ホログラム記録装置
【課題】複数の視差画像を同時に記録媒体に照射できるホログラム記録装置を提供する。
【解決手段】入射した偏光を偏光方向が異なる２つの物体光に分離する分離手段５０と、分離手段５０で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光を、分離手段５０に入射させる物体光光学系と、分離手段５０により分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光するシリンドリカルレンズ６０と、物体光に対応した参照光を記録媒体に照射する参照光光学系と、を備える。
【解決手段】入射した偏光を偏光方向が異なる２つの物体光に分離する分離手段５０と、分離手段５０で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光を、分離手段５０に入射させる物体光光学系と、分離手段５０により分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光するシリンドリカルレンズ６０と、物体光に対応した参照光を記録媒体に照射する参照光光学系と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示したい被写体を直接レーザ光で照明する必要がないこと、可視光画像に限定されないこと、架空物体の立体像表示が可能なことなどの特長をもつ、ホログラフィックステレオグラム技術についての研究が行われている。
【０００３】
ホログラフィックステレオグラムでは、作成対象となる画像を構成する複数の視差画像を１枚ずつ記録媒体上に記録する。このとき、各視差画像は、短冊形状の要素ホログラムとして記録媒体上に記録され、この短冊形状の要素ホログラムを記録媒体に並列して記録することで、３次元画像が形成される。
【０００４】
特許文献１には、視差方向に分割表示された複数の画像を透過した光を重ね合わせて投影してから集光して分割数に応じた画像をホログラム用記録媒体上に投影する物体光光学系を備えるホログラフィックステレオグラム露光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、複数の視差画像を同時に記録媒体に照射できるホログラム記録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】
【０００７】
請求項１に記載のホログラム記録装置は、入射した偏光を偏光方向が異なる２つの物体光に分離する分離手段と、前記分離手段で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光を、前記分離手段に入射させる物体光光学系と、前記分離手段により分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する集光手段と、前記物体光に対応した参照光を前記記録媒体に照射する参照光光学系と、を備える。
【０００８】
請求項２に記載のホログラム記録装置は、請求項１に記載のホログラム記録装置において、前記物体光光学系は、前記分離手段が分離する２つの偏光方向の双方を同量ずつ有する直線偏光又は円偏光の偏光を変調することによって、２つの偏光方向の双方を含む物体光を生成し、前記分離手段は、前記入射した偏光を前記偏光方向が直交する２つの物体光に分離することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のホログラム記録装置は、請求項１または２に記載のホログラム記録装置において、前記参照光光学系は、前記２つの物体光に対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を前記記録媒体に照射することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のホログラム記録装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載のホログラム記録装置において、前記集光手段は、前記２つの物体光の前記記録媒体への入射角度がそれぞれ異なるように、前記２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のホログラム記録装置によれば、複数の視差画像を同時に記録媒体に照射できるホログラム記録装置が提供される。
【００１２】
請求項２に記載のホログラム記録装置によれば、本構成を有しない場合に比べて、明るさのムラの発生が抑制される。
【００１３】
請求項３に記載のホログラム記録装置によれば、記録媒体への参照光の入射角度を変更させてホログラムが作成される。
【００１４】
請求項４に記載のホログラム記録装置によれば、異なる方向からの観察が可能なホログラムが作成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１及び第２の実施形態においてホログラムを作成する対象となる画像の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【図３】第２の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【図４】第３の実施形態においてホログラムを作成する対象となる画像の一例を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
［第１の実施形態］
【００１７】
第１の実施形態では、図１（Ａ）に示す画像（記録画像）をホログラムとして記録するものとする。第１の実施形態において、図１（Ａ）に示す画像の視差画像列を構成する視差画像［１］〜［１０］が、図１（Ｂ）に示すように、短冊形状の要素ホログラムとして視差方向に並列にホログラム記録媒体上に記録される。これにより、図１（Ａ）に示す画像の３次元画像が形成される。
【００１８】
図２は、第１の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。ホログラム記録装置１００は、レーザ光源１０を備える。このレーザ光源１０からは、コヒーレント光のレーザ光が発振される。
【００１９】
レーザ光源１０のレーザ光照射側には、透過型の空間光変調器３０と偏光素子４０とが配置されている。なお、本実施形態では、空間光変調器３０がレーザ光源１０側に配置されているが、偏光素子４０がレーザ光源１０側に配置されても構わない。
【００２０】
空間光変調器３０は、例えば液晶パネルにより構成され、表示する視差画像（通常は多値画像）の階調に応じて、空間光変調器３０に入射した光を強度変調する。具体的には、空間光変調器３０は、Ｐ偏光及びＳ偏光成分を同量ずつ含む４５度の直線偏光を強度変調して、物体光を生成する。
【００２１】
偏光素子４０は、例えば２分のλ板であり、入射した物体光を、所望の偏光にする。具体的には、後述する分離手段５０が分離する２つの偏光成分の双方を有するような直線偏光にする。他、偏光素子４０として４分のλ板を使い、円偏光としてもよい。この４５度の直線偏光あるいは円偏光である物体光が、分離手段５０で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光の一例に該当する。なお、第１の実施形態では、空間光変調器３０及び偏光素子４０を含む光学系が、物体光光学系の一例に該当する。
【００２２】
