DE2207694A1

DE2207694A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Gebrauch von Wellenenergie zum synthetischen Auf bau eines Hologramms einer Szene

Info

Publication number: DE2207694A1
Application number: DE19722207694
Authority: DE
Inventors: RoIfK Brighton Mich Mueller (V St A ), Marom, Emanuel, Tel Aviv (Israel) GOIk 1 00
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1971-02-19
Filing date: 1972-02-18
Publication date: 1972-08-31
Also published as: GB1334328A; FR2125538A1; NL7202157A; US3698787A; FR2125538B1; CA950250A; IT947722B

Description

Dr. Ing. H. Nr^ndank

Dipl Ing. H. Hai· ■·; ■ :■-.· ?~_ys. w. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs - ■?:; ι :.- w. Wehnert

8 München 2, f*?eza:ic:sva3e 25

Telefon 5380586

Tue Bendix Corporation

northern Regional Patent

Counsel's Office Anwaltsakte M-2044

jJendix Center

Southfield,wich.48075,uSA 18· Februar 1972

Verfahren und Vorrichtung zum Gebrauch von Wellenenergie zum synthetischen Aufbau eines Hologramms einer Szene

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Gebrauch von Wellenenergie zum synthetischen Aufbau eines Hologramms einer Szene, die sowohl real als auch phantastisch sein kann.

Ein Hologramm, das bei geeigneter Verarbeitung ein Bild eines Gegenstandes erzeugen kann, z.B_e wenn es mit einem Rekonstruktionssignal bestrahlt wird, wird üblicherweise durch Bestrahlung eines Gegenstandes mit einem Flutstrahl einer kohärenten Strahlung wie z.B. Laserlicht aufgebaut, so daß der Flutstrahl durch den Gegenstand moduliert wird, und durch das Ausrichten eines Bezugsstrahls von kohärenter Strahlung auf ein Kreuzen und Interferieren mit dem

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modulierten Flutstrahl. Ein Aufzeichnungsmedium, wie z.B. ein photographischer Film, wird in das Interferenzgebiet gebracht, um das resultierende Hologramm oder Interferenzmuster aufzuzeichnen. Durch Bestrahlung des aufgezeichneten Interferenzmusters mit einem Rekonstruktionsstrahl von kohärenter Strahlung kann ein dreidimensionales Bild aufgebaut werden·

Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, ein Hologramm zu synthetisieren. Eine Vorrichtung zum Synthetisieren eines Hologramms schließt eine Würfelanordnung von punktförmigen Strahlungsquellen ein, die zur Erzeugung eines Holo gramms auf ein Überkreuzen und Interferieren mit einem Bezugsstrahl ausgerichtete Strahlung bereitstellen. Das Profil jedes gewünschten Gegenstandes kann durch Erregung der geeigneten Quellen der Würfelanordnung aufgebaut werden. Zu den Nachteilen dieser Konstruktion gehört die Tatsache, daß der Aufbau eines Würfels schwierig ist, der eine hinreichende Anzahl von individuellen Punkttquellen zur Erzeugung eines Hologramms mit hoher Auflösung enthält. Zusätzlich wird die jeder einzelnen individuellen Quelle zugeordnete Einrichtung, wie z.B. Mittel für die Energieversorgung der betreffenden Quelle auf die von den anderen Quellen in der Nachbarschaft dieser einen Quelle ausgestrahlte Strahlung

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störend einwirken, so daß jedes tob. der Wurf el anordnung ausgesandte Signal behindert und in gewisser V/eise verzerrt sein wird. Es ist ebenfalls unmöglich, eine Ausführungsform dieser Vorrichtung zu konstruieren, die ein Hologramm unter Benutzung von Laserlicht aufbaut, da bis heute keine Vorrichtung zur Bereitstellung einer großen Anzahl von dicht beieinanderliegenden, wechselseitig kohärenten Laserlichtquellen bekannt ist, die für die Konstruktion der Würfelanordnung notwendig wären.

Bei einer zweiten bekannten Synthetisiervorrichtung werden die Phase und die Amplitude der Signale, die an jedem Punkt auf einer Aufzeichnungsfläche von jedem Punkt eines ausgewählten Objektes ankommen, berechnet, um die Natur des Hologramms für die Erzeugung eines Bildes dieses Gegenstandes zu bestimmen. Elektrische Signale mit nach diesen Berechnungen bestimmten Werten werden dann erzeugt, um ein Hologramm aufzubauen. Um auf diese Weise ein Hologramm aufzubauen, muß aber eine äußerst komplizierte und teure Vorrichtung benutzt werden. Wiederholt müssen schwierige Gleichungen von einem Hochgeschwindigkeitsrechner aufgestellt und gelöst werden. Wegen der großen Zahl von Berechnungen, die durchgeführt werden müssen, ist zum Aufbau eines Hologramms auf diese Weise selbst mit Hochgeschwindigkeitsrechnern viel Zeit erforderlich» Zusätzlich sind

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zur Erzeugung von Signalen, die die berechneten Werte haben, komplizierte elektronische Einrichtungen erforderlich·

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung und Aufzeichnung eines Hologramms durch das Ausrichten kohärenter Wellenenergie zweier Quellen auf ein Uberkreuzen und ein Ausbilden eines Interferenzmusters auf einem Aufzeichnungsmedium· Nach dem hier benutzten Sprachgebrauch weist ein Hologramm ein zweidimensionales Muster oder eine ein solches Muster darstellende Informationsfolge auf, die das Produkt zweier Wellenfelder ist, von denen das eine ein von einer Punktquelle ausgehendes Bezugswellenfeld ist. Die Ausdrücke "Quelle" und "Punktquelle" beziehen sich hier auf wirkliche Quellen und Punktquellen und auf scheinbare Quellen und Punktquellen. Die Quellen werden relativ zum Aufzeichnungsmedium gemäß einem vorbestimmten Programm bewegt. Das von dem Kreuzen der von den beiden Quellen herkommenden Strahlung erzeugte Interferenzmuster verändert sich, wenn die Lagen der beiden Quellen geändert werden. Das für jeden Satz von Quellenlagen erzeugte Interferenzmuster entspricht dem Teil eines üblichen Hologramms, das duroh die Interferenz eines Bezugssignalβ

und der von einem Punkt der aufzuzeichnenden Szene aueerzeugt wird gehenden kohärenten Wellenenergie« Bei bewegung der Quellen

werden die Intensitäten der kohärenten Wellenenergie

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geregelt, so daß die Intensität des Teils des komplexen Hologrammusters, der für jeden Satz von Lagen ausgebildet ist, der Intensität des Teils des in üblicher Weise ausgebildeten Hologramms entspricht, der durch die Interferenz eines Bezugssignals und der Wellenenergie von dem durch diesen Lagesatz dargestellten Punkt in der Szene erzeugt wird. Das für jeden Satz von Quellenlagen erzeugte Interferenzmuster wird aufgezeichnet. Die verschiedenen aufgezeichneten Interferenzmuster werden zur Bildung eines komplexen Musters oder Hologramms einander überlagert. Das aufgezeichnete Hologramm wird das Bild eines relativ komplexen Gegenstandes oder einer Szene aufbauen, wenn es mit einem Rekonstruktionssignal gemischt wird·

