特開 2024-74582 ホログラム素子

(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】P2024074582

(43)【公開日】2024-05-31

(54)【発明の名称】ホログラム素子

(51)【国際特許分類】

   G03H 1/22 20060101AFI20240524BHJP

   G02B 5/32 20060101ALI20240524BHJP

   G03B 35/00 20210101ALI20240524BHJP

【ＦＩ】

G03H1/22

G02B5/32

G03B35/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022185844

(22)【出願日】2022-11-21

(71)【出願人】

【識別番号】517132810

【氏名又は名称】地方独立行政法人大阪産業技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】503208150

【氏名又は名称】独立行政法人 造幣局

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】山東 悠介

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和郎

(72)【発明者】

【氏名】矢野 純也

(72)【発明者】

【氏名】福 大介

(72)【発明者】

【氏名】大原 輝彦

【テーマコード（参考）】

2H059

2H249

2K008

【Ｆターム（参考）】

2H059AC04

2H249CA05

2H249CA08

2H249CA09

2H249CA22

2K008AA00

2K008CC03

2K008EE01

2K008FF11

2K008FF17

2K008HH02

2K008HH06

(57)【要約】

【課題】観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なホログラム素子を提供する。
【解決手段】ホログラム素子１の入射面Ｐ１は、少なくとも１つの配列方向Ａに沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムＥを有する。複数の要素ホログラムＥのそれぞれは、それぞれに対応する視点Ｖである対応視点から観察した場合に、潜像面Ｐ２上の共通の領域である対象領域２０に潜像３を生成するように構成され、少なくとも２つの要素ホログラムＥが、対象領域２０に互いに異なる潜像３を生成するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子であって、
前記入射面に直交する方向を奥行き方向とし、前記奥行き方向における前記入射面に対して観察者の視点が配置される側を手前側とし、前記奥行き方向における前記手前側とは反対側を奥側とし、前記入射面よりも前記奥側であって前記潜像が生成される面を潜像面として、
前記入射面は、少なくとも１つの配列方向に沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムを有し、
複数の前記要素ホログラムのそれぞれは、それぞれに対応する前記視点である対応視点から観察した場合に、前記潜像面上の共通の領域である対象領域に前記潜像を生成するように構成され、
少なくとも２つの前記要素ホログラムが、前記対象領域に互いに異なる前記潜像を生成するように構成されている、ホログラム素子。

【請求項2】

前記配列方向の一方側を配列方向第１側とし、前記配列方向の他方側を配列方向第２側とし、
前記配列方向に隣接する２つの前記要素ホログラムを、前記配列方向第１側から順に、第１要素ホログラム、第２要素ホログラムとし、
前記第１要素ホログラムが前記対象領域に生成する前記潜像を第１潜像とし、前記第２要素ホログラムが前記対象領域に生成する前記潜像を第２潜像として、
前記第１潜像に表示される対象物が、当該第１潜像での向きよりも前記配列方向第２側から見た向きで、前記第２潜像に表示されるように、前記配列方向に隣接する２つの前記要素ホログラムが構成されている、請求項１に記載のホログラム素子。

【請求項3】

前記配列方向の一方側を配列方向第１側とし、前記配列方向の他方側を配列方向第２側とし、前記対象領域を第１対象領域とし、前記潜像面上における前記第１対象領域に対して前記配列方向第１側に隣接する領域を第２対象領域として、
複数の前記要素ホログラムのそれぞれは、前記配列方向第２側に隣接する他の前記要素ホログラムに対応する前記対応視点から観察した場合に、前記第２対象領域に前記潜像を生成するように構成され、
少なくとも２つの前記要素ホログラムが、前記第２対象領域に互いに異なる前記潜像を生成するように構成されている、請求項１に記載のホログラム素子。

【請求項4】

前記配列方向に隣接する３つの前記要素ホログラムを、前記配列方向第１側から順に、第１要素ホログラム、第２要素ホログラム、第３要素ホログラムとし、
前記第１要素ホログラムが前記第２対象領域に生成する前記潜像を第１分割潜像とし、前記第２要素ホログラムが前記第１対象領域に生成する前記潜像を第２分割潜像とし、前記第２要素ホログラムが前記第２対象領域に生成する前記潜像を第３分割潜像とし、前記第３要素ホログラムが前記第１対象領域に生成する前記潜像を第４分割潜像として、
前記第１分割潜像と前記第２分割潜像とを合わせた第１合成潜像に表示される対象物が、当該第１合成潜像での向きよりも前記配列方向第２側から見た向きで、前記第３分割潜像と前記第４分割潜像とを合わせた第２合成潜像に表示されるように、前記配列方向に隣接する３つの前記要素ホログラムが構成されている、請求項３に記載のホログラム素子。

【請求項5】

前記配列方向は、前記入射面に沿って互いに直交する２つの方向を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のホログラム素子。

【請求項6】

複数の前記要素ホログラムは、前記配列方向に沿って隙間なく配列されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のホログラム素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子に関する。

【背景技術】

【0002】

ホログラム素子の一例が、特開２００４－３０９７０９号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１には、観察方向に応じて複数の画像を選択的に再生可能な計算機合成ホログラム（ホログラフィックステレオグラム）に関する技術が開示されている。特許文献１の段落０００２，０００３に記載されているように、ステレオグラムを用いると、全く異なる複数の画像の切り替え表示、立体感のある画像表示、及び、アニメーション効果を持った画像表示が可能となる。特許文献１には、レンズアレイのような物理的な画素構造の必要のないホログラフィックステレオグラムの技術として、視差画像等の複数の画像を再生する面であってホログラム面から離れた面に、放射方向に応じて異なった画像のその方向の放射輝度を持った仮想点光源、或いは集光方向に応じて異なった画像のその方向の輝度に等しい放射輝度を持った仮想集光点を多数定義し、それらの仮想点光源から放射する光或いはそれらの仮想集光点に集光する光を仮想的な物体光として計算機合成ホログラムを作成する技術が開示されている（段落００２０等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－３０９７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子において、観察者の視点を固定すると、ホログラム素子の入射面におけるその視点から見た潜像の生成に寄与する空間的な領域は限定される。本発明者らは、このように潜像の生成に寄与する領域が入射面における特定の領域に限定されることを、観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なステレオグラムに利用できることを知見した。

