ホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法及び記録方法
【課題】ホログラフィック記録媒体の要素ホログラムによる画像記録の最適な記録条件を短時間で、且つ定性的に決定する方法を提供する。
【解決手段】ホログラフィック記録媒体に、複数の要素ホログラムを連続して記録するとき、記録レーザ光の記録露光量を第１〜第ｎ段階に変化させて、明パターン画像及び暗パターン画像を各段階毎に第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像としてそれぞれ記録し、これらに再生光を照射して、明及び暗パターンの各画像の中心部からの回折光の強度を検出し、第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出し、算出されたＳＮＲ１〜ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘの時の記録露光量を、最適記録露光量とする。
【解決手段】ホログラフィック記録媒体に、複数の要素ホログラムを連続して記録するとき、記録レーザ光の記録露光量を第１〜第ｎ段階に変化させて、明パターン画像及び暗パターン画像を各段階毎に第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像としてそれぞれ記録し、これらに再生光を照射して、明及び暗パターンの各画像の中心部からの回折光の強度を検出し、第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出し、算出されたＳＮＲ１〜ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘの時の記録露光量を、最適記録露光量とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック記録媒体の表面にドット状の複数の要素ホログラムを形成して３次元画像のハードコピーを作成する際における要素ホログラムの記録のための記録露光量を決定する方法及びこの決定された記録露光量により立体画像を記録する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、３次元物体のハードコピーとして用いることのできるホログラフィック立体ハードコピー、その作成方法及び装置が開示されている。こ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構成されている。
【０００３】
上記の記録方法は、３次元画像データからホログラフィック記録媒体の各点に対応する原画パターンを表示手段に表示して、その表示された原画パターンに対応してドット状の要素ホログラムを上記ホログラフィック記録媒体に形成するものである。
【０００４】
このように、要素ホログラムを用いて３次元画像を形成するにあたり、要素ホログラムの記録の際における最適な記録条件を見出す必要がある。
【０００５】
具体的には、物体光及び参照光の強度、物体光と参照光の強度比及び露光時間を変化させて、そのホログラフィック記録媒体に最適な記録条件を決める必要がある。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献２には、ホログラフィック光学素子の評価方法及びその装置が開示されているが、定量的な記録条件を決定できるものではなく、従って、条件を変化させ、要素ホログラムを記録したサンプル画像を、白色光下、目視で観察し、その最適な記録条件を決めざるを得ず、この場合は、最適な記録条件を決定するために膨大なサンプル数と、それを目視する為の時間が必要となるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２４９６８６号公報
【特許文献２】特許第３０５８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、要素ホログラムによる立体画像記録のための最適な記録条件を、短時間で、且つ定性的に決定することができるホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法及びこれを用いた記録方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち以下の実施例により上記課題を解決することができる。
【００１０】
（１）ホログラフィック記録媒体に複数の要素ホログラムを形成して３次元画像を作成する際における前記要素ホログラムの記録のための記録露光量を決定する方法であって、
第１段階の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部より明るい第１明パターンの画像を記録する第１明パターン画像記録過程、記録露光量を第２〜第ｎ段階に変化させて、前記第１明パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ明パターンの画像を記録する第２〜第ｎ明パターン画像記録過程からなる明パターン画像記録過程と、前記第１明パターン画像記録過程における、前記第１段階と同一の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部よりも暗く、且つ、前記第１明パターンの画像と明暗が反転している第１暗パターンの画像を記録する第１暗パターン画像記録過程、記録露光量を前記第２〜第ｎ段階と同一として、前記第１暗パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ暗パターンの画像を記録する第２〜第ｎ暗パターン画像記録過程からなる暗パターン画像記録過程と、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像に再生光を照射して、各々から発生する回折光の強度を検出する過程と、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、Ｓａ２／Ｓｂ２＝ＳＮＲ２、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出するＳＮＲ算出過程と、前記算出されたＳＮＲ１、ＳＮＲ２、…ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘを決定するＳＮＲｍａｘ決定過程と、前記第１〜第ｎ段階の記録露光量のうち、ＳＮＲｍａｘとなる記録露光量を最適記録露光量とする過程と、を有してなるホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１１】
（２）（１）において、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像における前記中心部の画像の面積がパターン全体の面積の０．０１乃至０．５であることを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１２】
（３）（１）または（２）において、前記ホログラフィック記録媒体に、画像を記録するための画像領域の他に、試し書き領域を設定しておき、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像を該試し書き領域に記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１３】