Theoretisch würde der synthetische Aufbau eines Hologramms möglich sein, in dem eine ortsfeste Quelle einer kohärenten Strahlung, wie ein fester Bezugsstrahl, und eine bewegliche Quelle, wie eine bewegliche Punktquelle, die in alle drei Raumrichtungen bewegbar ist, benutzt werden. Die Punktquelle würde zur Definition des Profils der von dem Hologramm dargestellten Szene bewegt werden. Zum synthetischen Aufbau eines Hologramms muß aber Strahlung von sovielen einzelnen Punkten projiziert und aufgezeichnet werden, daß ein Hologramm praktisch nur dann synthetisch aufgebaut werden könnte, wenn die Punktquelle mit einer extrem hohen Geschwindigkeit

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bewegt werden könnte. Es steht aber gegenwärtig leine Vorrichtung zur Verfügung, die in der Lage wäre, eine Punktquelle einer Wellenenergie in den X-, Y-und Z-Richtungen im Raum schnell genug zu bewegen, damit sie für den synthetischen Aufbau eines Hologramms durch Bewegung einer Punktquelle längs dem Profil der durch das Hologramm darzustellenden Szene in Praxis verwendbar wäre. Daher wird bei jeder der im folgenden beschriebenen Ausführungsformen ein Hologramm durch die Veränderung der Lage zweier scheinbarer Quellen von kohärenter Wellenenergie aufgebaut« Die erste Punktquelle wird in einer Ebene von Lage zu Lage bewegt und die zweite Punktquelle längs einer (geraden, die mit der Ebene einen Winkel einschließt. Es wird eine Vorrichtung beschrieben, die eine erste Punktquelle in einer Ebene von einer Lage zur anderen und eine zweite Punktquelle längs einer Geraden von einer Lage zur anderen schneller bewegt, als eine Punktquelle von einer ersten Lage in eine zweite Lage verschoben werden kann, die in den X-, Y- und Z-Richtungen von der ersten Lage abweicht.

Wenn ein typisches Hologramm synthetisiert wird, wird die Lage der ersten Punktquelle in einer Ebene längs einem Muster bewegt, das in erster Näherung die Projektion der durch das Hologramm darzustellenden Szene auf eine Ebene ist, die sich im wesentlichen parallel zu einem Aufzeich-

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nungsmedium erstreckt. In erster Näherung ist die Bewegung des zweiten Punktes längs einer linie genau der Komponente einer zum Medium senkrechten Bewegung entgegengesetzt, welche für den ersten Punkt ermöglicht würde, wenn der zweite Punkt festgehalten würde und der erste Punkt in den X-, Y- und Z-Richtungen "bewegt werden würde· Das bedeutet, wenn bei freier Beweglichkeit des ersten Punktes in alle Raumrichtungen und bei fehlender Beschränkung des Punktes auf eine Bewegung in einer Ebene der erste Punkt um eine vorgegebene Strecke in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium bewegt wird, der zweite Punkt angenähert um die gleiche Strecke von dem Medium wegbewegt wird. Die Bewegung beider Quellenpunkte wird im folgenden genau und mit mathematischen Hilfsmitteln beschriebene

Von einem mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung synthetisierten Hologramm kann unter Zuhilfenahme jedes bekannten Verfahrens oder Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes von einem Hologramm ein Bild erzeugt werden.

Weitere Ziele, Eigenheiten und Vorteile der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche umrissen ist, werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlich. Von den Zeichnungen zeigen:

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Figur 1 eine Ausführungsform der Erfindung, die veränderbare Mittel zum Ablenken eines Laserstrahls aufweist, um eine erste Laserpunktquelle in einer im allgemeinen zu einem Aufzeichnungefilm parallelen Ebene zu bewegen, und Mittel für die Bewegung einer mikroskopischen Linse zur Bewegung einer zweiten Laserpunktquelle in einer Richtung senkrecht zu dieser Ebene;

Figur 2 eine zweite Aueführungeform, die einen akustischoptischen Seflektor/Modulator und einen L-förmigen faseroptischen Sender zur Bewegung der zweiten Punktquelle auf den Aufzeichnungsfilm zu und von diesem fort enthält, so daß die beiden Punktquellen ohne physikalische Bewegung eines Elements bewegt werden können;

Figur 3 ist eine mehr ins einzelne gehende Darstellung der L-förmlgen faseroptischen liohtaussendenden Vorrichtung nach Fig·2;

Figur 4 eine dritte Ausführungsform, dl· eine diffus· reflektierende Oberfläche einschließt, die im allgemeinen senkrecht zum Aufzeiohnungsfilm ausgeriohtet ist, Mittel zur Projektion eines

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Laserstrahls auf die reflektierende Oberfläche zur Erzeugung einer Punktquelle von Laserstrahlung, und einem akustisch-optischen Seflektor/ Modulator für das Ablenken des projizierten Laserstrahls, um die zweite Punktquelle auf den Aufzeichnungsfilm zu und von diesem fort zu bewegen.

Sie Fig.1 beschreibt eine Torrichtung 10 für den synthetischen Aufbau und die Aufzeichnung eines. Hologramms· Sie Torrichtung 10 schließt eine übliche Torrichtung zur Erzeugung zweier Strahlen 12 und 14 von Laserlicht ein; zu dieser Torriohtung gehört ein Laser 16_f ein Mikroskopobjektiv 18, eine Lochblende 20, eine Kollimatorlinse 22 und ein Strahlteiler 24· Ser Strahl 14 ist so gerichtet, daß er auf eine durchsichtige Glasplatte 26 auftrifft, die eine diffuse oder mattgeschliffene Fläche 28 aufweist, so daß auf einen beliebigen Punkt 29 der Glasplatte 26 auftreffendes Licht sich von diesem Punkt in einem Kegel 30 fortpflanzt. Ser Strahl 12 wird durch einen Spiegel 32 durch eine Mikroskopobjektivlinse 36 gelenkt· Sie Linse 36 läßt den Strahl 12 zu einem Punkt 38 hin konvergieren und sich von diesem Punkt in einem Kegel 40 fortpflanzen« Sie beiden Kegel 30 und 40 schneiden eich und interferieren in der Nähe eines photographischen filme 42, der das eich ergebende Interferenzmuster aufzeichnet,

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Tom film aus gesehen scheint das Licht von den Punkten 29 und 38 auszugehen. Diese Punkte sind daher scheinbare Punktquellen· Der Schnitt der beiden von den beiden Punktquellen ' ausgehenden Lichtkegel führt zu einem unkomplizierten Interferenzmuster· Die Aufzeichnung eines komplexen Hologramms oder Interferenzmusters, das zum Aufbau eines gewünschten Bildes führt, wird durch die Bewegung der Punktquellen 29 und 38 in eine Anzahl verschiedener Lagen und durch ein Aussetzen des Films dem sich an jeder dieser Lagen ergebenden Interferenzmuster erreicht« Das für jeden Lageneatz erzeugte Interferenzmuster wird den für alle anderen Lagen erzeugten Interferenzmustern tiberlagert, so daß schließlich ein Hologramm auf dem PiIm 42 aufgebaut ist.

