Vorrichtung zur getrennten Wiedergabe von bildmässigen Aufzeichnungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur getrenn ten Wiedergabe von bildmässigen Aufzeichnungen, die jeweils unter Überlagerung eines Gitters einer bestimm ten Gitterkonstante und/oder verschiedener azimutaler Winkelstellung einander überlagernd auf einen Auf zeichnungsträger aufgezeichnet sind, unter Heranzie hung der Beugungsordnungen, wobei nach Patent 499 791 Auswahlmittel zum Aussuchen der zur Wieder gabe gewünschten Aufzeichnungen und im Bereich der Ortsfrequenzebene Ablenkmittel, wie Spiegel oder Pris men vorgesehen sind, die wenigstens zwei der Auf- zeichnungem gleichzeitig räumlich voneinander getrennt wiedergeben.
Bei der Vorrichtung gemäss dem Hauptpatent er folgt die Trennung der verschiedenen Aufzeichnungen in der Ortsfrequenzebene, jedoch sind die Beugungsbilder gleicher Ordnung alle etwa gleich weit von der optischen Achse entfernt. Dies bedeutet, dass für die Abbildung ein Objektiv mit ausreichend grosser Apertur vorgese hen sein muss, um alle Beugungsbilder gleichzeitig aufnehmen zu können.
Ziel ,der Erfindung ist es, mit einem kleineren Objektiv auszukommen und nicht mechanisch schaltbare Auswahlmittel zu schaffen, um somit sehr kurze Zugriffszeiten zu realisieren.
Gemäss der Erfindung sind die Auswahlmittel als ausserhalb der optischen Achse liegende wahlweise einschaltbare Lichtquellen ausgebildet, die in ihrer An zahl wenigstens der Zahl der auf dem Träger vorhande nen Aufzeichnungen entsprechen und so angeordnet sind, dass die erste Beutungsordnung der zugeordneten Aufzeichnung in etwa in Richtung der optischen Achse abgelenkt wird.
Bei dieser Anordnung entstehen zwar durch jede der Lichtquellen Beugungsordnungen von sämtlichen in dem Aufzeichnungsträger enthaltenen Aufzeichnungen, je doch alle, mit Ausnahme der Beugungsordnung der zugehörigen Aufzeichnung, ausserhalb der optischen Achse, so dass sie schon gar nicht mehr auf ein Abbildungsobjektiv verhältnismässig kleiner Apertur auftreffen. Ausserdem sind keine mechanisch bewegten Auswahleinrichtungen in der Ortsfrequenzebene erfor derlich.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammen hang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im folgenden anhand von Figuren eingehend erläutert sind. Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemässe ' Wiedergabevor richtung im Grundriss, Fig. 2 die Anordnung von Lichtquellen der Vorrich tung gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine andere Vorrichtung zur Wiedergabe, Fig. 4 die Anordnung der Lichtquellen bei der Vorrichtung gemäss Fig. 3 und Fig. 5a und 5b die Wirkungsweise einer in der Wiedergabevorrichtung vorhandenen Signalverstärkungs- einrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Lampenanordnung bezeich net, die eine Vielzahl von Lichtquellen 1a aufweist. Gemäss Fig. 2 sind die Lampen auf zwei Kreisen angeordnet, deren Mittelpunkte um einen bestimmten Betrag senkrecht zur optischen Achse der Wiedergabe vorrichtung gegeneinander versetzt sind. Die Licht- quellen können z. B. als Elektrolumineszenzdioden, als entsprechend liegende Punkte auf einer Kathodenstrahl röhre, welche abwechselnd zum Leuchten gebracht werden oder auch als einfache Glühlämpchen ausgebil det sein.
Durch geeignete Sammellinsen ist dafür zu sorgen, dass jede von ihnen eine konzentrisch zur optischen Achse angeordnete Kondensorlinse 2 und einen dahinter angeordneten Aufzeichnungsträger 4 gleichmässig ausleuchtet. Auf dem Aufzeichnungsträger 4 sind verschiedene Aufzeichnungen, im vorliegenden Fall sieben jeweils unter Überlagerung eines Beugungs gitters aufbelichtet und anschliessend gebleicht, wobei die Gitter gleiche Gitterkonstante jedoch unter schiedliche azimutale Winkelstellung aufweisen.
