JP2899496B2 - ホログラフィック立体ハードコピーとその作成方法および装置 - Google Patents
ホログラフィック立体ハードコピーとその作成方法および装置Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
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- G03H1/268—Holographic stereogram
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Description
ハードコピーとその作成方法および装置に係り、特に上
下左右方向に視差の異なった立体像を表示できる3次元
物体のハードコピーとして用いることが可能であると共
に、歪みがなく画質の良いホログラフィック立体ハード
コピーを、極めて短時間でかつ低コストでしかも装置構
成を簡単化しつつ容易に作成することが可能なホログラ
フィック立体ハードコピーとその作成方法および装置に
関するものである。
いられてきている。例えば、医療の分野では、X線CT
(Computed Tomography),MRI(Magnetic Resonannce I
maging) 等により、人体の3次元情報を収集し、診断や
手術の計画等に役立てている。また、建築、製品の設計
等には、3次元CADシステムが使われている。そし
て、現在、これらの3次元画像処理システムの出力であ
るハードコピーとしては、2次元の断層像、投影像等の
写真が用いられている。しかし、より効率よく、わかり
易いものとして、平面的なもので立体を表現するハード
コピーが望まれてきている。
3次元物体を立体的に表示できるハードコピーとして
は、ホログラフィック・ステレオグラム(以下、HSと
称する)が最も優れている。このHSは、物体を様々な
角度からみた平面画像を1枚のホログラムに合成するも
のであり、架空の物体の立体的な記録、表示に適してい
る。
の条件を満たすHSの方法は、現在まで報告されていな
い。従来の方法では、上下方向の視差を記録することが
できず、観察位置によって、再生像に歪みを生じてしま
う。また、2ステップで合成する方法では、自動的にホ
ログラムを記録することができない。この自動的に合成
する方法としては、マルチプレックス・ホログラム、Al
cove Hologram 等が提案されているが、これらは、上下
方向の視差情報を記録することができないだけでなく、
円筒型、半円筒型で、観察に際して再生装置を必要とす
るため、一般的なハードコピーには向かない。
が強く要望されてきているが、現在のところ、歪みがな
く画質の良いホログラムを作成することは困難である。
来の方法では、上下方向の視差を記録することができ
ず、観察位置によって再生像に歪みを生じてしまうと
か、自動的に立体ホログラムを記録することができない
とか、画質の良いホログラムを作成できないという問題
があった。
立体像を表示できる3次元物体のハードコピーとして用
いることが可能であると共に、歪みがなく画質の良いホ
ログラフィック立体ハードコピーを、極めて短時間でか
つ低コストでしかも装置構成を簡単化しつつ容易に作成
することが可能なホログラフィック立体ハードコピーと
その作成方法および装置を提供することを目的とする。
めに、本発明のホログラフィック立体ハードコピーは、
基材表面にドット状の複数の要素ホログラムを形成して
なるホログラムと、ホログラムの照明光の入射側に各要
素ホログラム毎に配設され、光に対して振幅変調を加え
る液晶パネル等の振幅変調要素とを備えて成る。
表面にドット状の複数の要素ホログラムを形成してなる
ホログラムと、ホログラムの照明光の入射側に各要素ホ
ログラム毎に配設され、光に対して振幅変調を加える液
晶パネル等の振幅変調要素とから成る、本発明のホログ
ラフィック立体ハードコピーの作成方法は、光学系を用
いてホログラム乾板の所定の座標位置に集光し、ドット
状の要素ホログラムを形成するステップと、ホログラム
乾板上の座標位置を順次移動して要素ホログラムを形成
するステップを繰り返してドット状の複数の要素ホログ
ラムをホログラム乾板に形成するステップと、コンピュ
ータ・グラフィックスの手法を用いて振幅変調要素基板
上の要素ホログラム位置に対応した位置に所定のマスク
パターンを形成するステップと、要素ホログラム位置に
対応した位置を1ドットずつ順次移動してマスクパター
