DE1762406C - Verfahren zur Übertragung von Raum bildern - Google Patents

Description

Die r.rfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zu Übertragung von dreidimensional vorliegenden Infor mationcn'(Kiiumbildübertr;>.gung), bei dem cinpfangs seitig die dreidimensional vorliegenden Information^'

in mehreren tiefengestaffeltcn Raumzonen wiedergegeben werden.

Bei der Übertragung von in Form \ on Bildern vorliegenden Informationen wird im aligemeinen auf die Übertragung und Darstellung der Tiefendimension verzichtet, da sie erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt. Insbesondere bei der Radartechnik, bei der mitunter nicht auf die dreidimensionale Darstellung des von hinein Radarsystem überwachten Raumes verzichtet werden kann, ist es bekannt, die vom Radarsystem gelieferten, nach Raumkoordinaten geordneten binären Daten zur Aussteuerung eines dreidimensionalen Leuchtschirmes zu verwenden, der hierbei aus mehreren tiefengestaffelten Raumzonen besteht. In der Regel handelt es sich dabei um eine dreidimensional aufgebaute Leuchtelementmatrix. Bei einem anderen bekannten Verfahren lair dreidimensionalen Übertragung und Darstellung von räumlichen Bildern ist sendeseitig eine Kamera vorgesehen, die das Bild elektrisch dreidimensional abtastet und auf diese Weise die für die empfangsseitige Darstellung des Bildes auf dem dreidimensionalen Leuchtschirm erforderlichen Steuerinformationen liefert.

Dreidimensionale Leuchtschirme dieser Art stellen einen außerordentlich hohen technischen Aufwand dar und bestimmen durch ihre räumlichen Abmessungen auch ein für allemal die Größe des darzustellenden räumlichen Bildes.

Für fotografische flächenhafte Einzelbilder ist schon sehr früh versucht worden, eine Rauminformalion durch Verwendung von zwei zusammengehörigen sogenannten stereoskopischen Bildern zusätzlich zu übermitteln. Diese beiden Bilder werden mittels zweier optischer Aufnahmesysteme, deren Aufnahmeorte um den Augenabstand unterschiedlich sind-, hergestellt. Diese stereoskopische Aufnahmetechnik ist jedoch nur eine pseudoplastische bzw. pseudoräumliche Übertragungstechnik, weil sie den Beobachter streng an einen Wiedergabccrt bindet und damit die echte Parallaxe unterbindet.

Eine Behebung dieser Schwierigkeit brachte in den letzten Jahren die Technik der sogenannten Holografie. Hierbei wird davon ausgegangen, daß ein von einer monochromatischen Lichtquelle beleuchteter Körper in seinen einzelnen in verschiedener Raumtiefe gelegenen Oberflächenelementen die monochromatische Strahlung reflektiert und daß diese reflektierte Strahlung mit einer von dergleichen Lichtquelle ausgehenden Bczugsstrahlung zu einem flächenhaften Interferenzbild vereinigt werden kann. Dieses flächenhafle Interferenzbild, das Flächenhologramm, läßt sich dann mittels entsprechender monochromatischer Strahlung bei der Wiedergabe in einen räumlichen Bildeindruck rückumwandeln, der exakt dem des Aufnahmeobjekts entspricht und bei dem die natürliche Parallaxe eines bestimmten Bcobachtungsraumes und ohne Bindung des Betrachters erhalten bleibt. Das holografische Verfahren wurde auch schon hinsichtlich seiner Anwendbarkeit in der Fernseh- und in der Kinotechnik diskutiert. Hierzu wäre beispielsweise auf eine Veröffentlichung in der Zeitschrift »Kino-Technik«, 21. Jahrgang, Juli 1967, S. 155 bis 158, zu verweisen. Die theoretischen Untersuchungen für eine Fernsehiibcrtrugiing zeigten jedoch schon vor den ersten Versuchen, daß die für die Übertragung benötigte Frequen/baiulbreile so erheblich ist, daß in absehbarer Zeit nicht mit einer Realisierung gerechnet werden kann. Man hat Bandbrcilenwerle für übliche räumliche Bilder errechnet, die in der Größenordnung von HX)GHz und mehr liegen dürften.

