるいは診断 上の目的のためにホログラムの対象物との相互作用を行うことが望ましい。 本発明は、添付の図面と関連して本明細書に記載されたが、本発明の範囲はこ れに限定されないことを当業者は理解するであろう。例えば、ビューボックスは 直方体として記載されているが、ビューイング装置の様々な構成部品を好都合に 収納するいかなる適切な構造でもよいことを当業者は理解するであろう。さらに 、カメラ装置およびコピー装置は分離したシステムとして図示されているが、適 切に１つのシステムに組み合わせられてもよい。 添付の請求項に記載されているような本発明の精神から離れることなく、本明 細書中に記載されたさまざまな構成部品および工程の選択、設計および配置にお いてこれらおよびその他の変更をなし得る。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年９月１１日 【補正内容】 明細書 ホログラムを再構成する装置関連出願についてのクロスリファレンス 本願は、１９９２年１１月２７日に同じ名称で出願された、Stephen J．Hart による米国特許出願第07/982,316号、および、１９９３年１１月２６日に同じ名 称で出願された、同じ発明者による国際特許出願第PCT/US93/11501号の一部継続 出願（ＣＩＰ）である。技術分野 本発明は、一般に、ホログラムを形成する方法および装置に関し、特に、膜基 板を３次元物理システムを表示するために複数の２次元画像で連続露光すること によって、物理システムのホログラムを生成する技術に関する。背景技術および技術課題 ホログラムは、再生されると、物理システムの実際の３次元画像を生成する、 物理システムの３次元記録、例えば、膜記録である。ホログラフィは、次の点で 、立体写真術とは異なる。ホログラフィの画像は、観察者に水平および垂直両方 向のあらゆる角度からの画像および完全な遠近法の画像を全範囲の観察点から提 供することによって、十分な視差を与える。すなわち、ホログラフィは、観察者 に、遠近を問わずあらゆる距離から全範囲にわたる遠近画像を提供する。このよ うに、ホログラフィの画像表示は、同じような画像の立体表示よりもはるかに有 利である。このことは、特に、容量測定データの検査および理解が、適切な医学 的治療に重要である、医療診断に当てはまる。 ３次元空間を満たすデータの検査は、芸術、科学、および工学のあらゆる分野 で発生するが、恐らく最もなじみのある例としては、医学的撮影である。医学的 撮影では、人体の一部を写した複数の断面画像を得るために、例えば、コンピュ ータ制御によるＸ線体軸断層写真（ＣＴまたはＣＡＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、お よび他の走査物理療法が用いられる。放射線技師、内科医、および患者は、これ らの２次元データ「スライス」を観察して、このデータによって示される３次元 の器官および組織について、この２次元データが何を意味するかを識別する。多 数の２次元データスライスを統合すると、比較的簡単な容量測定画像についても 、人間の視覚システムに多大な負担をかけることになる。検査中の器官または組 織かより複雑になるにつれて、意味のあるかつ理解できる３次元知的画像を生成 するために、大量の２次元データを適切に統合する能力は圧倒するものとなりつ つある。 単一な膜基板上の少数の重畳されたホログラフィ画像を用いる従来のホログラ ムにおいては、比較的低パーセントのスプリアスな露光および／または現像され た感光元素（曇り）の存在は、得られるホログラムの質を目に見えるほど低下さ せない。対照的に、下記のように、本発明によって形成されたホログラムは、通 常、単一な膜基板上に重畳された１００またはそれ以上までのホログラム用いる 。従って、各ホログラム上の少量の曇りの存在は、最終製品の質に深刻な累積影 響を与える。 従って、多数の、例えば、数百またはそれ以上までの異なるホログラムを単一 膜基板に記録させ、人体部分および分離されたデータスライスの形態で現在観察 される他の物理システムの実際の３次元ホログラフィ再生を容易にするホログラ ムを製造する方法および装置が必要とされる。発明の要旨 本発明は、先行技術の限界を克服するホログラムを形成する方法および装置を 提供する。 本発明の１つの局面によると、ホログラムカメラ装置は、単一なレーザ源と、 レーザビームを参照ビームと物体ビームとに分離し、両ビームを膜基板に方向づ けるように構成されたビームスプリッタを有する。装置はさらに、複数の２次元 画像、例えば、ＣＴスキャンデータセットを有する複数スライスのデータを物体 ビームおよび膜に順次投影するように構成された空間光変調器を有する。このよ うに、データセットの各２次元スライスの３次元ホログラフィ記録は、膜上に生 成される。 本発明の他の局面によると、百から二百以上の個々の２次元スライスからなる データセット全体は、膜に重畳され、単一な基板（マスターホログラム）上に個 々に相関する百またはそれ以上のホログラムが重畳される。少数（例えば、１か ら４）のホログラムが単一膜基板上に重畳される先行技術とは対照的に、本発明 は、それぞれが、膜内の感光性元素をほぼ等しいが、少なくとも比例して消費す る、多数の比較的弱いホログラムを記録する方法および装置に関する。 本発明のさらに他の局面によると、参照から物体へのコピー（転送）装置が設 けられ、一回の露光で迅速かつ効率的に単一ホログラムとして生成され得る。 本発明のさらに他の局面によると、ホログラムビューイング装置は、本発明に よって生成されたホログラムを観察するために設けられる。特に、本発明による 例示的な観察ボックスは、広いスペクトル光源、例えば、内部に搭載された白色 光源、コリメータ（たとえば、フレンネル）レンズ、回折格子、およびベネチャ ンブラインド（ルーバ）を備えた、適切に囲まれた長方形の装置を有する。コリ メータレンズは、回折格子を通して白色光の平行源を方向づけるように配置され る。本発明のコンテクストでは、平行光とは、ビームが適切な伝播長にわたって 実質的に一定の断面積を有するように、そのすべての方向成分が同一の伝播方向 を有する光のことを指す。 回折格子は、各光成分の波長の関数である角度で光を透過させるように構成さ れている。ホログラムはまた、対応する波長の関数である各角度で光を通過させ る。観察前にホログラムを反転させることによって、すべての波長の光は、実質 的に垂直なホログラムから出射される。図面の簡単な説明 以下、本発明を添付の図面を参照しながら説明する。図中、同一の参照番号は 、同一の構成要素を指し示す。 図１は、典型的なＸ線体軸断層写真（ＣＴ）装置を示す。 図２は、図１のＣＴ装置において通常に用いられるＸ線によって得られるよう なデータをそれぞれが含み、協同して容量測定データセットを形成する、複数の ２次元データスライスを示す。 図３は、本発明の好ましい実施態様による、カメラシステムの模式図である。 図４は、本発明の好ましい実施態様による、ビームスプリッタの模式図である 。 図５Ａから図５Ｄは、図３のカメラシステムで用いられるレーザビームをフー リエ変換する際の効果を示すグラフである。 図６Ａは、図３のカメラシステムの一部を示す拡大模式図である。 図６Ｂは、図３に示される空間光変調の他の実施態様を示す模式図である。 図７は、図３のカメラシステムの他の一部を示す拡大模式図である。 図８は、図３のカメラ装置で用いられる投影装置の一部を示す拡大模式図であ る。 図９は、本発明による、例示的なコピー装置の模式レイアウトを示す。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明のある局面に従って再生されたマスターホ ログラムの整像図および虚像図を示す。 図１１は、ホログラムビューイング装置の模式図である。 図１２は、本発明による「単一工程」カメラシステムの他の実施態様を示す模 式図である。 図１３は、本発明による、図１１に示されるビューイング装置の他の実施態様 を示す模式図である。 図１４は、図１１に示されるビューイング装置の背景において有用な積層合成 光制御フィルム（ＬＣＦ）の他の第１の実施態様の、模式的断面図である。 図１５は、図１４に示されたフィルムシートの１つの例を示す正面図である。 図１６および図１７は、１次光のＬＣＦ通過時における、図１４のフィルムシ ートを操作した場合の効果を示す、模式的断面図である。 図１８は、図１４のＬＣＦの第２の他の実施態様を示す模式的断面図である。好ましい実施例の詳細な説明 本発明においては、３次元の物理的なシステム（例えば、人体の一部）に対応 して設定された体積データが単一の記録材料、例えば写真基板に符号化され、こ れにより物体のマスターホログラムを生成する。マスターホログラムは、適切な 光源に向けることによって再生されると、十分な視差および十分な遠近を示す物 体の３次元画像を再生成する１つ以上の複製を生成するために用いられ得る。従 って、特定のデータセットに対して、本発明は、複数の個別の相関する光学シス テム、すなわち、マスターホログラムを生成するためのカメラシステム、マスタ ーホログラムのコピーを生成するための複製システム、および、マスターホログ ラムまたはその複製のいずれかを再生するための観察システムを意図している。データセット 物理的なシステムに対応する体積データを生成するための現在知られている様 式としては、特に、コンピュータによるＸ線体軸断層撮影（ＣＡＴまたはＣＴ） スキャン、磁気共鳴スキャン（ＭＲ）、３次元超音波（ＵＳ）、陽電子放射断層 撮影（ＰＥＴ）などがある。本発明の好適な実施態様では、典型的には体内部位 （例えば、脳、脊髄、および他の様々な骨および器官）を検査するために用いら れる医療用撮像システムに関して述べるが、本発明は、データの３次元的分布を 定義するすべての適切なデータセットに関連して用いられ得、そのデータセット が物理的なシステム、例えば数値、図形などを表すかどうかには関係ないことは 当業者には周知である。 ここで図１および図２を参照すると、典型的なＣＴ装置は、周知のように、ガ ントリー１０とテーブル１２とを備えている。テーブル１２は所定の速度で軸方 向に（図１の矢印Ａに沿って）移動するように配置されると有利である。患者（ 図示せず）は、検査される体の部位が通常はガントリー１０の縁より内部に位置 するようにテーブル１２に乗せられる。 ガントリー１０は、周部に配置された複数のＸ線源と記録装置（共に図示せず ）とを備えるのが適切である。患者がガントリー１０に対して軸方向に移動する に従って、Ｘ線装置は、検査部位（図２参照）に関して得られるデータを含む３ 次元空間（体積）１６を構成する一連の２次元データスライス１４Ａ、１４Ｂ、 ．．．１４Ｘを記録する。すなわち、各データスライス１４は組み合わされて、 全体的に検査部位の３次元画像を構成る体積データセット１６を形成する。本明 細書において、「体積」または「体積空間」という語句は、複数の２次元デ ータスライス１４を含み、各スライスは所定の様式によって検査部位に関する特 定のデータを含む体積データセット１６を意味する。 典型的なデータセットは約１０から７０（ＣＴシステムの場合）または約１２ から１２８（ＭＲの場合）の２次元データスライス１４を有する。データスライ ス１４間の厚さおよび間隔は構成変更可能であり、またＣＴ技術者によって調整 され得ることは当業者には周知である。典型的なスライス厚さは１．５から１０ ミリメートル、最も典型的には約５ミリメートルである。スライスの厚さは、望 ましくは、連続した各データスライス間に重複が少しだけ存在するように選択さ れる。 現在知られているＣＴスキャンシステムは、例えば、２５６個のまたは５１２ 個の平方の画素マトリックスによって定義される解像度を有するデータスライス を生成する。さらに、このマトリックス内の各アドレスは、典型的には、１２個 のビット中間調によって定義される。ＣＴスキャナーは従来はハウンズフィール ド（Houndsfield）単位で測定され、これにより空気はマイナス1,000の密度およ び水はゼロの密度を有する。従って、データスライス内の各画素は、従来のＣＴ システムにおいてはマイナス1,000から3,095（両端を含む）までの間の中間調を 有し得る。人間の目は純白と純黒との間に最大約１００の中間調を同時に感知し 得るため、スライス内の各データポイントが約５０から１００の中間調の範囲（ 4,096の表示可能な中間調に対するものとして）のうちの１つを示すようにデー タセットを操作することが望ましい。これらの中間調を再定義するプロセスは、 「枠付け」(windowing)（放射線学）、「ストレッチ」(stretching)（遠隔探知 ／衛星撮像）、および「測光補正」(photometric correction)（天文学）のよう に様々に呼ばれる。 本発明者は、最適なコントラストは各データスライスをその内容に従って枠付 けすることによって得られ得ると判断した。例えば、検査の主体である骨の断面 を描くＣＴデータスライスでは、関連するデータは、典型的には、マイナス600 から1,400の範囲の中間調を示す。マイナス600より小さくまたは1,400より大き い中間調を示すデータスライスの領域は検査には関係ないため、1,400より上の すべての中間調を純白に対応する高い値に押し込め、またマイナス600より低い 中間調を有するデータポイントを純黒に対応する低い値に押し込めるのが望まれ る。 別の例として、脳物質のための通常の中間調は、典型的には、約４０の範囲内 であり、一方、腫瘍組織に対応する中間調は120の範囲内であり得る。これらの 値が4,096の中間調の範囲内で表されることになれば、人間の目が通常の脳と腫 瘍組織とを区別するのは極めて困難となろう。従って、例えば140より大きい中 間調を有するすべてのデータポイントを純白に対応する非常に高いレベルに押し 込め、また、例えばマイナス３０より低い中間調を有するデータポイントを純黒 に対応する非常に低い値に押し込めることが望ましい。この方法でデータセット を枠付けすることにより、シャープではっきりとしたホログラムの生成が可能と なる。 データセットをスライス対スライスベースで枠付けすることに加えて、所定の 条件下では、特定のスライス内で例えば画素により異なる枠付けを行うことは有 利である。例えば、所定の１つのスライスまたは連続したスライスにより脳内に 深い腫瘍が示され得、この腫瘍は、例えば腫瘍を１つ以上の放射ビームにより照 射することによる放射療法により処置されることになる。照射されない予定の領 域では、スライスは比較的暗い方法で枠付けされ得る。低レベルから中間レベル の放射がなされる予定の領域では、スライスは幾分明るく枠付けされ得る。高レ ベルの放射領域では、スライスはさらに明るく枠付けされ得る。最後に、実際に 腫瘍を含む領域では、スライスは最も明るく枠付けされ得る。本発明においては 、得られるホログラムは頭全体のぼんやりとした画像、より明るい脳領域、およ び現在照射されている（処置中にデータセットが取られる場合）かまたは照射さ れる予定の領域である最も明るい領域を生成する。 本発明の背景において有用なさらなる前処理技術は、スライスとスライスとの 総輝度レベルの差を軽減し、同じまたは全てのスライスに対して長時間露光する 必要性を軽減するために設定された、特定のデータ内のいくつかまたは全てのス ライスに対する集合体輝度レベルの操作を含む。この技術はここでしばしば、「 アステロイド(asteroids)」をあるデータスライスに付与してその輝度レベルを 強化することを言及する。 より詳細に詳しく下に説明されるように、完了したホログラムを構成する各ス ライスは、ホログラム処理中、望ましくは、ホログラム基板内の利用可能な感光 性元素の比例した部分(share)を消費する。本発明の１つの局面によると、これ は、各データスライスについて様々な処理パラメータを調和させることによって 達成され得る。様々な処理パラメータとは、例えば、ビーム比、特定のデータス ライスに対する集合体輝度レベル、および、特定のデータスライスがフィルム基 板に投射される露光時間などである。一般原理として、より明るいデータスライ スはあまり多くの露光時間を必要とせず、比較的暗いデータスライスは長い露光 時間を必要とする。暗いスライスの露光時間を減らすために、無作為または不規 則な輝点のパターンをデータスライスに、好ましくは考察の対象となっている画 像から離れたデータスライスのウィングに与えることによって、特定の暗いスラ イスに対する集合体輝度レベルは人工的に増強され得る。または、物体ビームレ ーザ光の一部は、例えば、追加的なビームスプリッタを使用することによってデ ータスライスを通過する前に分流され、制御可能にフィルムサービスに投射され 得る。所望であれば、分流されたビームは可変強度偏光子として通過され得る。 この偏光子は、白色点の無作為なパターンを有し、その強度は変調されて所望の 「アストロイド」ビーム強度を達成し得る。この点に関して、アステロイドは輝 点の小パターン、比較的分散した点の大パターン、またはそれらの組み合わせを 妥協(compromise)し得る。さらに、規則的な、反復型幾何学のエレメント（例え ば、四角形、三角形、長方形など）が使用され得る。 本発明のさらなる局面によ ると、上述の偏光子はアステロイドで構成されるポラロイドディスクを含み得る 。そのディスクは、アステロイド強度を変調するために回転させてもよい。さら に、アステロイドディスクにはシャッタが備え付けられており、人工的に高めら れた集合体輝度レベルを必要としないそれらのスライスに対してアステロイドビ ームを効果的に分流する。無作為白色点、またはアステロイドのこのパターンは 、スライスのグレースケール値を人工的に強化し、これにより、スライスに対す る露光時間が短縮される。所望であれば、アステロイドはその後、最終的な、完 了した合成ホログラムにおいて視界から遮断される。 データセットを準備する際の他の工程にはクロッピング(cropping)工程が含ま れ、これにより、考察に適切でない各データスライスまたは全体のデータスライ スの領域までもが簡単に排除される。必要なデータのクロッピングはまた、シャ ープで明瞭なホログラムの形成に貢献する。 より詳細には、乳剤体積内の各点は、特有の視点からホログラフィー画像全体 に対応する微細な縞パターンを提示する。言い替えれば、ホログラフィーフィル ムの左下の任意の点は、画像が特定の点から見られるに従ってホログラフィー画 像全体を符号化する干渉縞パターンを有する。フィルム中央近傍のホログラフィ ーフィルム上の他の任意の点は、画像がフィルムの中央から見られるときにホロ グラフィー画像全体を表す干渉縞パターンを有する。これら同じ現象はホログラ ムの全ての点についてあてはまる。適切なホログラフィー基板は、好ましくはプ ラスチック基板表面に付着するある量のホログラフィー感光乳剤、例えばトリア セテートを(triacetate)有する。乳剤は、典型的にはゼラチン状の乳剤に懸濁さ れた大量のハロゲン化銀結晶（粒子）を有する。乳剤が有限数の結晶を含有する ため、データスライス内の不必要なデータ（クロッピング）を排除することで、 各データスライスに対して変換された（露光された）すべてのハロゲン化銀粒子 は各スライスから関連するデータに対応する。各データスライスについて変換さ れるハロゲン化粒子の数を保存することによって、より多くの数のスライスがフ ィルムの特定の部分に記録され得る。カメラシステム データセットが適切に作製（例えば、枠付けおよび切り取り）されると、各デ ータスライスの個々のホログラムは単一の膜基板に重ねられマスターホログラム を生成する。好適な実施態様によれば、特定のデータスライスに対応する個々の ホログラムが生成され、一方、特定のスライスに対応するデータが膜基板とは異 なる距離で配置される。これについては後に詳述する。 図３〜図４に示すように、本発明のカメラシステム３００は、レーザ光源３０ ２、シャッター３０６、第１ミラー３０８、ビームスプリッタ装置３１０、第２ ミラー３１２、参照ビーム拡張器３１４、コリメータレンズ３１６、膜支持体３ １８、第３ミラー３２０、物体ビーム拡張器３２２、撮像装置３２８、投射光学 装置３２４、偏光子３２７が取り付けられた分散表面４７２を有する後部投射ス クリーン、およびトラック装置３３４を有する。これに関して、ディフューザー は例えばプラスチック、ガラス、フィルム等で形成されたいかなる好都合なディ フューザーでも構成され得る。さらに、ディフューザー４７２が自己偏光素子（ 例えばホログラフィー光学素子（ＨＯＥ））で構成される場合、偏光子３２７は ディフューザーが自己偏光である範囲において排除される。 撮像装置３２８、投 射光学装置３２４、および後部投射スクリーン３２６はトラック装置３３４に堅 固に取り付けられ、これにより、これら要素はトラック装置３３４が矢印Ｆによ って示されるラインに沿って軸方向に移動するとき一体に移動する。