偏光素子４０から出射された物体光は、レンズ４１で集光され、フィルタ４２で空間光変調器の画素ピッチに起因する高次回折成分が除去された後、レンズ４３により平行光となり、分離手段５０に入射する。分離手段５０には、例えば、Ｗｏｌｌａｓｔｏｎプリズム、プリズム偏光器、及びＲｏｃｈｏｎプリズム等が用いられる。
【００２３】
分離手段５０は、入射した物体光を、偏光方向が異なる２つの物体光に分離する。具体的には、例えば物体光がＰ偏光及びＳ偏光成分を含む４５度の直線偏光であった場合、分離手段５０は、入射した物体光を、光軸が互いに異なるように第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）に分離する。分離後の２つの物体光は、同一の視差画像を有する。分離された第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）は、シリンドリカルレンズ６０に入射する。第１の実施形態では、シリンドリカルレンズ６０が集光手段として機能する。
【００２４】
シリンドリカルレンズ６０に入射した第１の物体光及び第２の物体光は、ホログラム記録媒体７０上の異なる位置に集光される。集光された第１の物体光と、第２の物体光とは、両物体光と対向する側から参照光光学系によりホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これにより、同一の視差画像が２つ、ホログラム記録媒体７０上に記録される。具体的には、ホログラム記録媒体７０上には、例えば、視差画像［１］が視差方向に２つ並列して記録される。
【００２５】
視差画像［１］が記録されると、ホログラム記録媒体７０は矢印ａの方向へと移動する。空間光変調器３０は、次の視差画像（例えば、視差画像［２］）を表す物体光を生成する。視差画像［２］を表す第１の物体光及び第２の物体光がホログラム記録媒体７０上に集光され、視差画像［２］が視差方向に２つ並列してホログラム記録媒体７０上に記録される。上述した処理を繰り返すことによって、図１（Ａ）に示す画像のホログラムが作成される。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係るホログラム記録装置によれば、空間光変調器３０と、偏光素子４０とを含む光学系は、分離手段５０が分離する２つの偏光方向の双方を含む物体光を分離手段５０に入射させ、シリンドリカルレンズ６０は、分離手段５０によって分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する。そして、集光された両物体光と対向する側からホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これによって、複数の視差画像を同時にホログラム記録媒体に照射してホログラムが作成される。
【００２７】
なお、第１の実施形態において、第１の物体光と第２の物体光とに対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を照射するとよい。これにより、ホログラム記録媒体への参照光の入射角度を変更させてホログラムが作成される。ホログラムの再生時には２つの参照光のいずれかと同様の照明光によって、立体像が再生される。
［第２の実施形態］
【００２８】
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、同一の視差画像を２つ、ホログラム記録媒体７０に記録したが、第２の実施形態では異なる２つの視差画像をホログラム記録媒体７０に記録するものとする。なお、第２の実施形態においても、図１（Ａ）に示す画像（記録画像）をホログラムとして記録するものとする。
【００２９】
図３は、第２の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。なお、図３において、図２と同一の構成については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
第２の実施形態では、レーザ光源１０のレーザ光照射側に、レーザ光源１０から照射されたレーザ光のＰ偏光を透過し、かつＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ２０が配置されている。また、偏光ビームスプリッタ２０の直交する２面のうち一方の面と対向する位置に空間光変調器３０ａが配置され、他方の面と対向する位置に空間光変調器３０ｂが配置されている。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ２０で反射されたＳ偏光は、空間光変調器３０ａに入射し、偏光ビームスプリッタ２０を透過したＰ偏光は空間光変調器３０ｂに入射する。
【００３２】
空間光変調器３０ａ及び３０ｂは、例えば液晶パネルにより構成され、表示する視差画像（通常は多値画像）の階調に応じて、空間光変調器に入射した光を強度変調する。このように空間光変調器３０ａ及び３０ｂが強度変調し、生成した光が物体光となる。
【００３３】
空間光変調器３０ａは、各画素において、表示した画像（第１の画像）の明るさ（階調）に応じて、入射したＳ偏光の偏光状態を変化させる。例えば、明るい画素はＳ偏光成分が少なく、Ｐ偏光成分が多くなるように変化させる。一方、暗い画素はＳ偏光成分が多く、Ｐ偏光成分は少なくなるように変化させる。偏光ビームスプリッタ２０を透過する偏光成分はＰ偏光のみであるため、偏光ビームスプリッタ２０の透過光は、第１の画像の強度分布を反映したＰ偏光の物体光となる。ここで、第２の実施形態では、空間光変調器３０ａは、図１（Ｂ）に示した視差画像列に含まれる視差画像のうち、奇数番目の視差画像（視差画像［１］、視差画像［３］、視差画像［５］・・・）を表す物体光を順次生成するものとする。
【００３４】
空間光変調器３０ｂは、各画素において、表示した画像（第２の画像）の明るさ（階調）に応じて、入射したＰ偏光の偏光状態を変化させる。例えば、明るい画素はＰ偏光成分が少なく、Ｓ偏光成分が多くなるように変化させる。一方、暗い画素はＰ偏光成分が多く、Ｓ偏光成分は少なくなるように変化させる。偏光ビームスプリッタ２０を反射する偏光成分はＳ偏光のみであるため、偏光ビームスプリッタ２０の反射光は、第２の画像の強度分布を反映したＳ偏光の物体光となる。ここで、空間光変調器３０ｂは、図１（Ｂ）に示した視差画像列において、空間光変調器３０ａが生成する物体光によって表される視差画像の次に位置する視差画像を表す物体光を生成する。すなわち、空間光変調器３０ａが視差画像［１］（視差画像［ｉ］）を表す物体光を生成する場合、空間光変調器３０ｂは、視差画像［２］（視差画像［ｉ＋１］）を表す物体光を生成する。
【００３５】
このように、第１の物体光（Ｐ偏光）、および、第２の物体光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッタ２０により合波される。これにより、２つの偏光方向の双方を含む物体光が生成される。なお、空間光変調器３０ａ及び３０ｂと、偏光ビームスプリッタ２０とを含む光学系が、物体光光学系の一例である。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ２０によって合波された合成光は、レンズ４１に入射する。合成光がレンズ４１に入射してから分離手段５０に入射するまでについての説明は、第１の実施形態と同様であるため省略する。
【００３７】