Bei der kinotechnischen Übertragung tritt zwar das Problem der Bandbreite scheinbar in den Hintergrund, weil sich fotografische Emulsionen hinreichend guter Auflösung herstellen lassen, doch verlangt die Kinotechnik für die Vorführeinrichtungen ein praktikables Filmformat mit einer Filmbreiie von ίο 35 oder 70 mm nach den derzeitigen Normen. Für die Vorführung eines im Hologramm gespeicherten Raumbildes wäre indessen ein Hologramm erforderlich, dessen Abmessungen in der Größe von mehreren Metern liegen. Die an sich mögliche Vergrößerung des Hologramms auf der Wiedergabeseite mittels eines besonderen Linsen- oder Spiegelsystems bereitet jedoch erhebliche technische Schwierigkeiten, die ihren . Grund in der zu fordernden verzerrungsfreien Abbildung haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die raumbildliche Übertragung und Dai stellung einen weiteren Lösungsweg aufzuzeigen, der einerseits ohne einen dreidimensionalen Leuchtschirm der geschilderten Art auskommt und vor allem bei der Fernsehübertragung die Anforderungen an die Bandbreite der Übertragunseinrichtung vermindert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

gelöst, daß bei der Aufnahme der abzubildende Raum in eine Folge von in Richtung der Raumtiefe gestaffelten flächenhaften Bereichen endlicher räumlicher Tiefe aufgeteilt wird, und zwar

beieinererstenLösungdadurch.daßdieflächeiihaften Bereiche zeitlich nacheinander ausgeleuchtet werden, daß ferner während jeder solchen Ausleuchtungszeit ein zweidimensionales Flächenbild abgeleitet wird, daß außerdem die Folge der zweidimensionalen Flächenbilder zur Wiedergabeseite übermittelt wird und daß wiedergabeseitig das Raumbild durch eine Folge von zur Aufnahmescite entsprechend tiefengestaffclten Abbildungen der zweidimensionalen Flächenbilder wiedergewonnen wird und
bei einer zweiten Lösung dadurch, daß jeder flächenhafte Bereich mit Hilfe eines Volumenhologramms in ein zweidimensionales Flächenbild umgesetzt vird und dabei die Anordnung so getroffen ist, daß die einzelnen Flächenbilder getrennt erhalten werden, daß ferner diese zweidimensionalen Flächenbilder zur Wiedergabeseite übermittelt werden und daß wiedergabeseitig das Raumbild durch zur Aufnahmeseite entsprechend tiefcngestaffclter Abbildungen der zweidimensionalen Flächenbilder wiedergewonnen wird.

Nachstellend wird die Erlindung an Hand von Ausführungsbeispiclcn näher erläutert.

Bei der Erfindung wird von der Überlegung ausgegangen, daß sich der dem Betrachter eines räumlichen Objekts anbietende Gesamteindruck nicht mir, wie bisher beim zweidimensionalen flächenhaften Kino oder fernsehen in einer einzigen Bildebene betrachten läßt, sondern daß auch eine Information über die räumliche Tiefe vorliegt, die sich sozusagen durch Qiiantisieieii in bestimmte Tiefenbereiche als zusätzliehe Information verweilen läßt. Betrachtet man beispielsweise, wie in Fig. I dargestellt, einen gegen den Betrachter I mit seiner Spitze weisenden Kegel, so

Wild eikeilllhar. daß lli'i i'iin-r Oii.-mlivii-riinn ιΐιτ ι·ίιι-

5 6

/.einen Tiefenbereiehe jeder Tiefenbercich beispiels- die angedeuteten Sclialler in der Weise gekoppelt, daß

weise der durch Schraffierung hervorgehobene Hc- der betreffende Wandler jeweils dann aktiv ist, wenn

reich λ' bis K I I einerseits nur einen gewissen Anteil der ihm zugehörige fläehenliafte Bereich cndlichci

der Information des llächenhaflcn Gesamtbildes ent- räumlicher Tiefe gerade beleuchtet wird. Die Aus

hüll, das sich dem Betrachter anbietet, und anderer- 5 gangssignale der ein/einen Bildwandler werden übe

scits durch ein Kennzeichen des jeweiligen flächenhaf- einen gemeinsamen Übertragungsweg 8 zum Empfän

ten Bereichs endlicher räumlicher Tiefe eine zusatz- gcr übermiltclt und dort einer entsprechenden Anzah

liehe Information über die am Objektort gegebene von Bildwiedergaberöhren zugeführt. Die auf der

