特開2022-154753ホログラム表示システム、ホログラム表示方法、及びホログラム
(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】P2022154753
(43)【公開日】2022-10-13
(54)【発明の名称】ホログラム表示システム、ホログラム表示方法、及びホログラム
(51)【国際特許分類】
G03H 1/24 20060101AFI20221005BHJP
G03B 35/18 20210101ALI20221005BHJP
【ＦＩ】
G03H1/24
G03B35/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021057938
(22)【出願日】2021-03-30
(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】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(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
【テーマコード（参考）】
2H059
2K008
【Ｆターム（参考）】
2H059AC04
2K008AA00
2K008AA14
2K008CC01
2K008EE01
2K008EE04
2K008FF17
2K008FF27
2K008HH02
(57)【要約】
【課題】相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができるホログラム画像を複数瞬時に切り替えて表示することができるホログラム表示システムを提供する。
【解決手段】複数のホログラム画像を瞬時に切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムは、コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、照明光源の照明パターンを制御する制御装置と、を備え、干渉縞形成媒体における干渉縞のデータは、複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、抽出した各々の干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、制御装置は、照明光源からの照明パターンを、所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、干渉縞形成媒体に照射することにより、複数のホログラム画像を瞬時に切り替えて表示させる。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】複数のホログラム画像を瞬時に切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムは、コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、照明光源の照明パターンを制御する制御装置と、を備え、干渉縞形成媒体における干渉縞のデータは、複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、抽出した各々の干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、制御装置は、照明光源からの照明パターンを、所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、干渉縞形成媒体に照射することにより、複数のホログラム画像を瞬時に切り替えて表示させる。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のホログラム画像を切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムであって、
コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、
前記干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、
前記照明光源の照明パターンを制御する制御装置と、
を備え、
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータは、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、
前記制御装置は、
前記照明光源からの前記照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示させる、
ホログラム表示システム。
コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、
前記干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、
前記照明光源の照明パターンを制御する制御装置と、
を備え、
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータは、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、
前記制御装置は、
前記照明光源からの前記照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示させる、
ホログラム表示システム。
【請求項2】
前記所定の空間分割パターンが、縞パターンである、
請求項１に記載のホログラム表示システム。
請求項１に記載のホログラム表示システム。
【請求項3】
前記所定の空間分割パターンが、格子状パターンである、
請求項１に記載のホログラム表示システム。
請求項１に記載のホログラム表示システム。
【請求項4】
前記制御装置が、前記照明パターンの照明部分と非照明部分との境界にグラデーションを配置するように前記照明パターンを制御する、
請求項１に記載のホログラム表示システム。
請求項１に記載のホログラム表示システム。
【請求項5】
コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成された干渉縞形成媒体に、照明光源により照明光を照射することにより、ホログラム画像を表示するホログラム表示方法であって、
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータを、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成し、
制御装置により、前記照明光源からの照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示する、
ホログラム表示方法。
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータを、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成し、
制御装置により、前記照明光源からの照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示する、
ホログラム表示方法。
【請求項6】
コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体を含む、ホログラムであって、
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータは、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、
前記所定の空間分割パターンが格子状パターンである、
ホログラム。
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータは、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、
前記所定の空間分割パターンが格子状パターンである、
ホログラム。
【請求項7】
複数のホログラム画像を切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムであって、
転写により体積型屈折率分布による干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、
前記干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、
