DE1935065A1

DE1935065A1 - Method and device for reproducing images

Info

Publication number: DE1935065A1
Application number: DE19691935065
Authority: DE
Inventors: Parrent Jun George Burl; Bouche Edmund Lawrence
Original assignee: Technical Operations Inc
Current assignee: Technical Operations Inc
Priority date: 1969-07-10
Filing date: 1969-07-10
Publication date: 1971-01-14

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Bildwiedergabe Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Wiedergabe Von Bildaufzeichnungen, in denen mehrere Bilder einander überlagert auf demselben Speichermaterial aufgezeichnet sind. Jedes dieser Bilder stellt die Aufzeichnung einer Szene dar, die durch Überlagerung einer im Ortsfrequenzraum periodischen Modulation, d. h. einer bestimmten Glttergtruktur, überlagert ist. Image reproduction methods and devices The invention relates to Methods and devices for reproducing image recordings in which several Images are recorded superimposed on one another on the same storage material. Each of these images represents the recording of a scene created by superimposing a periodic modulation in the spatial frequency space, d. H. a specific structure, is superimposed.

Eine selektive Wiedergabe dieser Bilder, einzeln oder au mehreren gleichzeitig, kann durch Ausnützung der Beugungsphflnomene und durch eine Ortsfrequenzfilterung in einem Fourier-Transformationsraum erreicht werden. Da jedes der Bilder mit einer eindeutig festgelegten periodischen Modulation verbunden ist, wird erreicht, daß die entsprechenden Beugungsmuster der einzelnen Bilder in dem Fourier-Transformationsraum getrennte Lagen einnehmen. Durch geeignete Ortsfrequenzfilterung in dem Fourier-Transformationsraum kann eine Wiedergabe des erwünschten Bildes oder der erwünschten Bilder erfolgen. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Reproduktion farbgetreuer Szenenbilder, die in einer einfarbigen fotografischen Aufzeichnung gespeichert sind. Man kann beispielsweise eine farbige Szene nacheinaer durch rote, grüne und blaue Spektralfilter fotografieren. Während man diese Aufnahmen durchführt, wird eine bestimmte periodische Modulation, im allgemeinen das Bild eines Gitters, den jeweiligen Bildern in untersebledlichen azimutalen Ausrichtungen überlagert. Auf diese Weise entstehen drei fotografische Aufzeichnungen, von denen jede einem bestimmten Spektralbereich und einer bestimmten Orientierung der Modulation entspricht.A selective display of these images, individually or in groups at the same time, can by utilizing the diffraction phenomena and by a Spatial frequency filtering can be achieved in a Fourier transform space. Since each of the images comes with a clearly defined periodic modulation is connected, it is achieved that the corresponding diffraction patterns of the individual images in the Fourier transform space take separate layers. By suitable spatial frequency filtering in the Fourier transform space the desired image or images can be reproduced. This process is particularly suitable for the reproduction of true-to-color scenes, stored in a monochrome photographic record. One can for example a colored scene one after the other through red, green and blue spectral filters taking photos. While one is taking these recordings, a certain periodic one becomes Modulation, generally the image of a grid, subdivided into the respective images superimposed on azimuthal alignments. In this way three photographic ones are created Records, each of which has a specific spectral range and a specific Orientation corresponds to the modulation.

Um eine farbgetreue Reproduktion einer gemäß obigem Verfahren auf einem einfarbigen Aufzeichnungsmaterial hergestellten Aufnahme herzustellen, wird die Aufzeichnung von einer Lichtquelle mit zumindest partiell kohärentem Licht im wesentlichen rallel durchstrahlt und von einer Projektionslinse abgebildet. Die periodischen Modulationen wirken als Beugungsgitter. Auf diese Weise wird eine größere Anzahl von Fraunhofer'schen Beugungsmustern im Fourier-Transformationsraum erzeugt.In order to obtain a true-color reproduction of a according to the above procedure to produce a recording made of a monochrome recording material, is the recording of a light source with at least partially coherent light in the irradiated essentially parallel and imaged by a projection lens. the periodic modulations act as diffraction grating. That way it becomes a bigger one Number of Fraunhofer diffraction patterns generated in the Fourier transform space.

Die auf diese Weise gebildeten Beugungsmuster fallen in ihren nullten Ordnungen jeweils zusammen. Die Muster sind jedoch gqeneinnder um bestimmte Winkel verdreht, entsprechend den jeweiligen Winkelorientierungen, in die der Richtungsvektor der Gitter wihrend der Belichtung zeigte. Jede Beugungsordnung jedes Musters entspricht einer Faltung des Ortsfrequenzspektrums der Szene mit einer Deltafunktion, welche der Fourier-Transformierten einer der sinusförmigen Fourier-Komponenten der entsprechenden periodischen Modulation entspricht. In dem Fourier-Transformationsraum führt man eine geeignete Ortsfrequenzfilterung der Beugungsordnungen durch, indem man eine mit entsprechenden Öffnungen versehene Abdeckblende in ihrer Ebene anbringt. Weiterhin führt man eine geeignete Spektralfilterung in den Oeffnungen der Abdeckblenden durch, um den Spektralgehalt des von den jeweiligen Öffnung gen der Abdeckblende durchgelassenes Lichtes dem Spektralbereich anzugleichen, der dem Farbauszugsbild entspricht, das von der jeweiligen Öffnung durchgelassen wird. Auf diese Weise erhält man eine Rekonstruktion der ursprdnniichen Szene in natürlichen Farben.The diffraction patterns formed in this way fall in their zeroth Orders together. However, the patterns are mutually different at certain angles rotated, according to the respective angular orientations in which the direction vector the grid during exposure showed. Every order of diffraction every Pattern corresponds to a convolution of the spatial frequency spectrum of the scene with a delta function, which of the Fourier transforms is one of the sinusoidal Fourier components of the corresponding periodic modulation. In the Fourier transform space a suitable spatial frequency filtering of the diffraction orders is carried out by a cover panel provided with corresponding openings is attached in its plane. Furthermore, a suitable spectral filtering is carried out in the openings of the cover panels through to the spectral content of the respective opening gene of the shutter to adjust the transmitted light to the spectral range that corresponds to the color separation image corresponds to that is let through by the respective opening. That way it gets a reconstruction of the original scene in natural colors.

Derartige Techniken der Spektralzonenfotografie sind seit geraumer Zeit bekannt. So wurde beispielsweise 1936 in dem amerikanischen Patent 2 050 117 von Bocca - das später unter der Nummer Re 20 748 wieder eingesetzt wurde - ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Verbindung von bestimmten periodischen Modulationen mit Farbauszugsbildern sowie eine-Ortsfrequenzfilterung zur Bildwiedergabe verwendet wurden.Such techniques of spectral zone photography have been around for some time Known time. For example, in 1936 in the American patent 2,050,117 von Bocca - which was later reinstated under the number Re 20 748 - a Method described in which a connection of certain periodic modulations with color separation images as well as spatial frequency filtering used for image reproduction became.

Der in diesem Patent beschriebene Grundgedanke einer Spektralzonenfotografie wurde jedoch trotz seiner frUhen Entdeckung und des gmhn damit verbundenen wirtschaftlichen Wertes nicht weiter entwickelt Hierfür sind unter anderem die folgenden Ursachen verantwortlich: 1. Durch wechselseitige Interferenzeffekte ("Übersprechen") zwischen den Informationskanälen wird die Bandbreite der übertragbaren Ortsfrequenzen begrenzt.The basic concept of spectral zone photography described in this patent However, despite its early discovery and the gmhn associated with it, it became economic Value not further developed This is due to the following causes, among others responsible: 1. By mutual interference effects ("crosstalk") between the information channels, the bandwidth of the transmittable spatial frequencies is limited.

2. Aufgrund statistischer Schwankungen in den Amplituden und/oder Phasen der Wellenfronten einer kohärenten Beleuchtung bildet sich in den wiedergegebenen Darstellungen ein statistischer Rauschpegel aus, der die Qualität der Rekonstruktion vermindert. Er wird u. a.2. Due to statistical fluctuations in the amplitudes and / or Phases of the wave fronts of a coherent illumination are formed in the reproduced Representations of a statistical noise level that reflect the quality of the reconstruction reduced. He will inter alia.

durch Fehler im Aufzeichnungsmaterial hervorgerufen. caused by defects in the recording material.

3. Die Helligkeit der wiedergegebenen Bilder war beschränkt.3. The brightness of the reproduced images was limited.

Diese genannten Einschränkungen sind jeweils durch den erreichbaren Kohärenzgrad bestimmt. Denn für die Erzeugung der nötigen Beugungseffekte ist für die beleuchtende Strahlung ein bestimmtes Mindestmaß von Kohärenz unerläßlich.These restrictions are each achievable by the Degree of coherence determined. Because for the generation of the necessary diffraction effects is for the illuminating radiation a certain minimum level of coherence is essential.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, neuartige Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, mit denen die optische Information, die in der Aufzeichnung mit einer im Ortsfrequenzraum periodischen Modulation überlagert gespeichert ist, derart wiedergegeben werden kann, daß die rekonstruierten Bilder eine größere Auflösung als bisher aufweisen Des mteiteren sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden, mit denen das statistische Rauschen in den Reproduktionen auf einen minimalen Wert herabgedrückt werden kann, welches, wie beschrieben, in den Wiedergabegeräten entsteht, bei denen die Beleuchtung für die Projektion wenigstens partiell kohärent sein muß.The present invention is therefore based on the object of novel To specify methods and devices with which the optical information contained in superimposed on the recording with a periodic modulation in the spatial frequency space is stored can be reproduced such that the reconstructed images have a greater resolution than before. Furthermore, a method and a device can be specified with which the statistical noise in the reproductions can be depressed to a minimum value which, as described in the playback devices arise in which the lighting for the projection at least must be partially coherent.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Aufzeichnung von mehreren getrennten Lichtquellen durchstrahl. wird, von denen eine oder mehrere zumindest partiell kohärent sind; in einem Fourier-Transformationsraum dir eh die erwähnten Lichtquellen ein Beugungsmuster oder mehrere Beugungsmuster der Ortsfrequenzen der Aufzeichnung erzeugt werden; durch den Fourier-Transformationsraum selektiv wenigstens ein Teil einer ersten Beugungsordnung der von einer Quelle mit zumindest partiell kohärentem Licht erzeugten Beugungsmuster durchgelassen wird, um auf diese Weise einen ersten Informationskanal für ein erstes Ortsfrequenzspektrum der Aufzeichnung zu liefern, das mit der Ortsfrequenz eines durch die periodische Modulation erzeugten Trägersignales gefaltet ist; ferner durch den Fourier-Transformationsraum selektiv wenigstens ein Teil der nullten Beugungsordnung von einem zweiten Beugungsmuster durchgelassen wird, welches von einer anderen Lichtquelle gebildet wird, um damit einen zweiten lnformationskanal für die Übertragung eines zweiten Ortsfrequenzspektrums der Aufzeichnung zu liefern, das eine größere Bandbreite als das erstgenannte Spektrum aufweist; die von dem ersten und dem zweiten Informationskanal übertragene Information zur Konstruktion eines Bildes der Aufzeichnung verbunden wird.This object was achieved in that the recording of several shining through separate light sources. will, of which one or more at least are partially coherent; in a Fourier transform space dir eh the mentioned light sources have a diffraction pattern or a plurality of diffraction patterns Spatial frequencies of the recording are generated; by the Fourier transform space selectively having at least a portion of a first diffraction order from a source at least partially coherent light generated diffraction pattern is transmitted, in this way a first information channel for a first spatial frequency spectrum of the record to deliver that with the spatial frequency of one by the periodic Modulation generated carrier signal is convoluted; further by the Fourier transform space selectively at least a portion of the zeroth diffraction order from a second diffraction pattern is transmitted, which is formed by another light source in order to thereby a second information channel for the transmission of a second spatial frequency spectrum to deliver the recording that has a wider bandwidth than the first-mentioned spectrum having; the information transmitted by the first and second information channels is connected to construct an image of the record.

