特開 2020-166300 ホログラム表示装置を作製する方法、及びホログラム表示装置の作製装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-166300(P2020-166300A)

(43)【公開日】2020年10月8日

(54)【発明の名称】ホログラム表示装置を作製する方法、及びホログラム表示装置の作製装置

(51)【国際特許分類】

   G03H 1/26 20060101AFI20200911BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20200911BHJP

   G03B 35/18 20060101ALI20200911BHJP

【ＦＩ】

   G03H1/26

   G02B5/20 101

   G03B35/18

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2020-114982(P2020-114982)

(22)【出願日】2020年7月2日

(62)【分割の表示】特願2016-121832(P2016-121832)の分割

【原出願日】2016年6月20日

(31)【優先権主張番号】特願2015-130267(P2015-130267)

(32)【優先日】2015年6月29日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2016-113638(P2016-113638)

(32)【優先日】2016年6月7日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】399030060

【氏名又は名称】学校法人 関西大学

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100189544

【弁理士】

【氏名又は名称】柏原 啓伸

(72)【発明者】

【氏名】松島 恭治

(72)【発明者】

【氏名】土山 泰裕

【テーマコード（参考）】

2H059

2H148

2K008

【Ｆターム（参考）】

2H059AA21

2H059AA35

2H059AA38

2H059AC04

2H148BD21

2H148BD24

2H148BG01

2H148BH01

2H148BH04

2H148BH28

2K008AA00

2K008AA14

2K008EE01

2K008EE04

2K008FF07

2K008FF17

2K008FF27

2K008GG01

2K008HH02

2K008HH16

2K008HH25

(57)【要約】

【課題】転写により作製されるデニシューク型の体積型ホログラムを、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置へ展開する。
【解決手段】ホログラム表示装置を作製する方法は、赤緑青色の原版ＣＧＨが記録された第１〜３の金属膜を用意するステップと、赤緑青色の再生照明光源からの赤緑青色の再生照明光を、第１〜３の金属膜に照明して、赤緑青色の原版ＣＧＨの赤緑青色の再生光を再生するステップと、赤緑青色の再生光を赤緑青色の物体光とし、赤緑青色の再生照明光を赤緑青色の参照光として、第１〜３の記録材料に赤緑青色の体積型ホログラムを記録することにより、赤緑青色の原版ＣＧＨを転写するステップと、並びに、第１〜３の記録材料を重ね合わせるステップとを含む。
【選択図】図１６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤色の原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）が記録された第１の金属膜と、緑色の原版ＣＧＨが記録された第２の金属膜と、及び、青色の原版ＣＧＨが記録された第３の金属膜とを用意するステップと、
赤色の再生照明光源からの赤色の再生照明光を、前記第１の金属膜に照明して、赤色の原版ＣＧＨの赤色の再生光を再生するステップと、
前記赤色の再生光を赤色の物体光とし、前記赤色の再生照明光を赤色の参照光として、第１の記録材料に赤色の体積型ホログラムを記録することにより、前記赤色の原版ＣＧＨを転写するステップと、
緑色の再生照明光源からの緑色の再生照明光を、前記第２の金属膜に照明して、緑色の原版ＣＧＨの緑色の再生光を再生するステップと、
前記緑色の再生光を緑色の物体光とし、前記緑色の再生照明光を緑色の参照光として、第２の記録材料に緑色の体積型ホログラムを記録することにより、前記緑色の原版ＣＧＨを転写するステップと、
青色の再生照明光源からの青色の再生照明光を、前記第３の金属膜に照明して、青色の原版ＣＧＨの青色の再生光を再生するステップと、
前記青色の再生光を青色の物体光とし、前記青色の再生照明光を青色の参照光として、第３の記録材料に青色の体積型ホログラムを記録することにより、前記青色の原版ＣＧＨを転写するステップと、並びに、
前記第１の記録材料と、前記第２の記録材料と、及び、前記第３の記録材料とを重ね合わせるステップと
を含む、ホログラム表示装置を作製する方法。

【請求項2】

赤色の原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）が記録された第１の金属膜と、
緑色の原版ＣＧＨが記録された第２の金属膜と、
青色の原版ＣＧＨが記録された第３の金属膜と、
前記第１の金属膜を照明して、前記赤色の原版ＣＧＨを再生する赤色の再生照明光源と、
前記第２の金属膜を照明して、前記緑色の原版ＣＧＨを再生する緑色の再生照明光源と、
前記第３の金属膜を照明して、前記青色の原版ＣＧＨを再生する青色の再生照明光源と、
第１の記録材料と、
第２の記録材料と、及び、
第３の記録材料と
を含み、
前記赤色の再生照明光源からの赤色の再生照明光を、前記第１の金属膜に照明して、前記赤色の原版ＣＧＨの赤色の再生光を再生させ、及び、
前記赤色の再生光を赤色の物体光とし、前記赤色の再生照明光を赤色の参照光として、前記第１の記録材料に赤色の体積型ホログラムを記録することにより、前記赤色の原版ＣＧＨを転写し、
前記緑色の再生照明光源からの緑色の再生照明光を、前記第２の金属膜に照明して、前記緑色の原版ＣＧＨの緑色の再生光を再生させ、及び、
前記緑色の再生光を緑色の物体光とし、前記緑色の再生照明光を緑色の参照光として、前記第２の記録材料に緑色の体積型ホログラムを記録することにより、前記緑色の原版ＣＧＨを転写し、
前記青色の再生照明光源からの青色の再生照明光を、前記第３の金属膜に照明して、前記青色の原版ＣＧＨの青色の再生光を再生させ、及び、
前記青色の再生光を青色の物体光とし、前記青色の再生照明光を青色の参照光として、前記第３の記録材料に青色の体積型ホログラムを記録することにより、前記青色の原版ＣＧＨを転写し、並びに、
前記第１の記録材料と、前記第２の記録材料と、及び、前記第３の記録材料とを重ね合わせる、
ホログラム表示装置の作製装置。

【請求項3】

赤色の原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）が記録された第１の金属膜と、緑色の原版ＣＧＨが記録された第２の金属膜と、及び、青色の原版ＣＧＨが記録された第３の金属膜とを用意するステップと、
赤色の再生照明光源からの赤色の再生照明光を、前記第１の金属膜に照明して、赤色の原版ＣＧＨの赤色の再生光を再生するステップと、
前記赤色の再生光を物体光とし、前記赤色の再生照明光を参照光として、記録材料に赤色の体積型ホログラムを記録することにより、前記赤色の原版ＣＧＨを転写するステップと、
緑色の再生照明光源からの緑色の再生照明光を、前記第２の金属膜に照明して、緑色の原版ＣＧＨの緑色の再生光を再生するステップと、
前記緑色の再生光を物体光とし、前記緑色の再生照明光を参照光として、前記記録材料に緑色の体積型ホログラムを重ねて記録することにより、前記緑色の原版ＣＧＨを転写するステップと、
青色の再生照明光源からの青色の再生照明光を、前記第３の金属膜に照明して、青色の原版ＣＧＨの青色の再生光を再生するステップと、
前記青色の再生光を物体光とし、前記青色の再生照明光を参照光として、前記記録材料に青色の体積型ホログラムを重ねて記録することにより、前記青色の原版ＣＧＨを転写するステップと
を含む、ホログラム表示装置を作製する方法。

