專利名稱：計(jì)算機(jī)合成全息圖制作方法和制作的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法
計(jì)鋭幾合成全息圖制作方法和制作的計(jì)鋭幾合成全息圖
獄領(lǐng)域
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法和皿該方法制作的計(jì)算機(jī)合成
全息圖、以及計(jì)^m合成全息圖。
歷來，已知為了防偽在紙幣或者信用卡等上設(shè)置全息圖。作為該全息圖，有通過使用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算在規(guī)定的記錄面上形成干涉條紋而審舴的計(jì)算機(jī)合成
全息圖(CGH)(參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)公開2001~013858號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2日本專利3810917號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3日本專利申請(qǐng)公開2000-214750號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4曰本專利申請(qǐng)公幵2002-72837號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5日本專利申請(qǐng)公開2005~~215570號(hào)公報(bào)
專利文嫌6日本專利申請(qǐng)公幵2004~-309709號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)7日本專利申請(qǐng)公幵2004~264839號(hào)公報(bào)
非專利女獻(xiàn)l
a, W. Lohmann and d. P. Paris: "Binary Fraunhofer
Holograms, Generated by Computed，， Appl. Opt, 6,10， pp. 1739-1748 (Oct 1967)非專禾限獻(xiàn)2Wai Hon Lee: "Sampled Fourier Transform Hologram
Generated by Cbmputef ，. Appl. Opt" 9,3, pp. 639-643 (Mar. 1970)
但是，上述專利文獻(xiàn)i的計(jì)^m合成全息圖，雖然計(jì)算負(fù)荷小，但是縱向
的視,窄。例如，圖17以及圖18是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖。圖17表示在計(jì)^f幾合成全息圖她上照浙用單色光構(gòu)成的再生照明光102a的情況下的側(cè)面圖。如圖17所示，羅上段的單位區(qū)域發(fā)生的衍射光103不向視點(diǎn)E的方向衍射。因此在視點(diǎn)E的位置不肖^見察到計(jì)算機(jī)合成全息圖101的最上段部分的再生圖像，縱向的視域不能擴(kuò)展。另外，圖18表示向計(jì)算機(jī)合成全息圖101照射用白色光構(gòu)成的再生照明光102b的情況。如圖18所示，盡管照射用白色光構(gòu)成的再生照明光102b，然而各單位區(qū)域僅可見單色。例如在從最上段的單位區(qū)域發(fā)生的衍射光103內(nèi)，朝向視點(diǎn)E的方向的光，是入射的白色光102b內(nèi)的藍(lán)色成分B。因此，在視點(diǎn)E的位置，計(jì)算機(jī)合成全息圖IOI的最上段部分的再生圖像被觀察為藍(lán)色B。另外，中央部分被觀察為綠色G，最下段部分被觀察為紅色R(未圖示)。
再有，專利文獻(xiàn)2中公開了通過使用點(diǎn)光源作為來自原圖像的物體光的光源，從而具有上下方向(縱向)的視域的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)中，物體光成為從原圖像上的點(diǎn)光源擴(kuò)展的球面波，上下方向的視域擴(kuò)展。但是，因?yàn)樵谏舷路较蛏舷拗迫D記錄面的記錄區(qū)域，所以根據(jù)物體的縱深位置而上下方向的視域變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)這樣的問題而做出的發(fā)明，其目的是^f共一種容易觀察且安全性優(yōu)良的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法以及通過該方法制作的計(jì)算機(jī)合成全息圖。