Bevorzugterweise wird für den zweitenlnformationskanal eine inkohärente Lichtquelle verwendet.An incoherent one is preferably used for the second information channel Light source used.

Eine besonders vorteilhafte Ausführurgsform betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Wiedergabe eines oder mehrerer überlagerter Bilder, die in einer Aufzeichnung überlagert mit einer einheitlichen periodischen Modulation gespeichert sind. Hierbei wird in einem Fourier-Transformationsraum ein Beugungsmuster der aufgezeichneten Ortsfrequenzen erzeugt. Dieses Beugungsmuster wird einer Ortsfrequenzfilterung unterzogen, so daß nur eine oder mehrere Beugungsordnungen durchgelassen werden Auf diese Weise erhält man einen oder mehrere erste Informationskanäle, die ein Ortsfrequenzspektrum übertragen, das mit der Ortsfrequenz eines von der genannten periodischen Modulation erzeugten Trägersignales gefaltet ist. Weiterhin ist ein zweiter zusätzlicher Informationskanal vorhanden, der im wesentlichen unabhänglg von dem ersten Informationskanal ist. Dieser zweite Anal überträgt ein relativ breithandiges Ortsfrequenzspektrum der aufgezeichneten Ortsfrequenzen, das nicht mit der durch die genannte Modulation erzeugten Ort sfrequenz eines Trägersignales gefaltet ist.A particularly advantageous embodiment relates to a method and a device for displaying one or more superimposed Pictures, those in a recording are superimposed with a uniform periodic modulation are stored. Here, a diffraction pattern is created in a Fourier transform space generated by the recorded spatial frequencies. This diffraction pattern is a spatial frequency filtering subjected, so that only one or more diffraction orders are transmitted In this way, one or more first information channels are obtained Spatial frequency spectrum transmitted that with the spatial frequency of one of the mentioned periodic modulation generated carrier signal is folded. Furthermore is a second additional information channel available, which is essentially independent from the first information channel. This second anal transmits a relatively broad-handed one Spatial frequency spectrum of the recorded spatial frequencies that does not match the said modulation generated local frequency of a carrier signal is folded.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird von dem ersten Informationskanal oder den entsprechenden Kanälen eine Farbinformation mit einer relativ geringen Bandbreite übertragen. Der zweite Informationskanal stellt hingegen einen breitbandigen einfarbigen Kanal dar. Mit ihm wird eine Verbesserung der Auflösung sowie der Lichtstlirke der rekonstruierten Bilder erreicht. Weiterhin läßt sich mit dieser Anordnung das Signalrauschverhältnis im Bild verbessern.In a preferred embodiment, the first information channel or the corresponding channels a color information with a relatively low Transfer bandwidth. The second information channel, on the other hand, is broadband monochrome channel. With it an improvement of the resolution as well as the light intensity is achieved of the reconstructed images. Furthermore, with this arrangement the Improve the signal-to-noise ratio in the image.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen speziellen Ausführungsformen. Anhand der beiliegenden Zeichnung werden dieselben näher erläutert.Further features of the present invention emerge from the im specific embodiments described below. Using the accompanying drawing they are explained in more detail.

Hierin zeigen: Fig. 1 eine nicht maßstäbliche perspektivische Schemazeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung zur Erzielung einer erhöhten Auflösung und Helligkeit sowie verringerten Rauschens in den wiedergegebenen Bildern; Fig. 2 eine nicht maßstäbliche perspektivische Schemazeichnung einer weiteren Ausführungsform eines Teiles einer erfindungsgemäßen Projektionswiedergabevorrichtung; Fig. 3 eine nicht maßstäbliche perspektivische Schemazeichnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das optische Signal in dne Fernsebkamerakette eingespeist werden kann; Fig. 3a eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Strahlung sowohl in dem schmalbandigen wie in dem breitbandigen Übertragungskanal partiell kohärent ist; Fig. 4 eine nicht maßstäbliche perspektivische Schemazeichnung von einem farbigen Objekt und einer fotogrfischen Kamera, die zur Erzeugung fotografischer Aufzeichnungen des ca>-jektes verwendet werden kann, wobei die Kamera zur Sichtharmachung des fotografischen Aufnahmemateriais und eines Beugungsgitters teilweise aufgebrochen ist; Fig. 5a einzelne und zusammengesetzte Farbauszugsaufzeichnungen bis 5d des fotografierten Objektes, wobei jeder einzelnen Aufzeichnung ein spezieller Bereich des sichtbaren Spektrums und eine durch ihre relative Winkellage gekennzeichnete periodische Modulation zugeordnet sind; Fig. 6 eine nicht maßstäbliche perspektivische Schemazeichnung von einer Wiedergabevorrichtung gemäß dem Stand der Technik zur Wiedergabe von fotografischen Aufzeichnungen des oben beschriebenen Typs; Fig. 7 eine schematische und stark vereinfachte Vorderansicht eines Fraunhofer'schen Beugungsbildes, das in einem Fourier-Transformationsraum in einer Vorrichtung gemäß Fig. 6 erzeugt werden kann; Fig. 8 eine perspektivische Schemazeichnung eines vergrößerten Ausschnittes des in Fig. 6 dargestellten Ortsfrequenzfilters und Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles eines Fraunhafer'schen Beugungsmusters gemäß Fig. 7 zur Verdeutlichung der relativen Anordnung der mit dem roten, blauen oder grünen Farbauszug verbundenen Beugungsordnungen.Show here: Fig. 1 is a perspective not to scale Schematic drawing of a preferred embodiment of the playback device according to the invention to achieve increased resolution and brightness as well as reduced noise in the reproduced images; 2 shows a perspective schematic drawing, not to scale a further embodiment of a part of a projection display device according to the invention; 3 shows a perspective schematic drawing, not to scale, of an embodiment of the present invention, in which the optical signal in the television camera chain can be fed; 3a shows a partial view of a further embodiment of the invention, in which the radiation both in the narrowband as in the broadband Transmission channel is partially coherent; 4 shows a perspective not to scale Scheme drawing of a colored object and a photographic camera used for Production of photographic recordings of the ca> -ject can be used, wherein the camera for viewing the photographic recording material and one Diffraction grating is partially broken; Fig. 5a individual and composite Color separation records up to 5d of the photographed object, with each individual recording a special area of the visible spectrum and assigned a periodic modulation characterized by their relative angular position are; 6 shows a perspective schematic drawing, not to scale, of a reproduction device according to the state of the art for reproducing photographic records of the type described above; 7 shows a schematic and greatly simplified front view a Fraunhofer diffraction pattern, which is in a Fourier transform space can be generated in a device according to FIG. 6; Fig. 8 is a perspective Schematic drawing of an enlarged section of the spatial frequency filter shown in FIG. 6 and FIG. 9 is an enlarged view of part of a Fraunhofer diffraction pattern 7 to illustrate the relative arrangement of the red, blue or green color separation associated diffraction orders.

Wie bereits erwähnt, wurde die Wiedergabe gespeicherter bformationen aus einer fotografischen Aufzeichnung mittels Beugungserscheinungen und Ortsfrequenzfilterung lange Zeit durch das kleine Auflösungsvermögen, durch statistische Rauscheffekte in den rekonstruierten Bildern und durch die geringen Ihtensitäten, die durch die Filmblende auf einem Wiedergabeschirm erzeugt werden können, beeinträchtigt. Die Fig. 1 mit 3 stellen drei Ausführungsformen dar, mit denen gemäß der vorliegenden Erfindung diese Nachteile überwunden werden können. Andere Lösungswege sind in der Patentanmeldung P 1930 603.7 derselben Anmelderin angegeben.As mentioned earlier, the playback of stored information was possible from a photographic recording by means of diffraction phenomena and spatial frequency filtering for a long time due to the small resolution, due to statistical noise effects in the reconstructed images and the low intensities caused by the Film shutter on a display screen can be generated. FIGS. 1 through 3 illustrate three embodiments with those according to the present invention Invention these disadvantages can be overcome. Other approaches are in the Patent application P 1930 603.7 given by the same applicant.

Bevor jedoch im einzelnen auf diese Ausführungsformen eingegangen wird, soll zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Bedeutung eine kurze allgemeine Erörterung über das Problem der optischen Speicher- und Wiedergabeverfahren gegeben werden, mit denen sich die vorliegende Erfindung befaßt. Hierzu dienen die Fig. 4 mit 8.However, before going into detail on these embodiments is intended to provide a better understanding of the invention and its meaning, a brief general discussion of the problem of optical storage and playback methods with which the present invention is concerned. The Fig. 4 with 8.

Fig. 4 zeigt in sehr schematischer Form eine fotografische Kamera 19, die verwendet werden kann, um eine von einem periodischen Gitter modulierte fotografische Aufnahme eines bestimmten Spektralbereiches herzustellen. Diese Aufnahme kann in der Kamera 10 als Überlagerung von drei getrennten Farbauszugsbelichtungen eines fotoempfindlichen Filmes 12 erzeugt werden. Die einzelnen auf diese Weise erhalten Farbauszugsaufzeichnungen sind jeweils mit einer bestimmten Gitterstruktur moduliert. Diese wird beispielsweise durch ein Beugungsgitter 16, das in der Nähe des Filmes 12 angebracht ist, auf diesem erzeugt. Die azimutale Orientierung dieses Gitters ist bei den einzelnen Farbauszügen unterschiedlich und eindeutig festgelegt.Fig. 4 shows in a very schematic form a photographic camera 19, which can be used to modulate one of a periodic grating to produce a photographic recording of a certain spectral range. This recording can be used in camera 10 as an overlay of three separate color separation exposures a photosensitive film 12 can be produced. The individual in this way Color separation records are each with a specific grid structure modulated. This is for example by a diffraction grating 16, which is in the vicinity of the film 12 is attached, generated on this. The azimuthal orientation of this Gitters is different and clearly defined for the individual color separations.

