JP2000035745A - ホログラム作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色ずれや歪みが抑制されたカラー再生像を白
色の照明光で得ることができるリップマン型ホログラム
を、単一波長の可干渉光を用いて作成することができる
ホログラム作成方法を提供する。 【解決手段】 ステップＳ１１〜Ｓ１３において、感光
材料面上の互いに直交する第１および第２の方向それぞ
れに対する参照光および物体光それぞれの入射角が、２
次元ホログラムの条件式および３次元ホログラムの条件
式に基づいて算出される。ステップＳ１４において、ス
テップＳ１１〜Ｓ１３において算出された参照光および
物体光それぞれの入射角に基づいて、感光材料に入射す
べき物体光が算出される。ステップＳ１５において、ス
テップＳ１４において算出された物体光および参照光
が、ステップＳ１１〜Ｓ１３において算出された入射角
で感光材料上で干渉されて、感光材料にリップマン型ホ
ログラムが記録される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再生時の照明光と
して白色光を用いてカラー再生像を得ることができるリ
ップマン型ホログラムの作成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】再生時の照明光として白色光を用いてカ
ラー再生像を得ることができるカラー再生型ホログラム
は、以下の２つに大別することができる。１つは、薄い
感光材料を主な光変調素子として用いるホログラムであ
り、ホログラムの一方の面の側から物体光および参照光
の双方が入射するフレネル型ホログラムに代表されるも
のである。他の１つは、厚い感光材料を主な光変調素子
として用いるホログラムであり、ホログラムの一方の面
の側から物体光が入射し他方の面の側から参照光が入射
するリップマン型ホログラムに代表される。

【０００３】前者のフレネル型ホログラムでカラー再生
像を得るための従来の方法は、例えば、特開平５−８８
６０１号公報、特開平６−１７５５７０号公報、特開平
７−２０７６８号公報、特開平７−１０４６５０号公
報、特開平８−３１４３６２号公報および特開平８−３
１４３６３号公報に開示されており、カラー像再生原理
は２つに類別される。

【０００４】フレネル型ホログラムの第１のカラー像再
生原理は以下のとおりである。ホログラム作成時におけ
る物体光および参照光の波長すなわち記録波長をλo と
し、物体光の入射角をθo とし、参照光の入射角をθr
とする。また、ホログラム再生時における物体再生光の
波長すなわち再生波長をλj とし、照明光の入射角をθ
c とし、物体再生光の出射角をθi とする。再生像が共
役像である場合には、これらのパラメータの間に、 (１／λj)(sinθc−sinθi) ＝(１／λo)(sinθo−sinθr) なる関係式が成り立つように光学系を調整する。一方、
再生像が直接像である場合には、これらのパラメータの
間に、 (１／λj)(sinθi−sinθc) ＝(１／λo)(sinθo−sinθr) なる関係式が成り立つように光学系を調整する。そし
て、物体再生光に乗せるべき光強度分布の情報を物体光
に置き換えてホログラムを作成する。

【０００５】フレネル型ホログラムの第２のカラー像再
生原理は以下のとおりである。或る波長の点光源と見な
せる記録点像から出射された光と参照光とによりホログ
ラムが作成され、別の或る波長の照明光がホログラムに
照射されて再生像が得られるとする。ホログラム中心か
ら再生点までの距離をＲi とし、ホログラム中心から照
明光源までの距離をＲc とし、ホログラム中心から記録
点像までの距離をＲoとし、ホログラム中心から参照光
源までの距離をＲr とする。距離を展開し２次の項まで
を用いて近似して、 (１／λj)(１／Ｒi−１／Ｒc) ＝±(１／λo)(１／Ｒo−１／Ｒr) なる式で表されるホログラムの結像公式が得られる。こ
こで、上式の右辺の頭の符号が＋であるときは直接像が
再生される場合であり、符号が−であるときは共役像が
再生される場合である。なお、参照光および照明光が平
行光と見なせる場合には、距離Ｒr およびＲc それぞれ
を無限大として、上記のホログラムの結像公式は、 (１／λj)(１／Ｒi)＝±(１／λo)(１／Ｒo) と表される。そして、このホログラムの結像公式を用い
て、設定した再生位置に再生像が表示されるように、予
め記録する物体や画像に変形や移動の修正を加えてホロ
グラムを作成する。

【０００６】後者のリップマン型ホログラムでカラー再
生像を得るための従来の方法も幾つか知られている。リ
ップマン型ホログラムの第１のカラー像再生原理は、３
原色それぞれのレーザ光を用いて感光材料を多重露光記
録してホログラムを作成し、このホログラムに白色光の
照明光を入射させ、ホログラムにおける干渉縞による波
長選択性を利用してカラー像を再生するものである。リ
ップマン型ホログラムの第２のカラー像再生原理は、記
録時における波長、物体光入射角および参照光入射角、
ならびに、再生時における波長、照明光入射角および物
体再生光出射角の間の関係を考慮して、単一波長のレー
ザ光を用いてホログラムを記録するものである（例えば
特開平７−１０４６５０号公報を参照）。

【０００７】また、リップマン型ホログラムの第３のカ
ラー像再生原理は、記録時および再生時それぞれの感光
材料の厚みの変化をも考慮して、単一波長のレーザ光を
用いてホログラムを記録するものである（例えば、特開
平１−３２１４７１号公報、M.A.Klug, et al., "Full
Color Ultragrams", SPIE Vol.1667 Practical Hologra
phy VI, pp.110-119 (1992) および、久保田敏弘、西村
正雄、「カラーホログラフィによる文化財の記録・展
示」、日本写真学会誌、Vol.53, No.4, pp.291-302 (19
90) を参照）。

【０００８】特開平１−３２１４７１号公報に開示され
た技術では、記録時に膨潤処理して感光材料の厚みを増
加させ、再生時に感光材料の厚みを元に戻して再生波長
を選択するようにしている。しかし、再生時および記録
時それぞれの物体の位置および大きさは異なるにも拘わ
らず、その補正の方法について開示されていない。M.A.
Klug他による論文に記載された技術では、上下方向につ
いては物体光を拡散再生することから上記の補正を行っ
ていないが、水平方向についての再生時および記録時そ
れぞれの物体の位置および大きさについてホログラムの
結像公式に基づいて補正を行っている。

【０００９】久保田他による論文には、２次元ホログラ
ムの場合における記録時の波長、再生時の波長、物体光
の入射角、参照光の入射角、照明光の入射角および物体
再生光の出射角の間の関係式が記載されている。また、
３次元ホログラムの場合における記録時の波長、再生時
の波長、物体光の入射角、参照光の入射角、照明光の入
射角および物体再生光の出射角の間の関係式も記載され
ている。さらに、これらの関係式から再生像の位置およ
び大きさをホログラム面の法線方向についてのみ補正す
る方法が開示されている。その補正の具体的手順は、具
体的には記載されていないものの、以下のように推測さ
れる。

【００１０】上下方向についての補正は、先ず、２次元
ホログラムの関係式で、記録時の波長、再生時の波長お
よび照明光の入射角を設定し、物体光の入射角をホログ
ラム面に対し垂直とし、物体再生光の出射角もホログラ
ム面に対し垂直とするように、参照光の入射角を決定す
る。次に、この参照光の入射角および感光材料の屈折率
をも考慮して、記録時および再生時それぞれの感光材料
の厚みの比を決定する。このようにして、記録時および
再生時それぞれの波長の相異に因る物体光の入出力関係
を、ホログラム面に垂直な方向についてのみ補正して一
致させている。また、水平方向の記録時および再生時そ
れぞれの物体の大きさ及び位置の補正については、ホロ
グラムの結像公式を利用して、記録時および再生時それ
ぞれにおける物体とホログラムとの間の距離を調整する
ことにより対応している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題点がある。フレネル型ホログ
ラムは、波長選択性を有しないので、多くの波長成分を
有する白色光を照明光として用いれば、その照明光に含
まれる各波長成分それぞれが干渉縞により分光されて、
設計した所望の再生波長による再生像に、設計外の波長
による再生像が重なる。所望の再生波長による再生像の
みを観測するためには、所望の再生波長による再生像
は、設計外の波長による再生像と互いに重ならないよう
に、ホログラムから離れた位置に再生されることが必要
であるので、視域や視野が制限される。また、再生像を
観測する人間がフルカラーと感じることができる３原色
の波長成分のみを発生する特別な白色光源を用意する必
要がある。

【００１２】リップマン型ホログラムは、それ自体が波
長選択性を有するので、多くの波長成分を有する白色光
を照明光として用いることができる。しかし、リップマ
ン型ホログラムの第１のカラー像再生原理に基づくホロ
グラム作成方法は、３原色それぞれのレーザ光を用いて
感光材料を多重露光記録することから、高価なレーザ光
源が複数台必要であり、また、３原色それぞれのレーザ
光の光路を同一にする必要があることから、そのために
必要な光学系が複雑となり調整が困難である。

【００１３】リップマン型ホログラムの第２のカラー像
再生原理に基づくホログラム作成方法は、感光材料の屈
折率が考慮されていないことから、実際には効果が得ら
れない。また、１次元の場合については考慮されている
が２次元の場合については考慮されていないことから、
光の有効利用ができず、得られる再生像が暗く、視域が
狭い。

【００１４】また、リップマン型ホログラムの第３のカ
ラー像再生原理に基づくホログラム作成方法については
以下のような問題点がある。水平方向についての補正の
際に用いられているホログラムの結像公式は、２次元ホ
ログラムを解析して得られた結果であり、感光材料が薄
いホログラムに適用されるものであって、感光材料が厚
い通常のリップマン型ホログラムに適用するのは不適当
である。また、得られる物体再生光は最適条件からずれ
ることから再生像は暗い。さらに、ホログラム面に垂直
に入射する物体光に対応してホログラム面から垂直に出
射する物体再生光についてのみ補正されているが、任意
の入射角で入射する物体光に対応して出射する物体再生
光については補正されておらず、得られる再生像は色ず
れや歪みを伴ったものとなる。