（４）（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記ホログラフィック記録媒体が、赤、緑、青の３色のカラー画像記録媒体であり、前記明パターン画像記録過程及び暗パターン画像記録過程は、赤色記録レーザ光による赤色明パターン画像記録過程及び赤色暗パターン画像記録過程と、緑色記録レーザ光による緑色明パターン画像記録過程及び緑色暗パターン画像記録過程と、青色記録レーザ光による青色明パターン画像記録過程及び青色暗パターン画像記録過程と、を含み、記録露光量を赤、緑、青の各色毎に決定することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１４】
（５）（１）乃至（４）において、前記明パターン画像及び暗パターン画像の暗部及び明部は、それぞれ空間光変調器の全暗画素及び全明画素により形成されることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１５】
（６）（１）乃至（５）のいずれかで決定された最適記録露光量の記録レーザ光により、ホログラフィック記録媒体に立体画像を記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体への記録方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＳＮＲの高い良好な画像のための記録条件を定性的に、且つ短時間で決定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法を実施するための装置における光学系を示す光学系統図
【図２】同装置において、ホログラフィック記録媒体に記録された要素ホログラムを一部拡大して模式的に示す説明図
【図３】同装置において、要素ホログラムにより形成する明パターン画像及び暗パターン画像を示す平面図
【図４】同装置における制御系を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態の例に係る記録露光量決定方法の過程を示すフローチャート
【図６】図３に示される画像のパターンと比較するための全明及び全暗パターンを示す平面図
【図７】同決定方法の過程における図３の明パターン画像及び暗パターン画像での、記録露光量と再生時の回折光の検出強度に対応するＳＮＲを示す比較図
【図８】明パターンを全明、暗パターンを全暗とした比較パターン画像からの回折光強度、ＳＮＲを、記録露光量毎に測定した結果を示す比較図
【図９】図７及び図８の記録露光量とＳＮＲとの関係を示す線図
【図１０】明パターン画像及び暗パターン画像の他の例を示す平面図
【図１１】ホログラフィック記録媒体に反射型ホログラムを形成する場合の記録露光量決定方法を実施するための装置における光学系を示す光学系統図
【図１２】ホログラフィック記録媒体にカラー画像を記録する場合の記録露光量決定方法の過程の要部を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施形態に係るホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法は、図１に示されるようなホログラフィック記録媒体の記録露光量を決定するための記録露光量決定光学系１０により、ホログラフィック記録媒体１２に、図２に示されるような、ドット状の複数の要素ホログラム１４を連続して記録するとき、記録レーザ光の記録露光量を第１〜第ｎ段階に変化させて、図３に示されるような明パターン画像２５及び暗パターン画像２７を各段階毎に第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像としてそれぞれ記録し、これらに再生光を照射して、明パターンの各画像及び暗パターンの各画像の中心部からの回折光の強度を検出し、第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出し、算出されたＳＮＲ１〜ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘの時の記録露光量を、最適記録露光量とするものである。
【実施例】
【００１９】
本発明の実施例１に係るホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法を実施するための装置における記録露光量決定光学系１０は、図１に示されるように、レーザ１６からビームスプリッタ１８に至る光源光学系２０と、ビームスプリッタ１８の透過光を参照光としてホログラフィック記録媒体１２に導くための参照光光学系３０と、ビームスプリッタ１８における反射光を物体光として、前記参照光と反対側からホログラフィック記録媒体１２に導くための物体光光学系４０と、ホログラフィック記録媒体１２を間にして物体光光学系４０と対向するようにして配置された検出光学系５０とから構成されている。
【００２０】
また、ホログラフィック記録媒体１２に形成された立体画像を再生するための再生光を照射する再生光学系６０とを有している。
【００２１】
光源光学系２０は、レーザ１６側からシャッタ２１、コリメータレンズ２２、１／２波長板２４、偏光フィルタ２６を備えて構成されている。
【００２２】
参照光光学系３０は、ＮＤフィルタ３２と、回転可能ミラー３４と、アパーチャ３６とを備えて構成されている。
【００２３】
この回転可能ミラー３４は、図１に示されるように、ビームスプリッタ１８及びＮＤフィルタ３２を透過した参照光をホログラフィック記録媒体１２方向に反射する位置と、参照光を遮断して、再生光学系６０からの再生光をホログラフィック記録媒体１２に入射させる位置との間で揺動可能となっている。
【００２４】
物体光光学系４０は、ビームスプリッタ１８からホログラフィック記録媒体１２との間に、ＮＤフィルタ４１、ミラー４２、ビームエクスパンダ４３と、空間光変調器（ＳＬＭ）４４と、対物レンズ４５とをこの順で備えて構成されている。
【００２５】
検出光学系５０は、ホログラフィック記録媒体１２を間にして、前記対物レンズ４５と反対側の位置に設けられた検出側対物レンズ５２と、この検出側対物レンズ５２において平行光とされた回折光を受光する受光素子５４とを備えて構成されている。
【００２６】
再生光学系６０は、白色再生光を出射するＬＥＤ６２とコリメータレンズ６４とを備えて構成されている。
【００２７】
ここで、ホログラフィック記録媒体１２は、ＸＹステージ１３に搭載されてＸＹ平面内で移動可能とされ、また、前記検出光学系５０の受光素子５４はＣＣＤとされている。
【００２８】
この実施例では、図１に示される記録露光量決定光学系１０のＳＬＭ４４を、図３に示される明パターン画像２５及び暗パターン画像２７による要素ホログラム１４を夫々連続的に形成することによって、ホログラフィック記録媒体１２の夫々の領域に記録する。
【００２９】
記録後は、レーザ１６のパワーをシャットダウンするか、レーザ１６からレーザ光を出射直後に遮蔽板を設け、記録露光量決定光学系１０における回転可能ミラー３４を、ＬＥＤ６２からの再生光がホログラフィック記録媒体１２に向けて通過するように回転させて、再生光としてのＬＥＤ光をホログラフィック記録媒体１２に記録された明パターン画像２５の記録領域及び暗パターン画像２７の記録領域に照射して、回折光を発生させるようになっている。
【００３０】
次に、図４に示される記録露光量決定光学系１０における制御系７０について説明する。
【００３１】
この制御系７０は、システムコントローラ７２と、前記シャッタ２１、受光素子５４、ＳＬＭ４４、１／２波長板２４、ＸＹステージ１３を含むオプティカルユニット７４と、シャッタ２１、受光素子５４、１／２波長板２４及びＸＹステージ１３を制御するタイミングコントローラ７６と、レーザ１６を制御するためのレーザユニット７８と、を備えて構成されている。