後に詳述す るように、トラック装置３３４は、ホログラムの主体を構成するデータスライス の相対位置を複製するように構成される。好適な実施態様では、トラック装置３ ３４の全行程は、例えば約６インチのデータセットを生成するのに用いられる特 定の走査方法の実際の行程を十分に包含する。 カメラ装置３００は、図示するように、周囲の振動から適切に隔離される堅固 なテーブル３０４に取り付けられる。特に、物体ビームと参照ビームとの相互作 用によって生成される干渉縞パターンは、そこで符号化された、ホログラムの被 写体である「物体」についての、位相および振幅情報を有する静止波面である。 物体ビーム、参照ビーム、およびホログラムが内部に記録されているフィルム間 の相対運動は、この静止干渉パターンを混乱させ、記録されたホログラムの著し い劣化を生み出す。従って、カメラ装置全体が外部振動から隔離されていること が重要である。 振動隔離を達成するために、テーブル３０４は、例えば、カリフォルニアのNe wport of Irvine社によって製造されるRSシリーズRS-512-18製品などの、硬質の 蜂の巣状最上部テーブルから適切に構成される。テーブル３０４は、例えばやは りNewport社によって製造されるStabilizer 1-2000のような、複数の（例えば４ つの）空気絶縁装置に適切に取り付けられる。 カメラ装置を空気的に外部振動から隔離する他の方法として、カメラ装置を構 成するさまざまな構成要素（例えばテーブル３０４）が、硬質な材料から構成さ れて、テーブル３０４に固定して取り付けられる。このような非常に硬質のシス テムは、外部的または内部的に与えられたある程度の振動に対しては弱いにも係 わらず、このような振動に応じて単一の硬質体として移動しやすく、システムの さまざまな部品間の相対運動を抑制しやすいように設計され得る。 装置に不可避的に悪影響を及ぼす低振幅振動を補償するために、「縞ロッキン グ(fringe locking)」として公知の技術が使用され得る。より詳細には、ホログ ラムが記録されているフィルムに表される縞パターンは拡大されて、１つ以上の フォトダイオードによって観察され得る（典型的な縞パターンは、暗いラインお よび明るいラインの交互になっている領域を表す）。フォトダイオードによって 検出される縞パターンのいかなる運動も補償するために、参照ビームまたは物体 ビームのいずれかの経路長が静止縞パターンを維持するために操作され得る。こ のために、適切な構成要素、例えば、物体ビームまたは参照ビームを向かわせる ための鏡の一つが圧電素子に取り付けられ得る。圧電素子は、圧電素子に印加さ れる圧力信号に従って所定の方向にわずかに移動するように構成される。フォト ダイオードの出力は、サーボループ(servo-loop)に印加され得る。サーボループ は、鏡が取り付けられている圧電素子に印加されるとき、迅速に経路長を訂正し て、フォトダイオードによって縞パターンの運動が検知されると、縞パターンの 運動を補償する。このようにして、カメラ装置を構成するさまざまな構成要素間 の小振幅相対運動は存在し得ないにもかかわらず、上述の方法で補償され得る。 レーザ源３０２は従来のレーザビーム発生器、例えば、発光帯域の幅を小さくす るためのエタロンを含むアルゴンイオンレーザ、好ましくはカリフォルニアのパ ロアルト(Palo Alto)にあるCoherent，Inc.によってより製造されるInnova 306- SFを有する。レーザ３０２は400〜750ナノメータ（ｎｍ）、好ましくは514.5ま たは532nmの範囲の波長を有する単色ビームを生成することは当業者には周知で ある。しかし、紫外線および赤外線領域の波長を含み、選択された写真材料が適 合するならばいかなる適切な波長を用いてもよいのは当業者には周知である。 あるいは、レーザ３０２は、５３２ｎｍの波長でレーザ光を適切に発光する、 固体ダイオードによる周波数２倍(frequency-doubled)のＹＡＧレーザを有し得 る。これらのレーザは純光の３〜６億ワットの範囲で発光し得、極めて効率的で あり、空気冷却され、また高い安定性を示す。 レーザ３０２はまた、参照ビームと物体ビームとが移動する全光路間の相違と 少なくとも同じ長さの、および好ましくはこの相違の少なくとも２倍の長さのコ ヒーレンス長を示すべきである。例示した実施態様では、参照ビームが移動する 名目の設計光路長は物体脳(brain)の光路長に等しい（約２９２センチメータ） 。しかし、特に設定の位置、用いられる特定の参照角度、および膜の大きさによ り、参照ビームおよび物体ビームのいくつかの成分は僅かに長いまたは短い光路 長を移動し得る。従って、レーザ３０２はこの相違が過度の場合、すなわち約２ メートルのコヒーレンス長を示す。 シャッター３０６は従来の電気機械シャッター、例えば、Vincent Associates of Rochester，New Yorkによって製造されるUniblitzモデル番号LCS4Zを有する 。好適な実施態様では、シャッター３０６は遠隔作動され得、これにより参照ビ ームおよび物体ビームは膜基板の露光の間にのみ生成され、それ以外のときには レーザ光をシステムから効果的に（例えばシャッター３０６を介して）分岐させ る。パルスレーザ源が用いられる場合はシャッターを用いる必要はないことは当 業者には周知である。さらに、複数のシャッター、例えば、参照ビームを選択的 に制御するシャッターと物体ビームを個別に制御する別のシャッターを組み込ん で、各ビームを個別に制御し得ること、例えば、参照ビームおよび物体ビームの 各強度を膜表面で個別に測定および／または較正し得ることが望ましい。 カメラ装置３００に用いられる様々なミラー（例えば、第１ミラー３０８、第 ２ミラー３１２、第３ミラー３２０など）は、従来の前面ミラー、例えば、パイ レックス基板にコートされた誘電性ミラー、例えば、Newportによって製造され るストックミラー10D20BD.1を有する。 約1.5ミリメータのビーム直径を有する典型的なレーザに対しては、ミラー３０ ８は直径が約１インチの表面を有する。第１ミラー３０８は光源ビーム４０２を ビームスプリッタ装置３１０に向けるように構成される。例示した実施態様では 、第１ミラー３０８はビーム４０２の方向を９０度だけ偏光する。しかし、カメ ラ装置３００を構成する様々な光学要素の相対位置および様々なビームが移動す る特定の光路はほとんど、これら利用可能な構成要素の物理的な大きさの関数で ある。作動する前提として、参照ビームおよび物体ビームは同じレーザ源から発 光 して、膜支持体３１８の表面で参照ビームと物体ビームとの間に正しい相互関係 が確実に得られること、およびビームスプリッタ３１０から膜３１９まで参照ビ ームが移動する光路がビームスプリッタ３１０から膜３１９まで物体ビームが移 動する光路にほぼ等しいことが望ましい。 図４に示すように、ビームスプリッタ装置３１０は、好ましくは、可変波長板 (wave plate)４０４、各固定波長板４０８および４１２、各ビーム分割キューブ ４０６および４１４、ならびにミラー４１６を有する。全体的なレベルでは、ビ ームスプリッタ装置３１０は光源ビーム４０２を物体ビーム４１０と参照ビーム ４１８とに分離するように機能する。さらに、図３に示すように、ビームスプリ ッタ装置３１０はまた撮像装置３２８および偏光子３２７と協動し、これにより 、参照ビームと物体ビームとが膜支持体３１８に取り付けられた例示的な膜基板 ３１９に接触するとき、これらが同じ偏光状態で純粋に、すなわち後に詳述する ように、実質的にＳまたはＰ偏光されることが確実となる。参照ビームと物体ビ ームとが同じ偏光状態で純粋に偏光されるのを確実にすることによって、シャー プで低ノイズの干渉縞パターンが形成され得る。 さらに図４に示すように、レーザ源３０２によって発生されるビーム４０２は 比較的純粋な偏光状態で、例えばＳ偏光された光として、ビームスプリッタ装置 ３１０に入る。本発明においては、Ｓ偏光された光とは、垂直平面で発振する電 界により偏光される光を意味し、Ｐ偏光された光とは、平行平面で方向付けられ る電界を有する光を意味する。次にビーム４０２は、ビームをビーム４０３に変 換する可変波長板４０４を通過する。ビーム４０３は、ＳおよびＰ偏光成分の混 合物を有するものとして便宜上定義される。次にビーム４０３はビーム分割キュ ーブ４０６に入る。ビーム分割キューブはビーム４０３をビーム４０３のＰ偏光 成分を含む第１ビーム４０５とビーム４０３のＳ偏光成分を含む第２ビーム４０ ７とに分割するように適切に構成される。ビーム分割キューブ４０６は広域帯ビ ームスプリッタ、例えば、Newportによって製造される広域帯偏光ビームスプリ ッタ、部品番号05FC16PB.3を有する。ビーム分割キューブ４０６は、理想的には 、ビーム４０３のＰ偏光成分のすべて（およびこの成分のみ）を通し、４０３の Ｓ偏光成分のすべて（およびこの成分のみ）をそらすように構成されるが、この よ うなキューブは一般には不完全なビームスプリッタであり、ビームスプリッタ表 面の反射による小さな損失は無視する。詳しくは、このようなキューブは典型的 には約1000対１の消光比を示し、これにより、ビーム４０３のＳ偏光成分の約99 .9％はビーム４０７へとそらされ、またビーム４０３のＰ偏光成分の約９０％は キューブ４０６を通る。従って、ビーム４０７はビーム４０３のＳ偏光成分の99 .9％とビーム４０３のＰ偏光成分の約１０％とを含む。同様に、ビーム４０５は ビーム４０３のＰ偏光成分の９０％とビーム４０３のＳ偏光成分の約０．１％と を含む。 波長板４０４、４０８、および４１２は使用するレーザ波長のための半波長板 、例えば、Newportによって製造される部品番号05RP02を有する。波長板４０４ は、Ｓ偏光ビーム４０２を所定の比率のＳおよびＰ偏光成分に変換するように構 成される。好適な実施態様では、可変波長板４０４はＬＣＤ層を有し、この層は ＬＣＤ層の電圧レベルに従って入力ビームの偏光を行う。適切な波長板４０４は Newportから市販されるLiquid-Crystal Light Control System 932-VISを有し得 る。従って、波長板４０４はＳ偏光ビーム４０２をＳおよびＰ偏光の混合物に印 加電圧の関数として分割する。波長板４０４の電圧を操作することによって、オ ペレータは参照ビームの強度対物体ビームの強度の比率（ビーム比）を制御する 。好適な実施態様では、膜３１９の平面で測定されたこの比率はほぼ１に等しい 。 いかなる場合でも、波長板４０４に印加される電圧に関係なく、ビーム４０５ はほとんど完全に純粋にＰ偏光される。ビーム４０７は理想的には純粋にＳ偏光 されるが、波長板４０４に印加される電圧により、実質的にＰ偏光された成分を 含む。 さらに図４に示すように、次にビーム４０５は波長板４０８を通って移動し、 純粋なＰ偏光ビーム４０５を純粋なＳ偏光物体ビーム４１０に変換する。ビーム ４０７は波長板４１２を通り、実質的にＳ偏光ビームを実質的にＰ偏光ビーム４ ０９に変換する。Ｐ偏光ビームはこの後分割キューブ４１４を通って異質のＳ成 分を排除する。特に、ビーム４０９の残りのＳ成分の99.9％はビーム４１５とし てキューブ４１４からそらされシステムから分岐される。本発明においては、シ ステムから分岐されるかまたはこれから排除されるビームはすべて、ビームの強 度および質をモニタするために都合よく用いられ得る。 ビーム４０９の大半を占めるＰ成分はキューブ４１４を通って各ミラー４１６ および３１２によって反射され、この結果、実質的に純粋なＰ偏光参照ビーム４ １８が得られる。後に詳述するように、光源ビーム４０２を上記の方法で物体ビ ーム４１０と参照ビーム４１８とに分割することによって、物体ビームと参照ビ ームの両方は極めて純粋な偏光、例えば、約数千分の１の不純度を示す。さらに 、ビーム比に関係なく高い偏光純度が得られ、これは可変波長板４０４に印加さ れる電圧を制御することによって都合よくおよび正確に制御される。 図３および図４にさらに示すように、ビーム４１８はミラー３１２から反射さ れビーム拡張器３１４に入る。ビーム拡張器３１４は好ましくは従来のポジティ ブレンズ４２１と極小の開口部４２０とを有する。ビーム拡張器３１４に入ると きのビーム４１８の直径は約１．５ミリメータ（レーザ３０２から放出されたと きと本質的に同じ直径）である。正のレンズ４２１はビーム４１８を可能な限り 小さい焦点に集光させるように構成される。適切な正のレンズはNewportによっ て製造される顕微鏡の対物レンズM-20Xを有し得る。開口部４２０はピンホール 開口部、例えば、Newportによって製造されるPH-15開口部を有する。基本横電磁 モード（ＴＥＭ００）で純粋な光を発光する良質のレーザにとっては、レンズ４ ２１のような良質のレンズは、典型的には、ビーム４１８を直径約１０から１５ ミクロンに集光させ得る。焦点では、ビームは次に、直径約１５ミクロンの小さ なピンホールを有する開口部４２０を通る。この方法でビームを集光させること によりビームのフーリエ変換が行われる。 図５Ａ〜図５Ｄを参照して詳しく述べれば、小径のレーザビームによって典型 的に示される伝播のＴＥＭ００モードはビームの伝播方向を横断するガウス分布 に従う。図５Ａに特に示すように、これは、ビーム４１８のビームの強度（Ｉ） がビームの断面にわたってガウス分布を示すことを意味する。１ミリメートルの 名目直径を有するガウスビームにとっては、極めて低い強度の少量のビームが１ ミリメートルの領域を超えて広がる。 図５Ｂに示すように、図５Ａに示す理想的な状態のさらに正確な表示は実質的 にガウス分布を示すが、ミラーから反射され偏光されなどするときビームに必然 的に与えられるランダムな高周波ノイズを含む。図５Ｂは図５Ａの理論的なガウ ス分布と同じ基本的なガウス特性を示すが、ビーム形成リプルにランダムな高周 波ノイズをさらに含む。 ノイズを含むガウスのフーリエ変換は同じ基本的なガウス特性を生成するが、 図５Ｃに示すように、高周波ノイズ成分がウィング(wing)にシフトすることが知 られている。ビームのフーリエ変換が、ビーム拡張器３１４の開口部４２０など の開口部を通過するとき、高周波ウィングがクリップされ、この結果、図５Ｄの 極端にクリーンでノイズのないガウス分布が得られる。文字通りに、ビームを集 光してポイント光源に近づけ、次に開口部に通すことにより、高周波ノイズをビ ームの外部束縛にシフトさせノイズをクリップ(clipped)する効果を有する。 従って、ビーム拡張器３１４は、実質的にノイズのないガウス分布の発散参照 ビーム４２３を生成する。 本発明の好ましい実施態様においては、レンズ421および開口部420は、たとえ ば、Newportにより製造されている空間フィルターモデル900のような、単一の一 体型光学部品を有することが適切である。ビーム拡張器装置314は、レンズ421と 開口部420との間隔を、たとえば約５ミリのオーダーで正確に制御し得るように ネジ山を有し、さらに、レンズ421の焦点に対する開口部の水平および垂直方向 の位置を制御するために２組の直行するネジを都合よく有している。 さらに図３を参照すると、ミラー312は、所定の角度でビーム423をフィルム31 9に照射するように適切に配置され、この所定の角度は、フィルム319を構成する 物質のブルースター(Brewster's)角に近似である。ブルースター角は、ビームが 入射する物質（ここではフィルム319）の屈折率のアークタンジェントとして定 義されることは、当業者には理解されるであろう。このようなフィルムの一般的 な屈折率は、約1.5±0.1の範囲である。従って、本発明の好ましい実施態様によ ると、ミラー312は、ビーム423が約56度（アークタンジェント15=56度）のブル ースター角でフィルム319に入射するように配置される。面にブルースター角で 入射したＰ偏光ビームは、その面で最小の反射しかせず、参照ビーム423のフィ ルム319への屈折が最大となって、物体ビームとの干渉が最大になり、そうでな ければ最終的に誤った方向からフィルムに入射することになり得る後方反射光を 最小に抑えるということも、当業者には理解されるであろう。 次に、図４および６〜７を参照すると、物体ビーム410は、ミラー320で反射さ れて、図４を参照して上述したビーム拡張器314と同様の構造および機能を持つ ビーム拡張器322の方に照射される。実質的にノイズのない、ガウス分布型発散 物体ビーム411が、ビーム拡張器322から出射され、コリメートレンズ434により 平行化され、約５センチの直径を有するコリメート物体ビーム436となる。コリ メートレンズ434は、Newportにより製造されている両凸光学ガラスレンズKBX148 を適切に有している。コリメート物体ビーム436は、撮像装置328に与えられる。 図７および８を参照すると、撮像装置328は、陰極線管（ＣＲＴ）444と、ライ トバルブ442と、波長板463と、偏光ビーム分割キューブ438とを適切に有してい る。好ましい実施態様においては、ビーム分割キューブ438は約５センチ平方（ ２インチ平方）の立方体である。下記に詳述するように、撮像装置328の動作に よりデータスライスからのデータを組み込んだＰ偏光ビームからなるビーム460 が、撮像装置328から出射し、投射光学装置324に与えられる。 上記のように、ホログラムの３次元対象に対応する、複数の２次元画像からな るデータ集合が、マスターホログラムの作成に使用するため準備される。このデ ータ集合は、従来の多目的コンピュータ（図示せず）の電子データファイルにも 保存し得る。このコンピュータは、データスライスが撮像装置328内において順 番に伝送されるように、ＣＲＴ444にインターフェースする。 より詳細には、第一データスライスが、ＣＲＴ444によりライトバルブ442に投 射される。下記に詳述するように、このデータスライスに対応する画像がフィル ム319に付与される。フィルム319がそのデータスライスに伴う縞パターンを捉え る（記録する）のに十分な所定の時間の間、参照ビームおよび物体ビームがフィ ルム319に照射され、そのデータスライスのホログラムが乳剤含有フィルム319内 で形成される。その後、トラック装置334が軸に沿って移動し、データスライス 間の間隔に応じて、次のデータスライスがフィルム319上に投射され、この次の データスライスに対応する次のホログラムがフィルム319に重ねられる。この工 程は、フィルム319に重ねられたホログラムの数が、作成しようとするマスター ホログラムの対象材料である特定量のデータセット16からなるデータスライス14 の数に一致するまで、各データスライスについて連続して繰り返される。 さらに詳細には、図７および８を参照すると、ＣＲＴ444は、たとえばCarlsba d，CaliforniaのHughes Aircraft Companyによって製造されている41397T1など の従来の光ファイバーフェースプレートＣＲＴで適切に構成する。ＣＲＴ444は 、特定のデータスライスに対応する画像を、ライトバルブ442の左側に投射する ように配置される（図７）。 好ましい実施態様においては、ライトバルブ442は、Carlsbad，CaliforniaのH ughes Aircraft Companyによって製造されている液晶ライトバルブH4160である 。具体的に図８を参照して説明すると、ライトバルブ442は、好ましくは、光電 陰極454と、鏡面を図８の右側に向けたミラー450と、液晶層452とを有している 。液晶層452は、液晶の局在電圧レベルの関数として、通過する光の偏光を変化 させる、薄い板状の液晶を含有している。 光電陰極454は、入射光の関数として局在電圧レベルを示す、薄い板状の光起 電力物質を含有している。特定のデータスライス14に対応する画像が、ＣＲＴ44 4によって光電陰極454に付与されると、付与された画像ビームの断面における光 分布に直接対応して、光電陰極454の表面に局在光起電位が形成される。特に、 ＣＲＴ444によって生成された、データスライスに対応するビームは、一般に、 暗い背景上に、骨や柔軟組織などに相当する光領域を有している。暗い背景領域 は、予想されるように、グレースケール値が低く、より明るいデータスライスの 領域は、相応してグレースケール値が高い。投射画像に対応する電荷分布が、光 電陰極454の表面に形成される。 特定のデータスライス14に組み込まれたデータの局所的な明るさの変化に対応 した、光電陰極454上の非均一な静的電荷分布は、ミラー450を通り、液晶層452 の表面上に、対応する局在電圧レベルを形成する。このような液晶層452上の局 在電圧レベルは、局所の電圧レベルに比例してその部分の液晶を回転させ、この 光が液晶層452を通りミラー450によって反射されるに従って、キューブ438から 鏡面450に向けられた純粋Ｓ偏光を、それに伴うＰ成分を有する偏光の局在領域 に変化させる。