【0005】

本発明の目的は、このような新規な知見に基づいた、観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なホログラム素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るホログラム素子は、入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子であって、前記入射面に直交する方向を奥行き方向とし、前記奥行き方向における前記入射面に対して観察者の視点が配置される側を手前側とし、前記奥行き方向における前記手前側とは反対側を奥側とし、前記入射面よりも前記奥側であって前記潜像が生成される面を潜像面として、前記入射面は、少なくとも１つの配列方向に沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムを有し、複数の前記要素ホログラムのそれぞれは、それぞれに対応する前記視点である対応視点から観察した場合に、前記潜像面上の共通の領域である対象領域に前記潜像を生成するように構成され、少なくとも２つの前記要素ホログラムが、前記対象領域に互いに異なる前記潜像を生成するように構成されている。

【0007】

入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子において、観察者の視点を固定すると、入射面におけるその視点から見た潜像の生成に寄与する空間的な領域は限定される。従って、視点に対応するようにホログラム素子の入射面を区画分割すれば、区画分割された領域のホログラム（要素ホログラム）が生成する潜像は、要素ホログラム毎に自由に設定することができる。このような知見に基づき、本構成では、ホログラム素子の入射面が、少なくとも１つの配列方向に沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムを有し、複数の要素ホログラムのそれぞれが、それぞれに対応する視点である対応視点から観察した場合に、潜像面上の共通の領域である対象領域に潜像を生成するように構成される。そして、少なくとも２つの要素ホログラムが、対象領域に互いに異なる潜像を生成するように構成されている。これにより、観察者が視点を配列方向に移動させた場合に、対象領域に生成される潜像を少なくとも２通りに変化させることができ、観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なホログラム素子を実現することができる。

【0008】

ホログラム素子の更なる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係るホログラム素子の観察態様を示す図

【図2】第１の実施形態に係る要素ホログラムと要素潜像との関係を示す図

【図3】第１の実施形態に係る対象領域と要素ホログラムと視点との関係を示す図

【図4】潜像の生成領域の拡張の説明図

【図5】２つの要素潜像の合成により生成される視点潜像の説明図

【図6】２つの要素潜像の合成により生成される視点潜像の説明図

【図7】３つの要素潜像の合成により生成される視点潜像の説明図

【図8】第２の実施形態に係る対象領域と要素ホログラムと視点との関係を示す図

【図9】第２の実施形態に係る要素潜像と視点潜像との関係を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔第１の実施形態〕
ホログラム素子の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0011】

図１に示すように、ホログラム素子１は、入射面Ｐ１への入射光（図１に示す例では、点光源９からの入射光）を回折して潜像３を表示する素子である。ホログラム素子１には、入射面Ｐ１への入射光を回折させるためのパターン（ホログラムパターン）が形成されている。ホログラム素子１は、位相型であっても振幅型であってもよい。位相型のホログラム素子１には、凹凸パターン等の光路長（位相遅延量）の変化によって入射光を回折させるホログラムパターンが形成され、振幅型のホログラム素子１には、濃淡パターン等の反射率や透過率の変化によって入射光を回折させるホログラムパターンが形成される。

【0012】

本開示の技術は、例えば、コインやメダル等の金属製品の付加価値向上のために実施することができる。この場合、金属製品が「ホログラム素子」に相当し、当該金属製品の表面におけるホログラムパターン（例えば、凹凸パターン）が形成された領域が「入射面」に相当する。これ以外にも、本開示の技術は、例えば、時計やアクセサリ等の装飾品、フィルムシート、金券、チケット、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体（メディア）、公的文書や機密情報を記録した媒体等にも適用することができる。

【0013】

潜像３を生成するための入射面Ｐ１への入射光（再生光）は、球面波であっても平面波であってもよい。図１には、入射面Ｐ１への入射光が、点光源９からの球面波とされる場合を例示している。なお、点光源９には、疑似的に点光源と近似可能な光源を含む。点光源９は、単色光を発する光源であっても、連続的又は不連続的なスペクトル分布を持つ光（例えば、白色光）を発する光源であってもよい。例えば、スマートフォン等に搭載された白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を、点光源９として用いることができる。

【0014】

ここで、図１に示すように、入射面Ｐ１に直交する方向を奥行き方向Ｄとし、奥行き方向Ｄにおける入射面Ｐ１に対して観察者の視点Ｖが配置される側を手前側Ｄ１とし、奥行き方向Ｄにおける手前側Ｄ１とは反対側を奥側Ｄ２とし、入射面Ｐ１よりも奥側Ｄ２であって潜像３が生成される面を潜像面Ｐ２とする。

【0015】

ホログラム素子１は、反射型であっても透過型であってもよい。ホログラム素子１が透過型である場合、図１に示すように、光源（例えば、点光源９）は、入射面Ｐ１に対して奥側Ｄ２に配置され、ホログラム素子１が反射型である場合、図示は省略するが、光源（例えば、点光源９）は、入射面Ｐ１に対して手前側Ｄ１に配置される。ホログラム素子１が透過型である場合の入射側の光学系を入射面Ｐ１に対して奥行き方向Ｄに反転させると、ホログラム素子１が反射型である場合の入射側の光学系となる。そのため、以下の説明は、ホログラム素子１が反射型であっても透過型であっても成立する。

【0016】

本出願人らは、特願２０２２－５８５２２号の出願において、レーザ等の特殊な光源や、狭帯域フィルタ等の特殊な光学部材を用いることなく、比較的入手の容易な点光源とホログラム素子のみで、色収差に起因する色滲みや点光源の大きさに起因する像ボケ（潜像のボケ）が低減された潜像を表示する技術を提案している。本開示の技術は、図１に示す態様に限定されないが、図１に示す態様は、特願２０２２－５８５２２号にて提案されている技術を適用したものであり、ホログラム素子１は、入射面Ｐ１に対して奥側Ｄ２であって、入射面Ｐ１からの奥行き方向Ｄに沿った距離が設定距離である位置に、潜像３を生成するように構成されている。ここで、入射面Ｐ１と点光源９との奥行き方向Ｄの距離を対象距離として、設定距離は、対象距離未満の距離（好適には、対象距離の半分と同等の距離）である。ホログラム素子１をこのように構成することで、入射面Ｐ１からの奥行き方向Ｄに沿った距離が対象距離である位置に潜像３を生成する場合に比べて、色滲みや像ボケが低減された潜像３を生成することができる。

