DE1572818C - Device for reproducing holographically recorded information - Google Patents
Device for reproducing holographically recorded informationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wieder- Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur
gäbe holographisch aufgezeichneter Information von Wiedergabe holographisch aufgezeichneter Informaeinem
Aufzeichnungsträger, der mindestens ein klein- tion von einem Aufzeichnungsträger,, der mindestens
flächiges Hologramm (Mikrohologramm) enthält, ein kleinflächiges Hologramm (Mikrohologramm)
das aus einem Interferenzmuster bestellt, welches 5 enthält, das aus einem Interferenzmuster besteht,
durch Interferenz eines Objektbündels, das von einem welches durch Interferenz eines Objektbündels, das
mit räumlich kohärentem Licht beleuchteten Objekt, von einem mit räumlich kohärentem Licht beleuchwelches
groß im Vergleich zum Mikrohologramm teten Objekt, welches groß im Vergleich zum Mikroist,
stammt, und einem konvergenten Bezugsbündel hologramm ist, stammt, mit einem konvergenten
entstanden ist. Insbesondere betrifft die Erfindung io Bezugsbündel entstanden ist, erfindungsgemäß gelöst
die Aufzeichnung und die Wiedergabe von sequen- durch eine Vorrichtung zum Beleuchten des Mikrozieller
Information, insbesondere Schall- oder Audio- hologramms mit einem divergenten Wiedergabebündel
information, in Form einer Reihe von Hologrammen. räumlichen kohärenten Lichtes, dessen Divergenz-Unter
einem Hologramm versteht man bekanntlich grad durch die Gleichung
eine aufgezeichnete Interferenzfigur, die durch Inter- 15The invention relates to a device for the reproduction of holographically recorded information from the reproduction of holographically recorded information on a recording medium which contains at least one small area of a recording medium, which contains at least a flat hologram (microhologram), a small-area hologram ( Microhologram) which orders from an interference pattern which contains 5, which consists of an interference pattern, by interference of an object bundle, which by interference of an object bundle, the object illuminated with spatially coherent light, from an object illuminated with spatially coherent light, which is large in comparison to the microhologram ended object, which is large compared to the microist, and is a convergent reference bundle hologram, originates with a convergent one. In particular, the invention relates to the creation of a reference bundle, solved according to the invention, the recording and reproduction of sequential information by means of a device for illuminating the microscopic information, in particular sound or audio holograms with a divergent reproduction bundle information, in the form of a series of holograms. Spatial coherent light, the divergence of which is understood to be a hologram, as is well known, by the equation
a recorded interference figure, which is represented by inter- 15
ferenz eines Von einem mit räumlich kohärenter x*_~ll reference of one of one with spatially coherent x * _ ~ ll
Strahlung beleuchteten Objekt ausgehenden Objekt- y2 ~ .R-bündeis mit einem Bezugsbündel, das mit der dasRadiation-illuminated object outgoing object- y 2 ~ .R- bundle with a reference bundle that corresponds to that
Objekt beleuchtenden Strahlung kohärent ist, ent- bestimmt ist, wobei X2 der vor dem Aufzeichnungs-Object illuminating radiation is coherent, is de- determined, where X 2 is the before the recording
steht (s. z. B. »Scientific American«, Juni 1965, S. 24 20 träger liegende Schnittpunkt des Wiedergabebündels,(see e.g. "Scientific American", June 1965, p. 24 20 lazy intersection of the playback bundle,
bis 35). Bisher hat man in erster Linie räumliche y2 der Abstand des — in Strahlrichtung gesehento 35). So far we have primarily seen spatial y 2 the distance of the - in the direction of the beam
Szenen oder Flächenmuster, also Bildinformation, hinter dem Aufzeichnungsträger — rekonstruiertenScenes or surface patterns, i.e. image information, behind the recording medium - are reconstructed
holographisch aufgezeichnet, die Holographie ist Bildes vom Aufzeichnungsträger, Λ die Größe einesholographically recorded, the holography is an image of the recording medium, Λ the size of a
jedoch nicht auf die Aufzeichnung von Bildinfor- Mikrohologramms und R die Größe des rekonstru-but not on the recording of image information microholograms and R the size of the reconstructed
mation beschränkt. Man kann beispielsweise auch 25 ierten Bildes ist.limited mation. For example, one can also use a 25th image.