Die Punktquelle 29 wird in der Ebene der Glasscheibe 26 von zwei akustisch-optischen Deflektor/Modulator-Koubinationen 44 und 46 bewegt, die den Laserstrahl 14 in Abhängigkeit Ton Signalen ablenken, die sie von einer programmierten elektronischen Steuervorrichtung 48 erhalten. Ein Deflekter/ Modulator, wie der Deflektor/Modulator 44» schließt einen Kristall 50, einen mit dem Erlstall 50 verbundenen Wandler 52 und einen Pockel-Zellenmodulator 51 ein. Der Kristall 50 ist im allgemeinen auf rechtwinklige Form zugeschnitten und aus einem Material wie Quarz hergestellt. Der Wandler 52 let für die Aufnahme eines elektrischen Signals und dl·

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Erzeugung einer entsprechenden akustischen Welle ausgelegt, die durch den Kristall 50 läuft. Der auf den Kristall 50 auftreffende Strahl 14 wird heim Durchlaufen des Kristalles in einem Maße abgelenkt, das von der Frequenz der durch den Kristall laufenden akustischen Welle abhängt. Die frequenz des Strahles 14 wird ebenfalls in geringem Ausmaß durch die akustische Welle versetzt. Diese Frequenzversetzung muß kompensiert werden, damit sichergestellt ist, daß die Punktquelle 29 und 38 gegenseitig kohärent und damit in der Lage sind, ein Interferenzmuster aufzubauen. Diese Frequenzversetzung wird durch eine Modulation der Intensität des Strahles 14 mit einer Frequenz kompensiert, die der Frequenz der akustischen Welle entspricht, die Ablenkung des Strahls hervorruft. Die Intensitätsmodulation wird durch die Pockel-Zelle 51 und einen Analysator 53 erreicht. Der Analysator hat eine vorbestimmte Polarisationsrichtung und läßt daher nur die Komponente des Strahles 14 hindurch, die in der vorgegebenen Richtung polarisiert ist. Die Pockel-Zelle 51 ist in der Lage, die Polarisation des Strahles 14 gemäß den Spannungen von Signalen zu ändern, die von der programmierten Steuervorrichtung 48 herangeführt werden. Die Pockel-Zelle 51 empfängt dieselben elektrischen Signale von der Steuervorrichtung 28, die auch dem Wandler 52 zugeleitet werden. Die Frequenz dieser elektrischen Signale entspricht der Frequenz der eich im Kristall 50 fortpflanzenden

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akustischen Welle. Die Polarisationsrichtung des Strahles und damit die Intensität dieses Strahles wird daher mit einer Frequenz geändert, die der Frequenz der ablenkenden akustischen Welle entspricht. Der Deflektor/Modulator 44 ist so ausgelegt, daß er den Strahl 14 längs der X-Achse der Vorrichtung 10 auslenkt und der Deflektor/Modulator 46 ist so ausgelegt, daß er den Strahl längs der Yr-Achse auslenkt. Die Deflektoren/Modulatoren 44 und 46 verschieben die Punktquelle 29 in jede gewünschte Lage auf der Oberfläche des Glases 26. Das Glas 26 ist im allgemeinen parallel zum Film 42 angeordnet, so daß die Quelle 29 durch Ablenkung des Strahles 14 in einer Ebene bewegt wird, die sich im allgemeinen parallel zu dem Aufzeichnungsfilm erstreckt.

Die Punktquelle 38 wird in einer im allgemeinen zur Ebene des Glases 26 senkrechten Richtung oder längs der Z-Achse der Vorrichtung 10 bewirkt. Dies wird durch eine Verschiebung der Lage der Objektivlinse 36 längs dieser Achse erreicht. Die Linse 36 ist in einem piezoelektrischen Zylinder 54 montiert, der wiederum in einem Gehäuse 56 montiert ist* In Abhängigkeit von einer angelegten Spannung dehnt sich piezoelektrisches Material aus und zieht sich wieder zusammen, wobei die Richtung dor Ausdehnung parallel zur Richtung dee eich über dem piezoelektrischen Material auebildenden Potentialgradienten ist· Die gegenüberliegenden Enden dee.

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piezoelektrischen Zylinders 54 sind daher über Leitungen 58 und 60 mit der elektronischen Steuervorrichtung verbunden, so daß ein Potentialabfall über die länge des Zylinders aufrechterhalten und verändert werden kann. Die über die Leitungen 58 und 60 herangeführten Spannungen führen zu einer Ausdehnung und zu einem Zusammenziehen des Zylinders 54 in einer Richtung parallel zur Z-Achse der Vorrichtung 10. Die Linse 36 und der Punkt 38 werden daher auf den Aufzeichnungsfilm 42 zu und von diesem fortbewegt. Die Linse 36 wird auf den PiIm 42 durch das Zuführen solcher Signale auf den Leitungen 58 und 60 zubewegt, die die dem PiIm benachbarte Seite des Zylinders bezüglich der entgegengesetzten Seite des Zylinders positiver aufladen, als es vorher der Pall war. In analoger Weise werden Linse 36 und Punkt 38 von dem PiIm 42 fortbewegt, in dem die dem PiIm 42 benachbarte Seite bezüglich der abgewandten Seite des Zylinders negativer aufgeladen wird, als es vorher der Pail war. Bin piezoelektrisches Material dehnt sich nur in der Richtung des über dem Material aufrechterhaltenen Spannungsgradienten aus und zieht sich in dieser Richtung zusammen. In Abhängigkeit von den über die Leitungen 58 und 60 herangeführten Signale wird sich der Zylinder 54 nicht in einer solchen Richtung ausdehnen, die entweder seinen inneren oder äußeren Durchmesser verändern würde. Daher gibt es bei der Montage und dem Verbleib der Linse 36 im Zylinder 54, wie dargelegt, keine Schwierigkeiten.

•44" 209836/1098

Die elektronische Steuervorrichtung 45 ist für die Bewegung der Punktquelle 29 und 38 in aufeinanderfolgende verschiedene vorbestimmte lagen durch Steuerung der Arbeitsweise .der Deflektoren/Modulatoren 44 und 46 und durch Bewegung der Objektivlinse 36 programmiert. Das licht von den Punkten 29 und 38 erzeugt verschiedene Interferenzmuster für jede der vorbestimmten Lagen dieser Punkte, die eLnen verschiedenen Punkt in der Szene darstellt, die von dem synthetisierten Hologramm gespeichert ist. Die Intensität des von den Punkten 29 und 38 ausgehenden Lichts wird so gesteuert, daß das Interferenzmuster für jede der vorbestimmten Positionen der Punkte 29 und 38 eine Intensität aufweist, die der Intensität der Punkte in der Szene entspricht, die von jeder dieser vorbestimmten Lagen dargestellt werden.