前記照明光源の照明パターンを制御する制御装置と
を備え、
前記転写により形成される前記干渉縞の、転写元の干渉縞のデータは、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、
前記制御装置は、
前記照明光源からの照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示させる、
ホログラム表示システム。
転写により体積型屈折率分布による干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、
前記干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、
前記照明光源の照明パターンを制御する制御装置と
を備え、
前記転写により形成される前記干渉縞の、転写元の干渉縞のデータは、
複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものであり、
前記制御装置は、
前記照明光源からの照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示させる、
ホログラム表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ホログラム表示システム、ホログラム表示方法、及びホログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の光学ホログラフィに対して、コンピュータ上で仮想物体からの光波を計算し、物体光と参照光を数値合成することでホログラムを作製する技術は、コンピュータホログラフィと呼ばれる。更に、作製されるホログラムは、計算機合成ホログラム （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ；ＣＧＨ) と称される。コンピュータホログラフィでは、数値データで表現された非実体の物体やシーンの再生が可能である。
【0003】
静止画像を映し出すＣＧＨは、例えば、ガラス基板上にリソグラフィのような微細加工技術で金属膜（層）や凹凸パターンを形成することにより作製される。静止画像のためのこのようなＣＧＨは、相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができるホログラムと成り得る。但し、干渉縞の画素ピッチは微細になり、それに対応して画素数は膨大なもの（例えば、数百億のピクセル数）になる。
【0004】
このような膨大な画素数により微細加工技術で作製されるＣＧＨにおいては、現在の画像技術では、例えば、動画表示等の、瞬時での切り替え表示を行うことは困難である。
【0005】
なお、引用文献１では、複数のホログラムを空間的に分割して一つのホログラムにまとめる、というホログラムの製造方法及びその記録媒体が開示されている。このホログラム記録媒体は、観察者が視点位置を比較的大きく変えることによって、複数の異なる再生像を見ることができる、というものである。引用文献２でも、複数のホログラムを空間的に分割して一つのホログラムにまとめる、という光学式３次元動画表示装置が開示されているが、この発明は奥行きのある構造の奥行きを強調するためのものである。引用文献１に開示の施術も引用文献２に開示の技術も、複数人が視点を変えずに同時に見ることができる同じ再生像を瞬時に切り替えて表示するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００９－１８７０２７号公報
【特許文献2】特開２０００－０６６１３６号公報
【特許文献3】特開２０１７－２１９８２４号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】K. Matsushima: Introduction to Computer Holography, (Springer, 2020). ISBN 978-3-030-38435-7
【非特許文献2】K.Matsushima: Very Large-scale computer-generated hologram for 3D display, 11th International Conference on Optics-photonics, Design & Fabrication, 30S4-02 (2018)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本開示は、相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができるホログラム画像を、複数、瞬時に切り替えて表示することができる、ホログラム立体画像表示システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示のホログラム表示システムは、複数のホログラム画像を切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムである。
当該ホログラム表示システムは、コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、前記干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、前記照明光源の照明パターンを制御する制御装置と、を備える。
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータは、複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものである。
前記制御装置は、前記照明光源からの前記照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示させる。
当該ホログラム表示システムは、コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体と、前記干渉縞形成媒体を照明する照明光源と、前記照明光源の照明パターンを制御する制御装置と、を備える。
前記干渉縞形成媒体における前記干渉縞のデータは、複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、前記抽出した各々の前記干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものである。
前記制御装置は、前記照明光源からの前記照明パターンを、前記所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、前記干渉縞形成媒体に照射することにより、前記複数のホログラム画像を切り替えて表示させる。
【発明の効果】
【0010】
本開示のホログラム表示システムは、相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができるホログラム画像を、複数、瞬時に切り替えて表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1A】実施の形態１に係るホログラム表示システムのＣＧＨにおける、干渉縞パターンデータの分割と統合の様子の例を模式的に示す図である。
【図1B】実施の形態１に係るホログラム表示システムのＣＧＨにおける、コンピュータによる干渉縞パターンデータの分割と統合の処理を示すフローチャートである。
【図2A】実施の形態１に係るホログラム表示システムの構成図（１）である。
【図2B】実施の形態１に係るホログラム表示システムの構成図（２）である。
【図2C】実施の形態１に係るホログラム表示システムの構成図（３）である。
【図2D】実施の形態１に係るホログラム表示システムの構成図（４）である。
【図3】実施の形態１に係るホログラム表示システムのＣＧＨにおける、干渉縞パターンデータの分割の第１例を示す図である。
【図4】実施の形態１に係るホログラム表示システムのＣＧＨにおける、干渉縞パターンデータの分割の第２例を示す図である。
【図5】実施の形態２に係るホログラム表示システムの照明パターンの変形例である。
【図6A】実施の形態３に係るホログラム表示システムで用いられる赤色緑色青色のためのＣＧＨ、及びカラーフィルタを模式的に示す図である。
【図6B】図６Ｂ（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６Ｂ（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６Ｂ（ｃ）は、図６Ｂ（ｃ）に示すように、ＲＧＢブロックのストライプが水平のものである干渉縞層を示す図である。