為實(shí)現(xiàn)—b^目的的本發(fā)明的制作計(jì)算機(jī)合成全息圖的方法，是通過使用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算在規(guī)定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息形成的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)合成全息圖，具有第一方向、和與所述第一方向正交的第二方向，具有僅在所述第一方向上的豐膀，具有在所述第二方向上具有規(guī)定寬度的各單位區(qū)域，在所述各單位區(qū)域內(nèi)，制作在所述第二方向上空間頻率不同的衍射圖形。
此外，其特征在于，所述衍射圖形的在第二方向上不同的空間頻率，在所述單位區(qū)域內(nèi)從一方向另一方逐漸變化。
此外，其特征在于，使用從設(shè)定在記錄物體上的點(diǎn)光源起在所述第一方向上擴(kuò)展、從與所述點(diǎn)光源不同的位置起在所述第二方向上擴(kuò)展的物體光進(jìn)fiH己錄。
此外，其特征在于，使用從設(shè)定在記錄物體上的線光源起在所述第一方向上擴(kuò)展、在所述第二方向上有固定寬度的物體光，并且使用參照光進(jìn)行記錄，所述參照光在所述第二方向上對(duì)所述單位區(qū)域的每一個(gè)決定的規(guī)定的位置進(jìn)行聚焦。
此外，其特征在于，所述衍射圖形由干涉條紋構(gòu)成。此外，其特征在于，所述衍射圖形由調(diào)制相位和振幅的圖形構(gòu)成。進(jìn)而，其特征在于，計(jì)算機(jī)合成全息圖通過所述計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法制作。
另外，為實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的計(jì)算機(jī)合成全息圖，題過使用計(jì)i^幾
的運(yùn)算在規(guī)定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息形成的計(jì)算機(jī)合成全息圖，其特征在于，具有第一方向、和與所述第一方向正交的第二方向，具有僅在所述第一方向上的視差，具有在所述第二方向上具有規(guī)定寬度的各單位區(qū)域，在所述各單位區(qū)域內(nèi)，具有在所述第二方向上空間頻率不同的衍射圖形。
此外，其的特征在于，述衍射圖形的在第二方向上不同的空間頻率，在所述單位區(qū)域內(nèi)從一方向另一方逐漸變化。
根據(jù)本發(fā)明，通過以僅具有在第一方向的視差、單位區(qū)域內(nèi)的第二方向的衍射圖形的空間頻率不同的方式制作計(jì)算機(jī)合成全息圖，變更衍射光的第二方向的擴(kuò)散角度，因此肯辦作為擴(kuò)大了第二方向的視域的計(jì)算機(jī)合成全息圖。另外，因?yàn)橛齘與物體的位置無關(guān)地決定物體光的第二方向的擴(kuò)展，所以第二方向的視域不會(huì)根據(jù)物體的縱深位置而變化。進(jìn)而，在作為再生照明光使用白色光的情況下，肖巨夠在視域擴(kuò)大的同時(shí)，以白色觀察再生圖像。


圖1是表示本發(fā)明的計(jì)算機(jī)合成全息圖的記錄方法的概念的立體圖。圖2是表示基于圖1的運(yùn)算處理的概念的具體例的圖。圖3是用于說明圖1的運(yùn)算處理的概念的俯視圖。
圖4是表示本實(shí)施方式的CGH原版的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示本實(shí)施方式的CGH原版的具體的構(gòu)造的圖。圖6是表示本實(shí)施方式的實(shí)施例1的CGH原版制作時(shí)的狀態(tài)的圖。圖7是表示本實(shí)施方式的實(shí)施例1的CGH原版制作時(shí)的狀態(tài)的立體圖。圖8是表示對(duì)實(shí)施例1的CGH原版照射用單色光構(gòu)成的再生照明光的情況的圖。
圖9是表示本實(shí)施方式的實(shí)施例2的CGH原版制作時(shí)的狀態(tài)的圖。圖10是表示Y方向的發(fā)散位置Fml的其他例的圖。圖11是表示Y方向的發(fā)散位置Fml的其他例的圖。圖12是表示Y方向的發(fā)散位置Fml的其他例的圖。圖13是表示Y方向的發(fā)散位置Fml的其他例的圖。圖14是表示對(duì)實(shí)施例1的CGH原版照射用白色光構(gòu)成的再生照明光時(shí)的圖。