出射光460は、（その断面に）液晶層452内の電圧分布に応じた、 従って、その時に処理しているデータスライス14に対応する画像に応じた、Ｐ偏 光の分布を有する。 ビーム436を構成するＳ偏光の実質的にすべて（つまり99.9％）が、キューブ4 38によって液晶層452に向けられる。このＳ偏光は、上記のように、液晶層452の 表面の電圧分布に応じて、液晶層452によってＰ偏光に変換される。このＰ偏光 はミラー450の鏡面によってキューブ438に戻るように反射され、そしてＰ偏光は たやすくキューブ438を通過して投射光学装置324に入射する。 ミラー450の鏡面に反射されたビームのＳ成分は、ビーム分割キューブ438によ って90度の方向に照射される。このＳ偏光の迷光がシステム中央に再入すること を防ぐため、キューブ438をわずかに傾斜させて、このＳ偏光を有効にシステム からそらすことができる。 こうして得られたビーム460は、その時点でＣＲＴ444によってライトバルブ44 2に投射されているデータスライスに組み込まれたデータに直接対応する、Ｐ偏 光分布をその断面に有している。キューブ438の消光比が高いため、ビーム460は 実質的にＳ偏光を有していない。また、キューブ438によってライトバルブ442に 反射されない、ビーム436を構成する少量のＳ偏光（つまり、ビーム440）は、シ ステムから巧妙にそらし得ることに留意されたい。 ビーム分割キューブ438は、図４に基づいて説明したビーム分割キューブ406お よび414と同様の構造および機能を有しており、好ましくは、たとえば、Albuque rque，New MexcoのCVI Laser Corporateによって製造されているPBS-5145-200な どの、大きな広帯域偏光ビーム分割器からなる。好ましい実施態様においては、 ビーム分割キューブ438は、少なくとも、ＣＲＴ444によってライトバルブ442に 投射される画像と同じ、つまり２インチの断面を有する。これは、レーザー302 からの拡大されていないビーム402の直径に匹敵する、より小さな断面、つまり1 .5インチの断面を持ち得ることか有利なビーム分割キューブ406および414とは対 照的である。 本発明の関連においては、システムから除去される、排除される、または逸ら されるなど様々に表現される光は、あらゆる数の、適切な方法によって処理され 得る。たとえば、そのような光は、ブラックボックス内に向けたり、あるいは黒 い、好ましくは織物の表面上に向けたりし得る。光を逸らす正確な方法、または その光を逸らす特定の位置は、ほとんどが便宜上の問題である。重要なのは、（ 本明細書に述べる理由により）システムから除去される光が、ホログラムのフィ ルム面に入射することを防ぐことであり、さらに、レーザーの妨害や、レーザー の破損さえをも招き得る、そのような光のレーザー源への再侵入を防ぐことであ る。 投射光学328は、ライトバルブ442を有するように図示されているが、本発明の 関連においては、データスライスに対応する画像を物体ビームに効果的に統合す るいかなる適切なメカニズムも同等の働きをし得る。実際、ビーム光460は、キ ューブ438から出射した後には、その時点で処理されているデータスライス14の データの分布に応じて強度の変化する非均一なＰ偏光の分布を有しているだけで ある。ビーム460の断面は、インスタントデータスライスの写真スライドを通過 したＰ偏光の仮想ビームと実質的に同一である。 さらに、データをライトバルブ442に投射するために、ＣＲＴ444に加えて、ま たはデータを物体ビームに投射するための投射光学装置の代わりに、いかなる適 切なメカニズムも採用し得る。たとえば、反射ＬＣＤ、透過ＬＣＤまたは透過反 射(transflective)ＬＣＤを採用し得、そのパネルに画素ごとに選択的にエネル ギーを付与して、それぞれの特定のデータスライスに対応するデータを複製し得 る。 あるいは、たとえばレーザービームなどの適切なビームを、ライトバルブ442 の裏面上で適切にラスター走査し、各データスライスに対応するデータを複製し 得る。 ＣＲＴ444は図７ではライトバルブ442に隣接するように示されているが、さら に他の実施態様においては、ＣＲＴ444がライトバルブ442から離れるように投射 装置を配置することが望ましい。ＣＲＴ444の直径がライトバルブ442の直径より 大きく、ＣＲＴ444によって投射される画像を、たとえば両者の間に配置した適 切なレンズを用いるなどして、ライトバルブ442の裏面に投射することが望まし い場合に、この二つを離して配置することが望ましい。さらに、干渉レンズを用 いるか否かにかかわりなく、また、この両者を離す距離の大小にかかわりなく、 ライトバルブ442とＣＲＴ444との間に光ファイバー結合を用いることが望ましい こともある。 さらに、投射光学328全体を、物体ビーム路に適切に配置した適切な空間光変 調器（ＳＬＭ：図示せず）に置き換え得る。このようにすると、物体ビームを構 成するレーザー光がＳＬＭを通過し、特定の画像に対応する情報を物体ビームに 与える。使用するＳＬＭの種類に応じて、ＳＬＭとフィルムホルダー319との間 に必要に応じてディフューザーを設けて、または設けずに、このような構成を採 用し得る。 さらに図７および８を参照すると、波長板463は、ライトバルブ442とビーム分 割キューブ438との間に適切に介設される。波長板463は、ライトバルブ442が本 来的に生成する、ある種の好ましくない偏光を補正する役割を果たす。 さらに詳しくは、ライトバルブ442は、液晶層452の局所電圧分布に応じて、液 晶層452を通過した光を偏光する。つまり、印加された電圧がたとえば楕円に液 晶を回転させるが、この回転の量は局在電圧レベルに比例する。すなわち、非常 に高い電圧では液晶の回転が大きくなり、回転した液晶を通過する光の偏光が高 い度合いで変化させられる。他方、非常に低い電圧では、相応して液晶の回転が 小さく、それに相応して偏光のレベルの変化も小さくなる。しかし、電圧印加の ない時にもわずかな液晶の回転（プレティルト）が存在することが観察されてい る。従って、電圧の印加されていない液晶層452の局所領域においても、液晶層4 52を通過するＳ偏光の約１パーセントが、Ｐ偏光に変換される。この非常に小さ な疑似偏光は、たいていの場合にはライトバルブ442の性能を劣化させることは 一般にないが、本発明の関連においては問題となり得る。たとえば、純粋Ｓ偏光 の１パーセントが、偶然ににＰ偏光に変換された場合、得られるホログラムのコ ントラスト比が実質的に制限され得る。 波長板463は、たとえば、通過する光に所定の偏光を与えることによって、上 記の残留偏光を補償するように配置されており、この所定の偏光は、電圧印加の ない状態で液晶層452によって誘発される偏光の量を正確に相殺するように計算 される。この望ましくない偏光を排除することによって、得られるホログラムの 有効コントラスト比は、様々な工程パラメーターで行われる制御の度合い、およ びカメラ装置300を含有する装置の本来の性能によってのみ制限される。 ＳＬＭ出力ビームは、その後いかなる場合においても分裂(disrupt)され再偏 光される。 ここで図６Ｂを参照しながら、図６Ａに示されるカメラ装置の他の実施態様を 説明する。特に、入射ビーム４１０はビーム拡張器３２２およびコリメートレン ズ４３４を通過する。次にコリメートビーム４３６は液晶装置（ＬＣＤ）ＳＬＭ １３０２を通過し、ここでデータスライスに対応する画像がコリメートビーム内 に配置される。 図６Ｂに示される他の実施態様によると、ＬＣＤ１３０２は、伝送される画素 化されたＬＣＤ、例えば、６４０ｘ４８０画素スクリーンを適切に有する。伝送 ＬＣＤ１３０２は、典型的にはそこを通過する光に対して「プレチルト(pretilt ed)」しており、また波長板１３０８を介して入射ビーム４１０を通過させプレ チルを補償することか望ましい場合もあり得る。 ＬＣＤ１３０２からの出力は、ＬＣＤ１３０２によって表示される特定のデー タスライスに具体的に表されるデータに対応する偏光の度合いの局部的な変動を 有するコリメート物体ビームを有する。このように、例えば、適切な出力偏光子 （アナライザー）１３０４を使用して、ビーム内の偏光の変動を強度の変動に好 都合に変換し得る。高品質な偏光子は非常に高価であるため、偏光／強度変換は 、投射レンズ４６２の下流にある物体ビーム内に配置されるより小さなトランス デューサ１３０６を使用することによって適切に行われ得る（ここで、ビームは より小さい断面を有する） 。 市販の液晶表示装置（ＬＣＤ）ＳＬＭは、典型的には偏光されていない光とと もに使用されるように設計されている。従って、従来のＳＬＭは一般に入力偏光 子を有し、偏光されていない入力光がＳＬＭ内で変調される前に所望の偏光状態 に変換されるようにする。さらに、市販のＳＬＭは典型的には各画素において偏 光を回転させ、偏光の変動を対応する強度の変動に変換するように構成された出 力偏光子（トランスデューサ）を有する。高品質の偏光子は光を吸収し、典型的 には非常に高価であるため、本発明の背景においては、入力偏光子および出力偏 光子の内１つまたは両方を有しないＳＬＭを使用することが有利となり得る。実 際、ここで説明する好適な実施態様によりＳＬＭに入射する光は、典型的にはい かなる場合も純粋に偏光するため、ＳＬＭには別個の入力偏光子は不必要である 。さらに、ここで説明する好適な実施態様の背景において、ＳＬＭの出力はしば しば、例えば、出力ビームの偏光状態を分裂し得る拡散スクリーンなどにこの出 力を付与することによって操作され得る。この場合、分裂されたビームはその後 必要に応じて再偏光される。このような事情で、ＳＬＭ出力ビームの偏光状態は その後いかなる場合も分裂され再偏光されるため、ＳＬＭから出力されるときに ビームは偏光子を通過する必要がない。 入力および出力偏光子の内の１つまたは両方をＳＬＭから排除することによっ て、２つのレベルの効果が達成される。 （１）入力／出力偏光子における不必要な光吸収が排除される範囲でレーザ光 が保存される。 （２）不必要なハードウエア構成要素が排除されるため、アセンブリ費用が削 減される。 図６および７を参照すると、投射光学装置324は、投射レンズ462と、ミラー46 4と、開口部466とを適切に有する。レンズ462は、好ましくは、ライトバルブ442 および後部投射スクリーン326に用いられる特定の画像サイズに最適化された末 端中心(telocentric)の投射レンズからなる。レンズ462は、収束ビームがミラー 464に入射した後で焦点に収束するまで、コリメートビーム460を収束させ、その 後、この収束ビームは発散ビーム470となり、その時点で処理されているデータ スライス14に対応するデータを投射スクリーン326およびフィルム319の上に効果 的に画像形成する。ビーム470は、ほぼ焦点に達する地点で開口部466を通過する 。開口部466は、好ましくは、Newportによって製造されているアイリス絞りID-0 .5でなる。しかし、開口部466は、ビーム470が開口部466を通過する地点におい て、ビーム470の直径よりも実質的に大きいことに留意されたい。これは、ビー ムから高周波成分を除去する役割を果たす、ビーム拡張器314および322に設けら れたピンホール開口部とは対照的である。ビーム460および470に含まれる高周波 成分は、形成しようとするホログラム対象であるデータに対応し得るため、本発 明では重要である。開口部466は、散乱光、および、開口部がなければ、誤った 方向に向けられるビーム470に伴った光、または、投射スクリーン326に映ってし まう 光、およびデータスライス14のデータに対応する情報に関係のない光を、捉えて 逸らすのみである。 さらに続けて図３、図４、および図６を参照すると、ビーム470は、焦点のあ った画像を後部投射スクリーン326に映すために投射される。スクリーン326は、 幅が14インチのオーダーで、高さが12インチであり、好ましくは、たとえば、0. 5インチの厚さのガラス板472である、硬質の透明基板の一方の面に付着させた、 薄い平坦な拡散物質からなる。ディフューザー472は、たとえば、Torrance，Cal iforniaのStewart Filmscreen Corporationによって製造されているLumiglas-13 0などの拡散物質から製造される。ディフューザー472は、ビーム470内の各点が フィルム319の表面領域全体にわたって可視となるように、ビーム470を拡散する 。たとえば、ビーム470の例示点Ｙは、点Ｙにおける物体ビームが、フィルム319 上で円錐Ｙで示される円錐形の広がりとなるように、ディフューザー472によっ て拡散される。同様に、ディフューザー472上の任意の点Ｘは、フィルム319上で 拡散された円錐形の広がりとなる。画像がディフューザー472を通過するにつれ て、この現象は投射された画像のすべての点について成立する。その結果、フィ ルム319上の各点は、ディフューザー472上の各点についての振幅および位相を符 号化する縞パターンを表すことになる。 拡散を行うディフューザー472上の各点からの光が、フィルム319の全表面に拡 散されるため、投射される画像がディフューザー472に現れるにつれて、フィル ム319上の各点が投射された画像のあらゆる点を「見る」ことになる。しかし、 フィルム319の各点は、画像がディフューザー472に現れるにつれて、必ず、わず かに異なる遠近法によって画像全体を見ることになる。たとえば、フィルム319 上の任意の点Ｚは、ディフューザー472上のあらゆる点を「見る」。さらに、フ ィルム319上の任意の点Ｗも、点Ｚとは非常に異なった遠近法によってではある が、ディフューザー472上のあらゆる点を「見る」。このように、ディフューザ ー472および偏光子327から出射した後、物体ビーム473に伴う拡散画像は、フィ ルム319に付与される。 現在公知の拡散スクリーンは、典型的には、光を散乱させる凹凸または粒子を 有するプラスチック、ガラスなどのシートを有する。このようなディフューザー は簡素な粒子散乱物理学によって抑制され、無作為な散乱範囲および方向につい てほとんど制御が行われないようにする。 拡散スクリーンの効果を高めるため、拡散スクリーン４７２はホログラフィー 光学素子（ＨＯＥ）を備えても良い。 より詳細には、ホログラムは制御されたディフューザーとして考えられ得、入 射する均一な参照ビームをいかなる所望のパターン内にも拡散する。このパター ンはいかなる所望の複雑度でもあり得る。 ＨＯＥディフューザーは、拡散レーザ光をホログラフィーフィルム基板に付与 することによって都合よく構成され得る。実際、非常に高品質の従来のプラスチ ック拡散スクリーンは、それ自体は非常に非効率的であるが、ホログラフィーフ ィルムに拡散パターンを投射するために使用され得る。すなわち、ＨＯＥを形成 するために使用される物体ビームは単に、高品質の従来のディフューザーの出力 を含む。この拡散レーザ光のホログラムを記録することによって、非常に効率的 なホログラフィー拡散スクリーンが形成され得る。ホログラムであるＨＯＥディ フューザーは高い効率のディフューザーを有し、従来のプラスチックディフュー ザーに固有の制限、特に、従来のディフューザーに見られる所望でない散乱、吸 収、および、再偏光特性を受けることがない。 偏光子327は、拡散を行うディフューザー472の表面に都合よく設置されている 。拡散を行うディフューザー472に入射する光（ビーム470）は、実質的にはＰ偏 光されているが、ディフューザー472は、その性質により、通過する光を散乱さ せて、一般にその光の一部を減偏光する。たとえば、薄い板状の偏光シートであ る偏光子327は、光を再偏光して、その光がフィルム319に達する時には実質的に 純粋Ｐ偏光状態になっているようにする。ディフューザー472によって不適切に 偏光された光が吸収されるように、偏光子327はディフューザー472の後に配置さ れていることに留意されたい。これによって、実質的にＰ偏光された物体ビーム の大半が、フィルム319において参照ビームと確実に干渉し、各ホログラムのコ ントラストをさらに向上させる。 さらに続けて図６Ａを参照すると、ディフューザー472は、あるいは、公知の 方法によって構成されたホログラフィー光学素子からなり得る。さらに別の実施 態様においては、もう１つのレンズ（図示せず）に、たとえばディフューザー47 2と撮像装置328との間に、隣接させて配置し得る。適切なレンズを使用すること によって、ディフューザー472から出射する実質的にすべての光を、ディフュー ザー472から実質的に垂直に出射させることができる。 簡 単に図６Ｂを再び参照すると、当業者であれば、液晶表示装置は典型的には軸内コントラストが良好であり、 液晶表示装置が見られる軸から離れるにつれて コントラストはだんだん低下することを理解するであろう。本発明の背景におい て、合成ホログラムが上下左右すべての非常に広い角度から高いコントラストを 示すことが非常に望ましい。このようにして、医療データの詳細な分析が、あら ゆる方向において実質的に軸外れの広い角度から視差を有して観察され得る。実 際、本質的にすべての方向からの３０度〜４０度までの軸外れおよびそれ以上の 視角には、高いコントラストが望ましい。 本発明の他の実施態様によると、高い軸外れコントラストは、ＬＣＤを使用し 連続的に各データスライスをフィルムに投射することによって、フィルム表面に おいて達成され得る。 しかしながら、典型的なＬＣＤによる軸外れコントラストは良好でないため、 ＬＣＤのすぐ後ろ、すなわち、ＬＣＤとフィルム基板との間のＬＣＤ下流表面に ディフューザーを配置することもまた望ましい。このようにして、ＬＣＤの高コ ントラスト軸内出力がディフューザーによって散乱（拡散）し、拡散された画像 がフィルムに投射される。ディフューザー４７２からフィルム３１９に伝搬する 合成物体波前部がフィルム内で、すなわち静止干渉パターン形状で符号化される 方法は、ホログラフィー再生の本質である。当業者であれば、フィルム内で符号 化される干渉（縞）パターンは、物体ビームおよび参照ビームの間の建設的およ び破壊的相互作用の結果であることが理解されるであろう。この場合、物体ビー ムおよび参照ビームが同じ波長の光を構成することが重要である。異なる波長の ２つの光ビームは相互作用し得るにもかかわらず、相互作用は特定の面または小 体積（例えば、記録フィルムの「面」）内において一定ではない。逆に、相互作 用は２つの波長の経時変化関数である。 本発明による、物体ビームと参照ビームとの間の静的な（経時変化のない）相 互作用は、参照ビームおよび物体ビームの光源の単色性（すなわち、適切なコヒ ーレント長を有する、単色レーザー源302）に起因する。さらに、最大の相互作 用は同一の偏光状態にあるビーム光の間に起こることも、当業者には理解しえる であろう。従って、物体ビームと参照ビームとの間の最大相互作用は、それぞれ のビームを、確実に、フィルム319の表面で、同一の偏光状態で純粋偏光するこ とによって得られ得る。図６Ａに示した構成で配置されているフィルムについて は、本発明の発明者はＰ偏光が最良の縞パターンを形成することを見いだした。 従って、物体ビーム470と参照ビーム423との間の相互作用を助長するために、ビ ーム47がディフューザー472の表面に付着された偏光スクリーン327を通過する。 純粋Ｐ偏光参照ビーム423は、コリメートレンズ316を通って、フィルム319に 入射する前に平行化される。参照ビームと物体ビームとの両方が同一のレーザー 302から照射されるため、さらに、レーザーからフィルム319までそれぞれのビー ムが伝搬される経路が異なっているのに比して、レーザー302のコヒーレント長 が比較的長いことを考慮して、フィルム319に入射する参照ビームと物体ビーム とは、互いに可干渉性であり、単色（たとえば514.5 nm）であり、高度に純粋Ｐ 偏光されており、従って、非常に相関依存している。加えて、参照ビーム423は 、高オーダ(highly orderd)のビームであり、本質的のノイズがなく平行ビーム である。一方、物体ビーム470は、その時点で処理されているデータスライスか らのデータを取り込んだ複雑な波面である。これらの２つの波が、乳剤含有フィ ルム319内で大規模な相互作用を起こし、静的な静止波形パターンを作り出す。 この静止波形パターンは、構築および破壊干渉の度合いが高い。特に、乳剤内の あらゆる特定の地点におけるエネルギーレベルＥは、以下のように表し得る： Ｅ ［Ａｏ Ｃｏｓβｏ ＋ Ａγ Ｃｏｓβγ］² ここで、ＡｏおよびＡγは、それぞれ、特定の点における物体ビームおよび参照 ビームのピーク振幅を表し、βｏおよびβγは、同じ点における物体ビームおよ び参照ビームの位相を表す。位相のコサインは、いかなる点においても、正であ るのと同様の確率で負であるため、エネルギー値Ｅはいかなる点においても０か ら４Ａ²（単一ビーム比においてＡｏ＝Ａγ）の範囲にあることに留意されたい 。