【００３２】
システムコントローラ７２は、コントロールソフトウェア７２Ａにより、イメージファイル７２Ｂから記録すべき画像を読み出して、シグナルプロセッサ７２ＣからＳＬＭ４４に上記画像のイメージデータを出力するようにされている。
【００３３】
また、タイミングコントローラ７６は、受光素子５４により回折光を受光するタイミング、１／２波長板２４の駆動量とタイミング、及びシャッタ２１の開閉タイミングを、コントロールソフトウェア７２Ａからの指示に基づいて制御するようにされ、更に、ＸＹステージ１３を制御して、ホログラフィック記録媒体１２の要素ホログラム１４の形成点（記録点）をコントロールソフトウェア７２Ａからの指示に基づいて制御するようにされている。
【００３４】
次に、図５を参照して、記録露光量決定光学系１０によりホログラフィック記憶媒体１２に、明パターン画像２５及び暗パターン画像２７を記録する過程について説明する。
【００３５】
なお、この実施例では、参考のために、図６に示される全明パターン画像２６、全暗パターン画像２８もホログラフィック記録媒体１２に記録する。
【００３６】
図５のステップ１０１において、ホログラフィック記録媒体１２を、記録露光量決定光学系１０にローディングし、次のステップ１０２において、ホログラフィック記録媒体１２に遮光フィルムが貼られているか否かを判定し、ＹＥＳであれば、次のステップ１０３において、遮光フィルムを剥離し、ＮＯであればステップ１０３を迂回してステップ１０４に進む。
【００３７】
ステップ１０４では、遮光フィルムがない状態のホログラフィック記録媒体１２に記録するための記録条件の情報が取得され、次のステップ１０５において、ホログラフィック記録媒体１２にプレキュアが必要か否かを判定し、ＹＥＳであれば１０６においてプレキュア露光がされ、ＮＯであれば、ステップ１０６を迂回してステップ１０７に進む。
【００３８】
ステップ１０７では、ホログラフィック記録媒体１２を、ＸＹステージ１３によって駆動して、該ホログラフィック記録媒体１２の試し書き領域（図示省略）を、物体光と参照光の交差位置に移動させる。
【００３９】
ステップ１０９では、記録露光量決定光学系１０において参照光と物体光により明パターン画像２５、暗パターン画像２７を、要素ホログラム１４により記録する。この過程の詳細は後述する。
【００４０】
このとき、１／２波長板２４により記録レーザパワー、シャッタ２１により記録時間の一方または両方を制御して、第１〜第ｎ段階の記録露光量で、各パターン画像を記録する。次のステップ１１０では、図１に示される回転可能ミラー３４を図１の状態から時計方向に揺動させてＬＥＤ６２からの白色再生光が回転可能ミラー３４に邪魔されることなくホログラフィック記録媒体１２に到達するように位置させ、この状態で、再生光をホログラフィック記録媒体１２に第１〜第７段階の記録露光量ごとに記録された第１〜第７明パターン画像、第１〜第７暗パターン画像、第１〜第７全明パターン画像、第１〜第７全暗パターン画像をそれぞれ照射して、発生した回折光をステップ１１１において受光素子５４から取り出す。その結果の例は、図７及び図８に示されるようになった。
【００４１】
また、次のステップ１１２では、記録露光量毎に検出された回折光強度Ｓａｉ、Ｓｂｉのデータは、受光素子５４からタイミングコントローラ７６を経て、システムコントローラ７２に入力され、ここで記録露光量毎のＳＮＲ＝Ｓａｉ／Ｓｂｉが計算される。記録露光量とＳＮＲとの関係は、図７、図９に示されるように、記録露光量８０ｍＪ／ｃｍ２の場合に、ＳＮＲが１４と最高になることが分かる。ステップ１１３では、ＳＮＲが１４のときの記録露光量即ち記録レーザパワーと露光時間が最適記録露光量として決定される。
【００４２】
ステップ１１４において、上記記録露光量即ち記録レーザパワーと露光時間の記録条件がシステムコントローラ７２に読み込まれる。
【００４３】
ステップ１１５において、ＸＹステージ１３により、ホログラフィック記録媒体１２を駆動し、その画像領域を記録レーザ光の照射位置に移動させ、ステップ１１６において、画像記録を開始する。
【００４４】
ステップ１１７において画像記録が終了後、ステップ１１８においてホログラフィック記録媒体１２のポストキュアをして、ステップ１１９において画像領域を切り出し、ステップ１２０において、切り出した画像領域を黒色シートで覆ってから、ステップ１２１においてホログラフィック記録媒体１２が装置から排出される。
【００４５】
ここで、図５のステップ１０７〜１１０の試し書き及び白色光により再生する過程について、詳細に説明する。
【００４６】
レーザ１６からの出射光は、コリメータレンズ２２によって平行光とされ、１／２波長板２４と偏光フィルタ２６とにより記録レーザパワーが制御された後、ビームスプリッタ１８に入射し、ここで透過する参照光と反射する物体光とに分離される。
【００４７】
物体光は、物体光光学系４０におけるＮＤフィルタ４１により強度調整がされた後、ミラー４２により反射されて、ビームエクスパンダ４３によってビーム径が拡大され、ＳＬＭ４４において振幅変調されて物体光となり、対物レンズ４５により、ホログラフィック記録媒体１２に集光される。ＳＬＭ４４においては要素ホログラム１４が連続的に形成されたとき、図３及び図６に示される明パターン画像２５、暗パターン画像２７、全明パターン画像２６、全暗パターン画像２８が形成されるように変調される。
【００４８】
参照光は、ＮＤフィルタ３２において強度調整された後、アパーチャ３６で記録する要素ホログラムの大きさ、形状を調整し、回転可能ミラー３４で反射され、ホログラフィック記録媒体１２における物体光の焦点位置に入射され、ここで、対物レンズ４５により集光された信号光と干渉して、要素ホログラムを形成する。
【００４９】
ホログラフィック記録媒体１２上に記録された明パターン画像２５、暗パターン画像２７、全明パターン画像２６及び全暗パターン画像２８の各領域に対して再生光学系６０のＬＥＤ６２から再生光（白色光）が照射される。この再生光は、コリメータレンズ６４によって平行光とされ、参照光とほぼ重なるように入射し、これによって、要素ホログラム１４により回折光が生じる。
【００５０】
検出側対物レンズ５２によりほぼ平行光とされ、検出器である受光素子５４に入射し、ここで、回折光の強度、及び、強度分布が検出される。
【００５１】
上記実施例は、図４、図７に示されるように明パターン画像２５及び暗パターン画像２７における中心部の面積の、画像全体に対する比率が０．２０であり、前記最適記録露光量８０ｍＪ／ｃｍ２は、この面積比０．２０に対応するものであり、面積比が異なる場合は最適露光量は変化する。
【００５２】
表１に、明パターン画像及び暗パターン画像の中心部の面積比を０．００５から１まで１８段階に変化させ、上記図５に示されるステップ１０９から１１３までを各面積比毎に繰り返して得た最適な記録露光量を示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
また、表１には、得られた面積比毎の最適記録露光量で画像を記録した場合の画像コントラストを目視で判定した結果を示す。判定結果から、面積比は０．０１〜０．５の範囲で適正な画像コントラストを得ることができた。
【００５５】
上記明パターン画像及び暗パターン画像は、ともに、中心部２５ａ及び２７ａが円形とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、明パターン画像では中心部が周辺部よりも明るく、暗パターン画像では中心部が周辺部よりも明るく、且つ、パターン中心を含み、周辺部はパターンの四隅が中心部に対して明暗が反対となるものであればよい。例えば図１０に示されるように中心部が四角形、ひし形、三角形、縦長、横長あるいは十文字形であってもよい。