分離手段５０は、入射した合成光を、偏光方向が異なる２つの物体光に分離する。具体的には、分離手段５０は、合成光を、光軸が互いに異なるように第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）に分離する。分離された第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）は、シリンドリカルレンズ６０に入射する。第２の実施形態では、シリンドリカルレンズ６０が集光手段として機能する。
【００３８】
シリンドリカルレンズ６０に入射した第１の物体光及び第２の物体光は、ホログラム記録媒体７０上の異なる位置に集光される。集光された第１の物体光と、第２の物体光とは、両物体光と対向する側から参照光光学系によりホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これにより、第１の物体光が表す第１の画像及び第２の物体光が表す第２の画像がホログラム記録媒体７０上に記録される。具体的には、ホログラム記録媒体７０上には、例えば、視差画像［１］及び視差画像［２］が視差方向に並列して記録される。
【００３９】
第１の画像及び第２の画像が記録されると、ホログラム記録媒体７０は矢印ａの方向へと移動する。空間光変調器３０ａ及び空間光変調器３０ｂは、次の視差画像（例えば、視差画像［３］及び視差画像［４］）を表す物体光を生成する。視差画像［３］及び視差画像［４］をそれぞれ表す第１の物体光及び第２の物体光がホログラム記録媒体７０上に集光され、視差画像［３］及び視差画像［４］が視差方向に並列してホログラム記録媒体７０上に記録される。上述した処理を繰り返すことによって、図１（Ａ）に示す画像のホログラムが作成される。
【００４０】
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係るホログラム記録装置によれば、空間光変調器３０ａ及び３０ｂと、偏光ビームスプリッタ２０とを含む光学系は、分離手段５０が分離する２つの偏光方向の双方を含む物体光を分離手段５０に入射させ、シリンドリカルレンズ６０は、分離手段５０によって分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する。そして、集光された両物体光と対向する側からホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これによって、複数の視差画像を同時にホログラム記録媒体に照射してホログラムが作成される。
【００４１】
複数の視差画像を一括してホログラム記録媒体上に記録する方法として、複数の視差画像を１つの空間光変調器に表示し、複数の視差画像をホログラム記録媒体上に一括して露光する方法が考えられる（例えば、特許文献１）。しかしながら、この方法では、元の画素数を保ったまま複数の視差画像を表示するためには空間光変調器を大型化する必要がある。また、空間光変調器の大型化に伴うレンズの大型化も必要となる。これは、ホログラフィックステレオグラム露光装置の大型化やコストアップに繋がる。また、空間光変調器の大きさを変えない場合、複数の視差画像を１つの空間光変調器に表示するためには各視差画像のサイズを小さくする必要がある。しかしながら、視差画像のサイズを小さくすると、画素数が小さくなり、視差画像の解像度が下がってしまう。
【００４２】
一方、第２の実施形態に係るホログラム記録装置によれば、空間光変調器３０ａはＰ偏光を用いて視差画像［ｉ］を表す物体光を生成し、空間光変調器３０ｂはＳ偏光を用いて視差画像［ｉ＋１］を表す物体光を生成する。したがって、１つの空間光変調器には１つの視差画像が表示されるため、空間光変調器が大型化によってホログラム記録装置が大型化したり、視差画像の解像度が下がったりしない。
【００４３】
また、Ｐ偏光及びＳ偏光を第１の物体光及び第２の物体光に用いることによって、偏光ビームスプリッタ２０による合波が可能となるため、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ２０の直交する２面と対向する位置に、空間光変調器３０ｂ及び３０ｂをそれぞれ配置できる。これによって、第１の画像及び第２の画像を含む合成光を生成する光学系の省スペース化が図られる。
【００４４】
さらに、視差画像［ｉ］（第１の画像）を表す第１の物体光（Ｐ偏光）及び視差画像［ｉ＋１］（第２の画像）を表す第２の物体光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッタ２０によって合波され、分離手段５０によって、第１の物体光（Ｐ偏光）と第２の物体光（Ｓ偏光）とに分離される。そして、視差画像［ｉ］を表す第１の物体光（Ｐ偏光）と、視差画像［ｉ＋１］を表す第２の物体光（Ｓ偏光）がホログラム記録媒体の異なる位置に集光され、視差画像列に含まれる視差画像が２枚ずつホログラム記録媒体上に記録される。すなわち、第２の実施形態に係るホログラム記録装置では、視差画像を１枚ずつ記録する場合の２分の１の速さでホログラムが作成されるため、ホログラムの作成時間が短縮される。
【００４５】
なお、第２の実施形態において、空間光変調器３０ｂは、空間光変調器３０ａが生成する物体光によって表される視差画像の次に位置する視差画像を表す物体光を生成していた。しかしながら、空間光変調器３０ｂは、空間光変調器３０ａが生成する物体光によって表される視差画像から、予め定めた枚数の画像を隔てた位置に存在する視差画像を表す物体光を生成してもよい。例えば、空間光変調器３０ａが視差画像［ｉ］を表す物体光を生成する場合、空間光変調器３０ｂは、視差画像［ｉ＋２］や視差画像［ｉ＋３］を表す物体光を生成してもよい。
【００４６】
また、第２の実施形態において、第１の物体光及び第２の物体光は、それぞれ異なる視差画像を表していたが、同一の視差画像を表わしていてもよい。同一の視差画像を記録する場合、第１の実施形態と同様、第１の物体光と第２の物体光とに対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を照射するとよい。これにより、ホログラム記録媒体への参照光の入射角度を変更させてホログラムが作成される。ホログラムの再生時には２つの参照光のいずれかと同様の照明光によって、立体像が再生される。
【００４７】
さらに、第２の実施形態において、分離手段５０に入射する偏光はＰ偏光及びＳ偏光を別途変調して合波した光であったが、これに限られるものではなく、円偏光であってもよい。なお、記録するホログラムの明るさをそろえるために、分離手段５０によって分離された２つの物体光の光量が等しくすることが好ましい。このためには、異なる２つの視差画像を記録する場合は、同量のＰ偏光とＳ偏光を合波した光を用いればよい。同一の視差画像を２つ記録する場合は、同じく同量のＰ偏光とＳ偏光を合波した光、４５度の偏光方向を有する直線偏光及び円偏光のいずれかを用いればよい。円偏光は、右回り円偏光および左回り円偏光のいずれでもよい。
［第３の実施形態］
【００４８】
次に、第３の実施形態に係るホログラム記録装置について説明する。第３の実施形態では、ホログラム再生時に、見る角度によって異なる画像が再生される（チェンジング）ホログラムを作成するものとする。
【００４９】
図４は、第３の実施形態において、ホログラムの作成対象である画像Ａ（第１の記録画像）及び画像Ｂ（第２の記録画像）の一例を示す図である。
【００５０】
第３の実施形態では、例えば、ホログラム記録媒体を右方向から見た場合に、図４（Ａ−１）に示す画像Ａが再生され、ホログラム記録媒体を左方向から見た場合に、図４（Ｂ−１）に示す画像Ｂが再生されるようなホログラムを作成するものとする。図４（Ａ−２）は、画像Ａの視差画像列（Ａ［１］〜Ａ［１０］）であり、図４（Ｂ−２）は、画像Ｂの視差画像列（Ｂ［１］〜Ｂ［１０］）である。