【請求項4】

赤色の原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）が記録された第１の金属膜と、
緑色の原版ＣＧＨが記録された第２の金属膜と、
青色の原版ＣＧＨが記録された第３の金属膜と、
前記第１の金属膜を照明して、前記赤色の原版ＣＧＨを再生する赤色の再生照明光源と、
前記第２の金属膜を照明して、前記緑色の原版ＣＧＨを再生する緑色の再生照明光源と、
前記第３の金属膜を照明して、前記青色の原版ＣＧＨを再生する青色の再生照明光源と、及び、
記録材料と
を含み、
前記赤色の再生照明光源からの赤色の再生照明光を、前記第１の金属膜に照明して、前記赤色の原版ＣＧＨの赤色の再生光を再生させ、及び、
前記赤色の再生光を赤色の物体光とし、前記赤色の再生照明光を赤色の参照光として、前記記録材料に赤色の体積型ホログラムを記録することにより、前記赤色の原版ＣＧＨを転写し、
前記緑色の再生照明光源からの緑色の再生照明光を、前記第２の金属膜に照明して、前記緑色の原版ＣＧＨの緑色の再生光を再生させ、及び、
前記緑色の再生光を緑色の物体光とし、前記緑色の再生照明光を緑色の参照光として、前記記録材料に緑色の体積型ホログラムを重ねて記録することにより、前記緑色の原版ＣＧＨを転写し、
前記青色の再生照明光源からの青色の再生照明光を、前記第３の金属膜に照明して、前記青色の原版ＣＧＨの青色の再生光を再生させ、及び、
前記青色の再生光を青色の物体光とし、前記青色の再生照明光を青色の参照光として、前記記録材料に青色の体積型ホログラムを重ねて記録することにより、前記青色の原版ＣＧＨを転写する、
ホログラム表示装置の作製装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホログラム表示装置、その作製方法及びその作製装置、特に、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置、その作製方法及びその作製装置に関する。

【背景技術】

【0002】

カラーホログラフィによる３次元立体画像を生成するためには、従来の光学ホログラフィでは暗室内で３色のレーザ光で物体を照射して記録材料に干渉縞を記録する必要がある。この撮影には極めて高度の技量が要求される。

【0003】

また、上述のような方法で記録及び再生され得るのは、実在する物体のみであり、非実在の仮想物体(例えば、コンピュータグラフィックデータ)やレーザ光が照射できないような大きな物体(例えば、建物)を、映像化することは困難である。

【0004】

これに対して、計算機合成ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ；ＣＧＨ）には、数値データで表現された非実在の物体やシーンの再生が可能であるという特徴がある。ＣＧＨのカラー化のためにカラーフィルタを用いる方法は、従来から提案されている。例えば、特許文献１では空間光変調器とカラーフィルタを用いる方法が開示されている。しかし、現状の空間光変調器では、高品質の３次元立体画像を得るにはそのディスプレイ解像度が３桁以上不足しており、大規模な装置を用いても高品質な画像が得られない。また、特許文献２ではやはりカラーフィルタを用いた再生方法が開示されているが、その再生方法はレーザ装置によるコヒーレント光源や複雑な光学回路の利用を前提とするものであり、実際に展示・鑑賞可能なホログラムを作成することは非常に困難である。

【0005】

これに対して、本願に係る発明の発明者らは、実際に展示・鑑賞可能な１００億画素以上の超高解像度ＣＧＨを計算し、ガラス基板上のクロム膜をエッチングして高コントラスト干渉縞を得ることにより、単純なＬＥＤ光源を用いて反射あるいは透過再生することにより高品質な３Ｄ立体映像を得ている。実際これらのＣＧＨでは、従来の立体映像技術では表現不可能な奥行感と自然な運動視差のある映像が再生される（非特許文献１〜３参照）。しかし、この映像は単色光により得られるものであるため、白色光源による再生やフルカラー化は困難である。

【0006】

そこで、非特許文献４では、３枚のホログラムの再生光を光学系で合成してカラー再生する装置を開示している。しかしながら、装置が大型化するため、実際の展示は困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−２８１７７４号公報

【特許文献2】特開平８−２０１６３０号公報

【特許文献3】特開２００８−１２２６６８号公報

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】K. Matsushima, et al., Appl. Opt. 48, H54-H63 (2009)

【非特許文献2】K. Matsushima, et al., J. Electron. Imaging 21， 023002(2012)

【非特許文献3】松島、HODIC Circular 32， No. 2, 31-40(2012)

【非特許文献4】宮岡、松島、中原、３次元画像コンファレンス2014, P-13, (2014)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、高コントラストの金属反射膜で作製した１００億画素規模の超高解像度計算機合成ホログラムと、カラーフィルタとを用いて、非コヒーレントのＬＥＤ光源や白色光源により展示・鑑賞可能なフルカラー３次元立体画像を表示するホログラム表示装置、及びその作製方法を提供することを目的とする。

【0010】

更に、本発明は、転写により生成される体積型ホログラムを利用するホログラム表示装置の作製方法、及びその作製装置であって、フルカラー３次元立体画像を表示するホログラム表示装置の作製方法、及びその作製装置を、提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係るホログラム表示装置を作成する方法、
赤色の原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）が記録された第１の金属膜と、緑色の原版ＣＧＨが記録された第２の金属膜と、及び、青色の原版ＣＧＨが記録された第３の金属膜とを用意するステップと、
赤色の再生照明光源からの赤色の再生照明光を、第１の金属膜に照明して、赤色の原版ＣＧＨの赤色の再生光を再生するステップと、
赤色の再生光を赤色の物体光とし、赤色の再生照明光を赤色の参照光として、第１の記録材料に赤色の体積型ホログラムを記録することにより、赤色の原版ＣＧＨを転写するステップと、
緑色の再生照明光源からの緑色の再生照明光を、第２の金属膜に照明して、緑色の原版ＣＧＨの緑色の再生光を再生するステップと、
緑色の再生光を緑色の物体光とし、緑色の再生照明光を緑色の参照光として、第２の記録材料に緑色の体積型ホログラムを記録することにより、緑色の原版ＣＧＨを転写するステップと、
青色の再生照明光源からの青色の再生照明光を、第３の金属膜に照明して、青色の原版ＣＧＨの青色の再生光を再生するステップと、
青色の再生光を青色の物体光とし、青色の再生照明光を青色の参照光として、第３の記録材料に青色の体積型ホログラムを記録することにより、青色の原版ＣＧＨを転写するステップと、並びに、
第１の記録材料と、第２の記録材料と、及び、第３の記録材料とを重ね合わせるステップと
を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明を利用することにより、高コントラストの金属反射膜で作製した１００億画素規模の超高解像度計算機合成ホログラムと、カラーフィルタとを用いて、展示・鑑賞可能なフルカラー３次元立体画像を表示するホログラム表示装置を得ることができる。また、本発明を利用することにより、大量生産可能であり波長選択性及び角度選択性に優れたフルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置を、超高解像度計算機合成ホログラムとカラーフィルタとを用いて、転写により得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置の作製方法を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置の構成を模式的に示す図である。