【0017】

特願２０２２－５８５２２号にて提案されている技術では、光学的な奥行き範囲を広げなければ、色滲みや像ボケを増加させないようにすることができる。そして、以下に説明するように、本開示の技術によれば、光学的な奥行き範囲を広げることなく、観察方向に応じて複数の潜像を選択的に表示することができる。そのため、図１に例示するようにこれら２つの技術を組み合わせた場合、色滲みや像ボケの増加による画質の劣化を抑制しつつ、観察方向に応じて複数の潜像を選択的に表示することができる。従って、これら２つの技術は好適に組み合わせることができる。なお、本開示の技術は、特願２０２２－５８５２２号にて提案されている技術を組み合わせずに実施することも当然可能であり、例えば、図１に示す態様に代えて、潜像３がフーリエ面（光源或いはその鏡像が配置される面）に生成されるようにホログラム素子１を設計してもよい。

【0018】

図１に示すように、ホログラム素子１の入射面Ｐ１は、少なくとも１つの配列方向Ａに沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムＥを有している。すなわち、入射面Ｐ１は、配列方向Ａにおいて複数の区画に分割されており、区画分割された各領域のホログラムが要素ホログラムＥである。複数の要素ホログラムＥは、互いに同一の形状（具体的には、奥行き方向Ｄに沿う方向視での形状）を有している。すなわち、入射面Ｐ１内にて平行移動すれば、複数の要素ホログラムＥは互いに一致する。図１等では、複数の要素ホログラムＥを互いに区別するために、インデックス［Ｍ，Ｎ］又は［Ｎ］（Ｍ、Ｎは整数）を用いている。複数の要素ホログラムＥ同士の間に隙間があってもよいが、複数の要素ホログラムＥが配列方向Ａに沿って隙間なく配列されていると好適である。言い換えれば、要素ホログラムＥの形状は、平行移動のみで複数の要素ホログラムＥを周期的に敷き詰めることができる形状であると好適である。

【0019】

図１及び図２に示すように、本実施形態では、配列方向Ａは、入射面Ｐ１に沿って互いに直交する２つの方向である第１方向Ｘ及び第２方向Ｙを含んでいる。すなわち、本実施形態では、入射面Ｐ１には、複数の要素ホログラムＥが２つの配列方向Ａ（具体的には、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙ）に沿って周期的に配列されている。第１方向Ｘにおける複数の要素ホログラムＥの配列周期と、第２方向Ｙにおける複数の要素ホログラムＥの配列周期とは、同じであっても互いに異なっていてもよい。図１及び図２では、これら２つの配列周期を同じとしており、要素ホログラムＥの形状は正方形状となっている。なお、配列方向Ａに含まれる方向の数は“２”に限定されず、例えば、配列方向Ａが１つの方向のみを含む構成や、配列方向Ａが３つの方向を含む構成とすることもできる。後者の場合、例えば、要素ホログラムＥの形状を正六角形状とし、入射面Ｐ１に、複数の要素ホログラムＥが３つの配列方向Ａに沿って周期的に配列された構成とすることができる。このように要素ホログラムＥの形状を正六角形状とすることで、複数の要素ホログラムＥを３つの配列方向Ａに沿って隙間なく配列することができる。

【0020】

図１及び図２に示す例では、入射面Ｐ１を第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのそれぞれにおいて３つの区画に分割しており、入射面Ｐ１は合計で９つの要素ホログラムＥ（図１ではそのうちの３つの要素ホログラムＥのみを図示）を有している。そして、複数の要素ホログラムＥを区別するためのインデックス［Ｍ，Ｎ］（Ｍ、Ｎ＝－１，０，１）において、Ｍは第１方向Ｘの座標を表し、Ｎは第２方向Ｙの座標を表している。

【0021】

図１に示すように、複数の要素ホログラムＥのそれぞれは、それぞれに対応する視点Ｖである対応視点から観察した場合に、潜像面Ｐ２上の共通の領域である対象領域２０に潜像３を生成するように構成されている。ここで、「複数の要素ホログラムＥ」は、全ての要素ホログラムＥでなくてもよく、他の箇所の記載においても同様である。後に参照する図７～図９に示す例では、配列方向Ａの両端部の要素ホログラムＥを除く複数の要素ホログラムＥのそれぞれが、対象領域２０（図７～図９に示す例では、第１対象領域２１）に潜像３を生成するように構成されている。なお、本明細書では、潜像面Ｐ２に生成され得る高次回折像（＋１次回折像や－１次回折像等）は考慮しない。

【0022】

図１において、視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］は、要素ホログラムＥ［Ｍ，Ｎ］に対応する対応視点である。視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］と要素ホログラムＥ［Ｍ，Ｎ］とは１：１に対応する。図１に示すように、視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］から見える潜像３は、ホログラムの全体ではなく、限られた一部の領域のホログラムである要素ホログラムＥ［Ｍ，Ｎ］によって生成される。このように視点Ｖ毎に潜像３の生成に寄与する要素ホログラムＥが異なるため、要素ホログラムＥが対象領域２０に生成する潜像３は、要素ホログラムＥ毎に自由に設定することができる。

【0023】

少なくとも２つの要素ホログラムＥが、対象領域２０に互いに異なる潜像３を生成するように構成されていると、観察者が視点Ｖを移動させた場合に、対象領域２０に生成される潜像３を少なくとも２通りに変化させることができ、観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なホログラム素子１を実現することができる。

【0024】

図２では、全ての要素ホログラムＥが、対象領域２０に互いに異なる潜像３を生成するように構成されている場合を例示している。要素ホログラムＥが生成する潜像３を要素潜像３Ｅとすると、本実施形態では、要素潜像３Ｅは、対象領域２０に生成される潜像３である。図２において、要素潜像３Ｅ［Ｍ，Ｎ］は、要素ホログラムＥ［Ｍ，Ｎ］が生成する潜像３であり、図２では、要素ホログラムＥと要素潜像３Ｅとの対応関係の理解を容易にするために、要素ホログラムＥに対応する要素潜像３Ｅを、当該要素ホログラムＥに重ねて示している。ここでは、潜像３に表示される対象物２をサイコロとしている。なお、対象物２は、物体の一部であってもよい。