【００５１】
見る角度によって異なる画像が再生されるホログラムを作成する場合、図４（Ｃ）に示すように、画像Ａの視差画像と、画像Ｂの視差画像とを交互にホログラム記録媒体に記録する。このとき、画像Ａの視差画像を表す物体光と、画像Ｂの視差画像を表す物体光とは、異なる方向からホログラム記録媒体に照射される。例えば、画像Ａの視差画像を表す物体光をＡ方向から照射し、画像Ｂの視差画像を表す物体光をＢ方向から照射する。これによって、ホログラム記録媒体をＡ方向から見た場合には、画像Ａが再生され、Ｂ方向から見た場合には画像Ｂが再生されるホログラムが作成される。
【００５２】
次に、第３の実施形態に係るホログラム記録装置の構成について説明する。図５は、第３の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【００５３】
図５において、レーザ光源１０、偏光ビームスプリッタ２０、空間光変調器３０ａ及び３０ｂ、レンズ４１、フィルタ４２、及びレンズ４３の機能は図１と同様であるため、説明を省略する。ただし、第３の実施形態では、空間光変調器３０ａは、画像Ａの視差画像列に含まれる視差画像を表す物体光を生成し、空間光変調器３０ｂは、画像Ｂの視差画像列に含まれる視差画像を表す物体光を生成する。
【００５４】
レンズ４３により平行光となった合成光は、分離手段５０に入射し、分離手段５０によって第１の物体光（Ｐ偏光）と第２の物体光（Ｓ偏光）とに分離される。第３の実施形態では、例えば、偏光ビームスプリッタを分離手段５０として用いるとよい。
【００５５】
分離手段５０を透過した第１の物体光（Ｐ偏光）は、レンズ５１ａ、レンズ５２ａを経て、反射ミラー５３ａにより反射され、シリンドリカルレンズ６０ａに入射する。シリンドリカルレンズ６０ａに入射した第１の物体光はホログラム記録媒体７０上に集光される。
【００５６】
分離手段５０により反射された第２の物体光（Ｓ偏光）は、レンズ５１ｂ及び反射ミラー５３ｂを介してレンズ５２ｂに入射する。レンズ５２ｂに入射した第２の物体光は、平行光となり、シリンドリカルレンズ６０ｂに入射する。シリンドリカルレンズ６０ｂに入射した第２の物体光は、第１の物体光が集光された位置とは異なる位置に集光される。本実施形態では、第１の物体光が集光された位置と隣り合う位置に、第２の物体光は集光される。このとき、第１の物体光の光軸と、第２の物体光の光軸とが予め定められた角度をなし、かつ、第１の物体光及び第２の物体光のホログラム記録媒体７０への入射方向がそれぞれ異なるように、反射ミラー５３ａ及び５３ｂ、並びに、シリンドリカルレンズ６０ａ及び６０ｂの位置や向きは調整される。本実施形態では第１の物体光（Ｐ偏光）の光軸と、第２の物体光（Ｓ偏光）の光軸とは直交するものとする。なお、第３の実施形態では、反射ミラー５３ａ、シリンドリカルレンズ６０ａ、反射ミラー５３ｂ、レンズ５２ｂ、及びシリンドリカルレンズ６０ｂが、集光手段として機能する。
【００５７】
集光された第１の物体光と、第２の物体光とは、両物体光と対向する側からホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これにより、画像Ａの視差画像列に含まれる視差画像（第１の画像）、及び画像Ｂの視差画像列に含まれる視差画像（第２の画像）がホログラム記録媒体７０上に記録される。具体的には、例えば、画像Ａ［１］及び画像Ｂ［１］が視差方向に並列して記録される。
【００５８】
画像Ａ［１］及び画像Ｂ［１］が記録されると、ホログラム記録媒体７０は矢印ａの方向へと移動する。空間光変調器３０ａ及び空間光変調器３０ｂは、次の視差画像（例えば、画像Ａ［２］及び画像Ｂ［２］）を表す物体光を生成する。画像Ａ［２］及び画像Ｂ［２］をそれぞれ表す第１の物体光及び第２の物体光がホログラム記録媒体７０上に集光され、画像Ａ［２］及び画像Ｂ［２］が視差方向に並列してホログラム記録媒体７０上に記録される。上述した処理を繰り返すことによって、図４（Ａ−１）及び（Ｂ−１）に示す画像がホログラムとして記録される。
【００５９】
第３の実施形態によれば、１回の記録動作で、画像Ａ（第１の記録画像）の視差画像列に含まれる視差画像（第１の画像）と、画像Ｂ（第２の記録画像）の視差画像列に含まれる視差画像（第２の画像）とが、ホログラム記録媒体７０上に記録される。したがって、第３の実施形態によれば、画像Ａの視差画像列に含まれる視差画像と、画像Ｂの視差画像列に含まれる視差画像とを交互に１枚ずつ記録する場合の２分の１の速さでホログラムが作成されるため、ホログラムの作成時間が短縮される。
【００６０】
また、第１の物体光（Ｐ偏光）と第２の物体光（Ｓ偏光）とは、９０度という大きな角度差をもつため、ホログラムの再生時には、画像Ａおよび画像Ｂの両画像が同時に眼に入りにくく、各画像について良好な再生像が得られる。
【００６１】
第１の実施形態〜第３の実施形態において、参照光の偏光は、円偏光又は４５度であることが望ましい。円偏光、および、Ｐ偏光およびＳ偏光の振動面の中間である４５度の偏光は、Ｐ偏光およびＳ偏光のいずれとも干渉し、かつ、回折効率がそろうため、明るさのムラの発生が抑制される。なお、円偏光は、右回り円偏光および左回り円偏光のいずれでもよい。
【００６２】
なお、第２の実施形態において、第１の物体光および第２の物体光の光軸が非平行であることに起因して、再生像が歪む場合がある。この場合、視差画像列を構成する視差画像に対して再生像の歪みを抑制する画像処理を行うとよい。また、光軸のずれは、使用するレンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）に依存するが、通常は問題にならないほど小さい。この場合、視差画像に対して再生像の歪みを抑制する画像処理をしなくてもよい。
【００６３】
上述した実施の形態は、本発明の実施形態の一部である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００６４】
２０…偏光ビームスプリッタ
３０、３０ａ、３０ｂ…空間光変調器
４０…偏光素子
５０…分離手段
５１ａ、５１ｂ…レンズ
５２ａ、５２ｂ…レンズ
５３ａ、５３ｂ…反射ミラー
６０、６０ａ、６０ｂ…シリンドリカルレンズ
７０…ホログラム記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示したい被写体を直接レーザ光で照明する必要がないこと、可視光画像に限定されないこと、架空物体の立体像表示が可能なことなどの特長をもつ、ホログラフィックステレオグラム技術についての研究が行われている。
【０００３】
ホログラフィックステレオグラムでは、作成対象となる画像を構成する複数の視差画像を１枚ずつ記録媒体上に記録する。このとき、各視差画像は、短冊形状の要素ホログラムとして記録媒体上に記録され、この短冊形状の要素ホログラムを記録媒体に並列して記録することで、３次元画像が形成される。
【０００４】
特許文献１には、視差方向に分割表示された複数の画像を透過した光を重ね合わせて投影してから集光して分割数に応じた画像をホログラム用記録媒体上に投影する物体光光学系を備えるホログラフィックステレオグラム露光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５０３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、複数の視差画像を同時に記録媒体に照射できるホログラム記録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】