【図7A】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7B】実施の形態４に係るホログラム表示システムで用いられる赤色緑色青色のためのＣＧＨの作製方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0013】
なお、本発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【0014】
１．本開示に至る経緯
コンピュータホログラフィは、コンピュータ上の仮想物体からの光波をコンピュータで計算し、物体光と参照光を数値合成することでホログラムを作製する技術である。このコンピュータホログラフィにより作製されるホログラムは、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）である。コンピュータホログラフィでは、コンピュータ上の仮想物体からの光が計算されて干渉縞が作成されるため、実際の物体は必要ないという大きな利点がある。また、実際の物体と仮想物体をミックスして再生することもできる。
コンピュータホログラフィは、コンピュータ上の仮想物体からの光波をコンピュータで計算し、物体光と参照光を数値合成することでホログラムを作製する技術である。このコンピュータホログラフィにより作製されるホログラムは、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）である。コンピュータホログラフィでは、コンピュータ上の仮想物体からの光が計算されて干渉縞が作成されるため、実際の物体は必要ないという大きな利点がある。また、実際の物体と仮想物体をミックスして再生することもできる。
【0015】
また、作成される干渉縞パターンはデジタルデータであるため、干渉縞パターンデータは、デジタルデータを記録する通常の記録媒体に保存されたり、転送されたり、複製されたりすることが可能である。
【0016】
一方、複数人が同時に見ることができる程度にＣＧＨの視域角を広くするには、干渉縞の画素ピッチをより微細にする必要がある。大面積のＣＧＨでは膨大なピクセル数が必要とされ、コンピュータによるそれらピクセルに関する計算には大量のメモリと長い時間とが必要とされる。
【0017】
非特許文献１と２に開示されるＣＧＨである「Ｔｏｙ Ｔｒａｉｎ」も以下のように、微細な画素ピッチ（ピクセル間隔）及び膨大な画素（ピクセル）数を要する。
【0018】
【表1】
【0019】
上述の「Ｔｏｙ Ｔｒａｉｎ」のように、微細加工技術で作製されるＣＧＨは、従来、静止画のホログラムであり、微細な画素ピッチ及び相応の視域角を持つホログラフィを実現することができる。
【0020】
ところが、複数人が同時に見ることができる程度に相応の視域角（例えば、３０°）を備えつつ、再生像を瞬時に、然も複数回、切り替えて表示できる、ＣＧＨのための表示装置は、従来存在しなかった。というのは、上述のような微細加工技術で作製されるＣＧＨは、再生像を静止させて表示するのに適するが、基板の物理的な入れ替えには物理的な作業を要することから、再生像の瞬時での切り替えには全く適さないからである。また、表示デバイスとして商業的に入手可能なデジタルディスプレイデバイスを利用しようとしても、高解像度ＣＧＨの膨大なピクセル数（例えば、数百億数）を表示し得るデジタルディスプレイデバイスが現実に存在しないからである。例えば、現在広く普及しているフルＨＤは、ディスプレイ解像度が２０７万画素に過ぎず、同じく広く普及している４Ｋテレビジョンは、ディスプレイ解像度が８２９万画素に過ぎない。
【0021】
本発明者は、ＣＧＨを用いれば干渉縞の一部からでも再生像が形成され得ることに着目して、ＣＧＨそのものを切り替えず、再生照明光源として用いるレーザプロジェクタの照明パターンに構造を持たせ、その構造の切り替えを制御することにより、再生像の瞬時での切り替えを実現することに想到した。再生像を瞬時に、然も複数回、切り替えて表示することによって、ホログラムの動画を表示することも可能になる。
【0022】
２．実施の形態１
２．１．ホログラム表示システムの構成
図２Ａは、実施の形態１に係る、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システム１の構成図である。図２Ａに示すホログラムは反射再生のものである。実施の形態１に係るホログラム表示システム１は、照明光源であるプロジェクタ６と、コンピュータホログラフィで形成した干渉縞の媒体、即ち、干渉縞層（干渉縞形成媒体）２を備えるホログラム４と、プロジェクタ（照明光源）６の照明、特に、後で説明する照明パターンを制御するパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と言う）（制御装置）８とを含む。プロジェクタ６の光源は、例えば、レーザダイオードであるが、他のものでもよい。他の実施の形態における光源においても同様である。
２．１．ホログラム表示システムの構成
図２Ａは、実施の形態１に係る、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システム１の構成図である。図２Ａに示すホログラムは反射再生のものである。実施の形態１に係るホログラム表示システム１は、照明光源であるプロジェクタ６と、コンピュータホログラフィで形成した干渉縞の媒体、即ち、干渉縞層（干渉縞形成媒体）２を備えるホログラム４と、プロジェクタ（照明光源）６の照明、特に、後で説明する照明パターンを制御するパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と言う）（制御装置）８とを含む。プロジェクタ６の光源は、例えば、レーザダイオードであるが、他のものでもよい。他の実施の形態における光源においても同様である。
【0023】
なお、本実施の形態では、照明光源は単色光源であり、例えば、照明光は赤色（波長：６３０ｎｍ）である。
【0024】
ＰＣ８は、ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブル１０でプロジェクタ（照明光源）６と接続する。プロジェクタ支持台１４に載せられるプロジェクタ（照明光源）６は、その下方にてホログラム支持台１２により斜め方向に配置されるホログラム４に対して、斜めの照明光を当てる。ホログラム４の正面から眺める観察者９４は、何にも遮られること無くホログラム画像を見ることができる。但し、ホログラム４をプロジェクタ（照明光源）６に対し斜めに配置しているために、ホログラム４の上部と下部とで照明光に歪みが生じ高解像度ＣＧＨを正確に照明し難い可能性はある。また、ホログラム４をプロジェクタ（照明光源）６に対し斜めに配置していることから、ＣＧＨの周辺に照明光（照明光）が台形状に広がることとなりやすいため、後で説明するように台形補正という位置合わせ補正が行われることが望ましい。
【0025】
【0026】
図２Ｂも、実施の形態１に係る、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システム１の構成図である。図２Ｂに示すホログラムも反射再生のものである。図２Ｂに示す実施の形態１に係るホログラム表示システム１も、プロジェクタ（照明光源）６と、コンピュータホログラフィに基づく干渉縞が形成される干渉縞層（干渉縞形成媒体）２を備えるホログラム４と、プロジェクタ（照明光源）６の照明パターンを制御するＰＣ８とを含む。ＰＣ８とプロジェクタ（照明光源）６とはＨＤＭＩケーブル１０で接続される。
【0027】
プロジェクタ支持台１４に載せられるプロジェクタ（照明光源）６は、ホログラム支持台１２により配置されるホログラム４に対して、正面から照明光を当てる。図２Ｂに示すホログラム表示システムの構成では、ホログラム４の上部と下部とで照明光に歪みが生じにくい。但し、ホログラム４の正面から眺める観察者９４には、プロジェクタ（照明光源）６自身が視界に入りホログラム画像（ホログラム）の観察の妨げになる可能性はある。
【0028】
【0029】
【0030】
２．２．干渉縞パターンのデータの構成
干渉縞層（干渉縞形成媒体）２に実際に形成される干渉縞パターンに関するデータは、コンピュータにより生成される。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、あるいは他の方法により、干渉縞パターンを形成する。