【００５６】
図１に示される光学系は、物体光と参照光とが、ホログラフィック記録媒体の反対方向から入射する透過型であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１１に示されるような反射型ホログラフィック記録媒体に対応する記録露光量決定光学系８０としてもよい。この場合、図１の光学系に対して、再生光学系及び回転可能ミラーの位置が異なるのみであるので、図１の各構成と同一構成部分には同一符号を付することにより説明を省略するものとする。
【００５７】
また、ＳＬＭ４４は、透過型液晶パネル、あるいはＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）、ＬＣＯＳ等の反射型デバイスであってもよく、受光素子５４は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の空間光強度分布を検出できるものであればよく、更に、単純な光検出器（ＰＤ）を複数個並べてもよい。
【００５８】
さらに、再生用のＬＥＤ６２は実施例のように白色光型が好ましい。白色光型であると、ホログラフィック記録媒体１２にカラー画像を記録した場合あるいはモノクロ画像を記録した場合のいずれでも再生できる。
【００５９】
更にまた、上記実施例において、ホログラフィック記録媒体１２への試し書きはモノクロ画像を記録するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光の３色でカラー記録するようにしてもよい。この場合のフローチャートを、図１２に示す。
【００６０】
カラー画像記録の場合、図１２のステップ１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂにおいて、ホログラフィック記録媒体１２をＸＹステージ１３によって各色毎に移動させ、赤色記録レーザ光、緑色記録レーザ光、青色記録レーザ光により図３及び図６に示される明パターン画像２５、暗パターン画像２７、全明パターン画像２６、全暗パターン画像２８を、それぞれ記録する。ステップ１１０の白色光による再生、ステップ１１１の検出器出力取り出し、ステップ１１２のＳＮＲ計算、ステップ１１３の最適記録露光量の決定、ステップ１１４の記録条件の読み込みは、赤緑青の色毎に実行される。なお、記録露光量は、赤、緑及び青の強度比による色バランスを考慮する必要がある。色バランスをとるためには、予め、媒体の色彩情報を変角分光測色システム等を用いて測定していくことが好ましい。測定結果は、ＸＹＺ色度図、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度図、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色度図などのデータとしてホログラフィック記録媒体１２の一部あるいはそのカートリッジに設置されたメモリ等に記録しておけば、画像の記録時に、記録されたデータを読み出して、各記録波長の最適な強度を算出し、最適な記録条件を決定することができる。
【００６１】
また、上記実施例において、最適記録露光量を決定しているが、これは、記録レーザ光の記録パワーを固定し、記録時間を変化させたり、逆に、記録時間を固定して、記録レーザ光の記録パワーを変化させてもよく、あるいは両者を変化させてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…記録露光量決定光学系
１２…ホログラフィック記録媒体
１３…ＸＹステージ
１４…要素ホログラム
１６…レーザ
１８…ビームスプリッタ
２２…コリメータレンズ
２５…明パターン画像
２７…暗パターン画像
２５ａ、２７ａ…中心部
３０…参照光光学系
３４…回転可能ミラー
４０…物体光光学系
４４…空間光変調器（ＳＬＭ）
４５…対物レンズ
５０…検出光学系
５２…検出側対物レンズ
５４…受光素子
６０…再生光学系
６２…ＬＥＤ
６４…コリメータレンズ
７０…制御系
７２…システムコントローラ
７２Ａ…コントロールソフトウェア
７２Ｂ…イメージファイル
７２Ｃ…シグナルプロセッサ
７４…オプティカルユニット
７６…タイミングコントローラ
７８…レーザユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック記録媒体の表面にドット状の複数の要素ホログラムを形成して３次元画像のハードコピーを作成する際における要素ホログラムの記録のための記録露光量を決定する方法及びこの決定された記録露光量により立体画像を記録する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、３次元物体のハードコピーとして用いることのできるホログラフィック立体ハードコピー、その作成方法及び装置が開示されている。こ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構成されている。
【０００３】
上記の記録方法は、３次元画像データからホログラフィック記録媒体の各点に対応する原画パターンを表示手段に表示して、その表示された原画パターンに対応してドット状の要素ホログラムを上記ホログラフィック記録媒体に形成するものである。
【０００４】
このように、要素ホログラムを用いて３次元画像を形成するにあたり、要素ホログラムの記録の際における最適な記録条件を見出す必要がある。
【０００５】
具体的には、物体光及び参照光の強度、物体光と参照光の強度比及び露光時間を変化させて、そのホログラフィック記録媒体に最適な記録条件を決める必要がある。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献２には、ホログラフィック光学素子の評価方法及びその装置が開示されているが、定量的な記録条件を決定できるものではなく、従って、条件を変化させ、要素ホログラムを記録したサンプル画像を、白色光下、目視で観察し、その最適な記録条件を決めざるを得ず、この場合は、最適な記録条件を決定するために膨大なサンプル数と、それを目視する為の時間が必要となるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２４９６８６号公報
【特許文献２】特許第３０５８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、要素ホログラムによる立体画像記録のための最適な記録条件を、短時間で、且つ定性的に決定することができるホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法及びこれを用いた記録方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち以下の実施例により上記課題を解決することができる。
【００１０】
（１）ホログラフィック記録媒体に複数の要素ホログラムを形成して３次元画像を作成する際における前記要素ホログラムの記録のための記録露光量を決定する方法であって、