sequenzielle Information holographisch aufzeichnen, Gemäß der Erfindung werden die verschiedenenholographically record sequential information, According to the invention, the various
z. B. aufeinanderfolgende Abschnitte der Tonspur benachbarten Mikrohologramme- mit einem konver-z. B. successive sections of the audio track adjacent microholograms with a conver-
eines Tonfilmes oder auch ein anderes Audiosignal. genten Referenzbündel aufgezeichnet, das einen be-a sound film or another audio signal. recorded reference bundle that contains a
Es ist praktisch nicht möglich, die Tonspur eines stimmten Konvergenzgrad (Konvergenzwinkel) hat,It is practically impossible for the sound track to have a correct degree of convergence (angle of convergence),
ganzen Kinofilmes in einem einzigen Hologramm 3° und nicht mit einem im wesentlichen parallelenwhole motion picture in a single hologram 3 ° and not with an essentially parallel one
aufzuzeichnen. Man kann jedoch eine Reihe getrennter Referenzbündel, wie es bisher verwendet wurde. Dieto record. However, one can use a number of separate reference bundles as has been used previously. the
oder aneinander angrenzender Hologramme her- so aufgezeichneten Mikrohologramme werden dannmicroholograms recorded in this way or from adjacent holograms are then recorded
stellen, die jeweils den zu einem Einzelbild des Film- jeweils mittels eines divergenten Wiedergabebündelsrepresent each of the to a single image of the film - each by means of a divergent playback bundle
Streifens gehörigen Teil der Tonspur enthalten. Die wiedergegeben, das einen bestimmten DivergenzgradStripe part of the soundtrack included. The reproduced that has a certain degree of divergence
Tonspur eines Filmstreifens ist dann also in eine 35 (Divergenzwinkel) hat, und nicht mit einem imThe sound track of a film strip is then in a 35 (divergence angle), and not with an im
Reihe von Hologrammen aufgeteilt, die den zu wesentlichen parallelen Wiedergabebündel, wie esSeries of holograms split up, showing the to be substantially parallel reproduction bundles like it
aufeinanderfolgenden Einzelbildern gehörenden Teilen bisher verwendet wurde. Hierdurch wird es möglich,successive individual images belonging parts has been used so far. This makes it possible
der Tonspur entsprechen. Eine solche Aufzeichnung die nacheinander wiedergegebenen Mikrohologrammecorrespond to the soundtrack. Such a recording consists of the successively reproduced microholograms
hat viele Vorteile, da die Fläche der einzelnen HoIo- der Reihe nach durch eine photoempfindliche Ein-has many advantages, since the area of the individual HoIo-
gramme wegen der hohen Informationsdichte, die 40 richtung linear abzutasten, ohne daß Überlappungenbecause of the high information density, the 40 direction can be scanned linearly without overlapping
bei holographischen Aufzeichnungen erreichbar ist, oder Pausen zwischen deri rekonstruierten Bildernis achievable with holographic recordings, or pauses between the reconstructed images
nur 10 Quadratmillimeter und in vielen Fällen sogar der aufeinanderfolgenden benachbarten Mikroholo-only 10 square millimeters and in many cases even the successive neighboring microholo-
kleiner als 1 Quadratmillimeter zu betragen braucht. gramme auftreten, die durch das divergente Wieder-needs to be less than 1 square millimeter. grams occur that are caused by the divergent re-
Im folgenden soll ein Hologramm, das eine Fläche gabebündel bewegt werden.In the following, a hologram is to be moved, which bundles a surface.
von höchstens 10 Quadratmillimetern einnimmt, als 45 Die Erfindung, wird im folgenden an Hand deroccupies no more than 10 square millimeters, as 45 The invention is described below with reference to the
»Mikrohologramm« bezeichnet werden. -' Zeichnung näher erläutert. Es zeigt"Microhologram" are called. - 'Drawing explained in more detail. It shows
Die Aufzeichnung sequenzieller Information in F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Aus-Form
einer Reihe von Mikrohologrammen bereitet führungsbeispisls einer Einrichtung zur Aufzeichnung
zwar keine Schwierigkeiten, die Wiedergabe der auf- von Mikrohologrammen gemäß der Erfindung,
einanderfolgenden Mikrohologramme zur Wiederher- 50 F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Ausstellung
der sequenziellen Information in brauch- führungsbeispiels einer Einrichtung zur Wiedergabe
barer Form bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeit. einer Reihe von Mikrohologrammen, die mit einer
Bei der holographischen Aufzeichnung der Tonspur Einrichtung der in F i g. 1 dargestellten Art aufeines
Kinofilms ist es beispielsweise erforderlich, gezeichnet worden sind; die Reihe aufgezeichneter
den Ton kontinuierlich aus einer Folge getrennter 55 Mikrohologramme hat dabei eine bestimmte erste
Mikrohologramme wieder herzustellen. Dies ist keine Orientierung bezüglich eines Wiedergabebündels,
einfache Aufgabe, da es wesentlich ist, daß die mit F i g. 3 eine Abwandlung der in F i g. 2 dar-Hilfe
der aufeinanderfolgenden Mikrohologramme gestellten Einrichtung, bei der die Reihe aufgezeichrekonstruierten
Bilder der ursprünglichen Tonauf- neter Mikrohologramme eine bestimmte zweite Orienzeichnung
durch eine; Photozelle od.·dgl. linear so 60 tierung bezüglich des Wiedergabebündels hat, und
abgetastet werden müssen, daß weder eine Über- F i g. 4 eine weitere Abwandlung der in Fig. 2
lappung der von den aufeinanderfolgenden Mikro- dargestellten Einrichtung mit einer Vorrichtung zum
hologrammen rekonstruierten Informationsteilen noch Abtasten der jeweils rekonstruierten Bilder der verPausen
zwischen diesen Informationsteilen auftreten. schiedenen Mikrohologramme der Reihe mit einem
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe 65 Photodetektor, der ein'Audioausgangssignal liefert,
zugrunde, ein neuartiges Abbildungssystem zum Auf- In F i g. 1 ist schematisch ein Teil einer Tonspur
zeichnen und Wiedergeben von Mikrohologrammen 100 eines 35-mm-Kinofilmstreifens dargestellt. Bei
anzugeben, das den obigen Anforderungen genügt. dem Filmstreifen ist eine Maske 102 mit einer öff-The recording of sequential information in FIG. 1 a schematic representation of an out-form of a series of microholograms does not cause any difficulties guiding example of a device for recording, reproducing the on- from microholograms according to the invention,
successive microholograms for restoring 50 F i g. 2, however, a schematic representation of an exhibition of the sequential information in an exemplary embodiment of a device for reproducing form presents considerable difficulty. a series of microholograms, which with a device in the holographic recording of the sound track shown in FIG. 1, for example, on a movie, it is necessary to have drawn; the series of recorded sound continuously from a series of separate 55 microholograms has to restore a certain first microholograms. This is not a guide to a playback bundle,