干渉縞層（干渉縞形成媒体）２に実際に形成される干渉縞パターンに関するデータは、コンピュータにより生成される。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、あるいは他の方法により、干渉縞パターンを形成する。
【0031】
例えば、当該リソグラフィでは、例えば、以下のように干渉縞層（干渉縞形成媒体）２が形成される。まず、ガラス基板上に金属膜（例えば、Ｃｒ膜）及びレジスト層が積層される。レーザ照射または電子線照射により、干渉縞パターンのデータに従って、レジスト層が露光される。次に、感光した部分のレジスト層が除去され、露出した金属膜（例えば、Ｃｒ膜）がエッチングされ、最後に、レジスト層が除去される。レジスト層が除去された金属膜が、干渉縞形成媒体（干渉縞層）２となる。
【0032】
干渉縞の生成方法は、上述のリソグラフィに限定されるものではない。ＣＧＨの干渉縞は、主として下記（１）～（４）の媒体及び方法で形成できる。
（１）写真フィルムのような感光材料（銀塩材料）の黒化パターン。
（２）フォトポリマ、漂白した銀塩材料、重クロム酸ゼラチンなどで形成した屈折率分布。
（３）レーザリソグラフィや電子線リソグラフィによる金属膜。
（４）レーザリソグラフィや電子線リソグラフィによるレジストやガラス等の透明基材の凹凸パターン、あるいは、それをインプリトした、通常プラスチック素材における凹凸パターン。
上述では（３）の金属膜に干渉縞が形成されている。
（１）写真フィルムのような感光材料（銀塩材料）の黒化パターン。
（２）フォトポリマ、漂白した銀塩材料、重クロム酸ゼラチンなどで形成した屈折率分布。
（３）レーザリソグラフィや電子線リソグラフィによる金属膜。
（４）レーザリソグラフィや電子線リソグラフィによるレジストやガラス等の透明基材の凹凸パターン、あるいは、それをインプリトした、通常プラスチック素材における凹凸パターン。
上述では（３）の金属膜に干渉縞が形成されている。
【0033】
図１Ａは、実施の形態１に係るホログラム表示システム１のＣＧＨにおける、コンピュータによる、干渉縞パターンのデータの分割と統合の様子の例を模式的に示す図である。図１Ｂは、実施の形態１に係るホログラム表示システム１のＣＧＨにおける、コンピュータによる干渉縞パターンデータの分割と統合の処理を示すフローチャートである。
【0034】
図１Ｂに示すコンピュータによる干渉縞パターンデータの分割と統合の処理では、先ず、複数のホログラム画像のための干渉縞データについて、各々の一部を、所定の空間分割パターンに従って抽出する（Ｓ０４）。次に、抽出された各々の干渉縞データの一部を、一つに統合して、統合後干渉縞パターンデータ３を生成する（Ｓ０６）。
【0035】
図１Ａに示す干渉縞パターンの例にて処理の流れを示す。まず、「分割前干渉縞」の行に示されるように、（１）、（２）、（３）及び（４）の、４つの干渉縞データが用意される。これらの各々に対して、「分割後干渉縞」の行に示されるように、干渉縞データが空間分割される。
【0036】
「分割後干渉縞」の行における（１）～（４）の干渉縞パターンの各々では、縦細の干渉縞が置かれ、続いてその縦縞三つ分の影部分（即ち、非照明部分）が置かれている。（１）の干渉縞パターンと（２）の干渉縞パターンとを対比すると、（２）の縦細の干渉縞部分は、（１）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。同様に、（３）の縦細の干渉縞部分は、（２）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。（４）の縦細の干渉縞部分は、（３）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。更に、（１）の縦細の干渉縞部分は、（４）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。
【0037】
従って、「分割後干渉縞」の行における（１）～（４）の干渉縞パターンのデータは、重畳すること無く統合されて、図１Ａの右下部に示すように、統合後干渉縞パターンデータ３となる。
【0038】
なお、図１Ａに示す干渉縞パターンでは、本発明者は、例えば、１２８本の縦縞を用いて、１０．４ｃｍ角のＣＧＨを構成する等行っており、この際、縞間隔、即ち、縦細の干渉縞部分の幅は、０．８ｍｍである。
【0039】
また、図１Ａに示す干渉縞パターンの例では、干渉縞は４つに分割されている。分割の数は、２以上であれば幾つであっても構わない。干渉縞の有効面積と分割の（コマ）数とは、トレードオフの関係にある。
【0040】
２．３．干渉縞に対応するホログラム画像の再生動作
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。この特性を利用して、本実施の形態では、統合後干渉縞パターンデータ３の干渉縞が形成された干渉縞形成媒体（干渉縞層）２及びホログラム４に対して、プロジェクタ（照明光源）６により、図１Ａの「分割後干渉縞」の行における（１）～（４）の各々の干渉縞パターンのうち、縦細の干渉縞部分にのみ照明光を当てて、図１Ａの「分割前干渉縞」の行における（１）～（４）の各々の干渉縞パターンに対応するホログラム画像を再生させる。
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。この特性を利用して、本実施の形態では、統合後干渉縞パターンデータ３の干渉縞が形成された干渉縞形成媒体（干渉縞層）２及びホログラム４に対して、プロジェクタ（照明光源）６により、図１Ａの「分割後干渉縞」の行における（１）～（４）の各々の干渉縞パターンのうち、縦細の干渉縞部分にのみ照明光を当てて、図１Ａの「分割前干渉縞」の行における（１）～（４）の各々の干渉縞パターンに対応するホログラム画像を再生させる。
【0041】
例えば、図１Ａの「分割後干渉縞」の行の（１）の干渉縞パターンのうち縦細の干渉縞部分に対応する部分にのみ照明光を当てて、図１Ａ「分割前干渉縞」の行における（１）の干渉縞に対応するホログラム画像を再生させる。このとき、縦細の干渉縞部分以外の影部分は、非照明部分である。プロジェクタ（照明光源）６は、縦細の干渉縞部分に対応する部分に照明光を当て、影部分（非照明部分）には何も当てないように、ＰＣ８により制御される。
【0042】
なお、本実施の形態では、上述のような、プロジェクタ（照明光源）６の照明パターンを制御するため、例えば、Ｕｎｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社が提供するゲーム開発ツールであるＵｎｉｔｙを利用している。ＵｎｉｔｙはＰＣ８に導入されている。他の実施の形態も同様である。なお、勿論、照明パターンを制御するための別のツールが用いられてもよい。
【0043】
図１Ａの「分割後干渉縞」の行の（２）、（３）、及び（４）の各々、並びに、図１Ａの「分割前干渉縞」の行の（２）、（３）、及び（４）の各々についても、同様に、ＰＣ８及びプロジェクタ（照明光源）６により照明光を制御することにより、夫々のホログラム画像が再生される。
【0044】
従って、ＰＣ８及びプロジェクタ（照明光源）６により、照明光を、図１Ａの分割後干渉縞の（１）、（２）、（３）、及び（４）の各々の干渉縞パターンに対応する照明パターンの間で、切り替えることにより、再生される画像が、図１Ａの分割前干渉縞の（１）、（２）、（３）、及び（４）の夫々に対応するホログラム画像に、瞬時に切り替わることになる。
【0045】
２．４．干渉縞データの空間分割パターンとそれに対応する照明光源の照明パターンの、二つの構成例
図３は、実施の形態１に係るホログラム表示システム１のＣＧＨにおける、干渉縞パターンデータの空間分割の第１の例を示す図である。図３に示す、干渉縞パターンデータの空間分割の第１の例は、図１Ａに示す干渉縞パターンデータの空間分割パターンと、同様のものである。
図３は、実施の形態１に係るホログラム表示システム１のＣＧＨにおける、干渉縞パターンデータの空間分割の第１の例を示す図である。図３に示す、干渉縞パターンデータの空間分割の第１の例は、図１Ａに示す干渉縞パターンデータの空間分割パターンと、同様のものである。
【0046】
図３の（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、及び（４ａ）の干渉縞パターンの各々では、図１Ａに示す干渉縞パターンデータの空間分割パターンと同様に、縦細の干渉縞が置かれ、続いてその縦縞三つ分の影部分（即ち、非照明部分）が置かれている。図３の（１ｂ）、（２ｂ）、（３ｂ）、及び（４ｂ）は、夫々、図３の（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、及び（４ａ）の干渉縞パターンの各々の一部を、拡大したものである。