圖15是表示肖激用白色觀察CGH原版的條件的圖。圖16是表示將參照光L作為向規(guī)定的聚焦位置G聚焦的光，將物體光作為在Y方向不擴(kuò)展的光的情況的圖。圖17是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖。圖18是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖。
1 CGH原版(CGH原版用記錄介質(zhì))2再生照明光3衍射光
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本實(shí)施方式的全息圖的制造方法。
在本實(shí)施方式中，首先制作計(jì)算機(jī)合成全息圖l。圖1 圖3，表示制作計(jì).^m合成全息圖1的基本的方法。
首先，在本實(shí)施方式中，作為計(jì)算機(jī)合成全息圖，使用從在原圖像上設(shè)定的點(diǎn)光源起僅在規(guī)定的一維方向上擴(kuò)展的物體光而記錄的全息圖。該制作方法，是基于專利文獻(xiàn)1的記載的方法。即，如圖1所示，假定從原圖像O上的任意的點(diǎn)光源Pi發(fā)出的物體光Oi，如圖所示那樣在本實(shí)施方式中僅在水平方向(與XZ平面平行的平面內(nèi))上擴(kuò)展。于是，物體光Oi僅到達(dá)記錄介質(zhì)1上的線狀區(qū)域B，在記錄介質(zhì)1的其他的區(qū)域上，物體光Oi均不到達(dá)。在用光學(xué)方法制作全息圖時(shí)，雖然像這樣限制物體光的擴(kuò)展極為困難，但是如果在使用計(jì)算機(jī)制作全息圖的情況下，貝i識(shí)要艦修正運(yùn)算^就肖瀕容易地控審鵬體光。因此，對(duì)于從構(gòu)成原圖像O的全部點(diǎn)光源發(fā)出的物體光，施加同樣的限定(物體光僅在與XZ平面平行的平面內(nèi)擴(kuò)展的限定)。在本實(shí)施方式中制作的計(jì)敦幾全息圖，成為僅有水平方向的視差的計(jì)算機(jī)合成全息圖。
圖2是表示基于.戰(zhàn)基:4^念的記錄方法的具體例的立體圖。在該例中， 分別通過許多平行的平面在水平方向上分害賜圖像O以及記錄介質(zhì)1 (記錄面)， 定義許多線狀的單位區(qū)域。即，如圖所示，將原圖像O分割為合計(jì)M個(gè)的單位 區(qū)域A1、 A2、 A3、 ，..、 Am、 ...AM,將記錄介質(zhì)1同樣地分割為合計(jì)M個(gè)的 單位區(qū)域B1、 B2、 B3、 ...、 Bm、 ...BM。在原圖像O是立體圖像的情況下， 各單位區(qū)域A1、 A2、 A3、 ...、 Am、 ...AM，成為M分割該立體的表面部分 而得到的區(qū)域。這里，原圖像O上的M個(gè)單位區(qū)域和記錄介質(zhì)1上的M個(gè)單 位區(qū)域分別是一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，原圖像O上的第M個(gè)單位區(qū)域Am， 與記錄介質(zhì)1上的第M個(gè)單位區(qū)域Bm對(duì)應(yīng)。
再有，在該圖2表示的例子中，各單位區(qū)域A1、 A2、 A3、 ...、 Am、 ...AM 的寬度，被設(shè)定為與在原圖像O上定義的點(diǎn)光源的Y方向(在本實(shí)施方式中是 垂直方向)的間距相等，各個(gè)單位區(qū)域成為點(diǎn)光源排成一列的線狀的區(qū)域。例 如，在圖示的例子中，在第m個(gè)單位區(qū)域Am中，N個(gè)點(diǎn)光源Pml PmN排成 一列。
另外，各單位區(qū)域B1、 B2、 B3、 .，.、 Bm、 ...BM的寬度，被設(shè)定為與在 原圖像O上定義的點(diǎn)光源的Y方向的間距相等，在各個(gè)單位區(qū)域中，成為運(yùn)算 點(diǎn)二維地排列的線狀的區(qū)域。圖示的運(yùn)算點(diǎn)Q (\ ym)，表示位于第m個(gè)的單 位區(qū)域Bm內(nèi)的運(yùn)算點(diǎn)，在XY坐標(biāo)系中位于以坐標(biāo)值(x，ym)表示的位置上。