【００１５】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、色ずれや歪みが抑制されたカラー再生
像を白色の照明光で得ることができるリップマン型ホロ
グラムを、単一波長の可干渉光を用いて作成することが
できるホログラム作成方法を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１のホロ
グラム作成方法は、白色の照明光を照射することにより
複数の再生波長それぞれの物体再生光からなるカラー再
生像を再生することができるリップマン型ホログラム
を、単一の記録波長の物体光および参照光を感光材料上
で干渉させて作成するホログラム作成方法であって、
(1) 感光材料面上の互いに直交する２方向のうち第１の
方向に対する参照光および物体光それぞれの入射角なら
びに第２の方向に対する参照光および物体光それぞれの
入射角を、２次元ホログラムの条件式および３次元ホロ
グラムの条件式に基づいて算出する入射角算出ステップ
と、(2) 入射角算出ステップにおいて算出された参照光
および物体光それぞれの入射角に基づいて、物体再生光
の出射角に対応するように物体光の入射角を制御する
か、または、物体再生光の出射角に対応した再生物体情
報を物体光の入射角に対応した入射物体情報に変換する
物体光算出ステップと、(3) 物体光算出ステップにおい
て算出された物体光および参照光を、入射角算出ステッ
プにおいて算出された入射角で感光材料上で干渉させ
て、感光材料にリップマン型ホログラムを記録する記録
ステップと、を備えることを特徴とする。

【００１７】この第１のホログラム作成方法によれば、
入射角算出ステップにおいて、感光材料面上の互いに直
交する第１および第２の方向それぞれに対する参照光お
よび物体光それぞれの入射角が、２次元ホログラムの条
件式および３次元ホログラムの条件式に基づいて算出さ
れる。また、物体光算出ステップにおいて、入射角算出
ステップにおいて算出された参照光および物体光それぞ
れの入射角に基づいて、感光材料に入射すべき物体光が
算出される。そして、記録ステップにおいて、物体光算
出ステップにおいて算出された物体光および参照光が、
入射角算出ステップにおいて算出された入射角で感光材
料上で干渉されて、感光材料にリップマン型ホログラム
が記録される。

【００１８】また、本発明に係る第１のホログラム作成
方法では、入射角算出ステップは、(1) 第１の方向につ
いて、記録波長、再生波長、物体光の入射角の中心角、
物体再生光の出射角の中心角および照明光の入射角を設
定し、２次元ホログラムの条件式より参照光の入射角を
算出する第１のステップと、(2) 第１の方向について、
第１のステップで設定または算出された記録波長、再生
波長、物体光の入射角の中心角、物体再生光の出射角の
中心角、照明光の入射角および参照光の入射角に基づい
て、３次元ホログラムの条件式より記録時および再生時
それぞれの感光材料の厚みの比を算出する第２のステッ
プと、(3) 第２の方向について、記録波長、再生波長、
参照光の入射角、照明光の入射角、物体再生光の出射角
および厚みの比に基づいて、３次元ホログラムの条件式
より物体光の入射角を算出する第３のステップと、を備
えることを特徴とする。

【００１９】この場合には、第１の方向については、第
１のステップにおいて、記録波長、再生波長、物体光の
入射角の中心角、物体再生光の出射角の中心角および照
明光の入射角が設定され、２次元ホログラムの条件式よ
り参照光の入射角が算出され、また、第２のステップに
おいて、３次元ホログラムの条件式より記録時および再
生時それぞれの感光材料の厚みの比が算出される。一
方、第２の方向については、第３のステップにおいて、
３次元ホログラムの条件式より物体光の入射角が算出さ
れる。このとき作成されるホログラムは、第１の方向に
ついて色ずれや歪みが抑制されたものとなる。

【００２０】また、本発明に係る第１のホログラム作成
方法では、入射角算出ステップは、第１の方向に対する
参照光の入射角をθrxとし、第２の方向に対する参照光
の入射角をθryとしたときに、参照光の入射角θr を θr＝tan^-1(２^1/2tanθk)、 ただし、θk＝θrx＝θry なる式で求めることを特徴とする。この場合には、参照
光の入射角θr は上式で求められ、この条件の下で作成
されるホログラムは、第１および第２の方向それぞれに
ついて色ずれや歪みが抑制されたものとなる。

【００２１】本発明に係る第２のホログラム作成方法
は、白色の照明光を照射することにより複数の再生波長
それぞれの物体再生光からなるカラー再生像を再生する
ことができるリップマン型ホログラムを、単一の記録波
長の物体光および参照光を感光材料上で干渉させて作成
するホログラム作成方法であって、(1) 感光材料面上の
互いに直交する２方向のうち第１の方向に対する参照光
および物体光それぞれの入射角を、２次元ホログラムの
条件式および３次元ホログラムの条件式に基づいて算出
する第１の入射角算出ステップと、(2) ２方向のうち第
１の方向と直交する第２の方向に対する物体光の入射角
を、鏡面反射条件式に基づいて算出する第２の入射角算
出ステップと、(3) 第１および第２の入射角算出ステッ
プにおいて算出された参照光および物体光それぞれの入
射角に基づいて、物体再生光の出射角に対応するように
物体光の入射角を制御するか、または、物体再生光の出
射角に対応した再生物体情報を物体光の入射角に対応し
た入射物体情報に変換する物体光算出ステップと、(4)
物体光算出ステップにおいて算出された物体光および参
照光を、第１および第２の入射角算出ステップにおいて
算出された入射角で感光材料上で干渉させて、感光材料
にリップマン型ホログラムを記録する記録ステップと、
を備えることを特徴とする。

【００２２】この第２のホログラム作成方法によれば、
第１の入射角算出ステップにおいて、感光材料面上の互
いに直交する２方向のうち第１の方向に対する参照光お
よび物体光それぞれの入射角が、２次元ホログラムの条
件式および３次元ホログラムの条件式に基づいて算出さ
れる。また、第２の入射角算出ステップにおいて、第２
の方向に対する物体光の入射角が、鏡面反射条件式に基
づいて算出される。さらに、物体光算出ステップにおい
て、第１および第２の入射角算出ステップにおいて算出
された参照光および物体光それぞれの入射角に基づい
て、感光材料に入射すべき物体光が算出される。そし
て、記録ステップにおいて、物体光算出ステップにおい
て算出された物体光および参照光が、第１および第２の
入射角算出ステップにおいて算出された入射角で感光材
料上で干渉されて、感光材料にリップマン型ホログラム
が記録される。

【００２３】また、本発明に係る第２のホログラム作成
方法では、第１の入射角算出ステップは、(2) 第１の方
向について、記録波長、再生波長、物体光の入射角の中
心角、物体再生光の出射角の中心角および照明光の入射
角を設定し、２次元ホログラムの条件式より参照光の入
射角を算出する第１のステップと、(2) 第１の方向につ
いて、第１のステップで設定または算出された記録波
長、再生波長、物体光の入射角の中心角、物体再生光の
出射角の中心角、照明光の入射角および参照光の入射角
に基づいて、３次元ホログラムの条件式より記録時およ
び再生時それぞれの感光材料の厚みの比を算出する第２
のステップと、(3) 第１の方向について、記録波長、再
生波長、参照光の入射角、照明光の入射角、物体再生光
の出射角および厚みの比に基づいて、３次元ホログラム
の条件式より物体光の入射角を算出する第３のステップ
と、を備えることを特徴とする。

【００２４】この場合には、第１の方向について、第１
のステップにおいて、記録波長、再生波長、物体光の入
射角の中心角、物体再生光の出射角の中心角および照明
光の入射角が設定され、２次元ホログラムの条件式より
参照光の入射角が算出され、また、第２のステップにお
いて、３次元ホログラムの条件式より記録時および再生
時それぞれの感光材料の厚みの比が算出され、さらに、
第３のステップにおいて、３次元ホログラムの条件式よ
り物体光の入射角が算出される。このとき作成されるホ
ログラムは、第１および第２の方向それぞれについて色
ずれや歪みが抑制されたものとなる。

【００２５】本発明に係る第３のホログラム作成方法
は、白色の照明光を照射することにより複数の再生波長
それぞれの物体再生光からなるカラー再生像を再生する
ことができるリップマン型ホログラムを、単一の記録波
長の物体光および参照光を感光材料上で干渉させて作成
するホログラム作成方法であって、(1) 感光材料面上の
互いに直交する第１の方向および第２の方向のうち少な
くとも１方向に対する参照光および物体光それぞれの入
射角を、拡散照明の条件式に基づいて算出する入射角算
出ステップと、(2) 入射角算出ステップにおいて算出さ
れた参照光および物体光それぞれの入射角に基づいて、
物体再生光の出射角に対応するように物体光の入射角を
制御するか、または、物体再生光の出射角に対応した再
生物体情報を物体光の入射角に対応した入射物体情報に
変換する物体光算出ステップと、(3) 物体光算出ステッ
プにおいて算出された物体光および参照光を、入射角算
出ステップにおいて算出された入射角で感光材料上で干
渉させて、感光材料にリップマン型ホログラムを記録す
る記録ステップと、を備えることを特徴とする。

【００２６】この第３のホログラム作成方法によれば、
入射角算出ステップにおいて、感光材料面上の互いに直
交する２方向のうち少なくとも１方向に対する参照光お
よび物体光それぞれの入射角が、拡散照明の条件式に基
づいて算出される。また、物体光算出ステップにおい
て、入射角算出ステップにおいて算出された参照光およ
び物体光それぞれの入射角に基づいて、感光材料に入射
すべき物体光が算出される。そして、記録ステップにお
いて、物体光算出ステップにおいて算出された物体光お
よび参照光が、入射角算出ステップにおいて算出された
入射角で感光材料上で干渉されて、感光材料にリップマ
ン型ホログラムが記録される。このホログラム作成方法
は、感光材料が非常に厚い場合に好適なものである。

【００２７】また、本発明に係る第３のホログラム作成
方法では、入射角算出ステップは、(1) 記録波長、再生
波長、記録時および再生時それぞれの感光材料の厚みの
比、物体光の入射角および参照光の入射角を設定し、記
録時の感光材料内の干渉縞の方向角および感光材料面上
の干渉縞の間隔を算出する第１のステップと、(2) 厚み
の比および記録時の感光材料内の干渉縞の方向角に基づ
いて、再生時の感光材料内の干渉縞の方向角および間隔
を算出する第２のステップと、(3) 再生時の感光材料内
の干渉縞の方向角および間隔に基づいて、ブラッグ回折
の条件式より物体再生光の出射角を算出する第３のステ
ップと、を備え、第３のステップで算出される物体再生
光の出射角が所望値となるまで、第１のステップで設定
される物体光の入射角を変えて第１〜第３のステップを
繰り返して行うことを特徴とする。