Die Intensität der beiden Punktquellen 29 und 38 wird während der Synthetisierung durch eine Modulationsvorrichtung mit einem Analysator 62 und einer Pockel-Zelle 64 verändert. Diese Elemente verändern die Intensität der Lichtquellen 29 und 38 und arbeiten im wesentlichen in der gleichen Weise, wie sie oben im Zusammenhang mit der Pockel-Zelle 51 und dem Analysator 53 beschrieben worden ist. Die Punktquellen 29 und 38 werden ihre maximale Helligkeit aufweisen, wenn das Licht, das durch die Pockel-Zelle 64 hindurchgelaufen ist, parallel zur Polarisationsrichtung des Analysators 62

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polarisiert ist. Die Intensitäten des Lichts von diesen beiden Punktquellen her nehmen in dem Maße afc, wie der Winkel zwischen der Polarisationsrichtung des Analysators 62 und der Polarisationsrichtüng des lichtes vergrößert wird, das durch die Pockel-Zelle 64 hindurchgelaufen ist. Zusätzlich zur Steuerung der Helligkeit der Punktquelle und 38 in jeder ihrer vorbestimmten Lagen ist die Steuervorrichtung 48 auch derart programmiert, daß der Analysator 62 und die Pockel-Zelle 64 das gesamte Licht blockieren, wenn die Punktquellen von einer Lage in die andere bewegt werden. Das bedeutet, daß kein Licht durchgelassen wird₈ wenn die Linse 36 bewegt und wenn der Zustand der Deflektoren/Modulatoren 44 und 46 geändert wird, um das Ausmaß der von diesen Elementen hervorgerufenen Auslenlrung zu ändern. Auf diese Weise wird ein Verschwimmen des Inhaltes des Films 42 durch eine anhaltende Belichtung vermieden, während die Punkte 29 und 38 von einer Lage in eine andere bewegt werden.

Während des Betriebs werden die Punktquellen 29 und 38 zum Aufbau eines typischen Hologramms in viele verschiedene Lagen gebracht, z.B. in 1.000 bis 10.000 verschiedene Lagen, und der Film 42 wird bei jeder dieser Lagen während eines Zeitintervalle belichtet, das typischerweise in der Größenordnung von eintausendstel Sekunde liegen kann. Die Anzahl

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von verschiedenen Lagen, in die die beiden Punktquellen bewegt werden, oder in anderen Worten die Anzahl von Belichtungen, die auf dem Film 42 überlagert werden, bestimmen das Auflösungsvermögen oder die Detailliertheit des Bildes, das von dem synthetisierten Hologramm aufgebaut wird·

Wenn die Abmessungen des Gegenstandes und insbesondere seine Abmessung in Z-Koordinatenrichtung klein im Vergleich zum kleinsten Abstand zwischen Glasoberflache und Aufzeichnungsfilm 42 sind, kann ein Hologramm, das ein Bild eines gewünschten Gegenstandes gewährleistet, durch Bewegung der Punktquelle 29 im wesentlichen länge der Projektion dieses Gegenstands auf die Ebene der Glasfläche 28 und durch Bewegung der Punktquelle 38 um eine Strecke erzeugt werden, die im wesentlichen dem Betrage nach gleich und der Richtung nach in umgekehrter Richtung zu der Bewegung in Z-Koordinatenrichtung ist, der die Punktquelle 29 unterworfen wäre, wenn ihr eine Bewegung in alle drei Richtungen und ein Verfolgen des Profile eines von dem Hologramm darzustellenden Gegenstandes möglich wäre. Das durch die Bewegung der Punktquellen 29 und 38 auf diese Weise erzeugt· Hologramm wird in demselben Maße verzerrungsfrei sein, wie ein übliche· Hologramm, das durch Reflektion von Laserlicht von einem Gegenstand und durch Ausrichtung eines Bezugsstrahls zu«

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Kreuzen und Interferieren mit dem reflektierten Licht erzeugt wird. Es sind Techniken zum Entfernen von Verzerrungen aus einem üblichen Hologramm bekannt und können ebenso zur Entfernung beliebiger Verzerrungen aus einem Hologramm benützt werden, das mit der Vorrichtung 10 für den oben beschriebenen kleinen Gegenstand erzeugt worden ist. Wenn aber die Abmessungen des Gegenstandes nicht klein im Vergleich zum kleinsten Abstand zwischen Glasoberfläche 28 und Film 42 sind, wird jedes Hologramm eines Gegenstandes, das durch die Bewegung der Punktquelle 29 im wesentlichen längs der Projektion dieses Gegenstandes auf die Fläche 28 und durch Bewegung der Punktquelle 38 um eine Strecke, welche betragsmäßig gleich und richtungsmäßig entgegengesetzt der Z-Koordinatenbewegung ist, der die Punktquelle 29 unterzogen würde, wenn ihr eine Bewegung längs des Profils des ^uegenstandes ermöglicht würde, mehr verzerrt sein als bei einem in üblicher Weise aufgebauten Hologramm. Diese Verzerrungen werden vermieden, wenn das Hologramm eines großen Gegenstandes durch eine Abänderung der Bewegung der Quellenpunkte 29 und 38 gegenüber der für kleine Gegenstände beschriebenen erzeugt wird. Die folgende mathematische Ableitung stellt eine genaue Definition der Bewegung der Quellenpunkte 29 und 38 für einen solchen Fall dar.

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In skalarer Darstellung kann eine von einem Quellenpunkt ausgehende kohärente Wellenenergie durch die folgende Gleichung beschrieben werden:

worin a(x,y,z). die Feldamplitude eines jeden Punktes (x,y,z) im Raum ist,

R_a(x,y,z) ^die Entfernung [(x-l_o)²+(y-m_o)²+(z-n_o)²J^1/2 ist,

Λ die Wellenlänge der kohärenten Welle ist, (l_o,m_o,n_o) die (x,y,ζ)-Koordinaten der Punktquelle sind,

i e/^i und

7Γ = Verhältnis des Umfanges eines Kreises zu seinem Durchmesser ist.

Alle oben definierten Größen werden durchweg im folgenden gebraucht und werden nicht erneut definiert.

Zur Berechnung der auf einem Medium, wie z.B. einem Film, aufgezeichneten Muster ist es nützlich, den Film als in der (x,y)-Ebene bei ζ = 0 liegend zu betrachten. Die Amplitude a(x,y) einer Bezugswelle an jedem Punkt (x,y) auf dem Film kann dann in folgender Weise ausgedrückt werden:

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^a(^x»y) = ^exP U T²¹M^y) r (2)

worin R_(x,y) die Entfernung zwischen dem Quellenpunkt bei (1 _fm ,η ) und dem Punkt (x,y) auf dem Aufzeichnungsmedium ist und»£(x^l_o)²+(y-m_o)²+n_o ²j¹/². ist.

Das Interferenzmuster, das durch das Mischen des Bezugsstrahls (a) und des Gegenstandstrahls (b) erzeugt wird, wird durch das Produkt dieser Strahlen definiert:

I a + b| ² = aä* + bb* + ab* + a*b (3)

worin a = a(x,y) die Feldamplitude am Punkt (x,y) auf dem Aufzeichnungsmedium ist, die durch eine am Punkt (l_o,m_o,n_o) befindliche Punktquelle hervorgerufen wird,

b = b(x,y) die Feldamplitude an dem Punkt (x,y) auf dem Aufzeichnungsmedium ist, die durch Strahlung von einem Gegenstand erzeugt wird,

Ia + bf die Intensität der Summe der beiden Felder am Punkt (x,y) auf dem Aufzeichnungsmedium ist, a^r und b sind die konjugiert komplexen Zahlen zu den Zahlen a bzw, b.