Ticfenstaffelimg vorliegt. I's ist somit möglich, durch l.euchlsdiimien der Bildwiedergaberöhren auftreten

Übermittlung der Teilbilder der einzelnen flächenhaf- io den Flächcnbilder werden über ein weiteres Spicgelsy

ten Bereiche endlicher räumlicher Tiefe zu dem limp- stem 3' bis 7' zu einem räumlichen Gesamtbild zusam

langsorl auf Grund dieses Kennzeichens dort im Wege mengefaßt. An die Stelle dieses Spiegelsystem ode

einer Abbildung einen Bildeindruck zu vermitteln, der zusätzlich kann auch ein entsprechendes Linsensy

dem plastischen Bildeindruck des Betrachteis im Ob- sicm treten. Durch Wahl der Abstände der Leucht

jeklraum entspricht. 15 schichtbilder der Bildwiedergaberöhren läßt sich Iu

Die Aufteilung des Objektraums kann, wenn gc- die zeilliehe Folge der einzelnen zweidimcnsionalen

wisse Abschaltungen im Einzelfall nicht als störend Fläehcnbilder bei der Zusammenfassung über den

empfunden werden, beispielsweise dadurch erreicht Spiegel 3' für den Betrachter Ii der Eindruck eine

werden, daß zur Beleuchtung des Ojeklraums eine richtig ticfcngestaffclten Gesamtbildes erreichen. Dii

oder mehrere Lichtquellen vorgesehen werden, die je- 20 zeitliche Folge der sendeseiligcn Ableitung der zwei

weils einen bandförmigen Lichtstrahl abgeben, dessen dimcnsionalen Ilächenbildcr wird zweckmäßig so

Bandslärke der des einzelnen flächenhaften Bereiches hoch gewählt, daß der Betrachter infolge der Trägheit

endlicher räumlicher Tiefe entspricht, und daß mit seiner Alicen die Folge als nimmerfreies Gesamtbild

einer solchen Beleuchtungsvorrichtung ein flächen- wahrnimmt, so wie es bei dem derzeit üblichen Fern

haftcr Bereich nach dem anderen schrittweise be- 25 sehen der lall ist.

leuchtet wird. Von jedem flächcnhaften Bereich wird Fine wesentliche Verminderung des Gesamtauf

bei der Beleuchtung ein eigenes zweidimensionales wandes bei gleichzeitiger Verbesserung der Bildquali

Flächenbild abgeleitet. Die zeitliche Folge dcrzwcidi·· tat läßt sieh erreichen, wenn nach der zweiten Lösung

mcnsionalcn Flächenbilder kann z. B. mittels opto- nach der F.rfindimg holografische Mittel angewende

elektronischer Wandler in elektrische Signale umge- 30 werden. Zum besseren Verständnis dieser Weiterbil

formt und als Information zur Empfangs- und Wieder- dung wird zunächst auf einige Grundlagen der HoIo

gabeseite übermittelt werden. Dort ist es beispiels- grafie eingegangen,

weise mittels einer Braunschen Röhre möglich, die Wird, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, mi

Folge der einzelnen zweidimcnsionalen Flächenbilder nionochiomatischem Licht, das von einer punktförmi

wiederherzustellen. Durch entsprechende optische 35 gen Lichtquelle, beispielsweise einem Laser 9 ausgeht

Trennung der zeitlich nacheinander einlaufenden Flä- ein Objekt 10 angestrahlt, so können auf einer Bild

chcnbildcr und Zusammenfassung zu einem Raum- wand Il die am Objekt reflektierten Wcllenanteil

bild kann dann der räumliche Gesamteindruck — gestrichelt gezeichnet — aufgenommen werden

wiederhergestellt werden. Überlagert man diesen reflektierten Wellcnanteilci

Einfacher ist es allerdings, wenn für jedes zwcidi- 4" beispielsweise mittels eines teildurchlässigcn Spiegel

mensionale Flächenbild aufnahmcseitig entweder ein 12 einen unmittelbar von der Lichtquelle abgeleiteten

eigener optoelektronischer Wandler und empfangssci- Wcllenanteil — strichpunktiert gezeichnet —, so sind

tig eine eigene Bildwiedergaberöhre verwendet wird, auf der Bildwand 11 Inlerfcrcnz.bilder nachweisbar,

weil dann die optische Aufteilungsvorrichtung auf der die auf der kohärenten Überlagerung dieser beider