Fig. 4 zeigt den ersten Schritt des vielstufigen Verfahrens, das zur Herstellung dieser zusammengesetzten Aufzeichnungen verwendet wird, Ein Objekt 14, das durch verschiedene gelb, grün, blau und rot reflektierende Zonen dargestellt ist, entsprechend den Bezeichnungen von Fig. 4, wird über ein Filter 18, dessen maximale spektrale Durchlässigkeit im roten Gebiet des sichtbaren Spektrums liegt, fotograiiert. Ein Gitter 16 mit schräger Orientierung der Linien, das beispielsweise mit einem Winkel von 300 gegen die Horizontale von rechts oben nach links unten geneigt ist (von der Rückseite der Kamera aus gesehen), wird dem Film 12 gegenübergesetzt. Auf diese Weise wird ein Schattenbild des Gitters 16 mit dem Rotauszug des Bildes vom Gegenstand 14 überlagert, Die entstehende Aufzeichnung 19 des Farbauszuges, die dem Gehalt von rotem Licht zum Objekt 14 entspricht, wird zu einem Positivbild verarbeitet, was beispielsweise durch eine Umkehr entwicklung erfolgen kann.Fig. 4 shows the first step of the multi-step process that is used for Making these composite records is used, an object 14, this represented by different yellow, green, blue and red reflective zones is, according to the designations of FIG. 4, is via a filter 18, whose maximum spectral transmittance im red area of the visible Spectrum lies, photographed. A grid 16 with an oblique orientation of the lines, for example, at an angle of 300 to the horizontal from the top right tilted downward to the left (as viewed from the rear of the camera), the Film 12 opposite. In this way, a shadow image of the grid 16 is included superimposed on the red separation of the image of the object 14, the resulting record 19 of the color separation, which corresponds to the content of red light for the object 14, is processed into a positive image, which is developed, for example, by a reverse development can be done.

Dabei erhalt man eine Darstellung entsprechend Fig. 5a. Fig. 5a zeigt, daß die Modulation des Gitters den Obiektdetails des roten Spektralaus zuges überlagert ist. Da auch gelbes Licht einen Rotanteil aufweist, wird auch das gelbe Gebiet des Objektes 14 überlagert mit einem Gitter der gleichen Winkelorientierung abgebildet.A representation corresponding to FIG. 5a is obtained. Fig. 5a shows that the modulation of the grating is superimposed on the object details of the red spectrum is. Since yellow light also has a red component, the yellow area also becomes Object 14 imaged superimposed with a grid of the same angular orientation.

Zur weiteren Herstellung einer zusammengeetzten fotografischen Aufzeichnung wird eine Farbauszugsaufnahme durch ein Filter, dessen spektrale Durchlässigkeit im wesentlichen durch eine blaue Wellenlänge gekennzeichnet ist, sowie unter Verwendung eines vertikal angeordneten Beugungsgitters durchgeführt. Anschließend wird derselbe Prozeß mit einem Filter, dessen spektrale B@rchlässigkeit hauptsächlich im grünen liegt, und mit einem Beugungsgitter, dessen Linien schräg von links oben nach rechts unten - beispielsweise in einem Winkel von 300 gegen die Horizontale - angeordnet sind, durchgeführt.For further production of a composite photographic record is a color separation recording through a filter, its spectral permeability is essentially characterized by a blue wavelength, as well as using a vertically arranged diffraction grating carried out. Then becomes the same Process with a filter whose spectral negligibility is mainly in the green and with a diffraction grating, the lines of which are oblique from top left to right below - for example at an angle of 300 to the horizontal - arranged are carried out.

Aus Fig. 5b ist ersichtlich, daß der blaue Farbauszug 21 nur auf den Gebieten des Filmes 12 eine Belichtung hervorruft, bei denen im Objekt 14 eine blaue Verteilung vorliegt; erfolgt jedoch eine Belichtung von dem Objekt 14 durch ein Grünfilter, so erhält man wiederum eine Gitter struktur in dem Gebiet der gelben Objektverteilung, wobei die Orientierung dieser Gitterstruktur mit der der grünen Farbauszugsaufzeichnung 22 übereinstimmt. Auf dem Gebiet, das im Objekt einer gelben Verteilung entspricht, erhalt man daher, wie aus Fig. 5d ersichtlich, eine ttberlagerung der periodischen Gitterstruktur von der roten wie auch von der grünen Farbauszugsaufzeichnung. Eine Vorrichtung zur Wiedergabe einer solchen fotografischen Aufzeichnung kann gemäß dem Stand der Technik die in Fig. 6 gezeigte Ausführung aufweisen. Diese Wiedergabevorrichtung besteht aus einer Lichtquelle 23 von zumindest partiell kohärentem Licht. Gemäß der Zeichnung enthält diese eine Bogenlampe 24, eine Kondensorlinse 25 sowie eine Abdeckblende 26 mit einer Öffnung 27 von begrenztem Durchmesser. Mit einer Linse 28 erreicht man, daß die so entstandene Punktlichtquelle - reell oder virtuell - in große Entfernung gerückt wird, so daß man hinter dieser Linse 28 einen annähernd parallelen Strahlengang erhält. Es schließen sich eine Flimhaltevorrichtung 29 für die Aufnahme der wiederzugebenden transparenten Aufzeichnung an sowie eine Transformationslinse 30 und ein Fourier-Transformationsfilter 31, deren Bedeutung im folgenden noch erläutert wird. Eine Projektionslinse 32 und ein Wiedergabeschlrm 33 vervollständigen die Wiedergabevorrichtung.From Fig. 5b it can be seen that the blue color separation 21 only on the Areas of the film 12 causes an exposure in which in the object 14 a blue Distribution is present; however, there is an exposure of the object 14 through a Green filter, you get a grid again structure in that Area of yellow object distribution, with the orientation of this lattice structure matches that of the green color separation record 22. In the field that corresponds to a yellow distribution in the object, one therefore obtains, as from FIG. 5d can be seen, a superposition of the periodic lattice structure of the red like also from the green color separation record. A device for reproducing a Such a photographic recording can, according to the prior art, be as shown in FIG. 6 have embodiment shown. This reproducing device consists of a light source 23 of at least partially coherent light. According to the drawing, this contains a Arc lamp 24, a condenser lens 25 and a cover panel 26 with an opening 27 of limited diameter. With a lens 28 one achieves that the resultant Point light source - real or virtual - is moved to a great distance, so that an approximately parallel beam path is obtained behind this lens 28. Close it A film holding device 29 for receiving the transparencies to be reproduced Record on as well as a transform lens 30 and a Fourier transform filter 31, the meaning of which is explained below. A projection lens 32 and a playback section 33 completes the playback device.

Beleuchtet man eine transparente Aufzeichnung - wie z. B. die zusammengesetzte Aufzeichnung 20 - in der Filmhaltevorrichtung 29, so treten Beugungs- und lnterferenzerscheinungen auf. Da die den einzelnen Farbauszugsaufzeichnungen 19, 21 und 22 entsprechenden periodischen Gitterstrukturen in unterschiedlichen Winkeln angeordnet sind, erhalt man in drei durch entsprecheni e Winkel getrennte Richtungen Beugungsmuster mit vielen Ordnungen. Die Gesamtheit dieser Beugungsmuster ist durch das Bezugszeichen 34 gekennzeichnet. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung der Beugungsfiguren ist schematisch in Fig. 7 gegeben. Jedes der einzelnen Beugungsmuster entspricht jeweils einer der getrennten Farbauszugsaufzeichnungen. Es enthält jeweils eine nullte Ordnung, die in allen Fällen räumlich mit denen der anderen Farbauszugsaufzeichnungen zusammenfällt und den nicht abgebeugten Anteil enthält. Des weiteren enthält jedes Beugungsmuster eine Vielzahl von Komponenten aus höheren Beugungsordnungen mit dem Anteil des abgebefugten Lichtes. Die Beugungsmuster stellen Dirac, sche Deltafunktionsreihen dar, die mit den Ortsfrequenzspektren der jeweiligen Farbauszugsaufzeichnungen gefaltet sind.If you illuminate a transparent recording - such as B. the compound Record 20 - in the film holding device 29, diffraction and interference phenomena occur on. Since the individual color separation records 19, 21 and 22 corresponding periodic lattice structures are arranged at different angles diffraction patterns are used in three directions separated by corresponding angles many orders. The entirety of these diffraction patterns is denoted by the reference number 34 marked. An example of one such arrangement of the Diffraction figures are given schematically in FIG. 7. Each of the individual diffraction patterns corresponds to one of the separate color separation recordings. It contains each a zeroth order, which in all cases is spatially identical to that of the other color separation recordings coincides and contains the non-diffracted portion. Furthermore, each contains Diffraction pattern a variety of components from higher diffraction orders with the Share of the authorized light. The diffraction patterns represent Dirac, delta function series which are folded with the spatial frequency spectra of the respective color separation recordings are.

Durch die Verwendung-der Transformationslinse 30 erreicht man, daß die Beugungsmuster im Brennweitenabstand von der Linse 30 an einer Stelle entstehen, die gewöhnlicherweise als Fourier-Transformationsraum (oder auch als Fraunhofer'sche Beugungsebene) bezeichnet wird.By using the transformation lens 30, one achieves that the diffraction patterns arise in the focal length distance from the lens 30 at one point, which is usually called a Fourier transformation space (or also as Fraunhofer Diffraction plane) is designated.

Diese Bezeichnung ist deshalb gewählt, da an dieser Stelle durch die beschriebenen Beugungs- und Interferenz effekte eine räumliche und zeitliche Frequenzanalyse erfolgen kann. An dieser Stelle werden auch Ortsfrequenz- und Spektralfilter eingebracht. Hierdurch kann man erreichen, daß eine oder mehrere der einzelnen Aufzeichnungen wiedergegeben werden, um beispielsweise eine Rekonstruktion der ursprünglichen Szene in natürlichen Farben oder in wahlweise verzeichneten Farben zu erhalten.This designation is chosen because at this point by the described diffraction and interference effects a spatial and temporal frequency analysis can be done. Spatial frequency and spectral filters are also introduced at this point. In this way one can achieve that one or more of the individual records can be reproduced, for example, a reconstruction of the original scene available in natural colors or in optionally listed colors.

Aus Fig. 7 wird das Wesen des Fourier-Transformationsraumes ersichtlich. Der Einfluß, den man durch eine Ortsfrequenzfilterung allein oder durch eine Ortsfrequenz- und Spektralfilterung einer einzelnen Beugungsordnung oder mehrerer derselben in diesem Fourier-Transformationsraum erhält, wird hieraus verständlich. In Fig. 7 sind drei in verschiedenen Winkelbereichen liegende Beugungs muster dargestellt. Sie entsprechen den roten, grünen und blauen Ortsfrequenzspektren der Szene und erstrecken sich entlang der mit 36, 38 und 40 bezeichneten Geraden. Jede dieser Geraden 36, 38 und 40 steht senkrecht zur Richtung der periodischen Gitter, die den einzelnen Farbauszugsaufzeichnungen zugeordnet sind. Die Zonen der nullten Beugungsordnung von allen Beugungsmustern fallen räumlich zusammen.The nature of the Fourier transform space can be seen from FIG. 7. The influence that can be achieved through spatial frequency filtering alone or through spatial frequency filtering and spectral filtering of a single diffraction order or several of the same in This Fourier transform space is obtained from this becomes understandable. In Fig. 7 three diffraction patterns in different angular ranges are shown. she correspond to the red, green and blue spatial frequency spectra of the scene and extend along the straight lines designated by 36, 38 and 40. Each of these straight lines 36, 38 and 40 is perpendicular to the direction of the periodic Grids associated with each color separation record. The zones of the The zeroth diffraction order of all diffraction patterns coincide spatially.