【0025】

視点Ｖから見える潜像３を視点潜像３Ｖとして、図１では、３つの視点Ｖ（Ｖ［０，０］、Ｖ［１，１］、Ｖ［－１，－１］）について、図２のホログラム素子１を観察した場合の視点潜像３Ｖを示している。図１において、視点潜像３Ｖ［Ｍ，Ｎ］は、視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］に対応する視点潜像３Ｖである。本実施形態では、図１に示すように、視点潜像３Ｖ［Ｍ，Ｎ］は、要素潜像３Ｅ［Ｍ，Ｎ］（図２参照）と一致する。具体的には、視点潜像３Ｖ［０，０］は要素潜像３Ｅ［０，０］と一致し、視点潜像３Ｖ［１，１］は要素潜像３Ｅ［１，１］と一致し、視点潜像３Ｖ［－１，－１］は要素潜像３Ｅ［－１，－１］と一致している。

【0026】

図２に示す例では、対象物２（本例では、サイコロ）が立体的に表示されるように、各要素潜像３Ｅを設定している。すなわち、要素潜像３Ｅ［Ｍ，Ｎ］は、視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］に対応する方向から対象物２を見た画像に設定されている。例えば、潜像面Ｐ２に対象物２が存在するとした場合に視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］から見える対象物２の画像を、要素潜像３Ｅ［Ｍ，Ｎ］に設定することができる。このように、要素潜像３Ｅ［Ｍ，Ｎ］を、視点Ｖ［Ｍ，Ｎ］に対応する方向から対象物２を見た画像に設定することで、運動視差（或いは、両眼視差）に基づく対象物２の立体感を観察者に与えることができる。なお、各要素潜像３Ｅは、光学的には２次元像であり、光学的な奥行き範囲はない（言い換えれば、奥行きに幅がない）。そのため、本開示の技術に、上述した特願２０２２－５８５２２号にて提案されている技術を組み合わせた場合には、色滲みや像ボケの増加による画質の劣化を抑制しつつ、立体感を観察者に与えることが可能な視差画像を生成することができる。

【0027】

以下、図３を参照して、図２に示すホログラム素子１について具体的に説明する。なお、本実施形態では、配列方向Ａには複数の方向（具体的には、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの２つの方向）が含まれるが、以下の説明は、いずれの配列方向Ａについても成立する。そのため、以下では、１つの配列方向Ａである第２方向Ｙについて説明する。具体的には、図２における第１方向Ｘの中央部の３つの要素ホログラムＥ（要素ホログラムＥ［０，０］、要素ホログラムＥ［０，１］、要素ホログラムＥ［０，－１］）に着目して説明する。そして、以下では、第２方向Ｙの座標を表すインデックス［Ｎ］を用いて説明する。インデックス［Ｎ］は、図１及び図２における［０，Ｎ］に対応する。よって、以下の説明における、要素ホログラムＥ［Ｎ］、要素潜像３Ｅ［Ｎ］、視点Ｖ［Ｎ］、視点潜像３Ｖ［Ｎ］は、図１及び図２における、要素ホログラムＥ［０，Ｎ］、要素潜像３Ｅ［０，Ｎ］、視点Ｖ［０，Ｎ］、視点潜像３Ｖ［０，Ｎ］にそれぞれ対応する。

【0028】

図３では、ホログラム素子１（具体的には、図１に示す入射面Ｐ１、以下同様）と潜像面Ｐ２との奥行き方向Ｄの距離を第１距離Ｌ１とし、ホログラム素子１と視点面Ｐ３（視点Ｖが配置される面）との奥行き方向Ｄの距離を第２距離Ｌ２とし、潜像面Ｐ２と視点面Ｐ３との奥行き方向Ｄの距離（すなわち、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との和）を第３距離Ｌ３としている。要素ホログラムＥの配列方向Ａの寸法を区画サイズＳとし、対象領域２０の配列方向Ａの寸法を潜像サイズＫＳとすると、幾何学的に、ＫＳ＝Ｓ・Ｌ３／Ｌ２となる。このように、潜像サイズＫＳは、ホログラムの画素サイズにかかわらず、区画サイズＳに応じて定まる。後述する生成可能潜像サイズＫΔ（図４参照）は、ホログラムの画素サイズに応じて定まるが、ここでいう潜像サイズＫＳは、生成可能潜像サイズＫΔとは異なり、区画サイズＳと２つの距離（第２距離Ｌ２及び第３距離Ｌ３）のみで定まる。また、図３から明らかなように、配列方向Ａに隣接する２つの視点間の距離（例えば、視点Ｖ［１］と視点Ｖ［０］との距離）は、区画サイズＳを決めると幾何学的に一意に決まり、具体的には、Ｓ・Ｌ３／Ｌ１となる。

【0029】

ここで、図３に示すように、配列方向Ａ（ここでは、第２方向Ｙ）の一方側を配列方向第１側Ａ１とし、配列方向Ａの他方側を配列方向第２側Ａ２とする。そして、配列方向Ａに隣接する２つの要素ホログラムＥを、配列方向第１側Ａ１から順に、第１要素ホログラム、第２要素ホログラムとし、第１要素ホログラムが対象領域２０に生成する潜像３を第１潜像とし、第２要素ホログラムが対象領域２０に生成する潜像３を第２潜像とすると、第１潜像に表示される対象物２が、当該第１潜像での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第２潜像に表示されるように、配列方向Ａに隣接する２つの要素ホログラムＥが構成されている。ここでは、配列方向Ａに隣接する２つの要素ホログラムＥの組のそれぞれが、上記のように構成されている。これにより、配列方向Ａの視差（運動視差或いは両眼視差）に基づく対象物２の立体感を観察者に与えることができる。

【0030】

例えば、配列方向Ａに隣接する要素ホログラムＥ［１］と要素ホログラムＥ［０］との組については、要素ホログラムＥ［１］、要素ホログラムＥ［０］、要素潜像３Ｅ［１］、要素潜像３Ｅ［０］が、それぞれ、第１要素ホログラム、第２要素ホログラム、第１潜像、第２潜像に対応する。そのため、図３に示すように、第１潜像である要素潜像３Ｅ［１］（ここでは、視点潜像３Ｖ［１］と一致）に表示される対象物２が、当該要素潜像３Ｅ［１］での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第２潜像である要素潜像３Ｅ［０］（ここでは、視点潜像３Ｖ［０］と一致）に表示される。