Empfangsscite vereinfacht werden kann. Dieser Be- 45 Wcllenanteile beruhen. Nimmt man als Bildwand ein

dingung kann auch dadurch genügt werden, daß auf fotografische Schicht von im Idcalfall gegenüber de

dem Bildschirm des optoelektronischen Wandlers je- Wellenlänge des Laserlichts vernachlässigbar gcringei

dem zweidimcnsionalen Flächenbild eine bestimmte Dicke, so kann dieses Interferenzbild als Flächenholo

Teilflächc zugeordnet wird, und eine entsprechende ρ ramm nach Entwicklung und Fixierung der fotogra

Teilflächenzuordnung auf dem Schirm einer cmp- 5" fischen Schicht unmittelbar sichtbar gemacht werden

fangsseitig vorgesehenen Braunschen Röhre vorgc- Wird ein solches Fläihcnhologramrn zur Wiedergab«

nommen wird. \orgeschen, so wird eine monochromatische Licht

Eine sowohl die Sendeseite als auch die Empfangs- quelle gleicher Wellenlänge wie bei der Aufnahme bc

scite schematisch wiedergebende Einrichtung dieser nötigt. Mit dem von dieser Lichtquelle abgegebenei

Art nach der ersten Lösung nach der Erfindung ist in 55 Licht wird das Hologramm durchstrahlt, und zwar ii

der Fi g. 2 gezeigt. DerObjektraum wird durch schritt- der gleichen Richtung wie von dem bei der Aufnahm

weise in Richtung auf den Betrachter bewegte Licht- verwendeten —in T- ig. 3 strichpunktiert gezeichne

quellen 1 in den einzelnen flächcnhaften heftchen ten— Be/ugslicht An dem Interferenzbild erfähr

(Kj bis Kf]-I) endlicher räumlicher Tiefe ausge- das durchtretende Licht eine derartige Beugung, dal

leuchtet. Auf den Objektraum ist eine der Anzahl der f>n für den das durchtretende Licht Betrachtenden ei

Bereiche endlicher räumlicher Tiefe entsprechende Raumbildcindrnck entsteht, der dem des Objektraum

Zahl von optoelektronischen Wandlern 2 über ein gleichkommt. Dadurch, daß der Betrachter wcitgc

Spiegelsystem 3 bis 7 ausgerichtet, deren jeder für hcnd iiiumlii.li ungebunden ist —gegensätzlich zur einen bestimmten flächenhaften Bereich endlicher stereoskopischen Fernsehen mit anaglyphische

räumlicher Tiefe vorgesehen ist. Die Spiegel 3 und 7 65 Brille wild sogar der Eindruck erhalten, als köini

sind totalreflckticrend. Die Spiegel 4,5 und 6 sind teil- der Betrachter wenigstens teilweise durcli ^verände

durchlässig. Die Beleuchtung des ()bjcktraunis ist mit rung seines Belrachtungsorles etwas in den Raum hin

den optoelektronischen Wandlern beispielsweise iibci tei «lern Ih-Ii achteten Objekt sehen.

Wirt! die Dicke ί/ der holographischen Schicht wesentlich größer gewählt als die Wellenlänge des zur Aufnahme verwendeten Lichts, dann entsteht ein sogenanntes Volumenhologramm. Dieses Volumenhologramm hat die Eigensehalt, daß bei wie in 1-" i g. A angedeuteter Beleuchtung der holographischen Schicht einerseits vom Punkt /' aus und andererseits nach Punkt V konvergierend bei Verwendung monochromatischen kohärenten Lichts ein ganz bestimmtes über das Volumen der Schicht verteiltes Inlciferenzbild entsieht. Die Punkte /' und /'' können auf der gleichen oder auf verschiedenen Seiten der holograph! sehen Schicht liegen. Konvergiert d;>.s Lieht der einen Strahlung in /'', so erhält man bei der Wiedergabe einen reellen Bildpunki. Geht das entsprechende Lieht \on /'' au·- (Umkehrung der gezeichneten Liehtausbreitungsrichuing), so erhält man bei der Wiedergabe einen \irtuellcn Bildpunkt, der allerdings in bekannter Weise, z. B. mittels einer Sammellinse in einen reellen Bildpunki umgeformt weiden kann. Wird ein nach Fig.4 aufgenommenes Volumenhologramm beispielsweise nur \om Punkt/' aus mit monochromatischem Licht gleicher Wellenlänge wie bei der Aufnahme beleuchtet Erfüllung der bekannten Braggschen Reflexionsbedingung—, so erscheint im I'unkl /*' ein leuchtender Punkt, wenn eine Bildwand mit diesem Punkt /'' zur Deckung gebracht wird. Bei jeder \on einem anderen Punkt ausgehender Beleuchtung tritt kein derartiger leuchtender Punkt auf.