【図3】図３（ａ）は、カラーフィルタを２回透過した蛍光体型白色ＬＥＤのスペクトル特性の例を示す図である。図３（ｂ）は、カラーフィルタを２回透過したマルチチップカラーＬＥＤのスペクトル特性の例を示す図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置におけるカラーフィルタと干渉縞層との位置関係を説明するための図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置におけるカラーフィルタの画素ブロック構成を示す図である。

【図6】レーザ描画装置又は電子線描画装置を用いたリソグラフィによる描画方法の概要を示す図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置におけるカラーフィルタと干渉縞層との位置関係を説明するための図である。

【図8】図８（ａ）は、ガードギャップを設けていない干渉縞層を示す図である。図８（ｂ）は、ガードギャップを設けている干渉縞層を示す図である。

【図9】図９（ａ）は、反射型ホログラム表示装置として利用される構成でガードギャップの効果を示す図である。図９（ｂ）は、透過型ホログラム表示装置として利用される構成でガードギャップの効果を示す図である。

【図10】複数のセグメントが水平ストライプを形成するカラーフィルタを示す図である。

【図11】光の振幅変調を利用した反射型ホログラム表示装置と、光の位相変調を利用した反射型ホログラム表示装置を示す図である。

【図12】図１２（ａ）は、従来の透過型ホログラムの撮影（記録）形態を示す簡略図である。図１２（ｂ）は、従来の反射型ホログラムの撮影（記録）形態を示す簡略図である。図１２（ｃ）は、デニシューク型の体積型ホログラムの撮影（記録）形態を示す簡略図である。

【図13】図１３（ａ）は、薄いホログラムの概略の縦断面図である。図１３（ｂ）は、体積型ホログラム（厚いホログラム）の概略の縦断面図である。

【図14】第３の実施形態に係るデニシューク型の体積型ホログラムの転写による作製にて用いられる、金属膜高解像度の原版ＣＧＨの再生の様子を示す概略図である。

【図15】金属膜高解像度の原版ＣＧＨの、記録材料への転写の様子を示す概略図である。

【図16】第１の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。

【図17】第２の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。

【図18】第３の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。

【図19】第４の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を説明する。

【0015】

[第１の実施形態]
１．ホログラム表示装置の構成
図２は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置の構成を模式的に示す図である。図１は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置の作製方法を示す図である。

【0016】

１．１．カラーフィルタ方式の構成
図２に示すホログラム表示装置は、カラーフィルタ４を用いて、単板の干渉縞層２によりフルカラー計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）を表示するものである。第１の実施形態に係るカラーフィルタ方式のフルカラー計算機合成ホログラム表示装置の作製では、まず、単板の干渉縞層２を空間的にＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）に分割して各色の干渉縞を描画する。後で説明するように干渉縞は金属層８に形成される。続いて、干渉縞が形成された金属膜に対してそれらＲＧＢブロックの各々に対応した色のカラーフィルタ（４ｒ、４ｇ、４ｂ）を貼り合わせて並置する。第１の実施形態に係るカラーフィルタ方式のフルカラー計算機合成ホログラム表示装置は、並置された干渉縞層２及びカラーフィルタ４に対して、参照光である白色光を照射することでフルカラー再生を行う。この白色光は白色光源（参照光源）１００から照射される。カラーフィルタ４を通過した（若しくは通過する）各色の再生照明光が、対応したブロックをそれぞれ照明することで各色の像が再生される。一般にホログラムは干渉縞の一部からでも再生できる特性を持つため、各色の像が合成されることによりカラー再生が可能になる。

【0017】

なお、高精度のカラーフィルタ４は様々な方法により作成することができる。例えば、画像データを３原色レーザを用いてリバーサルフィルムに直接描画するディジタル銀塩レーザープリント技術によって作成することができる。この方法により、様々なカラーフィルタパターンを手軽に且つ精度高く作成できる。

【0018】

１．２．白色光源の構成
最初に、参照光として白色光を照射する白色光源１００について、説明する。白色光源１００におけるＲＧＢの各照明光は、狭帯域であることが望ましい。というのは、帯域が広いと各色において夫々色収差が発生することにより、像（ホログラフィ）がぼけてしまうからである。一般にカラーフィルタは、広帯域であり波長選択性が低い。それ故に、光源はできればレーザ(即ち、単色光)であることが望ましい。しかしながら、レーザは、展示・鑑賞の際に用いることは望ましくない。従って、本実施形態に係るホログラム表示装置では、マルチチップカラーＬＥＤ光源（擬似白色光源）を用いることにより、各照明光の狭帯域化を実現する。なお、図３（ａ）は、カラーフィルタを２回透過した蛍光体型白色ＬＥＤのスペクトル特性の例を示し、図３（ｂ）は、カラーフィルタを２回透過したマルチチップカラーＬＥＤのスペクトル特性の例を示す。図３（ａ）（ｂ）から、蛍光体型白色ＬＥＤよりもマルチチップフルカラーＬＥＤの方が、各色の波長帯域が狭いことが確認できる。なお、マルチチップフルカラーＬＥＤではＲＧＢの３つのＬＥＤチップが１つのパッケージに封入されている。マルチチップフルカラーＬＥＤの仕様の一例として、ビュー角１１６ｄｅｇ、輝度９７０−１９４０ｍｃｄ（同時点灯）がある。

【0019】

１．３．干渉縞とカラーフィルタとの密着性を伴う構成
次に、カラーフィルタ４と干渉縞層２との位置関係について説明する。従来、単色の反射型のＣＧＨの場合、図４（ａ）に示すように、ガラス基板１０の入光面の背面にて、干渉縞が形成される高反射率膜２（Ｃｒ膜など）、及びガラス基板及び干渉縞層を保護する低反射率膜１４（ＣｒＯ膜など）が配置されている。この図４（ａ）に示す構成に対してカラーフィルタ４を貼り付けるには、図４（ｂ）に示すように、ガラス基板１０正面に装着する必要がある。しかしながら、カラーフィルタ４と反射率膜２との間に生じるギャップによって、特にＲＧＢセグメントの境界付近にて誤差が生じてしまう。このことからも、従来、カラーフィルタによるＣＧＨのフルカラー再生は困難である、とされてきた。