【0031】

また、配列方向Ａに隣接する要素ホログラムＥ［０］と要素ホログラムＥ［－１］との組については、要素ホログラムＥ［０］、要素ホログラムＥ［－１］、要素潜像３Ｅ［０］、要素潜像３Ｅ［－１］が、それぞれ、第１要素ホログラム、第２要素ホログラム、第１潜像、第２潜像に対応する。そのため、図３に示すように、第１潜像である要素潜像３Ｅ［０］（ここでは、視点潜像３Ｖ［０］と一致）に表示される対象物２が、当該要素潜像３Ｅ［０］での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第２潜像である要素潜像３Ｅ［－１］（ここでは、視点潜像３Ｖ［－１］と一致）に表示される。

【0032】

詳細は省略するが、別の配列方向Ａである第１方向Ｘについても同様に、第１潜像に表示される対象物２が、当該第１潜像での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第２潜像に表示されるように、配列方向Ａに隣接する２つの要素ホログラムＥが構成されている。このように各要素ホログラムＥを設計することで、図２に示すような、対象物２を立体的に表示することが可能なホログラム素子１を実現することができる。

【0033】

ホログラム素子１における各要素ホログラムＥには、対応する要素潜像３Ｅを生成するためのパターンが形成されている。例えば、要素潜像３Ｅを生成するために入射面Ｐ１に形成すべきパターンの計算を、入射面Ｐ１の全体に対して行った後、当該要素潜像３Ｅに対応する要素ホログラムＥの領域を抽出することで、当該要素ホログラムＥに形成すべき要素パターンを得ることができる。このような要素パターンの取得を、全ての要素潜像３Ｅについて行い、複数の要素パターンのそれぞれを、それぞれに対応する要素ホログラムＥの領域に配置することで、ホログラム素子１の入射面Ｐ１に形成すべきパターン（例えば、図２に示すホログラム素子１を実現するためのパターン）を得ることができる。

【0034】

図１に示す例では、要素ホログラムＥのそれぞれが、入射面Ｐ１に対して奥側Ｄ２であって、入射面Ｐ１からの奥行き方向Ｄに沿った距離が設定距離（上述したように、入射面Ｐ１と点光源９との奥行き方向Ｄの距離未満の距離）である位置に、要素潜像３Ｅを生成するように構成されている。この場合、要素潜像３Ｅを生成するために入射面Ｐ１に形成すべきパターンは、要素潜像３Ｅの原画像に基づくフーリエ変換像にレンズ（具体的には、凹レンズ）の位相分布を乗算した複素振幅分布を、符号化したパターンとすることができる。このようにレンズ（仮想レンズ）の位相分布を乗算することで、要素潜像３Ｅの奥行き方向Ｄの位置を制御することができる。なお、要素潜像３Ｅの原画像に基づくフーリエ変換像は、要素潜像３Ｅの原画像をそのままフーリエ変換したものであっても、要素潜像３Ｅの原画像に何らかの処理（例えば、０から２πの間のランダムな位相を付加する処理）を施した後にフーリエ変換したものであってもよい。また、符号化（コーディング）は、あらゆる手法を採用することができ、例えば、複素振幅分布の偏角の２値化とすることができる。

【0035】

入射面Ｐ１に形成されるパターン（複素振幅分布を符号化したパターン）は、例えば、複素振幅分布に対応する凹凸パターンとされる。この凹凸パターンは、例えば、複素振幅分布の位相情報を２値以上に多値化した凹凸パターンとされる。このような凹凸パターンを入射面Ｐ１に有するホログラム素子１は、例えば、入射面Ｐ１に対する微細加工（フォトリソグラフィプロセス等）を行って製造することができる。この凹凸パターンを、２値化された複素振幅分布の位相情報を深さで表すパターンとする場合には、ホログラム素子１の作製工程が簡素になると共に、パターンの転写を行うことでホログラム素子１の大量生産も容易となるため、コストの低減を図ることもできる。

【0036】

〔第２の実施形態〕
ホログラム素子の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。第１の実施形態では、視点潜像３Ｖが要素潜像３Ｅと１：１に対応していたが、本実施形態では、視点潜像３Ｖが、複数の要素潜像３Ｅのそれぞれの一部同士を配列方向Ａに並べたものとなる。以下では、本実施形態のホログラム素子について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。特に明記しない点については、第１の実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、以下では、第１の実施形態における図３を参照した説明と同様に、１つの配列方向Ａ（具体的には、第２方向Ｙ）について説明するが、配列方向Ａに複数の方向が含まれる場合には、以下の説明は、いずれの配列方向Ａについても成立する。

【0037】

上述したように、要素ホログラムＥの配列方向Ａの寸法を区画サイズＳとして、対象領域２０の配列方向Ａの寸法である潜像サイズＫＳは、ＫＳ＝Ｓ・Ｌ３／Ｌ２で表され、潜像サイズＫＳは、ホログラムの画素サイズにかかわらず、区画サイズＳに応じて定まる（図３参照）。一方、ホログラムが本来生成することが可能な潜像３の配列方向Ａの寸法を生成可能潜像サイズＫΔ（図４参照）とすると、潜像３がフーリエ面（光源或いはその鏡像が配置される面）に生成される場合には、生成可能潜像サイズＫΔは、波長λと対象距離Ｌ（入射面Ｐ１と点光源９との奥行き方向Ｄの距離）とホログラムの画素サイズΔとを用いて、ＫΔ＝λ・Ｌ／Δで表される。一方、図１に示す例のように、潜像面Ｐ２がフーリエ面とは異なる場合には、上述した仮想レンズによる像面位置の変化による結像倍率が、図３に示す第１距離Ｌ１を用いてＬ１／Ｌで与えられるため、生成可能潜像サイズＫΔは、ＫΔ＝（λ・Ｌ／Δ）・（Ｌ１／Ｌ）＝λ・Ｌ１／Δで表される。

【0038】

図４に示すように生成可能潜像サイズＫΔが潜像サイズＫＳよりも大きい場合（多くの場合が該当する）、潜像３の本来の生成可能領域を無駄にしていることになる。この点に鑑みて、本実施形態のホログラム素子１では、以下に述べるように、潜像３の生成領域を配列方向Ａに拡張している。