【０００７】
請求項１に記載のホログラム記録装置は、入射した偏光を偏光方向が異なる２つの物体光に分離する分離手段と、前記分離手段で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光を、前記分離手段に入射させる物体光光学系と、前記分離手段により分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する集光手段と、前記物体光に対応した参照光を前記記録媒体に照射する参照光光学系と、を備える。
【０００８】
請求項２に記載のホログラム記録装置は、請求項１に記載のホログラム記録装置において、前記物体光光学系は、前記分離手段が分離する２つの偏光方向の双方を同量ずつ有する直線偏光又は円偏光の偏光を変調することによって、２つの偏光方向の双方を含む物体光を生成し、前記分離手段は、前記入射した偏光を前記偏光方向が直交する２つの物体光に分離することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のホログラム記録装置は、請求項１または２に記載のホログラム記録装置において、前記参照光光学系は、前記２つの物体光に対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を前記記録媒体に照射することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載のホログラム記録装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載のホログラム記録装置において、前記集光手段は、前記２つの物体光の前記記録媒体への入射角度がそれぞれ異なるように、前記２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載のホログラム記録装置によれば、複数の視差画像を同時に記録媒体に照射できるホログラム記録装置が提供される。
【００１２】
請求項２に記載のホログラム記録装置によれば、本構成を有しない場合に比べて、明るさのムラの発生が抑制される。
【００１３】
請求項３に記載のホログラム記録装置によれば、記録媒体への参照光の入射角度を変更させてホログラムが作成される。
【００１４】
請求項４に記載のホログラム記録装置によれば、異なる方向からの観察が可能なホログラムが作成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１及び第２の実施形態においてホログラムを作成する対象となる画像の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【図３】第２の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【図４】第３の実施形態においてホログラムを作成する対象となる画像の一例を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
［第１の実施形態］
【００１７】
第１の実施形態では、図１（Ａ）に示す画像（記録画像）をホログラムとして記録するものとする。第１の実施形態において、図１（Ａ）に示す画像の視差画像列を構成する視差画像［１］〜［１０］が、図１（Ｂ）に示すように、短冊形状の要素ホログラムとして視差方向に並列にホログラム記録媒体上に記録される。これにより、図１（Ａ）に示す画像の３次元画像が形成される。
【００１８】
図２は、第１の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。ホログラム記録装置１００は、レーザ光源１０を備える。このレーザ光源１０からは、コヒーレント光のレーザ光が発振される。
【００１９】
レーザ光源１０のレーザ光照射側には、透過型の空間光変調器３０と偏光素子４０とが配置されている。なお、本実施形態では、空間光変調器３０がレーザ光源１０側に配置されているが、偏光素子４０がレーザ光源１０側に配置されても構わない。
【００２０】
空間光変調器３０は、例えば液晶パネルにより構成され、表示する視差画像（通常は多値画像）の階調に応じて、空間光変調器３０に入射した光を強度変調する。具体的には、空間光変調器３０は、Ｐ偏光及びＳ偏光成分を同量ずつ含む４５度の直線偏光を強度変調して、物体光を生成する。
【００２１】
偏光素子４０は、例えば２分のλ板であり、入射した物体光を、所望の偏光にする。具体的には、後述する分離手段５０が分離する２つの偏光成分の双方を有するような直線偏光にする。他、偏光素子４０として４分のλ板を使い、円偏光としてもよい。この４５度の直線偏光あるいは円偏光である物体光が、分離手段５０で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光の一例に該当する。なお、第１の実施形態では、空間光変調器３０及び偏光素子４０を含む光学系が、物体光光学系の一例に該当する。
【００２２】
偏光素子４０から出射された物体光は、レンズ４１で集光され、フィルタ４２で空間光変調器の画素ピッチに起因する高次回折成分が除去された後、レンズ４３により平行光となり、分離手段５０に入射する。分離手段５０には、例えば、Ｗｏｌｌａｓｔｏｎプリズム、プリズム偏光器、及びＲｏｃｈｏｎプリズム等が用いられる。
【００２３】
分離手段５０は、入射した物体光を、偏光方向が異なる２つの物体光に分離する。具体的には、例えば物体光がＰ偏光及びＳ偏光成分を含む４５度の直線偏光であった場合、分離手段５０は、入射した物体光を、光軸が互いに異なるように第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）に分離する。分離後の２つの物体光は、同一の視差画像を有する。分離された第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）は、シリンドリカルレンズ６０に入射する。第１の実施形態では、シリンドリカルレンズ６０が集光手段として機能する。
【００２４】
シリンドリカルレンズ６０に入射した第１の物体光及び第２の物体光は、ホログラム記録媒体７０上の異なる位置に集光される。集光された第１の物体光と、第２の物体光とは、両物体光と対向する側から参照光光学系によりホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これにより、同一の視差画像が２つ、ホログラム記録媒体７０上に記録される。具体的には、ホログラム記録媒体７０上には、例えば、視差画像［１］が視差方向に２つ並列して記録される。
【００２５】
視差画像［１］が記録されると、ホログラム記録媒体７０は矢印ａの方向へと移動する。空間光変調器３０は、次の視差画像（例えば、視差画像［２］）を表す物体光を生成する。視差画像［２］を表す第１の物体光及び第２の物体光がホログラム記録媒体７０上に集光され、視差画像［２］が視差方向に２つ並列してホログラム記録媒体７０上に記録される。上述した処理を繰り返すことによって、図１（Ａ）に示す画像のホログラムが作成される。
【００２６】
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係るホログラム記録装置によれば、空間光変調器３０と、偏光素子４０とを含む光学系は、分離手段５０が分離する２つの偏光方向の双方を含む物体光を分離手段５０に入射させ、シリンドリカルレンズ６０は、分離手段５０によって分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する。そして、集光された両物体光と対向する側からホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これによって、複数の視差画像を同時にホログラム記録媒体に照射してホログラムが作成される。