Für ein derartiges Volumenhologramm ist weiterhin wesentlich, daß bei einem /weilen Aufnahme\organg, wie in der I- ι g. 5 angedeutet, nicht nur ein Punkt /' in si)lchci eindeutiger Weise einem Punkt /'' zugeordnet werden kann, sondern daß in demselben Volumenhologramm eine ganze Folge /' 1 bis Γ/ι von Linzelpunkten. die beispielsweise in einer ebenen Fläche liegen, ncr entsprechenden Folge von Lichtpunkten /' l'bis Fn eindeutig zugeordnet weiden kann. Wesentlich ist hierbei weiterhin, dall /' 1 bis Vn ebenso wie /' Γ bis /'/;' an sich auf beliebigen Flächen F und F' hegen können, beispielsweise auf Kugclflächen oder sonstigen, außerhalb einer L.bene gelegenen Flächen. Weiterhin ist auch wesentlich, daß dieses Volumenhologramm wie eine ArI Transformationsglied wirkt, d.h. beispielsweise können /' ί bis Vn auf eiuu Kugelfläche liegen, während /' Γ bis Γη in einei anders geformten Fläche, wie einer Ebene liegen.

In Fig. 6 ist beispielsweise der Extremfall gezeigt, bei dem zwei Bildpunkle Vk 1 und PA 2 auf einem Lot zur Hologrammfläche liegen, während Vk 1' und Vk T auf einer zum Hologramm geneigt verlaufenden Fläche angeordnet sind. Das Volumenhologramm hat also die Eigenschaft, daß eine ungestörte Superposition von an sich beliebig vielen einzelnen Volumenhologrammen möglich ist, ohne daß die eindeutige Zuordnung jeweils zwischen Γ und /'' verlorengeht. Diese Eigenschaft wird bei der Weiterbildung der Erfindung ausgenutzt, indem zunächst ein dureli Supciposition von einzelnen Volumenhologrammen gewonnenes Summcn-Volumcnhologramm erzeugt wird, bei dem, wie aus der F i g. 7 erkennbar, einzelnen beim Ausführungsbeispiel beispielsweise parallel zueinander verlaufenden flächenhaften Bereichen FA endlicher räumlicher Tiefe jeweils in einer F'-Ebene ein zweidimcnsionaler Flächenbcreich F'A zugeordnet wird, in der Weise, daß jedem Punkt PA j in FA in dem Flächenbild der F'-Ebene ein ganz bestimmter Punkt P'ki zugeordnet ist. üic Flächcnbilder in der F'-Ebenc können unmittelbar aneinander anschließen oder auch mit etwas Zwischenraum. Die räumliehe Trennung der Flächenbilder FA in der F'-Ebene ist lediglich erforderlich, um diese Flächenbilder nach der Übermilihing zur Empl'angsseite wieder aufschlüsseln zu können.

Ls isl auch daran gedacht, die I lächcnbilder F'A aufeinanderzuschreiben und jedes der Flächenbilder in der /-"'-Ebene mit einer für das einzelne Flächenbild

ίο charakteristischen Kennung zu versehen. In diesem Fall sind die Flächcnbilder auf der Empfansseilc auf Grund dieser Kennung wieder aufschlüsselbar. Eine solche Kennung könnte beispielsweise dadurch erreicht werden, daß bei der Aufnahme des flächenbaften Beieiches FA endlicher räumlicher Tiefe das von der monochromatischen kohärenten Lichtquelle abgegebene Licht mit einer ganz bestimmten, relativ hoch gelegenen Frequenz getastet wird, und die Tasi frequenz iür jeden räumlichen Bereich FA anders gewählt wird. Dann kann über das Kriterium der Tastfrequen/ emplansseitig jedes Flächenbild aus dem Gesamtbild gesondert herausgehoben werden, beispielsweise durch einen mit der Tastfrequenz synchron betätigten elektronischen Schalter für jedes Ilächcnbild.