ンを形成するステップを繰り返して複数のマスクパター
ンを振幅変調要素基板に作成して振幅変調要素を作成す
るステップとから成る。
材表面にドット状の複数の要素ホログラムを形成してな
るホログラムと、ホログラムの照明光の入射側に各要素
ホログラム毎に配設され、光に対して振幅変調を加える
液晶パネル等の振幅変調要素とから成る、本発明のホロ
グラフィック立体ハードコピーの作成装置は、ホログラ
ム乾板を所望の位置に移動させる移動手段と、ドット状
の要素ホログラムをホログラム乾板に形成する光学系
と、要素ホログラムが複数形成されたホログラム乾板を
現像する現像手段と、移動手段、および現像手段を制御
してホログラムを作成する制御手段と、3次元画像デー
タからホログラム乾板の各点に対応するマスクパターン
をコンピュータ・グラフィックスの手法により振幅変調
要素基板に形成して振幅変調要素を作成する振幅変調要
素作成手段とを備えて構成している。
コピーは、マスクパターンを各要素ホログラム毎に並べ
ることによって作成した振幅変調要素を、ホログラムの
照明光の入射側に配設することにより、各要素ホログラ
ムによって再生された光は、振幅変調要素でその振幅、
すなわち強度が変調され、立体像を表示することができ
る。
ムを窓として、要素ホログラムと振幅変調要素によっ
て、窓を通過する全ての光の方向と強度を正しく記録、
再生することができる。これにより、全く歪の無い立体
像を作成することができる。
ードコピーは、平面型で、1ステップで合成でき、振幅
変調要素を取り替えるだけで、簡単に上下左右方向に視
差の異なった立体像を正確に表示することができる。
基材表面にドット状の要素ホログラムを順次記録してゆ
くことにより、従来のドットプリンタと似たような方式
で記録することができる。
は、ホログラムと振幅変調要素とをそれぞれ別個に作成
することにより、新たな立体像を表示する場合には、あ
らかじめ作成した一つのホログラムを共通に使用し、振
幅変調要素のみを作成して取り替えるだけでよいため、
ホログラフィック立体ハードコピーを、極めて短時間
で、かつ低コストで、しかも装置構成を簡単化しつつ容
易に作成することができる。
機としての、3−Dプリンタを実現するには、本発明の
手法が最適である。
して詳細に説明する。
体ハードコピーの構成例を示す側断面図である。
体ハードコピーは、図1に示すように、基材表面にドッ
ト状の複数の要素ホログラムを形成してなるホログラム
1と、このホログラム1の照明光の入射側に各要素ホロ
グラム毎に配設され、光に対して振幅変調を加える振幅
変調要素2とから成っている。
液晶パネル等を使用することができる。
原理について、ホログラムとしてリップマンタイプのホ
ログラムを用いた場合について説明する。
す従来のマルチプレックス・ホログラムにおける視差情
報の記録方法と似ているが、マルチプレックス・ホログ
ラムは、図2に示すように、左右方向の視差のみを記録
するのに対して、本発明の方法は、上下方向に関しても
視差情報を記録する。これは、厚いホログラムを用いて
リップマンホログラムとすることにより、再生される光
に波長選択性を持たせ、白色光照明で上下方向の視差を
も再生するものである。
使用される光学系について説明する。
を介してホログラム面(ホログラム乾板)14に集光す
る。また、この集光部16に、反対方向から参照光を入
射させ、この参照光との干渉縞パターンを、ドット状の
要素ホログラムとして、ホログラム面14に記録する。
そして、ホログラムフィルムを、縦、横方向に僅かずつ
移動させて順次露光を行ない、ホログラム全面にドット
状の要素ホログラムを露光する。
ターンは、図5に示すように、パースペクティブな投影
変換によって作成する。投影の中心点は、そのマスクパ
ターンを露光するホログラム面14上の点であり、図4
に示す光学系におけるレンズ12の口径と焦点距離によ
り、計算する光線の範囲が決まる。一般のコンピュータ
・グラフィックスの手法と異なるのは、投影の中心点と
視点が異なるため、隠面消去の処理は、図5において、
右側を手前にして行なう。これは、物体からの反射光線
のうち、ホログラム面14上のある一点を通過する光線
の方向と強度を計算するものである。
され、ホログラム面14の全面を塗りつぶすように露光
する。
ターンを要素ホログラムに対応させて並べることによっ
て作成した振幅変調要素2を、ホログラム1の照明光の
入射側に配設し、図6および図7に示すように観察す