Aus den Beugungsgesetzen folgt für den Beugungswinkel die Beziehung: α = #. # (1) Hierin bedeutet # die spektrale Wellenlänge der beleuchtenden Strahlung und W die Ortsfrequenzen. Nimmt man einen parallelen Strahlengang für das Licht in der Ebene der Halterung 28 an (eine Bedingung, die nicht notwendigerweise eingehalten werden muß), so entstehen die Beugungsordnungen im Fourier-Transformationsraum an den Deitafunktionsstellen, die durch die Transformation der aufgezeichneten Modulation bestimmt sind. Die radialen Abstände von der Achse des Beugungsmusters sind durch folgende Gleichung festgelegt: R=f2 m # Ã (2) Hierin bedeuten: f2 die Brennweite der Linse 30; A die mittlere Wellenlänge der be leuchteten Strahlung; m die Beugungsordnung und #c die Grundfrequenz des Gitters.From the laws of diffraction, the following relationship follows for the angle of diffraction: α = #. # (1) Herein # means the spectral wavelength of the illuminating Radiation and W the spatial frequencies. If you take a parallel beam path for the light in the plane of the bracket 28 on (a condition that is not necessarily must be observed), the diffraction orders arise in the Fourier transformation space at the deity function points created by the transformation of the recorded modulation are determined. The radial distances from the axis of the diffraction pattern are through determined the following equation: R = f2 m # Ã (2) Here: f2 is the focal length the lens 30; A is the mean wavelength of the illuminated radiation; m the diffraction order and #c the fundamental frequency of the grating.

Selbstverständlich sind die in Fig. 7 dargestellten Beugungsmuster gegenüber den wirklich auftretenden Beugungsmustern stark vereinfacht.The diffraction patterns shown in FIG. 7 are of course opposite to the diffraction patterns that actually occur are greatly simplified.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit und des besseren Verständnisses wurden nämlich die Abgrenzungen der verschiedenen Beugungsordnungen kreisförmig dargestellt. In Wirklichkeit haben selbstverständlich die einzelnen Beugungsordnungen im Fourier-Transformationsraum keine feste Grenze. Die angegebenen Umgrenzungen stellen daher nur lsophoten dar, welche Punkte gleicher Energie verbinden. In Wirklichkeit ist natürlich die Gestalt der Isophoten von der Form der Lichtquelle, der Umgrenzungslinie der Gitterelemente sowie von der Szene oder dem Objekt, die aufgezeichnet sind, abhängig.For the sake of clarity and better understanding the boundaries of the different diffraction orders became circular shown. In reality, of course, the individual diffraction orders have no fixed limit in the Fourier transform space. The specified boundaries therefore only represent isophotes which connect points of the same energy. In reality is of course the shape of the isophotes from the shape of the light source, the boundary line the grid elements as well as the scene or object that are recorded, addicted.

Die ersten Ordnungen jedes Beugungsmusters kann man als ein Ortsfrequenzspektrum des Objektes mit maximaler Frequenz #s (= Radius dieser Ordnung) betrachten, das mit der Ortsfrequenz #c eines Trägersignales gefaltet ist. Die Komponenten der zweiten Ordnung kann man als eine Faltung von einem Ortsfrequenzspektrum mit einer maximalen Frequenz w5 mit der Ortsfrequenz Z#c eines Trägersignales betrachten.The first orders of each diffraction pattern can be described as a spatial frequency spectrum of the object with maximum frequency #s (= radius of this order) consider the is folded with the spatial frequency #c of a carrier signal. The components of the second Order can be seen as a convolution of a spatial frequency spectrum with a maximum Consider frequency w5 with the spatial frequency Z # c of a carrier signal.

Anale Überlegungen ergeben sich für die höheren Beugungsordnungen.Anal considerations arise for the higher orders of diffraction.

Die verschiedenen Beugungsordnungen jedes Beugungsmusters stehen demnach in einem harmonischen Verhältnis zueinander. Hierbei wirkt die Ortsfrequenz #c oder ein geradzahliges Vielfaches von dieser als Trägerfrequenz für das Ortsfrequenzspektrum, welches die Objektverteilung beschreibt. In der Abbildung sind nur zwei Ordnungen gezeigt; es ist trotzdem verständlich, daß auch höhere Ordnungen vorhanden sind, deren Intensität jedoch mit zunehmender Ordnung abnhimmt.The different diffraction orders of each diffraction pattern are accordingly in a harmonious relationship to one another. The spatial frequency #c or acts here an even multiple of this as the carrier frequency for the spatial frequency spectrum, which describes the object distribution. In the picture are only two orders shown; it is nevertheless understandable that higher orders are also present, the intensity of which, however, decreases with increasing order.

Man erhält ein Ortsfrequenzspektrum des Beugunsmusters, wenn man das Transformationsfilter 31 mit seinen Öffnungen in der Ebene des Fourier-Transformationsraumes gemäß Fig. 6 anbringt Die Somponenten der nullten Beugungsordnung fallen raumlich zusammen. Die Ortsfrequenzen, die demnach in dem Informationskanal der nullten Beugungsordnung vorhanden sind, stellen die Summe der zu den einzelnen Farbauszugsaufzeichnungen 19, 21 und 22 gehörenden Spektren dar. Eine Öffnung in dem Transformationsfilter 31, welche die nullte Beugungsordnung durchläßt, führt zu einem aus Schwarz-Weiß- und Grautönen zusammengesetzten Bild der Szene 14. Die mit jedem der Fariuszugsaufzeichnungen verbundenen Informationskanäle sind hier untrennbar miteinander verflochten. Sie lassen sich daher nicht wieder geeignet einfärben, um den fotografierten Gegenstand in natürlichen Farben wiederzugeben. Mit den höheren Beugungsordnungen ist es wegen der Aufteilung in verschiedene Winkelbereiche - entsprechend den Geraden 36, 38 und 40, auf denen die roten, blauen und grünen Spektren liegen - möglich, eine naturgetreue Reproduktion zu erhalten. Man fügt hierzu jedem Informationskanal die entsprechende Spektralcharakteristik zu, indem man an den zugehörigen Stellen geeignete Spektralfilter einbringt.A spatial frequency spectrum of the diffraction pattern is obtained if one uses the Transformation filter 31 with its openings in the plane of the Fourier transformation space 6 attaches the components of the zeroth diffraction order coincide spatially. The spatial frequencies that are accordingly in the information channel of the zeroth diffraction order are present, represent the sum of the individual Color separation records 19, 21 and 22 represent spectra belonging to. An opening in the transformation filter 31, which passes the zeroth diffraction order to a picture of scene 14 composed of black-white and gray tones information channels associated with each of the Farius train records are here inextricably intertwined. They are therefore not suitable again color to reproduce the photographed object in natural colors. With the higher diffraction orders it is because of the division into different angular ranges - corresponding to the straight lines 36, 38 and 40, on which the red, blue and green Spectra lie - possible to obtain a true-to-life reproduction. One adds for this purpose, the corresponding spectral characteristics are assigned to each information channel by suitable spectral filters are inserted at the appropriate locations.

Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von der Mitte des Filters 31.8 shows an enlarged section from the center of the filter 31.

Die Öffnungen haben geeignete Größe, um als Ortsfrequenzfilter zu wirken. Die passenden Spektralfilter bewirken eine farbgetreue Wiedergabe des Objektes. Natürlich können auch, wenn dies erwünscht ist, Komponenten von höheren Beugungsordnungen über geeignete Spektralfilter durchgelassen werden. In dem dargestellten Beispiel ist jedoch darauf verzichtet, um die Darstellung möglichst einfach zu halten.The openings are appropriately sized to act as a spatial frequency filter works. The appropriate spectral filters produce a true-to-color reproduction of the object. Of course, if so desired, components of higher diffraction orders can also be used can be passed through suitable spectral filters. In the example shown however, this has been omitted in order to keep the representation as simple as possible.

Der Strahlengang durch das Projektionssystem sei im folgenden betrachtet. Durch eine geeignete Anordnung der Lampe 24 und der Kondensorlinse 25 wird erreicht, daß die Öffnung 27 in der Abdeckblende 26 gleichmäßig durch ein Lichtbündel mit maximaler Intensität und einem breitbandigen Energiespektrum beleuchtet wird. Die Linse 28 ist von der Abdeckblende 26 in axialer Richtung derart verschoben angebracht, daß der eine Brennpunkt dieser Linse mit der Ebene der Abdeckblende 26 zusammenfällt. Hierdurch wird erreicht, daß das Licht den Film im wesentlichen parallel durchstrahlt. Die Transformationslinse 30 vereinigt die im wesentlichen ebenen Wellenfronten zu den Beugungsbilaarn der nullten und der höheren Ordnungen. Sie werden auf den Fourier-Transformationsraum fokussiert, der sich in der Eintrittsöffnung der Projektionslinse 32 oder nahe derselben befindet. Die Linsen 28 und 30 dienen dazu, das Bild der beleuchteten Öffnung 27 in der Abdeckblende 26 auf das Transformationsfilter 31 abzubilden. The beam path through the projection system is considered below. A suitable arrangement of the lamp 24 and the condenser lens 25 is achieved that the opening 27 in the cover panel 26 evenly through a Light bundle illuminated with maximum intensity and a broadband energy spectrum will. The lens 28 is displaced from the cover panel 26 in the axial direction in this way attached that the one focal point of this lens with the plane of the shutter 26 coincides. This ensures that the light essentially clears the film shines through in parallel. The transformation lens 30 essentially unites the plane wave fronts to the diffraction bilars of the zeroth and higher orders. You are focused on the Fourier transform space that is in the entrance opening of the projection lens 32 or close to it. The lenses 28 and 30 serve for this purpose, the image of the illuminated opening 27 in the cover screen 26 onto the transformation filter 31 to be shown.

Bei den Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist die Wiedergabe von fotografischen Aufzeichnungen des oben beschriebenen Types offensichtlich.durch die geringe erhaltene Bildhelligkeit stark beeinträchtigt. Eine Ursache für diese niedrige Bildhelligkeit ist darin zu sehen, daß die wirksame Lichtquelle eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf, um ein Überlappen und damit ein "Übersprechen" zwischen den verschiedenen Beugungsordnungen zu vermeiden. Es zeigt sich, daß das Zentrum von jedem Beugungsmuster der höheren Ordnung in einem radialen Abstand von der Achse des Gesamtmusters angeordnet ist, der ein ganzzahliges Vielfaches der Trägerfrequenz w c beträgt, und daß der Radius jeder dieser Ordnungen der Ortsfrequenz w entspricht. Um zu ver-5 meiden, daß sich die nullte Beugungsordnung und die höheren Ordnungen überlappen, muß w c größer sein oder zumindest gleich groß als 21|)8. (Dies kann als eine besondere Form des Sampling-Theorems betrachtet werden). Jede dieser Beugungsordnungen ist ein um das Verhäitrns f2: fl vergrößertes Bild der beleuchteten Öffnung 27 in der Abdeckblende 26. Hieraus folgt, daß der Durchmesser d der Öffnung 27 in der Abdeckblende 26 und damit auch der gesamte durch die Öffnung 27 durchgelassene Lichtstrom gemäß der folgenden Formel begrenzt ist. (Hierbei wird angenommen, daß in der Ebene der Filmhaltevorrichtung 29 ein paralleler Strahlengang erzeugt ist).In the methods and devices according to the prior art the reproduction of photographic recordings of the type described above obviously. by the poor image brightness obtained is greatly affected. One cause for this low image brightness is seen in the fact that the effective light source is a certain Size must not be exceeded in order to avoid overlapping and thus "crosstalk" between to avoid the different diffraction orders. It turns out that the center of each higher order diffraction pattern at a radial distance from the axis of the overall pattern is arranged, which is an integral multiple of the carrier frequency w c and that the radius of each of these orders corresponds to the spatial frequency w. In order to avoid that the zeroth diffraction order and the higher orders overlap, w c must be greater than or at least equal to 21 |) 8. (This can can be regarded as a special form of the sampling theorem). Each of these diffraction orders is a around that Verhäitrns f2: fl enlarged picture of the illuminated Opening 27 in the cover panel 26. It follows that the diameter d of the opening 27 in the cover panel 26 and thus also the entire let through the opening 27 Luminous flux is limited according to the following formula. (It is assumed here that a parallel beam path is generated in the plane of the film holding device 29).

d=f1 asz .#c. d = f1 asc. # c.