Die Kondensorlinse 2 bildet die Lichtquellen 1a in der Ortsfrequenzebene ab, in der eine Blende 3 ange ordnet ist. Die Ortsfrequenzblende 3 hat zwei Öffnungen 3a und 3b, die so gegeneinander versetzt sind, dass die ersten Beugungsordnungen der Gitter auf dem Träger 4 bei Beleuchtung mittels der Lichtquellen 1a auf dem oberen Kreis in die Öffnung 3b abgelenkt werden und die Beugungsordnungen bei Belichtung mittels der auf dem unteren Kreis liegenden Lichtquellen in die Öff nung 3a gelangen.
Vor den Öffnungen 3a, 3b ist eine Linse 5 angeord net, die den Aufzeichnungsträger 4 auf eine Wieder gabeobere, im vorliegenden Fall die Fotokathode einer Fernsehaufnahmeröhre 6, abbildet. An die Aufnahme röhre -6 ist in bekannter Weise ein Wiedergabegerät 7 angeschlossen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist nun folgende: Durch eine geeignete Schalteinrichtung bekannter Bauart können von den Lichtquellen 1a auf jedem Kreis zwei sich gegenüberliegende Quellen 1a zum Leuchten gebracht werden. Auf diese Weise werden zwar sämtli- che auf dem Aufzeichnungsträger 4 vorhandenen Auf zeichnungen in getrennten Bereichen der Ortsfrequenz ebene auf der Blende 3 wiedergegeben, es fallen jedoch nur die + erste und -erste Ordnung einer Auf zeichnung in die zu dem Lichtquellenkreis gehörige Blenderöffnung 3a oder 3b.
Durch Einschalten eines weiteren Lichtquellenpaares in dem anderen Kreis kann nun dieselbe oder eine andere Aufzeichnung so beleuch tet werden, dass der abgebeugte Rekonstruktionsstrahl in die zugehörige Öffnung :der Blende 3 fällt. Durch entsprechende Umlenkspiegel 8, 9 und 10, 11 werden nun diese beiden Aufzeichnungen nebeneinander auf die Fotokathode der Aufnahmeröhre 6 geworfen.
Die Bilder der :beiden ausgewählten Aufzeichnungen sind dann auf dem Schirm des Wiedergabegerätes 7 nebeneinander sichtbar, Diese Art der Wiedergabe ist besonders zweckmässig bei der Lektüre von technischen Beschreibungen, wo ständig die auf verschiedenen Seiten abgedruckten Figu ren und Beschreibungsteile eines Gegenstandes gleich zeitig betrachtet werden müssen.
Grundsätzlich würde eine Anzahl von Lichtquellen gleich der Anzahl der Aufzeichnungen in dem Auf zeichnungsträger 4 auf jeweils 180 Umfang eines jeden der beiden Kreise ausreichen, um jede .der überlagerten Aufzeichnungen wahlweise .auf jeder Seite des Wieder gabegerätes 7 sichtbar zu machen. Die Verdoppelung der Lichtquellen bringt jedoch auch eine Verdoppelung der Helligkeit, weil von jedem wiederzugebenden Bild dann eine +erste und -erste Beugungsordnung zum Bildaufbau vorliegen.
Ausserdem kann auf diese Weise bei einer schrägen Durchstrahlung eine gleichmässige Ausleuchtung des Aufzeichnungsträgers 4 erzielt werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Hier ist nur ein zur optischen Achse zentrischer Kreis 12 von Lichtquellen vorgesehen, von denen die auf der oberen Hälfte des Kreises, z. B. mit einem Rotfilter 13 überlagert sind, während die auf dem unteren Teil des Kreises liegenden Lichtquellen von einem Grünfilter 14 überdeckt sind. Der Radius des Kreises ist wieder so gewählt, dass entsprechend der Konstante der den Aufzeichnungen überlagerten Gitter die ersten Beugungsordnungen in die zentrisch zur optischen Achse angeordnete Öffnung 17a in der Ortsfrequenzblende fallen. Der Kondensor 15 und der Aufzeichnungsträger 16 entsprechen in Ausge staltung und Wirkungsweise den Bauteilen 2 und 4 nach Fig. 1.