在該例的情況下，關(guān)于運(yùn)算點(diǎn)Q (x，ym)的干涉波強(qiáng)度，以下述方式進(jìn)行 求取。首先，將與該運(yùn)算點(diǎn)Q "ym)所屬的單位區(qū)域Bm對(duì)應(yīng)的原圖像O上 的單位區(qū)域Am定為運(yùn)算對(duì)象單位區(qū)域。然后，當(dāng)對(duì)ilil從紘算對(duì)象單位區(qū) 域Am內(nèi)的點(diǎn)光源Pml PmN發(fā)出的物體光Oml OmN、和參照光L0m形成 的干涉波的運(yùn)算點(diǎn)Q (x,ym)的位置處的振幅強(qiáng)度進(jìn)行求取時(shí)，該振幅強(qiáng)度是 作為目的的運(yùn)算點(diǎn)Q (x,ym)的干涉波強(qiáng)度。這里，參照光Lem例如是與YZ 平面平行的單色平行光線，在任何位置都以同一角度入射至ij記錄介質(zhì)1上。或 者參照光L0m的入射角em,根據(jù)假定了觀察環(huán)境的假想照明以及假想視點(diǎn)的 設(shè)定而決定，例如，在觀察時(shí)設(shè)想來自上方的點(diǎn)光源的情況下，也可以以下述 方式設(shè)定:對(duì)于上端的單位區(qū)域B的參照光LW的從記錄介質(zhì)的法線方向的入 射角度ei成為小的角度S，對(duì)于下端的單位區(qū)域Bm的參照光L0M的入射角度6M成為大的角度I3。
圖3是用于說明這樣的運(yùn)算處理的概念的俯視圖，表示從圖的上方看圖2 表示的原圖像O以及CGH原版用記錄介質(zhì)1的狀態(tài)。如圖所示，為了求取運(yùn) 算點(diǎn)Q (x,ym)處的干涉波強(qiáng)度所必要的物體光，被限定為僅是從運(yùn)算對(duì)象單 位區(qū)域Am內(nèi)的N個(gè)點(diǎn)光源Pml、 ...、Pmi、 ...、 PmN發(fā)出的物體光Oml、...、 Omi、 ...、 OmN，不需要考慮來自構(gòu)成原圖像0的全部點(diǎn)光源的物體光。這樣， 如果對(duì)于在CGH原版用記錄介質(zhì)1上定義的全部運(yùn)算點(diǎn)Q (x， ym)分別求取 規(guī)定的干涉波強(qiáng)度，則得到應(yīng)該在CGH原版用記錄介質(zhì)1上記錄的干涉波的強(qiáng) 度分布，如果用某種方法物理地記錄得到的干涉波的強(qiáng)度分布，貝喊為CGH原 版l。具體地，如專利文獻(xiàn)3中記載的那樣，ilil在與運(yùn)算點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置上記錄 與干涉波的纟雖對(duì)應(yīng)的占有率的矩形，肯灘制作CGH原版1 。
以上，參照?qǐng)D1 圖3敘述了將在原圖像O上定義的第m個(gè)的單位區(qū)域 Am上的光源的信息，記錄在CGH原版用記錄介質(zhì)1上定義的第m個(gè)的單位區(qū) 域Bm上的方法。在該方法中敘述的模型中，單位區(qū)域Am以及Bm都是細(xì)長 的長方形區(qū)域，點(diǎn)光源一維地排列，運(yùn)算點(diǎn)二維地排列。
再有，在以上的方法中，對(duì)于在分割區(qū)域上的運(yùn)算點(diǎn)Q處的物體光的振幅 和相位的記錄，在如上述說明的以通過與參照光的干涉條紋進(jìn)〗ti己錄的方法之 外，也可以如專利文獻(xiàn)4、 5記載的那樣以在一面具有溝的三維單元的溝的深度 記錄相位、以溝的寬度記錄振幅的方法。
或者，也可以用非專利文獻(xiàn)l中記載的A. W.Lohmann的方法、非專利文 獻(xiàn)2中記載的Lee的方法等記錄振幅和相位。
圖4是表示本實(shí)施方式的CGH原版1的結(jié)構(gòu)的圖。圖4 (a)是從X方向 觀察圖2表示的系統(tǒng)的圖，圖4 (b)是從X方向觀察的CGH原版1的放大圖。
本實(shí)施方式的CGH原版1 ，在圖4 (a)表示的單位區(qū)域B1、 B2、 B3、...、 Bm、 ...BM內(nèi)，以分別使Y方向的間距間隔(空間頻率)相異的方式律舴作為 衍射圖形的干涉條紋，從而變更Y方向的視域。例如，CGH原版1的單位區(qū)域 Bm的Y方向的干涉條紋間隔Cml、 Cm2、 Cm3、…、Cmt、 ...CmT,如圖4 (b)所示，可以以各種圖形制作。圖4 (b)中作為概念示出Y方向的干涉 條紋間隔Cml、 Cm2、 Cm3、 ...、 Cmt、 ...CmT，但是在很多情況下，物理的 干涉條紋圖形作為CGH原版1的表面的凹凸而形成。在這種情況下，如圖5所示，有凹凸的截面是矩形(圖5 (a))、曲線(圖5 (b))等各種方法。另外， 也可以不M截面的變化、而M31二維圖形在Y方向上周期地變化決定干涉條 紋間隔。再有，在圖5中，在第Y方向上不同的干涉條紋間隔在單位區(qū)域內(nèi)從 一方向另一方逐漸變化，但是不限于此，肖^以各種圖形制作。