【００２８】この場合には、解析的に物体光の入射角を
解くことはできないものの、第３のステップで算出され
る物体再生光の出射角が所望値となるまで、第１のステ
ップで設定される物体光の入射角を変えて第１〜第３の
ステップを繰り返して行うことにより、物体光の入射角
が算出される。

【００２９】また、本発明に係る第１〜第３のホログラ
ム作成方法では、記録ステップは、感光材料への物体光
の入射の際に物体光の発散方向を第１および第２の方向
に制限することを特徴とする。この場合には、第１およ
び第２の方向以外の他の方向については色ずれや歪みが
生じることはない。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。

【００３１】先ず、本実施形態に係るホログラム作成の
原理について説明する。干渉縞間隔より厚さが充分に大
きい体積型ホログラムにおいて、物体光、参照光および
照明光それぞれの入射角ならびに物体再生光の出射角を
決定する方法は多数存在するが、以下では格子方程式に
従って説明する。この格子方程式は、回折効率を計算す
ることはできないが、直感的に理解し易く、各入射角お
よび出射角の極値の条件を与えるものである。

【００３２】図１は、物体光および参照光それぞれの入
射角を説明する図である。ホログラムが記録されるべき
感光材料１０は、例えば、銀塩写真材料や、フォトポリ
マ等の高分子フィルム材料であり、透明な平板である支
持母体１１の一方の面に塗布等されている。そして、図
示するような座標系を考え、感光材料１０と支持母体１
１との境界面上に互いに直交するｘ軸およびｙ軸をと
り、その境界面に垂直であって感光材料１０の側に向か
う方向にｚ軸をとる。ホログラム作成時において、可干
渉光である物体光および参照光の波長すなわち記録波長
をλo とし、物体光の入射角をθo とし、参照光の入射
角をθr とする。ここで、各入射角は、感光材料１０内
において各光の入射方向とｚ軸方向とがなす角度であ
る。また、記録時における感光材料１０の平均屈折率を
ｎo とする。感光材料１０は、再生時と比較して記録時
にはｚ軸方向にＭj 倍拡大されるものとする。

【００３３】物体光の複素振幅分布Ａo および参照光の
複素振幅分布Ａr それぞれは、再生時に感光材料１０の
厚みが１／Ｍj 倍になることを考慮して、

【数１】 なる式で表される。そして、これら２つの光による干渉
縞の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）すなわちホログラムの振幅透
過率分布は、

【数２】 なる式で表される。このホログラムの振幅透過率分布の
うち、直接光を再生する成分Ｔa は、

【数３】 である。

【００３４】再生時において、物体再生光の波長すなわ
ち再生波長をλj とし、照明光の入射角をθc とし、感
光材料１０の平均屈折率をｎc として、照明光の複素振
幅分布Ａc を、

【数４】 なる式で表す。このとき角度θi 方向へ出射する光の複
素振幅分布Ａi は、

【数５】 なる式で表される。ここで、Ｌは、感光材料１０のｘ軸
方向の寸法であり、ｔは、感光材料１０のｚ軸方向の寸
法すなわち厚みである。αおよびβそれぞれは、

【数６】 なる式で表される。これらαおよびβが共に０になるこ
とが複素振幅分布Ａi を最大にする条件すなわち再生の
条件である。

【００３５】フレネル型の薄い２次元ホログラムの場合
では、感光材料１０の厚みｔは０としてよく、このとき
β＝０であるので、α＝０のみが直接光の再生条件とな
る。すなわち、この場合の再生条件は、

【数７】 なる関係式が成り立つことである。一方、リップマン型
の厚い３次元ホログラムの場合では、α＝０およびβ＝
０の双方が再生条件となる。すなわち、この場合の直接
光の再生条件は、上記 (7)式に加えて、

【数８】 なる関係式も成り立つことである。

【００３６】共役光の再生条件についても上記と同様に
して得られる。２次元ホログラムの場合の共役光の再生
条件は、

【数９】 なる関係式が成り立つことである。また、３次元ホログ
ラムの場合の共役光の再生条件は、上記 (9)式に加え
て、

【数１０】 なる関係式も成り立つことである。

【００３７】上記 (7)式〜(10)式は、既述した久保田他
による論文に記載されている式と一致している。久保田
他による論文では３次元ホログラムの場合に、直接光再
生時には (7)式および (8)式の双方を満たすことを条件
とし、また、共役光再生時には (9)式および(10)式の双
方を満たすことを条件として、この条件に合致したホロ
グラム面の法線方向に出射される物体再生光のみを補正
する。これは、各入射角および出射角が (7)式および
(8)式の双方または (9)式および(10)式の双方を同時に
満たす為には、ホログラム面の法線方向に物体再生光が
出射される場合に限られるからである。

【００３８】これに対して本実施形態では、以下に述べ
るように３次元ホログラムの場合に、直接光再生時には
(8)式のみを満たすことを条件とし、また、共役光再生
時には(10)式のみを満たすことを条件としている。な
お、 (8)式および(10)式それぞれは、鏡面反射条件およ
び波長選択性を表している。一方、 (7)式および (9)式
それぞれは、感光材料１０と支持母体１１との境界面に
おける干渉縞の間隔を決定するために必要とされるにす
ぎず、単に視域の中心に物体光中心を合わせるために参
照光の入射角θr を計算しているにすぎない。

【００３９】その理由は、２次元ホログラムの０次透過
光のみが、３次元ホログラムにおける各入射角および出
射角を決定する要因として (8)式または(10)式に関与す
るが、２次元ホログラムの高次光は、３次元ホログラム
の鏡面反射条件および波長選択性を満足しないので、散
乱または吸収を受け、再生像には寄与しないからであ
る。したがって、厚い３次元ホログラムでは、薄い２次
元ホログラムの (7)式または (9)式より、 (8)式または
(10)式が実質的に支配的となり、 (8)式または(10)式の
みの解析で充分である。この厚い３次元ホログラムの式
をブラッグ回折の考え方で以下に図２〜図４を用いて説
明する。

【００４０】図２は、記録時における物体光および参照
光それぞれの入射角ならびに干渉縞の方向角を説明する
図である。感光材料１０内に発生する干渉縞の方向角θ
M は、

【数１１】 で表される。記録時における感光材料１０内における干
渉縞間隔ＤM は、

【数１２】 で表される。また、記録時における感光材料１０と支持
母体１１との境界面における干渉縞間隔Ｂは、

【数１３】 で表される。また、記録時における感光材料１０の厚み
は、再生時の厚みと比較してＭj 倍である。

【００４１】図３は、再生時における干渉縞の方向角を
説明する図である。感光材料１０は支持母体１１に密着
しているので、両者の境界面における干渉縞間隔Ｂは変
わらない。しかし、感光材料１０は、記録時には膨潤さ
れ、再生時には膨潤が解除されるので、再生時の厚みが
記録時の１／Ｍj 倍となる。したがって、記録時におけ
る感光材料１０内の干渉縞の方向角θM と、再生時にお
ける感光材料１０内の干渉縞の方向角θF との間には、

【数１４】 なる式で表される関係が成り立つ。これより、再生時に
おける感光材料１０内の干渉縞の方向角θF は、

【数１５】 なる式で表される。そして、再生時における感光材料１
０内における干渉縞間隔ＤF は、

【数１６】 で表される。

【００４２】図４は、直接光再生時における照明光の入
射角、物体再生光の出射角および干渉縞の方向角を説明
する図である。方向角θF の干渉縞が形成されている感
光材料１０に照明光が入射角θc で入射し、物体再生光
が出射角θi で出射するとすれば、これらの角度、干渉
縞間隔ＤF および再生波長λj との間には、干渉縞にお
ける波長選択性より、

【数１７】 なる関係式が成り立つ。また、再生時における干渉縞間
隔ＤF は、

【数１８】 と表すこともできる。さらに、再生時における干渉縞の
方向角θF は、鏡面反射条件より、

【数１９】 と表される。

【００４３】上記(14)式より、

【数２０】 である。また、上記(12)式および(18)式より、

【数２１】 である。そして、以上の関係式を整理すると、

【数２２】 なる関係式が得られる。これを更に整理すると、３次元
ホログラムにおいて直接光を再生するための条件として

【数２３】 なる式が得られる。この式は上記 (8)式と一致する。ま
た、３次元ホログラムにおいて共役光を再生するための
条件も同様にして得られる。この結果に到達する条件と
して干渉縞における鏡面反射条件および波長選択性が利
用されている。

【００４４】以上のように、本実施形態に係るホログラ
ム作成方法では、物体光の入射角θo 、参照光の入射角
θr 、照明光の入射角θc および物体再生光の出射角θ
i それぞれは、厚い３次元ホログラムの条件式 (8)式ま
たは(10)式のみに基づいて決定され、必ずしも薄い２次
元ホログラムの条件式 (7)式または (9)式をも同時に満
たす必要はない。

【００４５】なお、以上で説明した原理は、ホログラム
面上の１方向のみについてのものであり、ホログラムの
法線および各入出力光線により張られる面における各光
線の入出力角については、その面上での物体光や参照光
の入射角で補正することができるが、その面上にない方
向についても同時に補正する方法については従来技術に
開示がない。

【００４６】以上に説明したホログラム作成原理によれ
ば、感光材料１０内における物体光の入射角θo 、参照
光の入射角θr 、照明光の入射角θc および物体再生光
の出射角θi は、上記 (8)式または(10)式により決定さ
れる。そして、 (8)式または(10)式を適用して再生像の
色ずれおよび歪みを抑制する方法として以下の３つの方
法が考えられる。第１の方法は、感光材料１０と支持母
体１１との境界面上の互いに直交する２方向それぞれに
ついて、照明光の入射角θc に対し鏡面反射条件および
波長選択性すなわち上記 (8)式または(10)式を適用する
方法である。第２の方法は、感光材料１０と支持母体１
１との境界面上の第１の方向については上記 (8)式また
は(10)式を適用し、上記第１の方向と直交する境界面上
の第２の方向については照明光の入射角θc に対し波長
選択性を適用せず鏡面反射条件のみを適用する方法であ
る。第３の方法は、感光材料１０と支持母体１１との境
界面上の少なくとも１方向について波長選択性および鏡
面反射条件を適用し、照明光の入射角を問わない方法で
ある。これら３つの方法それぞれについて以下に順に説
明する。