この構築および破壊波干渉によって、精細な縞パターンが形成される。 データスライスのそれぞれについて、そのデータスライスに相応したハロゲン 化銀粒子の一部を変換するのに十分な所定の露光時間の間、フィルム319は静止 波パターンで露光される。 フィルム319を特定のデータスライスに対応する干渉パターンで露光した後、 トラック装置334を、データスライス間の距離に比例した所定量だけ前方に（あ るいは後方に）移動させる。たとえば、実物大のホログラムをＣＴデータから生 成しようとする場合には、この距離は、データスライスを生成した時に対象（た とえば患者）が伝送された距離に正確に合致することが適切である。実物よりも 大きなもしくは小さなホログラムを生成しようとする場合には、この距離は場合 に応じて変えられる。 本発明の好ましい実施態様によると、フィルム319は、たとえばAGFA Inc.によ って製造されているフィルムNo．8E 56HDのようなHOLOTEST（商標名）ホログラ フィーフィルムからなることが適切である。このフィルムは、プラスチック基板 の表面上に調製されたゼラチン状の乳剤からなることが適切である。典型的なフ ィルムは0.007インチのオーダーの厚さを有し得、乳剤層は一般に約６ミクロン のオーダーの厚さである。 入射光に関する振幅情報がフィルムの乳剤内に記録されている従来の写真とは 異なり、ホログラムは振幅と位相双方の情報記録を含有する。ホログラムを作成 する際に用いられた光と同じ波長の光を用いてホログラムを再生すると、フィル ムから出射される光は、それがフィルム内に「凍結された」時とまったく同様に 、その位相および振幅情報を実質的に変化させないままで伝搬し続ける。しかし 、振幅および位相情報が記録されているメカニズムについては、広く理解されて いるわけではない。 上述したように、本発明の参照ビームと物体ビームとは、フィルム319の表面 においては同一の波長および偏光状態である。これらの２つの波面の間の相互作 用が、静止した（静的）波面を作り出し、この波面は乳剤の厚さに渡って伸びて いる。物体ビームと参照ビームとが構築的に相互作用する乳剤内の点においては 、いずれかのビームが独立して存在しているところより高いエネルギーレベルが 存在する。参照ビームと物体ビームとが破壊的に相互作用する乳剤内の点におい て は、少なくとも一方のビームによるエネルギーレベルよりは低いエネルギーレベ ルが存在する。さらに、それぞれのビームの相互作用点における瞬間振幅は、そ の点におけるビームのピーク振幅と位相のコサインとの積によって定められる。 従って、ホログラム分野では波の振幅および位相情報を記録すると言っているが 、実際には、位相情報は、波の特定の点における波の瞬間振幅がその点における 位相の関数であるという事実のおかげで「記録されている」のである。３次元の 乳剤における、参照ビームと物体ビームとの間の静的干渉パターンの瞬間振幅と 位相とを記録することによって、フィルム319の面から見た対象物の「３次元画 像」が記録される。この記録には、振幅および位相の情報が含まれているので、 ３次元画像は、ホログラムが再生されるとき再び生成される。 データ集合に含まれるそれぞれのデータスライスを上記のようにしてフィルム 319に記録した後、フィルム319をフィルムホルダー318からはずして現像する。 上に述べたように、本発明で用いられる写真乳剤は、ゼラチン状乳剤に懸濁さ れた多数のハロゲン化銀結晶を含有している。これに関連しては、いかなる適切 な感光性元素を用いることもできるが、ハロゲン化銀結晶は、一般に、その他の 公知の感光性元素より、1,000倍のオーダーで光に対しての感度が高い。その結 果ハロゲン化銀を露光する時間が短くなるため、疑似振動がホログラムの質を大 きく損なうホログラフィーに応用する際には、その適応度が非常に高くなる。与 えられた レーザーパワーでの露光時間を短くすることによって、振動の影響が最 小に抑えられる。 同じく上に述べたように、複数のデータスライスそれぞれに対応するホログラ ムを、フィルム319上に連続して符号化する。特定のデータ集合に含まれるそれ ぞれのスライスをフィルムに記録した後、フィルムをカメラ装置300からはずし て現像する。特定の現像工程を詳述する前に、ハロゲン化銀結晶のホログラフィ ーに対する作用を理解しておくことが有用である。 従来の写真においては、振幅ホログラフィーと同様に、しきい値エネルギーレ ベルでしきい値露光時間露光されるハロゲン化銀結晶は、潜在性のハロゲン化で 銀粒子になる。それに引き続いて現像剤に浸漬すると、潜在性ハロゲン化銀粒子 は銀結晶に変換される。ここで、特定のハロゲン化銀粒子は二値データのみを保 持することに留意することが重要である。つまり、現像の間に、特定のハロゲン 化銀粒子は、銀結晶に変換されるか、もしくはハロゲン化銀粒子のまま残存する かのいずれかである。用いられた現像技術によって、ハロゲン化銀粒子が、最終 的に暗い領域に対応し、銀結晶が明るい領域に対応するか、あるいはその逆にな るかが決まる。いずれにせよ、特定のハロゲン化銀粒子は、銀に変換されるか、 変化しないままかであり、そのため、その粒子は最終製品において"on"（ロジッ クハイ）または"off"（ロジックロウ）となる。 従来の写真および振幅ホログラフィーにおいては、露光されたフィルムは、潜 在性ハロゲン化銀粒子を銀粒子に変換するものの、露光されていないハロゲン化 銀粒子にはほとんど影響を与えない現像液（現像剤）に浸けられる。現像された フィルムは、フィルムの未露光領域の透明な乳剤と、フィルムの露光領域の乳剤 中の銀結晶とを残して、未露光のハロゲン化銀粒子を除去する固定剤に浸けられ る。しかし、変換された銀結晶は外見が黒く、そのため光を吸収または散乱しや すく、得られるホログラムの有効性が阻害されることは、当業者には理解されて いるであろう。 これに対して、位相ホログラフィーにおいては、未露光のハロゲン化銀粒子は 変化させずに、変換された不透明な銀を除去するために、露光されたフィルムを 漂白する。そのため、漂白後、フィルムは銀もハロゲン化銀も含まない、純粋な ゼラチン状乳剤の領域（露光領域に対応する）と、ハロゲン化銀を含むゼラチン 状乳剤の領域（未露光領域に対応する）とを有することになる。位相ホログラフ ィーは、とりわけ、ゼラチン含有銀が純粋なゼラチンとは非常に異なる屈折率を 有しており、そのため、透過する光に、相応した異なった回折が起こるという事 実に基づくものである。 位相ホログラフィーは、とりわけ、ゼラチン含有銀が純粋なゼラチンとは非常 に異なる屈折率を有しており、そのため、透過する光に、相応した異なった回折 が起こるという事実に基づくものである。 こうして得られる漂白フィルムは、従って、屈折率の高い線と低い線とを交互 に有する縞パターンを持っている。しかし、いずれの物質も不透明な銀結晶を有 してはおらず、不透明な銀結晶が有意の量の光を吸収または散乱する振幅ホログ ラフィー技術とは異なり、ホログラムの再生に用いられる光のうち実質的にわず かな量しかホログラムに吸収されない。 より詳しくは、本発明は、たとえば、Willlow Grove，PensylvaniaのHope Ind ustriesによって製造されているHope RA2016V現像装置の範囲で行われる、６段 階の現像計両を目指すものである。 段階１において、フィルムを水性現像剤で現像して、潜在性ハロゲン化銀粒子 を銀結晶に変換するが、この現像剤は、蒸留水の水溶液（たとえば1800ml）中に 、アスコルビン酸（たとえば30.0g）、炭酸ナトリウム（たとえば40.0g）、水酸 化ナトリウム（たとえば12.0g）、臭化ナトリウム（たとえば1.9g）、フェニド ン（たとえば0.6g）を混合し、蒸留水を２リットルの現像液にすることによって 得られる。 段階２においては、フィルムを洗浄して段階１の現像処理を停止させる。 段階３は、蒸留水（たとえば7200.0ml）とニクロム酸ナトリウム（たとえば19 .0g）と硫酸（たとえば24.0ml）とを含有する８リットルの漂白溶液にフィルム を浸ける工程からなる。段階３では、現像された銀結晶を乳剤から除去する。 段階４は、段階３の漂白剤を除去するためにフィルムを洗浄する工程からなる 。 段階５は、フィルムを、蒸留水（50.0ml）とヨー化カリウム（2.5g）とKodak PHOTO-FLO（5.0ml）とを含有する１リットルの安定剤に浸ける工程からなる。こ の安定段階によって、残存するハロゲン化銀粒子を減感して、次の露光に対する 長期安定性を向上させる。 段階６では、従来の温風乾燥段階によってフィルムを乾燥させる。段階６は、 華氏100度で行うことが適切である。段階１および３は、華氏86度で行われ、そ の他の段階は室温で行われる。 フィルム319の現像を終える際に、得られるマスターホログラムを用いて１つ またはそれ以上のコピーを作ることもできる。 本発明の１つの局面によると、マスターホログラムのコピーを作成して、ホロ グラムを見る時には直接マスターホログラムを再生して見るよりは、コピーを再 生することが望ましい。図10を参照すると、図10Aは、マスターホログラムを再 生するコリメート再生ビームＰＢを示したものであり、ビームＰＢはホログラム （H1）を作成するのに用いられたコリメート参照ビームと同一の方向からフィル ムに照射される。ビームＰＢはホログラム（H1）を作成するのに用いられたコリ メート参照ビームと同一の方向からフィルムに照射される。これを整像復元とよ ぶ。 これは、図10の各画像1002に相当するデータスライスが、参照ビームとして フィルムの同じ側から照射されている、図３のレイアウトに合致している。しか し、観察者1004から見ると、復元された画像は、観察者とは逆の側にあるように 見える。復元画像1002は、実際にホログラムH1の後ろにあるわけではないが、鏡 に映った対象物が鏡の後ろにあるように見えるのと同様に、後ろにあるように見 える。 一時的に図10Bを参照すると、ホログラムH1は逆転され、再生ビームＰＢによ って再生される。擬視構成として知られているこの配置では、画像1002は、観察 者と再生されているフィルムとの間にあるように見える。マスターホログラムH1 をコピー装置900でコピーすると、図10Bに示した擬視構成が本質的に復元される が、ここで、マスターホログラムはH1として示され、コピーホログラムに相当す るホログラフィーフィルムは面Ｐ上の画像1002内に位置する。図10Bに示した装 置は、コピーフィルム（面Ｐ）が画像1002の中央に位置するように示されており 、そのため、再生された時に、３次元画像の半分がフィルムの前方に、３次元画 像の残り半分がフィルムの後方に投影するように見えるコピーホログラムが形成 されている。しかし、本発明の別の実施態様では、面Ｐをデータ集合のいずれの 望ましい位置に設定するようにも、３次元画像のどの対応部分ともフィルムの装 着された面の前または後ろに伸びるようにも、コピー装置を配置することができ る。コピー装置 図９を参照すると、コピー装置900は、図３に関連して説明したように、カメ ラ部品３が台304に設置されるのとほぼ同様に、適切に台904に設置されている。 コピー装置900は、レーザー源824と、ミラー810、812、820および850と、ビーム 分割立方体818と、波長板816と、ビームエキスパンダー813および821と、コリメ ートレンズ830および832と、レンズ836Aおよび836Bを有するマスターフィルムホ ルダー834と、コピーフィルム基板H2を所定の場所に保持するために配置された 前面840を有するコピーフィルムホルダー838とを有することが適切である。 フ ィルムホルダー838と、所望の場合にはフィルムホルダー834および318とは、フ ィルムとフィルムホルダーとの間を真空にしてフィルムを所定位置に保持するた めに、たとえば真空線842などの真空装置を備えることが適切である。フィルム とホルダーとを密着させることによって、フィルムに記録される干渉縞パターン に悪影響を及ぼし得る、振動その他のフィルムの疑似運動の効果を、実質的に減 少させることができる。 フィルムホルダー838と318とは、面上での望ましくない反射光を抑えるために 、不透明な非反射性の（たとえば黒い）表面を有することが望ましい。一方、フ ィルムホルダー834は、物体ビームがフィルムホルダー838に至るまでに通過する 必要があるため、透明な表面を必ず有していなければならない。従って、不透明 なフィルムホルダーは、所望の場合には、真空表面を有して、保持されるフィル ムが確実に真空表面全体に真空保持されるようにし得る。一方、透明のフィルム ホルダー834は、そこに保持されるフィルムの対応する周辺部が、周辺真空チャ ネルによってホルダー内に維持されるような、周辺チャネルを有していることが 適切である。ガラスその他の透明な表面を周辺チャネルに設けることが適切であ り得、フィルムとガラス表面との間に閉じこめられ得る空気を除去するためにロ ーラーを用い得る。 本発明の好ましい実施態様においては上記の真空フィルム保持技術を用いてい るが、本発明の関連においては、フィルムを保持するためのいかなるメカニズム も適切に採用し得、そのメカニズムとしては、静電フィルムホルダーの使用、フ ィルムを密接に挟み込む１組の対向ガラス板、フィルムの周辺を挟んでその表面 張力を維持する適切なメカニズムの使用、あるいは、フィルムを密封チャンバー の一方の表面に確実に保持するために圧縮空気を内部に保持し、このチャンバー がさらに、フィルムを保持しているのとは別のセル表面に設けた、圧縮空気を抜 くための排気穴を有している密封セルの使用などが挙げられる。 さらに続けて図９を参照すると、レーザー源824は、レーザー302と類似してい ることが適切であり、マスターホログラムを作成するのに用いられたのと同じ波 長（たとえば514.5nm）のレーザー光を適切に生成する。あるいは、参照ビーム がフィルムH1に照射される角度がその波長に応じて変化するならば、コピーを作 成するためのレーザー源は、異なった、しかし所定の波長光を用いることもでき る。（ホログラムH1を照射する参照ビームの波長（λ）は、その入射角のサイン に有利に比例する、つまり、λ＝Ｋｓｉｎθであるということは、当業者には理 解されるであろう。さらに、現像パラメーターを操作して乳剤を収縮または拡大 することによって、波長と入射角との関係を、さらに、入射角と参照ビーム波長 との関係に応じて調整することができる。 レーザー824からの光源ビーム825は、波長板816を介してミラー812に反射され 、立方体818に入射する。可変波長板816と立方体818とは、上記に図３に関連し て説明したビーム分割装置310と同様に機能する。実際、本発明の好ましい実施 態様においては、ビーム分割器310とほぼ同様のビーム分割装置を、波長板816と 立方体818との代わりにコピーシステム900て用いているが、わかりやすく示すた めに、図９ではビーム分割装置を立方体18および波長板816として模式的に示し ている。 ビーム分割立方体818は、光源ビーム825を、Ｓ偏光物体ビーム806とＰ偏光参 照ビーム852とに分割する。物体ビーム806は、ビーム806をＰ偏光ビームに変換 する波長板814を通過し、変換されたＰ偏光ビームは、ピンホール（図示せず） を有するビーム拡大装置813を通過し、参照ビーム852は同様のビームエキスパン ダー821を通過する。それぞれのビーム拡大装置813と821とは、上記に図３に関 連して説明したビーム拡大装置314と同様の構造および機能を有する。 物体ビーム806は、ミラー850で反射されレンズ832で平行化される発散ビーム としてビームエキスパンダー813から出射する。参照ビーム852はミラー820で反 射され、レンズ830で平行化される。仮想ビーム802および856は実際には存在せ ず、物体ビームと参照ビームそれぞれの見かけの光源を示すために図９に図示さ れているにすぎないことに留意されたい。また、物体ビーム806と参照ビーム852 とはともに純粋Ｐ偏光であることにも注意されたい。 カメラ装置300で作成された、上述のマスターホログラムは、図９にH1として 示した透明のフィルムホルダー834に装着される。露光前のフィルム基板319と同 一構造であることが適切な第二フィルムH2は、フィルムホルダー838に装着され る。物体ビーム806をフィルムH1のブルースター角（約56度）でマスターホログ ラムH1に照射する。 フィルム基板H2は、図３および４を参照してフィルム319について述べたのと 同様に、物体ビーム806と参照ビーム852とによって形成された静止波パターンを 記録する。さらに詳しくは、データ集合内の各データスライスに相当する複数の 画像が同時にフィルムH2に記録される。さらに詳しくは、データ集合内の各デー タスライスに相当する複数の画像が同時にフィルムH2に記録される。 各データス ライスに対応する振幅および位相情報は、その振幅および位相情報がフィルムH2 て限定される面内に存在するように、正確にフィルムH2に記録される。次にコピ ーホログラムH2を以下に詳述するように再生すると、各データスライスに相当す る画像が、その振幅および位相情報を変化させずに、データ集合によって限定さ れる３次元物理的システムを正確に復元する。 参照ビームコリメートレンズ３１６（図３）のような大規模なコリメートレン ズ316は非常に高価であることが理解されるであろう。ここで説明される実施態 様によれば、コリメート参照ビームおよびコリメート物体ビームを使用すること が望ましいにもかかわらず、参照レンズおよび物体ビームコリメートレンズの１ つまたは両方が、他の実施態様の背景においては排除され得る。 より詳細には、本発明の他の実施態様において、発散参照および／または物体 ビームは、２つのコリメート参照ビームおよび物体ビームに対して使用され得る 。しかしながら、このような発散ビームを使用すると、フィルム面において歪ん だ画像がもたらされることは一般に公知である。しかしながら、これらのゆがみ の性質および範囲は完全に正確にモデル化され定量化される。例えば、1967年１ 月に発行された、Journal of Electrical Society of America中のEdwin Champa gneによる記載を参照せよ。 具体的には、１つ以上の発散ビームを使用することでフィルム面で画像がゆが む方法を計算することによって、データスライスにおいて具体的に表されるデー タは数学的に操作されこの歪みを補償する。このようにして、非コリメート参照 ビームおよび／または物体ビームを使用しないにもかかわらず、適切に再構成さ れた画像がフィルム表面において得られる。 続けて図９を参照すると、本発明の発明者は、内部に本発明によってホログラ ムが形成されるフィルムに含有される乳剤が、現像中にわずかに体積変化を起こ し得ることを見いだした。特に、基板を現像するのに伴う特定の化学作用に応じ て、乳剤は１％またはそれ以上のオーダーで収縮または拡大し得る。 このような収縮または拡大は、マスターホログラムには比較的小さな影響しか 与えないが、この影響はコピーホログラムに関しては大きくなり得る。具体的に は、たとえば、約１０デプス(depth)の一般的なホログラムにおける１％の収縮 は、観察者には気づかれないかもしれない。しかし、マスターホログラム（H1） をコピーホログラム（H2）にコピーすると、マスターホログラムH1における１％ の変化は、マスターホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との 距離の１％変化として現れ得るが、この距離は一般にホログラムの実際のサイズ よりはかなり大きいものである。しかし、マスターホログラム（H1）をコピーホ ログラム（H2）にコピーすると、マスターホログラムH1における１％の変化は、 マスターホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との距離の１％ 変化として現れ得るが、この距離は一般にホログラムの実際のサイズよりはかな り大きいものである。 実際、マスターフィルムホルダー834とコピーフィルムホ ルダー838との間隔が14 1/2インチであると、ホログラムH1を有する基板が１％ 収縮すると、コピーホログラムが５ミリのオーダーでフィルム面から移動するこ とになり得る。 このような収縮／拡大を補正して、コピーホログラムホルダー838H2が確実に ホログラムのフィルム面に対応するようにするために、マスターホログラムホル ダー834とコピーホログラムホルダー838との間隔を適切に操作し得る。特に、マ スターホログラムH1を含有する乳剤が、たとえば１％収縮するならば、マスター ホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との間隔を約１％減少さ せることが適切であり得る。