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Der Ausdruck "a*b" ist der Ausdruck, der die reale Bildkomponente bei Aufbau eines Bildes unter Zuhilfenahme des aufgezeichneten Hologramms bereitsteilt. Die Ausdrücke "aa*" und "bb*" stellen keine Bildkomponenten dar und der Ausdruck «ab* ^w stellen eine virtuelle Bildkomponente dar.

Die Gregenstandsfeldamplitude kann ausgedrückt werden durch:

b(x,y) = Xb (x,y) (4)

Feld ist,
worin b_ß(x,y) das/durch den s-ten Punkt auf dem Gegenstand

hervorgerufen wird.

Pur zwei Quellen, die in einer wesentlichen Entfernung von dem Aufzeichnungsmedium angeordnet sind, kann der ^Ha*b ^M-Ausdruck der Intensität (siehe Gleichung 3) mit Hilfe einer Standardnäherung ausgedrückt werden, die als Fresnel-Annäherung bekannt ist:

²²}

worin ¹Qt¹¹¹Sf¹¹S ^die (x»y,ζ)-Koordinaten des s-ten Punktes auf dem Gegenstand sind,

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R₈ der absolute Wert der z-Komponente der Entfernung zwischen dem s-ten Punkt auf dem Gegenstand und dem koordinaten Ursprung des Systems sind, der auf dem Aufzeichnungsmedium liegt,

r_Q der absolute Wert der z-Komponente der Entfernung zwischen dem "a"-Quellenpunkt und dem koordinaten Ursprung des Systems ist, der auf dem Aufzeichnungsmedium liegt.

Bei Benutzung der Gleichung 5 kann ein Hologramm erzeugt werden, ijväem die "a"-Quelle im Raum durch das Einführen von konstanten Werten für die 1 ,m und r -Parameter, die die Koordinaten der Quelle "a" darstellen, festgelegt wird und intern die 1 ,m_,n -Werte (die Koordinaten des b -Quel-

Boo 8

lenpunkts) von einem Gegenstandspunkt zum anderen hin verändert werden. Diese mathematische Erzeugung eines Hologramms entspricht einer physikalischen Erzeugung eines Hologramms, in der eine Bezugsquelle in einer festen Lage gehalten wird und eine bewegliche Punktquelle in allen drei Raumrichtungen längs des Profils einer Szene oder eines Gegenstandes bewegt wird, der durch das Hologramm darzustellen ist.

Die Synthetisiervorrichtung 10 schließt nicht eine ortsfeste und eine bewegliche Punktquelle ein, sondern schließt vielmehr zwei bewegliche Punktquellen 29 und 38 ein. Ein HoIo-

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gramm wird durch die Bewegung der Punktquelle 29 in einer durch die Glasfläche 28 definierten Ebene und durch Bewegung der Punktquelle 38 längs einer Geraden erzeugt, die senkrecht •zu der Ebene der Quelle 29 ist. Wenn man die Gleichung 5 für die Abtrennung des Intensitätsausdrucks (a *b ) umschreibt,

ss

welcher Ausdruck von den beiden beweglichen Punktquellen 29 und 38 erzeugt wird, werden die (l_s,m_s,n_s)-Koordinaten der Quellenpunkte auf einem Gegenstand durch die (I',m_e ^f,R„)-Koordinaten des Quellenpunktes 29 auf der Ebene des Glases 26 ersetzt; der feste η -Ausdruck, der die z-Koordinatenlage einer festen Bezugsquelle darstellt, wird durch eine Variable r_ ersetzt, die die z-Koordinate des Punktes 38 darstellt. Diese Substitution führt zu:

worin r der absolute Wert der z-Koordinate der Punktquelle 38 für einen Gegenstandspunkt s ist, R die Entfernung in z-Richtung zwisohen dem fcoordinaten^Ursprung der Vorrichtung 10, der auf dem Film 42 liegt, und der Ebene der Glasfläche 28 ist und der z-Koordinate des Punktes 29 entspricht,

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Ig¹,ßig¹ die (x,y)-Koordinaten des Quellenpunktes 29 auf der Oberfläche 28 des Glases 26 gemessen vom koordinaten Ursprung der Vorrichtung 10 sind.

Die geeignete Lagegebung der beiden "beweglichen Punktquellen 29 und 38 zur Erzielung desselben holographischen Musters, das mit einer ersten in einer ortsfesten Lage gehaltenen Bezugs-Punktquelle und einer zweiten in alle drei Raumrichtungen längs des Profils einer durch das holographische Muster darzustellenden Szene oder eines Gegenstandes bei beweglicher zweiter Punktquelle erzielt würde, wird durch Vergleich der beiden Gleichungen (5) und (6) bestimmt, um Ausdrücke zu erhalten, die die Koordinaten (l_s»^m _s»ⁿ _s) eines Punktes auf einem Gegenstand zu den Koordinaten (I₈ ¹Jm₃^R₀) des Punktes 29 in Beziehung setzen und die Koordinaten (I₁ m _fn ) eines festen Bezugspunktes zu den Koordinaten (l_o,m_o, r_s) des Punktes 38 in Beziehung setzen. Da R_Q ,1_Q und m_o für die Vorrichtung 10 festgelegte Konstanten sind, brauchen nur Ausdrücke für I₈S¹¹¹S^{1 und r} _s bestimmt zu werden. Ein gerader Vergleich der Gleichungen (5) und (6) ergibt:

R_n ¹O + ₌ _o__s

R_S

_m , _ ^Ro ^ms

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^s "

^s " ^Ro ^Rs ^{+ r}o <^Rs - V

worin R₈ = |n_fl

^ro =

Die Gleichungen (7), (8) und (9) werden durch die programmierte elektronische Steuervorrichtung 48 gelöst, um für die Punktquellen 29 und 38 Koordinatenwerte zu erhalten, die den Koordinatenwerten eines festen Bezugspunktes und jedem Punkt auf einem Gegenstand entsprechen. Die sich aus den Gleichungen (7), (8) und (9) ergebenden Koordinatenwerte ergeben einen "a^b^'-Wert für die Gleichung (6), der dem "a*b_s"-Wert entspricht, welcher mittels Gleichung (5) für den entsprechenden festen Bezugspunkt und Punkt auf einem Gegenstand erhalten worden ist. Das von den Quellen 29 und 38 in den durch die Lösungen der Gleichungen (7), (8) und (9) bestimmten Lagen erzeugte Muster wird identisch mit dem Muster sein, das von Punktquellen an der entsprechenden festen Bezugslage und Lage an dem Gegenstand erzeugt wird· Ein Hologramm wird auf diese Weise durch wiederholtes Lösen der Gleichungen (7), (8) und (9) für verschiedene Lagen auf dem durch das Hologramm darzustellend« Gegenstand und durch Bewegung der Punkte 29 und 38 entsprechend den bestimmten Lösungen erzeugt·

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Wenn die Quellenpunkte 29 und 38 so dicht am Aufzeichnungsmedium liegen, daß die Fresnel-Näherung nicht mehr verwendet werden kann, treten Bildatierrationen auf. Gleiche Aberrationen treten bei einem üblichen Aufbau eines Hologramms auf, wenn der Gegenstand dicht an dem Aufzeichnungsfilm angeordnet wird. Es sind übliche Techniken für die Vermeidung dieser Aberrationen bekannt.