【0020】

以上のことを踏まえて、本実施形態に係るホログラム表示装置では、図４（ｃ）に示すように、従来使用していなかった、ガラス基板１０の背面側のＣｒ膜（高反射率膜２）面にカラーフィルタ４を密着して装着する。このとき、保護膜（低反射率膜）は除去されてもよいし膜厚が減少されてもよい。

【0021】

１．４．カラーフィルタにおける画素ブロック構成
次に、画素ブロック単位の（カラー）フィルタリングについて説明する。カラーフィルタ４を高反射率膜（Ｃｒ膜）面の干渉縞層２に装着する際、干渉縞１ピクセル（画素）に対して１色のカラーフィルタを適用することは不可能である。これは干渉縞のピクセルピッチが０．８〜１．０μｍと非常に微細であるのに対して、カラーフィルタではミクロンオーダのパターンを作成できないためである。従って、図５に示すように、干渉縞１６の画素（ピクセル）ブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）ごとにカラーフィルタの（ＲＧＢ）セグメント（４ｒ、４ｇ、４ｂ）を適用する。

【0022】

１．５．干渉縞の形成について
なお、本実施形態に係るホログラム表示装置では、干渉縞はレーザ描画装置又は電子線描画装置を用いたリソグラフィにより金属膜の層に形成される。図６は、リソグラフィによる描画方法の概要を示す図である。ガラス基板１０上にはＣｒ膜８’及びレジスト層６が積層されている（図６（ａ）参照）。まず、図６（ａ）に示すように、レーザ照射または電子線照射１２によりレジスト層６を露光する。次に、図６（ｂ）に示すように、感光した部分のレジスト層６を除去する。次に、図６（ｃ）に示すように、露出したＣｒ膜８をエッチングし、最後に図６（ｄ）に示すように残ったレジスト層６を除去する。なお、干渉縞を形成する層はＣｒ膜８’などの金属膜８に限定されるものではなく、また、干渉縞の形成方法はリソグラフィに限定されるものでもない。微細な模様を施す加工が可能であり施された模様のコントラストが高いような部材に、干渉縞が形成されてもよい。

【0023】

１．６．ホログラム表示装置の作製方法
本実施形態に係るホログラム表示装置の作製方法を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム表示装置の作製方法を示す図である。先ず、ＲＧＢの各ＬＥＤの（発光）スペクトルデータデータ（及びカラーフィルタの透過率スペクトルデータ）（１０４）を入力データとして、ＲＧＢの各ＣＧＨ（計算機合成ホログラム；Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）の設計波長を最適化する演算をコンピュータにより行う（ステップＳ０２）。このとき、ＲＧＢの各ＬＥＤの色に関するデータ、例えば、色相や明度に関するデータ（１０６）も入力された上で、ＲＧＢの各ＣＧＨの設計波長を最適化する演算が行われる（ステップＳ０２）のが好ましい。

【0024】

次に、最適化された、ＲＧＢの各ＣＧＨにおける設計波長のデータ（ステップＳ０２参照）と、３次元のシーンのモデルデータ（１０２）とを入力データとして、ＲＧＢの夫々について、ＣＧＨ干渉縞をまず、コンピュータにより計算し（ステップＳ０４、ステップＳ０６、及び、ステップＳ０８）、ＲＧＢの夫々についてのＣＧＨ干渉縞パターンデータを生成する。

【0025】

即ち、ステップＳ０２〜Ｓ０８では、各原色参照光に対する計算機合成ホログラムにおける干渉縞データの計算を行って、ＲＧＢの夫々についてのＣＧＨ干渉縞パターンデータを生成している（ステップＳ０９）。ＲＧＢの夫々についてのＣＧＨ干渉縞パターンデータが適切に生成されるのであれば、各原色参照光に対する計算機合成ホログラムにおける干渉縞データの計算は、ステップＳ０２〜Ｓ０８とは異なるものであってもよい。

【0026】

なお、一般にカラーフィルタは作成精度が高くない。また、前にも説明したように、高反射率膜（Ｃｒ膜）面の干渉縞の物理解像度（１μｍ以下、２５０００ｄｐｉ以上）に比べて、カラーフィルタの解像度は一桁以上低い。これらのことを踏まえて、カラーフィルタの位置誤差情報（データ）（１０８）がコンピュータに入力される。カラーフィルタの位置誤差情報（データ）（１０８）に基づいて、コンピュータは、カラーフィルタパターン、例えばストライプおよびガードギャップによる干渉縞の位置補正のデータを生成する（ステップＳ１０）。なお、「ストライプ」と「ガードギャップ」については、後で説明する。

【0027】

計算して生成されたＲＧＢの夫々についてのＣＧＨ干渉縞パターン（ステップＳ０４、Ｓ０６、Ｓ０８参照）データ、及び、ストライプおよびガードギャップによる干渉縞の位置補正のデータを入力して、コンピュータは、高反射率膜（Ｃｒ膜）に実際に形成する干渉縞パターンの合成後のデータを生成し出力する（ステップＳ１２）。

【0028】

以上の、Ｓ０２〜Ｓ１２までのステップは、入力データに基づいてコンピュータが行うものである。

【0029】

更に図６に示すように、リソグラフィ装置により、金属の高反射率膜（Ｃｒ膜）８に干渉縞層２を形成する（ステップＳ１４）。干渉縞層２が形成された高反射率膜（Ｃｒ膜）８は、カラーフィルタ４と貼り合わされる（図５、図４参照）。

【0030】

以上により、フルカラーＣＧＨのためのホログラム表示装置（１１０）が作製される。

【0031】

１．７．干渉縞の境界におけるガードギャップの構成
次に、干渉縞内に作製するガードギャップについて説明する。原理上、高反射率膜（Ｃｒ膜）面上にカラーフィルタを正確に装着すれば、ホログラム表示装置によるフルカラー再生が可能である。しかしながら、実際には、図７（ａ）のように誤差が生じること無く干渉縞層２が形成された高反射率膜（Ｃｒ膜）８とカラーフィルタ４とを貼り合わせることは、不可能であり、図７（ｂ）に示すように、干渉縞層２とカラーフィルタ４との位置がずれてしまう。図７（ｂ）では、カラーフィルタ４が干渉縞層２に対して、紙面の下方にわずかにずれている。このように干渉縞層２とカラーフィルタ４との位置にずれがあるとき、誤差部分には干渉縞の計算時（更には、記録時）と異なる波長の照明光が照射されることで色収差が生じてしまい、再生像が劣化する。