同様に、現像中にマスターホログラムを有する乳剤 が拡大する度合いまで、上記の間隔を状況に応じて増大し得る。 さらに、マスターホログラムホルダー834とコピーホログラムホルダー838との 間隔は、ホログラム中のあらゆる所望の点でコピーホログラムホルダー838を切 断するようにも操作し得る。特に、コピーホログラムがフィルム面にまたがって いることが望ましい場合が多い、つまり、ホログラフィー画像のおよそ半分を観 察スクリーンの前に、残り半分をフィルムスクリーンの後ろに投射しようとする 場合が多いが、マスターホログラムホルダーとコピーホログラムホルダーとの間 隔を操作することによって、ホログラムのあらゆる所望の部分を、所望通りにフ ィルム面の前または後ろに位置させることができる。 本明細書に記載する好ましい実施態様においては、マスターホログラムH1はカ メラ装置300で作成され、コピーホログラムH2はコピー装置900で作成される。本 発明の別の実施態様では、これら２つのシステムを所望により都合よく組み合わ せ得る。たとえば、図３のフィルムホルダー318を、図９のフィルムホルダー834 と置き換え、次のH2フィルムホルダーを、物体ビームがフィルムホルダー834を 通して新たなH2フィルムホルダーに透過されるように配置することができる。こ のようにして、フィルムホルダーH1とH2との関係（図９）を、ハイブリッドシス テムに実質的に再生し得る。装置を完成させるには、もう１つの参照ビームを新 たなH2フィルムホルダーにほぼブルースター角で照射するように配置する。上記 のように改変すると、システムは同一の装備によってマスターホログラムとコピ ーとを効果的に作成し得る。さらに詳しくは、マスターホログラムを別個のコピ ー装備を用いずに、上記に図３を参照して述べたようにして作成し、マスターホ ログラムをそのフィルムホルダーから単に取り外して逆転させて、コピーホログ ラムを作成するのに用い得る。さらに詳しくは、マスターホログラムを別個のコ ピー装備を用いずに、上記に図３を参照して述べたようにして作成し、マスター ホログラムをそのフィルムホルダーから単に取り外して逆転させて、コピーホロ グラムを作成するのに用い得る。 もちろん、当初の物体ビームは遮断して、新た に加えたフィルムホルダーH2を照射するように配置された新たに加えた参照ビー ムと置き換える。 本発明のさらに別の実施態様では、マスターホログラムは実質的に上記に述べ たように作成し得るのに対して(while)、コピーホログラムは密着コピーとして 知られている方法によって適切に作成し得る。具体的には、マスターホログラム （H1）を適切なフィルムシートに密着して装着し、それに参照ビームを従来のホ ログラムのコピーを作成する関連で知られている方法で付与し得る。 上述のように、説明される実施態様において生成されるマスターホログラム(H 1)は非画像面ホログラムとなる。従って、ここで説明されるコピー装置は、マス ターホログラムから画像平滑化ホログラム(H2)を発生させるために使用され得る 。あるいは、単一の工程で画像平滑化ホログラムを発生させるために様々な装置 および技術が使用され得る。 より詳細には、一時的に図３を参照すると、上で説明される好適な実施態様に おいては、スライスに対応する画像は、１４インチの範囲の可変の距離でスクリ ーン４７２からフィルムホルダ３１９に投射される。あるいは、投射装置はフィ ルム表面に非常に接近され得、データスライスのいくつか（例えば、データスラ イスの半分）がフィルムの一方の側に投射され、フィルムを裏返し（そして１８ ０度回転させ）た後、残りのスライスをフィルムの他方の側に投射するようにす る。このようにして、画像平滑化ホログラムが理論的に生成される。しかしなが ら、投射装置とフィルム面とが非常に近い距離にあることを考慮すると、所望の 参照角度（例えばブルースター角）で参照ビームをフィルム表面に付与すること は困難となる。 ここで図１２を参照すると、拡散スクリーン１２０２はフィルム３１９に非常 に接近して有利に配置され得、拡散スクリーン１２０２の入力サービスに付与さ れる物体ビーム１２０４がフィルムに拡散するようにする。図１２に示される実 施態様によると、ディフューザー１２０２は適切に異方性である。すなわち、ス クリーン１２０２は、物体ビーム１２０４がスクリーン１２０２に付与されると きディフューザーとして機能するが、スクリーン１２０２は参照ビーム１２０６ を、実質的に透過的な方法で通過させる。これに関して、このような角度選択デ ィフューザーは、ホログラフィー光学素子として好都合に製造され得、物体ビー ムに対してはディフューザーとして機能するが参照ビームに対しては透明な枠の ように作用する。 レ ンズを適切に構成し配置することによって、投射スクリーン(すなわち、デ ィフューザ-４７２)上の両像はフィルム３１９に投影される。投射装置をトラッ ク装置に沿って移動させ、これにより拡散スクリーン／レンズ装置とフィルム面 との間の距離を変化させることによって、データ集合内のデータスライスの相 対位置は維持され得る。しかしながら、特定のスライスに対する画像は必ずしも フィルム基板面に投影される必要はない。代わりに、各スライスに対する画像は 、データ集合の特定のデータスライスの相対位置に従って、フィルム基板の前ま たは後に投影される。しかしながら、フィルム基板は各スライスの振幅情報とと もに位相も取り込むため、完了したホログラムの再生時には、適切に配置され適 切に投影された画像が、各データスライスに対して生成される。さらに、上記レ ンズを適切に構成することによって、画像平滑化ホログラムは単一の工程で生成 され得る。 さらに他の実施態様によると、このような投射レンズを小型化、軽量化、およ び費用削減するため、ＨＯＥレンズが使用され得る。 より詳細には、このようなＨＯＥレンズは、ポイント光源、例えば、球面照射 ポイント光源のホログラムを形成することにより、製作され得る。ＨＯＥレンズ が再生される場合は、ＨＯＥレンズの出力はポイント光源に収束し、効果的に平 行ビームからの光をポイントに投射させる。このようにして、ＨＯＥレンズは従 来のガラスレンズと光学的に等しく機能する。 上にも述べたように、本発明は、Ｎ個のスライスを有するデータ集合について 、Ｎ個の個別の、比較的弱いホログラムを１つのフィルム基板に記録することを 目指すものである。第一の概算として、Ｎ個のスライスのそれぞれが、露光の間 に消費されるハロゲン化銀粒子の約1/Nを消費（変換）する。 出発点として、フィルム基板内の感光性元素の合計量は、従来の写真の方法に より公知の光強度でフィルムを連続して露光し、付与されたエネルギー（強度掛 ける時間）の作用としてハロゲン化銀粒子が銀粒子に変換される度合いをグラフ 化することによって推測し得る。様々な時間間隔で、フィルムのかぶりの度合い 、つまりハロゲン化銀粒子が銀粒子に変換される度合いを、単に公知の強度のビ ームでフィルムを露光し、そのフィルムを現像し、入射光の作用としてフィルム を透過した光の量を計測することによって測る。入射光の作用としてフィルムを 透過した光の量を計測することによって測る。 一般的なＨＤ曲線は非線形である が、それでも、その曲線を、本発明の関連で、付与されたエネルギーの作用とし てのかぶりの様々なレベルを確認するのに用いることができる。 本発明においては、（一般にフィルム製造者により提供される）特定のフィル ムのＨＤ曲線を、平方センチあたりのマイクロジュールで表される光の量を測定 するのに用いるが、この光量は、ＨＤ曲線によって定まるフィルムの全かぶり容 量の、たとえば10％などの所定のレベルまでフィルムに前もってかぶりを起こす （prefog）のに必要である。公知のレベルまでフィルムに前もってかぶりを起こ した後、非常に弱い平面格子ホログラムをフィルムに記録し、格子の回折効率を 計測する。その後、同じフィルムロットからの別のフィルム片に、たとえば、そ のＨＤ曲線に基づく全かぶり容量の20％などの、より高いレベルまでかぶりを起 こし、同じ弱いホログラムをかぶりのあるフィルムに重ねる。この弱いホログラ ムのその回折効率を再び計測し、この工程をかぶりのレベルを様々に変えて繰り 返す。前もって与えたかぶりは完全に無作為のものであり、いかなる種類の縞パ ターンも形成しないため、各かぶりレベルの格子の回折効率は、基本的には前も って与えたかぶりのレベルの機能である。 多重露光ホログラフィー露光容量の観点から、特定のフィルムロットが好都合 に特徴づけられ得る。Ｎスライスを有するデータ集合について、フィルムの総露 光容量は、Ｎ個の等しい量に好都合に分割され、各データスライスがフィルムの 総露光容量の１／Ｎを消費し得るようにする。特定のスライスに対するエネルギ ーが入射光の強度および露光時間の積に等しいことを考慮し、さらに入射光（例 えば、物体ビーム）の強度が、以下にビーム比決定に関して説明する方法で個々 のスライスについて定められることを考慮すると、各スライスについての露光時 間を好都合に決定し得る。 本発明のさらに他の局面によると、フィルムの各ロットはその総露光容量およ び／または増分回折効率に相当するデータで都合よく符号化され得る。同様に、 最も一般的な３５ｍｍフィルムは、フィルム関するある情報、例えば、フィルム の露光特性に関するデータでエンコードされる。同様に、フィルムの回折効率曲 線に関する情報は、たとえばフィルムまたはその包装に表示することによって、 本発明で用いられる各ホログラフィーフィルムに都合よく付加され得る。カメラ 装置300を制御するのに用いられるコンピュータ（図示せず）は、フィルムに記 されたデータを読み込むように都合よく配置され得、その後、このデータを用い て、本明細書に記載の方法によって各データスライスの露光時間を計算し得る。 上に述べたように、フィルム面における参照ビームの物体ビームに対する相対 強度はビーム比として知られている。公知のホログラフィー技術は、ビーム比を 偏光状態を参照することなく定める傾向にある。しかし、特に本発明のいくつか の局面の背景においては、この言葉の別の定義に、特定の共通偏光状態、つまり 共通のＰ偏光状態、または共通のＳ偏光状態における、（フィルム面での）参照 ビームと物体ビームとの相対強度を含める。さらに、あるいは、ビーム比を決定 するために、ビームの他の所望の特性または特質の点で、ビーム強度を定め得る 。 ビームの強度は、フォトダイオードを用いることによってフィルム表面で適切 に検出され得る。本発明のある局面によれば(in accordance with one aspect o :f the invention) 、１つ以上のフォトダイオードを、例えばフィルムホルダ３ １９の一部としてカメラシステム３００を有するハードウエア内の好都合な場所 に適切に埋め込んでもよい。この点に関して、このようなフォトダイオードは、 透明フィルムの裏側で（フィルムのそばの）フィルムホルダの周辺あるいはフィ ルムホルダ自体の内部に埋め込まれてもよい。あるいは、所望であれば、選択的 にビーム経路に挿入し取り外され得る腕部あるいは同様のレバー機構上に、１つ 以上のフォトダイオードを適切に配置してもよい。 本発明におけるビーム比率の役割を理解するために、ホログラフィを、選択さ れた物体の３次元イメージを示すことを意図される表示ホログラフィと、例えば 、レンズ、ミラー、プリズムなどのように定められた性質を持つ光学素子のよう に機能した後、基本的なホログラフィ縞パターンがフィルム上に記録されるホロ グラフィ光学素子（ＨＯＥ）とに、ホログラムを好都合に分割し得ることに注目 することが役立つ。 ＨＯＥは、乳剤内の散乱光および反射光によっても形成される弱い２次縞を支 配する傾向にある、単純な繰り返しの縞パターンになる単純な指向性ビームによ り形成される。１次近似に対して２次縞パターンは典型的に無視される。従来の ホログラフィ理論には、２つのビームの間の最も強い干渉を実現するためには、 単一ビーム比率を用いなければならないことが記述されている。 一方、表示ホログラフィにおいては、参照ビームがまだ単一指向性ビームであ るのに、物体ビームはその物体によって生じる様々な強度および方向を有する、 非常に複雑なものになり得る。さらに、典型的に、物体は、非常に高い強度で光 を拡散するいかなる数の明るい点をも示す。得られた縞パターンは、記録された 物体に対して単純な関係を有さない、非常に複雑なものである。 さらに、物体上のブライトスポット（ハイライト）は２次参照ビームとしてふ るまい、参照ビームと互いに干渉し合うと望ましくない縞パターンを生成し、そ の結果、１次縞パターンの相対的強度を効果的に低減する多数の組のノイズ縞が 生じる。生成した「相互変調」ノイズ（自己参照ノイズとも称される）は、抑制 されない限り、許容できないほどの画質の損失を生じる。 従来のホログラフィ理論には、３〜３０までの範囲、最も典型的には５〜８ま での間でビーム比率を選択することによって、参照ビームの相対的強度を増加さ せることによって物体ビームに対する相互変調ノイズが抑制され得ることが記載 されている。これによって、強い１次縞が得られ、大幅に低減された２次縞（相 互変調ノイズ）が得られる。従って、現存のホログラフィ技術において、表示ホ ログラフィの背景において、単一比率よりも高い、好ましくは５〜８：１である ビーム比率によって相互変調ノイズが実質的に低減されることが示唆される。 ホログラムの回折効率、すなわち、観察者に対してどの程度ホログラムが明る く見えるかは、ビーム比率が１のときに、最大値を示す。ビーム比率が１よりも 高いときは、回折効率が低下し、その結果、再生されたときにホログラムは暗く なる。しかし、現存するホログラフィ理論における従来の知識には、ビーム比率 が増加するに従って相互変調ノイズの低下は回折効率の低下よりも早くなるので 、正当な回折効率を示すホログラムを生成すると同時に、５〜８：１の間のビー ム比率によって相互変調ノイズが低減される（すなわち、高い信号対雑音比を生 じる）ことが記述されている。 本発明の背景において、非常に低い参照ビーム対物体ビーム比率、例えば、３ ：１のオーダーおよび特に単一のオーダーのビーム比率を用いることが望ましく 、それにより特定のデータセットにおけるすべてのデータスライスと関連づけら れている各ホログラムに対する最適（例えば、最大）回折効率が得られる。しか し、本発明の背景において、従来の表示ホログラフィと比較して、相互変調ノ イズ（理論上は、単一ビーム比率において最大）は重大な問題を引き起こさない 。より詳細には、従来のホログラフィにおける相互変調ノイズは、とりわけ、物 体と関連づけられた明るい点によって生じることを想起されたい。本発明におい て、「物体」は、２次元の、ウィンドウ化されガンマ補正された（以下で記述す る）データスライスに対応する。従って、本発明の背景で用いられているデータ の性質そのものによって本質的に低い相互変調ノイズが得られ、それによって、 単一のビーム比率を用いることが可能になり、最大回折効率および非常に高い信 号対雑音比画像が得られ得る。 さらに、データの組内の各スライスに対しておおよそ単一あるいは単一である ビーム比率は、本発明の好ましい実施態様の背景において敏速にかつ効率的に選 択され得る。 より詳細には、可変波長板４０４は、物体ビームを分流させながらフィルム３ １９近隣の参照ビームの経路にフォトダイオードを配置することによって校正さ れ得る。波長板４０４へ印可される電圧を所定の増分でゼロから最大値まで上昇 させると、参照ビームの強度は入力電圧の関数として定義されてもよい。物体ビ ームの（データスタイスが物体ビームに組み込まれる前の）強度を加えた参照ビ ームの強度は、これらの共通ソースビームおおよそ等しく、この共通ソースビー ムの強度は容易に確かめ得るので、波長板４０４に印可される電圧の関数として の純粋な物体ビーム強度も好都合に導かれ得る。特定のスライスに対する単一の ビーム比率に達するように波長板４０４への適した入力電圧を決定することが残 っている。 基本的なレベルにおいては、各データスライスは、公知の数の「画素」（イメ ージング装置３２８を通過した後にはそのようには表記されない）を有し、各画 素は公知の中間調値を有している。従って、各データスライスには、例えば、純 粋な白の比率として輝度値が割り当てられる。従って、公知の輝度値を有する特 定のデータスライスに対する単一ビーム比率を得ることを要求する特定の電圧レ ベルは、輝度値によって乗算されたときに、同一の電圧レベルに対する参照ビー ム強度値と等しくなる、純粋な物体ビーム強度値に対応する唯一の電圧値を選択 することによって好都合に決定され得る。この計算は、本明細書に記載されてい る関係式に従いプログラムされた、従来のコンピュータによって迅速にかつ有効 に行われ得る。 従って、各データスライスは、単一ビーム比率を実現するために必要である波 長板４０４への入力電圧に対応する電圧値と関連づけられている。 ここで一時的に図６Ａを参照すると、拡散スクリーンがフィルム基板からより 遠くに配置されるにつれて、フィルム表面における物体ビーム強度はより均一と なる。反対に、拡散スクリーンがフィルム表面に近づけば近づくほど、フィルム 表面における物体ビームは均一でなくなる。すなわち、均一に比較的高品質のデ ィフューザーが存在するにもかかわらず、物体ビームを含む特定のデータの関数 として、強い強度および弱い強度の局部化された領域が観察され得る。 フィルム表面におけるビーム比の制御を強化するために、参照ビーム強度（振 幅）分布を変調して、フィルム表面における物体ビーム強度分布により緊密に対 応させることが望ましい場合がある。フィルム表面におけるビーム比の強化され た制御はコピー（Ｈ２）を生成する場合特に有利であるが、また、マスター（Ｈ １）ホログラムの背景においてより狭い範囲でも有益であり得る。 近似の第１レベルにおいて、参照ビームの断面に渡る参照ビームの強度分布は ガウス分布としてモデル化され得る（図５参照）。従って、本発明のある実施態 様によると、フィルム表面における参照ビームは、本質的にはガウス強度分布を 表し得、異なるビーム比が、フィルムの外側エッジで観察され得るのではなくフ ィルム中央近傍で観察されるようにする。 これは、フィルタ（図示せず）を参照ビームに組み入れることによって近似の 第１レベルに訂正され得る。このフィルタは、参照ビームの断面内のガウス強度 分布を平滑化するように構成される。特に、このようなフィルタはフィルムの外 側エッジ近傍のビームを最小限抑制（例えば、吸収、散乱、または転送）するよ うに構成され得る一方で、フィルム中央近傍のビームをより実質的に抑制する。 このようにして、実質的に均一な参照ビーム強度分布がフィルム表面において得 られ得、これによりフィルム表面においてビーム比がより均一となる。 他の実施態様によると、参照ビーム強度分布は、参照ビーム内に配置されるＳ ＬＭまたは類似の装置を使用することによって変調され得る。フィルム表面にお ける物体ビーム内の強度分布もまた、例えばビデオカメラを使用することによっ て、さもなくば、フィルム表面の様々な点において光起電的または光学的に物体 ビーム輝度を計測するなど、いかなる好都合な方法によっても測定され、推量さ れ、または計算され得る。フィルム表面における物体ビーム内の強度分布を確認 した後、フィルム面において物体ビームの強度分布に従ってＳＬＭが参照ビーム を変調するように、この情報は参照ビーム内のＳＬＭにフィードバックされ得る 。これにより、フィルム表面を横切る局部化されたビーム比に対する制御が実質 的に改善される。 あるいは、参照ビーム投射光学装置は、ビームの断面を拡大させ、ビームの相 対的に低い強度パラメータを、例えば電気的に、光学的に、または機械的にビー ムの外側エッジを覆って、ビーム中央部分の拡張されたより強度の強い部分を損 なわれない状態としたままとすることによってクリップするように構成され得る 。 さらに他の実施態様によると、ＳＬＭ、ＬＣＤ、または類似の機能装置は参照 ビームに配置され得、例えば放射状にＬＣＤの中央部分を暗くしエッジを明るく して参照ビームの強度分布を平坦にすることによって、ガウスまたは他の参照ビ ーム強度分布を補償するように構成され得る。このようにして、ＳＬＭはアポダ イジングフィルタ(apodizing filter) の機能を実現するように構成され得る。さ らに他の実施態様として、エッジ部分よりも中央部分が暗いガラスフィルタを、 単独または参照ビームの強度分布を制御するためのＳＬＭと組み合わせて参照ビ ームに配置し得る。 さらに他の実施態様において、参照ビームの強度分布は例えば、レンズまたは 一連のレンズを使用して参照ビームの部分を転送し、実質的に均一な断面強度分 布を達成するために、光学的に操作され得る。 さらに他の実施態様において、フィルム表面における物体ビームの強度分布は 、ホログラムカメラおよび／またはコピー装置と関連する様々な物理的または光 学的パラメータに基づいて計算され得る。 