【００４７】次に、再生像の色ずれおよび歪みを抑制す
る第１の方法について説明する。この第１の方法では、
記録波長λo 、再生波長λj 、照明光の入射角θc およ
び物体再生光の出射角θi を設定し、これらに基づい
て、物体光の入射角θo 、参照光の入射角θr ならびに
記録時および再生時それぞれの感光材料１０の厚みの比
Ｍj を決定する。決定すべきパラメータは３個あるの
で、同時に決定することができない。そこで、参照光の
入射角θr ならびに記録時および再生時それぞれの感光
材料１０の厚みの比Ｍj を最初に決定し、その後に、物
体光の入射角θo を決定する。

【００４８】図５は、第１の方法によるホログラム作成
方法を説明するフローチャートである。ステップＳ１１
では、感光材料１０と支持母体１１との境界面上の第１
の方向（ｙ軸方向）について、記録波長λo 、再生波長
λj 、物体光の入射角θo の中心角、物体再生光の出射
角θi の中心角および照明光の入射角θc を設定し、２
次元ホログラムの条件式より、参照光の入射角θr を算
出する。

【００４９】続くステップＳ１２では、上記第１の方向
について、ステップＳ１１で設定または算出した各パラ
メータに基づいて、３次元ホログラムの条件式より、記
録時および再生時それぞれの感光材料１０の厚みの比Ｍ
j を算出する。

【００５０】更に続くステップＳ１３では、上記第１の
方向と直交する境界面上の第２の方向（ｘ軸方向）につ
いて、記録波長λo 、再生波長λj 、参照光の入射角θ
r 、照明光の入射角θc 、物体再生光の出射角θi およ
び比Ｍj に基づいて、３次元ホログラムの条件式より、
物体光の入射角θo を算出する。

【００５１】ステップＳ１４で、第１の方向および第２
の方向それぞれについて、物体再生光の出射角θi に対
応するように物体光の入射角θo を制御するか、また
は、物体再生光の出射角θi に対応した再生物体情報を
物体光の入射角θo に対応した入射物体情報に変換す
る。

【００５２】そして、ステップＳ１５では、ステップＳ
１４において算出された物体光および参照光を、ステッ
プＳ１１〜Ｓ１３において算出された入射角で感光材料
１０上で干渉させて、感光材料１０にホログラムを記録
する。

【００５３】なお、ステップＳ１２で算出される比Ｍj
は、感光材料１０と支持母体１１との境界面上の方向に
依存しない。したがって、ステップＳ１１で算出される
参照光の入射角θr は、ｘ軸方向およびｙ軸方向それぞ
れに対して互いに等しい。

【００５４】ここで用いた２次元ホログラムの条件式は
(7)式または (9)式であり、３次元ホログラムの条件式
は (8)式または(10)式である。すなわち、共役像再生の
場合には、２次元ホログラムの条件式は、

【数２４】 であり、３次元ホログラムの条件式は、

【数２５】 である。直接像再生の場合には、２次元ホログラムの条
件式は、

【数２６】 であり、３次元ホログラムの条件式は、

【数２７】 である。ここで、添え字x は、各光線の入出力方向をｘ
ｚ平面に投影した直線がｚ軸となす角度を示す。添え字
y は、各光線の入出力方向をｙｚ平面に投影した直線が
ｚ軸となす角度を示す。添え字j は、複数の再生波長そ
れぞれを識別する為のものである。

【００５５】図６は、上記アルゴリズムに基づいて計算
した物体光の入射角θo と物体再生光の出射角θi との
関係を示すグラフである。なお、このグラフでは各角度
を空気中の角度として示している。この計算に際して
は、記録波長λo を６３２．８ｎｍとし、再生波長λj
を４８８．０ｎｍとし、感光材料１０の平均屈折率ｎo
およびｎc を１．６３とし、照明光の入射角θc をｙ軸
方向に対し空気中で４５°とした。このとき、上記アル
ゴリズムのステップＳ１１で算出された参照光の入射角
θr は、ホログラム法線からｙ軸方向に対し空気中で６
６．４８°であった。ステップＳ１２で算出された比Ｍ
j は、１．３４９４１であった。この図は、ステップＳ
１３で算出された物体光の入射角と物体再生光の出射角
との関係を示すものである。

【００５６】この図に示すグラフでは、参照光の入射角
は、ｘ軸方向に対し空気中でθrx＝０°であり、ｙ軸方
向に対し空気中でθry＝６６．４８°であって、ｙ軸方
向に対してのみ傾いている。したがって、物体再生光の
ｙ軸方向に対する出射角は、物体光の入射角に対して略
線形関係となっている。一方、物体再生光のｘ軸方向に
対する出射角は、物体光の空気中での入射角が−４０°
〜＋４０°の範囲において、再生不可能な条件となって
おり、グラフ上では便宜上０°としている。すなわち、
この範囲では、色ずれや歪みが抑制されたカラー再生像
の再生に寄与する光の角度成分はｙ軸方向に限定され
る。

【００５７】色ずれや歪みが抑制されたカラー再生像の
再生に寄与する光の角度成分をｘ軸方向およびｙ軸方向
の双方とするには以下のようにする。すなわち、参照光
の入射角を、ｘ軸方向に対し空気中でθrx＝６６．４８
°とし、ｙ軸方向に対しても空気中でθry＝６６．４８
°として、両者を一致させる。そして、

【数２８】 なる式に基づいて、参照光の入射角θr ＝７２．８９°
を求める。この参照光は、入射角（ｚ軸となす角度）が
７２．８９°であって、入射方向をｘｚ平面に投影した
直線がｚ軸となす角度θrxが６６．４８°であり、入射
方向をｙｚ平面に投影した直線がｚ軸となす角度θryが
６６．４８°である。また、この参照光の入射方向をｘ
ｙ平面に投影した直線がｘ軸およびｙ軸それぞれとなす
角度が４５°である。

【００５８】図７は、この条件の下に上記アルゴリズム
に基づいて計算した物体光の入射角θo と物体再生光の
出射角θi との関係を示すグラフである。この図は、こ
の条件下で算出された物体光の入射角と物体再生光の出
射角との関係を示すものである。このグラフから判るよ
うに、物体再生光のｘ軸方向に対する出射角およびｙ軸
方向に対する出射角の双方とも、物体光の入射角に対し
て略線形関係となっている。物体光の入射角が大きい範
囲でも容易に補正が可能である。すなわち、色ずれや歪
みが抑制されたカラー再生像の再生に寄与する光の角度
成分はｘ軸方向およびｙ軸方向の双方に拡張される。し
たがって、カラー再生像の色ずれや歪みが更に抑制され
る。

【００５９】記録時および再生時それぞれの感光材料１
０の厚みと再生波長との関係は以下のとおりである。な
お、照明光の空気中での入射角を、ｙ軸方向に対して４
５°とし、ｘ軸方向に対して０°とする。最初に、感光
材料１０を膨潤処理せず、参照光の入射角を照明光の入
射角と同一の４５°とし、赤色（波長６３２．８ｎｍ）
用の物体画像により物体光を発生させて、赤色の再生像
を得る要素ホログラムを作成する。

【００６０】続いて、感光材料１０をＤ−ソルビトール
の２０％溶液に室温にて２分間浸した後、感光材料１０
の表面をスクィーザで丁寧に拭き取り乾燥させ、感光材
料１０の裏面を水で湿らせた紙でよく磨いて、感光材料
１０を暗箱内で乾燥させる。そして、乾燥した感光材料
１０を赤の場合と同じ位置に配置し、参照光の入射角を
５８°とし、緑色（波長５１４．５ｎｍ）用の物体画像
により物体光を発生させて、緑色の再生像を得る要素ホ
ログラムを作成する。

【００６１】更に続いて、感光材料１０をＤ−ソルビト
ールの４０％溶液に室温にて２分間浸した後、感光材料
１０の表面をスクィーザで丁寧に拭き取り乾燥させ、感
光材料１０の裏面を水で湿らせた紙でよく磨いて、感光
材料１０を暗箱内で乾燥させる。そして、乾燥した感光
材料１０を赤の場合と同じ位置に配置し、参照光の入射
角を６６．４８°とし、青色（４８８．０ｎｍ）用の物
体画像により物体光を発生させて、青色の再生像を得る
要素ホログラムを作成する。

【００６２】このようにして、赤、緑および青の３色の
成分それぞれが１枚の感光材料１０に記録されたことに
なる。この感光材料１０を現像処理し漂白処理すること
により、膨潤していた感光材料１０を元の厚みに戻し、
フルカラーのリップマン型ホログラムを作成する。

【００６３】以上の説明では、参照光の入射角をｙ軸方
向に対して４５°としｘ軸方向に対して０°として、ｙ
軸方向についてのみ角度補正を行ったが、ｘ軸方向では
色ずれが発生する。なお、Ｄ−ソルビトールの濃度（感
光材料１０の膨潤の割合）を上記と同様にし、上記(28)
式に基づいて照明光の入射角を５４．７３°とし、赤色
用の参照光の入射角を５４．７３°とし、緑色用の参照
光の入射角を６６．１６°とし、青色用の参照光の入射
角を７２．８９°とすることにより、ｘ軸方向およびｙ
軸方向の双方について角度補正することができ、色ずれ
が更に小さいフルカラーのリップマン型ホログラムを作
成することができる。

【００６４】また、他の例として、参照光の入射角をｙ
軸方向に対してのみ傾ける場合に、赤色については参照
光の入射角を３５°とし、緑色については参照光の入射
角を４４．９°としＤ−ソルビトールの濃度を１５．５
％とし、青色については参照光の入射角を４８．１°と
しＤ−ソルビトールの濃度を３４．５％とする。また、
参照光の入射角をｘ軸方向およびｙ軸方向の双方に対し
て傾ける場合には、上記(28)式を用いて計算して、赤色
については参照光の入射角を４４．７°とし、緑色につ
いては参照光の入射角を５４．６°とし、青色について
は参照光の入射角を５７．６°とする。

【００６５】以上のアルゴリズムは、個々の要素ホログ
ラムを作成して全体のホログラムを作成する場合、およ
び、一度の露光で全体のホログラムを作成する場合の双
方に適用が可能である。