Hierin bedeutet f1 die Brennweite der Linse 28. A und #c haben dieselbe Bedeutung wie bisher.Here, f1 means the focal length of lens 28. A and #c are the same Meaning as before.

Die von dem kollimator in der Ebene der Filmhalterung erzeugte Beleuchtungsstärke beträgt E = ######### 4 f12 Hierin bedeutet B die fotometrische Helligkeit (Lenchtdichte), gemessen in cd/cm². Setzt man in der letzten Gleichung dem Wert für d ein, so erhält man E = ################### Aus dieser Beziehung wird klar ersichtlich, daß ein Anwachsen der Bildhelligkeit der wiedergegebenen Bilder mit den bisherigen Verfahren nur durch einen Anstieg der Leuchtdichte B der Lichtquelle oder durch eine Erhöhung der Ortsfrequenz #c des verwendeten Gitters erreicht werden kann.The illuminance generated by the collimator in the plane of the film holder is E = ######### 4 f12 Here B means the photometric brightness (light density), measured in cd / cm². If one substitutes the value for d in the last equation, one obtains man E = ################### From this relationship it is clear that a Increase in the brightness of the reproduced images with the previous methods only through an increase in the luminance B of the light source or through an increase the spatial frequency #c of the grating used can be achieved.

Neben der geringen erreichbaren Bildhelligkeit hatten die Bilder, die gemäß dem bekannten Verfahren wiedergegeben wurden, eine relativ schlechte Auflösung. Nach dem Sampling-Theorem ist die Bandbreite der maximal auflösbaren Ortsfrequenzen in Richtung des Modulationsvektor, entlang dessen die in der jeweiligen Szene enthaltene Information gesampelt wird, gleich der halben Ortsfrequenz der für das Sampling verantwortlichen Modulation. Mit den bisher üblichen Wiedergabeverfahren konnte jedoch nur eine Bandbreite der aufgezeichneten Ortsfrequenzspektren aufgelöst werden, die wesentlich kleiner war als die halbe Modulationsfrequenz. Die Ursache für diese Erscheinung wird verständlich, wenn man die im Fourier-Transformationsraum erzeugten Beugungsmuster genauer betrachtet.In addition to the low image brightness that can be achieved, the images reproduced according to the known method, have a relatively poor resolution. According to the sampling theorem, the bandwidth is the maximum resolvable spatial frequencies in the direction of the modulation vector along which the contained in the respective scene Information is sampled, equal to half the spatial frequency of that used for sampling responsible modulation. With the previously usual reproduction process, however, only a bandwidth of the recorded spatial frequency spectra can be resolved, which was much smaller than half the modulation frequency. The cause of this Appearance becomes understandable when one looks at the generated in the Fourier transform space A closer look at diffraction patterns.

Wie bereits erwähnt, ist die in Fig. 7 gegebene schematische Darstellung des Beugungsmusters, das von den Ortsfrequenzen der Aufzeichnung in dem Fourier-Transformationsraum gebildet wird, stark vereinfach. Deshalb ist in erz Fig. 9 eine genauere Darstellung der entstehenden Beugungsmuster angegeben. Da der Beugungswinkel sowohl von der Ortsfrequenz als auch von der Wellenlänge der beleuchtenden Strahlung abhängt, ergeben sich bei den verschiedenen Wellenlängen für die Trägerfrequenzen unterschiedliche radiale Abstände von der Achse des Beugunsmusters im Fourier-Transformationsraum. Deshalb kommt ein in einer Aufzeichnung gespeichertes Ortsfrequenzspektrum bei Beleuchtung mit langwelligem Licht in einem größeren Abstand von der Achse des Beugungsmusters zu liegen, als bei Beleuchtung mit kurzwelligen Licht, da sich diese Spektren im Fourier-Transformationsraum jeweils um den Punkt als Zentrum erstrecken, der der entsprechenden Beugungsordnung des Trägersignales im jeweiligen Licht entspricht.As already mentioned, the schematic representation given in FIG. 7 is of the diffraction pattern derived from the spatial frequencies of the recording in the Fourier transform space is formed, simplistic. Therefore, in ore Fig. 9 is a more precise representation of the resulting diffraction pattern. Since the diffraction angle depends on both the Spatial frequency as well as the wavelength of the illuminating radiation depends different wavelengths for the carrier frequencies radial distances from the axis of the diffraction pattern in Fourier transform space. Therefore, a spatial frequency spectrum stored in a record comes with illumination with long-wave light at a greater distance from the axis of the diffraction pattern than when lighting with short-wave light, since these spectra are in the Fourier transform space each extend around the point as the center of the corresponds to the corresponding diffraction order of the carrier signal in the respective light.

Aus der Abhängigkeit des Beugungswinkels von der Wellenlänge der dleuchteten Strahlung folgt ferner, wie in Fig. 9 gezeigt, daß der Durchmesser der Beugungsordnungen für einen festen Wert von von der Wellenlänge der Beleuchtung abhängt.From the dependence of the diffraction angle on the wavelength of the illuminated Radiation also follows, as shown in Fig. 9, the diameter of the diffraction orders for a fixed value of depends on the wavelength of the illumination.

Es zeigte sich jedoch, wie aus den folgenden Ausführungen ersichtlich werden wird, daß die für die Wiedergabe nutzbare Bandbreite des aufgezeichneten Ortsfrequenzspektrums in Wirklichkeit wesentlich über die von dem Sampling-Theorem gegebene Grenze vergrößert werden kann, so daß es möglich wird, eine Bandbreite zu übertragen, die größer ist als die halbe Ortsfrequenz der für das Sampling verantwortlichen Modulation.It turned out, however, as can be seen from the following remarks that the usable bandwidth for playback of the recorded Spatial frequency spectrum in reality is significantly higher than that of the sampling theorem given limit can be increased so that it becomes possible to use a bandwidth to be transmitted, which is greater than half the spatial frequency of the person responsible for the sampling Modulation.

Aus der Betrachtung von Fig. 9 wird jedoch deutlich, daß die von dem Ortsfrequenzfilterverfahren gemäß dem Stand der Technik bei einer Wiedergabe erzielbare Bandbreite des Ort sfrequenzspektrums erheblich kleiner ist als die halbe Sampling-Frequenz. Hierfür gibt es mehrere Gründe. So ergeben sich z. B. für das Ortsfrequenzfilter strukturelle Grenzen, wenn dieses beispielsweise durch einen Foto-Ätzprozeß hergestellt wird. Es muß auch auf dem Ortsfrequenzfilter ein Steg zwischen den Öffnungen, durch die die ausgewählten Beugungsordnungen durchgelassen werden, stehenbleiben. Auch zwischen den einzelnen Beugungeordnungen muß wegen der sphärischen Aberrationen sowie wegen der chromatischen Längsaberrationen der Fourier-Transformationslinse (Linse 30 in dem System von Fig. 6) jeweils ein lichtdurchlässiges Gebiet liegen.From a consideration of Fig. 9, however, it is clear that the of the Spatial frequency filter method according to the prior art can be achieved during playback Bandwidth of the local frequency spectrum is considerably smaller than half the sampling frequency. There are several reasons for this. So z. B. for the spatial frequency filter structural limits if this is produced, for example, by a photo-etching process will. There must also be a ridge between the openings on the spatial frequency filter which the selected diffraction orders are allowed to pass through, stop. Even between the individual diffraction orders must because of the spherical aberrations and because of the longitudinal chromatic aberrations of the Fourier transform lens (Lens 30 in the system of Fig. 6) each have a translucent area.

Auf diese Weise wird die maximale von bisherigen Vorrichtungen durchlaßbare Bandbreite der Ortsfrequenzen erheblich kleiner als die halbe in der Aufzeichnung gespeicherte Sampling-Ortsfrequenz. In this way, the maximum of previous devices is passable The bandwidth of the spatial frequencies is considerably smaller than half that in the recording stored sampling spatial frequency.

