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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung eines holographisch-interferometrischen
Verfahrens mit einer Quelle kohärenten Lichtes, mit einer Einrichtung zum Teilen des Lichtstrahles in einen
Objektstrahl und einen Referenzstrahl, mit einer Einrichtung zum überlagern der beiden Teilstrahlen und mit einem optischen System zum Abbilden des Objektes in einer Hologrammebene zur Rekonstruktion des
Objektbildes, der vorzugsweise zum Auswerten des Hologramms eine Fernsehkameraröhre zugeordnet ist.
Ein holographisch-interferometrisches Verfahren ist beispielsweise aus der österr. Patentschrift Nr. 298830 bekanntgeworden, bei dem ein erstes, ein Hell-Dunkel-Frequenzmuster aufweisendes Bild zunächst gespeichert, hierauf diesem ersten Bild mindestens ein zweites Bild dem ersten überlagert wird, wobei die Bilder, wie an sich bekannt, vorzugsweise elektronisch, abgetastet und dabei Abtastsignale, besonders Videosignale, hergestellt werden, und ein Ausgangssignal erzeugt wird, das der überlagerung der Bilder entspricht, wobei dieses
Ausgangssignal zur Feststellung von Unterschieden zwischen den Bildern, vorzugsweise zu einem weiteren, die
Unterschiede in Form von Helligkeitsänderungen anzeigenden Bild, verarbeitet wird.
Die fernsehmässige Abtastung der Bildebenenhologramme bedingt, dass die erfassbare Objektgrösse in
Abhängigkeit von der Entfernung Objekt-Kamera sowie von der Brennweite der Abbildungsoptik vorgegeben ist.
Um verschieden grosse Objekte formatfüllend abbilden zu können, ist es demnach notwendig, die Entfernung
Objekt-Fernsehkameraröhre oder Empfänger je nach Grösse des Objekts zu variieren. Dabei ist zu beachten, dass der Weglängenunterschied zwischen Objekt- und Referenzstrahl kleiner bleibt als die Kohärenzlänge der verwendeten Lichtquelle. Bei Einfrequenzlasern (single Frequency) ist die Kohärenzlänge ziemlich gross, beispielsweise in der Grössenordnung bis zu mehreren Kilometern, so dass hier kaum Schwierigkeiten zu erwarten sind. Der Nachteil derartiger Laser liegt jedoch im relativ hohen Aufwand, die Intensität hingegen ist gering.
Bei
Lasern mit mehreren Longitudinalmoden müssen aber im allgemeinen die Weglängen bei einer Änderung des
Objektstandes wieder angeglichen werden. Um ein Nachjustieren der Weglänge des Referenzstrahles zu umgehen, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass bei einer eingangs erwähnten Einrichtung eine an sich bekannte
Einrichtung zum Ändern der Brennweite des das Objekt abbildenden optischen Systems vorgesehen ist. Die
Objektentfernung bleibt praktisch konstant, die Nachjustierung der Weglänge des Referenzstrahles kann demnach entfallen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil nicht nur eine einfache Handhabung gewährleistet ist, sondern auch die Anordnung der einzelnen Bauteile, wie beispielsweise Umlenkspiegel, für den Referenzstrahl fix auf einem Träger montiert sein können.
Beim Angleichen der Weglänge des Referenzstrahles an die des
Objektstrahles müsste hingegen die Umlenkeinrichtung für den Referenzstrahl verstellbar sein.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist jedoch nicht auf die Durchführung eines bereits eingangs erwähnten
Verfahrens zur Erzeugung von Bildebenenhologrammen beschränkt, sondern kann auch bei allen andern hologrammaufzeichnenden Verfahren eingesetzt werden, in dem man nicht das Objekt direkt, sondern ein
Luftbild des Objektes holographiert wird, das mit Objektiven verschiedener Brennweiten wieder verschieden gross abgebildet werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung ergibt sich wenn die Einrichtung zum Ändern der Brennweite eine Anzahl, vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere einem
Objektivrevolver, angeordnete, untereinander auswechselbare Objektive mit unterschiedlicher Brennweite aufweist, die jeweils in eine der Hologrammebene zugeordnete, vorzugsweise nachjustierbare Arbeitslage schaltbar sind. Beispielsweise bei Photo-oder Filmkameras bekannte Objektivrevolver würden sich für diese Ausführungsform besonders eignen, wobei der Arbeitsstellung jedes Objektivs eine Rasteinrichtung zugeordnet sein könnte. Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich nach einem weiteren erfindungsgemässen Vorschlag, wenn das optische System von einem an sich bekannten Objektiv mit einer Brennweitenverstelleinrichtung gebildet ist.
In beiden Fällen ergibt sich in einfachster Weise die Möglichkeit, verschieden grosse Objekte bzw. verschieden grosse Ausschnitte der Objekte formatfüllend zu erfassen.
Durch die Anordnung von der Einrichtung zur Brennweitenverstellung des optischen Systems ergibt sich darüber hinaus in bezug auf das das Objekt beleuchtende Objektstrahlenbündel in ein besonderer Vorteil. Wird nämlich im Bereich der Aperturblende des optischen Systems oder einer dazu konjugierten Lage zwischen Hologrammebene und Objektiv der Ausgangspunkt oder ein Brennpunkt des das Objekt beleuchtenden Objektstrahlenbündels angeordnet, so wird das Objekt bzw. der vom Objekt zur Messung herangezogene Teil unabhängig von dessen Grösse vollständig von dem durch das Objektiv geschickten Objektbeleuchtungsstrahl formatfüllend ausgeleuchtet.