Das vor oder hinter der Öffnung 17a angeordnete Objektiv 18 bildet wiederum den Aufzeichnungsträger 16 auf die Fotokathode zweier Bildaufnahmeröhren 19 und 20 gab, deren Strahlengänge von einem unter 45 angeordneten, dichroitischen Strahlenteiler 21 getrennt werden.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist nun fol gende: Wird eine der Lichtquellen im Bereich des Rotfilters 13 erleuchtet, so fällt z. B. die +erste Beugungsordnung der entsprechenden Aufzeichnung in dem Träger 16 in die Öffnung 17a. Das rote Licht, welches durch das Objektiv 18 tritt, wird nun durch den Strahlenteiler 21 z.
B. auf die Bildröhre 20 abgelenkt, während das Licht von Lampen aus dem Bereich des Grünfilters 14 von dem Strahlenteiler 21 durchgelassen wird und auf die Bildröhre 19 gelangt. Sind nun für die von den Bild röhren 19 und 20 ausgehenden Bildsignale zwei neben einander angeordnete, gesonderte Wiedergaberöhren vorgesehen, so kann durch das Einschalten der Licht quellen in der oberen Hälfte des Kreises 12 bestimmt werden, von welcher Aufzeichnung auf dem Schirm der Röhre 20 die - erste Beugungsordnung sichtbar wird und durch Einschalten einer Lichtquelle im unteren Teil des Kreises 12 bestimmt werden, welche Aufzeichnung auf dem Bildschirm der Aufnahmeröhre 19 erscheint.
Anstelle der Filter in den additiven Grundfarben, deren Durchlassbereiche sich nicht überlagern, können selbstverständlich auch Polarisationsfilter Verwendung finden, deren Durchlassrichtungen um 90 gegenein ander verdreht sind. Die Wiedergabe über eine Fernsehaufnahmerö'hre und einen Bildschirm hat den grossen Vorteil, dass die an sich recht lichtsehwache Aufzeichnung aufgrund der Beugungsordnung zu einem auch im Hellraum gut sichtbaren Bild verstärkt werden kann. Darüber hinaus bietet !diese Wiedergabetechnik den grossen Vorteil, dass z.
B. für Strichvorlagen, bei denen es nur zwei Schwär zungsgrade gibt, eine Signalverstärkung angewendet werden kann, die gewisse Helligkeitsfehler aufgrund von überlagerungen in dem Aufzeichnungsträger aus gleichen kann. Dies ist in den Figuren 5a und 5b anschaulich dargestellt. In Fig. 5a ist ein beispielsweiser Signalverlauf längs einer Zeile der Abtaströhre 6 darge stellt. Es treten innerhalb eines gewissen Bereiches nahezu alle Signalgrössen auf, obwohl in der ursprüngli- chen Vorlage im wesentlichen nur zwei Helligkeitswerte aufgetreten sind, nämlich geschwärzt und nicht ge schwärzt.
Durch eine Triggerschaltung, deren Aufbau nicht näher erläutert zu werden braucht, können nun die Signale gemäss Fig. 5b in der Weise verstärkt werden, dass alle oberhalb eines gewissen Grenzwertes U,. liegenden Signale auf einen Höchstwert Umaa verstärkt werden, während alle unter diesem Grenzwert liegenden Signale unterdrückt werden. Dies führt dazu, dass sich auf dem Bildschirm ein brillantes, gut lesbares Bild darbietet, auch wenn auf der Fotokathode der Auf- nahmeröhre ein Bild mit verhältnismässig flacher Grada tion vorlag.
