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ホログラムとは何なのか? 定義、使い方、アプリを紹介します

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本記事は、What Is Hologram? | Definition | Principle | Applications
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約4分7秒

ホログラムの構想は、1940年代に作られましたが、スターウォーズでレイア姫が使用するまで、一般的ではありませんでした。長い間、この技術は永久にSFの領域になると思われていました。しかし、今日の光学テクノロジーの進歩により、違うものになっています。

 

これから、ホログラムとは何なのか、どのように動くのか、優秀なアプリについて説明します。出来るだけシンプルに考えるようにしてください。そして混乱しないようにしてください。

ホログラムの定義

ホログラムは、物質同士が干渉し合う状態を記録する3次元の領域です。このパターンは、回折と呼ばれる現象を引き起こします。これは最終的に3D画像になります。簡単に言うと、ホログラムは光の屈折による化学反応を利用した3D画像です。 一般的な3D画像と違って、ホログラムは肉眼で見る事ができます。3D用メガネを着ける必要はありません。

 

このホログラムの技術の進化は、ホログラフィーと呼ばれます。技術は、まだ映画化するまでに至っていませんが、ホログラムの深層、視差などを進化させると実現できるかもしれません。

 

ホログラムと普通の写真画像との違い

一般的な写真画像は、光の強度の変化を捕らえる事で作られます。それに対してホログラフィーは、光の強度とフェーズ両方とも捕らえます。ホログラムは、光の深さで目の錯覚を生じさせ、3Dに見せているのです。

 

 

 

3Dのホログラムディスプレイ | 制作: Voxon Photonics

 

写真がレンズの形のみで決まるのに対し、ホログラムは光照射野を写し出します。これは ビジュアルキューの深さを示し、見ている人の位置で変わってきます。

 

ホログラフィーはレンチキュラーレンズ や自動立体のような初期の3Dディスプレイ技術とも違います。これらの技術は進化してきてホログラフィーと似てきていますが、今までのレンズに影響を受けています。

 

ホログラフィーを発明したのは誰か?

1947年、ハンガリーのイギリス人物理学者  Dennis Gaborが、電子顕微鏡の効力を高める研究をしている時、ホログラムの法則を発見しました。 彼は、「holos」 (「whole」の意味) と「gramma」 (「message」の意味)の2つのギリシャ語を使って、言葉のホログラムを作りました。

 

しかし、光学ホログラフィーは、1960年にレーザーが出現するまで、全く開発が進みませんでした。レーザーは. 数ナノ秒で強い光を放ちます。これが、ホログラムの速さを、銃の早撃ちのように早くしました。

 

それから10年、多くの科学者がレーザーを使った色々な種類の 3Dホログラムを作れるようになりました。初期のホログラムは、1967年に作られました。それから、色々なホログラフィーのアプリができました。

 

ホログラムはどのように動く?

ホログラフィーは、光を当てた場所を記録します。そして、そこに何もなければ、そこを再構築します。録音と同様の事もできます。物質を振動させる事でできる音を再生する事ができます。(録音機能の代わりです)

 

Ambisonicによる音の録音は、ホログラフィーにおいて一般的になっています。音を出す場所や角度を指定する事ができます。

 

 

ホログラムを作る時、3つの事が必要になります。

1.対象物を輝かせるようにレーザーを当てる

2.適切な記録媒体を使う

3.ビームが届くように環境を整える

 

 

ホログラムの記録 |出典先: Wikimedia

 

レーザー光線は、ビームスプリッターを使って、2つに分ける事ができます。1つは記録媒体に直接記録され、もう1つは記録媒体を通じて対象物に反映されます。この方法は、対象物が出しているビームと衝突しません。

 

 

ホログラムの再建 |出典先: Wikimedia

 

2つのビームが交わって、干渉パターンをつくります。そして、それは記録媒体(大部分はハロゲン化銀でできている)に記録されます。 この記録媒体のレイヤーは、ガラスのような透明な回路に記録されます。これは、写真フィルムより再現率が高いです。

 

光学機器と対象物と記録媒体は、お互いに移動しないようにしなければいけません。そうしないと、干渉パターンとホログラムがぼやけてしまいます。

 

アプリケーション

3Dホログラムは色々な所で使われます。例えば、こういう所で使われています。

 

データ記憶装置

ホログラフィックのデータ記憶装置 は、光硬化樹脂か水晶に情報を高密度に記録する事ができる開発途中の技術です。ブルーレイディスクなどの現在ある記録装置は、容量が上限に達してしまったので、ホログラフィック記憶装置が次世代の記憶媒体になります。

 

セキュリティ

セキュリティのホログラム は、一般的なホログラムです。これは、パスポート、銀行のカード、クレジットカード、各国の紙幣などに使われています。

 

これは本当の意味でのホログラムではありませんが、「ホログラム」という語は、運転免許証とクレジットカードで、二次利用されています。車のナンバープレートには、ホログラムステッカーが入っているものがあります。

 

センサー

ホログラフィックセンサーは、ホログラムの中に高性能な装置が埋め込まれているものです。これは、特定の分子や代謝物を見つけるのに使われます。

 

スキャナー

ホログラフィックのスキャナーは、自動化された運搬システムの中や大きな輸送会社で、荷物の大きさを測るために使われています。

 

ホログラフィックに似た最新技術(市販されているものの中で)の1つは、マイクロソフトHoloLens ヘッドセットです。これは、視覚を操作する時や、ホログラムに似たような物を作る時に使われます。これによって、仮想現実を体験する事ができますが、ヘッドセットを装着しなければいけません。

 

これら以外で、ホログラムはこういう所でも使われています。

見本市

展示会

イベント

会議

博物館

ショールーム

商品のプレゼンテーション

 

これらは別として、Apart from that, 3Dホログラムは複雑な技術を説明するのに向いています。貴重な宝石を見せたり、商品を視覚的に紹介する事ができます。ホログラフィーを使うと、商品の美しさをアピールしたり、商品の全体像を示したりする事ができます。そして、商品のプレゼンをキレイにまとめる事ができます。

 

原則として、ホログラムはどのような波動でも作る事ができます。例えば、電子ホログラフィーは、電子の波動を (光の波動の代わりに)ホログラフィーに使うためのアプリケーションです。薄いフィルムの電気と磁気の部分によく使われています。

 

同様に、 ニュートロンビーム ホログラフィー は、対象物の中身を見る時に使われています。

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