【0039】

図４に示すように、対象領域２０（図３参照）を第１対象領域２１とし、潜像面Ｐ２上における第１対象領域２１に対して配列方向第１側Ａ１に隣接する領域を第２対象領域２２とする。第２対象領域２２の配列方向Ａの寸法は、第１対象領域２１の配列方向Ａの寸法と等しい。ここでは、生成可能潜像サイズＫΔが、潜像サイズＫＳの３倍以上である場合を想定している。そして、複数の要素ホログラムＥのそれぞれは、配列方向第２側Ａ２に隣接する他の要素ホログラムＥに対応する対応視点から観察した場合に、第２対象領域２２に潜像３を生成するように構成されている。例えば、要素ホログラムＥ［０］は、配列方向第２側Ａ２に隣接する要素ホログラムＥ［－１］に対応する視点Ｖ［－１］から観察した場合に、第２対象領域２２に潜像３を生成するように構成されている。なお、後に参照する図７～図９に示す例では、配列方向第２側Ａ２の２つの要素ホログラムＥを除く複数の要素ホログラムＥのそれぞれが、第２対象領域２２に潜像３を生成するように構成されている。

【0040】

第１対象領域２１（対象領域２０）に生成される潜像３と同様に、第２対象領域２２に生成される潜像３についても、視点Ｖ毎に潜像３の生成に寄与する要素ホログラムＥが異なる。すなわち、視点Ｖ［Ｎ－１］と要素ホログラムＥ［Ｎ］とが１：１に対応する。そのため、要素ホログラムＥが第２対象領域２２に生成する潜像３は、要素ホログラムＥ毎に自由に設定することができる。従って、少なくとも２つの要素ホログラムＥが、第２対象領域２２に互いに異なる潜像３を生成するように構成されていると、観察者が視点Ｖを配列方向Ａに移動させた場合に、第１対象領域２１に生成される潜像３に加えて第２対象領域２２に生成される潜像３についても、少なくとも２通りに変化させることができる。

【0041】

図５及び図６に示すように、要素ホログラムＥが生成する潜像３である要素潜像３Ｅには、第１対象領域２１に生成される要素潜像３Ｅである第１要素潜像３Ｅ１と、第２対象領域２２に生成される要素潜像３Ｅである第２要素潜像３Ｅ２とが含まれる。図５には、要素ホログラムＥ［０］が生成する第１要素潜像３Ｅ１［０］と、要素ホログラムＥ［１］が生成する第２要素潜像３Ｅ２［１］とを示し、図６には、要素ホログラムＥ［０］が生成する第２要素潜像３Ｅ２［０］と、要素ホログラムＥ［－１］が生成する第１要素潜像３Ｅ１［－１］とを示している。

【0042】

図５及び図６に示す例では、同じ視点Ｖから見た場合に第１対象領域２１及び第２対象領域２２のそれぞれに観察される潜像３が連続するように各要素ホログラムＥを構成することで、第１対象領域２１と第２対象領域２２とを合わせた領域に、対象物２（本例では、サイコロの一部）を立体的に表示させることを可能としている。ここで、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥを、配列方向第１側Ａ１から順に、第１要素ホログラム、第２要素ホログラム、第３要素ホログラムとし、第１要素ホログラムが第２対象領域２２に生成する潜像３を第１分割潜像とし、第２要素ホログラムが第１対象領域２１に生成する潜像３を第２分割潜像とし、第２要素ホログラムが第２対象領域２２に生成する潜像３を第３分割潜像とし、第３要素ホログラムが第１対象領域２１に生成する潜像３を第４分割潜像として、第１分割潜像と第２分割潜像とを合わせた第１合成潜像に表示される対象物２が、当該第１合成潜像での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第３分割潜像と第４分割潜像とを合わせた第２合成潜像に表示されるように、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥが構成されている。これにより、配列方向Ａの視差（運動視差或いは両眼視差）に基づく対象物２の立体感を観察者に与えることができる。

【0043】

具体的には、図５及び図６において、配列方向Ａに隣接する要素ホログラムＥ［１］と要素ホログラムＥ［０］と要素ホログラムＥ［－１］との組について、要素ホログラムＥ［１］、要素ホログラムＥ［０］、要素ホログラムＥ［－１］、第２要素潜像３Ｅ２［１］、第１要素潜像３Ｅ１［０］、第２要素潜像３Ｅ２［０］、第１要素潜像３Ｅ１［－１］が、それぞれ、第１要素ホログラム、第２要素ホログラム、第３要素ホログラム、第１分割潜像、第２分割潜像、第３分割潜像、第４分割潜像に対応する。そのため、図５及び図６に示すように、第２要素潜像３Ｅ２［１］と第１要素潜像３Ｅ１［０］とを合わせた第１合成潜像（ここでは、視点潜像３Ｖ［０］と一致）に表示される対象物２が、当該第１合成潜像での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第２要素潜像３Ｅ２［０］と第１要素潜像３Ｅ１［－１］とを合わせた第２合成潜像（ここでは、視点潜像３Ｖ［－１］と一致）に表示される。

【0044】

本実施形態では、図７に示すように、潜像面Ｐ２上における第１対象領域２１に対して配列方向第２側Ａ２に隣接する領域を第３対象領域２３として、潜像３の生成領域を配列方向第２側Ａ２にも拡張している。第３対象領域２３の配列方向Ａの寸法は、第１対象領域２１の配列方向Ａの寸法と等しい。詳細は省略するが、図７に示す例よりも潜像３の生成領域を配列方向第１側Ａ１や配列方向第２側Ａ２に更に拡張することもできる。

【0045】

図７に示す例では、７個の要素ホログラムＥが配列方向Ａに沿って配列されている。そして、複数の要素ホログラムＥのそれぞれは、配列方向第１側Ａ１に隣接する他の要素ホログラムＥに対応する対応視点から観察した場合に、第３対象領域２３に潜像３を生成するように構成されている。例えば、要素ホログラムＥ［－１］は、配列方向第１側Ａ１に隣接する要素ホログラムＥ［０］に対応する視点Ｖ［０］から観察した場合に、第３対象領域２３に潜像３を生成するように構成されている。なお、図７～図９に示す例では、配列方向第１側Ａ１の２つの要素ホログラムＥを除く複数の要素ホログラムＥのそれぞれが、第３対象領域２３に潜像３を生成するように構成されている。