Ein System nach F i g. 7 könnte so wie in F i g. 8 angedeutet, dadurch realisiert werden, daß an die Stelle von /·"' die Aulnahmefläche eines optoelektronischen Wandlers, wie einer Bildaufnahmeröhre BA tritt und die gegebenenfalls durch gleichzeitige Abtastung mit mehreren Llektronensirahlen gewonnenen Teilbilder F'A zum Fmpfängcr über einen SenderS übertragen werden. Im Empfänger isl außer den üblichen Einrichtungen /-.', wie einem Verstärker u. dgl. eine Bildwiedergaberöhre IUV \orgesehen, auf deren Leuchtschirm die Flächenbilder F'A erscheinen. Die Übertragungstechnik kann die im Fernsehen übliche Zeilentechnik sein. Die vom Flächenbild F' der Bildwicdergabeiölne /ill' ausgehende Lichtstrahlung wird mittels eines optischen Abbildungssystem wie einer Sammellinsc .S7. auf ein zur Aufnahmeseitc gleiches Summen-Volumenhologramm gerichtet und durchstrahlt dieses. Die Strahlführung ist dabei derart getroffen, daß sie mit der entsprechenden Strahlführung auf der Aufnahmeseile übereinstimmt. Der Betrachter /?'. der sich in etwa ähnlicher Position wie ein vor dem Objekt auf der Aufnahmeseitc stehender Betrachter B befindet, sieht dann hinter dem Summcn-Volumcnhologramm ein zur Senderseite gleiches Bild, das gestrichelt angedeutet ist.

Die Wiedergabe eines solchen Volumenhologramms erfordert lediglich, daß auf der F.mpfangsscite eine Lichtquelle vorgesehen ist, deren Strahlung wenigstens nahezu die gleiche Wellenlänge hat wie das bei der Aufnahme verwendete Licht. Mit solchem Licht werden die einzelnen zweidimensionalen Flächenhilder F'A cmpfangsseitig erzeugt und in einer zur Sendeseite gleichen räumlichen Zuordnung (bezogen auf die /'F.bene) als eine Summe von Lichtquellen Pki' zur Durchleuchtung des zur Scndcscitc identisehen Summen-Volumenhologramms verwendet. Für den das durch das Summen-Volumenhologramm hindurchtretende Licht Betrachtenden ist dann ein räumlicher Bildeindruck gegeben, der weitgehend dem scndcseitigcn entspricht.

An sich könnte daran gedacht werden, eine sehr große Anzahl von flächenhaften Bereichen endlicher räumlicher Tiefe anzuwenden In der Praxis ist dies jedoch vor allem bei Verwendung von Summen-

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Voliinienholognimmcn nicht erforderlich, und zwar aus mehreren Gründen. Hincrseils nimmt, absolut betrachtet, das Auflösungsvermögen des menschlichen Auges in Tiefenrichtung des bctrachlelen Raums mit zunehmender Tiefe sehr rasch ab. Damit isl es aber auch möglich, zur Einsparung von Mäehenhaflen Bereichen Fk endlicher räumlicher Tiefe die Tiefe/ der Bereiche in vom Betrachter bzw. dem Volumenhologramm H wegweisender Richtung rasch zunehmen zu lassen. Im Nahbereich des Betrachters sollte allerdings die Stufung relativ fein gewählt werden, um Diskontinuitäten der cmpfangsseiligcn Abbildung nicht erkennbar werden zu lassen.

Die Übertragung der einzelnen zweidimensionalen Flächenbildcr könnte an sich in Form einer zeitlichen Folge geschehen, d.h. ein Flächenbild nach dem anderen wird vom Aufnahmeort zum Wiedergabeort übertragen. In der Praxis ist es jedoch besser, die einzelnen Flächenbilder F'k gleichzeitig zu übertragen, weil dann für die Übermittlung der Information des einzelnen Flächenbildcs F'k jeweils mehr Zeit zur Verfügung steht, nämlich die Zeit bis zur nächsten Abtastung von Fk. Auch hier ist die Folgefrequenz der Übermittlung jeweils eines Gesamtbildes zweckmäßig so hoch zu wählen, daß durch die Trägheit des Auges des Betrachters der Eindruck eines kontinuierlich ablaufenden Vorgangs entsteht.