第１段階の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部より明るい第１明パターンの画像を記録する第１明パターン画像記録過程、記録露光量を第２〜第ｎ段階に変化させて、前記第１明パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ明パターンの画像を記録する第２〜第ｎ明パターン画像記録過程からなる明パターン画像記録過程と、前記第１明パターン画像記録過程における、前記第１段階と同一の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部よりも暗く、且つ、前記第１明パターンの画像と明暗が反転している第１暗パターンの画像を記録する第１暗パターン画像記録過程、記録露光量を前記第２〜第ｎ段階と同一として、前記第１暗パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ暗パターンの画像を記録する第２〜第ｎ暗パターン画像記録過程からなる暗パターン画像記録過程と、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像に再生光を照射して、各々から発生する回折光の強度を検出する過程と、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、Ｓａ２／Ｓｂ２＝ＳＮＲ２、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出するＳＮＲ算出過程と、前記算出されたＳＮＲ１、ＳＮＲ２、…ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘを決定するＳＮＲｍａｘ決定過程と、前記第１〜第ｎ段階の記録露光量のうち、ＳＮＲｍａｘとなる記録露光量を最適記録露光量とする過程と、を有してなるホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１１】
（２）（１）において、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像における前記中心部の画像の面積がパターン全体の面積の０．０１乃至０．５であることを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１２】
（３）（１）または（２）において、前記ホログラフィック記録媒体に、画像を記録するための画像領域の他に、試し書き領域を設定しておき、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像を該試し書き領域に記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１３】
（４）（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記ホログラフィック記録媒体が、赤、緑、青の３色のカラー画像記録媒体であり、前記明パターン画像記録過程及び暗パターン画像記録過程は、赤色記録レーザ光による赤色明パターン画像記録過程及び赤色暗パターン画像記録過程と、緑色記録レーザ光による緑色明パターン画像記録過程及び緑色暗パターン画像記録過程と、青色記録レーザ光による青色明パターン画像記録過程及び青色暗パターン画像記録過程と、を含み、記録露光量を赤、緑、青の各色毎に決定することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１４】
（５）（１）乃至（４）において、前記明パターン画像及び暗パターン画像の暗部及び明部は、それぞれ空間光変調器の全暗画素及び全明画素により形成されることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【００１５】
（６）（１）乃至（５）のいずれかで決定された最適記録露光量の記録レーザ光により、ホログラフィック記録媒体に立体画像を記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体への記録方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＳＮＲの高い良好な画像のための記録条件を定性的に、且つ短時間で決定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法を実施するための装置における光学系を示す光学系統図
【図２】同装置において、ホログラフィック記録媒体に記録された要素ホログラムを一部拡大して模式的に示す説明図
【図３】同装置において、要素ホログラムにより形成する明パターン画像及び暗パターン画像を示す平面図
【図４】同装置における制御系を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態の例に係る記録露光量決定方法の過程を示すフローチャート
【図６】図３に示される画像のパターンと比較するための全明及び全暗パターンを示す平面図
【図７】同決定方法の過程における図３の明パターン画像及び暗パターン画像での、記録露光量と再生時の回折光の検出強度に対応するＳＮＲを示す比較図
【図８】明パターンを全明、暗パターンを全暗とした比較パターン画像からの回折光強度、ＳＮＲを、記録露光量毎に測定した結果を示す比較図
【図９】図７及び図８の記録露光量とＳＮＲとの関係を示す線図
【図１０】明パターン画像及び暗パターン画像の他の例を示す平面図
【図１１】ホログラフィック記録媒体に反射型ホログラムを形成する場合の記録露光量決定方法を実施するための装置における光学系を示す光学系統図
【図１２】ホログラフィック記録媒体にカラー画像を記録する場合の記録露光量決定方法の過程の要部を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施形態に係るホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法は、図１に示されるようなホログラフィック記録媒体の記録露光量を決定するための記録露光量決定光学系１０により、ホログラフィック記録媒体１２に、図２に示されるような、ドット状の複数の要素ホログラム１４を連続して記録するとき、記録レーザ光の記録露光量を第１〜第ｎ段階に変化させて、図３に示されるような明パターン画像２５及び暗パターン画像２７を各段階毎に第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像としてそれぞれ記録し、これらに再生光を照射して、明パターンの各画像及び暗パターンの各画像の中心部からの回折光の強度を検出し、第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出し、算出されたＳＮＲ１〜ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘの時の記録露光量を、最適記録露光量とするものである。
【実施例】
【００１９】
本発明の実施例１に係るホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法を実施するための装置における記録露光量決定光学系１０は、図１に示されるように、レーザ１６からビームスプリッタ１８に至る光源光学系２０と、ビームスプリッタ１８の透過光を参照光としてホログラフィック記録媒体１２に導くための参照光光学系３０と、ビームスプリッタ１８における反射光を物体光として、前記参照光と反対側からホログラフィック記録媒体１２に導くための物体光光学系４０と、ホログラフィック記録媒体１２を間にして物体光光学系４０と対向するようにして配置された検出光学系５０とから構成されている。
【００２０】
また、ホログラフィック記録媒体１２に形成された立体画像を再生するための再生光を照射する再生光学系６０とを有している。
【００２１】
光源光学系２０は、レーザ１６側からシャッタ２１、コリメータレンズ２２、１／２波長板２４、偏光フィルタ２６を備えて構成されている。
【００２２】
参照光光学系３０は、ＮＤフィルタ３２と、回転可能ミラー３４と、アパーチャ３６とを備えて構成されている。