【００２７】
なお、第１の実施形態において、第１の物体光と第２の物体光とに対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を照射するとよい。これにより、ホログラム記録媒体への参照光の入射角度を変更させてホログラムが作成される。ホログラムの再生時には２つの参照光のいずれかと同様の照明光によって、立体像が再生される。
［第２の実施形態］
【００２８】
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、同一の視差画像を２つ、ホログラム記録媒体７０に記録したが、第２の実施形態では異なる２つの視差画像をホログラム記録媒体７０に記録するものとする。なお、第２の実施形態においても、図１（Ａ）に示す画像（記録画像）をホログラムとして記録するものとする。
【００２９】
図３は、第２の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。なお、図３において、図２と同一の構成については、図２と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
第２の実施形態では、レーザ光源１０のレーザ光照射側に、レーザ光源１０から照射されたレーザ光のＰ偏光を透過し、かつＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ２０が配置されている。また、偏光ビームスプリッタ２０の直交する２面のうち一方の面と対向する位置に空間光変調器３０ａが配置され、他方の面と対向する位置に空間光変調器３０ｂが配置されている。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ２０で反射されたＳ偏光は、空間光変調器３０ａに入射し、偏光ビームスプリッタ２０を透過したＰ偏光は空間光変調器３０ｂに入射する。
【００３２】
空間光変調器３０ａ及び３０ｂは、例えば液晶パネルにより構成され、表示する視差画像（通常は多値画像）の階調に応じて、空間光変調器に入射した光を強度変調する。このように空間光変調器３０ａ及び３０ｂが強度変調し、生成した光が物体光となる。
【００３３】
空間光変調器３０ａは、各画素において、表示した画像（第１の画像）の明るさ（階調）に応じて、入射したＳ偏光の偏光状態を変化させる。例えば、明るい画素はＳ偏光成分が少なく、Ｐ偏光成分が多くなるように変化させる。一方、暗い画素はＳ偏光成分が多く、Ｐ偏光成分は少なくなるように変化させる。偏光ビームスプリッタ２０を透過する偏光成分はＰ偏光のみであるため、偏光ビームスプリッタ２０の透過光は、第１の画像の強度分布を反映したＰ偏光の物体光となる。ここで、第２の実施形態では、空間光変調器３０ａは、図１（Ｂ）に示した視差画像列に含まれる視差画像のうち、奇数番目の視差画像（視差画像［１］、視差画像［３］、視差画像［５］・・・）を表す物体光を順次生成するものとする。
【００３４】
空間光変調器３０ｂは、各画素において、表示した画像（第２の画像）の明るさ（階調）に応じて、入射したＰ偏光の偏光状態を変化させる。例えば、明るい画素はＰ偏光成分が少なく、Ｓ偏光成分が多くなるように変化させる。一方、暗い画素はＰ偏光成分が多く、Ｓ偏光成分は少なくなるように変化させる。偏光ビームスプリッタ２０を反射する偏光成分はＳ偏光のみであるため、偏光ビームスプリッタ２０の反射光は、第２の画像の強度分布を反映したＳ偏光の物体光となる。ここで、空間光変調器３０ｂは、図１（Ｂ）に示した視差画像列において、空間光変調器３０ａが生成する物体光によって表される視差画像の次に位置する視差画像を表す物体光を生成する。すなわち、空間光変調器３０ａが視差画像［１］（視差画像［ｉ］）を表す物体光を生成する場合、空間光変調器３０ｂは、視差画像［２］（視差画像［ｉ＋１］）を表す物体光を生成する。
【００３５】
このように、第１の物体光（Ｐ偏光）、および、第２の物体光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッタ２０により合波される。これにより、２つの偏光方向の双方を含む物体光が生成される。なお、空間光変調器３０ａ及び３０ｂと、偏光ビームスプリッタ２０とを含む光学系が、物体光光学系の一例である。
【００３６】
偏光ビームスプリッタ２０によって合波された合成光は、レンズ４１に入射する。合成光がレンズ４１に入射してから分離手段５０に入射するまでについての説明は、第１の実施形態と同様であるため省略する。
【００３７】
分離手段５０は、入射した合成光を、偏光方向が異なる２つの物体光に分離する。具体的には、分離手段５０は、合成光を、光軸が互いに異なるように第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）に分離する。分離された第１の物体光（Ｐ偏光）及び第２の物体光（Ｓ偏光）は、シリンドリカルレンズ６０に入射する。第２の実施形態では、シリンドリカルレンズ６０が集光手段として機能する。
【００３８】
シリンドリカルレンズ６０に入射した第１の物体光及び第２の物体光は、ホログラム記録媒体７０上の異なる位置に集光される。集光された第１の物体光と、第２の物体光とは、両物体光と対向する側から参照光光学系によりホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これにより、第１の物体光が表す第１の画像及び第２の物体光が表す第２の画像がホログラム記録媒体７０上に記録される。具体的には、ホログラム記録媒体７０上には、例えば、視差画像［１］及び視差画像［２］が視差方向に並列して記録される。
【００３９】
第１の画像及び第２の画像が記録されると、ホログラム記録媒体７０は矢印ａの方向へと移動する。空間光変調器３０ａ及び空間光変調器３０ｂは、次の視差画像（例えば、視差画像［３］及び視差画像［４］）を表す物体光を生成する。視差画像［３］及び視差画像［４］をそれぞれ表す第１の物体光及び第２の物体光がホログラム記録媒体７０上に集光され、視差画像［３］及び視差画像［４］が視差方向に並列してホログラム記録媒体７０上に記録される。上述した処理を繰り返すことによって、図１（Ａ）に示す画像のホログラムが作成される。
【００４０】
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係るホログラム記録装置によれば、空間光変調器３０ａ及び３０ｂと、偏光ビームスプリッタ２０とを含む光学系は、分離手段５０が分離する２つの偏光方向の双方を含む物体光を分離手段５０に入射させ、シリンドリカルレンズ６０は、分離手段５０によって分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する。そして、集光された両物体光と対向する側からホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これによって、複数の視差画像を同時にホログラム記録媒体に照射してホログラムが作成される。
【００４１】