Wenn die Bewegung der Punktquellen 29 und 38 wie durch die obige Ableitung angezeigt abgeändert wird, so daß die Quelle 29 nicht einfach dem Profil des Gegenstandes folgt, werden die Intensitäten der beiden Quellen 29 und 38 jeweils um

fx JBL \1/2
einen Faktor I / gegenüber den Intensitäten abgeändert,

\ ο s'
die sie aufweisen würden, wenn die Quelle 29 einfach dem Profil des Gegenstandes folgen würde. Diese Intensitätsänderungen werden beiden Quellen 29 und 38 aufgeprägt, so daß die Tatsache, daß beide Quellen bewegt und eine nicht in einer festen Lage gehalten wird, während sich die andere in allen drei Richtungen im Raum bewegt, um dem Profil eines Gegenstands zu folgen, nicht eine Verzerrung des Beleuchtungs- oder Helligkeitsmusters des Bildes verursacht.

Die Fig.2 beschreibt eine zweite Vorrichtung 66 für den synthetischen Aufbau eines Hologramms, das eine schnellere Bewegung der Quelle )Q zuläßt, als es bei der Vorrichtung

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gemäß Pig.1 möglich ist. Die Quelle wird auf einfache Weise durch Ablenkung des Strahles 12 in der Vorrichtung bewegt. Hier ist es nicht nötig, einen Gegenstand physika-'lisch zu bewegen, wie z.B. eine Linse, wie es bei der Vorrichtung 10 gemäß Fig.1 der Fall ist. Der Quellenpunkt 38 kann auch bei der Fig.2 über eine größere Entfernung bewegt werden als es bei der Vorrichtung gemäß Fig.1 möglich ist. Die Vorrichtung 66 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 dadurch, daß sie einen akustisch-optischen Deflektor/ Modulator 68, einen Analysator 69 und eine L-förmige faseroptische Baugruppe 70 für die Bewegung der Punktquelle 38 auf eine Aufzeichnungsfläche 71 zu und von dieser fort einschließt. Der Deflektor-Modulator 68 lenkt den Strahl 12 längs der y-Achse der Vorrichtung 66 ab. Diese Ablenkung längs der y-Achse wird durch die L-förmige faseroptische Baugruppe 70 in eine Bewegung des Quellenpunktes 38 längs der z-Achse der Vorrichtung 66 übersetzt. Eine besondere Darstellung dieser Baugruppe 70 ist in der Fig.5 gezeigt. Die Baugruppe 70 schließt eine Vielzahl von faseroptischen Lichtleitern 72 ein, die so angeordnet sind, daß ihre Eingangsenden 74 längs der y-Achse der Vorrichtung 66 und die Ausgangsenden 76 längs der z-Achse angeordnet sind. Die Auegangsenden 76 sind leicht auf die Aufzeichnungsfläche 71 zugebogen, so daß Licht von diesen Ausgängen auf die Aufzeichnungsfläche projiziert wird. Eine Ablenkung des

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Strahles 12 durch den Deflektor/Moclulator 68 in die positive y-Richtung, d.h. zur Spitze der in Pig.3 "dargestellten Säule 78 der Baugruppe 70, "bewegt den Quellenpunkt 38 von der Aufzeichnungsfläche 71 fort. Eine Ablenkung zum unteren Ende der Säule 78 hin "bewegt den Quellenpunkt 38 auf die Aufzeichnungsfläche 71 zu.

Die in der Fig.2 dargestellte Torrichtung 66 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß Fig.1 auch dadurch, daß die Vorrichtung 66 für den Aufbau eines dreidimensionalen Echtzeitbildes für einen Beobachter ausgelegt ist. D.h. _} ein Hologramm einer Szene und ein von dem Hologramm geschaffenes Bild werden im wesentlichen zur gleichen Zeit aufgebaut. Um ein derartiges Echtzeitbild zu erzeugen, wird der photographische Film 42 durch ein photochromisches Material 71 ersetzt. Ein Bild für einen Beobachter wird erzeugt, in^dem das auf dem photochromischen Material 71 aufgezeichnete Hologramm mit sichtbarem Laserlicht bestrahlt wird, daß von einem Laser 80 und einer Linse 82 erzeugt wird. Die Vorrichtung 66 ist so konstruiert, daß ein Beobachter nur das dreidimensionale Bild und nicht die zum Aufbau des Hologramms benützte kohärente Strahlung sieht» Um dies zu erreichen, erzeugt der Schreib-Laser 16 kohärente Wellenenergie, die außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt, z.B. UV-Laserlicht. Der Lese-Laser 80 erzeugt sichtbares Laserlicht. Die Vor-

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richtung 66 schließt eine Glasfläche 84 ein, die als Niederfrequenzfilter wirkt, der UV-Licht absorbiert. Der Filter verhindert dadurch, daß UV-Licht den Beobachter erreicht.

Die Fig.4 beschreibt eine Vorrichtung 86 für den synthetischen Aufbau eines Hologramms, die von den bisher beschriebenen Vorrichtungen dadurch abweicht, daß sie einen Deflektor/ Modulator 88, einen Analysator 89 und einen Spiegel einschließt, der eine diffuse oder mattgeschliffene Reflektionsfläche 92 für die Bewegung des Quellenpunktes 38 auf

einen Film 94 zu und von diesem fort aufweist. Der Strahlin

teiler 24 ist in der Vorrichtung 86 aus einer/den Vorrichtungen 10 und 66 eingenommenen Stellung herausgedreht, um den Strahl 12 mehr auf den Aufzeichnungsfilm 94 zu richten, als es bei. den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Fall war. D.h. der Strahlteiler 24 wird in eine Lage zur Ausrichtung des Strahles 12 auf die Spiegelfläche 92 gebracht; die Spiegelfläche 92 wird im wesentlichen senkrecht zum Aufzeichnungsfilm 94 und senkrecht zur Ebene des Glases 26 ausgerichtet, so daß der an irgendeinem Punkte auf die Spiegelfläche 92 auftreffende Strahl 12 von diesem Punkt auf den Aufzeichnungsfilm 94 reflektiert wird. Sin auf eine diffuse Oberfläche, wie die Fläche 92 des Spiegels 90, auftreffender paralleler Lichtstrahl wird von dieser anstatt in Form eines Strahls in Form eines Kegels reflektiert.

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Der auf die diffuse reflektierende Fläche 92 auftreffende Strahl 12 wird daher von dieser Fläche in einem Kegel 40 auf den Film 94 reflektiert. Der Deflektor/Modulatör 88 ist so ausgelegt und angeordnet, daß der Strahl 12 in der (x,z)-Ebene abgelenkt wird, um den Punkt 38 auf den Film 94 zu oder von diesem fortzubewegen.