simple task, since it is essential that the with F i g. 3 shows a modification of the FIG. 2 represent the aid of the successive microholograms provided device, in which the series of recorded and reconstructed images of the original sound recordings microholograms a specific second orientation drawing by a ; Photocell or the like linearly so 60 orientation with respect to the playback bundle, and must be scanned that neither an over- F i g. 4 a further modification of the overlap in FIG. 2 of the device represented by the successive micro-devices with a device for hologram reconstructed information parts and scanning of the respectively reconstructed images of the pauses between these information parts occur. The present invention is based on the object 65 of a photodetector which supplies an audio output signal, a novel imaging system for recording. 1 schematically depicts part of a sound track drawing and reproducing microholograms 100 of a 35 mm film strip. Please indicate that meets the above requirements. the film strip is a mask 102 with an open
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nüng 104 angeordnet, die aus der Tonspur 100 ein neue Eigenschaften hat, auf die unten an Hand von Stück aufblendet, das einem einzigen Einzelbild ent- Fig. 3 noch näher eingegangen wird. - ; spricht. In einem Abstand J1 von der Tonspur 100 Durch Anwendung von Verfahren, die an anderer ist ein Aufzeichnungsträger 106, z. B. eine Photo- Stelle (deutsche Patentanmeldung R 44 615) vorplatte, angeordnet. Bei dem Aufzeichnungsträger 106 5 geschlagen sind, kann so eine Aufzeichnung oder befindet sich eine Maske 108 mit einer kleinen eine Abdruckkopie hergestellt werden, die eine Reihe Öffnung 110. getrennter, benachbarter Mikrohologramme enthält, - Als Lichtquelle der Einrichtung dient ein Laser 112, die jeweils unter Verwendung eines konvergenten z. B. ein Helium-Neon-Laser, der ein Bündel 114 Referenzbündels bestimmten Konvergenzgrades herräumlich kohärenten monochromatischen Lichtes io gestellt wurden.Nüng 104 is arranged, which has a new property from the sound track 100, which fades to the bottom on the basis of the piece, which is a single single image. Fig. 3 will be discussed in more detail. - ; speaks. At a distance J 1 from the sound track 100 By using methods which are otherwise a record carrier 106, e.g. B. a photo body (German patent application R 44 615) front plate, arranged. When the recording medium 106 5 is hit, a recording or a mask 108 can be made with a small print copy that contains a series of openings 110. separate, adjacent microholograms using a convergent e.g. B. a helium-neon laser to which a bundle 114 reference bundle of a certain degree of convergence spatially coherent monochromatic light were placed.
liefert, das durch einen halb durchlässigen Spiegel 120 Wenn die aufeinanderfolgenden, aneinander an-supplies that through a semitransparent mirror 120. When the successive, contiguous
in ein erstes Teilbündel 116 und ein zweites Teil- grenzenden Mikrohologramme der Reihe den auf-in a first sub-bundle 116 and a second sub-bordering microholograms of the series the
bündel 118 aufgespalten wird. Das erste Teilbündel 116 einanderfolgenden Einzelbildsrn zugeordneten Teilenbundle 118 is split. The first partial bundle 116 parts assigned to successive individual images
wird durch eine Linse 122 in ein zuerst konvergie- der Tonspur 100 entsprechen, kann die gesamte Ton-corresponds to a first converging sound track 100 through a lens 122, the entire sound
rendes und dann nach einem Überkreuzungspunkt 126 15 information der Tonspur 100 in den Mikroholo-rendes and then after a crossover point 126 15 information of the sound track 100 in the microholo
divergierenden Bündel 124 umgeformt. Um ein sau- grammen der Reihe gespeichert werden,diverging bundle 124 reshaped. In order to save a sau- gramm of the series,
beres divergierendes Bündel 124 zu gewährleisten, F i g. 2 zeigt eine Einrichtung zur WiedergabeTo ensure that there is a diverging bundle 124, FIG. Fig. 2 shows a device for reproduction
das frei von Aberrationseffekten ist, kann am Ort einer Reihe benachbarter Mikrohologramms einerwhich is free from aberration effects can be at the location of a number of adjacent microholograms one
des Überkreuzungspunktes 126 eine Blende 128 mit solchen Aufzeichnung, die jeweils mit einem kon-of the crossover point 126 a diaphragm 128 with such a recording, each with a con-
einer feinen Öffnung angeordnet werden. 20 vergenten Referenzbündel aufgezeichnet worden sind,a fine opening. 20 aged reference bundles have been recorded,
Das divergierende Bündel 124 fällt auf einen Dif- wie es oben an Hand von F i g. 1 erläutert wurde,The diverging bundle 124 falls on a dif- like figure above with reference to FIG. 1 was explained,
fuser 130, z. B. eine Opalglasplatte. Das aus dem Die Wiedergabeeinrichtung enthält einen Laser 203,fuser 130, e.g. B. an opal glass plate. The reproducing device contains a laser 203,
Diffuser 130 austretende diffuse Bündel durchsetzt der ein Bündel 202 kohärenten, monochromatischenDiffuse 130 exiting diffuse bundle penetrates a bundle 202 coherent, monochromatic
die Tonspur und wird dabei durch diese in seiner Lichtes emittiert, das die gleiche oder eine anderethe sound track and is emitted by this in its light, the same or a different one
Intensität entsprechend moduliert. Der die Öffnung 104 25 Frequenz als das bei der Aufzeichnung verwendeteIntensity modulated accordingly. The aperture 104 25 frequency as that used in recording
der Maske 102 durchsetzende Teil des modulierten Licht, z. B. das vom Laser 112 in F i g. 1 emittiertethe part of the modulated light passing through the mask 102, e.g. B. the laser 112 in FIG. 1 issued
Bündels soll als Objektbündel 132 bezeichnet werden. Licht haben kann. Das Bündel 202 wird durch eineThe bundle shall be referred to as an object bundle 132. Can have light. The bundle 202 is through a
Die Länge eines Einzelbildes und die Länge der Linse 204 in einen Überkreuzungspunkt 298 fokussiertThe length of a frame and the length of lens 204 are focused into a crossover point 298
Öffnung 104 sind in F i g. 1 mit / bezeichnet. Ein und erweitert sich dann wieder. Im Überkreuzungs-Opening 104 are shown in FIG. 1 marked with /. One and then expands again. In the crossover
Teil des Informationsbündels 132 durchsetzt die 30 punkt208 kann wieder eine feine Lochblende 210Part of the information bundle 132 penetrates the point 208 can again be a fine perforated diaphragm 210
Öffnung 110 der Maske 108 und belichtet einen ent- angeordnet sein, die Aberrationen beseitigt, dis durchOpening 110 of the mask 108 and exposed a de- arranged, which eliminates aberrations, dis through
sprechenden Flächenbereich des Aufzeichnungsträ- die Linse 204 verursacht werden. Das erweitertespeaking surface area of the recording medium the lens 204 are caused. The extended
gers 106. Wie F i g. 1 zeigt, ist die Größe h dieses Bündel 206 wird durch eine bezüglich sphärischergers 106. As in FIG. 1 shows, the size h of this bundle 206 is made more spherical by a relative
Flächenbereiches wesentlich kleiner als t. Wenn Aberration korrigierte Linse 299 großer Öffnung inArea is much smaller than t. When aberration corrected lens 299 large aperture in
/ 35 mm ist, ist h gewöhnlich etwa 1 mm. 35 einen Überkreuzungspunkt 212 fokussiert, um ein/ Is 35 mm, h is usually about 1 mm. 35 a crossover point 212 is focused to a
Das zweite Teilbündel 118 wird durch einen Spiegel divergierendes Wiedergabebündel 210 zu erzeu-The second partial bundle 118 is generated by a mirror diverging display bundle 210
134 reflektiert und dann durch eine Linse 136 in gen.134 reflected and then through a lens 136 in gen.