る。
ムによって再生された光線は、図6および図7に示すよ
うに、振幅変調要素2によって振幅、つまり強度が変調
された立体像を再生することができる。これは、言い換
えると、ホログラム1の各要素ホログラムを窓として、
要素ホログラムと振幅変調要素2によって、窓を通過す
る全ての光線の方向と強度を正しく記録し、再生するも
のである。
立体像を再生することができる。
ードコピーは、そのホログラム1と振幅変調要素2とを
それぞれ別個に作成することにより、新たな立体像を表
示する場合には、あらかじめ作成した一つのホログラム
1を共通に使用し、振幅変調要素2のみを作成して取り
替えるだけで、簡単に上下左右方向に視差の異なった立
体像を表示することができる。
マンHSによる立体像作成システムについて、具体的に
説明する。
す概要図である。図8において、ヘリウム・ネオンレー
ザ20からのレーザビームは、ビームスプリッタ22に
より物体光と参照光に分離される。このうち、物体光
は、レンズ24を介して平行光となる。さらに、この平
行光となった物体光は、レンズ26、スリット28、さ
らにレンズ30、ミラー32を介して、パワーの大きい
球面レンズ34に導かれ、このレンズ34によって、ホ
ログラム面14上に集光される。
ジ36に固定され、縦、横方向に移動可能である。そし
て、X−Yステージ36を移動して、ホログラム面14
の全面にドット状の要素ホログラムを形成する。全体の
システムは、パーソナル・コンピュータによりコントロ
ールする。なお、ホログラム面14に使用する感材とし
ては、例えば、銀塩感材を用いることができる。
な特長がある。
が可能で、正確に立体像を表示できる。
いれば、基本的にリアル・カラー化が可能である。
学部品を用いずに、小型の装置で合成できる。
まったく同じ光学系を用い、露光点数を多くするのみで
よい。
パワーを有効に使用でき、高度な光学系の安定性は要求
されない。
的なシステムに用いることができる。
に係るホログラフィック立体ハードコピーのホログラム
1の作成装置(プリンタ)の構成例について説明する。
体のハードコピーを出力する、実用的なホログラフィッ
ク・プリンタを実現することができる。図9は、そのシ
ステムを示す概要図である。このプリンタは、ビデオ・
プリンタの3次元版のようなイメージで用いるものであ
る。オペレータは、モニター上で3次元物体を色々な角
度から観察し、出力させる方向を設定すると、その3次
元物体の立体的なハードコピーを得ることができる。
いて、ホログラム乾板14をフィルム移動コントローラ
46により移動して、ホログラム乾板14を所望の位置
に設定する。
シャッタを開き、露光する。レーザ装置20より取り出
されたレーザ光は、ビームスプリッタ22により物体光
と参照光に分けられ、物体光は、ホログラム面14に集
光され、参照光と共に一つの要素ホログラムを形成す
る。
板14は、フィルム移動コントローラ46により順次移
動され、ステップDを介してホログラム面14の全面を
塗りつぶすように露光される。
14の現像処理が現像機50により行なわれ、ホログラ
ム1が自動的に作成される。
ィルム移動コントローラ46、および現像機50は、C
PUにより制御される。
ンタシステムを用いることにより、画質のよい立体的な
ハードコピーのホログラム1を完全に自動的に作成する
ことが可能であり、ホログラム1を3次元物体のハード
コピーとして、広く使用することができる。
グラフィック立体ハードコピーの振幅変調要素2の作成
例について説明する。
ュータシステムにより得ることができる。
いて、三次元データを図示しないホストコンピュータに
入力する。
幅変調要素を移動して、振幅変調要素をホログラム1の
要素ホログラムに対応した位置に設定する。
三次元データから、振幅変調要素基板上の要素ホログラ
ム位置に対応した位置に形成する所定のマスクパターン
を作成し、図示しないフレームメモリに蓄積する。
基板の要素ホログラム位置に対応した位置が1ドットず
つ順次移動され、ステップEを介して複数のマスクパタ
ーンが振幅変調要素基板の全面に形成される。
ーンの出力処理が図示しないプリンタ(あるいはフィル
ムプリンタ)により行なわれ、振幅変調要素2が自動的
に作成される。
用いてホログラム乾板14の所定の座標位置に集光し、
ドット状の要素ホログラムを形成し、ホログラム乾板1
4上の座標位置を順次移動して要素ホログラムを形成す
るステップを繰り返してドット状の複数の要素ホログラ