Die Technik der Überlagerung mittels überlagerten Gittern unterschiedlicher Gitterkonstante oder azimuta- ler Winkelstellung erfordert es, dass Negative aufge zeichnet werden, um die maximale Speichermöglichkeit zu erreichen. Für das Auge ist jedoch die Betrachtung eines derartigen Bildes, bei dem nur die Schriftzeichen hell erscheinen, ;sehr ermüdend. Die Wiedergabe über Fernseher ermöglicht es nun, hier eine an sich bekannte elektronische Bildumkehr anzuwenden, so dass auf dem Bildschirm ein positives Bild, in dem die Schriftzeichen geschwärzt sind, sichtbar wird.
Device for separate reproduction of pictorial recordings The invention relates to a device for separat th reproduction of pictorial recordings, each of which is recorded on a recording medium with superimposition of a grid of a certain grid constant and / or different azimuthal angular positions, using the diffraction orders , whereby according to patent 499 791 selection means for selecting the recordings desired for reproduction and deflection means such as mirrors or prisms are provided in the area of the spatial frequency plane, which reproduce at least two of the recordings simultaneously spatially separated from one another.
In the device according to the main patent he follows the separation of the various recordings in the spatial frequency plane, but the diffraction patterns of the same order are all about the same distance from the optical axis. This means that an objective with a sufficiently large aperture must be provided for the imaging so that all diffraction images can be recorded simultaneously.
The aim of the invention is to get by with a smaller lens and to create selection means that cannot be switched mechanically in order to achieve very short access times.
According to the invention, the selection means are designed as optionally switchable light sources lying outside the optical axis, the number of which corresponds to at least the number of recordings present on the carrier and are arranged so that the first order of the assigned record is approximately in the direction of the optical axis is deflected.
With this arrangement, diffraction orders of all of the recordings contained in the recording medium arise from each of the light sources, but all, with the exception of the diffraction order of the associated recording, are outside the optical axis, so that they no longer impinge on an imaging lens with a relatively small aperture. In addition, no mechanically moved selection devices are required in the spatial frequency level.
Further details and advantages of the invention emerge from the dependent claims in connexion with the description of exemplary embodiments, which are explained in detail below with reference to figures. 1 shows an inventive 'playback device in plan, FIG. 2 shows the arrangement of light sources of the device according to FIG. 1, FIG. 3 shows another device for playback, FIG. 4 shows the arrangement of the light sources in the device according to FIG. 3 and FIGS. 5a and 5b show the mode of operation of a signal amplification device present in the reproduction device.
In Fig. 1, 1 is a lamp assembly denotes net, which has a plurality of light sources 1a. According to Fig. 2, the lamps are arranged on two circles, the centers of which are offset from one another by a certain amount perpendicular to the optical axis of the display device. The light sources can z. B. as electroluminescent diodes, as corresponding points lying on a cathode ray tube, which are alternately made to light up or be ausgebil det as simple light bulbs.
Suitable converging lenses ensure that each of them uniformly illuminates a condenser lens 2 arranged concentrically to the optical axis and a recording medium 4 arranged behind it. Various recordings are on the recording medium 4, in the present case seven, each exposed with a superimposition of a diffraction grating and then bleached, the grating having the same grating constant but at different azimuthal angular positions.
The condenser lens 2 forms the light sources 1a in the spatial frequency plane in which a diaphragm 3 is arranged. The spatial frequency diaphragm 3 has two openings 3a and 3b which are offset from one another in such a way that the first diffraction orders of the grating on the carrier 4 are deflected into the opening 3b when illuminated by means of the light sources 1a on the upper circle and the diffraction orders are deflected into the opening 3b when exposed the lower circle lying light sources get into the opening 3a.
In front of the openings 3a, 3b a lens 5 is angeord net, which the recording medium 4 on a playback upper, in the present case the photocathode of a television tube 6, images. To the receiving tube -6, a playback device 7 is connected in a known manner.
The mode of operation of the device described is as follows: By means of a suitable switching device of a known type, two opposing sources 1a can be made to glow from the light sources 1a on each circle. In this way, all of the recordings present on the recording medium 4 are reproduced in separate areas of the spatial frequency plane on the diaphragm 3, but only the + first and -first order of a recording fall into the diaphragm opening 3a or belonging to the light source circle 3b.