【0047】
（１ａ）及び（１ｂ）の干渉縞パターンと（２ａ）及び（２ｂ）の干渉縞パターンとを対比すると、（２ａ）及び（２ｂ）の縦細の干渉縞部分は、（１ａ）及び（１ｂ）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。同様に、（３ａ）及び（３ｂ）の縦細の干渉縞部分は、（２ａ）及び（２ｂ）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。（４ａ）及び（４ｂ）の縦細の干渉縞部分は、（３ａ）及び（３ｂ）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。更に、（１ａ）及び（１ｂ）の縦細の干渉縞部分は、（４ａ）及び（４ｂ）の縦細の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦細分だけ右にずれている。
【0048】
図３の（１ａ）及び（１ｂ）、（２ａ）及び（２ｂ）、（３ａ）及び（３ｂ）、並びに、（４ａ）及び（４ｂ）の干渉縞パターンの各々に対しては、縦細の干渉縞部分に対応する部分にのみ照明光を当てて、各々におけるホログラム画像の全体を再生させる。このとき、縦細の干渉縞部分以外の影部分には何の光も当てられない。ここでの照射及び非照射の制御は、ＰＣ８における、例えばＵｎｉｔｙ等のツールにより行われる。
【0049】
なお、図３に示す干渉縞パターンでも、本発明者は、例えば、１２８本の縦縞を用いて、１０．４ｃｍ角のＣＧＨを構成する等行っており、この際、縞間隔、即ち、縦細の干渉縞部分の幅は、０．８ｍｍである。
【0050】
次に、図４は、実施の形態１に係るホログラム表示システム１のＣＧＨにおける、干渉縞パターンデータの空間分割の第２の例を示す図である。
【0051】
図４の（１ｂ）、（２ｂ）、（３ｂ）、及び（４ｂ）も、夫々、図４の（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、及び（４ａ）の干渉縞パターンの各々の一部を、拡大したものである。図４の（１ａ）及び（１ｂ）、（２ａ）及び（２ｂ）、（３ａ）及び（３ｂ）、並びに、（４ａ）及び（４ｂ）の干渉縞パターンの各々では、全体の１／４が干渉縞部分に当たる、格子状パターンが配置されている。干渉縞部分は、多数の矩形の単位部分により構成されている。つまり、矩形の干渉縞部分が並ぶ行（即ち、横）の方向では、矩形の干渉縞部分と、影部分とが交互に配置され、矩形の干渉縞部分の横幅と、当該影部分の横幅とが等しく、更に、矩形の干渉縞部分が並ぶ列（即ち、縦）の方向でも、矩形の干渉縞部分と、影部分とが交互に配置され、矩形の干渉縞部分の縦幅と、当該影部分の縦幅とが等しい。ただし、干渉縞部分の横幅（あるいは縦幅）と、影部分の横幅（あるいは縦幅）は、等しくなくてもよい。
【0052】
（１ａ）及び（１ｂ）の干渉縞パターンと（２ａ）及び（２ｂ）の干渉縞パターンとを対比すると、（２ａ）及び（２ｂ）の矩形の干渉縞部分は、（１ａ）及び（１ｂ）の矩形の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦縞分だけ右（若しくは左）にずれている。同様に、（３ａ）及び（３ｂ）の矩形の干渉縞部分は、（２ａ）及び（２ｂ）の矩形の干渉縞部分に対して、一つの縦縞分だけ左（若しくは右）に及び一つの横縞分だけ上（若しくは下）にずれている。（４ａ）及び（４ｂ）の矩形の干渉縞部分は、（３ａ）及び（３ｂ）の矩形の干渉縞部分に対して、ちょうど一つの縦縞分だけ右（若しくは左）にずれている。更に、（１ａ）及び（１ｂ）の矩形の干渉縞部分は、（４ａ）及び（４ｂ）の矩形の干渉縞部分に対して、一つの縦縞分だけ左（若しくは右）に及び一つの横縞分だけ下（若しくは上）にずれている。
【0053】
図４の（１ａ）及び（１ｂ）、（２ａ）及び（２ｂ）、（３ａ）及び（３ｂ）、並びに、（４ａ）及び（４ｂ）の干渉縞パターンの各々に対しても、矩形の干渉縞部分に対応する部分にのみ照明光を当てて、各々におけるホログラム画像の全体を再生させる。このとき、矩形の干渉縞部分以外の影部分には何の光も当てられない。ここでの照射及び非照射の制御も、ＰＣ８における、例えばＵｎｉｔｙ等のツールにより行われる。
【0054】
なお、図４に示す干渉縞パターンでも、本発明者は、例えば、１２８×１２８の格子を用いて、１０．４ｃｍ角のＣＧＨを構成する等行っており、この際、格子間隔、即ち、干渉縞部分の矩形の縦横幅は、０．８ｍｍである。
【0055】
２．５．干渉縞データの空間分割パターンとそれに対応する照明光源の照明パターンの、その他の構成
干渉縞データの空間分割パターンとそれに対応する照明光源の照明パターンの構成は勿論、図１Ａや、図３や、図４に示されるものに限定されない。図３では、直線状の縦縞による空間分割パターンが示されているが、空間分割パターンは、直線状の横縞によるものであってもよい。また、波線状の縦縞若しくは横縞によるものであってもよい。
干渉縞データの空間分割パターンとそれに対応する照明光源の照明パターンの構成は勿論、図１Ａや、図３や、図４に示されるものに限定されない。図３では、直線状の縦縞による空間分割パターンが示されているが、空間分割パターンは、直線状の横縞によるものであってもよい。また、波線状の縦縞若しくは横縞によるものであってもよい。
【0056】
また、分割対象の平面（空間）を多数の微小な正三角形によって区切り、それら全体の多数の正三角形を複数のグループに均等に分け、それら複数のグループの各々を、一つの空間分割パターンとするようにしてもよい。同様に、分割対象の平面（空間）を多数の微小な正六角形によって区切り、それら全体の多数の正六角形を複数のグループに均等に分け、それら複数のグループの各々を、一つの空間分割パターンとするようにしてもよい。このように平面充填パターンであれば、どのような空間分割パターンでもよい。
【0057】
２．６．実施の形態１のまとめ
以上のように、本実施の形態に係るホログラム表示システム１は、複数のホログラム画像を切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムである。当該ホログラム表示システム１は、コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体２と、干渉縞形成媒体２を照明するプロジェクタ６と、プロジェクタ６の照明パターンを制御するＰＣ８と、を備える。干渉縞形成媒体２における干渉縞のデータは、複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、抽出した各々の干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものである。ＰＣ８は、プロジェクタ６からの照明パターンを、所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、干渉縞形成媒体２に照射することにより、複数のホログラム画像を切り替えて表示させる。
以上のように、本実施の形態に係るホログラム表示システム１は、複数のホログラム画像を切り替えて表示する、計算機合成ホログラムによるホログラム表示システムである。当該ホログラム表示システム１は、コンピュータホログラフィによる干渉縞が形成される干渉縞形成媒体２と、干渉縞形成媒体２を照明するプロジェクタ６と、プロジェクタ６の照明パターンを制御するＰＣ８と、を備える。干渉縞形成媒体２における干渉縞のデータは、複数のホログラムの各々の干渉縞データの一部を所定の空間分割パターンに従って抽出し、抽出した各々の干渉縞データの一部を一つに統合することにより、生成されるものである。ＰＣ８は、プロジェクタ６からの照明パターンを、所定の空間分割パターンに合わせて切り替え、干渉縞形成媒体２に照射することにより、複数のホログラム画像を切り替えて表示させる。
【0058】
以上のようなホログラム表示システム１では、相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができるホログラム画像を、複数、瞬時に切り替えて表示することができる。尚、本実施の形態では、４つの干渉縞データを用いることにより、４つの異なる画像を表示させる例を示した。しかし、干渉縞データは４つに限らない。干渉縞データの数を多くすることにより、多くの画像を切り替えることが可能となり、アニメーションのような動画表示が可能となる。
【0059】