【００６６】個々の要素ホログラムを作成して全体のホ
ログラムを作成する場合には、個々の要素ホログラム毎
に上記アルゴリズムを用いて、設定した物体再生光の出
射角毎に乗せるべき光強度情報を物体光の入射角に置き
換え、その物体光を感光材料１０に入射させることによ
り、色ずれと歪みが抑制されたフルカラーの再生像を発
生するリップマン型ホログラムを作成することができ
る。

【００６７】また、照明光源の位置や照明光の波面の曲
率を予め設定して、各要素ホログラムに入射する照明光
の入射角毎に補正をすることもできる。これは、点光源
である照明光源をホログラムに対し任意の位置に配置し
て、照明光をホログラムに入射させて再生像を再生する
場合に有効である。従来の多くの場合、参照光を平行光
としてホログラムを作成することから、照明光をも平行
光としてホログラムに入射させる必要があるが、実際に
は、ホログラムから離れた位置に点光源である照明光源
を配置することにより、照明光を略平行光とみなしてい
た。これでは再生像の歪みが発生する。しかし、本実施
形態は、このような問題点も解決することができる。さ
らに、本実施形態は、記録時には感光材料１０が平面で
あって、再生時には感光材料１０が曲面物体に張り付け
られる等して曲面となる場合にも、再生像の歪みを補正
することができる。

【００６８】図８は、本実施形態に係るホログラム作成
方法を実現するのに好適なホログラム作成装置の構成図
である。Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源２０は、波長６３２．８
ｎｍの赤色のレーザ光を出射する光源である。電磁シャ
ッタ２１は、計算機４０による制御に基づいて、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ光源２０から出射されたレーザ光を通過また
は遮断する。コリメートレンズ系２２は、電磁シャッタ
２１を通過したレーザ光を入力し、その光束径を拡げて
平行光とする。ハーフミラー２３は、コリメートレンズ
系２２により平行光とされたレーザ光を２分岐する。ミ
ラー２４〜２６は、ハーフミラー２３により２分岐され
たレーザ光の一方を液晶パネル３１に導き、レンズ２７
および２８は、他方を液晶パネル３２に導く。

【００６９】液晶パネル３１，３２それぞれは、計算機
４０による制御に基づいて所定のパターンが提示され、
入射したレーザ光を振幅変調して出力する。拡散板３
３，３４それぞれは、液晶パネル３１，３２の出力側に
略密着して配されており、液晶パネル３１，３２により
振幅変調されて出力されたレーザ光を、感光材料１０全
体に到達するように拡散する。液晶パネル３５，３６そ
れぞれは、感光材料１０を間に挟んで感光材料１０の両
面に略密着して配されており、計算機４０による制御に
基づいて所定のパターンが提示され、拡散板３３，３４
により拡散されたレーザ光を振幅変調して感光材料１０
に入射させる。

【００７０】液晶パネル３１は、振幅変調されたレーザ
光を、要素ホログラムを作成する為の物体光として出力
するものである。液晶パネル３５は、通常のステレオグ
ラム作成時のスリットに相当するスリット状の開口を有
するマスクとして作用し、感光材料１０の要素ホログラ
ムを作成すべき領域のみに物体光を入射させる。一方、
液晶パネル３２および液晶パネル３６それぞれは、スリ
ット状の開口を有するマスクとして作用し、拡散板３４
による拡散作用と相俟って、感光材料１０の要素ホログ
ラムを作成すべき領域のみに、２つの開口を互いに結ぶ
入射角で参照光を入射させる。

【００７１】液晶パネル３１，３２，３５および３６そ
れぞれは、計算機４０により制御されている。液晶パネ
ル３５および３６それぞれに形成されるスリット状の開
口は、互いに同一の位置および形状のものであり、感光
材料１０の要素ホログラムを作成すべき領域に対応す
る。液晶パネル３１における振幅変調、および、液晶パ
ネル３２に形成されるスリット状の開口の位置も、感光
材料１０の要素ホログラムを作成すべき領域に対応す
る。さらに、電磁シャッタ２１も、計算機４０により制
御されて、液晶パネル３１，３２，３５および３６それ
ぞれに所定のパターンが提示されている期間に、Ｈｅ−
Ｎｅレーザ光源２０から出射されたレーザ光を一定時間
だけ通過させる。

【００７２】計算機４０は、感光材料１０の要素ホログ
ラムを作成すべき領域の位置に応じて、図５で説明した
アルゴリズムに基づいて所定の演算を行い、液晶パネル
３１，３２，３５および３６それぞれに与えるパターン
を算出する。すなわち、計算機４０は、感光材料１０の
要素ホログラムを作成すべき領域に応じて、液晶パネル
３５のスリット状の開口の位置を計算し、物体光の入射
角および参照光の入射角を計算する。また、計算機４０
は、感光材料１０の要素ホログラムを作成すべき領域に
応じて、物体再生光の出射角に乗るべき光強度情報を並
び替え、その光強度情報を液晶パネル３１上で平行移動
させる。さらに、計算機４０は、感光材料１０の要素ホ
ログラムを作成すべき領域および参照光の入射角に基づ
いて、液晶パネル３２および３６それぞれのスリット状
の開口の位置を計算する。そして、計算機４０は、以上
で計算されたパターンを液晶パネル３１，３２，３５お
よび３６それぞれに提示し、電磁シャッタ２１を制御し
て、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源２０から出射されたレーザ光
を一定時間だけ電磁シャッタ２１を通過させる。このよ
うにして感光材料１０の所定領域に要素ホログラムが作
成される。感光材料１０の要素ホログラムを作成すべき
領域を逐次移動しながら以上の操作を繰り返すことによ
り、全体のホログラムが作成される。

【００７３】このように、このホログラム作成装置を用
いれば、各要素ホログラムに入射すべき照明光の入射角
を考慮して、液晶パネル３１，３２，３５および３６そ
れぞれに書き込むべきデータを計算することができる。
すなわち、照明光の入射角がホログラム全面に亘って一
定である平行照明光である場合やホログラムから充分に
遠方にある点光源から出射された照明光である場合、ま
た、ホログラムに近接した点光源から出射された照明光
である場合にも、歪みのない再生像を得ることができ
る。また、ホログラムが平面である場合に限らず、曲面
上に張り付けられたホログラムの場合にも、歪みのない
再生像を得ることができる。

【００７４】また、感光材料１０を挟んで配置されてい
る液晶パネル３１，３２、拡散板３３，３４および液晶
パネル３５，３６により感光材料１０の任意の領域に要
素ホログラムを記録することができるので、従来は必要
であったスリットまたは感光材料の機械的移動が不要で
ある。それ故、この機械的移動に要する時間が不要とな
り、また、この機械的移動に伴い発生する振動が収まる
まで待機する時間も不要となる。したがって、従来と比
べて短い時間でホログラムを作成することが可能であ
る。

【００７５】また、複数の要素ホログラムに対応したデ
ータを液晶パネル３１，３２，３５および３６それぞれ
に書き込むことにより、複数の要素ホログラムを感光材
料１０に同時に記録することができる。したがって、こ
の点でも、従来と比べて短い時間でホログラムを作成す
ることが可能である。

【００７６】一度の露光で全体のホログラムを作成する
場合には、以上に説明した個々の要素ホログラムを作成
して全体のホログラムを作成する場合と異なり、以下の
ような２ステップ型ホログラムが主な対象となる。すな
わち、物体を通常の２次元多視点画像として撮像し、こ
れらの撮像された各画像に対して３色それぞれに対応し
た３つのステレオグラムを作成し、これらの３つのステ
レオグラムそれぞれをマスタホログラムとして再生像を
感光材料１０上に再生してリップマン型ホログラムを作
成する。図９〜図１２を用いて２ステップ型ホログラム
作成方法を説明する。

【００７７】図９は、マスタホログラムであるステレオ
グラムを作成する方法の説明図である。液晶パネル１２
に物体の２次元多視点画像が書き込まれ、液晶パネル１
２の背面より平行光束が垂直入射すると、液晶パネル１
２の出力側に略密着して配された拡散板１３上には、そ
の２次元多視点画像が投影される。拡散板１３上に投影
された２次元多視点画像が提示画像となる。その提示画
像からの物体光は、感光材料１５の直前に配されたスリ
ット１４の開口を通過し、感光材料１５に入射する。ま
た、参照光もスリット１４の開口を通過し感光材料１５
に入射する。スリット１４を通過した物体光および参照
光は感光材料１５上で干渉し、感光材料１５上には要素
ホログラムが記録される。そして、液晶パネル１２に書
き込むべき２次元多視点画像を逐次更新するとともに、
スリット１４または感光材料１５を逐次移動させること
により、感光材料１５にマスタホログラムを作成する。
なお、拡散板１３の直前に視野レンズを挿入することに
より光の利用効率を向上させてもよい。視点を感光材料
１５以遠に配置してもよい。また、拡散板１３に替えて
シリンドリカルレンズを使用してもよい。

【００７８】図１０は、マスタホログラムからリップマ
ン型ホログラムを作成する方法の説明図である。マスタ
ホログラムが記録された感光材料１５に照明光を入射さ
せて物体再生光を発生させる。その物体再生光は感光材
料１０に入射し、また、参照光も感光材料１０に入射す
る。感光材料１０に入射した物体再生光および参照光は
感光材料１０上で干渉し、感光材料１０上にホログラム
が記録される。感光材料１０にフルカラーのリップマン
型ホログラムを作成するために、３色それぞれに対応し
たマスタホログラムが記録された３枚の感光材料１５を
用意するとともに、感光材料１０に入射する参照光の入
射角を３色それぞれに対応したものとして、感光材料１
０を多重露光する。

【００７９】図１１は、マスタホログラム作成時におけ
る拡散板１３と感光材料１５との位置関係の説明図であ
る。図１２は、リップマン型ホログラム作成時における
感光材料１５と感光材料１０との位置関係の説明図であ
る。マスタホログラム作成時において、提示画像が形成
される拡散板１３と感光材料１５との間の距離をＬswと
する。リップマン型ホログラム作成時において、マスタ
ホログラムが記録された感光材料１５と、リップマン型
ホログラムが記録される感光材料１０との間の距離をＬ
uwとする。また、感光材料１０に記録されたリップマン
型ホログラムからの再生像と感光材料１０との間の距離
をＬv とする。