By switching on a further pair of light sources in the other circle, the same or a different recording can now be illuminated in such a way that the diffracted reconstruction beam falls into the associated opening: the diaphragm 3. These two recordings are now thrown side by side onto the photocathode of the receiving tube 6 by means of corresponding deflecting mirrors 8, 9 and 10, 11.
The images of the two selected recordings are then visible side by side on the screen of the display device 7. This type of display is particularly useful when reading technical descriptions, where the figures and parts of the description of an object that are printed on different pages have to be viewed at the same time .
In principle, a number of light sources equal to the number of recordings in the record carrier 4 on 180 circumference of each of the two circles would be sufficient to make each of the superimposed recordings optionally visible on each side of the reproducing device 7. However, doubling the light sources also doubles the brightness, because of each image to be reproduced there is then a + first and -first diffraction order for the image structure.
In addition, uniform illumination of the recording medium 4 can be achieved in this way with an oblique irradiation.
Another embodiment of the invention is shown in FIGS. Here only one circle 12, which is central to the optical axis, of light sources is provided, of which the ones on the upper half of the circle, e.g. B. are superimposed with a red filter 13, while the light sources lying on the lower part of the circle are covered by a green filter 14. The radius of the circle is again selected so that, in accordance with the constant of the grating superimposed on the recordings, the first diffraction orders fall into the opening 17a in the spatial frequency diaphragm, which is arranged centrally to the optical axis. The condenser 15 and the recording medium 16 correspond in design and mode of operation to the components 2 and 4 according to FIG. 1.
The objective 18 arranged in front of or behind the opening 17a in turn forms the recording medium 16 on the photocathode of two image pickup tubes 19 and 20, the beam paths of which are separated by a dichroic beam splitter 21 arranged below 45.
The operation of this device is now fol lowing: If one of the light sources in the area of the red filter 13 is illuminated, then z. B. the + first diffraction order of the corresponding recording in the carrier 16 into the opening 17a. The red light which passes through the lens 18 is now through the beam splitter 21 z.
B. deflected onto the picture tube 20, while the light from lamps from the area of the green filter 14 is transmitted by the beam splitter 21 and reaches the picture tube 19. If two separate display tubes arranged next to each other are provided for the picture signals emanating from the picture tubes 19 and 20, then by switching on the light sources in the upper half of the circle 12 it can be determined from which recording on the screen of the tube 20 the the first order of diffraction becomes visible and by switching on a light source in the lower part of the circle 12, it is possible to determine which recording appears on the screen of the recording tube 19.
Instead of the filters in the additive basic colors, the transmission ranges of which do not overlap, polarization filters can of course also be used, the transmission directions of which are rotated by 90 relative to one another. The reproduction via a television recording tube and a screen has the great advantage that the recording, which is actually quite weak to light, can be amplified due to the diffraction order to form an image that is clearly visible even in a bright room. In addition, this playback technology offers the great advantage that z.
B. for line originals in which there are only two degrees of blackening, a signal amplification can be used that can compensate for certain brightness errors due to overlaps in the recording medium. This is clearly shown in FIGS. 5a and 5b. In Fig. 5a is an example of a waveform along a line of the scanning tube 6 is Darge provides. Almost all signal variables occur within a certain range, although essentially only two brightness values occurred in the original original, namely blackened and not blackened.
By means of a trigger circuit, the structure of which does not need to be explained in more detail, the signals according to FIG. 5b can now be amplified in such a way that all of them are above a certain limit value U,. signals are amplified to a maximum value Umaa, while all signals lying below this limit value are suppressed. This means that a brilliant, easily legible image is presented on the screen, even if an image with a relatively flat gradation was present on the photocathode of the pickup tube.
The technique of superimposing by means of superimposed grids with different grid constants or azimuthal angular positions requires that negatives be recorded in order to achieve the maximum possible storage capacity. For the eye, however, viewing such a picture, in which only the characters appear bright, is very tiring. Playback on television now makes it possible to use an electronic image reversal known per se, so that a positive image in which the characters are blackened is visible on the screen.