einen Punkt 140 fokussiert, in dem sich wieder eine Das divergierende Wiedergabebündel 210 fällt durchfocussed on a point 140, in which again the diverging display bundle 210 falls through
feine Lochblende befinden kann, um den Strahl eine Öffnung 214 in einer Blende 216 auf einen durchFine pinhole diaphragm can be located to pass the beam through an opening 214 in a diaphragm 216
frei von Aberrationseffekten, die durch die Linse 136 4° die Öffnung 214 freigegebenen Teil eines Aufzeich-free of aberration effects, the part of a recording which is released by the lens 136 4 ° through the opening 214
verursacht werden, zu machen. Das sich nach der nungsträgers 218.caused to make. According to the funding body 218.
Blende 142 erweiternde Bündel 138 fällt auf eine Auf dem Aufzeichnungsträger 218 ist eine Reihe Linse 144 relativ großer Apertur, die bezüglich der von aufeinanderfolgenden Mikrohologrammsn aufsphärischen Aberration korrigiert ist. Die Linse 144 gezeichnet, von denen drei Mikrohologramms 229-1, erzeugt ein konvergentes Referenzbündel 146. Das 45 220-2 und 220-3 schematisch dargestellt sind. Wie konvergente Referenzbündel 146 wird auf die Öff- F i g. 2 zeigt, ist der Aufzeichnungsträger 229 bszügnung 108 der Maske 110 gerichtet, welche zu den lieh der Blende 216 so angeordnet, daß das diverbelichtenden Flächenbereich des Aufzeichnungsträ- gierende Wiedergabebündel 210 lediglich ein einziges gers 106 begrenzt. Das konvergente Referenzbündel Mikrohologramm, z.B. das Mikrohologramm 229-2 146 hat, was sehr wichtig ist, einen solchen Konver- 50 beleuchten kann. Die Größe der aufeinanderfolgenden genzgrad, daß sein effektiver Übsrkreuzungspunkt 148 Mikrohologramme 220-1, 229-2 und 220-3 beträgt in einem Abstand X1 hinter der Ebene des Aufzeich- jeweils h. Wie oben an Hand von F i g. 1 erwähnt nungsträgers 106 liegt. Der Konvergenzgrad ist dabei worden war, ist h normalerweise etwa lmm. Der so gewählt, daß das Verhältnis von X1 zu J1 wenig- Überkreuzungspunkt 212 des Wiedergabebündels 210 stens annähernd gleich dem Verhältnis von h zu t ist. 55 liegt in einem Abstand X2 vor der Ebene des Auf-The beam 138 widening the diaphragm 142 falls on a. On the recording medium 218 there is a row of lenses 144 with a relatively large aperture which is corrected with respect to the spherical aberration of successive microholograms. The lens 144 drawn, three of which are microholograms 229-1, produces a convergent reference beam 146. The 45 220-2 and 220-3 are shown schematically. How convergent reference bundle 146 is displayed on the public F i g. 2 shows, the recording medium 229 is directed towards 108 of the mask 110, which is arranged in relation to the lent of the diaphragm 216 in such a way that the diverging surface area of the recording-carrying reproduction bundle 210 only delimits a single layer 106. The convergent reference bundle microhologram, for example the microhologram 229-2 146, which is very important, can illuminate such a conver- sion. The size of the successive genzgrad that its effective crossover point 148 microholograms 220-1, 229-2 and 220-3 is at a distance X 1 behind the plane of the recording in each case h. As above with reference to FIG. 1 mentioned funding carrier 106 is located. The degree of convergence has been made, h is usually about 1mm. Which is chosen so that the ratio of X 1 to J 1 little crossover point 212 of the display bundle 210 is at least approximately equal to the ratio of h to t . 55 is at a distance X 2 in front of the plane of the
Das konvergierende Referenzbündel 146, das auf Zeichnungsträgers 218.The converging reference beam 146, which is on drawing carrier 218.