図３に示す縞状の干渉縞パターンを用いて、動画やアニメーションのための統合後干渉縞パターンデータ３を作製すると、動画やアニメーションの再生時には、再生像が例えば、右に流れて見えることがあることに、本発明者は気が付いた。これは、図１Ａに示すように、縞パターンを左から右に順に割り当てたからであると考えられる。これに対して、図４に示す干渉縞パターンを用いて、動画やアニメーションのための統合後干渉縞パターンデータ３を作製すると、再生像が流れて見えるという事象は見られないことにも、本発明者は気が付いている。
【0060】
３．実施の形態２
実施の形態２に係るホログラム表示システム１は、実施の形態１に係るホログラム表示システム１と略同様のものであるので、主として両者の差異を説明する。
実施の形態２に係るホログラム表示システム１は、実施の形態１に係るホログラム表示システム１と略同様のものであるので、主として両者の差異を説明する。
【0061】
図２Ａに示す、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ）によるホログラム表示システム１では、ホログラム４をプロジェクタ（照明光源）６に対し斜めに配置していることから、台形補正という位置合わせ補正が行われることが望ましい。
【0062】
但し、その際ホログラム画像には、位置合わせ誤差とジャギーが発生することがある。
【0063】
これに対しては、ＰＣ８の制御部は、照明パターンにおける干渉縞部分、即ち、照明部分と、影部分、即ち、非照明部分との境界にグラデーションを配置することにより、位置合わせ誤差軽減とアンチエイリアシングを行う。図５（１）は、プロジェクタ（照明光源）６からの照明パターンの例であり、円内は、照明パターンの一部の拡大図である。これに対して、図５（２）に示す照明パターンでは、照明部分と非照明部分との境界にグラデーションが配置されている。円内は同様に、照明パターンの一部の拡大図である。
【0064】
グラデーションの配置により、位置合わせ誤差が軽減され、ジャギーの発生が抑制される。
【0065】
４．実施の形態３
４．１．カラーホログラムを再生するホログラム表示システムの構成
実施の形態１及び２に係るホログラム表示システム１では、照明光は単色である。以下にて説明する実施の形態３及び４に係るホログラム表示システム１では、照明光は、ＲＧＢの照明光を含む白色光源であり、当該ホログラム表示システム１は、フルカラーホログラムを再生する。
４．１．カラーホログラムを再生するホログラム表示システムの構成
実施の形態１及び２に係るホログラム表示システム１では、照明光は単色である。以下にて説明する実施の形態３及び４に係るホログラム表示システム１では、照明光は、ＲＧＢの照明光を含む白色光源であり、当該ホログラム表示システム１は、フルカラーホログラムを再生する。
【0066】
図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び、図７Ｂを用いて説明する、以下の実施の形態３及び４は、フルカラーホログラムを再生する、本発明に係るホログラム表示システムである。この実施の形態３及び４以外でも、別のカラー化の仕組み・構成があれば、どんな仕組み・構成でも、本発明は適用可能である。
【0067】
図６Ａは、実施の形態３に係るホログラム表示システム１で用いられる赤色緑色青色（ＲＧＢ）のためのＣＧＨ、及びカラーフィルタ２４を模式的に示す図である。実施の形態３に係るホログラム表示システム１は、図６Ａに示すように、カラーフィルタ２４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）の画像を表示するものである。実施の形態３に係るホログラム表示システム１の、特に、干渉縞層２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（２４ｒ、２４ｇ、２４ｂ）に分割して各色の干渉縞を描画する。干渉縞は金属膜に形成される。干渉縞が形成された金属膜に対しては、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（２４ｒ、２４ｇ、２４ｂ）が貼り合わせられて並置される。実施の形態３に係るカラーフィルタ方式のホログラム表示システム１は、並置された干渉縞層２及びカラーフィルタ２４に対して、照明光である白色光を照射することでフルカラー再生が行われる。この白色光は白色光源（照明光源）から照射される。カラーフィルタ２４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。
【0068】
高精度のカラーフィルタ２４は様々な方法により作成することができ、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プリント技術によって作成することができる。
【0069】
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２４を正確に装着すれば、ホログラム表示システム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、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）とカラーフィルタ２４とを貼り合わせることは、不可能であり、通常、干渉縞層２とカラーフィルタ２４との位置がずれてしまう。このように干渉縞層２とカラーフィルタ２４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。
【0070】
このような再生像の劣化に対処するために、本実施の形態では、図６Ｂ（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をガードギャップ（Ｇｕａｒｄ Ｇａｐ）と称する。ここでガードギャップは全ての光を透過する。なお、図６Ｂ（ａ）は、ガードギャップ１８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反射型のホログラム表示システム１の干渉縞層２に対して、ガードギャップ１８を設けると、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。
【0071】
なお、ホログラム表示システム１が透過型のものである場合には、ガードギャップ１８は全ての光を遮断するものとして干渉縞層２に設けられる。反射型のホログラム表示システム１と透過型のホログラム表示システム１とでは、ガードギャップ１８の役割が異なるため、用途に応じて設計が為される必要がある。
【0072】
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、本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、本発明者は、ＲＧＢブロックの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。
【0073】
実施の形態３に係るホログラム表示システム１では、以上のようにして形成される、ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）及びガードギャップ１８を含む複数の（例えば、４つの）干渉縞パターンのデータについて、コンピュータにより、図１Ａに示すような空間分割と統合を行って、統合後干渉縞パターンデータ３を形成する。つまり、複数の（例えば、４つの）、ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）及びガードギャップ１８を含むホログラム画像のための干渉縞データについて、コンピュータにより、各々の一部が所定の空間分割パターンに従って抽出され（図１Ｂ・Ｓ０４参照）、抽出された各々の干渉縞データの一部が一つに統合される（図１Ｂ・Ｓ０６参照）。
【0074】
まず、「分割前干渉縞」パターンのデータとして、例えば４つの、ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）及びガードギャップ１８を含む干渉縞パターンのデータが用意される（図１Ａの「分割前干渉縞」の行を参照）。ここで複数の（例えば、４つの）干渉縞パターンのデータの各々における、ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）及びガードギャップ１８の配置は、一つのカラーフィルタ２４に適合的なものとなっている。これらの各々に対して、例えば、図１Ａの「分割後干渉縞」の行に示されるように、コンピュータにより、干渉縞パターンのデータが空間分割される。
【0075】