【0032】

例えば、図７（ｂ）の上から一番目の矢印で示される照明光は、青色（Ｂ）の波長を持つ照明光であるから、青色（Ｂ）のための干渉縞で反射されなければならない。ところが、カラーフィルタ４と干渉縞層２とが図７（ｂ）のようにずれて貼り合わされていると、図７（ｂ）の一番上の矢印で示される照明光は、赤色（Ｒ）のための干渉縞で反射されてしまっている。ここで色収差が生じ、これにより再生像が劣化する。図７（ｂ）の上から二番目〜六番目の矢印で示される照明光についても同様である。

【0033】

このような再生像の劣化に対処するために、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように、各色の干渉縞ブロックの境界に隙間１８を設けて誤差に対する許容量を与えている。この隙間１８のことを以下、ガードギャップ（Ｇｕａｒｄ Ｇａｐ）と称する（なお、図８（ａ）は、ガードギャップを設けていない干渉縞層２を示す図である。）。色収差が生じていた図７（ｂ）に示すホログラム表示装置に対してガードギャップ１８を設けると、図９（ａ）に示すような構造の干渉縞になる。この干渉縞は、色収差の原因となっていた記録時と異なる波長の照明光を透過させてしまうので、これら照明光は再生光に影響を与えなくなる。

【0034】

例えば、図９（ａ）の上から一番目の矢印で示される青色（Ｂ）波長の照明光は、ガードギャップ１８が無ければ、図７（ｂ）の上から一番目の矢印で示される照明光のように赤色（Ｒ）のための干渉縞で反射されてしまうことになる。図９（ｂ）に示すようにここにガードギャップ１８が設けられているからこそ、この青色（Ｂ）波長の照明光はガラス基板１０に透過するのであり、このことにより、この青色（Ｂ）波長の照明光は色収差を生じなくなる（再生光に影響を与えなくなる）。

【0035】

なお、ここで図９（ａ）に示す構成は、反射型ホログラム表示装置として利用されるものであり、境界領域（ガードギャップ）の光を透過することで色収差を発生しないようにしている。一方、図９（ｂ）に示す構成は、透過型ホログラム表示装置として利用されるものであり、境界領域（ガードギャップ）の光を遮断する（透過しない）ことで色収差を発生しないようにしている。例えば、図９（ｂ）の上から一番目の矢印で示される青色（Ｂ）波長の照明光は、ガードギャップ１８が無ければ、赤色（Ｒ）のための干渉縞を通過した上で図７（ｂ）の上から一番目の矢印で示される照明光のように青色（Ｂ）のためのカラーフィルタ４ｂを通過することになる。図９（ｂ）に示すようにここにガードギャップ１８が設けられているからこそ、この青色（Ｂ）波長の照明光はガラス基板１０端で遮断されるのであり、このことにより、この青色（Ｂ）波長の照明光は色収差を生じなくなる（再生光に影響を与えなくなる）。

【0036】

このように、反射型ホログラム表示装置と透過型ホログラム表示装置は、ガードギャップの役割が異なるので、用途に応じて設計をする必要がある。

【0037】

また、ガードギャップ幅があまりに広いと再生像が劣化することについても、発明者は知見を得ている。シミュレーションと光学再生を繰り返した結果、発明者は、ストライプ幅については１００μｍが、ガードギャップ幅については５０μｍが、最適値であると判断している（ストライプについては後で説明する）。

【0038】

１．８．カラーフィルタにおける複数のセグメントの構成
次に、カラーフィルタにおける複数のセグメントの構成例について説明する。図５に示すように、干渉縞１６の画素ブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）ごとに、カラーフィルタ４の（ＲＧＢ）セグメント（４ｒ、４ｇ、４ｂ）が適用される。即ち、本実施形態に係るカラーフィルタ４は、複数のセグメントにより構成される。また、一つのセグメントに隣接するセグメントは、その（一つの）セグメントとは異なるものである。

【0039】

図２、図５、及び図８に示すカラーフィルタ４は、複数のセグメントは鉛直ストライプを形成しているが、複数のセグメントの構成はこれに限定されるものでは無い。例えば、図１０に示すように、複数のセグメントが水平ストライプを形成してもよい。水平ストライプの形成時には垂直方向のみの誤差を考慮すればよいので、セグメント同士の位置合わせが容易である、というメリットがある。更に、そもそも立体画像では水平方向の視差が重要である。つまり、水平方向の視差において誤りが極力生じないことが望ましいため、カラーフィルタを用いるホログラム表示装置においては、セグメントの形成するストライプが鉛直ではなく水平である方が、再生像が綺麗に見えると言える。

【0040】

更に、カラーフィルタの複数のセグメントの構成は、鉛直ストライプと水平ストライプ以外のものであってもよい。図示していないが、デルタを構成するものでもよい。

【0041】

[第２の実施形態]
２．ホログラム表示装置のその他の構成
本発明に係るホログラム表示装置は、第１の実施形態のものに限定されず、様々な変更や修正を取り入れることができる。以下では、特に、反射型ホログラム表示装置のその他の構成の例を説明する。なお、以下の反射型ホログラム表示装置のその他の構成は、第１の実施形態に係る反射型ホログラム表示装置と基本的に同一のものであり、両者の差異を中心に説明する。

【0042】

一般的に、カラーフィルタを伴うフルカラー計算機合成ホログラム表示装置のうち反射型のものは、像があまり明るくないという問題点を有することが多い。カラーフィルタの製作誤差が必ずしも小さくないこと、反射型ホログラムでは透過率があまり高くないカラーフィルタを光が少なくとも二重に透過すること、等がその原因として挙げられている。

【0043】

上述の問題点の解決策の一つとして位相変調の利用が挙げられる。図１１（ｂ−１）及び（ｂ−２）は、位相変調の考え方を利用した反射型ホログラム表示装置の模式図である。これに対して、図１１（ａ−１）及び（ａ−２）は、光の振幅変調を利用した反射型ホログラム表示装置の模式図である。

【0044】

図１１（ａ−１）は、光の振幅変調を利用した反射型ホログラム表示装置における、不透明干渉縞を模式的に示す図である。光の振幅変調を利用した反射型ホログラム表示装置においては、不透明干渉縞の製作は比較的容易であるが、光の利用効率が低く像が暗くなる、という問題点を含む。一方、図１１（ｂ−１）は、光の位相変調を利用した反射型ホログラム表示装置における、透明干渉縞を模式的に示す図である。光の位相変調を利用した反射型ホログラム表示装置においては、光の利用効率が高くなり像は明るくなる。