den durch die Öffnung 110 der Maske 108 definierten Durch die Beleuchtung des Mikrohologramms 229-2 Flächenbereich des Aufzeichnungsträgers 106 fällt, mit dem divergierenden Wiedergabebündel 210 enterzeugt mit dem Teil des Objektbündels, der auf den steht ein rekonstruiertes Bild 222-2, das die im Mikrodurch die Öffnung 110 i definierten Flächenbereich 60 hologramm 220-2 enthaltene Information enthält und des Aufzeichnungsträgers 106 fällt', eine Interferenz- sich in einer Ebene befindet, die parallel zur Ebene figur. Die speziellen Eigenschaften der entstehenden des Aufzeichnungsträgers 218 verläuft und von diesem Interferenzfigur hängen außer von dem aufzuzeich- einen Abstand y2 hat. Die Größe des rekonstruierten nenden Objekt auch vom Konvergenzgrad des Refe- Bildes 222-2 ist R, und das wiedergegebene Bild renzbündels 146 ab. Die Verwendung eines konver- 65 reicht vom Punkt α zum Punkt b. Der Divergenzgrad genten Referenzbündels, das, wie oben beschrieben, des Wiedergabebündels 210 ist so gewählt, daß das einen bestimmten Konvergenzgrad hat, läßt also Verhältnis des Abstandes X2 zum Abstand J2 wenigein Mikrohologramm entstehen, das ganz spezielle, stens annähernd gleich dem Verhältnis zwischenThe surface area of the recording medium 106 defined by the opening 110 of the mask 108 by the illumination of the microhologram 229-2 falls, with the diverging reproduction bundle 210 generated with the part of the object bundle that stands on the a reconstructed image 222-2, which the in the micro-through the opening 110 i defined surface area 60 contains information containing holograms 220-2 and the recording medium 106 falls', an interference is located in a plane that is parallel to the figure plane. The special properties of the resulting recording medium 218 run and depend on this interference figure, apart from the distance y 2 to be recorded. The size of the reconstructed object is also dependent on the degree of convergence of the reference image 222-2 , and the reproduced image is dependent on the bundle 146. The use of a convert extends from point α to point b. The degree of divergence of the reference bundle, which, as described above, of the reproduction bundle 210 is selected so that it has a certain degree of convergence, that is, the ratio of the distance X 2 to the distance J 2 results in little microhologram, the very special one, at least approximately equal to the ratio between
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h und R, dem Abstand zwischen den Punkten α diesem Falle wird dann jedes Mikrohologramm, das h and R, the distance between the points α in this case, then each microhologram that
und b, ist. ■:·■::■■■·. sich in einer Lage zwischen der der Mikrohologrammeand b, is. ■: · ■ :: ■■■ ·. in a position between that of the microholograms
Fig. 3 zeigt einen Teil der im vorstehenden be- 220-3 und 220-1 in F i g. 2 befindet, durch das Wieder-FIG. 3 shows part of the above-mentioned 220-3 and 220-1 in FIG. 2 is located, through the re-
schriebenen Einrichtung, der sich von Fig. 2 nur gabebündel voll ausgeleuchtet, so daß keine Hellig-written device, which is only fully illuminated from Fig. 2, so that no brightness
darin unterscheidet, daß der Aufzeichnungsträger 218 5 keitsänderung eintreten kann, :distinguishes between the fact that the recording medium 218 5 change in speed can occur:
bei F i g. 3 nun bezüglich der Maske 216 so ange- . Die erwähnten Helligkeitsänderungen müssen sichat F i g. 3 is now so with respect to the mask 216. The mentioned changes in brightness must be
ordnet ist, daß sich die untere Hälfte des Mikro- andererseits nicht unbedingt störend auswirken. Wennis arranged is that the lower half of the micro, on the other hand, do not necessarily have a disruptive effect. When
hologramms 220-2 und die obere Hälfte 220-3 und z. B. die einzelnen rekonstruierten Bilder der Mikro-holograms 220-2 and the upper half 220-3 and z. B. the individual reconstructed images of the micro-
nicht mehr ausschließlich das Mikrohologramm 220-2 hologramme in elektrische Signale umgesetzt werden,no longer exclusively the microhologram 220-2 holograms are converted into electrical signals,
als ganzes im divergierenden Wiedergabebündel 210 io erzeugen die Helligkeitsänderungen infolge der Be-as a whole in the diverging display bundle 210 io produce the changes in brightness as a result of the loading
befinden. Im übrigen stimmen die Einrichtungen wegung von Mikrohologrammen, die mit einemcondition. In addition, the bodies agree with the movement of microholograms with a
gemäß F i g. 2 und 3 miteinander überein. diffusen Objektbündel aufgezeichnet wurden, einaccording to FIG. 2 and 3 coincide with each other. diffuse object bundles were recorded
Wie Fig. 3 zeigt, liefert die im divergierenden relativ niederfrequentes Störsignal, dessen FrequenzAs FIG. 3 shows, the diverging, relatively low-frequency interference signal delivers its frequency
Wiedergabebündel 210 befindliche untere Hälfte des gewöhnlich unterhalb des InformationsfrequenzbandesPlayback bundle 210 is the lower half of that usually below the information frequency band
Mikrohologramms 220-2 das rekonstruierte Bild 222-2. 15 liegt, so daß das niederfrequente Störsignal leichtMicroholograms 220-2 the reconstructed image 222-2. 15 is so that the low-frequency noise easily
In entsprechender Weise liefert die im divergierenden ausgefiltert werden kann. In diesem Falle sind alsoIn a corresponding way, the divergent supplies can be filtered out. So in this case
Wiedergabebündel 210 befindliche obere Hälfte des keine Maßnahmen zur Vermeidung von Helligkeits-Playback bundle 210 located upper half of the no measures to avoid brightness
Mikrohologramms 220-3 ein rekonstruiertes Bild 222-3. Schwankungen erforderlich, wie sie im vorangehendenMicroholograms 220-3 produce a reconstructed image 222-3. Fluctuations required, as in the previous one
Die Größe des rekonstruierten Bildes 222-2 ist wie Absatz erläutert wurden.The size of the reconstructed image 222-2 is as explained in the paragraph.