ムをホログラム乾板14に形成し、またコンピュータ・
グラフィックスの手法を用いて振幅変調要素基板上の要
素ホログラム位置に対応した位置に所定のマスクパター
ンを形成し、要素ホログラム位置に対応した位置を1ド
ットずつ順次移動してマスクパターンを形成するステッ
プを繰り返して複数のマスクパターンを振幅変調要素基
板に形成して振幅変調要素2を作成し、基材表面にドッ
ト状の複数の要素ホログラムを形成してなる上記ホログ
ラム1の照明光の入射側に、光に対して振幅変調を加え
る液晶パネル等の上記振幅変調要素2を各要素ホログラ
ム毎に配設して、ホログラフィック立体ハードコピーを
作成するようにしたものである。
ものである。
ードコピーは、マスクパターンを各要素ホログラム毎に
並べることによって作成した振幅変調要素2を、ホログ
ラム1の照明光の入射側に配設しているので、各要素ホ
ログラムによって再生された光は、振幅変調要素2でそ
の振幅、すなわち強度が変調され、立体像を表示するこ
とができる。
ラムを窓として、要素ホログラムと振幅変調要素2によ
って、窓を通過する全ての光の方向と強度を正しく記
録、再生することができる。
ることが可能となる。
ードコピーは、平面型で、1ステップで合成でき、振幅
変調要素2を取り替えるだけで、簡単に上下左右方向に
視差の異なった立体像を正確に表示することができる。
それぞれ別個に作成しているので、新たな立体像を表示
する場合には、あらかじめ作成した一つのホログラム1
を共通に使用し、振幅変調要素2のみを作成して取り替
えるだけでよいため、ホログラフィック立体ハードコピ
ーを、極めて短時間で、かつ低コストで、しかも装置構
成を簡単化しつつ容易に作成することができる。
機としての、3ーDプリンタを実現するには、本発明の
手法が最適である。
体ハードコピーには、3次元画像情報を有する微小なド
ット状の要素ホログラムが複数形成されているので、上
下方向にも視差を有する立体的なハードコピーを得るこ
とができる。また、ドット状の要素ホログラムにより像
を再生できるので、ホログラムの大きさの制限がなく、
ホログラム1全面においてムラがない。
の光学系で立体的なハードコピーを作成することがで
き、ハードコピーの自動システムを実現できる。また、
レーザ光を有効に利用でき、露光時間が短いので外部振
動に影響されることがない。
リンタ)によれば、ホログラフィック立体ハードコピー
を自動的に作成することができる。
ードコピーを自動的に作成することができる。
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、次のよう
に種々に変形して実施できるものである。
て、液晶パネルを用いる場合について説明したが、これ
に限らず、振幅変調フィルター等のその他の振幅変調要
素を用いるようにしてもよい。
して、リップマンホログラム乾板を用いる場合について
説明したが、これに限らず、その他のホログラム乾板を
用いるようにしてもよい。
材を使用したが、リップマンホログラムを高画質で記録
するために、高分子感光材料を使用することも可能であ
る。
下左右方向に視差の異なった立体像を表示できる3次元
物体のハードコピーとして用いることが可能であると共
に、歪みがなく画質の良いホログラフィック立体ハード
コピーを、極めて短時間でかつ低コストでしかも装置構
成を簡単化しつつ容易に作成することが可能なホログラ
フィック立体ハードコピーとその作成方法および装置が
提供できる。
一実施例を示す側断面図。
説明するための図。
明するための図。
学系を示す概要図。
説明するための図。
の図。
の図。
学系を示す概要図。
構成例を示す概要図。
おけるホログラムの作成方法の一例を示すフロー図。
すフロー図。
6,30,34…レンズ、14…ホログラム面、16…
集光部、20…レーザ、22…ビームスプリッタ、28
…スリット、32…ミラー、36…X−Yステージ、4
0…ホストコンピュータ、42…グラフィック・プロセ
ッサ、44…フレームメモリ、46…フィルム移動コン
トローラ、48…光学系、50…現像機。
Claims (3)
- 【請求項1】 基材表面にドット状の複数の要素ホログ
ラムを形成してなるホログラムと、 前記ホログラムの照明光の入射側に前記各要素ホログラ
ム毎に配設され、光に対して振幅変調を加える液晶パネ
ル等の振幅変調要素と、 を備えて成ることを特徴とするホログラフィック立体ハ
ードコピー。 - 【請求項2】 基材表面にドット状の複数の要素ホログ