より詳細には、拡散スクリーン４７２に付与される所定のデータスライスに対 して、スクリーン４７２の入力における強度分布はスライスのデータおよび画像 をスクリーン４７２に投射するために使用される光学装置との関数として得られ 得る。とりわけ、拡散スクリーン４７２の公知の光学特性、ディフューザーとフ ィルム面との距離、および投射光学装置に使用されるいかなる偏光子または他の ハードウエアの光学特性とともに、フィルム面における強度分布は、少なくとも 合理的な近似に好都合に計算され得る。 本発明の別の局面によれば、データセットを有する各データスライスは、上記 されたウィンドウ化手順に引き続きさらに準備されてもよい。特に、イメージン グ装置３２８は、ＣＲＴ４４４に印可されるデータ値に従って様々な輝度レベル （中間調）を有する画像を生成する。しかし、従来のＣＲＴおよび従来の光値は 、画像を駆動するデータに線形的に対応する輝度レベルを有する画像を必ずしも 投影しない。さらに、中間調の人間の知覚は、必ずしも線形である必要はない。 例えば、任意の輝度値１００を有する画像は、輝度値５０を有する画像より２倍 明るく見えるが、輝度値１００を有する画像よりも２倍明るく見せようとすると 、輝度レベル２００が必要となり得る。 人間の視覚システムは、輝度を指数関数として一般的に知覚し、ＣＲＴおよび 光値は画像を駆動するデータのレベルに線形的にも指数的にも関連しない輝度を 有する画像を生成するので、データスライスがウィンドウ化された後、すなわち 、輝度およびコントラストの総レベルで調整された後、データスライスにガンマ 補正を行うことが望ましい。ウィンドウ化されたデータにガンマ補正を行うこと によって、実際に観察されている中間調は、知覚的差異という観点から平等に配 分されなければならない。 本発明の好ましい実施態様によれば、ガンマ参照用テーブルは、イメージング 装置３２８にともなう一連の所定の中間調値を表示することによって生成される 。フォトダイオード（図示せず）は、イメージング装置３２８の出力経路内に適 切に配置され、公知のデータ値に対応する実際の輝度値を測定する。そして、一 連の測定は、様々な中間調データ値に対応するそれぞれ異なる輝度レベルに対し て行われ、ガンマ参照用テーブルは特定のデータセットによって示される中間調 の範囲に対して構成される。所望の精度の程度に従って、いかなる数の中間調が フォトダイオードによって測定されてもよく、光学的に測定されないグレイ値に 対する輝度レベルの補間計算機を考慮してもよい。 ガンマ参照用テーブルを用いることによって、参照用テーブルが生成されてい る間にフォトダイオードによって測定されるように、データ内の等しい値の輝度 ステップが投影された両像において視覚的に等価な変化に対応するように、各デ ータスライスに対応するデータが翻訳される。 さらに、図７〜８の背景で記載されるように、波長板４６３と関連して用いら れるとき、光バルブ４４２は、最も明るく白い画像よりも約２０００倍弱いオー ダーで、最も黒い画像を生成することが典型的に可能である。人間の視覚システ ムは、一つのデータスライス内の５０〜１００の中間調内のみで区別が可能であ る事実を考慮すると、コントラスト範囲のこのレベルは全く不必要である。従っ て、最大の所望のコントラスト比（すなわち、スライス上の最も明るく白い領域 の輝度レベルによって分割されたスライス上の最も黒い領域の輝度レベル）は、 １００２０：１であることが望ましく、それによって輝度スケールの両端がフレ キシブルになる。従って、特定のスライスのコントラスト比は、光バルブによっ て生成され得る、利用し得るコントラスト比の１０分の１のオーダーであるので 、本発明の背景において用いられるガンマ補正体系のより高い局面は、できる限 り ゼロと等しい輝度レベルを有するものとして純粋な黒を定義することを包含す る。その後、いずれのスライド上の興味ある最も暗い領域、すなわち、放射医学 者がスライス上で観察することに興味を持っている最も暗い領域は、「ほぼ黒」 と称される。このほぼ黒い領域は、純粋な白よりも１００〜２００倍弱いオーダ の値までマップされる。さらに、ほぼ黒の領域の値未満のいかなる値も純粋な（ 絶対的）黒（ゼログレイ値）に固定することが望ましい。これらの純粋な黒領域 、言い換えればスーパーブラック領域は、目的の最も暗い領域よりも暗いスライ スの領域をすべて有している。 本発明で用いられている付加的なガンマ補正工程は、最も明るい値を固定する ことを包含している。従来のＣＲＴおよび光値は輝度範囲の頂点においてはしば しば不安定になることを当業者は理解するであろう。より詳細には、９０％を超 える輝度レベルのいずれかの特定のＣＲＴ／光バルブの組み合わせにおいて画像 を駆動するデータの輝度レベルを上げることによって、全く予測が不可能な輝度 レベルを有する画像を生成するかもしれない。従って、データセットについて輝 度レベルの上限を限定し、それをイメージング装置３２８によって示される所定 の輝度レベルと一致するデータセットに対する輝度レベルの上限、例えば、イメ ージング装置３２８によって生成される最高輝度の９０％で定義することが望ま しい。従って、様々なデータスライスにおいて反射されるような純粋な白は、実 際はイメージング装置が理論上生成し得るものよりも１０％白くないものに対応 し、それによって、光学装置と関連づけられた非線形性および他の不安定な性質 が回避される。 最後に、いずれかのスライスが本質的に黒かったり、無関係なデータのみを含 む場合、所望であれば、スライスを完全に最終ホログラムから除いてもよい。 従って、本発明のある局面によれば、物体ビームの強度は、 とりわけ、波長板４０４に印加される電圧レベル、特定のデータスライスについ てのデータ分布、フィルムホルダに関するデータスライスの軸位置、およびデー タに行われるガンマ補正の影響を含む多数の要素のうちの１つ以上の関数として 適切に制御され得る。 上述のように、各データスライスに対する露光時間は、所望のビーム比、デー タ集合体内のスライス総数、および特定のデータスライスに対する集合体グレー スケールレベル（輝度レベル）等の１つ以上のパラメータの関数として好都合に 決定される。本発明のある局面によると、比較的明るいスライスは比較的短い露 光時間を必要とし、比較的暗い（真っ暗(dark)）スライスはより長い露光時間を 必要とする。このようにして、各スライスはフィルム乳剤内の感光性元素の適切 な（例えば比例的な）量を消費する。 いくつかの点に関して、比較的長い露光時間は不利となり得る。例えば、露光 時間が長くなると、疑似現象がホログラムの品質を損ないやすくなる。このよう な疑似効果は他の条件のなかでも、ビーム強度または温度、湿度、レーザ源のコ ヒーレンス長さなどのさまざまな投射光学装置パラメータにおける、振動、ドリ フト等がある。従って、比較的暗いスライスについては、露光時間を短縮するの が望ましい場合がある。 本発明のある局面によると、特定のデータ集合体を有するいくつかまたはすべ てのデータスライスに対する露光時間は、１つ以上のスライスに対する集合体輝 度レベルを所定量人工的にブーストすることによって短縮され得る。これは、疑 似輝度絵素を最小割り込み方法(minimally interusive manner)でスライスに配 置することによって、適切に達成され得る。 例えば、アステロイドは、関連するデータから遠いスライスの暗い領域に配置 され得る。このようにして、スライスに具体的に表される関連データを有する絵 素の輝度レベルを損なうことなく、特定のスライスに対する集合体輝度レベルを ブーストし得る。 上述のアステロイド技術のさらなる局面によると、疑似輝度領域はいかなる形 態または形状でもあり得るが、好ましくは雲、アステロイド、または他の無作為 （例えば不規則な）形状である。これに関して、シャープなコントラストエッジ を有する規則的な形状（例えば長方形）を使用すると、所望でない効果が生じる 。例えば、類似の幾何学パターンがスライスからスライスに現れる範囲において 、誤って強いまたは弱い周辺部が不利に生成される。これにより、エリアジング や所望でない相互変調ノイズ等が発生し得る。 以下により詳細に説明するように、いったん合成ホログラム（マスターホログ ラム）が生成されると、マスターホログラムのコピーをとることが望ましい場合 がある。このコピーは適切に画像面ホログラムとなる。この背景において、様々 なアステロイドを遮断して、画像面（コピー）ホログラム上にこれらが現れない ようにすることが望ましい場合がある。これは、単に物理的にホログラフィーア ステロイドを遮断してこれらをコピー機構から光学的に隔離することによって達 成され得る。これに関して、ホログラフィーアステロイドは、データセット内の さまざまなスライスに対する全てのアステロイドが単一の面、例えばコピーホロ グラムに対するフィルムホルダ面に存在する場合、簡単に遮断され得る（これは 、図９および図１０を参照して、後により詳細に説明する）。全てのアステロイ ドを単一の面に容易に配置するために、すべてのスライスに対して固定位置から アステロイドをマスターホログラムに投射することが望ましい場合がある。すな わち、マスターホログラムが生成されるときにカメラ装置（例えば、上で説明し た可変強度偏光子）がマスターホログラムフィルム面に対して移動するため、H1 （マスター）ホログラムの生成中、H2（コピーホログラム）フィルム面に対する 固定位置に、アステロイド投射機構を維持することか望ましい場合がある。 上述のアステロイド技術において、暗いスライスに対する輝度レベルを人工的 にブーストすることによって、さまざまなスライス間の動的輝度が所望どおりに 減少され、特定のデータ集合体を有するさまざまなスライスに対する露光時間の 範囲もまた減少され得る。 典型的なデータ集合体において、所定の集合体輝度閾値以下のデータスライス のみの輝度レベルを人工的にブーストすることが望ましい場合がある。あるいは 、特定のデータ集合体内の全てのデータスライスがあまりにも暗い場合、または より明るい（すなわち、高いグレースケール値）スライスにさえもアステロイド を付与して、例えばデータ集合体を含むさまざまなスライスに対する相対集合体 グレースケールレベルを保存することが望ましい場合がある。 アステロイドを比較的暗いデータスライスに付与することによって、特定のデ ータスライスに対してフィルム基板内に生成される周辺パターンはシャープにさ れ、その結果、各データスライスに対してより高いコントラスト比が達成される 。これにより、よりシャープな合成ホログラムが生成される。これは、各データ スライスに対する考察の対象となっている関連データを含むさまざまな絵素に対 するグレースケール値が変化しない場合でも同じである。すなわち、アステロイ ドを暗いデータスライスに付与することによって、比較データを有する絵素を通 過する光の量が変化しない場合でさえも、そのデータスライスに対する周辺パタ ーンが強化される。ビューイング装置 コピーホログラムＨ２は、カルフォルニアのLaguna Hills のVOXEL，Inc.によ って製造されたＶＯＸＢＯＸ 装置などのビューイング装置上で適切に再生され る。ＶＯＸＢＯＸ ビューイング装置のいくつかの特徴が、1986年11月18日に発 行された米国特許第4,623,214号および4,623,215号に記載されている。 次に、図１１を参照すると、ビューイング装置1102は、ハウジング１１０４お よびその中に配置された内部キャビティ１１０６を適切にしており、ハウジング １１０４は、ビューイング装置に環境光および室内光が入るのを防ぐように構成 されている。 ビューイング装置１１０２は、例えば、球面照射白色光源などの光源１１０８ 、バッフル１１３２、ミラー１１３４、フレネルレンズ１１１０、回折格子１１ １２およびベネチャンブラインド１１１４を有し、ベネチャンブラインドの上に はコピーホログラムＨ２が好都合に実装されている。ベネチャンブラインド１１ １４およびホログラムＨ２は、簡潔にするために、回折格子１１１２から空間に 分離されているように模式的に示されている。装置の好ましい実施態様において 、フレネルレンズ１１１０はハウジング１１０４の前表面を適切に形成し、回折 格子１１１２はレンズ１１１０の表面に固定された薄い平面シートを形成し、ベ ネチャンブラインド１１１４は回折格子１１１２に固定された薄い平面シートを 形成する。例えば、適当なクリップ、真空機構、あるいは何らかの好都合な方法 などの何らかの好都合な機構によって、ホログラムＨ２をベネチャンブラインド １１１４の表面に近接しているが取り外し可能なように取り付けられる。 フレネルレンズ１１１０は、光源１１０８によって生成された光を平行にし、 回折格子１１１２を介して平行(collimated)を方向付ける。所望の光源１１０８ とレンズの間の焦点距離は、とりわけ、レンズ１１１０の物理的寸法によって決 定される。空間を保持し、それによってコンパクトなビューイングボックス１１ ０２を生成するためには、光源１１０８からの光がミラー１１３４によってその 光の経路にそって適切に重畳されなければならない。空間利用を最大限にするた めに光源１１０８はレンズ近傍に配置され得るので、ミラー１１３４によって折 れた光のみがレンズ１１１０に当たるように、バッフル１１３２が光源１１０８ とレンズ１１１０との間に好都合に配置され得る。上記のように、この角度と波 長との間の関係は、方程式λ＝Ｋｓｉｎθによって同様に決定される。本発明の 好ましい実施態様において、レンズ１１１０の焦点距離はおおよそ１２インチで ある。 回折格子１１１２は、例えば、本明細書に記載されているものと同様のホログ ラフィ工程によって製造される、ホログラフィ光学素子（ＨＯＥ）を適切に有し ている。より詳細には、参照ビームならびにホログラムＨ２（ここでは514.5ｎ ｍ）を製造するときに用いられる物体ビームに対応する波長および入射角を有す る物体ビームを用いて、回折格子１１１２が適切に製造される。好ましい実施態 様において、回折格子１１１２は位相ホログラムであることが有利である。 回折格子１１１２は、光源１１０８から回折格子上に照射される白色光の様々 な成分を波長の関数として適切に回折する。より詳細には、光が回折格子１１１ ２を通過すると、光の各波長は独自の角度によって屈曲させられる。例えば、白 色光の青色成分は角度Ｐによって屈曲し、より高度の波長である緑色成分はより 大きい角度Ｑで屈曲し、より高度の波長である赤色光は角度Ｒで屈曲する。言い 換えると、回折格子１１１２は、格子の表面に対して独自の角度で各波長を平行 にする。しかし、回折格子１１１２は不完全なディフラクタであり、従って、入 射光の一部のみが回折され（例えば、５０％）、未回折光の残りの部分は平行な 白色光として通過することを当業者は理解するであろう。 ベネチャンブラインド（ルーバ）１１１４は、回折格子１１１２を通過する未 回折白色光を効果的に捕らえる、一連の非常に薄く傾斜した光学スラットを有し ている。従って、ルーバ１１１４を通過する実質的にすべての光は、例えば、光 が回折格子１１１２によって回折される角度に傾斜して通過する。もちろん、光 のうちにはルーバ１１１４によって回折されないものも若干あり、その光は様々 なランダムな角度で通過する。 さらに、ルーバ１１１４を有するスラットの幾何学的構成は、最適なカラリゼ ーションを有するホログラムを生成するように選択され得る。より詳細には、一 定の波長は本質的に損傷されずにルーバ１１１４を通過する（公称波長帯）が公 称波長帯よりも高いあるいは低い波長はルーバ１１１４によってとらえられるよ うに、スラットの幾何学的構成を選択し得る。さらに、回折格子１１１２を通過 する未回折光がルーバ１１１４を直接には通過しないように、スラットの幾何学 的構成を選択し得る。スラットの幾何学的構成を調整することにより、例えば、 そのような未回折光をホログラムＨ２に到達する前に隣接するスラットの間を多 数回（例えば、４回）反射させることによって、未回折光を実質的に減衰させ得 る。 ルーバ１１１４は、３Ｍ Companyによって製造された薄い平面光制御フィルム を適切に有する。一方の表面上ではルーバ１１１４はわずかに凸状になっており 、 さらにこの表面には製造者によってグリース性物質あるいはろう性物質が明かに 塗布されている。傷つきやすいスラットへの損傷を避けるために、例えばアクリ ルシート（図示せず）などの保護表面にルーバ１１１４を付着させることが望ま しい。しかし、ルーバ１１１４の「グリースを塗布した」側面をアクリルシート に不適切に付着させると、２つの表面の間で不均等な接触界面が生じ、それによ って望ましくない光学特性が生成され得る。 この界面において高潤滑性を有する粒子状物質（例えば、タルク）の薄い皮フ ィルムを塗布すると、アクリルシートとルーバの間の改善された光学特性を有す る接触面が生成される傾向があることを本発明は決定した。 図示されるように、ルーバ１１１４の表面にビューイングスクリーンを付着さ せることによって、ホログラムＨ２をビューイングスクリーン上に配置する。こ の点に関して、ビューイングスクリーンは、レンズ１１１０、回折格子１１１２ およびベネチャンブラインド１１１４の構成部材のうちの１つ以上を適切に有す る。あるいは、ビューイングスクリーンは、上に上記の構成部材のうちの１つ以 上が好都合に実装され得る、例えばガラスなどの透明物質の薄い平面フィルムを 有するだけでもよい。本発明のある局面によれば、そのようなビューイングスク リーンは、適切に、幅が１０〜１６インチのオーダーで、高さが1４〜２０イン チ、最も好ましくは１４〜１７インチのオーダーである。従って、本発明に従っ て製造された様々なホログラム、すなわち、マスターホログラムＨ１およびコピ ーホログラムＨ２は、ビューイングスクリーンよりも小さいか、あるいはほぼ同 じ大きさを有するように、適切な寸法を有することが望ましい。特に好ましい実 施態様においては、マスターホログラムＨ１およびコピーホログラムＨ２は、適 切に、それぞれ幅１４インチ、長さ１７インチである。 回折格子１１１２を製造するために用いられたものと同一の波長および参照ビ ーム角度を用いてホログラムが適切に製造されるので、ホログラムＨ２を通過す る光は、その波長に従って屈曲される。詳細には、青色光はマイナスＰ度で、緑 色光はＱ度で、赤色光はマイナスＲ度で屈曲される（マスターホログラムＨ１は 、コピーホログラムＨ２を製造している間に反転されることを思い起こされたい ）。従って、すべての波長は、レンズ１１１０の平面に対して実質的に垂直にホ ログ ラムを通過する。その結果、観察者１１１６は、ホログラムＨ２の平面に対して 垂直である線に実質的に沿った視点から再構成されたホログラムを見ることがで きる。 回折格子１１１２の波長選択回折容量をホログラムＨ２の波長選択回折特性と 調整することによって、回折格子１１１２によって回折された実質的に全ての光 がホログラムを照明するために用いられ得る。従って、比較的非能率的な回折格 子１１１２を用いても、比較的明るいホログラムの画像が生成される。さらに、 かなりの量のこのスプリアス白色光はルーバ１１１４によって遮断されるので、 ホログラフィ画像は、回折格子１１１２によって回折されないスプリアス白色光 (light) によって無駄に散乱されない。 さらに、薄い平面ホログラム、ルーバおよび回折格子をビューイング装置の一 部を形成するレンズの表面に実装することによって、ホログラムを照明する再生 ビームは、光源１１０８からの平行光に実質的に排他的に限定される。すなわち 、スプリアス非平行光がホログラムＨ２の裏面（図１１の右手側）に照射するこ とを防止する。他の光制御フィルム実施態様 ここで図１３を参照すると、ビューイング装置１１０２の他の実施態様による と、光制御フィルム１３１０がルーバ１１１４の代わりに適切に使用され得る。 より詳細には、光制御フィルム１３１０は、互いにはさみあっている複数の薄 いプレーナシート(planar sheets)から製造された、薄い、透明フィルム積層板から 適切に構成される。図１４に示される実施態様において、光制御フィルム（ ＬＣＦ）１３１０は、３枚の積層シート、すなわち、前部シート１４０２、コア シート１４０４、および後部シート１４０６を有する。前述のシートはそれぞれ 、薄い、透明なフィルムを有し、細く、平行で不透明な、フィルム表面全体を横 切って延びる一連のラィンを有する。ＬＣＦ１３１０の光学特性を説明するため に、これらのシートの断面を示す。明確化のため、図１５に典型的なシート１４ ０２の正面図を示し、説明のために不透明なラインの厚みが強調されている。図 １５に示されるそれぞれの不透明ライン１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ 等が、図１４の断面図に示される。それぞれのシート１４０４および１４０６は 、シート１４０２と適切に類似または同じである。 