【0045】

図１１（ａ−２）は、光の振幅変調を利用した反射型ホログラム表示装置の横断面を模式的に示す図である。図１１（ｂ−２）は、光の位相変調を利用した反射型ホログラム表示装置の横断面を模式的に示す図である。図１１（ａ−２）に示す反射型ホログラム表示装置は、既に説明したように、ガラス基板１０、干渉縞層２、及びカラーフィルタ４が積層されて構成されている。ここで干渉縞層２は金属層により構成される。

【0046】

これに対して図１１（ｂ−２）に示す反射型ホログラム表示装置は、ガラス基板１０、金属膜３２、フォトレジスト層２２及びカラーフィルタ４が積層されて構成されている。ここでフォトレジスト層２２が干渉縞を構成する。透明のフォトレジスト層２２が干渉縞を構成していることから、光の利用効率が高くなり像は明るくなる。

【0047】

[第３の実施形態]
第３の実施形態は、転写により生成される体積型ホログラムを利用する。つまり、第３の実施形態は、体積型ホログラムの原理、特に、デニシューク型の体積型ホログラムの原理を利用する。

【0048】

３．１．薄いホログラム及び厚いホログラム、並びに、体積型ホログラム（厚いホログラム）の利点
図１２及び図１３を用いて、薄いホログラム及び厚いホログラム、並びに、体積型ホログラムの利点について説明する。

【0049】

３．１．１．薄いホログラム
まず図１２（ａ）は、従来の透過型ホログラムの撮影（記録）形態を示す簡略図である。図１２（ａ）に示す透過型ホログラムの撮影（記録）形態では、レーザ５２から出た光がビームスプリッタ５４により２方向に分岐される。分岐されたレーザ光の一方は、ミラー５６及びレンズ６０を経由して（記録したい）物体６４に照射される。分岐されたレーザ光のもう一方は、ミラー５８、レンズ６２ａ及びレンズ６２ｂを経由して、記録材料７０に直接照射される。

【0050】

物体６４からの反射光である物体光６８と、記録材料７０に直接照射される参照光６６とは、記録材料上で干渉し合うが、その強度分布を記録材料により記録したものがホログラムとなる。再生時には、参照光６６と同じ再生照明光が記録材料７０に照射される。このとき再生照明光とは逆側から記録材料７０を眺めると、記録材料７０を透過した先に物体像が再生される。よって、図１２（ａ）に示す撮影（記録）形態により記録されるホログラムは透過型ホログラムである。

【0051】

また図１２（ａ）に示す撮影（記録）形態のように、記録材料７０に対して参照光６６と物体光６８とは同じ方向（同じ側）から照射されることから、干渉縞は記録材料７０の表面に生成される。このようなホログラムは、後で説明する「厚いホログラム」に対して、「薄いホログラム」と一般に称される。

【0052】

３．１．２．厚いホログラム（体積型ホログラム）
次に、図１２（ｂ）は、従来の反射型ホログラムの撮影（記録）形態を示す簡略図である。図１２（ｂ）に示す反射型ホログラムの撮影（記録）形態では、レーザ５２から出た光がビームスプリッタ５４により２方向に分岐される。分岐されたレーザ光の一方は、ミラー５６及びレンズ６０を経由して（記録したい）物体６４に照射される。分岐されたレーザ光のもう一方は、二枚のミラー（ミラー５８、ミラー５９）、レンズ６２ａ及びレンズ６２ｂを経由して、物体６４とは逆の側から記録材料７０に直接照射される。

【0053】

物体６４からの反射光である物体光６８と、物体６４とは逆の側から記録材料７０に直接照射される参照光６６とは、記録材料上で干渉し合うが、その強度分布を記録材料により記録したものがホログラムとなる。再生時には、参照光６６と同じ再生照明光が記録材料７０に照射される。このとき再生照明光の側から記録材料７０を眺めると、再生照明光の反射により物体像が再生される。よって、図１２（ｂ）に示す撮影（記録）形態により記録されるホログラムは反射型ホログラムである。

【0054】

また図１２（ｂ）に示す撮影（記録）形態のように、記録材料７０に対して参照光６６と物体光６８とは逆の方向（逆の側）から照射されることから、干渉縞は記録材料７０深さ方向に３次元的に記録される。このようなホログラムは、前述の「薄いホログラム」に対して、「厚いホログラム」と一般に称され、更に「体積型ホログラム」とも称される。

【0055】

３．１．３．体積型ホログラムの利点
図１３（ａ）は、薄いホログラムの概略の縦断面図である。薄いホログラムでは干渉縞は記録材料７０の表面に２次元的に生成される。これに対して、図１３（ｂ）は、体積型ホログラム（厚いホログラム）の概略の縦断面図である。体積型ホログラムでは干渉縞は記録材料７０の深さ方向に３次元的に生成される。またこの場合、干渉縞はホログラム面にほぼ平行な多数の層状構造として記録される。縞相互間での多重干渉により再生光が生じることから、体積型ホログラムは、薄いホログラムに比べて、波長選択性及び角度選択性に優れていることが知られている。

【0056】

そうすると、体積型ホログラムと、前に説明した計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）とを組み合わせた「体積型の計算機合成ホログラム」を想定した場合、以下の（１−ａ）〜（２−ｂ）などのような利点が挙げられる。

【0057】

（１）計算機合成ホログラム（ＣＨＧ）そのものの利点
（１−ａ）ホログラム作成のために実物体が不要である。データとしての立体モデルだけからホログラムが作成され得る。
（１−ｂ）データはデジタルデータとして保存及び転送が可能である。

【0058】

（２）体積型ホログラムの利点
（２−ａ）波長選択性に優れており、白色再生照明光を用いても記録時と同じ波長のみが選択されて再生される。つまり白色再生照明光で再生可能である。
（２−ｂ）角度選択性に優れており、再生照明光の光源が大きくても再生可能である。

【0059】

ところで、計算機合成ホログラム（ＣＨＧ）を作成するための通常の方法、例えば、プリンタによる方法や微細加工技術による方法によっては、干渉縞が記録材料の深さ方向に３次元的に生成される体積型ホログラムは、生成され得ない。そこで、第３の実施形態では、原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）（干渉縞）を体積型ホログラムに転写することにより、前述にて想定した「体積型の計算機合成ホログラム」を実現させる。第３の実施形態に係る「体積型の計算機合成ホログラム」は転写により生成されるので、大量生産が容易となる。

【0060】

３．１．４．デニシューク型の体積型ホログラム
ここでデニシューク型の体積型ホログラムについて説明する。図１２（ｃ）は、デニシューク型の体積型ホログラムの撮影（記録）形態を示す簡略図である。図１２（ｃ）に示すデニシューク型の体積型ホログラムの撮影（記録）形態では、レーザ５２から出てミラー５６及びレンズ６０を経由する光が、記録材料７０を透過して（記録したい）物体６４に照射される。レーザ５２から出てミラー５６及びレンズ６０を経由する光は、参照光６６としても機能する。よって、物体６４から反射した物体光６８と参照光６６とが干渉して、記録材料７０に干渉縞が記録され、デニシューク型ホログラムが作製される。このデニシューク型ホログラムの作製にあたっては、物体光６８が参照光６６と反対側から記録材料７０に入射するため、デニシューク型ホログラムは体積型ホログラムとなる。