Die Vorrichtung 86 ist ebenfalls zur Erzeugung eines dreidimensionalen Echtzeitbildes für einen Betrachter konstruiert worden. Der Aufzeichnungsfilm 94 ist ein beweglicher, selbstentwickelnde photοgraphischer Film. Selbstentwickelnde photographische Filme sind im Augenblick verfügbar, die in der lage sind, ein dreidimensionales Bild einer Szene schneller bereitzustellen, als ein Bild mit einer Vorrichtung, wie sie in Fig.2 gezeigt ist und photochromisches Material benützt, erzeugt werden kann. Die Punkte 29 und 38, die sichtbares Laserlicht aussenden mögen, werden zum Aufbau eines Hologramms auf einem Bildfeld des Filmes 94 in der Lage 96 bewegt. Ein nicht gezeigter und von der elektronischen Steuervorrichtung 48 gesteuerter Motor bewegt den Film 94 derart, daß das Bildfeld, auf dem ein Hologramm aufgezeichnet ist, in die Position 98 bewegt wird. Ein Laser 100 und eine Linse 102 stellen sichtbares Laserlicht bereit, das auf den an Position 98 befindlichen Film 94 projiziert wird, um ein dreidimensionales Bild für einen Beobachter zu erzeugen·

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Ein undurchsichtiges Schutzschild 104 blockiert das von den für die Aufzeichnung des Hologramms benutzten Quellenpunkten 29 und 38 herkommende Licht, so daß der Betrachter nur das dreidimensionale Bild und nicht das ein Hologramm aufbauende Laserlicht sieht.

Nachdem nun verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, wird Fachleuten eine Reihe von Abänderungsmöglichkeiten naheliegen. Z.B. kann ein Hologramm synthetisch aufgebaut werden, indem eine erste Punktquelle in einer Ebene und eine zweite Punktquelle längs einer Geraden bewegt wird, die nicht normal zu dieser Ebene ist. Der zweite Punkt wird längs einer Geraden normal zu der Ebene des ersten Punktes bei den beschriebenen Ausführungsformen bewegt, um die Form der Gleichungen (7), (8) und (9) zu vereinfachen. Einem Fachmann ist es ohne weiteres klar, daß diese Gleichungen und ihre hier aufgeführte mathematische Ableitung abgeändert werden können, um die voneinander abhängigen Gleichungen zu erhalten, die die Bewegung einer ersten Punktquelle auf einer allgemeineren Fläche und einer zweiten Punktquelle längs einer Linie zu bestimmen, die nicht normal zu der Ebene ist. Oder es kann als Beispiel für eine andere Ausführungsform ein Hologramm dadurch aufgebaut werden, daß eine andere Strahlungsart als Laserlicht verwendet wird, z.B. Schallwellen. Das Interferenzmuster

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akustischer Energie von zwei Punktquellen kann bei Verwendung von üblichen elektronischen Aufzeichnungseinrichtungen aufgezeichnet werden. In ähnlicher Weise können die Muster, die für jeden Satz von Lagen der akustischen Punktquellen aufgezeichnet werden, überlagert werden, um unter Verwendung von üblichen elektronischen Speicher- und Mischeinrichtungen ein Hologramm aufzubauen.

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Claims

Patentansprüche

.J Verfahren zum synthetischen Aufbau eines eine Szene darstellenden Hologramms, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Quellen einer wechselseitig kohärenten Wellenenergie erzeugt werden, die so ausgerichtet werden, daß die von den Quellen auslaufenden Strahlungen sich kreuzen und miteinander interferieren, daß die Quellen relativ zueinander bewegt werden, um sie nacheinander in eine Reihe von vorbestimmten Lagen relativ zueinander zu Aufbau eines einmaligen Interferenzmusters für jede der vorbestimmten Relativlagen zu bringen, wobei jedes der Muster einen anderen Punkt der Szene darstellt und daß zum Aufbau eines die Szene darstellenden Hologramms jedes der Interferenzmuster den anderen überlagert wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß punktförmige Quellen verwendet werden und daß bei der Relativbewegung der beiden Quellen die eine Quelle in einer Ebene und die andere Quelle entlang einer Geraden bewegt wird, die mit der Ebene einen Winkel einschließt.
3β Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Punktquelle im wesentlichen auf der Projektion der Szene auf die Ebene von einer Lage in die andere bewegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Punktquelle längs einer zur Ebene normalen Geraden um eine Strecke bewegt wird, die im wesentlichen gleich irgendeiner Versetzung längs der normalen Geraden einer zweiten Lage in der Szene von einer ersten Lage in der Szene ist und in einer Richtung bewegt wird, die irgendeiner Versetzung längs der Geraden der zweiten Lage von der ersten Lage entgegengesetzt ist, wenn die eine Punktquelle im wesentlichen von der Projektion der ersten Lage auf die Ebene zur Projektion der zweiten Lage auf die Ebene bewegt wird,
5· Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der anderen Punktquelle längs einer einen

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Winkel mit der Ebene einschließenden Geraden längs einer zur Ebene normalen Geraden erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinaten (1 ',m *,R ) der einen Punktquelle und die Koordinaten (1 ,m ,r ) der anderen Punktquelle für jeden Satz von Quellenlagen unter Benutzung der folgenden drei Gleichungen berechnet werden:

Vs

'^s

, Vs ^{+ m}o (^Rs - ^Ro> _m ι _ _

^{s R}s

^{s =} Vs ^{+ r}o <^Rs * V

worin das Koordinatensystem orthogonal zu der Ebene und der normalen Geraden ist,

R eine die Position der Ebene in dem Koordinatensystem definierende Konstante ist,

1 und m die Lagen der Geraden in dem Koordinatensystem definierende Konstanten sind,

(l_s,m_s>n_s) die Koordinaten eines Punktes s in der Szene sind, der durch das von der kohärenten Wellenenergie zweier Punktquellen erzeugte Interferenz· muster dargestellt ist,

^Rs ^β |ⁿsl·

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r eine Konstante ist. die eine vorbestimmte

ο '

Bezugslage auf der normalen Geraden bestimmt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Punktquellen mit einer durch die folgende Gleichung bestimmten Intensität I₃ ¹ betrieben werden:

worin I die Intensität ist, die die Punktquellen aufweisen müßten, um ein Muster zu erzeugen, das in seiner Intensität der Intensität des Punktes s in der Szene entspricht, wenn eine Punktquelle in einer festen Bezugslage und die andere Quelle am Punkt s in der Szene angeordnet sind

und alle anderen Symbole bereits definiert sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überlagern jedes der Interferenzmuster nur die Interferenzmuster auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, die erzeugt werden, wenn die Quellen sich in ihren vorbestimmten Lagen befinden.