【００８０】リップマン型ホログラムが記録される感光
材料１０への物体光の入射角が大きい場合には、記録時
における感光材料１０への物体光（感光材料１５からの
物体再生光）の入射角と、再生時における感光材料１０
からの物体再生光の出射角とは互いに異なる（図６、図
７を参照）。したがって、感光材料１０に記録されたリ
ップマン型ホログラムからの再生像は、感光材料１５が
置かれた位置に再生せず、感光材料１０から再生像まで
の距離Ｌv は、感光材料１０と感光材料１５との間の距
離Ｌuwと異なる。また、感光材料１０から再生像までの
距離Ｌv は再生波長に依って異なる。このような場合に
は、以下のようにして、再生波長に拘わらず感光材料１
０から再生像までの距離Ｌv を互いに一致させる。

【００８１】最初に、感光材料１０に記録されたリップ
マン型ホログラムによる再生像の観察位置、すなわち、
感光材料１０から再生像までの距離Ｌv を設定する。次
に、この観察位置から逆光線追跡を行って、感光材料１
０と感光材料１５との間の距離Ｌuwを求める。なお、角
度依存性が存在するので、距離Ｌuwは一意的には求めら
れない。そこで、感光材料１０および１５それぞれにお
けるホログラムの大きさ並びに距離Ｌv をパラメータと
して距離Ｌuwを表し、再生時において感光材料１５にお
けるホログラムに逆入射する光線の数が最も多い位置よ
り近似解として距離Ｌuwを求める。そして、提示画像が
形成される拡散板１３と感光材料１５との間の距離をＬ
swを、近似解として求められた距離Ｌuwと等しくする。
以上のようにして求められた距離Ｌswとなるように拡散
板１３および感光材料１５を配置し、また、距離Ｌuwと
なるように感光材料１５および感光材料１０を配置す
る。

【００８２】さらに、感光材料１０の厚みを記録時と再
生時とで異なるものとすることにより、再生波長に対す
る再生像位置の補正がなされるが、前述したように、そ
の補正は、互いに直交する２方向（ｘ軸方向およびｙ軸
方向）それぞれの成分についてのみ完全になされ、その
他の方向の成分についてはなされない。したがって、色
ずれや歪みを厳密に防止する為には、感光材料１０へ入
射する物体光の方向成分を互いに直交するｘ軸方向およ
びｙ軸方向に制限することが必要である。

【００８３】そこで、図１３に示すように、図９に示し
た拡散板１３を１次元の拡散板１３Ａおよび１３Ｂを組
み合わせた構成とする。拡散板１３Ａおよび１３Ｂそれ
ぞれは、例えばレンチキュラー板などであり、拡散板１
３Ａによる光の拡散方向Ａと拡散板１３Ｂによる光の拡
散方向Ｂとが互いに直交するように配置される。したが
って、拡散板１３Ａおよび１３Ｂから構成される拡散板
１３は、互いに直交する拡散方向ＡおよびＢのみに光を
拡散する。この拡散方向ＡおよびＢと、補正を行うｘ軸
方向およびｙ軸方向とを一致させることにより、再生波
長に対する再生像位置の補正は完全になされ、色ずれは
生じない。

【００８４】また、記録時および再生時それぞれの感光
材料１０の厚みの比は感光材料１０全面で一定であり、
参照光の入射角も感光材料１０全面で一定であるから、
感光材料１０面上の互いに直交するｘ軸方向およびｙ軸
方向それぞれに対する照明光の入射角が互いに同一であ
ることは、ｘ軸方向およびｙ軸方向の双方に対して互い
に同一の方向に照明光源が存在することを意味する。

【００８５】以上説明した第１の方法は、リップマン型
ホログラムが記録された感光材料１０面上の互いに直交
する２方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）それぞれの成分
について補正を行うためには、ｘ軸方向およびｙ軸方向
の双方に対して互いに同一の方向から照明光を感光材料
１０に入射させる必要がある。このような第１の方法に
おける原理上の制約は、仮にｘ軸方向の照明光の入射角
を優先して設定した場合、このｘ軸方向に対する照明光
の入射角に基づいて参照光の入射角が決定され、さらに
記録時および再生時それぞれの感光材料１０の厚みの比
も決定されてしまうことから、ｙ軸方向に対する照明光
の入射角についても干渉縞の厚みおよび角度すなわち鏡
面反射条件および波長選択性の双方を満足させることが
不可能であることに因るものである。(28)式により参照
光の入射角はｘ軸方向およびｙ軸方向それぞれに対する
入射角より大きくなるが、このことは上記制約を緩める
方向に作用する。しかし、照明光源を配置する天井が低
い場合等、リップマン型ホログラムが記録された感光材
料１０の設置状況により適切な位置に照明光源を配置で
きない場合には、上記制限が緩められたとしても充分で
はない。これに対して、以下に説明する第２の方法は、
照明光源の配置の制約が少ない。

【００８６】次に、再生像の色ずれおよび歪みを抑制す
る第２の方法について説明する。第２の方法は、感光材
料１０と支持母体１１との境界面上の第１の方向（ｙ軸
方向）については、共役像再生の場合には、２次元ホロ
グラムの条件式として (24b)式、および、３次元ホログ
ラムの条件式として (25b)式を適用し、直接像再生の場
合には、２次元ホログラムの条件式として (26b)式、お
よび、３次元ホログラムの条件式として (27b)式を適用
する。一方、上記第１の方向と直交する境界面上の第２
の方向（ｘ軸方向）については波長選択性を適用せず鏡
面反射条件のみを適用する。

【００８７】図１４は、第２の方法によるホログラム作
成方法を説明するフローチャートである。ステップＳ２
１では、ｙ軸方向について、記録波長λo 、再生波長λ
j 、物体光の入射角θo の中心角、物体再生光の出射角
θi の中心角および照明光の入射角θc を設定し、２次
元ホログラムの条件式より、参照光の入射角θr を算出
する。

【００８８】続くステップＳ２２では、ｙ軸方向につい
て、ステップＳ２１で設定または算出した各パラメータ
に基づいて、３次元ホログラムの条件式より、記録時お
よび再生時それぞれの感光材料１０の厚みの比Ｍj を算
出する。

【００８９】更に続くステップＳ２３では、ｙ軸方向に
ついて、記録波長λo 、再生波長λj 、参照光の入射角
θr 、照明光の入射角θc 、物体再生光の出射角θi お
よび比Ｍj に基づいて、３次元ホログラムの条件式よ
り、物体光の入射角θo を算出する。

【００９０】ステップＳ２４では、ｙ軸方向について、
物体再生光の出射角θi に対応するように物体光の入射
角θo を制御するか、または、物体再生光の出射角θi
に対応した再生物体情報を物体光の入射角θo に対応し
た入射物体情報に変換する。以上でｙ軸方向についての
補正は終了する。

【００９１】一方、ステップＳ２５では、ｘ軸方向につ
いての補正を行う。このとき、鏡面反射条件式すなわち
(11)式および(19)式を(14)式に代入して得られる条件
式：

【数２９】 を用いて物体光の入射角θo を算出する。

【００９２】ステップＳ２６では、ｘ軸方向について、
物体再生光の出射角θi に対応するように物体光の入射
角θo を制御するか、または、物体再生光の出射角θi
に対応した再生物体情報を物体光の入射角θo に対応し
た入射物体情報に変換する。以上でｘ軸方向についての
補正は終了する。

【００９３】そして、ステップＳ２７では、以上で算出
された物体光および参照光を、以上で算出された入射角
で感光材料１０上で干渉させて、感光材料１０にホログ
ラムを記録する。

【００９４】この方法により感光材料１０上に作成され
たリップマン型ホログラムから視点に入射する物体再生
光は、ホログラムに入射した照明光がホログラムにより
反射されて視点に入射するものである。このうちｘ軸方
向の成分はホログラムの鏡面反射条件のみにより再生像
を構成しており、照明光の波長を選択しているのではな
い。しかし、物体再生光は、ｙ軸方向について鏡面反射
条件および波長選択性を満たすものであるので、ｘ軸方
向についても波長選択性を満たし、フルカラーの再生像
を得ることができる。

【００９５】図１５は、上記アルゴリズムに基づいて計
算した物体光の入射角θo と物体再生光の出射角θi と
の関係を示すグラフである。なお、このグラフでは各角
度を空気中の角度として示している。この計算に際して
は、記録波長λo を６３２．８ｎｍとし、再生波長λj
を４８８．０ｎｍとし、感光材料１０の平均屈折率ｎo
およびｎc を１．６３とし、照明光の入射角θc をｙ軸
方向に対し空気中で４５°とした。このとき、上記アル
ゴリズムのステップＳ２１で算出された参照光の入射角
θr は、ホログラム法線からｙ軸方向に対し空気中で６
６．４８°であった。ステップＳ２２で算出された比Ｍ
j は、１．３４９４１であった。この図は、ステップＳ
２３で算出された物体光の入射角と物体再生光のｙ軸方
向に対する出射角との関係、および、(29)式で得られた
物体光の入射角と物体再生光のｘ軸方向に対する出射角
との関係を示すものである。

【００９６】この図に示すグラフから判るように、物体
再生光のｘ軸方向に対する出射角およびｙ軸方向に対す
る出射角の双方とも、物体光の入射角に対して略線形関
係となっている。物体光の入射角が大きい範囲でも容易
に補正が可能である。すなわち、色ずれや歪みが抑制さ
れたカラー再生像の再生に寄与する光の角度成分はｘ軸
方向およびｙ軸方向の２次元に拡張される。

【００９７】以上説明した第２の方法を実現するのに好
適なホログラム作成装置は、図８〜図１３で説明したも
のと同様である。ただし、この第２の方法では、計算機
４０により液晶パネル３１，３２，３５および３６それ
ぞれに与えられるパターンは、図１４で説明したアルゴ
リズムおよび(29)式に基づいて計算機４０により算出さ
れる点で、上記第１の方法の場合と異なる。