圖6是表示本實(shí)施方式的實(shí)施例1的CGH原版1制作時(shí)的狀態(tài)的圖。在 本實(shí)施例1中，將物體光Om的光源的Y方向的發(fā)散位置設(shè)定為CGH原版1 的與觀察者相反偵啲發(fā)散位置Fml。因此，如圖7所示，物體光Om被設(shè)定為， 關(guān)于X方向，從點(diǎn)光源Pl...Pm...PM擴(kuò)展、在Y方向不擴(kuò)展地發(fā)出，關(guān)于Y 方向，從發(fā)散位置Fll...Fml...FMl發(fā)出而擴(kuò)展。因此雖然發(fā)生少i午像散，但 是因?yàn)樵瓐D像0和CGH原版1之間的距離極短，所以幾乎沒有影響。
當(dāng)這樣地設(shè)定光源，以規(guī)定的入射角照射參照光L，使物體光Om和參照 光L干涉的方式進(jìn)行設(shè)定時(shí)，在圖6表示的CGH原版1的單位區(qū)域Bm內(nèi)出現(xiàn) 干涉條紋間隔Cml、 Cm2、 Cm3、…、Cmt、…CmT的干涉條紋。在本實(shí)施例 1中，干涉條紋間隔以相對(duì)于紙面從h向下擴(kuò)展的方式出現(xiàn)。即，CGH原版1 被制作為在干涉條紋間隔Cml側(cè)的空間頻率變高，在干涉條紋間隔CmT側(cè)的 空間頻率變低。
圖8是表示對(duì)以圖6和圖7表示的實(shí)施例1的方式制作的CGH原版1照 射由單色光構(gòu)成的再生照明光2的情況的圖。在對(duì)于圖6及圖7表示的CGH原 版1照射單色光的再生照明光2的情況下，如圖8所示，在CGH原版1衍射的 衍射光3，從側(cè)面看圓弧狀地?cái)U(kuò)展，在Y方向上一邊擴(kuò)大視域一邊行進(jìn)。
圖9是表示本實(shí)施方式的實(shí)施例2的CGH原版1制作時(shí)的狀態(tài)的圖。在 本實(shí)施例2中，將物體光Om的Y方向的聚焦位置設(shè)定為相對(duì)于CGH原版的 觀察者側(cè)的聚焦位置Fm2。因此，物體光Om被設(shè)定為關(guān)于垂直于紙面的X 方向，使其從點(diǎn)光源Pl...Pm...PM起不在Y方向擴(kuò)展地發(fā)出，關(guān)于Y方向， 使其從聚焦位置F12...Fm2...FM2起發(fā)出。因此，雖然發(fā)生少許像散，但是因 為原圖像O和CGH原版1之間的距離極短，所以幾乎沒有影響。
當(dāng)這樣地設(shè)定光源，以規(guī)定的入射角照射參照光L，使物體光Om和參照 光L干涉的方式進(jìn)行設(shè)定時(shí)，在圖9表示的CGH原版1的單位區(qū)域Bm內(nèi)出現(xiàn) 干涉條紋間隔Cml、 Cm2、 Cm3、 ...、 Cmt、 ...CmT的干涉條紋。在本實(shí)施例 2中，干涉條紋間隔以對(duì)于紙面AU:.向下變窄的方式出現(xiàn)。即，CGH原版1被律舴為在干涉條紋間隔Cml側(cè)的空間頻率變低，在干涉條紋間隔CmT側(cè)的空 間頻率變高。
圖10到圖13，是表示關(guān)于Y方向的物體光的發(fā)散位置Fml或者聚焦位置 Fm2的其他例的圖。圖10是表示將發(fā)散位置Fml配置在CGH原版1附近時(shí)的 圖。此時(shí)Y方向的視域的擴(kuò)展增大。圖11是表示將發(fā)散位置Fml遠(yuǎn)離CGH原 版l而配置時(shí)的圖。此時(shí)Y方向的視域的擴(kuò)展縮小。圖12是表示對(duì)于所有單位 區(qū)域B1、 B2、 B3、 ...、 Bm、 ...BM ， CGH原版1和發(fā)散位置Fml的位置關(guān) 系為固定時(shí)的圖。此時(shí)，設(shè)計(jì)容易，計(jì)算負(fù)荷小。圖13是表示對(duì)于單位區(qū)域 Bl、 B2、 B3、 ...、 Bm、 ...BM的每一個(gè)，CGH原版1和發(fā)散位置Fml的位 置關(guān)系不同時(shí)的圖。此時(shí)，能夠?qū)挝粎^(qū)域B1、 B2、 B3、 ...、 Bm、…BM的 每一個(gè)變更Y方向的視域。在圖13表示的例子中，能夠同時(shí)看見從上端和下端 的單位區(qū)域朝向觀察者的再生光的范圍變大。