bei F i g. 2 wieder gleich R. Wie ebenfalls F i g. 3 ao Bei der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung wurdeat F i g. 2 again same as R. As also FIG. 3 ao In the case of the in F i g. 1 was shown
zeigt, ist auch die Größe des rekonstruierten Bildes das holographisch abzubildende Objekt, also dieshows, the size of the reconstructed image is also the object to be holographically reproduced, i.e. the
222-3 gleich R. Das rekonstruierte Bild 222-2 erstreckt Tonspur 100, durch diffuses Licht beisuchtet, so daß222-3 equals R. The reconstructed image 222-2 extends audio track 100, illuminated by diffuse light, so that
sich jedoch in F i g. 3 nicht vom Punkt α zum Punkt b sich die im vorstehenden erläuterten Effekte ergsbsn.however, in FIG. 3, the effects explained above do not result from point α to point b.
wie in Fig. 2, sondern von einem Punkt in der Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist esas in Fig. 2 but from a point in the For the purposes of the present invention it is
Mitte zwischen den Punkten α und b bis zu einem 25 jedoch nicht erforderlich, das Objskt mit diffusemMiddle between the points α and b up to a 25 but not necessary, the object with diffuse
Punkt, der im Abstand R/2 über dem Punkt α liegt. Licht zu belichten. Wenn das Objskt insbesonderePoint which lies at a distance R / 2 above point α. To expose light. If the object in particular
In entsprechender Weise reicht das rekonstruierte ein Transparentbild ist, kann es in bekannter WeiseCorrespondingly, if the reconstructed image is a transparent image, it can do it in a known manner
Bild 222-3 von der Mitte zwischen den Punkten α entweder mit diffusem Licht, wie in F i g. 1 dar-Image 222-3 from the center between the points α either with diffuse light, as in FIG. 1 dar-
und b bis zu einem Punkt, der im Abstand R/2 unter- gestellt ist, belichtet oder andererseits auch mitand b exposed up to a point which is placed below at a distance R / 2 or, on the other hand, also with
halb des Punktes b liegt. Die rekonstruierten Bilder 30 einem konvergierenden Lichtbündel durchleuchtethalf of point b . The reconstructed images 30 are illuminated by a converging light beam
222-2 und 222-3 erscheinen also aneinander an- werden, wobei dann der Aufzeichnungsträger in der222-2 and 222-3 thus appear next to one another, with the recording medium in the
grenzend und ohne Überlappung, obgleich die Nähe, jedoch immer noch in einem gewissen Abstandbordered and without overlap, albeit close, but still at a certain distance
Größe R jedes dieser Bilder wesentlich größer ist vom Uberkreuzungspunkt des konvergenten Obpkt-Size R of each of these images is significantly larger from the point of intersection of the convergent object
als die Abmessungen der entsprechenden Mikro- bündeis angeordnet wird. Ein mit diffusem Lichtis arranged as the dimensions of the corresponding micro-bundle. One with diffused light
hologramme. 35 hergestelltes Mikrohologramm enthält redundanteholograms. 35 produced microhologram contains redundant
Der Grund, daß nichtüberlappende, aneinander Information, da jeder Punkt des MikrohologrammsThe reason that non-overlapping information is due to each point of the microhologram
angrenzende Bilder entstehen, wie es in F i g. 3 dar- Information vom ganzen Transparentbild beinhaltetAdjacent images arise, as shown in FIG. 3 shows information from the entire transparency
gestellt ist, liegt darin, daß bei der Aufzeichnung und daher auch ein Bild des ganzen Objektes, alsois set, lies in the fact that during the recording and therefore also an image of the entire object, that is
der verschiedenen Mikrohologramme ein konver- des Transparentbildes, zu rekonstruieren gestattet,A converting transparent image of the various microholograms can be reconstructed,
gierendes Referenzbündel bestimmten Konvergenz- 40 wie an Hand von F i g. 3 erläutert wurde. Die ver-Yawing reference bundle determined convergence 40 as on the basis of FIG. 3 was explained. The Ver-
grades, und bei der Wiedergabe der Mikroholo- schiedenen Punkte eines Mikrohologramms, das mitgrades, and when reproducing the microholo-different points of a microhologram, which with
gramme ein divergentes Wiedergabebündel bestimm- einem konvergenten Objektbündsl hergestellt wordengram a divergent display bundle has been produced to determine a convergent object bundle
ten Divergenzgrades verwendet wurde. ist, enthalten andererseits Information von jeweilsth degree of divergence was used. on the other hand, contain information of each
Wenn das bei der Aufzeichnung der Mikroholo- verschiedenen Punkten des Transparentbildss undIf that happens when recording the microholo different points of the transparency and
gramme verwendete Objektbündel mit einem diffusen 45 ermöglichen daher nur einen entsprechenden PunktGrams used object bundles with a diffuse 45 therefore only allow one corresponding point
Bündel erzeugt wurde, wie es bei der in F i g. 1 des Bildes des Objektes zu rekonstruieren,Bundle was generated as in the case of the FIG. 1 to reconstruct the image of the object,
beispielsweise dargestellten Einrichtung der Fall ist, Wenn die Mikrohologramms 220-1, 220-2 undFor example, the device shown is the case when the microholograms 220-1, 220-2 and
reicht bekanntlich theoretisch jeder Punkt des auf- 220-3 mit einem konvergierenden ReferenzbündelAs is well known, theoretically every point of the on-220-3 with a converging reference bundle is sufficient
gezeichneten Mikrohologramms zur Rekonstruktion und mit einem konvergierenden Objektbündel andrawn microholograms for reconstruction and with a converging object bundle
eines Bildes des gesamten aufgezeichneten Objektes 50 Stelle eines diffusen Bündels hergestellt worden sindan image of the entire recorded object 50 have been produced in place of a diffuse beam