Als monochromatische kohärente Lichtquelle empfehlen sich nach dem d^'zcitigen Stand der Technik zumindest für die Herstt. ung der Summcn-Volumenhologramnie Laser. Für die Aufnahme im Objektraum und vor allem auch auf der Wiedergabeseite können dann übliche Lichtquellen, denen gegebenenfalls entsprechende Farbfilter zugeordnet sind, verwendet werden. Bei den optoelektronischen Bildwandlern ist darauf zu achten, daß ihre spektrale Empfindlichkeit mit der Wellenlänge des verwendeten Lichts in Einklang steht. Auf der Wiedergabeseite ist es auch möglich, durch Verwendung von Bildröhren mit entsprechend fluoreszierender Leuchtschicht unmittelbar Licht der benötigten Wellenlänge zu erzeugen. Die Verwendung von nicht exakt monochromatischem Licht hat lediglich zur Folge, daß, wenn nur das Summen-Vohimenhologramm mit exakt monochromatischem Licht aufgenommen isl, der einzelne Bildpunkt in einen relativ kleinen räumlichen Bildbereich aufgeweitet wird. Dieser Effekt läßt sich dadurch noch steigern, daß die Dicke el des HoIogramms // so vermindert wird, daß die Bedingung d > λ nur mehr gerade noch erfüllt ist und eigentlich in i/>). übergeht. Beim Summen-Volumenhologramm ist weiterhin noch zu beachten, daß der abzubildende Punkt im Regelfall im Objektraum nicht exakt ein Bildpunkt, sondern ein in Richtung auf das Hologramm weisender, etwa zylindrischer Bereich ist, also aufnahmescitig jeweils nicht exakt ein Punkt, sondern ein gewisser Tiefenbereich erfaßt wird. Vor allem im Nahbereich des Betrachters kann deshalb die Tiefen-

zo staffelung der Flächenbereiche endlicher räumlicher Tiefe so erfolgen, daß sie jeweils dieser Auflösungsgrenze des Summen-Volumenhologramms, bezogen auf die jeweilige räumliche Tiefe, entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren, vor allem auch das holographische Mittel verwendende ist nicht auf die monochromatische Informationsübertragung beschränkt. Es können vielmehr noch plastische Farbbilder auf diese Weise übermittelt werden. Hierfür ist es lediglich erforderlich, auf der Aufnahmeseite mit mehreren in der Farbe zueinander komplementären monochromatischen Lichtquellen (z. B. rotes, grünes, blauches Licht) das Objekt zu beleuchten und mittels eines in diesen drei Farben hergestellten Summen-Volumenhologramm in einer F'-Ebene nach Farben getrennt auszuwerten. Die Empfangsscite ist hierzu komplementär auszubilden. Die Verwendung eines einzigen Summen-Volumenhologramms ist möglich, weil das Hologramm farbselektiv ist und somit eine Superposition auch hinsichtlich der Farbe erlaubt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung von dreidimensional vorliegenden Informationen (Raumbildübertragung), bei dem empfangsseitig die dreidimensional vorliegenden Informationen in mehreren tiefengestaffelten Raumzonen wiedergegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme der abzubildende Raum dadurch in eine Folge von in Richtung der Raumtiefe gestaffelten flächenhaften Bereichen endlicher räumlicher Tiefe aufgeteilt wird, daß die flächenhaften Bereiche zeitlich nacheinander ausgeleuchtet werden, daß ferner während jeder solchen Ausleuchtungszeit ein zweidimensionales Flächenbiid abgeleitet wird, daß außerdem die Folge der zweidimensionalen Flächenbilder zur Wiedergabeseite übermittelt wird und daß wiedergabcseitig das Raumbild durch eine Folge von zur Aufnahmeseite entsprechend tiefengestaffelten ao Abbildungen der zweidimensionalen Flächenbilder wiedergewonnen wird.