引き続き図１４を参照すると、ＬＣＦ１３１０は好都合に光フィルタとみなさ れ得、構成シート（例えばシート１４０２）のデューティサイクルが典型的な不 透明ラインの幅Ｗ１の関数となるようにする（例えば、連続するライン間の距離 の幅Ｗ２に対するライン１４０２）図１４に示される実施態様において、それぞ れのシート１４０２から１４０６は、適切に約５０％の不透明なデューティサイ クルを示す。すなわち、Ｗ１はＷ２にほぼ等しい。それぞれのシート１４０２か ら１４０６は、適切に約５０％の不透明なデューティサイクルを示す。すなわち 、Ｗ１はＷ２にほぼ等しい。 格子１１２の品質は、入射白色光１４０８を選択的に回折する能力によって表 され得る。図１１を参照して上で説明されるように、回折格子１１１２は波長の 関数としてある角度の傾斜で光を回折する。例えば、赤色光線１４１０は、水平 から比較的急峻な角度で回折され、緑色光１４１２は赤色光よりは急峻でない角 度で回折され、そして青色光１４１４は、水平から比較的小さい角度で回折され る。 回折格子は、典型的には１００％有効ではない。従って、かなりの量の回折さ れない光が不可避的に格子１１２を通過する。本発明の背景において、格子１１ １２を通過する回折されない光は、ここではゼロ次光１４から１６と呼び、回折 光（例えば、光線１４１０〜１４１６）は１次回折光と呼ぶ。 シャープで、高コントラストのホログラムを容易に再構成するために、ＬＣＦ １３１０はゼロ次光１４１６を遮断するように適切に構成され、観察者１１１６ によって観察されないと同時に回折された１次光がそこを通過するようにする。 図１１を参照して上で説明されるように、ＬＣＦ１３１０を通過する１次光は、 ホログラムによって反対に回折され、観察者によって観察されるように水平方向 に向けられる。 図１４に示されるＬＣＦ１３１０の第１の実施態様によると、前部シート１４ ０２は、後部シート１４０６に対して適切に配置され、それらのそれぞれの不透 明および透明ラインが位置あわせされるようにする。反対に、コアシート１４０ ４は、その不透明ライン１４０４Ａ、１４０４Ｂ等が、前部シート１４０２およ び後部シート１４０６の透明部分に位置合わせされる一方で、コアシート１４０ ４の不透明部分が前部シート１４０２および後部シート１４０６の透明部分に位 置合わせされ て配置されるように配置される。その結果、格子１１１２を通過す るゼロ次光のほとんどがＬＣＦ１３１０によって遮蔽される。しかしながら、例 えば光線１４１６Ａに示されるように、少量のゼロ次光が不可避的にＬＣＦ１３ １０を通過することを、本発明者は観察した。ゼロ次光１４１６ＡがＬＣＦ１３ １０を通過することはいくつかの要素によるものであり得、その例としては、１ つ以上のシート１４０２〜１４０６の垂直ミスアライメント、不透明度、幅Ｗ１ 、平行性、または １つ以上のシート１４０２〜１４０６を有する１つ以上の不透 明ラインの位置の欠陥または不完全性、ＬＣＦ１３１０を通過する光の屈折、お よび ＬＣＦ１３１０を有する不透明ラインの１つ以上のエッジ周辺のゼロ次光の 屈折等がある。 従って、図１４に示される実施態様では許容できる結果が得られると同時に、 本発明の背景においては、他の構成の光制御フィルムもまた使用され得る。 ここで図１６を参照すると、光制御フィルム１６１０の他の実施態様は、前部 シート１６０２、コアシート１６０４、および後部シート１６０６を適切に含み 、シート１６０２〜１６０６を構成するさまざまな不透明ラインの相対的寸法は 、それぞれの前部および後部シート１６０２および１６０６を有する不透明ライ ンのエッジに不透明ライン１６０４Ａ、１６０４Ｂ等が「重畳する(overlap)」 ように適切に操作される。図１６に示される構成は、ＬＣＦ１６１０に具体的に 表される不透明ライン周辺でゼロ次光が回折し得る範囲を適切に縮小する。ある いは、実質的により細い（寸法Ｗ１）不透明ラインを有する複数のコアシートが 使用され得、コアシートの不透明ラインが様々な構成に互い違いに配置されて、 ゼロ次光が光制御フィルムを通過しないようにする。しかしながら、このような 実施態様の有用性は、例えば、光制御フィルムを有するさまざまな層を通過し得 る１次光の帯域幅を狭めることによって１次光の通過をやはり遮蔽しやすいとい う程度に制限される。 より詳細には、一時的に図１７を参照すると、不透明ライン１７０４Ａおよび １７０４Ｂの幅における比較的小さい重畳１７０８でさえも、経路１７１２によ って定義される第１の量から経路１７１４によって定義される第２の量までの一 定の波長に対してＬＣＦ１７１０を通過する１次光の量を実質的に減少し得る。 引き続き図１４〜図１７を参照すると、前部および後部シートの内の１つまた は両方を垂直に持ち上げると、光制御フィルムが通過するように設計されている 帯域幅の最端部において波長が遮断される傾向があることがわかる。また、コア （中間）シートを垂直にシフトさせることによって、ＬＣＦを通過する中間波長 の量を減少させる傾向があることがわかる。理想的には、ＬＣＦは、すべての所 望の１次波長を等しく良好に通過させ、全てのゼロ次光を実質的に遮断するよう に構成されなければならない。 ここで図１８を参照すると、ＬＣＦの他の実施態様が示されており、１次光を 通過させるＬＣＦの能力からＬＣＦのゼロ次遮蔽能力が実質的に取り除かれてい る。 ここで図１８を参照すると、ＬＣＦ１８１０の他の実施態様は、前部層１８０ ２、コア層１８０４、および後部層１８０６を適切に有する。ＬＣＦ１８１０の １つの局面によると、後部層１８０６はデータとして考えられ得、この場合、前 部層１８０２をシフトさせることによってカラー選択性が得られ、コア層１８０ ４における対応するシフトによって良好なゼロ次遮蔽が提供される。 図１８に示されるように、格子１１１２を通過する実質的にすべてのゼロ次光 １４１６がＬＣＦ１８１０によって遮蔽される。さらにＬＣＦ１８１０は、そこ を通過する１次回折光の所望の帯域幅の通過が容易となるように構成される。合 成ＬＣＦ１８１０を含むさまざまなシートの特定の配置は、好適な実施態様の背 景において好都合に記載され、これによりＬＣＦ１８１０が構成される。それに 応じて、ＬＣＦ１８１０を製造するための詳細な方法をここで説明する。 図１８を引き続き参照すると、ＬＣＦ１８１０は図１１を参照して上で説明さ れるタイプの、丈夫で平板なビューイング装置を使用して適切に製造され、ビュ ーイングスクリーンが実質的に水平となりそしてＬＣＦ１８１０のアセンブリ中 作業員によって観察されるように、約９０度回転される。図１８の背景において 、格子１１１２は水平方向に向けられており、それぞれのシート１８０２、１８ ０ ４、および１８０６を有し、底部に後部シート１８０６が、上部に前部シート１ ８０２が配置されるようにアセンブリされている。以下に詳細を説明する。 最初の製造工程として、例えば３／８インチのガラス板(slab)等の保護ガラス シート１８１６はビューイングスクリーン１８１８の表面上に水平に配置され、 ＬＣＦ１８１０のアセンブリ中ビューイングスクリーンが損傷を受けることを回 避する。その後、例えば、薄い透明のポリエステル、シート（ポリエステルシー ト１８２０）等の保護塗装をガラスにほどこし、アセンブリ中に使用されるいか なる接着剤もガラスシート１８１６に接触しないようにすることが望ましい場合 がある。 積層ＬＣＦ１８１０の処理および設置を容易にするため、積層板を合成物とし て構成することが望ましい場合がある。この場合、ＬＣＦ１８１０はガラスのそ れぞれのシート１８２２および１８２４の間に挟まれる。従って、リアシート１ ８２２は適切に全体的に浄化されてポリエステル保護シート１８２０上に配置さ れる。ガラスシート１８２２および１８２４はそれぞれ、厚さ約１ｍｍから５ｍ ｍ、最も好適には厚さ約２．３ｍｍの範囲である。 図１８に最適に見られるように、ガラスシート１８２２は、高さ約１−７／１ ６インチ、幅１７−７／１６インチの矩形寸法で構成されており、それぞれのフ ィルムシート１８０６、１８０４、および１８０２は連続的により小さな直線寸 法を有し、ガラスシート１８２４は最も小さな矩形寸法を有する。アセンブリ中 さまざまなシートが互いに積層され得、作業員によって好都合に操作され得る。 引き続き図１８を参照すると、ＬＣＦの第１の活性層は、ガラスシート１８２ ２の上に適切に配置される。具体的には、後部シート１８０６は、観察者１１１ ６から見て左から右に走る不透明帯１８０６Ａ、１８０６Ｂ等に対してガラスシ ート１８２２の上に配置される。特に好適な実施態様において、それぞれのシー ト１８０２〜１８０６を有するフィルムはKodak Accumax 2000 AL17である。好 適な実施態様において、シート１８０２〜１８０６はそれぞれ、厚さ約７ミル(m ils.)であり、ポリエステル、アセテート、またはいかなる透明材料からでも構 成される。 本発明のさらなる局面によると、積層板内のさまざまなシートを構成するそれ ぞれの不透明ラインは、適切に幅約１２ミル（寸法Ｗ１、図１４参照）、間隔約 １１ミルであり、さまざまな光遮蔽フィルムのデューティサイクルが４０％〜６ ０％、好ましくは５０％〜６０％の範囲となるようにする。さらに、不透明帯を 構成する乳剤はフィルムの厚み内に埋め込まれ得るか、または約６ミクロンの厚 さでフィルム表面上に堆積される。 フィルムシート１８０６をガラスシート１８２２の上に配置した後、フィルム シート１８０６は、例えばLocktite^TMUnlocktite 351のボトルまたは他の一般用 の紫外線（ＵＶ）接着剤の先端部を中空針でふき取ることによって、ガラスシー トに適切に固定される。 次に、接着剤はフィルム１８０６の２つ以上のコーナーの下側に塗布され、紫 外線が接着剤を塗布した領域に印加されて接着剤を硬化させる。これにより、フ ィルムシート１８０６がガラスシート１８２２に固定される。 好適な実施態様によると、適切な紫外線硬化ランプは、例えばSpectronics SB 100Cハンディタイプのランプのような、１００ワット紫外線フラッドランプを有 する。 次に、左から右に走る不透明ラインを有している、コアシート１８０４が後部 シート１８０６上に配置される。コアシート１８０４を後部シート１８０６の上 に適切に配置するために、作業員は適切にフィルムに向かって下から直接目視し 、作業員の目線が実質的にフィルム面に対して直交するようにする。次にシート １８０４は、シート１８０４の不透明ラインがシート１８０６の不透明ラインに 位置合わせされるまで操作され、シート１８０６が本質的にシート１８０４の後 ろに隠れるようにする。いったん２枚のシートがきっちりと位置合わせされると 、シート間のいかなる空気も除去されて、２枚のフィルムシート間に密着した滑 り接触が提供される。小型携帯式顕微鏡、例えばH&R catalogueで購入できるTas co 30X顕微鏡を使用することによって、コアフィルム１８０４は作業員に向かっ て（図１８では下に向かって）わずかに適切にスライドされ、シート１８０４の 不透明ラインが、シート１８０６の不透明ラインに約５０％重畳するようにする 。上述の顕微鏡を使用することによって、これは視覚的に比較的容易に達成され 得る。また、合成物の４つのコーナーで顕微鏡を使用することによって、シート の 表面全体に渡ってシート１８０４の不透明ラインがシート１８０６の不透明ライ ンに実質的に平行となることが比較的容易に確実となる。この位置において、シ ート１８０４の任意の不透明ラインの典型的なエッジ１８２６は、シート１８０ ６上の隣接する不透明ライン１８０６Ｂのそれぞれのエッジ１８２８および１８ ３０間の約半分のところに適切に配置される。 次に、例えばシート１８０４の底部エッジに２片のテープを配置し、一次的に シート１８０４をフィルムシート１８０６およびガラスシート１８２２に固定す ることによって、コアシート１８０４が一次的に所定の位置にテープで留められ る。 次に、前部シート１８０２がコアシート１８０４の上に配置され、様々な不透 明ライン１８０２Ａ、１８０２Ｂ等が、シート１８０４および１８０６の不透明 ラインの重畳によって定義される不透明領域に位置合わせされる。そして、すべ てのゼロ次光が完全に遮断されるまで、シート１８０２がゆっくりと作業員に向 かって（図１８では下に向かって）移動される。これは、格子１１２および図１ ８に示されるさまざまな構成要素を通過するすべてのゼロ次光が完全に遮蔽され るので作業員にとって明らかとなる。ゼロ次光が本質的に完全に遮蔽されたこと を確認するために、作業員はビューイング装置内に配置されたバルブの輝度レベ ルを最大レベルとし得る。 具体的には、それぞれのシート１８０２および１８０４を構成するさまざまな 不透明ストライプのそれぞれについて、不透明ストライプ１８０２Ａのエッジ１ ８３２が不透明ストライプ１８２６のエッジ１８３４のわずかに上にある場合、 ゼロ次光は完全に遮蔽される。それぞれのエッジ１８３２およびそれぞれのエッ ジ１８３４の間の重畳の度合いは、寸法Ｌとして好都合に定義され得る。本発明 の好適な実施態様によると、寸法Ｌはできる限り小さい一方で、ゼロ次光の完全 な遮断を確実なものとしなければならない。 シート１８０２が適切に配置されることを確認する場合の追加的な工程として 、作業員は装置に対して前方に傾斜して寄り掛かり得、これにより例えば位置１ ８１４Ｂから下方および後方を観察する。位置１８１４Ｂから、作業員はＬＣＦ 合成物１８１０を介して照射されるいかなる「バックライト(backlight)」も観 察 し得る。バックライトは、典型的にはゼロ次光よりも実質的に強度が低いが、そ れにもかかわらずできる限り多くのバックライトを遮蔽することが望ましい。こ のことは、寸法Ｌを最小限にしながらゼロ次光の完全な遮蔽を確実なものとする ことによって達成され得る。 次に、例えば層１８０２を層１８０４に固定するための数片の接着テープを付 与することによって、前部層１８０２が層１８０４に固定される。 すべてのゼロ次光が遮蔽されたことを確認した後、シート１８０２および１８ ０４の一方または両方がわずかに移動され得て最適なカラーバランスを達成する 。これに関して、観察者は装置から離れ得、そして／またはわずかに屈んで位置 １８１４Ａから装置を観察し、一連の不透明ラインによって定義されるトンネル を「見上げる」ようにする。図１８に示される構成において、作業員がほうき星 (comet)に見えるものを観察することが可能となる。本発明者は、このほうき星 はビューイング装置内の光源のフィラメントの拡散した画像であると考える。 次に、作業員は自分に向かって（図１８においては下に向かって）コア層１８ ０４を移動させながら、シート１８０２を本質的に静止状態に維持する。この操 作によって寸法Ｌが効果的に増加し、完全なゼロ次遮蔽がさらに確実なものとな る。あるいは、前部シート１８０２は、追加的にまたは層１８０４を下に向かっ て移動する代わりに、図１８内で上に向かって移動され得、位置１８１４Ｂから 観察されるバックライト量を増加させることなくわずかに寸法Ｌを増加させるこ とができる。 次に、典型的なホログラムが装置上に配置され、適切なカラーおよびゼロ次遮 蔽が確実なものとされる。作業員がＬＣＦ１８１０を通過するカラースペクトラ ムを精巧に調整するよう所望する程度まで、作業員はコア層１８０４を上または 下に向かってわずかに操作しながら完全なゼロ次遮蔽を確実にすることによって 、所望のカラー変動を得る。 いったんＬＣＦ１８１０を構成する３つの層が適切に配置されると、これらの 層は上述の紫外線接着剤によってそれらのコーナーで互いに固定される。そして 、ガラス板１８２４が装置に配置され、大型(large)プレーナープレス器具が装 置全体に配置されて、装置内のさまざまな積層板間から空気を排除する。その後 、 紫外線接着剤のビード(bead)が、周辺のビードに小さな隙間を残したまま装置の 周辺に塗布される。次に中空針が隙間に挿入される。中空針は３０３ステンレス 鋼、２５の目盛りによって適切に構成された薄い壁の管である。 その後、周辺の接着ビードが完了し、周辺シールは中空針を所定の位置に配置 した形で完了している。そして、例えばテフロンホースのような真空リードが中 空針の遠位端に固定され、約２５インチの水銀圧の圧力が中空針に印加される。 これにより、積層装置内のいかなる残留空気も中空針を介して排除される。 すべての空気が装置から排除されると、中空針を柔らかくするために熱ランプ またはブローランプが使用され得、これにより中空針は崩壊し接着ビード内部に 気密領域を形成する。加熱工程中、中空針は先端が針状のパイラーで適切に圧搾 されて平坦にされ、チャンネルグリップパイラーによって有利に捕らえられて、 丈夫で軽量な機械的気密シールを確実なものにする。その後、中空針の端部は接 着ビード内で折り返されて、装置の周辺全体がテープで留められ、安定で、気密 な機械的に正常な合成積層構造を確実なものにする。改変および強化 本発明に従って製造されたホログラム（Ｈ２）が箱１１０２上に実装されると 、フルパララックスおよびすべての視点からの遠近感（パースペクティブ）が観 察者に提供され、物体の３次元的表示が見られ得る。ホログラムがビューボック スから取り外され、反転され、再びビューボックスに戻されてもよいことを、本 発明の発明者はさらに決定した。反転されたホログラムは、観察者が反対方向か らホログラムを見ていること、すなわち、観察者から最も離れていたホログラム 上の点は今度は観察者に最も近くなり、またその逆になることを除いては、同一 のホログラムの非反転ビューとして、すべての同一のデータを含む。外科医があ る方向から他の方向に身体上で手術の様々なプロスおよびコンスにアクセスする ことができるようにすることにより提案された外科の手順を計画したときに、こ の特徴は外科医に対して特に有用になり得る。 単に１つのホログラムをもう一つのホログラムの上部に配置することによって 、２つ以上のホログラムが同一のビューボックス上で同時に見られ得ることも本 発 明の発明者が決定した。例えば、第１のホログラムが取り替えられるべき身体（ 例えば、臀部）を有し、第２のホログラムか補綴代替装置を有する状況では、こ れは特に重要になり得る。従って、外科医は、適切な背景において、すなわち、 患者の内部の３次元空間に装置が設置されたときに、提案された装置を見ること ができる。 さらに、例えば、３次元調整グリッドなどの調整グリッドを調査の対象である ホログラムで覆うことが有利になり得る。この背景に置いて、適切な調整グリッ ドは、その上で符号化された空間表示を有する１つ以上の規則あるいは他の測定 器のホログラムをただ単に有するだけでもよい。あるいは、調整グリッドは、例 えば、線形的方法、対数的方式などの他の好都合な方法で間を置いた、一連の交 差する線、もしくはドット行列あるいはほかの視覚的マーキングの行列を単に有 するだけでもよい。このように、特に、調整グリッドが同じスケールであるか、 ホログラムを有する寸法のスケールの好都合な倍数である場合、調整マーキング を合計することによって３次元的距離が容易に計算され得る。 本発明に従ってホログラムを見たときに非常に弱い光のパターンおよび暗い環 が時折目に見えることも、本発明の発明者が観察している。より詳細には、見ら れるときに、これらの環はホログラムの後ろに非常に離れて見える。本発明の発 明者は、これらの環が各データスライスと共に拡散する拡散体４７２のホログラ ムを取り込むことに起因する、インターフェログラムを構成することを理論化し た。この問題を克服するために、各データスライスが記録されると、拡散体４７ ２はその平面内でわずかに（例えば、１０ミリメートル）移動してもよい。この ように、本明細書に記載されているように、各データスライスに対応する画像は フィルム３１９上に投影されているが、拡散体４７２のわずかに異なる部分が各 データスライスに対して投影され、それによって各データスライスに対して拡散 体４７２に起因すると考えられる同一パターンを投影することが防止される。 例えば、１つ以上のデータスライスに本文材料(material)あるいは図式材料を 付加することも可能であり、それにより、データセットの得られたホログラムが この本文材料あるいは図式材料を反映し得る。このような材料は、識別データ（ 例えば、患者の名前、記録されている物体のモデルあるいは整理番号）を有し ても、あるいは、純粋な図式情報（矢印、記号など）を有してもよい。 この点において、正スコピックビューで見られるテキストは、同一ホログラム の疑似スコピックビューにおいて反転されることに気づくことは興味深い。すな わち、正スコピックビューにおいてテキストが右側を上にして見える場合、疑似 スコピックビューにおいは逆さまに見える。