aus. Aus diesem Grunde entstehen bei Fig. 3 auch und bei der Wiedergabe nur die untere Hälfte desout. For this reason arise in Fig. 3 and only the lower half of the playback
vollständige Bilder 222-2 und 222-3, obwohl jeweils Mikrohologramms 220-2 durch das Wiedergabebündelfull images 222-2 and 222-3, although each microholograms 220-2 through the display bundle
nur die Hälfte der zugehörigen Mikrohologramme beleuchtet wird, entsteht auch nur ein Bild.der unterenonly half of the associated microholograms are illuminated, only one image is created. the lower one
220-2 bzw. 220-3 durch das Wiedergabebündel be- Hälfte des im Mikrohologramm 220-2 aufgezeich-220-2 or 220-3 through the playback bundle half of the recorded in the microhologram 220-2
leuchtet werden. Allerdings ist die Helligkeit des 55 neten Objektes. Das rekonstruierte Bild 222-2 würdebe lit up. However, the brightness of the 55th object is. The reconstructed image 222-2 would
rekonstruierten Bildes 222-2 in. F i g. 3 nur halb so dann nur von der Mitte zwischen den Punkten α und b reconstructed image 222-2 in. F i g. 3 only halfway then only from the middle between points α and b
groß wie die des rekonstruierten Bildes222-2 in bis zum Punkt« reichen, nicht jedoch über denas large as that of the reconstructed image222-2 to the point «, but not beyond the
F i g. 2, da bei F i g. 3 nur die Hälfte des Mikro- Punkt α hinaus. In entsprechender Weise würde beiF i g. 2, since at F i g. 3 only half of the micro point α addition. In a corresponding manner would be
hologramms220-2 und in Fig.2 das ganze Mikro- Fig. 3 dann das rekonstruierte Bild222-3 nur vonholograms220-2 and in Fig.2 the whole micro Fig. 3 then the reconstructed image222-3 only from
hologramm 220-2 beleuchtet sind. 60 der Mitte zwischen den Punkten α und b bis; zumhologram 220-2 are illuminated. 60 the middle between points α and b to ; to the
Für manche Zwecke ist eine solche Helligkeits- Punkt b, nicht jedoch über diesen hinaus, reichen,For some purposes, such a brightness point b, but not beyond this, is sufficient,
änderung unerwünscht. Diese unerwünschte Hellig- Die rekonstruierten Bilder 222-2 und 222-3 grenzenchange undesirable. This undesirable bright- The reconstructed images 222-2 and 222-3 border
keitsänderung kann jedoch einfach dadurch ver- jedoch auch dann ohne Überlappung aneinanderHowever, the change can be made simply by doing this, but also without overlapping one another
mieden werden, daß man die Öffnung 214 so groß an, wenn die Mikrohologramme 222-2 und 222-3be avoided that the opening 214 is so large when the microholograms 222-2 and 222-3
macht, daß eine Gruppe von drei Mikrohologram- 65 mit einem konvergierenden Objektbündel an Stellemakes that a group of three microholograms 65 with a converging object bundle in place
men, ζ. B. die Mikrohologramme 220-1, 220-2 und von diffusem Licht aufgezeichnet wurden, so langemen, ζ. B. the microholograms 220-1, 220-2 and recorded by diffuse light, so long
220-3 durch ein Wiedergabebündel 210 entsprechen- das bei der Aufzeichnung verwendete Referenz-220-3 by a playback bundle 210 corresponding - the reference used in the recording
den Querschnitts gleichzeitig beleuchtet wird. In bündel den richtigen Konvergenzgrad und dasthe cross-section is illuminated at the same time. In bundle the right degree of convergence and that
Wiedergabebündel den richtigen Divergenzgrad haben. ■■·■:■ : -■]'■■ -■ '■ '■ ■'■ ' ■:'■■■
.Unabhängig davon, ob bei der Aufzeichnung diffuses;
Licht oder ein konvergentes, nicht gestreutes Bündel als Objektbündel verwendet wurden, hat eine
translatorische Relativbewegung benachbarter Mikrohologramme einer Reihe aufeinanderfolgender, ge-.trranter-rMikrpholpgrarnme
quer zum WiedergabebündeHm allgemeinen zur Folge, daß die jeweiligen
rekonstruierten Bilder der benachbarten Mikrohologramme ohne Überlappung aneinander angrenzend
erscheinen und sich entsprechend bewegen. Um dies zu erreichen, ist nur erforderlich, daß das bei der
Aufzeichnung der verschiedenen Mikrohologramme verwendete Referenzbündel den richtigen Konvergenzgrad
und das bei der Wiedergabe verwendete Wiedergabebündel den richtigen Divergenzgrad haben.
Der richtige Konvergenzgrad für das Referenzbündel liegt dann vor, wenn das Verhältnis von X1 zu yi
(F i g. 1) gleich dem Verhältnis von h zu t ist. Der richtige Divergenzgrad des Wiedergabebündels liegt
dann vor, wenn das Verhältnis von X2 zu y2 (F i g. 2)
gleich dem Verhältnis von h zu R ist. Wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, ist die überlappungs-
und zwischenraumfreie Bewegung der rekonstruierten Bilder dauernd gewährleistet. Display bundles have the correct degree of divergence. ■■ · ■: ■ : - ■] '■■ - ■ ' ■ '■ ■' ■ '■:' ■■■
.Independent of whether the recording is diffuse; Light or a convergent, unscattered bundle were used as the object bundle, a translational relative movement of adjacent microholograms of a series of successive, trranter-rMikrpholpgrarnme transversely to the display band Hm generally result in that the respective reconstructed images of the adjacent microholograms appear and do not overlap move accordingly. In order to achieve this, it is only necessary that the reference beam used in recording the various microholograms have the correct degree of convergence and the reproduction beam used in reproduction has the correct degree of divergence. The correct degree of convergence for the reference bundle is present when the ratio of X 1 to y i (FIG. 1) is equal to the ratio of h to t . The correct degree of divergence of the display bundle is present when the ratio of X 2 to y 2 (FIG. 2) is equal to the ratio of h to R. If the above conditions are met, the movement of the reconstructed images without any overlap or space is guaranteed at all times.