Eine besonders günstige Anordnung gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn der Ausgangspunkt oder ein Brennpunkt des Objektbeleuchtungsstrahles von einer, vorzugsweise im Bereich der Aperturblende oder einer dazu konjugierten Lage angeordneten Lichtumlenkeinrichtung einspiegelbar ist, wobei das Beleuchtungsstrahlenbündel im wesentlichen parallel zu der vom optischen System definierten, optischen Achse auf das Objekt projizierbar ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand der Beschreibung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Fig. l wird eine erfindungsgemässe Einrichtung mit Wechselobjektiven dargestellt, wobei in Fig. 2 die auswechselbaren Objektive auf einem Objektivrevolver gelagert sind. Die Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel mit einem brennweitenvariablen Objektiv.
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Ein von einem Laser--l--ausgehendes Licht kohärenter Wellenlänge wird von einem teildurchlässigen Spiegel --2-- in Objektstrahl --3-- und Referenzstrahl --4-- aufgeteilt. Der Referenzstrahl --4-- wird
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Der Referenzstrahl --4-- wird von einem im Strahlengang des Objektivs --9a-- angeordneten teildurchlässigen Spiegel--11--auf die Hologrammebene--10-projiziert. Der mit dem Objektstrahl zur Interferenz kommende Referenzstrahl liefert ein Hologrammbild, welches zur Auswertung, gegebenenfalls auf einer Fernsehkameraröhre, abgebildet werden kann.
Bei grossen Objekten würde allerdings nur ein Teil der Objektoberfläche vom Objektiv --9a-- er fasst werden. Um trotz der Grösse des Objektes ein das gesamte Objekt erfassendes Hologrammbild zu erhalten, sind auf einem, normal zum vom Objekt reflektierten Strahlenbündel verstellbaren Träger --13-- weitere Objektive --9b, c und d--vorgesehen. Diese Objektive weisen verschiedene Brennweiten auf.
Der Träger-13--ist entlang einer präzisen Kugelführung --14-- verschiebbar und in jeder Arbeitsstellung eines Objektivs --9a bis d--, in der das Objekt in der Hologrammebene abgebildet wird, von einer Raste--15--verriegelbar. Zum Nachjustieren der Lage jedes Objektivs in dessen Arbeitsstellung sind diesen Justiereinrichtungen--16-zugeordnet, um gegebenenfalls die Schärfe des Bildes des Objektes in der Hologrammebene--10-nachstellen zu können. Je nachdem, wie gross das Objekt --8-- ist, oder welcher Teilbereich des Objektes--8--zur Messung herangezogen werden soll, wird eines der Objektive --9a bis d--in die Arbeitsstellung geschaltet.
Eine andere, besonders vorteilhafte Möglichkeit zur Objektivlagerung zeigt die Fig. 2. An Stelle des planen Trägers --13-- sind die Objektive--9a bis d-auf einem Objektivrevolver --17-- fixiert. In der Arbeitsstellung wird jedes Objektiv wieder von einer entriegelbaren Taste fixiert. Der gesamte Objektivrevolver--17--ist auf einer Achse --18-- gelagert und von einer Einstellscheibe-19- verstellbar.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Fig. 3 dargestellt, wobei Teile gleicher Funktion das gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. 1 erhalten.
Das vom Laser--l--erzeugte Licht wird, wie gemäss der Einrichtung in Fig. l, in Objektstrahl--3--
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--4-- aufgeteilt.--21-- angeordneten Spiegel--22--fokussiert wird. Der Spiegel--22--ist in einer zur Aperturblende --23-- des Objektivs--21--konjugierten Lage--23a--angeordnet. Der Spiegel--22--lenkt das Strahlenbündel-3--durch das Objektiv--21--auf das Objekt--8--, wird von dort reflektiert und geht
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der Brennweite des Objektivs--21-entfernten Abstand liegt, wobei auch auf dem Spiegel --22-- der Brennpunkt des das Objekt beleuchtenden Strahlenbündels und der Brennpunkt des Referenzstrahlenbündels ist, werden die Bezugspunkte für die Auswertung des Hologramms im Unendlichen abgebildet und die
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Um unabhängig von der Grösse des Objektes --8-- ein Hologrammbild formatfüllend auf den Schirm der Fernsehkamera--24--zu projizieren, ist das Objektiv --21-- hinsichtlich seiner Brennweite verstellbar.
Eine in Steuerkurven --26-- geführte Verstelleinrichtung --27-- für die Brennweite des Objektivs-21-
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sein, es genügt auch, wenn er das das Objekt beleuchtende Strahlenbündel im wesentlichen parallel zur optischen Achse--20--auf das Objekt lenkt. Wesentlich jedoch ist, den Spiegel in der Aperturblende oder in einer zur Aperturblendenebene des Objektivs konjugierten Ebene anzuordnen, wobei der Ausgangspunkt oder ein Brennpunkt des das Objekt beleuchtenden Strahlenbündels auf diesem Spiegel abgebildet wird. Besonders bei der Herstellung von Bildebenenhologrammen und dann besonders bei der fernsehmässigen Auswertung ist es vorteilhaft, wenn der Brennpunkt des Referenzstrahlenbündels in der Aperturblende oder einer dazu konjugierten Lage fokussiert ist.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann die erfindungsgemässe Einrichtung auch bei allen andern hologrammaufzeichnenden Verfahren eingesetzt werden.
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