【００２３】
この回転可能ミラー３４は、図１に示されるように、ビームスプリッタ１８及びＮＤフィルタ３２を透過した参照光をホログラフィック記録媒体１２方向に反射する位置と、参照光を遮断して、再生光学系６０からの再生光をホログラフィック記録媒体１２に入射させる位置との間で揺動可能となっている。
【００２４】
物体光光学系４０は、ビームスプリッタ１８からホログラフィック記録媒体１２との間に、ＮＤフィルタ４１、ミラー４２、ビームエクスパンダ４３と、空間光変調器（ＳＬＭ）４４と、対物レンズ４５とをこの順で備えて構成されている。
【００２５】
検出光学系５０は、ホログラフィック記録媒体１２を間にして、前記対物レンズ４５と反対側の位置に設けられた検出側対物レンズ５２と、この検出側対物レンズ５２において平行光とされた回折光を受光する受光素子５４とを備えて構成されている。
【００２６】
再生光学系６０は、白色再生光を出射するＬＥＤ６２とコリメータレンズ６４とを備えて構成されている。
【００２７】
ここで、ホログラフィック記録媒体１２は、ＸＹステージ１３に搭載されてＸＹ平面内で移動可能とされ、また、前記検出光学系５０の受光素子５４はＣＣＤとされている。
【００２８】
この実施例では、図１に示される記録露光量決定光学系１０のＳＬＭ４４を、図３に示される明パターン画像２５及び暗パターン画像２７による要素ホログラム１４を夫々連続的に形成することによって、ホログラフィック記録媒体１２の夫々の領域に記録する。
【００２９】
記録後は、レーザ１６のパワーをシャットダウンするか、レーザ１６からレーザ光を出射直後に遮蔽板を設け、記録露光量決定光学系１０における回転可能ミラー３４を、ＬＥＤ６２からの再生光がホログラフィック記録媒体１２に向けて通過するように回転させて、再生光としてのＬＥＤ光をホログラフィック記録媒体１２に記録された明パターン画像２５の記録領域及び暗パターン画像２７の記録領域に照射して、回折光を発生させるようになっている。
【００３０】
次に、図４に示される記録露光量決定光学系１０における制御系７０について説明する。
【００３１】
この制御系７０は、システムコントローラ７２と、前記シャッタ２１、受光素子５４、ＳＬＭ４４、１／２波長板２４、ＸＹステージ１３を含むオプティカルユニット７４と、シャッタ２１、受光素子５４、１／２波長板２４及びＸＹステージ１３を制御するタイミングコントローラ７６と、レーザ１６を制御するためのレーザユニット７８と、を備えて構成されている。
【００３２】
システムコントローラ７２は、コントロールソフトウェア７２Ａにより、イメージファイル７２Ｂから記録すべき画像を読み出して、シグナルプロセッサ７２ＣからＳＬＭ４４に上記画像のイメージデータを出力するようにされている。
【００３３】
また、タイミングコントローラ７６は、受光素子５４により回折光を受光するタイミング、１／２波長板２４の駆動量とタイミング、及びシャッタ２１の開閉タイミングを、コントロールソフトウェア７２Ａからの指示に基づいて制御するようにされ、更に、ＸＹステージ１３を制御して、ホログラフィック記録媒体１２の要素ホログラム１４の形成点（記録点）をコントロールソフトウェア７２Ａからの指示に基づいて制御するようにされている。
【００３４】
次に、図５を参照して、記録露光量決定光学系１０によりホログラフィック記憶媒体１２に、明パターン画像２５及び暗パターン画像２７を記録する過程について説明する。
【００３５】
なお、この実施例では、参考のために、図６に示される全明パターン画像２６、全暗パターン画像２８もホログラフィック記録媒体１２に記録する。
【００３６】
図５のステップ１０１において、ホログラフィック記録媒体１２を、記録露光量決定光学系１０にローディングし、次のステップ１０２において、ホログラフィック記録媒体１２に遮光フィルムが貼られているか否かを判定し、ＹＥＳであれば、次のステップ１０３において、遮光フィルムを剥離し、ＮＯであればステップ１０３を迂回してステップ１０４に進む。
【００３７】
ステップ１０４では、遮光フィルムがない状態のホログラフィック記録媒体１２に記録するための記録条件の情報が取得され、次のステップ１０５において、ホログラフィック記録媒体１２にプレキュアが必要か否かを判定し、ＹＥＳであれば１０６においてプレキュア露光がされ、ＮＯであれば、ステップ１０６を迂回してステップ１０７に進む。
【００３８】
ステップ１０７では、ホログラフィック記録媒体１２を、ＸＹステージ１３によって駆動して、該ホログラフィック記録媒体１２の試し書き領域（図示省略）を、物体光と参照光の交差位置に移動させる。
【００３９】
ステップ１０９では、記録露光量決定光学系１０において参照光と物体光により明パターン画像２５、暗パターン画像２７を、要素ホログラム１４により記録する。この過程の詳細は後述する。
【００４０】
このとき、１／２波長板２４により記録レーザパワー、シャッタ２１により記録時間の一方または両方を制御して、第１〜第ｎ段階の記録露光量で、各パターン画像を記録する。次のステップ１１０では、図１に示される回転可能ミラー３４を図１の状態から時計方向に揺動させてＬＥＤ６２からの白色再生光が回転可能ミラー３４に邪魔されることなくホログラフィック記録媒体１２に到達するように位置させ、この状態で、再生光をホログラフィック記録媒体１２に第１〜第７段階の記録露光量ごとに記録された第１〜第７明パターン画像、第１〜第７暗パターン画像、第１〜第７全明パターン画像、第１〜第７全暗パターン画像をそれぞれ照射して、発生した回折光をステップ１１１において受光素子５４から取り出す。その結果の例は、図７及び図８に示されるようになった。
【００４１】
また、次のステップ１１２では、記録露光量毎に検出された回折光強度Ｓａｉ、Ｓｂｉのデータは、受光素子５４からタイミングコントローラ７６を経て、システムコントローラ７２に入力され、ここで記録露光量毎のＳＮＲ＝Ｓａｉ／Ｓｂｉが計算される。記録露光量とＳＮＲとの関係は、図７、図９に示されるように、記録露光量８０ｍＪ／ｃｍ２の場合に、ＳＮＲが１４と最高になることが分かる。ステップ１１３では、ＳＮＲが１４のときの記録露光量即ち記録レーザパワーと露光時間が最適記録露光量として決定される。
【００４２】
ステップ１１４において、上記記録露光量即ち記録レーザパワーと露光時間の記録条件がシステムコントローラ７２に読み込まれる。
【００４３】
ステップ１１５において、ＸＹステージ１３により、ホログラフィック記録媒体１２を駆動し、その画像領域を記録レーザ光の照射位置に移動させ、ステップ１１６において、画像記録を開始する。
【００４４】
ステップ１１７において画像記録が終了後、ステップ１１８においてホログラフィック記録媒体１２のポストキュアをして、ステップ１１９において画像領域を切り出し、ステップ１２０において、切り出した画像領域を黒色シートで覆ってから、ステップ１２１においてホログラフィック記録媒体１２が装置から排出される。
【００４５】
ここで、図５のステップ１０７〜１１０の試し書き及び白色光により再生する過程について、詳細に説明する。
【００４６】
レーザ１６からの出射光は、コリメータレンズ２２によって平行光とされ、１／２波長板２４と偏光フィルタ２６とにより記録レーザパワーが制御された後、ビームスプリッタ１８に入射し、ここで透過する参照光と反射する物体光とに分離される。
【００４７】
物体光は、物体光光学系４０におけるＮＤフィルタ４１により強度調整がされた後、ミラー４２により反射されて、ビームエクスパンダ４３によってビーム径が拡大され、ＳＬＭ４４において振幅変調されて物体光となり、対物レンズ４５により、ホログラフィック記録媒体１２に集光される。ＳＬＭ４４においては要素ホログラム１４が連続的に形成されたとき、図３及び図６に示される明パターン画像２５、暗パターン画像２７、全明パターン画像２６、全暗パターン画像２８が形成されるように変調される。