2. Verfahren zur Übertragung von dreidimensional vorliegenden Informationen (Raumbildübertragung), unter Verwendung holografischer as Mittel, bei dem empfangsseitig die dreidimensional vorliegenden Informationen in mehreren tiefengestaffelten Raumzonen wiedergegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme der abzubildende Raum dadurch in eine Folge von in Richtung der Raumtiefe gestaffelten flächenhaften Bereichen endlicher räumlicher Tiefe aufgeteilt wird, daß jeder flächenhafte Bereich mit Hilfe eines Volumenhologramms in ein zweidimensionales Flächenbild umgesetzt wird und dabei die Anordnung so getroffen ist, daß die einzelnen Flächenbilder getrennt erhalten werden, daß ferner diese zweidimensionalen Flächcnbilder zur Wiedergabeseiie übermittelt werden und daß wiedergabeseitig das Raumbild durch zur Aufnahmeseite entsprechend tiefengestaffelte Abbildungen der zweidimensionalen Flächenbilder wiedergewonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung monochromatisehen kohärenten Lichtes.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der einzelnen flächenhaften Bereiche mit zunehmendem Abstand vom Betrachtungspunkt zunimmt.

5. Aufnahmeseitige Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Lichtquelle vorgesehen ist, die im abzubildenden Raum einen flächenhaften Bereich endlicher räumlicher Tiefe ausleuchtet, daß als Einrichtung zur Ableitung eines entsprechenden zweidimensionalen Flächenbildes ein Bildträger, wie ein fotografischer Film oder ein optoelektronischer Wandler, wie die Bildaufnahmeröhre einer Fernsehkamera vorgesehen ist, und daß weiterhin Mittel vorgesehen sind, die eine zeitlich nacheinander erfolgende Auswertung sämtlicher flächcnhaftcr Bereiche endlicher Tiefe ermöglichen oder durch Verwundung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge die wenigstcns teilweise gleichzeitige Aufnahme mehrerer flächenhafter Bereiche endlicher Tiefe ermöglichen.

6. Aufnahmeseitige Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Speicherung oder Übertragung der einzelnen Flächenbilder ein Bildträger, wie ein fotografischer Film oder ein optoelektronischer Wandler, wie die Bildaufnahmeröhre einer Fernsehkamera vorgesehen sind.

7. Aufnahmeseitige Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Volumenhologramm vorgesehen ist, das ein Summenhologramm aus den Volumenhologrammen ist, die den einzelnen flächenhaften Bereichen endlicher räumlicher Tiefe zugeordnet sind.

8. Wiedergabeseitige Vorrichtung für die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wiedergabe des einzelnen zweidimensionalen Flächenbildes wenigstens eine Braunsche Röhre vergesehen ist, und· daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die einzelnen zweidimensionalen Flächenbilder in dem der aufnahmeseitigen Tiefenstaffelung entsprechenden gegenseitigen räumlichen Abstand als Abbildungen reproduziert.

9. Wiedergabeseitige Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefengcstaffelt abbildende Vorrichtung ein Linsensystem ist, das jedes einzelne Flächenbild in dem Betrachtungsraum tiefengerecht abbildet, gegebenenfalls unter Verwendung von Umlenkspiegeln, die zwecks Zusammenfassung zum Gesamtbild teildurchlässig sind.

10. Wiedergabeseitige Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefengestaffelt abbildende Vorrichtung aus einem jedem zweidimensionalen Flächenbild zugeordneten Volumenhologramm besteht, und daß ein optisches System vorgesehen ist, das die einzelnen mittels der Volumenhologramme erzeugten Abbildungen der flächenhaften Bereiche endlicher räumlicher Tiefe für den Betrachter tiefengerecht zusammenfaßt.

11. Wiedergabeseitige Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Volumenhologramme zu einem Summen-Volumenhologramm zusammengefaßt sind.

12. Wiedergabeseitige Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Braunsche Röhre gegebenenfalls durch Zuordnung von weitgehend monochromatischen Filtern Licht mil einer Wellenlänge abgibt, die weitgehend mit dei aufnahmeseitig zur Ableitung der zweidimensionalen Flächenbilder verwendeten Wellenlänge übereinstimmt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche f bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zui Änderung der geometrischen Größe der einzelner zweidimensionalen Flächenbilder vorgesehei sind.