Darüber hinaus haben die Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik noch weitere Nachteile. Wie erwähnt, muß die Beleuchtung zumindest partiell kohärent sein, damit man die nötigen Beugungseffekte erhält, um die in der Aufzeichnung überlagerten Bilder trennen zu können. Hierdurch entsteht ein statistisches Rauschen, durch das die wiedergegebenen Bilder fleckig erscheinen. Diese Fleckenbildung ergibt sich aus den statistischen Störungen in den Amplituden und Phasen der beleuchtenden Wellenfront, die unter anderem auf statistisch verteilte Fehler im Aufzeichnungsmaterial zurückzuführen sind.In addition, the methods and devices according to the prior art the technology still has other disadvantages. As mentioned, the lighting must be at least partially be coherent in order to obtain the diffraction effects necessary to avoid those in the recording to be able to separate overlaid images. This creates a statistical noise, causing the reproduced images to appear blotchy. This staining results result from the statistical disturbances in the amplitudes and phases of the illuminating Wavefront, which, among other things, refers to statistically distributed errors in the recording material are due.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Verbesserung in allen obengenannten Punkten, welche eine Verschlechterung der Bildwiedergabe bewirken. Im speziellen soll die niedrige Bildhelligkeit sowie das relativ geringe Auflösungsvermögen verbessert werden; auch die Effekte des statistischen Rauschens sollen verschwinden.The present invention therefore relates to an improvement in all of them above-mentioned points, which cause a deterioration in the image reproduction. In particular, the low image brightness and the relatively low resolution should be be improved; the effects of statistical noise should also disappear.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren zur Bildrekonstrukeion enthalten daher einen oder mehrere Informationskanäle für die Übertragung je eines auf ein Trägersignal modulierten Ortsfrequenzspektrums der Aufzeichnung. Das Trägersignal ist dabei von einer periodischen Modulation in der Aufzeichnung erzeugt. Weiterhin ist ein zusätzlicher optischer Informationskanal vorgesehen, der von derselben Lichtquelle erzeugt werden kann, welche die oben beschriebenen Informationskanäle liefert. Die Verwendung der gleichen Lichtquelle ist jedoch nicht notwendig. Dieser zusätzliche Informationskanal ist von den anderen Informationskanälen getrennt und überträgt Spektren der nullten :Beugungsordnung. Für diesen zusätzlichen Informationskanal gilt daher nicht die entsprechende Bandbreitebeschränkung wie sie für die Informationskanäle für die Übertragung der auf die Ortsfrequenz eines T rägersignales modulierten Ortsfrequenzspektren der Aufzeichnung besteht. Hierdurch wird eine größere Bandbreite und damit auch eine größere Auflösung in den wiedergegebenen Bildern erreicht. Auch die Energie des in dem Breitbardkanal übertragenen Lichtes vergrößert die Intensität des durch die gesamten schmalbandigen Kanäle rekonstruierten Bildes, so daß man insgesanmt eine größere Bildhelligkelt bei der Wiedergabe erhält.The devices and methods according to the invention for image reconstruction therefore contain one or more information channels for the transmission of one each spatial frequency spectrum of the recording modulated onto a carrier signal. The carrier signal is generated by a periodic modulation in the recording. Farther an additional optical information channel is provided from the same light source can be generated which provides the information channels described above. the However, it is not necessary to use the same light source. This additional Information channel is separate from the other information channels and transmits Spectra of the zeroth: diffraction order. For this additional information channel therefore, the corresponding bandwidth restriction does not apply as it does for the information channels for the transmission of the spatial frequency spectra modulated to the spatial frequency of a carrier signal the recording exists. This creates a greater bandwidth and therefore also a higher resolution is achieved in the reproduced images. The energy too of the light transmitted in the Breitbardkanal increases the intensity of the through the entire narrow-band channels reconstructed the image, so that one total a larger image brightness is obtained during playback.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Breitbandkanal von einer unabhängigen inkohärenten Lichtquelle erzeugt, damit die durch das statistische Rauschen erzeugten Störungen in den wiedergegebenen Bildern verringert oder ganz vermieden werden können.According to a preferred embodiment, the broadband channel is from an independent incoherent light source generated by the statistical Noise generated disturbances in the reproduced images reduced or completely can be avoided.

Fig. 1 zeigt schematisch eine von vielen Möglichkeiten, mit denen die genannten Ziele erreicht werden önnen. Aus Gründen der Uberslchtlichkeit ist bei der in Fig. 1 gezeigten Wiedergabevorrichtung eine Anordnung gewählt, die mit Ausnahme der erfindungsgemäßen Abwandlungen der Anordnung von Fig. 6 entspricht.Fig. 1 shows schematically one of many possibilities with which the stated goals can be achieved. For the sake of clarity it is in the playback device shown in Fig. 1, an arrangement selected with Exception of the modifications according to the invention corresponds to the arrangement of FIG.

Bei der Wiedergabevorrichtung gemäß Fig. 1 wird durch eine Projektionslampe 50 zwischen zwei Elektroden 52 und 54 ein Lichtbogen 56 erzeugt.In the reproduction device according to FIG. 1, a projection lamp 50 an arc 56 is generated between two electrodes 52 and 54.

Dieser Lichtbogen stellt eine Lichtquelle mit sehr hoher Strahlungsintensität, begrenzter Ausdehnung und einer breiten (zeitlichen) spektralen Bandbreite dar. Wie bei der Vorrichtung von Fig. 6 wird durch ein Kondensorlinsensystem 58 ein Bild des Lichtbogens 56 in einer kleinen b nung 60 einer Abdeckblende 62 erzeugt. Eine Kollimatorlinse 64, eine Transformationslinse 66 und eine Projektionslinse 68 8 versehen bei der Anordnung von Fig. 1 dieselben Funktionen wie die Linsen 28, 30 und 32 in der Anordnung von Fig. 6. In einem innerhalb der Wiedergabevorrichtung gebildeten Fourier-Transformationsraum ist ein Ortsfrequenzfilter 70 angeordnet.This arc represents a light source with a very high radiation intensity, limited extent and a wide (temporal) spectral bandwidth. As with the apparatus of Fig. 6, a condenser lens system 58 forms an image of the arc 56 in a small opening 60 of a cover panel 62 is generated. One Collimator lens 64, a transformation lens 66 and a projection lens 68 8 provided at the The arrangement of Fig. 1 has the same functions as lenses 28, 30 and 32 in the arrangement of Fig. 6. In one within the display device A spatial frequency filter 70 is arranged in the Fourier transform space formed.

Die Transformatlonslinse 66 und die Projektionslinse 68 bilden gemeinsam die in ihrer Transparenz modulierte fotografische Aufzeichnung 20 auf einen Wiedergabeschirm 74 ab. . Die fotografische Aufzeichnung 20° wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit identisch mit der fotografischen Aufzeichnung 20 von Fig. 6 gewählt. Die Kollimatorlinse « kann in jedem Abstand vor der Abdeckblende 62 angebracht werden der der Brennweite der Linse 64 entspricht. Auf diese Weise fällt wesentlich paralleles Licht von der Linse 64 auf die Aufzeichnung 20'. Bei dem Durchgang durch die Aufzeichnung 20' wird dieses Licht abgebeugt, so daß eine größere Anzahl von Beugungsmustern entsteht, die durch versehlenden Winkelbereiche voneinander getrennt sind und deren nullte Beugungsordnungen, wie bei der Anordnung von Fig. 6 beschrieben, zusammenfallen. Die Anzahl dieser Beugungsmuster hängt von der Anzahl der in der Aufzeichnung in eindeutiger azimutaler Weise festgelegten Sampling-Trägersignale ab. In der dargestellten Ausführungsform sind er drei.The transforming lens 66 and the projection lens 68 form together the photographic recording 20 modulated in its transparency on a display screen 74 from. . The 20 ° photographic recording has been made for the sake of clarity is chosen to be identical to the photographic recording 20 of FIG. The collimator lens «Can be attached at any distance in front of the shutter 62 or the focal length corresponds to lens 64. In this way, substantially parallel light falls from the Lens 64 on record 20 '. When passing through the record 20 ' if this light is diffracted, so that a larger number of diffraction patterns is created, which are separated from each other by missing angular ranges and their zeroth Diffraction orders, as described for the arrangement of FIG. 6, coincide. The number of these diffraction patterns depends on the number of in the record unambiguously azimuthally determined sampling carrier signals. In the illustrated Embodiment he is three.

Das Ortsfrequenzfilter 70 enthält dem Bezugszeichen 76 entsprechend eine Gruppe beisammenliegender Öffnungen. Diese Öffnungen sind zu drei symmetrischen Paaren angeordnet. Durch sie werden durch den Fourier-Transformationsraum die Komponenten der Beugungsmuster erster Ordnung durchgelassen, die zu den roten, blauen und grünen, einander überlagert in der Aufzeichnung 207 gespeicherten Farbauszugsaufzeichnungen gehören. Durch eine geeignete Spektralfilterung in den Öffnungen 76 des Ortsfrequenzfilters 70 kann man erreichen, daß die ursprüngliche Szene farbgetreu auf dem Wiedergabeschirm 74 wiedergegeben wird.The spatial frequency filter 70 contains the reference symbol 76 accordingly a group of adjacent openings. These openings are three symmetrical Arranged in pairs. They become the components through the Fourier transform space of the first order diffraction patterns leading to the red, blue and green, color separation records stored in record 207 are superimposed on one another belong. By suitable spectral filtering in the openings 76 of the spatial frequency filter 70 one can achieve that the original scene is true to color on the display screen 74 is reproduced.

Um das Auflösungsvermögen und die Bildhelligkeit zu erhöhen sowie um das Rauschen in den rekonstruierten Bildern zu verhindern, ist zumindest ein zusätzlicher Informationskanal vorgesehen. Dieser zusätzliche Informationskanal - im folgenden jeweils als Breitbandkanal bezeichnet - wird bevorzugterweise von einer Lichtquelle mit räumlich inkohärenter Strahlung erzeugt. Damit soll das Bildsignal gegenüber dem fleckigen Rauschen in den rekonstruierten Bildern verstärkt werden.To increase the resolution and the image brightness as well to prevent the noise in the reconstructed images is at least one additional information channel provided. This additional information channel - hereinafter referred to as broadband channel - is preferred by a light source with spatially incoherent radiation generated. This is intended to be the image signal can be amplified compared to the mottled noise in the reconstructed images.

Zur Erzeugung dieser zweiten inkohärenten Lichtquelle ist eine weitere Öffnung 78 auf der Abdeckblende 62 angebracht, die wesentlich größer ist als die Öffnung 60. Diese Öffnung 78 ist an der . Stelle angeordnet, an der von der Kondensorlinse 58 ein Bild der im erregten Zustand weißglühenden Elektrode 54 erzeugt wird. Der Lichtbogen 52 und die weißglühende Elektrode 54 weisen eine unterschledilche Farbtemperatur auf.Another source of light is required to generate this second incoherent light source Opening 78 mounted on the cover panel 62, which is substantially larger than that Opening 60. This opening 78 is at the. Place placed at that of the condenser lens 58 an image of the incandescent electrode 54 in the excited state is generated. Of the Arc 52 and incandescent electrode 54 have a different color temperature on.

Deshalb ist ein Farbausgleichsfilter 79, beispielsweise vom Typ 2-CC 10-B vor der Öffnung 78 angebracht. Um die Lichtverluste eo klein wie möglich zu halten, wird vorzugsweise eine Feldlinse 80 in der Ebene der Öffnungen 60 und 78 angebracht.A color balance filter 79 is therefore of the type 2-CC, for example 10-B attached in front of opening 78. In order to keep the light losses as small as possible a field lens 80 in the plane of the openings 60 and 78 will preferably hold appropriate.

Da die Öffnungen 60 und 78 auf der Abdeckblende 62 um einen bestimmten Abstand voneinander getrennt sind, erreicht man, daß das Bild der öffnung 78, das im Fourier-Transformationsraum auf dem Ortsfrequenzfilter 70 von der Kollimatorlinse 64 und der Transformationslinse 66 erzeugt wird, in einem entsprechenden Abstand von dem Beugungsmuster 75 zu liegen kommt, so daß keine Interferenzen zwischen den beiden stattfinden können. Durch den Fourier-Transformationsraum soll eine große Bandbreite des den Strukturdetails in der Aufzeichnung entsprechenden Ortsfrequenzspektrums durchgelassen werden, um anschließend von der Projektionslinse 68 rücktransformiert zu werden.Since the openings 60 and 78 on the cover screen 62 by a certain Distance are separated from each other, one achieves that the image of the opening 78, the in Fourier transform space on the spatial frequency filter 70 from the collimator lens 64 and the transformation lens 66 is generated, at a corresponding distance from the diffraction pattern 75 comes to rest so that no interference can take place between the two. Through the Fourier transform space, should a wide range of items corresponding to the structural details in the record Spatial frequency spectrum are allowed to pass through the projection lens 68 to be transformed back.