分割された、例えば４つの、ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）及びガードギャップ１８を含む干渉縞パターンのデータは、コンピュータにより、重畳すること無く統合されて、統合後干渉縞パターンデータ３となる。
【0076】
前述のように、図１Ａに示す干渉縞パターンでは、縦細の干渉縞部分の幅は、０．８ｍｍ程度であることが想定されている。また前述のように、干渉縞パターンのＲＧＢブロックのストライプ幅は、１００μｍ＝０．１ｍｍ程度、ガードギャップ幅は、５０μｍ＝０．０５ｍｍ程度であることが想定されている。従って、縦細の干渉縞部分の主方向と、ＲＧＢブロックのストライプの主方向とが同じであるならば、一つの縦細の干渉縞部分には、ＲＧＢブロックのストライプが６本弱程度入ることになる。よって、縦細の干渉縞部分に入るＲＧＢブロックに拠ってもフルカラーの再生像が形成され得る。
【0077】
なお、図６Ｂ（ｃ）に示すように、干渉縞層２におけるＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）のストライプは、水平のものであってもよい。即ち、ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）のストライプは横細のものであってもよい。図６Ｂ（ｃ）の干渉縞層２においてもガードギャップ１８が各色の干渉縞ブロックの境界に設けられることが望ましい。ＲＧＢブロック（２ｒ、２ｇ、２ｂ）のストライプが水平のものである場合には、カラーフィルタのストライプも、それに合わせて水平のものになる。
【0078】
干渉縞パターンのデータへの空間分割パターンは、勿論、縦縞だけに限定されず、横縞状のものでも、格子状のものでも、その他のものでもよい。
【0079】
統合後干渉縞パターンデータ３により、フルカラー高解像度計算機合成ホログラムが作成される。本実施の形態３は、このフルカラー高解像度計算機合成ホログラムが、図２Ａや図２Ｂに示すホログラム表示システム１において「ホログラム４」として用いられるものである。プロジェクタ（照明光源）６の光源は白色光源である。実施の形態３に係るホログラム表示システム１は、フルカラーホログラフィを再生する。
【0080】
実施の形態３に係るホログラム表示システム１は、相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができる、フルカラー高解像度のホログラム画像を、複数、瞬時に切り替えて表示することができる。すなわち、フルカラーの動画表示が可能になる。
【0081】
５．実施の形態４
５．１．カラーホログラフィを再生するホログラム表示システムの構成
以下にて説明する実施の形態４に係るホログラム表示システム１は、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用いるホログラム表示システムであり、フルカラー高解像度計算機合成ホログラムのためのホログラム表示システムである。
５．１．カラーホログラフィを再生するホログラム表示システムの構成
以下にて説明する実施の形態４に係るホログラム表示システム１は、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用いるホログラム表示システムであり、フルカラー高解像度計算機合成ホログラムのためのホログラム表示システムである。
【0082】
まず図７Ａは、金属膜高解像度の原版ＣＧＨの、記録材料（干渉縞形成媒体）１０５への転写の様子を示す概略図である。図７Ａ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（干渉縞形成媒体）１０５が貼り付けられて、記録媒体（干渉縞形成媒体）が形成されている。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。
【0083】
再生照明光源９６から再生照明光８２が、原版ＣＧＨの干渉縞が形成されたクロム膜８８表面に照射されると、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（干渉縞形成媒体）１０５に干渉縞が記録される。即ち、干渉縞形成媒体である記録媒体１０５に、転写により、体積型屈折率分布による干渉縞が形成される。このことは、金属膜高解像度の原版ＣＧＨの転写である。
【0084】
同時に、このことは、周知である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、記録材料の背面に置いた物体の物体光の光波を記録することと同じである。よって、図７Ａに示すような転写により作製されるホログラムは、体積型ホログラムとなる。
【0085】
図７Ａに示す記録材料（干渉縞形成媒体）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７Ａでは、記録材料（干渉縞形成媒体）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（干渉縞形成媒体）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。
【0086】
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。
【0087】
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のためのホログラム表示システムに展開することが可能となる。
【0088】
次に図７Ｂ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のためのホログラム表示システムへの展開を説明する。図７Ｂは、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の干渉縞層を表している。最初に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒを、Ｒ（赤色）レーザを（図７Ａにおける）再生照明光８２及び参照光１０１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（干渉縞形成媒体）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８２及び参照光１０１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（干渉縞形成媒体）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８２及び参照光１０１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（干渉縞形成媒体）Ｂ（青色）を作成する）。
【0089】
最後に、記録後の記録材料（干渉縞形成媒体）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が作製される。この図７Ｂに示す作製方法では、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。勿論、転写により生成される記録材料（干渉縞形成媒体）Ｒ、Ｇ、Ｂの作製順序は、図７Ｂに示すものと異なっていてもよい。記録後の記録材料（干渉縞形成媒体）Ｒ、Ｇ及びＢの、重ね合わせの順序も図７Ｂに示すものと異なっていてもよい。
【0090】
本実施の形態４では、前述の、転写元である、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、若しくは、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂの、各々の干渉縞パターンのデータについて、図１Ａに示すような、複数（例えば、４つ）に関する、空間分割と統合を行って、各色のための統合後干渉縞パターンデータ３を形成する。つまり、複数の（例えば、４つの）、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、若しくは、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂのいずれかのための干渉縞データについて、コンピュータにより、夫々の一部が所定の空間分割パターンに従って抽出され（図１Ｂ・Ｓ０４参照）、抽出された夫々の干渉縞データの一部が一つに統合される（図１Ｂ・Ｓ０６参照）。
【0091】
