JP4053104B2

JP4053104B2 - ホログラムの作成方法およびホログラム

Info

Publication number: JP4053104B2
Application number: JP35369496A
Authority: JP
Inventors: 満北村; 智恒浜野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10153943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラムの作成方法に係り、とくに原画像の最適な配置および最小繰り返しパターンの大きさの最適化を行なうホログラムの作成方法およびホログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホログラムを作成する場合、原画像のフーリエ変換像を計算機を用いて作成し、このフーリエ変換像の繰り返しパターンを作成し、フィルム等に出力するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにしてホログラムを作成する場合、再生画像の劣化を招くことがあった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、品質の高い再生像を得ることのできるホログラムの作成方法およびホログラムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明は、（ａ）辺の長さ２ａの正方形の中心を通る任意の直線の片側の領域で、中心からの距離をｒとしたとき、
０１x＜ｒ/ａ＜０．１３２ｘ
但し、ｘは出力ピッチ（μm/ｄｏｔ）
を満たす領域内に画像を配置して原画像を作成する工程と、（ｂ）原画像のフーリエ変換像を生成する工程と、（ｃ）フーリエ変換像を複数個配列してフィルム上に出力する工程と、を具備することを特徴とするホログラムの作成方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の１実施の形態に係るホログラムの作成方法を実施するための装置の構成図である。パーソナルコンピュータ１は原画像３０を作成し、フーリエ変換等の処理を行ない、繰り返しパターン像を作成し、フロッピーディスク（ＦＤ）３に格納する。レーザースキャナ５はフロッピーディスク３に格納された繰り返しパターン像を読み取り、フィルム３７（図５）に出力する。なお、フロッピーディスク３に代えて光ディスク等を用いたり、パーソナルコンピュータ１とレーザースキャナ５とを直接接続したり、ネットワークを経由させることもできる。
【０００７】
図２は、ホログラムの作成方法を示すフローチャートである。まず、パーソナルコンピュータ１上で原画像を作成する（ステップ２０１）。
【０００８】
図３は、原画像を作成する場合の説明図である。図３において、２０は元となる画像を示す。元となる画像２０として、中心がＣＯで１辺２ａの正方形を考える。なお、中心ＣＯは再生時の光源位置に対応したものである。この１辺２ａの正方形内に例えば文字や絵柄等を配置する。フーリエ変換像を再生する場合、再生される像は点対称となるため、元となる画像２０として、中心ＣＯを通る直線２２の一方側のみに文字等を配置する。例えば、図３に示すように、直線２２の上方の領域に文字等を配置する。なお、直線２２は中心ＣＯを通ればその傾きは任意である。
【０００９】
次に、中心からの距離をｒとしたとき、
Ｓ＊Ｆ＜ｒ／ａ＜Ｍ＊Ｆ……（１）
（但し、Ｓ、Ｍは定数であり、Ｆは出力ピッチの関数）
を満たすような領域に文字等を配置する。
式（１）において、Ｓ＊Ｆは文字等を中心（光源）ＣＯにあまりに近付けると再生した場合、目で見ることができないことを考慮したものである。また、式（１）において、Ｍ＊Ｆは、中心ＣＯから離しすぎると、光量不足により、目で見ることができないことを考慮したものである。
【００１０】
そして、特に中心からの距離をｒとしたとき、
０．０１ｘ＜ｒ／ａ＜０．１３２ｘ……（１´）
但しｘは出力ピッチ（μｍ/dot）
を満たすような領域に文字等を配置することが望ましい。図３の場合、（１´）式を満たすのは斜線を施した領域２４となる。
【００１１】
図４は、ｒ／ａの範囲を定めるための実験結果を示す図である。すなわち再生時に再生像の端が見えなくなるような原画像を数点用意し、それぞれの原画像について出力ピッチを変化させ、ホログラムを作成し、それぞれのホログラムについて再生像を観察し、再生像の見えなくなる位置を求め中心からの距離に換算したものである。このような実験を行い、式（１´）を得た。
【００１２】
次に、フーリエ変換像を作成するために、元となる画像２０を再配置し、画像３０を得る。図３に示すように、元となる画像２０を４分割し、領域２１、２３、２５、２７を得る。フーリエ変換像を得るためには、元となる画像２０の中心ＣＯが画像３０では４隅に来る必要がある。したがって、領域２１は画像３０上では左下に配置され、以下、領域２３、２５、２７が図３に示すように再配置される。
【００１３】
このようにして、図２のステップ２０１において原画像３０が作成される。なお、図２の右側には作成された原画像３０が示されている。次に、図２において原画像のフーリエ変換像を計算機を用いて作成する。図２の右側には原画像３０のフーリエ変換像３１が示されている。
次に、フーリエ変換像を二値化する（ステップ２０３）。すなわち、フリーエ変換像の１画素ごとにその位相を調べ、位相がマイナス９０度からプラス９０度の場合、ある値Ｔｐ（例えば透明）を割り当て、それ以外の場合、別のある値Ｔｍ（例えば黒）を割当てることにより、二値化を行う。Ｔｐを割当てる範囲をマイナス９０度からプラス９０度以外にとることもできる。また、Ｔｐを割当てる範囲を位相ではなく、振幅から定めることもできる。
【００１４】