【００９８】次に、再生像の色ずれおよび歪みを抑制す
る第３の方法について説明する。第３の方法は、感光材
料１０と支持母体１１との境界面上の少なくとも１方向
について波長選択性および鏡面反射条件を適用し、照明
光の入射角を問わない。リップマン型ホログラムが非常
に厚い感光材料１０に記録されたものである場合には、
照明光源が大きく照明光の発散角が広く分布している場
合であっも、入射した照明光のうち何れかの入射角のも
のが波長選択性および鏡面反射条件を満たすので、フル
カラーの再生像が得られる。このような場合には、照明
光の入射角を考慮する必要はない。

【００９９】この第３の方法では、以下のようにして、
記録時および再生時それぞれの感光材料１０の厚みの比
Ｍj に基づいて、再生時における感光材料１０の干渉縞
の方向角θF を求め、その干渉縞に対して波長選択性お
よび鏡面反射条件を満たす角度を計算することにより、
物体再生光の出射角θi を求める。

【０１００】記録時において感光材料１０内に発生する
干渉縞の方向角θM は、(11)式で表される。記録時にお
ける感光材料１０内における干渉縞間隔ＤM は、(12)式
で表される。また、記録時における感光材料１０と支持
母体１１との境界面における干渉縞間隔Ｂは、(13)式で
表される。感光材料１０は支持母体１１に密着している
ので、両者の境界面における干渉縞間隔Ｂは変わらな
い。しかし、感光材料１０は、記録時には膨潤され、再
生時には膨潤が解除されるので、再生時の厚みが記録時
の１／Ｍj 倍となる。したがって、記録時における感光
材料１０内の干渉縞の方向角θM と、再生時における感
光材料１０内の干渉縞の方向角θF との間には、(14)式
で表される関係が成り立つ。これより、再生時における
感光材料１０内の干渉縞の方向角θF は、(15)式で表さ
れる。そして、再生時における感光材料１０内における
干渉縞間隔ＤF は、(16)式で表される。

【０１０１】再生時において感光材料１０内の干渉縞の
方向角θF および干渉縞間隔ＤF に対して、この干渉縞
の法線方向θF −π／２と角度θをなす光線が鏡面反射
条件および波長選択性を満たす条件は、

【数３０】 なる式を満たすことである。そして、(13)式、(16)式お
よび(30)式より、角度θは、

【数３１】 なる式で表される。

【０１０２】したがって、物体再生光の出射角θi は、

【数３２】 なる式で表される。この(32)式は拡散照明の条件式であ
る。この(32)式より解析的に物体光の入射角θo を解く
ことはできない。しかし、以下のように数値計算等の逐
次近似計算により求めることができる。

【０１０３】図１６は、第３の方法によるホログラム作
成方法を説明するフローチャートである。ステップＳ３
１では、記録波長λo 、再生波長λj 、比Ｍj 、物体光
の入射角θo および参照光の入射角θr を設定し、(11)
式および(12)式より記録時の感光材料１０内の干渉縞の
方向角θM および感光材料１０上の干渉縞の間隔ＤMを
算出する。

【０１０４】続くステップＳ３２では、比Ｍj および記
録時の感光材料１０内の干渉縞の方向角θM に基づい
て、(15)式および(16)式より再生時の感光材料１０内の
干渉縞の方向角θF および間隔ＤF を算出する。更に続
くステップＳ３３では、再生時の感光材料１０内の干渉
縞の方向角θF および間隔ＤF に基づいて、ブラッグ回
折の条件式（(31)式および(32)式）より物体再生光の出
射角θi を算出する。

【０１０５】ステップＳ３４では、ステップＳ３３で算
出された物体再生光の出射角θi が所望値であるか否か
を判定し、もし、物体再生光の出射角θi が所望値でな
いと判定した場合にはステップＳ３１に戻る。このとき
のステップＳ３１では、物体光の入射角θo として別の
値を設定し、以下の各ステップの処理を繰り返す。すな
わち、ステップＳ３３で算出される物体再生光の出射角
θi が所望値となるまで、ステップＳ３１で設定される
物体光の入射角θo を変えて各ステップの処理を繰り返
して行う。もし、ステップＳ３４で物体再生光の出射角
θi が所望値であると判定した場合には計算を終了す
る。この終了の時点における物体光の入射角θo が求め
る値である。

【０１０６】また、上記(32)式における右辺第３項の符
号については、直接再生像を得る場合には、物体再生光
の出射角θi として物体光の入射角θo に最も近い値を
選択し、共役再生像を得る場合には、物体再生光の出射
角θi としてθo ＋πに最も近い値を選択する。

【０１０７】ステップＳ３５で、物体再生光の出射角θ
i に対応するように物体光の入射角θo を制御するか、
または、物体再生光の出射角θi に対応した再生物体情
報を物体光の入射角θo に対応した入射物体情報に変換
する。そして、ステップＳ３６では、以上で算出された
物体光および参照光を、以上で算出された入射角で感光
材料１０上で干渉させて、感光材料１０にホログラムを
記録する。

【０１０８】図１７は、上記(32)式に基づいて計算した
物体光の入射角θo と物体再生光の出射角θi との関係
を示すグラフである。なお、このグラフでは各角度を空
気中の角度として示している。この計算に際しては、記
録波長λo を６３２．８ｎｍとし、再生波長λj を４８
８．０ｎｍとし、感光材料１０の平均屈折率ｎo および
ｎc を１．６３とした。参照光の入射角θr を、ホログ
ラム法線から空気中で６６．４８°とした。また、記録
時および再生時それぞれの感光材料１０の厚みの比Ｍj
を１．３４９４１とした。

【０１０９】この図に示すグラフから判るように、物体
光の入射角が３６°以下の範囲では、物体光の入射角に
対して物体再生光の出射角は一意的に定まる。したがっ
て、物体光の入射角が３６°以下の範囲では、容易に補
正が可能であり、色ずれや歪みが抑制されたカラー再生
像が得られる。

【０１１０】以上説明した第３の方法を実現するのに好
適なホログラム作成装置は、図８〜図１３で説明したも
のと同様である。ただし、この第３の方法では、計算機
４０により液晶パネル３１，３２，３５および３６それ
ぞれに与えられるパターンは、(32)式に基づいて計算機
４０により算出される点で、上記第１の方法の場合と異
なる。

【０１１１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、物体光の入射角、参照光の入射角、照明光の入
射角、物体再生光の出射角、ならびに、記録時および再
生時それぞれの感光材料の厚みの比を、３次元ホログラ
ムの条件式を用いて設定・算出し、その結果に基づいて
リップマン型ホログラムを作成するので、そのリップマ
ン型ホログラムから再生される再生像は、任意の入射角
で入射する物体光に対応して出射する物体再生光につい
ても補正されたものであり、色ずれや歪みが抑制された
明るいカラー再生像となる。

【０１１２】また、リップマン型ホログラムは単一波長
の可干渉光を用いて作成されるので、記録時に用いるレ
ーザ光源は１台のみでよく、光学系が単純であり調整が
容易である。さらに、リップマン型ホログラム自体が波
長選択性を有するので、多くの波長成分を有する白色光
を照明光として用いることができ、視域や視野が制限さ
れることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】物体光および参照光それぞれの入射角を説明す
る図である。