圖14是表示對(duì)以圖6表示的實(shí)施例1的方式制作的CGH原版1照射由白 色光構(gòu)成的再生照明光2時(shí)的圖。在對(duì)圖6表示的CGH原版1照射白色光的再 生照明光2時(shí)，如圖14所示，從CGH原版1起發(fā)出按照光的波長的每一個(gè)而 不同的衍射光3。在本實(shí)施方式中，與RGB對(duì)應(yīng)的各個(gè)的衍射光3，如圖14所 示，在不同的方向上行進(jìn)，但是在包含衍射光3的RGB的全部的區(qū)域S中能夠 看到白色。
這里，詳細(xì)說明肖灘以白色觀察CGH原版1的割牛。圖15是表示能夠以 白色觀察CGH原版的條件的圖。
在CGH原版1的各單位區(qū)域Bm內(nèi)，入射到Y(jié)方向的最高空間頻率(finax)
的場所的再生照明光2中，假設(shè)希望4頓的最短波長AB (例如380nm)的光衍
射的方向是6Bmax (在ZY平面內(nèi)，將Z方向作為O度，將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)作為正
的角度)，另外，入射到Y(jié)方向的最低空間頻率(to)的場所的再生照明光2
中，假設(shè)希望使用的最長波長AR (例如780nm)的光衍射的方向是eRmin時(shí)，
如果滿足以下的斜牛式(1)的關(guān)系，貝瞎在會(huì)嫩以白feM察CGH原版l的各
單位區(qū)域Bm的位置。
0,< SBmax ... (l)
這里，衍射角等的角度e，假設(shè)是在ZY平面內(nèi)將Z方向作為O度，逆時(shí)
針旋轉(zhuǎn)的正的角度，其取值范圍為-71/2<0<71/2。另外，當(dāng)4頓衍射的公式
l/f = A/ (sin6iou卜-sin0 in)
f: CGH的Y方向的空間頻率 h波長
ein:入射光的入射角度
eout:衍射光的出射角度
時(shí)，因?yàn)閷⑷肷涔獾娜肷浣嵌茸鳛?L，成為
0Rinin=sin—(f min AR+sin0L) 引ta^siir1 (f max .入B + sini9L)
所以為了存在以白色能夠觀察CGH原版1的各單位區(qū)域Bm的位置，將eRmiii
和0Bmax代入^j牛式(1),使?jié)M足以下的割牛式(2),進(jìn)而，為了在觀，置
以白色觀察CGH原版1的各單位區(qū)域Bm，只要在將賦予0Bmax的箭頭和賦予
6Rmin的箭頭延長的交點(diǎn)作為W，將從交點(diǎn)W朝向眼睛E的角度作為6時(shí)，滿
足以下的條4牛式(3)即可。
f rain 入R〈 f隨'入B … (2)
0Rmin<0E<0Bniax … (3)
因此，只要使CGH原版1的所有的單位區(qū)域的每一個(gè)，滿足條件式(2) 以及割牛式(3),貝帖:觀劍《置育灘以白色觀察CGH全體。
圖16是表示參照光L對(duì)單位區(qū)域的每一個(gè)向規(guī)定的聚焦位置G聚焦、物 體光在Y方向不擴(kuò)展時(shí)的圖。如圖16所示，在參照光L對(duì)每一單位區(qū)域Bm向 Y方向的規(guī)定的聚焦位置G聚焦、物體光Om作為在Y方向不擴(kuò)展的線光源而 設(shè)定時(shí)，CGH原版1的單位區(qū)域Bm內(nèi)的干涉條紋以Y方向的干涉條紋間隔 Cml、 Cm2、 Cm3、 ...、 Cmt、 ...CmT相對(duì)于紙面從上向下擴(kuò)展的方式表現(xiàn)。 即，CGH原版1被制作為干涉條紋間隔Cml側(cè)的空間頻率變高、干涉條紋間 隔CmT側(cè)的空間頻率變低。另外，Y方向的聚焦位置G，也可以在全息圖的觀 察者的相反側(cè)，在這種情況下，被制作為Y方向的間隔在Cml側(cè)的空間頻率變 高、在CmT側(cè)的空間頻率變低。
這樣，通過以單位區(qū)域內(nèi)的Y方向的干涉條紋間隔Cml、 Cm2、 Cm3、...、Cmt、 .. .CmT不同的方式制作CGH原版1 ，從而變更衍射光3的Y方向的擴(kuò)散 角度，因此能夠制作擴(kuò)大了Y方向的視域的CGH原版1。進(jìn)而，在作為再生照 明光2使用白色光時(shí)，肖灘在Y方向的視域擴(kuò)大的同時(shí)，以白色觀察。