【0061】

体積型ホログラムを撮影（記録）するデニシューク型ホログラムは、記録光学系が非常に簡単である、振動などの擾乱に強い、大型の物体を撮影しやすい、などの利点を備えることが知られている。そこで、第３の実施形態では、原版ＣＧＨ（計算機合成ホログラム）（干渉縞）を、デニシューク型の体積型ホログラムに転写することで、ホログラム表示装置を作製する。

【0062】

３．２．デニシューク型の体積型ホログラムの転写による作製
第３の実施形態に係る、デニシューク型の体積型ホログラムの、転写による作製の原理及び概略手順を説明する。図１４は、第３の実施形態に係るデニシューク型の体積型ホログラムの転写による作製にて用いられる、金属膜高解像度の原版ＣＧＨの再生の様子を示す概略図である。ここでの金属膜高解像度の原版ＣＧＨ（の干渉縞）は、レーザリソグラフィにより作製されるものであり、干渉縞自体の反射率が高く、反射型として高効率の再生を可能にするものである。

【0063】

金属膜高解像度の原版ＣＧＨ（の干渉縞）は、クロム膜８８表面に形成されている。また、クロム膜８８表面はガラス基板９０に密着して覆われている。再生照明光源８０から再生照明光８２が、ガラス基板９０及びクロム膜８８表面に照射されると、再生照明光源８０の側にいる観察者９４に対しては、再生像８６を伴う再生光８４が生成（再生）されて届くことになる。

【0064】

次に図１５は、金属膜高解像度の原版ＣＧＨの、記録材料１０５への転写の様子を示す概略図である。図１５においては、金属膜高解像度の原版ＣＧＨ（の干渉縞）が形成されたクロム膜８８表面を密着して覆うガラス基板９０に、記録材料１０５が貼り付けられている。また、原版ＣＧＨ作成のための仮想参照光球面波の中心位置と一致するように、再生照明光源９６のスペイシャルフィルタ９８のピンホール位置が設定されている。

【0065】

再生照明光源９６から再生照明光８２が、原版ＣＧＨ（の干渉縞）の形成されたクロム膜８８表面に照射されると、図１４にて説明したように、再生像８６を伴う再生光８４が生成（再生）される。この再生光が物体光１０３となり、更に、再生照明光源９６からの再生照明光８２が同時に参照光１０１となって、記録材料１０５に干渉縞が記録される。このことは、金属膜高解像度の原版ＣＧＨの転写である。同時に、このことは、図１２（ｃ）で示したデニシューク型の体積型ホログラムの撮影（記録）形態にて、記録材料７０の背面に置いた物体６４の物体光６８光波を記録することと同じである。よって、転写により作製されるものは体積型ホログラムとなる。

【0066】

図１５に示す記録材料１０５としては、銀塩フィルムやフォトポリマなどが用いられる。図１５では、記録材料１０５は、金属膜高解像度の原版ＣＧＨ（の干渉縞）が形成されたクロム膜８８表面を密着して覆うガラス基板９０に貼り付けられているが、記録材料１０５は金属膜高解像度の原版ＣＧＨ（の干渉縞）が形成されたクロム膜８８表面に貼り付けられてもよい。

【0067】

以上のように、転写により作製されるデニシューク型の体積型ホログラムは、レーザリソグラフィにより作製される金属膜高解像度の原版ＣＧＨが、反射型ホログラムとして高効率の再生を可能にすることを利用している。一回露光のワンステップにより体積型ホログラムに転写され得るため、記録光学系が簡素であり、振動に対する耐性が極めて強く、更に、波長選択性・角度選択性に優れたホログラムを生成し得ることになる。

【0068】

よって、転写により作製されるデニシューク型の体積型ホログラムは、白色光源や大きい光源などの様々な光源で再生可能な転写ＣＧＨとなり得る。また、白色再生光源を用いても、転写時に利用した光（再生照明光、再生光、及び参照光）の波長のみが、再生される。このことから、以下で説明するように、転写により作製されるデニシューク型の体積型ホログラムは、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置に展開することが可能となる。

【0069】

３．３．転写により作製されるデニシューク型の体積型ホログラムのフルカラー化
図１６、図１７、図１８及び図１９を用いて、転写により作製されるデニシューク型の体積型ホログラムの、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置への展開を説明する。

【0070】

３．３．１．第１の形態のフルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法
図１６は、第１の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。まず、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、及び、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂは、夫々、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色の、ＣＧＨの干渉縞を表している。最初に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒを、Ｒ（赤色）レーザを（図１４、図１５における）再生照明光及び参照光とすることにより、体積型ホログラムＲ（赤色）１１２ｒに転写する（記録後の記録材料Ｒ（赤色）を作成する）。次に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｇを、Ｇ（緑色）レーザを再生照明光及び参照光とすることにより、体積型ホログラムＧ（緑色）１１２ｇに転写する（記録後の記録材料Ｇ（緑色）を作成する）。更に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｂを、Ｂ（青色）レーザを再生照明光及び参照光とすることにより、体積型ホログラムＢ（青色）１１２ｂに転写する（記録後の記録材料Ｂ（青色）を作成する）。

【0071】

最後に、記録後の記録材料Ｒ、Ｇ及びＢが重ね合わされて、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置が作製される。この第１の形態に係る作製方法では、原版ＣＧＨが３枚、転写ホログラムが３枚用いられ、転写ショット数が３回となる。この作製方法では、位置合わせが容易であることが特徴としてあげられる。勿論、転写により生成される記録材料Ｒ、Ｇ、Ｂの作製順序は、図１６に示すものと異なっていてもよい。記録後の記録材料Ｒ、Ｇ及びＢの、重ね合わせの順序も図１６に示すものと異なっていてもよい。

【0072】

３．３．２．第２の形態のフルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法
図１７は、第２の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。まず図１６と同様に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、及び、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂは、夫々、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色の、ＣＧＨの干渉縞を表している。

【0073】

最初に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒを、Ｒ（赤色）レーザを（図１４、図１５における）再生照明光及び参照光とすることにより、体積型ホログラムＲ（赤色）１１２ｒに転写する（記録後の記録材料Ｒ（赤色）を作成する）。

【0074】

次に、体積型ホログラムＲ（赤色）１１２ｒの記録材料Ｒ（赤色）に重ねて、Ｇ（緑色）レーザを再生照明光及び参照光として原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇを転写して、体積型ホログラムＲＧ（赤色、緑色）１１２ｒｇの記録材料ＲＧ（赤色、緑色）を作成する。