【0046】

第１対象領域２１や第２対象領域２２に生成される潜像３と同様に、第３対象領域２３に生成される潜像３についても、視点Ｖ毎に潜像３の生成に寄与する要素ホログラムＥが異なる。すなわち、視点Ｖ［Ｎ＋１］と要素ホログラムＥ［Ｎ］とが１：１に対応する。そのため、要素ホログラムＥが第３対象領域２３に生成する潜像３は、要素ホログラムＥ毎に自由に設定することができる。従って、少なくとも２つの要素ホログラムＥが、第３対象領域２３に互いに異なる潜像３を生成するように構成されていると、観察者が視点Ｖを配列方向Ａに移動させた場合に、第１対象領域２１や第２対象領域２２に生成される潜像３に加えて第３対象領域２３に生成される潜像３についても、少なくとも２通りに変化させることができる。

【0047】

図７及び図９に示すように、本実施形態では、要素ホログラムＥが生成する潜像３である要素潜像３Ｅには、第１対象領域２１に生成される要素潜像３Ｅである第１要素潜像３Ｅ１と、第２対象領域２２に生成される要素潜像３Ｅである第２要素潜像３Ｅ２と、第３対象領域２３に生成される要素潜像３Ｅである第３要素潜像３Ｅ３とが含まれる。図７には、要素ホログラムＥ［０］が生成する第１要素潜像３Ｅ１［０］と、要素ホログラムＥ［１］が生成する第２要素潜像３Ｅ２［１］と、要素ホログラムＥ［－１］が生成する第３要素潜像３Ｅ３［－１］とを示している。

【0048】

図７に示す例では、同じ視点Ｖから見た場合に第１対象領域２１、第２対象領域２２、及び第３対象領域２３のそれぞれに観察される潜像３が連続するように各要素ホログラムＥを構成することで、第１対象領域２１と第２対象領域２２と第３対象領域２３とを合わせた領域に、対象物２（本例では、サイコロ）を立体的に表示させることを可能としている。

【0049】

具体的には、図７～図９に示す例では、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥの組のそれぞれについて（ここでは、最も配列方向第２側Ａ２の組は除く）、図５及び図６に示す例と同様に、第１分割潜像と第２分割潜像とを合わせた第１合成潜像に表示される対象物２が、当該第１合成潜像での向きよりも配列方向第２側Ａ２から見た向きで、第３分割潜像と第４分割潜像とを合わせた第２合成潜像に表示されるように、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥが構成されている。更に、図７～図９に示す例では、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥを、配列方向第２側Ａ２から順に、第４要素ホログラム、第５要素ホログラム、第６要素ホログラムとし、第４要素ホログラムが第３対象領域２３に生成する潜像３を第５分割潜像とし、第５要素ホログラムが第１対象領域２１に生成する潜像３を第６分割潜像とし、第５要素ホログラムが第３対象領域２３に生成する潜像３を第７分割潜像とし、第６要素ホログラムが第１対象領域２１に生成する潜像３を第８分割潜像として、第５分割潜像と第６分割潜像とを合わせた第３合成潜像に表示される対象物２が、当該第３合成潜像での向きよりも配列方向第１側Ａ１から見た向きで、第７分割潜像と第８分割潜像とを合わせた第４合成潜像に表示されるように、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥが構成されている。ここでは、配列方向Ａに隣接する３つの要素ホログラムＥの組のそれぞれが（ここでは、最も配列方向第１側Ａ１の組は除く）、上記のように構成されている。

【0050】

図８に示すように、視点Ｖが決まると、視点潜像３Ｖにおいてどの要素潜像３Ｅにおけるどの部分が配列方向Ａに並べられるかが、幾何学的に一意に決まる。具体的には、図８及び図９に示すように、視点潜像３Ｖ［Ｎ］は、第２要素潜像３Ｅ２［Ｎ＋１］（要素潜像３Ｅ［Ｎ＋１］に含まれる第２要素潜像３Ｅ２）と、第１要素潜像３Ｅ１［Ｎ］（要素潜像３Ｅ［Ｎ］に含まれる第１要素潜像３Ｅ１）と、第３要素潜像３Ｅ３［Ｎ－１］（要素潜像３Ｅ［Ｎ－１］に含まれる第３要素潜像３Ｅ３）とを、配列方向第１側Ａ１から並べたものとなる。よって、意図した視点潜像３Ｖ（ここでは、図８及び図９に示すような、配列方向Ａの視差に基づく対象物２の立体感を観察者に与えることができるような視点潜像３Ｖ）が得られるように、各要素ホログラムＥの要素潜像３Ｅ（具体的には、第１要素潜像３Ｅ１、第２要素潜像３Ｅ２、及び第３要素潜像３Ｅ３のそれぞれ）が設定される。言い換えれば、意図した視点潜像３Ｖが分割されて複数の要素潜像３Ｅ（ここでは、３つの要素潜像３Ｅ）に分けて配置される。この結果、図９の左側に示すように、要素潜像３Ｅのそれぞれは、複数の画像を継ぎ接ぎしたような画像となっている。

【0051】

本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

【0052】

〔上記実施形態の概要〕
以下、上記において説明したホログラム素子の概要について説明する。

【0053】

入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子であって、前記入射面に直交する方向を奥行き方向とし、前記奥行き方向における前記入射面に対して観察者の視点が配置される側を手前側とし、前記奥行き方向における前記手前側とは反対側を奥側とし、前記入射面よりも前記奥側であって前記潜像が生成される面を潜像面として、前記入射面は、少なくとも１つの配列方向に沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムを有し、複数の前記要素ホログラムのそれぞれは、それぞれに対応する前記視点である対応視点から観察した場合に、前記潜像面上の共通の領域である対象領域に前記潜像を生成するように構成され、少なくとも２つの前記要素ホログラムが、前記対象領域に互いに異なる前記潜像を生成するように構成されている。