ラムを形成してなるホログラムと、前記ホログラムの照
明光の入射側に前記各要素ホログラム毎に配設され、光
に対して振幅変調を加える液晶パネル等の振幅変調要素
とから成るホログラフィック立体ハードコピーの作成方
法において、 光学系を用いてホログラム乾板の所定の座標位置に集光
し、ドット状の要素ホログラムを形成するステップと、 前記ホログラム乾板上の座標位置を順次移動して前記要
素ホログラムを形成するステップを繰り返してドット状
の複数の要素ホログラムを前記ホログラム乾板に形成す
るステップと、 コンピュータ・グラフィックスの手法を用いて振幅変調
要素基板上の前記要素ホログラム位置に対応した位置に
所定のマスクパターンを形成するステップと、 前記要素ホログラム位置に対応した位置を1ドットずつ
順次移動して前記マスクパターンを形成するステップを
繰り返して複数のマスクパターンを前記振幅変調要素基
板に形成して振幅変調要素を作成するステップとから成
ることを特徴とするホログラフィック立体ハードコピー
の作成方法。 - 【請求項3】 基材表面にドット状の複数の要素ホログ
ラムを形成してなるホログラムと、前記ホログラムの照
明光の入射側に前記各要素ホログラム毎に配設され、光
に対して振幅変調を加える液晶パネル等の振幅変調要素
とから成るホログラフィック立体ハードコピーの作成装
置において、 ホログラム乾板を所望の位置に移動させる移動手段と、 ドット状の要素ホログラムを前記ホログラム乾板に形成
する光学系と、 前記要素ホログラムが複数形成された前記ホログラム乾
板を現像する現像手段と、 前記移動手段、および前記現像手段を制御して前記ホロ
グラムを作成する制御手段と、 3次元画像データから前記ホログラム乾板の各点に対応
するマスクパターンをコンピュータ・グラフィックスの
手法により振幅変調要素基板に形成して前記振幅変調要
素を作成する振幅変調要素作成手段と、 を備えて成ることを特徴とするホログラフィック立体ハ
ードコピーの作成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6571293A JP2899496B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ホログラフィック立体ハードコピーとその作成方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6571293A JP2899496B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ホログラフィック立体ハードコピーとその作成方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06274089A JPH06274089A (ja) | 1994-09-30 |
JP2899496B2 true JP2899496B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=13294912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6571293A Expired - Lifetime JP2899496B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | ホログラフィック立体ハードコピーとその作成方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2899496B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP6571293A patent/JP2899496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1989年第20回画像工学コンファレンス論文集、Vol.20(89年,12月)リップマン・ホログラフィック・ステレオグラムを用いたホログラフィック3−Dプリンタ 山口雅浩 本田捷夫 大山永昭著P.323〜P.326 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06274089A (ja) | 1994-09-30 |
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