【００４８】
参照光は、ＮＤフィルタ３２において強度調整された後、アパーチャ３６で記録する要素ホログラムの大きさ、形状を調整し、回転可能ミラー３４で反射され、ホログラフィック記録媒体１２における物体光の焦点位置に入射され、ここで、対物レンズ４５により集光された信号光と干渉して、要素ホログラムを形成する。
【００４９】
ホログラフィック記録媒体１２上に記録された明パターン画像２５、暗パターン画像２７、全明パターン画像２６及び全暗パターン画像２８の各領域に対して再生光学系６０のＬＥＤ６２から再生光（白色光）が照射される。この再生光は、コリメータレンズ６４によって平行光とされ、参照光とほぼ重なるように入射し、これによって、要素ホログラム１４により回折光が生じる。
【００５０】
検出側対物レンズ５２によりほぼ平行光とされ、検出器である受光素子５４に入射し、ここで、回折光の強度、及び、強度分布が検出される。
【００５１】
上記実施例は、図４、図７に示されるように明パターン画像２５及び暗パターン画像２７における中心部の面積の、画像全体に対する比率が０．２０であり、前記最適記録露光量８０ｍＪ／ｃｍ２は、この面積比０．２０に対応するものであり、面積比が異なる場合は最適露光量は変化する。
【００５２】
表１に、明パターン画像及び暗パターン画像の中心部の面積比を０．００５から１まで１８段階に変化させ、上記図５に示されるステップ１０９から１１３までを各面積比毎に繰り返して得た最適な記録露光量を示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
また、表１には、得られた面積比毎の最適記録露光量で画像を記録した場合の画像コントラストを目視で判定した結果を示す。判定結果から、面積比は０．０１〜０．５の範囲で適正な画像コントラストを得ることができた。
【００５５】
上記明パターン画像及び暗パターン画像は、ともに、中心部２５ａ及び２７ａが円形とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、明パターン画像では中心部が周辺部よりも明るく、暗パターン画像では中心部が周辺部よりも明るく、且つ、パターン中心を含み、周辺部はパターンの四隅が中心部に対して明暗が反対となるものであればよい。例えば図１０に示されるように中心部が四角形、ひし形、三角形、縦長、横長あるいは十文字形であってもよい。
【００５６】
図１に示される光学系は、物体光と参照光とが、ホログラフィック記録媒体の反対方向から入射する透過型であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１１に示されるような反射型ホログラフィック記録媒体に対応する記録露光量決定光学系８０としてもよい。この場合、図１の光学系に対して、再生光学系及び回転可能ミラーの位置が異なるのみであるので、図１の各構成と同一構成部分には同一符号を付することにより説明を省略するものとする。
【００５７】
また、ＳＬＭ４４は、透過型液晶パネル、あるいはＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）、ＬＣＯＳ等の反射型デバイスであってもよく、受光素子５４は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の空間光強度分布を検出できるものであればよく、更に、単純な光検出器（ＰＤ）を複数個並べてもよい。
【００５８】
さらに、再生用のＬＥＤ６２は実施例のように白色光型が好ましい。白色光型であると、ホログラフィック記録媒体１２にカラー画像を記録した場合あるいはモノクロ画像を記録した場合のいずれでも再生できる。
【００５９】
更にまた、上記実施例において、ホログラフィック記録媒体１２への試し書きはモノクロ画像を記録するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば赤色レーザ光、緑色レーザ光及び青色レーザ光の３色でカラー記録するようにしてもよい。この場合のフローチャートを、図１２に示す。
【００６０】
カラー画像記録の場合、図１２のステップ１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂにおいて、ホログラフィック記録媒体１２をＸＹステージ１３によって各色毎に移動させ、赤色記録レーザ光、緑色記録レーザ光、青色記録レーザ光により図３及び図６に示される明パターン画像２５、暗パターン画像２７、全明パターン画像２６、全暗パターン画像２８を、それぞれ記録する。ステップ１１０の白色光による再生、ステップ１１１の検出器出力取り出し、ステップ１１２のＳＮＲ計算、ステップ１１３の最適記録露光量の決定、ステップ１１４の記録条件の読み込みは、赤緑青の色毎に実行される。なお、記録露光量は、赤、緑及び青の強度比による色バランスを考慮する必要がある。色バランスをとるためには、予め、媒体の色彩情報を変角分光測色システム等を用いて測定していくことが好ましい。測定結果は、ＸＹＺ色度図、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度図、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色度図などのデータとしてホログラフィック記録媒体１２の一部あるいはそのカートリッジに設置されたメモリ等に記録しておけば、画像の記録時に、記録されたデータを読み出して、各記録波長の最適な強度を算出し、最適な記録条件を決定することができる。
【００６１】
また、上記実施例において、最適記録露光量を決定しているが、これは、記録レーザ光の記録パワーを固定し、記録時間を変化させたり、逆に、記録時間を固定して、記録レーザ光の記録パワーを変化させてもよく、あるいは両者を変化させてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０…記録露光量決定光学系
１２…ホログラフィック記録媒体
１３…ＸＹステージ
１４…要素ホログラム
１６…レーザ
１８…ビームスプリッタ
２２…コリメータレンズ
２５…明パターン画像
２７…暗パターン画像
２５ａ、２７ａ…中心部
３０…参照光光学系
３４…回転可能ミラー
４０…物体光光学系
４４…空間光変調器（ＳＬＭ）
４５…対物レンズ
５０…検出光学系
５２…検出側対物レンズ
５４…受光素子
６０…再生光学系
６２…ＬＥＤ
６４…コリメータレンズ
７０…制御系
７２…システムコントローラ
７２Ａ…コントロールソフトウェア
７２Ｂ…イメージファイル
７２Ｃ…シグナルプロセッサ
７４…オプティカルユニット
７６…タイミングコントローラ
７８…レーザユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック記録媒体に複数の要素ホログラムを形成して３次元画像を作成する際における前記要素ホログラムの記録のための記録露光量を決定する方法であって、
第１段階の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部より明るい第１明パターンの画像を記録する第１明パターン画像記録過程、記録露光量を第２〜第ｎ段階に変化させて、前記第１明パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ明パターンの画像を記録する第２〜第ｎ明パターン画像記録過程からなる明パターン画像記録過程と、