Damit nun ein solches breitbandiges Spektrum durch das Ortsfrequenzfilter 70 durchgelassen wird, ist dieses mit einer Öffnung 81 versehen, deren größte Ausdehnung wesentlich über der der Öffnungen 76 für die schmalbandigen Kanäle liegt. Bei praktisch durchgeführen Versuchen wurde ein Ortsfrequenzfilter 70 verwendet, bei dem die Öffnungen 76 eine maximale Ausdehnung in der Größenordnung von 0, 8 W5 mm hatten, während die Breitbaixijlteröffnung 78 eine maximale Größe von der Größenordnung 2 ws mm aufwies.So now such a broadband spectrum through the spatial frequency filter 70 is allowed through, this is provided with an opening 81, the largest dimension of which is substantially above that of the openings 76 for the narrow-band channels. At practical Experiments carried out a spatial frequency filter 70 was used in which the openings 76 had a maximum dimension on the order of 0.8 W5 mm, while the wide opening 78 has a maximum size of the order of 2 ws mm exhibited.

Die Verwendung des zusätzlichen breitbandigen Informationskanales führt zu einer vorteilhaften Vergrößerung der Bildhelligkeit in den rekonstruierten Bildern. Sie wird jedoch mit einer Einbuße in der Farbauflösung erkauft. Es zeigte sich jedoch, daß die Qualität der rekonstuierten Bilder durch die zusätzliche Verwendung des breitbandigen Informationskaales verbessert wird, wenn zur Erreichung einer erhöhten Bildauflösung und zur Verminderung der durch die Kohärenz bedingten Rauscheffekte eine gewisse Einbuße an Farbsättigung in Kauf genommen wird. Durch ein Graufilter 82,das vor der Öffnung 81 für den breitbandigen Informationskanal angebracht ist, läßt sich die Intensität des breitbandigen Informationskaiies gegenüber der Intensität der schmalbandigen Informationskanäle regeln.The use of the additional broadband information channel leads to an advantageous increase in the image brightness in the reconstructed Images. However, it is bought with a loss in color resolution. It showed However, that the quality of the reconstructed images is affected by the additional use of the broadband information channel is improved if to achieve a increased image resolution and to reduce the noise effects caused by the coherence a certain loss of color saturation is accepted. Through a neutral density filter 82, which is attached in front of the opening 81 for the broadband information channel, the intensity of the broadband information kaiies can be compared to the intensity regulate the narrowband information channels.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der nur eine einzige Lichtquelle mit im wesentlichen kohärentes Strahlung verwendet wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein Teil der Anordnung gezeigt. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 enthält auch die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung eine Bogenlampe 83, und eine. Kondensorlinse 84, um ein Bild des von der Bogenlampe 83 er; zeugten Lichtbogens 86 in einer kleinen Öffnung 88 auf einer Abdeckblende 90 abzubilden. Weiterhin ist eine Kollimatorlinse 92 und eine Tranformationslinse 94 vorhanden. Es zeigte sich nämlich, daß die Beleuchtung der Aufzeichnung nicht notwendigerweise von parallelem Licht erfolgen muß oder daß die wirksame Lichtquelle in einer großen Entfernung von der Aufzeichnung zu liegen hat. Dieser Umstand wird durch die Anordnung gemäß Fig. 2 dargestellt. Hier ist die Transformationslinse 94 vor der Aufzeichnung angebracht. Die Aufzeichnung wird daher von einem konvergenten Lichtstrahlenbündel durchstrahlt. , Das von der Transformationslinse 94 ausgehende partiell kohärente Licht wird bei seinem Durchgang durch die Aufzeichnung 96 abgebeugt. Hierdurch werden auf einem Ortsfrequenzfliter 100, das in einem innerhalb des optischen Systems gebildeten Fourier-Transformationsraum angebracht ist, Beugungsmuster erzeugt. Das beispielsweise durch fotografische Verfahren hergestellte Ortsfrequenzfilter 100 weist meirere, um bestimmte Winkelbereiche voneinander getrennte Filteröffnungen 102 auf, durch die die Beugungskomponenten der Beugungsmuster erster Ordnung durchgelassen werden, die den roten, blauen und grünen Farbauszugskomponenten entsprechen.Fig. 2 shows a further embodiment of the present invention, at which only a single light source with essentially coherent radiation is used. For the sake of clarity, only part of the arrangement is shown shown. As with the embodiment of FIG. 1, the one shown in FIG. 2 also contains Device an arc lamp 83, and a. Condenser lens 84 to capture an image of the the arc lamp 83 he; generated arc 86 in a small opening 88 on one Cover panel 90 to be shown. Furthermore, there is a collimator lens 92 and a transformation lens 94 available. It turned out that the lighting of the recording was not must necessarily be made of parallel light or that the effective light source must be at a great distance from the recording. This fact will represented by the arrangement according to FIG. Here is the transformation lens 94 attached before recording. The recording is therefore made by a convergent Light beam shines through. , The one emanating from the transformation lens 94 partially coherent light is diffracted as it passes through the record 96. As a result, on a spatial frequency fliter 100, which is in a within the optical System formed Fourier transform space is attached, diffraction patterns are generated. The spatial frequency filter produced, for example, by photographic processes 100 has several filter openings separated from one another by certain angular ranges 102 through which the diffraction components of the first-order diffraction patterns are transmitted corresponding to the red, blue, and green separation components.

Des weiteren ist erfindungsgemäß ein zweiter optischer Übertragungskanal vorhanden. Dieses wird durch ein im wesentlichen ringförmiges lichtdurchlässiges Gebiet 104 dargestellt, welches das Beugungsmuster der kohärenten Informationskanäle umgibt. In diesem Fall wirkt das Korn der Aufzeichnung als Trägersignal. Es wird daher ein Spektrum der aufgezeichneten Ortsfrequenzen, das die Körnigkeit des Aufzeichnungsmediums moduliert, von dem Ortsfrequenzfilter durchgelassen, um das Auflösungsvermögen und die Helligkeit des rekonstruierten Bildes zu verbessern. Mit der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform können natürlich keine Verbesserungen bezüglich der durch das statistische Rauschen erzeugten Effekte erreicht werden, welche in den rekonstruierten Bildern durch die Kohärenz der beleuchtenden Strahlung erzeugt werden.Furthermore, according to the invention, there is a second optical transmission channel available. This is made transparent by a substantially ring-shaped Area 104 is shown which shows the diffraction pattern of the coherent information channels surrounds. In this case, the grain of the recording acts as a carrier signal. It will hence a spectrum of the recorded Spatial frequencies that the Modulated granularity of the recording medium, transmitted by the spatial frequency filter, to improve the resolution and the brightness of the reconstructed image. With the embodiment shown in Fig. 2, of course, no improvements can be made in terms of the effects generated by the statistical noise, which in the reconstructed images due to the coherence of the illuminating radiation be generated.

Eine e weitere Ausführungslorm der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt Mit dieser Ausführungsform kann eine Einspeisung des optischen Signales in eine Video-Kamera-Kette vom parallelen Helle-Typ -die manchmal auch mit YRGB-Typ bezeichnet wird - erfolgen. Mit der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erzeugt man ein Bild der ursprUnglichen Szene an dem Feldlinseneingang zu einer Video-Kamera-Kette.Another embodiment of the present invention is shown in Fig. 3 shown With this embodiment, a feed of the optical signal in a video camera chain of the parallel Helle type - sometimes also with YRGB type is referred to - take place. Generated with the embodiment shown in FIG one image of the original scene at the field lens entrance to a video camera chain.

Die gesamte Bildwiedergakevorrichtung 106 besteht aus einer Beleuchtuagseinrichtung 108, einer Kollimatorlinse 110, einer Transformationslinse 112 sowie einer Projektionslinse 114, mit der die in der Aufzeichnung gespeicherte Information rücktransformiert wird, so daß eine farbechte Reproduktion der ursprünglichen Szene bei einer Feldlinse 116 entsteht. Diese Feldlinse 116 befindet sich am Eingang zu einer Video-Kamera-Kette 118.The entire image reproducing device 106 consists of a lighting device 108, a collimator lens 110, a transformation lens 112 and a projection lens 114, with which the information stored in the recording is transformed back so that a true color reproduction of the original scene with a field lens 116 is created. This field lens 116 is located at the entrance to a video camera chain 118.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Bestandteile der Bildwiedergabevorrichtung ist dieselbe, wie bei den anhand von Fig. 1 und 2 besprochenen Ausführungsformen. Es ist jedoch in der Beleuchtungseinrichtung 108 eine weitere Möglichkeit angegeben, um eine erste Lichtquelle für~die kohärente Beleuchtung einer größeren Anzahl von engbandigen Informationskanä)aisowie eine zweite inkohärente Lichtquelle flir einen Breitbandinformatlonskanal herzustellen. Diese modifizierte Beleuchtungseinrichtung 108 besteht aus einer ersten und einer zweiten Projektionslampe 120 und 122, die symmetrisch zur optischen Achse 0-0 in einem gewissen Abstand von derselben angebracht sind.The operation of the above-described components of the image display device is the same as in the embodiments discussed with reference to FIGS. 1 and 2. However, another possibility is specified in the lighting device 108, a first light source for the coherent illumination of a large number of narrow information channels as well as a second incoherent light source flir establish a broadband information channel. This modified lighting device 108 consists of a first and a second projection lamp 120 and 122, the mounted symmetrically to the optical axis 0-0 at a certain distance from the same are.

Eine Kondensorlinse 124 bildet den von der Lampe 120 erzeugten Lichtbogen 126 auf eine kleine Öffnung 128 in einer Abdeckblende 130 ab. Auch der zwischen den Elektroden der Projeldionslinse 122 gebildete Lichtbogen wird von der Kondensorlinse 124 auf die Abdeckblende 130 abgebildet. Er fällt dort auf eine größere Öffnung 134. Hierbei ist darauf zu achten, daß der Durchmesser der Öffnung 134 in der kleinsten verwendeten Ausführung größer ist als der oben festgelegte maximale Durchmesser einer Öffnung für die Herstellung von örtlich kohärenter Strahlung. Die Öffnung 134 kann daher als eine inkohärente Strahlungsquelle betrachtet werden. Weiterhin ist eine Feldlinse 136 angebracht, mit der die wirksame Öffnung der Kondensorlinse 124 in die Öffnung der Kollimatorlinse 110 abgebildet wird. Hierdurch wird erreicht, daß ein Maximum an Strahlungsenergie von dem System durchgelassen wird.A condenser lens 124 forms the arc generated by the lamp 120 126 to a small opening 128 in a cover panel 130. Even the one between The arc formed by the electrodes of the projection lens 122 is generated by the condenser lens 124 shown on the cover panel 130. There it falls on a larger opening 134. It is important to ensure that the diameter of the opening 134 in the smallest used is larger than the maximum diameter specified above an opening for the production of locally coherent radiation. The opening 134 can therefore be viewed as an incoherent radiation source. Farther a field lens 136 is attached, with which the effective opening of the condenser lens 124 is imaged into the opening of the collimator lens 110. This achieves that a maximum of radiant energy is allowed to pass through the system.