F i g. 4 zeigt einen Teil einer Einrichtung gemäß einer Abwandlung der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung. Soweit diese Einrichtungen übereinstimmen, sind für ihre Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.F i g. FIG. 4 shows part of a device according to a modification of the one shown in FIG. 2 device shown. As far as these devices match, the same reference numerals are used for their elements been used.
Bei der in F i g. 4 dargestellten Einrichtung ist in der Ebene, in der die rekonstruierten Bilder erscheinen, eine Blende 400 mit einem sehr engen Schlitz 401 angeordnet. Hinter der Blende 400 befindet sich eine optisch-elektrische Einrichtung 402 mit einer hinter dem Schlitz 401 angeordneten Photozelle 404. Wie durch einen Pfeil angedeutet ist, wird der die Mikrohologramme 220-1, 220-2 und 220-3 tragende Aufzeichnungsträger 218 translatorisch durch das divergente Wiedergabebündel 210 bewegt. Dabei entstehen in der Ebene der Blende 400 bewegte, ohne Überlappung aneinander angrenzende rekonstruierte Bilder, wie oben erläutert wurde. Mittels des Schlitzes 401 in der Blende 400 werden die wiedergegebenen Bilder nacheinander in der Bewegungsrichtung abgetastet. Das von den einzelnen wiedergegebenen Bildern durch den Schlitz 401 tretende modulierte Licht wird durch die Photozelle 404 und die Einrichtung 402 in ein elektrisches Ausgangssignal umgewandelt. Wenn die in den einzelnen Mikrohologrammen aufgezeichnete Information aus aufeinanderfolgenden Stücken der Tonspur eines Kinofilmstreifens besteht, ist das Ausgangssignal der Einrichtung 402 ein ununterbrochenes Audiosignal des in der ursprünglichen Tonspur aufgezeichneten Begleittones. Da die rekonstruierten Bilder ohne Zwischenräume oder gegenseitige Überlappung aufeinander folgen, gibt das Audioausgangssignal der Einrichtung 402 den in der ursprünglichen Tonspur aufgezeichneten Begleitton getreu wieder.In the case of the in FIG. 4 is in the plane in which the reconstructed images appear, a diaphragm 400 with a very narrow slot 401 is arranged. Located behind the bezel 400 an opto-electrical device 402 with a photocell arranged behind the slot 401 404. As indicated by an arrow, it becomes the microholograms 220-1, 220-2 and 220-3 carrying record carriers 218 are translated through the divergent playback bundle 210. Included are created in the plane of the diaphragm 400, reconstructed ones that are adjacent to one another without overlapping Images as explained above. By means of the slot 401 in the screen 400, the reproduced Scanned images one after the other in the direction of movement. That reproduced by the individual Modulated light passing through the slit 401 images is transmitted by the photocell 404 and the device 402 is converted into an electrical output signal. If the in the individual Microholograms recorded information from successive pieces of the sound track of a Consists of a movie strip, the output of device 402 is a continuous audio signal of the accompanying sound recorded in the original soundtrack. Since the reconstructed images without Gaps or mutual overlaps follow one another, gives the audio output signal of the Means 402 faithfully reproduces the accompanying sound recorded in the original soundtrack.
Die Erfindung gestattet also, den Tonteil eines Kinofilmstreifens zusammen mit dessen Bildteil holographisch aufzuzeichnen, so daß ein vollständig holographisch aufgezeichneter Tonfilm vorliegt. Selbstverständlich kann die Erfindung auch zur ausschließlichen Aufzeichnung von Ton- oder Schallinformation verwendet werden, um Tonbänder oder Schallplatten zu ersetzen. Man kann in diesem Falle mit einer linearen Widergabegeschwindigkeit der Mikrohologramm-Aufzeichnung von nur etwa 2,5 cm pro Sekunde eine Bandbreite in der Größenordnung von 2OkHz erreichen, da die Informationsdichte einer mikroholographischen Aufzeichnung sehr hoch ist. Mit einer Seite einer Mikrohologramm-Schallplatte, deren Durchmesser 30 cm beträgt, läßt sich eine Spieldauer von mindestens einigen Stunden beiThe invention thus allows the sound part of a film strip together with its image part holographically recorded so that there is a fully holographically recorded sound film. Of course the invention can also be used for the exclusive recording of sound or sound information used to replace tapes or records. In this case you can use a linear playback speed of the microhologram recording of only about 2.5 cm per Second can achieve a bandwidth of the order of 20 kHz, since the information density is a micro-holographic recording is very high. With one side of a micro-hologram record, whose diameter is 30 cm, a playing time of at least a few hours can be achieved
ίο gleichzeitig ausgezeichneter Wiedergabetreue erreichen. Die Erfindung gestattet außer Schallinformation auch andere sequenzielle Information holographisch aufzuzeichnen. An Stelle der beschriebenen lichtdurchlässigen Mikrohologramm-Aufzeichnungen können selbstverständlich bei entsprechender Abänderung der verwendeten Einrichtungen auch reflektierende Mikrohologfamm-Aufzeichnungen verwendet werden, wie sie in dem oben erwähnten älteren Vorschlag beschrieben sind.ίο achieve excellent fidelity at the same time. In addition to sound information, the invention also permits other sequential information holographically to record. Instead of the transparent microhologram recordings described, Of course, if the equipment used is modified accordingly, it is also reflective Micro-hologram records can be used, as in the earlier proposal mentioned above are described.
ao Die erwähnten Überkreuzungspunkte können sowohl reell als auch virtuell sein. Der Begriff »effektiver Überkreuzungspunkt« soll diese beiden Möglichkeiten umfassen.ao The crossing points mentioned can be both real and virtual. The term »more effective Crossover point «is intended to encompass these two possibilities.
Claims (7)
—
R H
-
R.
Family
ID=
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