複数の視差画像を一括してホログラム記録媒体上に記録する方法として、複数の視差画像を１つの空間光変調器に表示し、複数の視差画像をホログラム記録媒体上に一括して露光する方法が考えられる（例えば、特許文献１）。しかしながら、この方法では、元の画素数を保ったまま複数の視差画像を表示するためには空間光変調器を大型化する必要がある。また、空間光変調器の大型化に伴うレンズの大型化も必要となる。これは、ホログラフィックステレオグラム露光装置の大型化やコストアップに繋がる。また、空間光変調器の大きさを変えない場合、複数の視差画像を１つの空間光変調器に表示するためには各視差画像のサイズを小さくする必要がある。しかしながら、視差画像のサイズを小さくすると、画素数が小さくなり、視差画像の解像度が下がってしまう。
【００４２】
一方、第２の実施形態に係るホログラム記録装置によれば、空間光変調器３０ａはＰ偏光を用いて視差画像［ｉ］を表す物体光を生成し、空間光変調器３０ｂはＳ偏光を用いて視差画像［ｉ＋１］を表す物体光を生成する。したがって、１つの空間光変調器には１つの視差画像が表示されるため、空間光変調器が大型化によってホログラム記録装置が大型化したり、視差画像の解像度が下がったりしない。
【００４３】
また、Ｐ偏光及びＳ偏光を第１の物体光及び第２の物体光に用いることによって、偏光ビームスプリッタ２０による合波が可能となるため、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ２０の直交する２面と対向する位置に、空間光変調器３０ｂ及び３０ｂをそれぞれ配置できる。これによって、第１の画像及び第２の画像を含む合成光を生成する光学系の省スペース化が図られる。
【００４４】
さらに、視差画像［ｉ］（第１の画像）を表す第１の物体光（Ｐ偏光）及び視差画像［ｉ＋１］（第２の画像）を表す第２の物体光（Ｓ偏光）は、偏光ビームスプリッタ２０によって合波され、分離手段５０によって、第１の物体光（Ｐ偏光）と第２の物体光（Ｓ偏光）とに分離される。そして、視差画像［ｉ］を表す第１の物体光（Ｐ偏光）と、視差画像［ｉ＋１］を表す第２の物体光（Ｓ偏光）がホログラム記録媒体の異なる位置に集光され、視差画像列に含まれる視差画像が２枚ずつホログラム記録媒体上に記録される。すなわち、第２の実施形態に係るホログラム記録装置では、視差画像を１枚ずつ記録する場合の２分の１の速さでホログラムが作成されるため、ホログラムの作成時間が短縮される。
【００４５】
なお、第２の実施形態において、空間光変調器３０ｂは、空間光変調器３０ａが生成する物体光によって表される視差画像の次に位置する視差画像を表す物体光を生成していた。しかしながら、空間光変調器３０ｂは、空間光変調器３０ａが生成する物体光によって表される視差画像から、予め定めた枚数の画像を隔てた位置に存在する視差画像を表す物体光を生成してもよい。例えば、空間光変調器３０ａが視差画像［ｉ］を表す物体光を生成する場合、空間光変調器３０ｂは、視差画像［ｉ＋２］や視差画像［ｉ＋３］を表す物体光を生成してもよい。
【００４６】
また、第２の実施形態において、第１の物体光及び第２の物体光は、それぞれ異なる視差画像を表していたが、同一の視差画像を表わしていてもよい。同一の視差画像を記録する場合、第１の実施形態と同様、第１の物体光と第２の物体光とに対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を照射するとよい。これにより、ホログラム記録媒体への参照光の入射角度を変更させてホログラムが作成される。ホログラムの再生時には２つの参照光のいずれかと同様の照明光によって、立体像が再生される。
【００４７】
さらに、第２の実施形態において、分離手段５０に入射する偏光はＰ偏光及びＳ偏光を別途変調して合波した光であったが、これに限られるものではなく、円偏光であってもよい。なお、記録するホログラムの明るさをそろえるために、分離手段５０によって分離された２つの物体光の光量が等しくすることが好ましい。このためには、異なる２つの視差画像を記録する場合は、同量のＰ偏光とＳ偏光を合波した光を用いればよい。同一の視差画像を２つ記録する場合は、同じく同量のＰ偏光とＳ偏光を合波した光、４５度の偏光方向を有する直線偏光及び円偏光のいずれかを用いればよい。円偏光は、右回り円偏光および左回り円偏光のいずれでもよい。
［第３の実施形態］
【００４８】
次に、第３の実施形態に係るホログラム記録装置について説明する。第３の実施形態では、ホログラム再生時に、見る角度によって異なる画像が再生される（チェンジング）ホログラムを作成するものとする。
【００４９】
図４は、第３の実施形態において、ホログラムの作成対象である画像Ａ（第１の記録画像）及び画像Ｂ（第２の記録画像）の一例を示す図である。
【００５０】
第３の実施形態では、例えば、ホログラム記録媒体を右方向から見た場合に、図４（Ａ−１）に示す画像Ａが再生され、ホログラム記録媒体を左方向から見た場合に、図４（Ｂ−１）に示す画像Ｂが再生されるようなホログラムを作成するものとする。図４（Ａ−２）は、画像Ａの視差画像列（Ａ［１］〜Ａ［１０］）であり、図４（Ｂ−２）は、画像Ｂの視差画像列（Ｂ［１］〜Ｂ［１０］）である。
【００５１】
見る角度によって異なる画像が再生されるホログラムを作成する場合、図４（Ｃ）に示すように、画像Ａの視差画像と、画像Ｂの視差画像とを交互にホログラム記録媒体に記録する。このとき、画像Ａの視差画像を表す物体光と、画像Ｂの視差画像を表す物体光とは、異なる方向からホログラム記録媒体に照射される。例えば、画像Ａの視差画像を表す物体光をＡ方向から照射し、画像Ｂの視差画像を表す物体光をＢ方向から照射する。これによって、ホログラム記録媒体をＡ方向から見た場合には、画像Ａが再生され、Ｂ方向から見た場合には画像Ｂが再生されるホログラムが作成される。
【００５２】
次に、第３の実施形態に係るホログラム記録装置の構成について説明する。図５は、第３の実施形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す上面図である。
【００５３】
図５において、レーザ光源１０、偏光ビームスプリッタ２０、空間光変調器３０ａ及び３０ｂ、レンズ４１、フィルタ４２、及びレンズ４３の機能は図１と同様であるため、説明を省略する。ただし、第３の実施形態では、空間光変調器３０ａは、画像Ａの視差画像列に含まれる視差画像を表す物体光を生成し、空間光変調器３０ｂは、画像Ｂの視差画像列に含まれる視差画像を表す物体光を生成する。
【００５４】
レンズ４３により平行光となった合成光は、分離手段５０に入射し、分離手段５０によって第１の物体光（Ｐ偏光）と第２の物体光（Ｓ偏光）とに分離される。第３の実施形態では、例えば、偏光ビームスプリッタを分離手段５０として用いるとよい。
【００５５】
分離手段５０を透過した第１の物体光（Ｐ偏光）は、レンズ５１ａ、レンズ５２ａを経て、反射ミラー５３ａにより反射され、シリンドリカルレンズ６０ａに入射する。シリンドリカルレンズ６０ａに入射した第１の物体光はホログラム記録媒体７０上に集光される。
【００５６】
分離手段５０により反射された第２の物体光（Ｓ偏光）は、レンズ５１ｂ及び反射ミラー５３ｂを介してレンズ５２ｂに入射する。レンズ５２ｂに入射した第２の物体光は、平行光となり、シリンドリカルレンズ６０ｂに入射する。シリンドリカルレンズ６０ｂに入射した第２の物体光は、第１の物体光が集光された位置とは異なる位置に集光される。本実施形態では、第１の物体光が集光された位置と隣り合う位置に、第２の物体光は集光される。このとき、第１の物体光の光軸と、第２の物体光の光軸とが予め定められた角度をなし、かつ、第１の物体光及び第２の物体光のホログラム記録媒体７０への入射方向がそれぞれ異なるように、反射ミラー５３ａ及び５３ｂ、並びに、シリンドリカルレンズ６０ａ及び６０ｂの位置や向きは調整される。本実施形態では第１の物体光（Ｐ偏光）の光軸と、第２の物体光（Ｓ偏光）の光軸とは直交するものとする。なお、第３の実施形態では、反射ミラー５３ａ、シリンドリカルレンズ６０ａ、反射ミラー５３ｂ、レンズ５２ｂ、及びシリンドリカルレンズ６０ｂが、集光手段として機能する。