【0075】

更に、体積型ホログラムＲＧ（赤色、緑色）１１２ｒｇの記録材料ＲＧ（赤色、緑色）に重ねて、Ｂ（青色）レーザを再生照明光及び参照光として原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂを転写して、体積型ホログラムＲＧＢ（赤色、緑色、青色）１１２ｒｇｂの記録材料ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）を作成する。この第２の形態に係る作製方法では、原版ＣＧＨが３枚、転写ホログラムが１枚用いられ、転写ショット数が３回となる。この作製方法では、多重露光が行われること、及び、位置合わせが困難であることが特徴としてあげられる。第２の形態に係る作製方法では、Ｒ、Ｇ、Ｂレーザによる、転写の順序は、図１７に示すものと異なっていてもよい。

【0076】

３．３．３．第３の形態のフルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法
図１８（ａ）は、第３の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。図１８（ａ）に示す、原版ＣＧＨの記録材料１２０、及び、カラーフィルタ１１８は、夫々、第１の実施形態に係る（図２にて示した）干渉縞層２が形成された金属膜、及び、カラーフィルタ４に対応する。よって、原版ＣＧＨの記録材料１２０は、ＲＧＢ各色の干渉縞ブロック、及び、干渉縞ブロック間のガードギャップを備えている（図８（ｂ）参照）。カラーフィルタ１１８は、干渉縞ブロックに対応するカラーフィルタの（ＲＧＢ）セグメントを備えている（図２参照）。

【0077】

最初に、原版ＣＧＨの記録材料１２０及びカラーフィルタ１１８を用いて、Ｒ（赤色）レーザを（図１４、図１５における）再生照明光及び参照光とすることにより、原版ＣＧＨを、体積型ホログラムＲ（赤色）１２２ｒに転写する（記録後の記録材料１２４（赤色）を作成する）。このときには原版ＣＧＨの赤色ブロック部分が転写されることになる。

【0078】

原版ＣＧＨの記録材料１２０、カラーフィルタ１１８、記録後の記録材料１２４、及び、転写のためのレーザの概略の位置関係は、図１８（ｂ）に示すようなものとなる。以下の手順でも同様である。

【0079】

次に、原版ＣＧＨの記録材料１２０及びカラーフィルタ１１８を用いて、Ｇ（緑色）レーザを再生照明光及び参照光とすることにより、体積型ホログラムＲ（赤色）１２２ｒの記録材料１２４に重ねて、原版ＣＧＨを転写して、体積型ホログラムＲＧ（赤色、緑色）１２２ｒｇの記録材料１２４（赤色、緑色）を作成する。このときには原版ＣＧＨの緑色ブロック部分が転写されることになる。

【0080】

更に、原版ＣＧＨの記録材料１２０及びカラーフィルタ１１８を用いて、Ｂ（青色）レーザを再生照明光及び参照光とすることにより、体積型ホログラムＲＧ（赤色、緑色）１２２ｒｇの記録材料１２４に重ねて、原版ＣＧＨを転写して、体積型ホログラムＲＧＢ（赤色、緑色、青色）１２２ｒｇｂの記録材料１２４（赤色、緑色、青色）を作成する。このときには原版ＣＧＨの青色ブロック部分が転写されることになる。この第３の形態に係る作製方法では、原版ＣＧＨが１枚、カラーフィルタが１枚、転写ホログラムが１枚用いられ、転写ショット数が３回となる。この作製方法では、多重露光が行われること、位置合わせが容易であること、及び、原版より高品質のホログラムとなることが特徴としてあげられる。また、カラーフィルタは再利用可能である。第３の形態に係る作製方法では、Ｒ、Ｇ、Ｂレーザによる、転写の順序は、図１８（ａ）に示すものと異なっていてもよい。

【0081】

３．３．４．第４の形態のフルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法
図１９（ａ）は、第４の形態の、転写により作製されるデニシューク型体積型ホログラムをフルカラーのものとする、フルカラー高解像度計算機合成ホログラム表示装置の作製方法及び作製装置を示す図である。第３の形態に係る作製方法と同様に、図１９（ａ）に示す、原版ＣＧＨの記録材料１２０、及び、カラーフィルタ１１８は、夫々、第１の実施形態に係る（図２にて示した）干渉縞層２が形成された金属膜、及び、カラーフィルタ４に対応する。よって、原版ＣＧＨの記録材料１２０は、ＲＧＢ各色の干渉縞ブロック、及び、干渉縞ブロック間のガードギャップを備えている（図８（ｂ）参照）。カラーフィルタ１１８は、干渉縞ブロックに対応するカラーフィルタの（ＲＧＢ）セグメントを備えている（図２参照）。

【0082】

第４の形態に係る作製方法では、原版ＣＧＨの記録材料１２０及びカラーフィルタ１１８を用いて、（Ｒ（赤色）レーザ、Ｇ（緑色）レーザ、及び、Ｂ（青色）レーザを混合した）ＲＧＢレーザを（図１４、図１５における）再生照明光及び参照光とすることにより、原版ＣＧＨを、体積型ホログラムＲＧＢ（赤色、緑色、青色）１２２ｒｇｂに転写する（記録後の記録材料１２４（赤色、緑色、青色）を作成する）。この第４の形態に係る作製方法では、ＲＧＢの３波長レーザが同軸に重畳される。また第４の形態に係る作製方法では、原版ＣＧＨの赤色ブロック部分、緑色ブロック部分、及び青色ブロック部分の全てが、転写されることになる。

【0083】

原版ＣＧＨの記録材料１２０、カラーフィルタ１１８、記録後の記録材料１２４、及び、転写のためのレーザの概略の位置関係は、図１９（ｂ）に示すようなものとなる。この第４の形態に係る作製方法では、原版ＣＧＨが１枚、カラーフィルタが１枚、転写ホログラムが１枚用いられ、転写ショット数が１回となる。この作製方法では、多重露光が行われること、位置合わせが容易であること、及び、原版より高品質のホログラムとなることが特徴としてあげられる。また、カラーフィルタは再利用可能である。また、転写ショット数が１回であることから、この第４の形態に係る作製方法は、より大量生産向けのものである。

【符号の説明】

【0084】

２・・・干渉縞層、４・・・カラーフィルタ、６・・・レジスト層、８・・・金属膜、８’・・・Ｃｒ膜、１０・・・ガラス基板、１６・・・干渉縞、１８・・・ガードギャップ、２２・・・フォトレジスト層、３２・・・金属膜、６４・・・物体、７０・・・記録材料、９４・・・観察者、８２・・・再生照明光、８４・・・再生光、１０１・・・参照光、１０３・・・物体光。

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】