図２の右側には、二値化されたフーリエ変換像３２が示されている。そして、再生像のシミュレーションを行なう（ステップ２０４）。このシミュレーションは二値化されたフーリエ変換像に逆フーリエ変換を施し、再生像を得て、上述の各工程での処理が適正に行なわれていたかをチェックするものである。図２の右側にはシミュレーションで得られた再生像３３が示されている。なお、原画像が適切なものでない場合、再びステップ２０１に戻る。
次に、ステップ２０３で得られた二値化されたフーリエ変換像を希望の範囲まで配列する（ステップ２０５）。たとえば、二値化されたフーリエ変換像３２を４つ並べて画像３４を得る。なお、実際には最小単位の画像３２を例えば縦、横に１０個づつ配列したりする。
【００１５】
次に、レーザースキャナ５を用いてフィルム３７に出力する（ステップ２０６）。すなわち、ホログラムが作成される。
図５は、フィルム３７上に出力される画像を示し、３５は最小繰り返しパターンである。そして、図５に示すようにフィルム３７上の最小繰り返しパターン３５の大きさＡを以下のように定める。
Ｂ＜Ａ＜Ｃ ……（２）
但し、Ｂ：出力ピッチ（μｍ／ｄｏｔ）＊文字や絵柄を構成するために
最低限必要な画素数（ｄｏｔ）
Ｃ：瞳とフィルムの距離により定まる関数
なお、最小繰り返しパターンの画素数は、ディテールを再現するのに必要な画素数であり、適宜決められる。
【００１６】
なお、最小繰り返しパターン３５は二値化されたフーリエ変換像３２に対応するものである。フーリエ変換像３２は、パーソナルコンピュータ１内で保持された画像データであるのに対して、最小繰り返しパターン３５は実際にフィルム３７に出力する画像データである。
式（２）において、Ｂはレーザースキャナ５の出力ピッチによって決まり、例えば、７μｍ／ｄｏｔ＊６４ｄｏｔ＝４４８μｍである。
【００１７】
図６は、式（２）におけるＣの決定方法を示す図である。図６において、４１は眼球、４３は瞳、４５は眼球４１の中心である。眼球４１の半径ｈ１を例えば１０ｍｍ、瞳４３の直径ｄ１を２ｍｍ、瞳４３からフィルム３７までの距離ｄ２を２０ｍｍとすると、フィルム３７の可視領域４６の直径ｄ３は、
ｄ１／ｈ１＝ｄ３／（ｈ１＋ｄ２）
であるので、ｄ３＝（ｈ１＋ｄ２）＊ｄ１／ｈ１
＝（１０＋２０）＊２／１０
＝６ｍｍ
となる。この直径ｄ３を式（２）におけるＣとする。
このようにして、式（２）におけるＢ、Ｃが定まり、式（２）を満たすようにＡを決定する。
【００１８】
なお、図２において、ステップ２０１からステップ２０５まではパーソナルコンピュータ１内で処理され、ステップ２０５で得られた画像はフロッピーディスク３内に格納される。ステップ２０６では、レーザースキャナ５がフロッピーディスク３内に格納された画像を読み取り、処理を行なう。
なお、最小単位の画像３２と、フィルムに並べる最小単位の画像３２の縦、横の数をＦＤ３に記録させ、レーザスキャナ５で画像をフィルムに出力するようにしてもよい。
【００１９】
図７および図８は、ステップ２０６で得られたフィルムを用いて画像を再生する場合の説明図である。図７において、５１は人、５５は点光源である。フィルム３７の後方に点光源５５を配置し、人５１がフィルム３７を見るとフィルム３７内の画像に対応して、点光源５５の周囲に点対称である画像５７を見ることができる。
また、眼鏡のレンズとして、フィルム３７を用いてもよい。このような、眼鏡は、子供のおもちゃとして用いられる。
【００２０】
図８において、５２は人、５４は鏡、５６は点光源、５８は鏡５４に写った点光源である。フィルム３７を鏡５４の前方に配置し、さらにフィルム３７の前方に点光源５６を配置し、人５２がフィルム３７を見ると、フィルム３７内の画像に対応して、鏡５４に写った点光源５８の周囲に点対称である画像５９を見ることができる。
なお、鏡５４として、ハーフミラー、ガラス、アルミ蒸着されたフィルム等の反射膜を用いてもよい。
このように、本実施の形態では、図２のステップ２０１において、コンピュータ内で原画像を作成する場合、文字や絵柄等の最適配置範囲を求めて文字等を配置するので再生画像の品質が向上する。
【００２１】
また、ステップ２０６において、最小繰り返しパターンＡの最適な大きさを算定して画像をフィルムに出力するので、再生される画像の品質が向上する。
【００２２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、品質の高い再生像を得ることのできるホログラムの作成方法およびホログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホログラムの作成方法を実施するための装置構成図
【図２】ホログラムの作成処理を示すフローチャート
【図３】原画像の作成処理を示す説明図
【図４】出力ピッチｘとｒ／ａとの関係を示す図
【図５】フィルム３７を示す図
【図６】最小繰り返しパターン３５の大きさを決定するための説明図
【図７】フィルム３７を用いて画像を再生する場合の説明図
【図８】フィルム３７を用いて画像を再生する場合の説明図
【符号の説明】
１………パーソナルコンピュータ
３………フロッピーディスク
５………レーザースキャナ
３７………フィルム

Claims

（ａ）辺の長さ２ａの正方形の中心を通る任意の直線の片側の領域で、中心からの距離をｒとしたとき、
0.０１x＜ｒ/ａ＜０．１３２ｘ
但し、ｘは出力ピッチ（μm/ｄｏｔ）
を満たす領域内に画像を配置して原画像を作成する工程と、
（ｂ）原画像のフーリエ変換像を生成する工程と、
（ｃ）フーリエ変換像を複数個配列してフィルム上に出力する工程と、
を具備することを特徴とするホログラムの作成方法。
フーリエ変換像を2値化し、２値化されたフーリエ変換像をフィルム上に複数個配列することを特徴とする請求項１記載のホログラムの作成方法。
生成されたフーリエ変換像から逆フーリエ変換像を生成する工程を更に具備することを特徴とする請求項１記載のホログラムの作成方法。