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9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Quellen verändert wird, derart, daß die Intensität des für jede der vorbestimmten Quellenlagen erzeugten Interferenzmusters der Intensität jeweils der Punkte in der Szene entspricht, die von jeder der vorbestimmten Lagen dargestellt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm mit kohärenter Wellenenergie zur Bildung eines dreidimensionalen Bildes der Szene für einen Beobachter gemischt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagern jedes der Interferenzmuster durch Projektion der Interferenzmuster auf eine Aufzeichnungsfläche erzielt wird und das Mischen ein Bestrahlen der Fläche mit sichtbarem Laserlicht zum Aufbau des dreidimensionalen Bildes der Szene für einen Beobachter zu im wesentlichen demselben Zeitpunkt ist, zu dem das Hologramm der Szene gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm auf einer sich bewegenden, sich selbst entwickelnden Fläche aufgezeichnet wird, die für die kohärente Wellenenergie sensibilisiert ist, und das

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Mischen der kohärenten Wellenenergie mit dem Hologramm eine Bestrahlung eines belichteten Abschnittes der Fläche ist, der gegenüber der Position, an der die Strahlungen der beiden Quellen sich kreuzen und interferieren, versetzt ist, wobei die Bewegung und die Bestrahlung zum Aufbau des dreidimensionalen Bildes der Szene zu im wesentlichen demselben Zeitpunkt erfolgen, zu dem das Hologramm der Szene gebildet wird.
13. Vorrichtung für die Ausnutzung von Wellenenergie zum synthetischen Aufbau eines Hologramms einer Szene auf einer Fläche gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, in der die Strahlungen zweier punktförmiger Quellen von wechselseitig kohärenter Wellenenergie einander kreuzen und miteinander interferieren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Quellen (29;38) der kohärenten Wellenenergie zwangsläufig relativ zueinander bewegbar sind, derart, daß sie gesteuert durch eine programmierte elektronische Steuervorrichtung (48) eine Reihe von verschiedenen Interferenzmustern aufeinanderfolgend erzeugen.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine (29) der Punktquellen in der Ebene eines Glases (26) durch eine Kombination von akustisch-optischen

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Deflektoren/Modulatoren (44;46) bewegbar ist, die einen Laserstrahl (14) in Abhängigkeit von Signalen ablenkt, welche von der programmierten elektronischen Steuervorrichtung (48) her empfangen werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Deflektor/Modulator (44;46) einen Kristall (50), einen mit dem Kristall (50) verbundenen Wandler (52) und einen Zellenmodulator (51) einschließt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall (50) im allgemeinen auf rechteckige Gestalt geschnitten und aus einem Material wie Quarz hergestellt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellenmodulator ein Pockel-Zellenmodulator (51) ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von akustischoptischen Deflektoren/Modulatoren (44;46) zwei derartige Deflektoren/Modulatoren aufweist, die den Laserstrahl (14) längs zweier zueinander senkrechter Achsen ablenken.

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19. Vorrichtung nach einem der i-u^prüche 14 "bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das G-Ias eine durchsichtige Glasscheibe (26) ist, die eine diffuse oder mattgeschliffene Fläche (28) aufweist, derart, daß sich das auf irgendeinem Punkt (29) der Glasscheibe (26) auftreffende Licht des Laserstrahls (14) von diesem Punkt in einen Kegel (30) fortpflanzt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (38) der Punktquellen von einer Mikroskopobjektivlinse (36) herrührt, die längs einer im allgemeinen zur Ebene des Glases (26) senkrechten Richtung bewegbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroskopobjektivlinse (36) in einem piezoelektrischen Zylinder i5ymontiert ist, der sich unter dem Einfluß einer von der programmierten elektronischen Steuervorrichtung (48) herangeführten Spannung ausdehnen und zusammenziehen kann.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäten der beiden Quellen (29;38) während der Synthetisierung durch eine Moduliervorrichtung (42,64) veränderbar sind_t die im Gang des Hauptlaserstrahls angeordnet ist.

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23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduliervorrichtung einen Analysator (62) und eine Pockel-Zelle (64) einschließt, die mit der programmierten elektronischen Steuervorrichtung (48) verbunden ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die programmierte elektronische Steuervorrichtung (48) auch so programmiert ist, daß der Analysator (62) und die Pockel-Zelle (64) alles Licht des Laserstrahls blockieren, während die Punktquellen (29;38) von einer Lage in eine andere bewegt werden.
25· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (38) der Punktquellen von einer faseroptischen Baugruppe (70) für die Bewegung der Punktquelle auf die Aufzeichnungsfläche (71) zu und von dieser fort gebildet ist,
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die faseroptische Baugruppe (70) "L"-förmig ist und einem akustisch-optischen Deflektor/Modulator (68) und einem Analysator (69) zugeordnet ist·
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn-, zeichnet, daß die faseroptische Baugruppe (70) eine

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Vielzahl von faseroptischen Lichtleitern (72) einschließt, die mit ihren Eingangsenden (74) längs einer ersten Achse der Vorrichtung (66) und mit ihren Ausgangsenden (76) längs einer zweiten Achse der Vorrichtung

angeordnet sind_e
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 Ms 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsenden (76) der faseroptischen Baugruppe (70) leicht auf die Aufzeichnungsfläche (71) zugezogen sind und daß der Deflektor/Modulator (68) den Laserstrahl (12) längs der ersten Achse ablenkt, d.h. längs der Eingangsenden (74) der faseroptischen Baugruppe.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 "bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (42j71;94), auf der das dreidimensionale Bild einer Szene synthetisch erzeugt wird, ein photographischer Film (42) ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 28, dadurch, gekennzeichnet, daß die Fläche (42;71;94)_f auf der das dreidimensionale Bild einer Szene synthetisch erzeugt wird, aus einem photochromischen Material (71) hergestellt ist.

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31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild (84) für einen Betrachter durch Bestrahlung des auf dem photochromischen Material (71) aufgezeichneten Hologramms mit sichtbarem Laserlicht erzeugbar ist, das von einer Laserquelle (80) durch eine Linse (82) einstrahlt,
32· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die den Laserstrahl (12) erzeugende Schreib-Laserquelle (16) kohärente Wellenenergie erzeugt, die außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt, z.B.UTWJaserlicht.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die andere (38) der Punktquellen von dem Auftreffen eines parallelen Laserstrahls (12) auf eine Spiegelfläche (92) herrührt, die einen von Null verschiedenen Winkel mit der Aufzeichnungsfläche (94) einschließt.
34. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß die diffuse oder mattgeschliffene Fläche (28) des Glases (26) im wesentlichen parallel zu der Aufzeichnungsfläche (94) ist und daß die Spiegelfläche (92) im wesentlichen senkrecht zu der Aufzeichnungsfläche (94) ist.

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35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13, 33 und 34, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Quelle (38) von einem gemeinsamen Laserstrahl (16,18,20) mittels eines Strahlungsteilers (24) und eines Deflektors/Modulators (88) abgeleitet ist, so daß der Laserstrahl (12) für die Erzeugung der anderen (38) der Punktquellen jede beliebige Stelle der Spiegelfläche (92) treffen kann.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche (92) eine diffuse Oberfläche einschließt, die den Laserstrahl (12) in einen Kegel (40) auf die Aufzeichnungsfläche (94) reflektiert.
37β Vorrichtung nach Anspruch 13 oder einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsfläche (94) eine sich bewegende, selbstentwickelnde photographische Filmfläche ist, die für die kohärente Wellenenergie sensibilisiert ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreidimensionales Bild für einen Beobachter durch Bestrahlung eines belichteten Abschnittes (98) des Films (94) mit von einer Laserquelle (100,102) erzeugten sichtbaren Laserlicht aufbaubar ist, wobei der Abschnitt (98) durch Antriebsmittel wie einen Motor aus der Position (96)

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herausbewegbar ist, an der die Strahlungen der beiden Quellen (29;38) sich kreuzen und interferieren, wobei die Bewegung und die Bestrahlung ausgeführt werden, um das dreidimensionale Bild der Szene zu im wesentlichen demselben Zeitpunkt zu erzeugen, zu dem das Hologramm der Szene ausgebildet wird.

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