従って、ホログラムにおいてテキス トを利用することが望ましい限り、ホログラムが正スコピック構成で見られるか 疑似スコピックビュー構成で見られるかにかかわらず、テキストが適切に観察さ れ得るように、同一のテキストをホログラム上部では右側を上に、ホログラムの 底部では上下逆に挿入することが有利になり得る。 さらに、再生の間にはフィルム平面内のテキストは一般的に明確であるが、フ ィルム平面の外、すなわち、図１における軸Ａに沿って配置されたテキストは一 般的により明確でなくなる。「フィルム平面外部の」テキストはＶｏｘｂｏｘ上 で見られると判読可能であるが、Ｖｏｘｂｏｘがなければ判読できないので、こ れは本発明のある側面によると有利である。医学的診断に用いられるホログラム の背景においては、例えば、患者の名前、状態などの秘密なある患者の情報がＶ ｏｘｂｏｘの補助により、しかるべき職員が非常に容易にそのような情報を見る ことができるように、フィルム平面外部に配置することが望ましく、それによっ て患者の秘密性を保証する。 本文材料あるいは図式材料に加えて、例えば、特定のホログラムを有する画像 の１つの一部、あるいは、他のホログラムからの画像データなどの付加的なイメ ージをマスターホログラム上に有することが望ましい。例えば、百個以上のスラ イスを有する折れた骨のマスターホログラムを考える。キーとなる情報を有する 数個のスライスについては、ホログラム全体とは距離を置いているがホログラム に隣接しホログラムに対して適した深さにあるこのデータを個別に表示すること が好ましい。 簡潔に上記したように、本発明に従って製造されたホログラムをＶｏｘｂｏｘ あるいはほかの適切なビューイング装置上で見るとき、ホログラムが第１の位置 にあるときホログラムの正スコピックビューが観測され、ホログラムがその水平 軸の周りを回転するとき、疑似スコピックビューが観測される。ホログラフィフ ィルムの特定の方角が、裸眼による正スコピックビューあるいは疑似スコピック ビューに対応するか否かを決定することは困難なので、ホログラフィフィルム上 に好都合な表示を配置し、ホログラフィフィルムがビューイング装置上に配置さ れたときにホログラムのどのビューが観察され得るかを観察者に知らせる。例え ば、ノッチあるいはその他の物理的表示をフィルム上、例えば、正スコピックビ ューの右上の角に配置することが望ましい。あるいは、適切な表示を、辺に沿っ て角に、もしくは、ホログラフィフィルムあるいはホログラフィフィルムのため のいかなる境界、縁あるいはパッケージ上の好ましい位置のいずれかに配置する ことによって、小さなテキスト、図式および色のコード化体系が用いられ得る。 本発明の別の局面によれば、データスライスの一部のみをウィンドウ化し、か つ、満足のいくコントラストおよび陰影を実現することが効果的になり得る。た とえば、１００個のスライスデータセットに対しては、例えば、１０個おきにデ ータスライスを手動でウィンドウ化し、また、コンピュータによる内挿技術を用 いることによって、割り込みデータスライスを自動的にウィンドウ化することが 可能である 本発明のさらに別の局面によれば、データセットを含む様々なデータスライス 平面からフィルム平面を選択することが可能である。より詳細には、データセッ ト内の各データスライスは、それ自体の独自の平面を占める。本発明の好ましい 実施態様によれば、データセットの容量内で中央にあるデータスライスが、トラ ック装置３３４の移動長さの中心にあるデータスライスに対応するように、トラ ック装置３３４は前後に移動する。しかし、所望であれば、フィルム３１９の平 面がデータセットの一端あるいは他端により近くに配置されるように、イメージ ング装置３２８とフィルム３１９との相対的位置を変化させ得る。従って、得ら れたホログラムＨ２は、データセットを切断するためにフィルム平面が選択され る場所によって、ホログラムが観察されるスクリーン内あるいは外に投影された ホログラフィ画像のより大きい部分あるいはより小さい部分を有するように思わ れる。 本発明のさらに別の局面によれば、複数の異なるホログラムが一枚のシート上 に表示され得る。例えば、外科手術前の身体のホログラムはフィルムの上部に表 示されている。フィルムの下部は２つの４分の１部分に分割されており、その一 方は第１のパースペクティブからの手術後の同一の身体のホログラムを含み、他 方は別のパースペクティブからの手術後の同一の身体のホログラムを含む。これ らのおよび他のホログラフィ構成は、効率的な診断分析を促進するために適切に 用いられ得る。 本発明のさらに別の局面によれば、ビーム経路全体を適切に黒い管材および黒 い箱の中に納めることが有利である。これによって、望ましくない反射の存在が 最小化される。さらに、マスターホログラムおよびコピーホログラムを製造する 工 程全体は、いかなるフィルム表面とも接触し得るスプリアス光を有さない部屋 あるいは他の囲いの中で行うことが有利である。あるいは、本発明の背景におい てビームのいずれかによって通過する経路を、他のファイバー光学ケーブルに代 えてもよい。ファイバー光学ケーブルを適切に選択することによって、ケーブル を通過する光の極性および横断電磁モード（ＴＥＭ）が保存される。ファイバー 光学ケーブルを用いると、システムが非常に圧縮され、さらに、システムの構成 部材（例えばミラー）の多くが完全に除去され得る。最後に、ファイバー光学ケ ーブルは、参照ビームと物体ビームとの間の差動経路長を補償するために用いら れ得る。特に、ビームの１つが通過する経路が他のものと異なる限り、ファイバ ー光学ケーブルの所定の長さがより短い距離を通過するビームの経路において用 い、それにより長さの差を補償し、従って、２つの経路を等しくし得る。 図１０Ｂに示されている疑似スコピック構成を簡略に再び参照すると、一定の 状況下では、自由空間においてマスターホログラムを再生し、３次元画像を見る ことが望ましい。例えば、手術を行う前に、特定の身体の部分で外科技術を練習 することが、外科医にとって有益になり得る。この点において、例えば、バーモ ント州、BurlingtonのAscension Technology Corporationによって製造されたBi rd(ＴＭ)部品No.600102-Aなどの６空間デジタイザは、疑似スコピック構成の背 景に置いて有利に用いられ得る。 より詳細には、６空間デジタイザは自由空間において加工され、従来のコンピ ュータマウスがそのコンピュータに２次元位置データを報告するのと同様に、そ の位置をコンピュータに報告し得る。ホログラフィ空間を移動することによって 、 サイズあるいは他の寸法に関するデータがホログラムに対して明白に得られ得る 。 さらに図１０Ｂを参照すると、様々な診断上のあるいは実験上の職務を行うた めには、ホログラムのフィルム平面外、例えば、自由空間で、ホログラムを部分 的にあるいはその全体を再生することも望ましい。例えば、負傷した臀部などの 人間の解剖組織上の構造の一部のホログラフィ表示を投影し、ホログラフィ空間 に臀部あるいは他の解剖組織上の要素を置き換えるための補綴装置を物理的に配 置することが有利になり得る。このように、補填装置の「取り付け」および装置 の配置前に行われたどのような適切な補正も確認される。 さらに、自由空間においてホログラムを再生し、拡散スクリーンもしくは他の 透明または不透明構造をホログラフィ空間に配置し、様々な実験上あるいは診断 上の目的のためにホログラムの対象物との相互作用を行うことが望ましい。 本発明は、添付の図面と関連して本明細書に記載されたが、本発明の範囲はこ れに限定されないことを当業者は理解するであろう。例えば、ビューボックスは 直方体として記載されているが、ビューイング装置の様々な構成部品を好都合に 収納するいかなる適切な構造でもよいことを当業者は理解するであろう。さらに 、カメラ装置およびコピー装置は分離したシステムとして図示されているが、適 切に１つのシステムに組み合わせられてもよい。 添付の請求項に記載されているような本発明の精神から離れることなく、本明 細書中に記載されたさまざまな構成部品および工程の選択、設計および配置にお いてこれらおよびその他の変更をなし得る。 請求の範囲 １．ホログラムビューイング装置に使用される積層光制御フィルム装置であって 、 交互になっている不透明および透明の第１の一連の平行ラインを含む後部フィ ルムと、 該後部シート上に配置されたコアフィルムシートであって、交互になっている 不透明および透明の第２の一連の平行ラインを含む該コアフィルムシートと、 前部シートであって、該コアシートが該前部シートと該後部シートとの間に配 置するように該コアシート上に配置され、交互になっている透明および不透明の 第３の一連の平行ラインを含む該前部シートと、を備える装置であって、 該コアシート、該後部シート、および該前部シートは、実質的に１次光を遮蔽 して該装置を通過しないようにする一方で、所定の帯域幅の１次光が容易にそこ を通過するように、互いに対して配置される、装置。 ２．前記一連のラインの少なくとも１つに対して、前記不透明ラインのそれぞれ の幅が、前記透明ラインのそれぞれの幅に実質的に等しい、請求項１に記載の装 置。 ３．前記後部、コア、および前部シートは、前記平行ラインに対して垂直な方向 に沿って前記前部シートを前記コアシートおよび前記後部シートに対してシフト させることによって、前記装置のカラー選択性を制御するように構成される、請 求項１に記載の装置。 ４．前記後部、前記コア、および前記前部シートは、該コアシートおよび該後部 シートに対する該前部シートのシフトが、前記装置を通過する前記１次光の所定 の帯域幅の帯域幅の対応する変化をつくりだすように互いに配置される、請求項 １に記載の装置。 ５．前記後部、前記コア、および前記前部シートは、該後部シートに対して該コ アシートを、前記平行ラインに対して実質的に垂直な方向のわずかな移動が、前 記装置を通過するゼロ次光の遮蔽度合いを制御するように構成される、請求項１ に記載の装置。 ６．前記第１、前記第２、および前記第３の一連のラインは、前記前部シートが 前記他のシートに対して該ラインに垂直な方向のわずかな移動が、前記装置のカ ラー選択性を、前記装置の前記ゼロ次光の通過を遮蔽する能力には実質的に影響 されない方法で制御するように構成される、請求項１に記載の装置。 ７．前記装置を照射するように配置される光源、および該光源と該装置との間に 配置される回折格子をさらに備える、請求項１に記載の装置。 ８．後部フィルムシートであって、その表面を横切って延びる交互になっている 不透明および透明の第１の一連のラインを含む、後部フィルムシートと、 前部シートであって、その表面を横切って延びる交互になっている透明および 不透明の第３の一連のラインを含む、前部シートと、 該後部フィルムシートと該前部シートとの間に配置されたコアフィルムシート であって、その表面を横切って延びる交互になっている不透明および透明の第２ の一連のラインを含む該コアシートと、を備える装置であって、 該第１、第２、および第３の一連のラインは、該装置の面に対して実質的に垂 直な方向に進行する光が、実質的に該装置を通過することを防止されるように互 いに配置され、さらに、光の所定の帯域幅は該装置を通過するように構成され、 該所定の帯域幅は、該装置の面に対する入射の所定の角度を定義する、積層光制 御フィルム装置。 ９．前記第１の一連の前記不透明なラインのそれぞれは実質的に同じ幅であり、 前記第２の一連の前記不透明なラインのそれぞれは実質的に同じ幅であり、前記 第３の一連の前記不透明なラインのそれぞれはほぼ同じ幅である、請求項８に記 載の装置。 １０．前記コア、前記前部、および前記後部シートの内の少なくとも１つのデュ ーティサイクルが約５０％である、請求項９に記載の装置。 １１．前記第１、前記第２、および前記第３の一連の内の少なくとも１つの前記 不透明ラインは適切に幅約１２ミルであり、幅約１１ミルの対応する空間を有す る、請求項８に記載の装置。 １２．前記前部、前記コア、および前記後部シートのそれぞれの前記デューティ サイクルは、４０パーセント（４０％）〜６０パーセント（６０％）の範囲であ る、請求項１１に記載の装置。 １３．前記前部、前記コア、および前記後部シートのそれぞれは、厚さが約７ミ ルである、請求項８に記載の装置。 １４．前記前部、前記後部、および前記コアシートは、ポリエステルおよびアセ テートの１つを含む、請求項８に記載の装置。 １５．合成光制御フィルム積層板をアセンブリする方法であって、該合成光制御 フィルム積層板は、光源と、該光源とビューイングホログラムにおいて有用な該 積層板との間に配置される回折格子とともに使用され、該方法は、 第１の光制御フィルムシートを提供する工程であって、該第１のシート表面を 横切って延び、交互になっている不透明および透明の第１の一連のラインを含む 該第１の光制御フィルムシートを提供する工程と、 該第１のシートの上に第２のシートを提供する工程であって、該第２のシート 表面を横切って延び、交互になっている不透明および透明の第２の一連のライン を含む該第２のシートを提供する工程と、 該第１の一連の該不透明なラインが、該第２の一連の該不透明なラインに約５ ０パーセント（５０％）重畳するように、該第１のシートに対して該第２のシー トを操作する工程と、 該第２のシートの上に、交互になっている不透明および透明ラインの第３の一 連のラインを含む第３のシートを配置する工程と、 該第１、該第２、および該第３のシートの組み合わせによって、実質的にすべ てのゼロ次光が遮蔽されるまで、該第３のシートを操作する工程と、 その後、該第２および該第３のシートの一方または両方を操作しながら該第１ 、該第２、および該第３の一連のライン間の平行性を維持することによって、該 積層板を通過する１次光の所定の波長選択性を達成する工程と、を包含する方法 。 １６．前記第２の層を、前記第２の一連の前記不透明なラインに対して実質的に 垂直な方向に移動しながら前記第３のシートを本質的に静止状態に維持すること によって、ゼロ次光の遮蔽を最大にする工程をさらに包含する、請求項１５に記 載の方法。 １７．前記第１および前記第２のシート間と該第２および前記第３のシート間と から、実質的にすべての空気を除去する工程をさらに包含する、請求項１５に記 載の方法。 １８．いったん所定のカラー選択性および最適なゼロ次遮蔽が達成されると、前 記第１、前記第２、および前記第３のシートをともに不動な状態に固定する工程 をさらに包含する、請求項１５に記載の方法。 【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＵ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ホログラムビューイング装置に使用される積層光制御フィルム装置であって 、 交互になっている不透明および透明の第１の一連の平行ラインを含む後部フィ ルムと、 該後部シート上に配置されたコアフィルムシートであって、交互になっている 不透明および透明の第２の一連の平行ラインを含む該コアフィルムシートと、 前部シートであって、該コアシートが該前部シートと該後部シートとの間に配 置するように該コアシート上に配置され、交互になっている透明および不透明の 第３の一連の平行ラインを含む該前部シートと、を備える装置であって、 該コアシート、該後部シート、および該前部シートは、実質的に１次光を遮蔽 して該装置を通過しないようにする一方で、所定の帯域幅の１次光が容易にそこ を通過するように、互いに対して配置される、装置。 ２．前記一連のラインの少なくとも１つに対して、前記不透明ラインのそれぞれ の幅が、前記透明ラインのそれぞれの幅に実質的に等しい、請求項１に記載の装 置。 ３．前記後部、コア、および前部シートは、前記平行ラインに対して垂直な方向 に沿って前記前部シートを前記コアシートおよび前記後部シートに対してシフト させることによって、前記装置のカラー選択性を制御するように構成される、請 求項１に記載の装置。 ４．前記後部、前記コア、および前記前部シートは、該コアシートおよび該後部 シートに対する該前部シートのシフトが、前記装置を通過する前記１次光の所定 の帯域幅の帯域幅の対応する変化をつくりだすように互いに配置される、請求項 １に記載の装置。 ５．前記後部、前記コア、および前記前部シートは、該後部シートに対して該コ アシートを、前記平行ラインに対して実質的に垂直な方向のわずかな移動が、前 記装置を通過するゼロ次光の遮蔽度合いを制御するように構成される、請求項１ に記載の装置。 ６．前記第１、前記第２、および前記第３の一連のラインは、前記前部シートが 前記他のシートに対して該ラインに垂直な方向のわずかな移動が、前記装置のカ ラー選択性を、前記装置の前記ゼロ次光の通過を遮蔽する能力には実質的に影響 されない方法で制御するように構成される、請求項１に記載の装置。 ７．前記装置を照射するように配置される光源、および該光源と該装置との間に 配置される回折格子をさらに備える、請求項１に記載の装置。 ８．後部フィルムシートであって、その表面を横切って延びる交互になっている 不透明および透明の第１の一連のラインを含む、後部フィルムシートと、 前部シートであって、その表面を横切って延びる交互になっている透明および 不透明の第３の一連のラインを含む、前部シートと、 該後部フィルムシートと該前部シートとの間に配置されたコアフィルムシート であって、その表面を横切って延びる交互になっている不透明および透明の第２ の一連のラインを含む該コアシートと、を備える装置であって、 該第１、第２、および第３の一連のラインは、該装置の面に対して実質的に垂 直な方向に進行する光が、実質的に該装置を通過することを防止されるように互 いに配置され、さらに、光の所定の帯域幅は該装置を通過するように構成され、 該所定の帯域幅は、該装置の面に対する入射の所定の角度を定義する、積層光制 御フィルム装置。 ９．前記第１の一連の前記不透明なラインのそれぞれは実質的に同じ幅であり、 前記第２の一連の前記不透明なラインのそれぞれは実質的に同じ幅であり、前記 第３の一連の前記不透明なラインのそれぞれはほぼ同じ幅である、請求項８に記 載の装置。 １０．前記コア、前記前部、および前記後部シートの内の少なくとも１つのデュ ーティサイクルが約５０％である、請求項９に記載の装置。 １１．前記第１、前記第２、および前記第３の一連の内の少なくとも１つの前記 不透明ラインは適切に幅約１２ミルであり、幅約１１ミルの対応する空間を有す る、請求項８に記載の装置。 １２．前記前部、前記コア、および前記後部シートのそれぞれの前記デューティ サイクルは、４０パーセント（４０％）〜６０パーセント（６０％）の範囲であ る、請求項１１に記載の装置。 １３．前記前部、前記コア、および前記後部シートのそれぞれは、厚さが約７ミ ルである、請求項８に記載の装置。 １４．前記前部、前記後部、および前記コアシートは、ポリエステルおよびアセ テートの１つを含む、請求項８に記載の装置。 １５．合成光制御フィルム積層板をアセンブリする方法であって、該合成光制御 フィルム積層板は、光源と、該光源とビューイングホログラムにおいて有用な該 積層板との間に配置される回折格子とともに使用され、該方法は、 第１の光制御フィルムシートを提供する工程であって、該第１のシート表面を 横切って延び、交互になっている不透明および透明の第１の一連のラインを含む 該第１の光制御フィルムシートを提供する工程と、 該第１のシートの上に第２のシートを提供する工程であって、該第２のシート 表面を横切って延び、交互になっている不透明および透明の第２の一連のライン を含む該第２のシートを提供する工程と、 該第１の一連の該不透明なラインが、該第２の一連の該不透明なラインに約５ ０パーセント（５０％）重畳するように、該第１のシートに対して該第２のシー トを操作する工程と、 該第２のシートの上に、交互になっている不透明および透明ラインの第３の一 連のラインを含む第３のシートを配置する工程と、 該第１、該第２、および該第３のシートの組み合わせによって、実質的にすべ てのゼロ次光が遮蔽されるまで、該第３のシートを操作する工程と、 その後、該第２および該第３のシートの一方または両方を操作しながら該第１ 、該第２、および該第３の一連のライン間の平行性を維持することによって、該 積層板を通過する１次光の所定の波長選択性を達成する工程と、を包含する方法 。 １６．前記第２の層を、前記第２の一連の前記不透明なラインに対して実質的に 垂直な方向に移動しながら前記第３のシートを本質的に静止状態に維持すること によって、ゼロ次光の遮蔽を最大にする工程をさらに包含する、請求項１５に記 載の方法。 １７．前記第１および前記第２のシート間と該第２および前記第３のシート間と から、実質的にすべての空気を除去する工程をさらに包含する、請求項１５に記 載の方法。 １８．いったん所定のカラー選択性および最適なゼロ次遮蔽が達成されると、前 記第１、前記第２、および前記第３のシートをともに不動な状態に固定する工程 をさらに包含する、請求項１５に記載の方法。