まず、「分割前干渉縞」パターンのデータとして、例えば４つの、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、若しくは、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂのいずれかのための、干渉縞パターンのデータが用意される（図１Ａの「分割前干渉縞」の行を参照）。４つのうち、一つ目の干渉縞パターン、二つ目の干渉縞パターン、三つ目の干渉縞パターン、及び、四つ目の干渉縞パターンは、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色において、同じホログラム画像のためのものである。ホログラム画像の数が「４」以外の数であっても同様である。
【0092】
用意される干渉縞パターンの各々に対して、コンピュータにより、例えば、図１Ａの「分割後干渉縞」の行に示されるように、干渉縞パターンのデータの空間分割が行われる。空間分割のパターンは、いずれの色のＣＧＨの干渉縞パターンのデータに対しても同じである。
【0093】
分割された、例えば４つの、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、若しくは、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂのいずれかのための干渉縞パターンのデータは、コンピュータにより、重畳すること無く統合されて、各色のための統合後干渉縞パターンデータ３となる。統合後干渉縞パターンデータ３は、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の、ＣＧＨの干渉縞の全てに関して作製される。
【0094】
Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色のための統合後干渉縞パターンデータ３により、金属膜高解像度の原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒ、原版ＣＧＨ・Ｇ１１０ｇ、及び、原版ＣＧＨ・Ｂ１１０ｂが作製される。
【0095】
原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒが体積型ホログラムＲ（赤色）１１２ｒに転写され（即ち、記録後の記録材料（干渉縞形成媒体）Ｒ（赤色）が作成され）、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｇが、体積型ホログラムＧ（緑色）１１２ｇに転写され（即ち、記録後の記録材料（干渉縞形成媒体）Ｇ（緑色）が作成され）、更に、原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｂが、体積型ホログラムＢ（青色）１１２ｂに転写される（記録後の記録材料（干渉縞形成媒体）Ｂ（青色）が作成される）。記録後の記録材料（干渉縞形成媒体）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とされる。
【0096】
本実施の形態４は、このフルカラー高解像度計算機合成ホログラムが、図２Ａや図２Ｂに示すホログラム表示システム１において「ホログラム４」として用いられるものである。プロジェクタ（照明光源）６の光源は白色光源である。実施の形態４に係るホログラム表示システム１は、フルカラーホログラムを再生する。
【0097】
なお、干渉縞データへの空間分割パターンは、勿論、縦縞だけに限定されず、横縞状のものでも、格子状のものでも、その他のものでもよい。
【0098】
図７Ａ及び図７Ｂに示す作製方法及び作製装置により、実施の形態４に係るホログラム表示システム１における、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であって、フルカラー高解像度計算機合成ホログラムが作製される。実施の形態４に係るホログラム表示システム１は、相応の視域角を備え、よって複数人が同時に見ることができる、フルカラー高解像度のホログラム画像を、複数、瞬時に切り替えて表示することができる。すなわち、フルカラーの動画表示が可能になる。
【0099】
なお、本実施の形態４の変形例として、例えば、赤色単色のための原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒの干渉縞パターンのデータのみについて、複数（例えば、４つ）に関する、空間分割と統合を行って、統合後干渉縞パターンデータ３を形成し、金属膜高解像度の原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒを作製し、当該原版ＣＧＨ・Ｒ１１０ｒを体積型ホログラムＲ（赤色）１１２ｒに転写して、図２Ａや図２Ｂに示すホログラム表示システム１において用いられる「ホログラム４」としてもよい。この場合、プロジェクタ（照明光源）６の光源は赤色光源である。このように赤色単色の光源のためのホログラム４が作製され得る。
【0100】
緑色単色の光源のためのホログラム４や、青色単色の光源のためのホログラム４も、同様にして作製され得る。
【0101】
６．他の実施の形態
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
【0102】
例えば、実施の形態４に係るホログラム表示システムの作製過程では、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回となるが、用いられる転写ホログラムが１枚であってもよい。即ち、１枚の転写ホログラムに、３枚の原版ＣＧＨから転写されてもよい。
【0103】
また、フルカラーを実現する転写ホログラムを作製するにあたり、実施の形態３におけるＲＧＢブロック及びガードギャップを含む干渉縞パターンを含む干渉縞層と、実施の形態４における転写に係る装置とが、組み合わせて用いられてもよい。
【0104】
また、実施の形態を説明するために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【0105】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【符号の説明】
【0106】
１・・・ホログラム表示システム、
２・・・干渉縞形成媒体（干渉縞層）、
３・・・統合後干渉縞パターンデータ、
４・・・ホログラム、
６・・・プロジェクタ（照明光源）、
８・・・ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、
１０・・・ＨＤＭＩケーブル、
１２・・・ホログラム支持台、
１４・・・プロジェクタ支持台、
１６・・・照明パターン、
１８・・・ガードギャップ、
２４・・・カラーフィルタ、
８２・・・再生照明光、
８６・・・再生像、
８４・・・再生光、
８８・・・金属膜（クロム膜）、
９０・・・ガラス基板、
９６・・・再生照明光源、
９４・・・観察者、
９８・・・スペイシャルフィルタ、
１００・・・白色光源、
１０１・・・照明光兼参照光、
１０３・・・物体光、
１０５・・・記録材料（干渉縞形成媒体）、
１１０ｒ・・・原版ＣＧＨ・Ｒ（赤色）、
１１０ｇ・・・原版ＣＧＨ・Ｇ（緑色）、
１１０ｂ・・・原版ＣＧＨ・Ｂ（青色）、
１１２ｒ・・・体積型ホログラムＲ（赤色）、
１１２ｇ・・・体積型ホログラムＧ（緑色）、
１１２ｂ・・・体積型ホログラムＢ（青色）、
１１４・・・照明光。
２・・・干渉縞形成媒体（干渉縞層）、
３・・・統合後干渉縞パターンデータ、
４・・・ホログラム、
６・・・プロジェクタ（照明光源）、
８・・・ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、
１０・・・ＨＤＭＩケーブル、
１２・・・ホログラム支持台、
１４・・・プロジェクタ支持台、
１６・・・照明パターン、
１８・・・ガードギャップ、
２４・・・カラーフィルタ、
８２・・・再生照明光、
８６・・・再生像、
８４・・・再生光、
８８・・・金属膜（クロム膜）、
９０・・・ガラス基板、
９６・・・再生照明光源、
９４・・・観察者、
９８・・・スペイシャルフィルタ、
１００・・・白色光源、
１０１・・・照明光兼参照光、
１０３・・・物体光、
１０５・・・記録材料（干渉縞形成媒体）、
１１０ｒ・・・原版ＣＧＨ・Ｒ（赤色）、
１１０ｇ・・・原版ＣＧＨ・Ｇ（緑色）、
１１０ｂ・・・原版ＣＧＨ・Ｂ（青色）、
１１２ｒ・・・体積型ホログラムＲ（赤色）、
１１２ｇ・・・体積型ホログラムＧ（緑色）、
１１２ｂ・・・体積型ホログラムＢ（青色）、
１１４・・・照明光。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】