【0054】

入射面への入射光を回折して潜像を表示するホログラム素子において、観察者の視点を固定すると、入射面におけるその視点から見た潜像の生成に寄与する空間的な領域は限定される。従って、視点に対応するようにホログラム素子の入射面を区画分割すれば、区画分割された領域のホログラム（要素ホログラム）が生成する潜像は、要素ホログラム毎に自由に設定することができる。このような知見に基づき、本構成では、ホログラム素子の入射面が、少なくとも１つの配列方向に沿って周期的に配列された複数の要素ホログラムを有し、複数の要素ホログラムのそれぞれが、それぞれに対応する視点である対応視点から観察した場合に、潜像面上の共通の領域である対象領域に潜像を生成するように構成される。そして、少なくとも２つの要素ホログラムが、対象領域に互いに異なる潜像を生成するように構成されている。これにより、観察者が視点を配列方向に移動させた場合に、対象領域に生成される潜像を少なくとも２通りに変化させることができ、観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なホログラム素子を実現することができる。

【0055】

ここで、前記配列方向の一方側を配列方向第１側とし、前記配列方向の他方側を配列方向第２側とし、前記配列方向に隣接する２つの前記要素ホログラムを、前記配列方向第１側から順に、第１要素ホログラム、第２要素ホログラムとし、前記第１要素ホログラムが前記対象領域に生成する前記潜像を第１潜像とし、前記第２要素ホログラムが前記対象領域に生成する前記潜像を第２潜像として、前記第１潜像に表示される対象物が、当該第１潜像での向きよりも前記配列方向第２側から見た向きで、前記第２潜像に表示されるように、前記配列方向に隣接する２つの前記要素ホログラムが構成されていると好適である。

【0056】

本構成によれば、観察者が視点を配列方向第１側に移動させた場合に、対象領域に表示される対象物の向きを、視点の移動前に比べて配列方向第１側から見た向きとし、観察者が視点を配列方向第２側に移動させた場合に、対象領域に表示される対象物の向きを、視点の移動前に比べて配列方向第２側から見た向きとすることができる。よって、適切な視差画像が得られるように、各要素ホログラムが対象領域に生成する潜像を設定することで、運動視差（或いは、両眼視差）に基づく立体感を観察者に与えることができる。

【0057】

また、前記配列方向の一方側を配列方向第１側とし、前記配列方向の他方側を配列方向第２側とし、前記対象領域を第１対象領域とし、前記潜像面上における前記第１対象領域に対して前記配列方向第１側に隣接する領域を第２対象領域として、複数の前記要素ホログラムのそれぞれは、前記配列方向第２側に隣接する他の前記要素ホログラムに対応する前記対応視点から観察した場合に、前記第２対象領域に前記潜像を生成するように構成され、少なくとも２つの前記要素ホログラムが、前記第２対象領域に互いに異なる前記潜像を生成するように構成されていると好適である。

【0058】

本構成によれば、各要素ホログラムを配列方向第２側に隣接する他の要素ホログラムに対応する対応視点から観察することで、対象領域（第１対象領域）に対して配列方向第１側に隣接する第２対象領域に潜像を表示させることができる。よって、新たな対応視点を設定することなく、潜像の生成領域を配列方向第１側に拡張することができる。そして、本構成によれば、少なくとも２つの要素ホログラムが、第２対象領域に互いに異なる潜像を生成するように構成されている。そのため、観察者が視点を配列方向に移動させた場合に、第１対象領域に生成される潜像に加えて第２対象領域に生成される潜像についても、少なくとも２通りに変化させることができる。また、同じ視点から見た場合に第１対象領域及び第２対象領域のそれぞれに観察される潜像が連続するように各要素ホログラムを構成することで、第１対象領域と第２対象領域とを合わせた広い領域に１つの対象物を表示させることもできる。

【0059】

上記の構成において、前記配列方向に隣接する３つの前記要素ホログラムを、前記配列方向第１側から順に、第１要素ホログラム、第２要素ホログラム、第３要素ホログラムとし、前記第１要素ホログラムが前記第２対象領域に生成する前記潜像を第１分割潜像とし、前記第２要素ホログラムが前記第１対象領域に生成する前記潜像を第２分割潜像とし、前記第２要素ホログラムが前記第２対象領域に生成する前記潜像を第３分割潜像とし、前記第３要素ホログラムが前記第１対象領域に生成する前記潜像を第４分割潜像として、前記第１分割潜像と前記第２分割潜像とを合わせた第１合成潜像に表示される対象物が、当該第１合成潜像での向きよりも前記配列方向第２側から見た向きで、前記第３分割潜像と前記第４分割潜像とを合わせた第２合成潜像に表示されるように、前記配列方向に隣接する３つの前記要素ホログラムが構成されていると好適である。

【0060】

本構成によれば、観察者が視点を配列方向第１側に移動させた場合に、第１対象領域と第２対象領域とを合わせた領域に表示される対象物の向きを、視点の移動前に比べて配列方向第１側から見た向きとし、観察者が視点を配列方向第２側に移動させた場合に、第１対象領域と第２対象領域とを合わせた領域に表示される対象物の向きを、視点の移動前に比べて配列方向第２側から見た向きとすることができる。よって、第１対象領域に生成される潜像と第２対象領域に生成される潜像とを合わせた合成潜像によって適切な視差画像が得られるように、各要素ホログラムが第１対象領域及び第２対象領域のそれぞれに生成する潜像を設定することで、運動視差（或いは、両眼視差）に基づく立体感を観察者に与えることができる。

【0061】

上記の各構成において、前記配列方向は、前記入射面に沿って互いに直交する２つの方向を含むと好適である。

【0062】

本構成によれば、互いに直交する２つの配列方向のそれぞれにおいて、観察方向に応じて複数の画像を選択的に表示可能なホログラム素子を実現することができる。

【0063】

また、複数の前記要素ホログラムは、前記配列方向に沿って隙間なく配列されていると好適である。

【0064】

本構成によれば、光の利用効率を高めて、潜像面に生成される潜像の光量を向上させやすい。

【0065】

本開示に係るホログラム素子は、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができればよい。

【符号の説明】

【0066】

１：ホログラム素子
２：対象物
３：潜像
２０：対象領域
２１：第１対象領域
２２：第２対象領域
Ａ：配列方向
Ａ１：配列方向第１側
Ａ２：配列方向第２側
Ｄ：奥行き方向
Ｄ１：手前側
Ｄ２：奥側
Ｅ：要素ホログラム
Ｐ１：入射面
Ｐ２：潜像面
Ｖ：視点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】