前記第１明パターン画像記録過程における、前記第１段階と同一の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部よりも暗く、且つ、前記第１明パターンの画像と明暗が反転している第１暗パターンの画像を記録する第１暗パターン画像記録過程、記録露光量を前記第２〜第ｎ段階と同一として、前記第１暗パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ暗パターンの画像を記録する第２〜第ｎ暗パターン画像記録過程からなる暗パターン画像記録過程と、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像に再生光を照射して、各々から発生する回折光の強度を検出する過程と、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、
Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、Ｓａ２／Ｓｂ２＝ＳＮＲ２、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出するＳＮＲ算出過程と、
前記算出されたＳＮＲ１、ＳＮＲ２、…ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘを決定するＳＮＲｍａｘ決定過程と、
前記第１〜第ｎ段階の記録露光量のうち、ＳＮＲｍａｘとなる記録露光量を最適記録露光量とする過程と、
を有してなるホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像における前記中心部の画像の面積がパターン全体の面積の０．０１乃至０．５であることを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ホログラフィック記録媒体に、画像を記録するための画像領域の他に、試し書き領域を設定しておき、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像を該試し書き領域に記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ホログラフィック記録媒体が、赤、緑、青の３色のカラー画像記録媒体であり、
前記明パターン画像記録過程及び暗パターン画像記録過程は、赤色記録レーザ光による赤色明パターン画像記録過程及び赤色暗パターン画像記録過程と、緑色記録レーザ光による緑色明パターン画像記録過程及び緑色暗パターン画像記録過程と、青色記録レーザ光による青色明パターン画像記録過程及び青色暗パターン画像記録過程と、を含み、記録露光量を赤、緑、青の各色毎に決定することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項５】
請求項１乃至４において、
前記明パターン画像及び暗パターン画像の暗部及び明部は、それぞれ空間光変調器の全暗画素及び全明画素により形成されることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかで決定された最適記録露光量の記録レーザ光により、ホログラフィック記録媒体に立体画像を記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体への記録方法。
【請求項１】
ホログラフィック記録媒体に複数の要素ホログラムを形成して３次元画像を作成する際における前記要素ホログラムの記録のための記録露光量を決定する方法であって、
第１段階の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部より明るい第１明パターンの画像を記録する第１明パターン画像記録過程、記録露光量を第２〜第ｎ段階に変化させて、前記第１明パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ明パターンの画像を記録する第２〜第ｎ明パターン画像記録過程からなる明パターン画像記録過程と、
前記第１明パターン画像記録過程における、前記第１段階と同一の記録露光量で、要素ホログラムを複数連続的に記録して、中心部が周辺部よりも暗く、且つ、前記第１明パターンの画像と明暗が反転している第１暗パターンの画像を記録する第１暗パターン画像記録過程、記録露光量を前記第２〜第ｎ段階と同一として、前記第１暗パターンの画像と同一パターンの第２〜第ｎ暗パターンの画像を記録する第２〜第ｎ暗パターン画像記録過程からなる暗パターン画像記録過程と、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像に再生光を照射して、各々から発生する回折光の強度を検出する過程と、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像からの回折光強度をＳａ１〜Ｓａｎ、前記第１〜第ｎ暗パターンの画像からの回折光強度をＳｂ１〜Ｓｂｎとしたとき、
Ｓａ１／Ｓｂ１＝ＳＮＲ１、Ｓａ２／Ｓｂ２＝ＳＮＲ２、…Ｓａｎ／Ｓｂｎ＝ＳＮＲｎを算出するＳＮＲ算出過程と、
前記算出されたＳＮＲ１、ＳＮＲ２、…ＳＮＲｎのうち最大となるＳＮＲｍａｘを決定するＳＮＲｍａｘ決定過程と、
前記第１〜第ｎ段階の記録露光量のうち、ＳＮＲｍａｘとなる記録露光量を最適記録露光量とする過程と、
を有してなるホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像における前記中心部の画像の面積がパターン全体の面積の０．０１乃至０．５であることを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ホログラフィック記録媒体に、画像を記録するための画像領域の他に、試し書き領域を設定しておき、前記第１〜第ｎ明パターンの画像及び第１〜第ｎ暗パターンの画像を該試し書き領域に記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ホログラフィック記録媒体が、赤、緑、青の３色のカラー画像記録媒体であり、
前記明パターン画像記録過程及び暗パターン画像記録過程は、赤色記録レーザ光による赤色明パターン画像記録過程及び赤色暗パターン画像記録過程と、緑色記録レーザ光による緑色明パターン画像記録過程及び緑色暗パターン画像記録過程と、青色記録レーザ光による青色明パターン画像記録過程及び青色暗パターン画像記録過程と、を含み、記録露光量を赤、緑、青の各色毎に決定することを特徴とするホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項５】
請求項１乃至４において、
前記明パターン画像及び暗パターン画像の暗部及び明部は、それぞれ空間光変調器の全暗画素及び全明画素により形成されることを特徴とする、ホログラフィック記録媒体の記録露光量決定方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかで決定された最適記録露光量の記録レーザ光により、ホログラフィック記録媒体に立体画像を記録することを特徴とするホログラフィック記録媒体への記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２０６９０（Ｐ２０１２−２２０６９０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８５７９７（Ｐ２０１１−８５７９７）
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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