以上根據(jù)實(shí)施方式說明了本發(fā)明的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法以及通過 該方法制作的計(jì)算機(jī)合成全息圖，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式而能夠有各 種變形。例如，本發(fā)明的計(jì)算機(jī)合成全息圖，也可以應(yīng)用如在專利文獻(xiàn)6以及 專利文獻(xiàn)7中提示的計(jì)算機(jī)合成全息立體圖的技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法，通過使用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算在規(guī)定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)合成全息圖，具有第一方向、和與所述第一方向正交的第二方向，具有僅在所述第一方向上的視差，具有在所述第二方向上具有規(guī)定寬度的各單位區(qū)域，在所述各單位區(qū)域內(nèi)，制作在所述第二方向上空間頻率不同的衍射圖形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法，其特征在于，所 述衍射圖形的在第二方向上不同的空間頻率，在所述單位區(qū)域內(nèi)從一方向另一 方逐漸變化。
3. 根據(jù)權(quán)禾頓求1或權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法，其 特征在于，使用從設(shè)定在記錄物體上的點(diǎn)光源起在所述第一方向上擴(kuò)展、從與 所述點(diǎn)光源不同的位置起在所述第二方向上擴(kuò)展的物體，fiH己錄。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法，其特征在于，使用從設(shè)定在記錄物體上的線光源起在所述第一方向上擴(kuò)展、在 所述第二方向上有固定寬度的物體光，并且使用參照^ia行記錄，所述參照光 a^f述第二方向上對(duì)所述單位區(qū)域的每一個(gè)決定的規(guī)定的位置進(jìn)行聚焦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l到權(quán)禾腰求4的任何一項(xiàng)所述的計(jì)敦幾合成全息圖的制 作方法，其特征在于，所述衍射圖形由干涉條紋構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到權(quán)利要求4的任何一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制 作方法，其特征在于，所述衍射圖形由調(diào)制相位和振幅的圖形構(gòu)成。
7. 皿權(quán)利要求1到權(quán)利要求6中任何一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制 作方法制作的計(jì)算4幾合成全息圖。
8. —種計(jì)算機(jī)合成全息圖，通過使用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算在規(guī)定的記錄面上記錄 振幅信息和相位信息，其特征在于，具有第一方向、禾B與所述第一方向正交的第二方向，具有僅頓述第一方向上的4腫，具有在所述第二方向上具有規(guī)定寬度的各單位區(qū)域，在所述各單位區(qū)域內(nèi)，具有在所述第二方向上空間頻率不同的衍射圖形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)合成全息圖，其特征在于，所述衍射圖形 的在第二方向上不同的空間頻率，在所述單位區(qū)域內(nèi)從一方向另一方逐漸變化。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供容易觀察且安全性優(yōu)良的計(jì)算機(jī)合成全息圖的制作方法以及通過該方法制作的計(jì)算機(jī)合成全息圖。在通過使用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算在規(guī)定的記錄面上記錄振幅信息和相位信息形成計(jì)算機(jī)合成全息圖(1)的制作方法中，其特征在于，計(jì)算機(jī)合成全息圖(1)，具有第一方向X、和與第一方向X正交的第二方向Y，具有僅在第一方向X上的視差，具有在第二方向Y上具有規(guī)定寬度的各單位區(qū)域B1、B2、B3、…、Bm、…BM，在各單位區(qū)域B1、B2、B3、…、Bm、…BM內(nèi)，制作在第二方向Y上空間頻率不同的Cm1、Cm2、Cm3、…、Cmt、…CmT的衍射圖形。
文檔編號(hào)G03H1/08GK101520637SQ20091011872
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者北村滿 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社