【図２】記録時における物体光および参照光それぞれの
入射角ならびに干渉縞の方向角を説明する図である。

【図３】再生時における干渉縞の方向角を説明する図で
ある。

【図４】直接光再生時における照明光の入射角、物体再
生光の出射角および干渉縞の方向角を説明する図であ
る。

【図５】第１の方法によるホログラム作成方法を説明す
るフローチャートである。

【図６】第１の方法によるアルゴリズムに基づいて計算
した物体光の入射角と物体再生光の出射角との関係を示
すグラフである。

【図７】第１の方法によるアルゴリズムに基づいて計算
した物体光の入射角と物体再生光の出射角との関係を示
すグラフである。

【図８】ホログラム作成装置の構成図である。

【図９】マスタホログラムであるステレオグラムを作成
する方法の説明図である。

【図１０】マスタホログラムからリップマン型ホログラ
ムを作成する方法の説明図である。

【図１１】マスタホログラム作成時における拡散板１３
と感光材料１５との位置関係の説明図である。

【図１２】リップマン型ホログラム作成時における感光
材料１５と感光材料１０との位置関係の説明図である。

【図１３】拡散板１３の説明図である。

【図１４】第２の方法によるホログラム作成方法を説明
するフローチャートである。

【図１５】第２の方法によるアルゴリズムに基づいて計
算した物体光の入射角と物体再生光の出射角との関係を
示すグラフである。

【図１６】第３の方法によるホログラム作成方法を説明
するフローチャートである。

【図１７】第３の方法による計算式に基づいて計算した
物体光の入射角と物体再生光の出射角との関係を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１０…感光材料、１１…支持母体、１２…液晶パネル、
１３…拡散板、１４…スリット、１５…感光材料、２０
…Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源、２１…電磁シャッタ、２２…
コリメートレンズ系、２３…ハーフミラー、２４〜２８
…ミラー、３１，３２…液晶パネル、３３，３４…拡散
板、３５，３６…液晶パネル、４０…計算機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今 健次 青森県むつ市中央２丁目24−２ 有限会社 アートナウ内 Ｆターム(参考） 2K008 BB00 CC00 FF03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色の照明光を照射することにより複数
   の再生波長それぞれの物体再生光からなるカラー再生像
   を再生することができるリップマン型ホログラムを、単
   一の記録波長の物体光および参照光を感光材料上で干渉
   させて作成するホログラム作成方法であって、 記録時の前記感光材料の平均屈折率をｎo とし、再生時
   の前記感光材料の平均屈折率をｎc とし、記録時および
   再生時それぞれの前記感光材料の厚みの比をＭj とし、
   前記記録波長をλo とし、前記再生波長をλj とし、前
   記感光材料内における前記物体光の入射角をθo とし、
   前記感光材料内における前記参照光の入射角をθr と
   し、前記感光材料内における前記照明光の入射角をθc
   とし、前記感光材料内における前記物体再生光の出射角
   をθi とし、前記感光材料面上の互いに直交する第１お
   よび第２の方向それぞれを識別する添え字をx ，y と
   し、前記複数の再生波長それぞれを識別する添え字をj
   としたときに、前記第１の方向に対する前記参照光およ
   び前記物体光それぞれの入射角ならびに前記第２の方向
   に対する前記参照光および前記物体光それぞれの入射角
   を、共役像再生の場合には２次元ホログラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(sinθcx−sinθix) ＝(２π・ｎo／λo)(sinθox−sinθrjx)、 (２π・ｎc／λj)(sinθcy−sinθiy) ＝(２π・ｎo／λo)(sinθoy−sinθrjy) および３次元ホログラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(cosθcx−cosθix) ＝Ｍj(２π・ｎo／λo)(cosθox−cosθrjx)、 (２π・ｎc／λj)(cosθcy−cosθiy) ＝Ｍj(２π・ｎo／λo)(cosθoy−cosθrjy) に基づいて算出し、直接像再生の場合には２次元ホログ
   ラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(sinθix−sinθcx) ＝(２π・ｎo／λo)(sinθox−sinθrjx)、 (２π・ｎc／λj)(sinθiy−sinθcy) ＝(２π・ｎo／λo)(sinθoy−sinθrjy) および３次元ホログラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(cosθix−cosθcx) ＝Ｍj(２π・ｎo／λo)(cosθox−cosθrjx)、 (２π・ｎc／λj)(cosθiy−cosθcy) ＝Ｍj(２π・ｎo／λo)(cosθoy−cosθrjy) に基づいて算出する入射角算出ステップと、 前記入射角算出ステップにおいて算出された前記参照光
   および前記物体光それぞれの入射角に基づいて、前記物
   体再生光の出射角に対応するように前記物体光の入射角
   を制御するか、または、前記物体再生光の出射角に対応
   した再生物体情報を前記物体光の入射角に対応した入射
   物体情報に変換する物体光算出ステップと、 前記物体光算出ステップにおいて算出された前記物体光
   および前記参照光を、前記入射角算出ステップにおいて
   算出された入射角で前記感光材料上で干渉させて、前記
   感光材料にリップマン型ホログラムを記録する記録ステ
   ップと、 を備えることを特徴とするホログラム作成方法。
2. 【請求項２】 前記入射角算出ステップは、 前記第１の方向について、前記記録波長、前記再生波
   長、前記物体光の入射角の中心角、前記物体再生光の出
   射角の中心角および前記照明光の入射角を設定し、前記
   ２次元ホログラムの条件式より前記参照光の入射角を算
   出する第１のステップと、 前記第１の方向について、前記第１のステップで設定ま
   たは算出された前記記録波長、前記再生波長、前記物体
   光の入射角の中心角、前記物体再生光の出射角の中心
   角、前記照明光の入射角および前記参照光の入射角に基
   づいて、前記３次元ホログラムの条件式より前記厚みの
   比を算出する第２のステップと、 前記第２の方向について、前記記録波長、前記再生波
   長、前記参照光の入射角、前記照明光の入射角、前記物
   体再生光の出射角および前記厚みの比に基づいて、前記
   ３次元ホログラムの条件式より前記物体光の入射角を算
   出する第３のステップと、 を備えることを特徴とする請求項１記載のホログラム作
   成方法。
3. 【請求項３】 前記入射角算出ステップは、前記第１の
   方向に対する前記参照光の入射角をθrxとし、前記第２
   の方向に対する前記参照光の入射角をθryとしたとき
   に、前記参照光の入射角θr を θr＝tan^-1(２^1/2tanθk)、 ただし、θk＝θrx＝θry なる式で求めることを特徴とする請求項１記載のホログ
   ラム作成方法。
4. 【請求項４】 白色の照明光を照射することにより複数
   の再生波長それぞれの物体再生光からなるカラー再生像
   を再生することができるリップマン型ホログラムを、単
   一の記録波長の物体光および参照光を感光材料上で干渉
   させて作成するホログラム作成方法であって、 記録時の前記感光材料の平均屈折率をｎo とし、再生時
   の前記感光材料の平均屈折率をｎc とし、記録時および
   再生時それぞれの前記感光材料の厚みの比をＭj とし、
   前記記録波長をλo とし、前記再生波長をλj とし、前
   記感光材料内における前記物体光の入射角をθo とし、
   前記感光材料内における前記参照光の入射角をθr と
   し、前記感光材料内における前記照明光の入射角をθc
   とし、前記感光材料内における前記物体再生光の出射角
   をθi とし、前記複数の再生波長それぞれを識別する添
   え字をj としたときに、前記感光材料面上の互いに直交
   する２方向のうち第１の方向に対する前記参照光および
   前記物体光それぞれの入射角を、共役像再生の場合には
   ２次元ホログラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(sinθc−sinθi) ＝(２π・ｎo／λo)(sinθo−sinθrj) および３次元ホログラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(cosθc−cosθi) ＝Ｍj(２π・ｎo／λo)(cosθo−cosθrj) に基づいて算出し、直接像再生の場合には２次元ホログ
   ラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(sinθi−sinθc) ＝(２π・ｎo／λo)(sinθo−sinθrj) および３次元ホログラムの条件式： (２π・ｎc／λj)(cosθi−cosθc) ＝Ｍj(２π・ｎo／λo)(cosθo−cosθrj) に基づいて算出する第１の入射角算出ステップと、 前記２方向のうち前記第１の方向と直交する第２の方向
   に対する前記物体光の入射角を、鏡面反射条件式： θi＝２tan^-1{Ｍj・tan[(θr＋θo)／２]}−θc または、 θo＝２tan^-1{(１／Ｍj)・tan[(θc＋θi)／２]}−θr に基づいて算出する第２の入射角算出ステップと、 前記第１および前記第２の入射角算出ステップにおいて
   算出された前記参照光および前記物体光それぞれの入射
   角に基づいて、前記物体再生光の出射角に対応するよう
   に前記物体光の入射角を制御するか、または、前記物体
   再生光の出射角に対応した再生物体情報を前記物体光の
   入射角に対応した入射物体情報に変換する物体光算出ス
   テップと、 前記物体光算出ステップにおいて算出された前記物体光
   および前記参照光を、前記第１および前記第２の入射角
   算出ステップにおいて算出された入射角で前記感光材料
   上で干渉させて、前記感光材料にリップマン型ホログラ
   ムを記録する記録ステップと、 を備えることを特徴とするホログラム作成方法。
5. 【請求項５】 前記第１の入射角算出ステップは、 前記第１の方向について、前記記録波長、前記再生波
   長、前記物体光の入射角の中心角、前記物体再生光の出
   射角の中心角および前記照明光の入射角を設定し、前記
   ２次元ホログラムの条件式より前記参照光の入射角を算
   出する第１のステップと、 前記第１の方向について、前記第１のステップで設定ま
   たは算出された前記記録波長、前記再生波長、前記物体
   光の入射角の中心角、前記物体再生光の出射角の中心
   角、前記照明光の入射角および前記参照光の入射角に基
   づいて、前記３次元ホログラムの条件式より前記厚みの
   比を算出する第２のステップと、 前記第１の方向について、前記記録波長、前記再生波
   長、前記参照光の入射角、前記照明光の入射角、前記物
   体再生光の出射角および前記厚みの比に基づいて、前記
   ３次元ホログラムの条件式より前記物体光の入射角を算
   出する第３のステップと、 を備えることを特徴とする請求項４記載のホログラム作
   成方法。
6. 【請求項６】 白色の照明光を照射することにより複数
   の再生波長それぞれの物体再生光からなるカラー再生像
   を再生することができるリップマン型ホログラムを、単
   一の記録波長の物体光および参照光を感光材料上で干渉
   させて作成するホログラム作成方法であって、 記録時の前記感光材料の平均屈折率をｎo とし、再生時
   の前記感光材料の平均屈折率をｎc とし、記録時および
   再生時それぞれの前記感光材料の厚みの比をＭj とし、
   前記記録波長をλo とし、前記再生波長をλj とし、前
   記感光材料内における前記物体光の入射角をθo とし、
   前記感光材料内における前記参照光の入射角をθr と
   し、前記感光材料内における前記物体再生光の出射角を
   θi とし、再生時の前記感光材料内の干渉縞の方向角を
   θF とし、前記複数の再生波長それぞれを識別する添え
   字をj としたときに、前記感光材料面上の互いに直交す
   る第１の方向および第２の方向のうち少なくとも１方向
   に対する前記参照光および前記物体光それぞれの入射角
   を、拡散照明の条件式： θi＝θF−π／２ ±cos^-1{ｎo・λj｜sinθo−sinθr｜／(２ｎc・λo・cos
   θF)}、 θF＝tan^-1{Ｍj・tan[(θo＋θr)／２]} に基づいて算出する入射角算出ステップと、 前記入射角算出ステップにおいて算出された前記参照光
   および前記物体光それぞれの入射角に基づいて、前記物
   体再生光の出射角に対応するように前記物体光の入射角
   を制御するか、または、前記物体再生光の出射角に対応
   した再生物体情報を前記物体光の入射角に対応した入射
   物体情報に変換する物体光算出ステップと、 前記物体光算出ステップにおいて算出された前記物体光
   および前記参照光を、前記入射角算出ステップにおいて
   算出された入射角で前記感光材料上で干渉させて、前記
   感光材料にリップマン型ホログラムを記録する記録ステ
   ップと、 を備えることを特徴とするホログラム作成方法。
7. 【請求項７】 前記入射角算出ステップは、 前記記録波長、前記再生波長、前記厚みの比、前記物体
   光の入射角および前記参照光の入射角を設定し、記録時
   の前記感光材料内の干渉縞の方向角および前記感光材料
   面上の干渉縞の間隔を算出する第１のステップと、 前記厚みの比および記録時の前記感光材料内の干渉縞の
   方向角に基づいて、再生時の前記感光材料内の干渉縞の
   方向角および間隔を算出する第２のステップと、 再生時の前記感光材料内の干渉縞の方向角および間隔に
   基づいて、ブラッグ回折の条件式より前記物体再生光の
   出射角を算出する第３のステップと、 を備え、 前記第３のステップで算出される前記物体再生光の出射
   角が所望値となるまで、前記第１のステップで設定され
   る前記物体光の入射角を変えて前記第１〜前記第３のス
   テップを繰り返して行う、 ことを特徴とする請求項６記載のホログラム作成方法。
8. 【請求項８】 前記記録ステップは、前記感光材料への
   前記物体光の入射の際に前記物体光の発散方向を前記第
   １および前記第２の方向に制限することを特徴とする請
   求項１、４および６の何れか１項に記載のホログラム作
   成方法。