【００５７】
集光された第１の物体光と、第２の物体光とは、両物体光と対向する側からホログラム記録媒体７０に照射される参照光と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体７０に記録される。これにより、画像Ａの視差画像列に含まれる視差画像（第１の画像）、及び画像Ｂの視差画像列に含まれる視差画像（第２の画像）がホログラム記録媒体７０上に記録される。具体的には、例えば、画像Ａ［１］及び画像Ｂ［１］が視差方向に並列して記録される。
【００５８】
画像Ａ［１］及び画像Ｂ［１］が記録されると、ホログラム記録媒体７０は矢印ａの方向へと移動する。空間光変調器３０ａ及び空間光変調器３０ｂは、次の視差画像（例えば、画像Ａ［２］及び画像Ｂ［２］）を表す物体光を生成する。画像Ａ［２］及び画像Ｂ［２］をそれぞれ表す第１の物体光及び第２の物体光がホログラム記録媒体７０上に集光され、画像Ａ［２］及び画像Ｂ［２］が視差方向に並列してホログラム記録媒体７０上に記録される。上述した処理を繰り返すことによって、図４（Ａ−１）及び（Ｂ−１）に示す画像がホログラムとして記録される。
【００５９】
第３の実施形態によれば、１回の記録動作で、画像Ａ（第１の記録画像）の視差画像列に含まれる視差画像（第１の画像）と、画像Ｂ（第２の記録画像）の視差画像列に含まれる視差画像（第２の画像）とが、ホログラム記録媒体７０上に記録される。したがって、第３の実施形態によれば、画像Ａの視差画像列に含まれる視差画像と、画像Ｂの視差画像列に含まれる視差画像とを交互に１枚ずつ記録する場合の２分の１の速さでホログラムが作成されるため、ホログラムの作成時間が短縮される。
【００６０】
また、第１の物体光（Ｐ偏光）と第２の物体光（Ｓ偏光）とは、９０度という大きな角度差をもつため、ホログラムの再生時には、画像Ａおよび画像Ｂの両画像が同時に眼に入りにくく、各画像について良好な再生像が得られる。
【００６１】
第１の実施形態〜第３の実施形態において、参照光の偏光は、円偏光又は４５度であることが望ましい。円偏光、および、Ｐ偏光およびＳ偏光の振動面の中間である４５度の偏光は、Ｐ偏光およびＳ偏光のいずれとも干渉し、かつ、回折効率がそろうため、明るさのムラの発生が抑制される。なお、円偏光は、右回り円偏光および左回り円偏光のいずれでもよい。
【００６２】
なお、第２の実施形態において、第１の物体光および第２の物体光の光軸が非平行であることに起因して、再生像が歪む場合がある。この場合、視差画像列を構成する視差画像に対して再生像の歪みを抑制する画像処理を行うとよい。また、光軸のずれは、使用するレンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）に依存するが、通常は問題にならないほど小さい。この場合、視差画像に対して再生像の歪みを抑制する画像処理をしなくてもよい。
【００６３】
上述した実施の形態は、本発明の実施形態の一部である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００６４】
２０…偏光ビームスプリッタ
３０、３０ａ、３０ｂ…空間光変調器
４０…偏光素子
５０…分離手段
５１ａ、５１ｂ…レンズ
５２ａ、５２ｂ…レンズ
５３ａ、５３ｂ…反射ミラー
６０、６０ａ、６０ｂ…シリンドリカルレンズ
７０…ホログラム記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した偏光を偏光方向が異なる２つの物体光に分離する分離手段と、
前記分離手段で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光を、前記分離手段に入射させる物体光光学系と、
前記分離手段により分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する集光手段と、
前記物体光に対応した参照光を前記記録媒体に照射する参照光光学系と、
を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
前記物体光光学系は、前記分離手段が分離する２つの偏光方向の双方を同量ずつ有する直線偏光又は円偏光の偏光を変調することによって、２つの偏光方向の双方を含む物体光を生成し、
前記分離手段は、前記入射した偏光を前記偏光方向が直交する２つの物体光に分離することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記参照光光学系は、前記２つの物体光に対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を前記記録媒体に照射することを特徴とする請求項１または２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記集光手段は、前記２つの物体光の前記記録媒体への入射角度がそれぞれ異なるように、前記２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のホログラム記録装置。
【請求項１】
入射した偏光を偏光方向が異なる２つの物体光に分離する分離手段と、
前記分離手段で分離される２つの偏光方向の双方を含む物体光を、前記分離手段に入射させる物体光光学系と、
前記分離手段により分離された２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光する集光手段と、
前記物体光に対応した参照光を前記記録媒体に照射する参照光光学系と、
を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
前記物体光光学系は、前記分離手段が分離する２つの偏光方向の双方を同量ずつ有する直線偏光又は円偏光の偏光を変調することによって、２つの偏光方向の双方を含む物体光を生成し、
前記分離手段は、前記入射した偏光を前記偏光方向が直交する２つの物体光に分離することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記参照光光学系は、前記２つの物体光に対応させて、入射角度の異なる２つの参照光を前記記録媒体に照射することを特徴とする請求項１または２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記集光手段は、前記２つの物体光の前記記録媒体への入射角度がそれぞれ異なるように、前記２つの物体光をそれぞれ記録媒体の異なる位置に集光することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のホログラム記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１５５１３０（Ｐ２０１２−１５５１３０Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９２４（Ｐ２０１１−１３９２４）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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