In einem Fourier-Transformationsraum ist ein Ortsfrequenzfilter 138 angebracht. Dieses besteht aus drei Paaren von einander gegenilber -liegenden Öffnungen 140. Durch diese Öffnungen werden die Beugungsspektren erster Ordnung, die mit den roten, blauen und grünen Farbauszugsaufzeichnungen verbunden sind, durchgelassen. Auf diese Weise werden drei schmalbandige Übertragungskanäle für die in einer Aufzeichnung 141 gespeicherten roten, blauen und grünen Farbinformationen erzeugt.A spatial frequency filter 138 is in a Fourier transform space appropriate. This consists of three pairs of opposing openings 140. The first order diffraction spectra associated with the red, blue, and green separation records are allowed to pass through. In this way, three narrowband transmission channels are used in one recording 141 stored red, blue and green color information is generated.

Wie bei den Ausführungsformen von Fig. 1 und 2, enthält das Ortsfrequenzfilter 138 eine weitere Öffnung 142, deren Durchmesser wesentlich größer ist als der Durchmesser von irgendeiner der Öffnungen 140. As with the embodiments of Figures 1 and 2, the spatial frequency filter includes 138 another opening 142, the diameter of which is substantially larger than the diameter from any of the openings 140.

Hierdurch wird erreicht, daß der Inforzrationskanal, der zu der inkohärenten Strahlungsquelle gehört, ein breitbandiges Spektrum der aufgezeichneten Ortsfrequenzen übertragen kann.This ensures that the information channel leading to the incoherent Radiation source belongs to a broadband spectrum of recorded spatial frequencies can transfer.

Die Video-Kamera-Kette 118 ist sehr schematisch dargestellt. An ihrem primären Eingang ist eine Feldlinse 116 angebracht. Dort erzeugt die Bildwiedergabevorrichtung 106 ein farbechtes Bild der ursprünglichen Szene. Des weiteren ist ein erster dichroitischer Spiegel 144 angebracht, der selektiv den langwelligen Strahlungsanteil auf eine rotempfindliche VidikonlShre 146 gibt; ein zweiter dichroitischer Spiegel 148 reflektiert selektiv die kurzwellige Strahlung auf eine blauempfindliche Vidikonröhre 150; auf der optischen Achse ist schließlich eine dritte grünempfindliche Vidikonröhre angebracht, von der die Information aufgefangen wird, die einem mittleren Spektralbereich entspricht. Die grüne Aufzeichnungskomponente kann elektronisch durch normale Abtastumkehrtechniken gespiegelt werden, so daß ihre Lage mit der blauen und roten Bildkomponente auf den wlikonröhren 150 und 156 entspricht. Die Vidikonröhren 146, 150 und 152 für die rote, blaue und grüne Bildaufzeichnungskomponente sind mit Objektivlinsen 154, 156 und 158 ausgerüstet, um jeweils die Feldlinse 116 auf die entsprechenden Vidikonschirme abzubilden. Die von den Vidikonröhren für die jeweiligen Farbauszüge kommenden Signale werden über Leitungen 160, 162 und 164 in einen Schaltkreis zur Signalaufbereitung 166 eingespeist. In dem Schaltkreis 166 erfolgt eine Verstärkung und eine Matrizierung der Signale, sowie andere gewöhnliche elektronische Verfahrensschritte, um ein zusammengesetztes Signal zu erhalten, das dem der farbigen Szene entspricht und von einer Antenne 170 gesendet werden kann.The video camera chain 118 is shown very schematically. On theirs A field lens 116 is attached to the primary entrance. The image display device generates there 106 a true color image of the original scene. Furthermore, a first is dichroic Mirror 144 attached, which selectively the long-wave radiation component on a red-sensitive vidicon tube 146 gives; a second dichroic mirror 148 reflects selectively the short wave radiation onto a blue sensitive vidicon tube 150; on Finally, a third green-sensitive vidicon tube is attached to the optical axis, from which the information is collected, which corresponds to a medium spectral range. The green recording component can be electronically generated by normal reverse scan techniques be mirrored so that their position with the blue and red image components the wlikonröhren 150 and 156 corresponds. The vidicon tubes 146, 150 and 152 for the red, blue and green imaging components are with objective lenses 154, 156 and 158, respectively, to place the field lens 116 on the corresponding vidicon screens map. The signals coming from the vidicon tubes for the respective color separations are fed into a signal conditioning circuit via lines 160, 162 and 164 166 fed. Gain and matrixing are performed in circuit 166 of signals, as well as other common electronic process steps, to create a composite Receive signal corresponding to that of the colored scene and from an antenna 170 can be sent.

Erfindungsgemäß ist ein weiterer unabhängiger optischer Informationskanal für die Übertragung eines breitbandigen Ortsfrequenzspektrums vorhanden. Dieser Informationskanal wirkt in in der Kamerakette unabhängig von den mit der Farbinformation verbundenen Übertragungskanälen. Zu diesem Zweck kann eine Anzahl von Spiegeln 172, 174 und 176 verwendet werden, um den Breitbandinformationskanal aus dem optischen System direkt hinter dem Ortsfrequenzfilter 138 auszubienden und um diese Strahlung auf eine hochempfindliche Vidikonröhre 178 zu leiten. Dort wird die in der Aufzeichnung 141 enthaltene Information mit hohen Ortsfrequenzen registriert. Damit nun die in diesem Breitbardkanal beförderte Leuchtdichteinformation auch getrennt weiterverarbeitet werden kann, ist ein zusätzlicher Schaltkreis 166 für die Weiterverarbeitung des Signales vorgesehen. Dieser Schaltkreis 166 ist mit der Vidikonröhre 178 über eine Leitung 188 verbunden. Mit einer derartigen Anordnung, in der die Farbiaformation und die Leuchtdichteinformation getrennt weiterverarbeitet werden kann, ist es möglich, das Leuchtdichtesignal beliebig und unabhängig von dem Signal der Farbinformation zu verstärken. Bei normalen Video-Kamera-Ketten ist dies hingegen nicht möglich, da eine einzige Rekonstruktion der aufgezeichneton Information an der Stelle einer Feldlinse, die der Feldinse 116 von Fig. 3 entspricht, keine Möglichkeit bietet, die Leuchtdichteinformation unabhängig von der Farbinformation zu erfassen und weiterzuverarbeiten. Bei den normalen Video-Kamera-Ketten mit paralleler Helle wird die Leuchtdichteinformation durch einen Strahlenteiler auf des optischen Achse abgezweigt Die Farbinformatlon gelangt, wie oben beschrieben, über dichroitische Spiegel an die Farbvidikonröhren. Bei der Verwendung von konventionellen Systemen muß daher jeweils bei der Bilderzeugung an der Feldlinse 116 die Wahl getropfen werden, ob man auf erhöhte Auflösung oder auf erhöhte Farbsättigang den größeren Wert legt. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Entscheidung nicht notwendig. Die Leuchtdichteinforkation, die in einem breitbandigen Spektrum von Ortsfrequenzen enthalten ist, kann unabhängig von den Farbsignalen verstärkt werden.Another independent optical information channel is in accordance with the invention available for the transmission of a broadband spatial frequency spectrum. This The information channel works in the camera chain independently of the color information connected transmission channels. For this purpose a number of mirrors 172, 174 and 176 are used to extract the broadband information channel from the optical System directly behind the spatial frequency filter 138 and around this radiation onto a highly sensitive vidicon tube 178. There it will be in the record 141 contained information is registered with high spatial frequencies. So that the in Luminance information conveyed to this Breitbardkanal is also processed separately is an additional circuit 166 for the further processing of the Signal provided. This circuit 166 is connected to the vidicon tube 178 via a Line 188 connected. With such an arrangement that the color formation and the luminance information can be further processed separately, it is possible the luminance signal arbitrarily and independently of the color information signal to reinforce. With normal video camera chains, however, this is not possible, there is a single reconstruction of the recorded information in place of one The field lens, which corresponds to the field lens 116 of FIG. 3, does not offer the possibility of capture and process the luminance information independently of the color information. In the normal video camera chains with parallel brightness, the luminance information The color information is branched off by a beam splitter on the optical axis As described above, it reaches the color vidicon tubes via dichroic mirrors. When using conventional systems, therefore, each time in the image generation at the field lens 116 the choice is made as to whether one on increased resolution or to increased color saturation attaches greater importance. With the present Invention, such a decision is not necessary. The luminance information, which is contained in a broadband spectrum of spatial frequencies can be independent are amplified by the color signals.

Anschließend wird sie mit der Farbinformation in der im Schaltkreis 166 enthaltenen Matriziereinheit derart zusammengemischt, daß man jeden erwänschten Grad an Auflösung und an Farbsättigung erhält.Then it is with the color information in the in the circuit 166 contained matrix unit mixed together in such a way that everyone wanted The degree of resolution and color saturation.

Mit diesem erfindungsgemäße breitbandigen Kanal für die Übertragung der Leuchtdichteinformation kann man die Phase, die Brandbrelte oder irgendeinen anderen charakteristischen Parameter der Leuchtdichteinformation werändern, ohne daß damit die Farinnformation betroffen wird.With this broadband channel according to the invention for the transmission the luminance information can be the phase, the brandbrelte or any other characteristic parameters of the luminance information are changed without that this affects the far information.

Durch die Verwendung einer inkohärenten Strahlung für den breitbardigen Übertragungskanal erreicht man, wie bei der Ausführungsform von Fig. 1, daß die von der bochauflösenden Vidikonröhre 178 aufgenommenen hochfrequenten Datails der Aufzeichnung nicht durch statistisches Rauschen verschlechiert werden.By using incoherent radiation for the broad-faced Transmission channel is achieved, as in the embodiment of FIG. 1, that the High-frequency details of the recorded by the high-resolution vidicon tube 178 Recording cannot be obscured by statistical noise.

Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen Konstruktionsdetails beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, bei einer Anordnung mit mehreren Lichtquellen den zusätzlichen Breitbandkanal kohärent zu gestalten. Eine solche Änderung der in Fig. 3 gegebenenen Ausführungsform kann einfach dadurch erreicht werden, dem man beide Öffnungen in der Abdeckblende 130 so klein macht, daß die besprochenen Kohärenzbedingungen erfüllt sind. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 3a dargestellt. Die in Fig. 3a dargestellten Konstruktionselemente haben dieselbe Funktion wie die entsprechenden Elemente des in Fig. 3 gezeigten Systems. In dieser geänderten Ausführungsform erzeugen beide Lichtquellen, die durch die Kollimatorlinse in große Entfernung gerückt sind, eine Strahlung, die in der Ebene der Haltevorrichtung für die Aufzeichnung partiell kohärent ist.The present invention is of course not limited to those described Construction details limited. For example, it is possible with one arrangement to make the additional broadband channel coherent with several light sources. Such a change in the embodiment given in FIG. 3 can simply be achieved by this can be achieved by making both openings in the cover panel 130 so small, that the coherence conditions discussed are met. Such an arrangement is shown in Fig. 3a. Have the construction elements shown in Fig. 3a the same function as the corresponding elements of the system shown in FIG. In this modified embodiment produce both light sources, which have moved a great distance through the collimator lens, a radiation, which is partially coherent in the plane of the holding device for the recording.

Es ist auch möglich, anstelle der Punktlichtquellen und des Kbllimators einen Laser zu verwenden, um eine Strahlung mit der notwendigen Kohärenz für die Erzeugung der Beugungsmuster zu erzeugen. Auch Beleuchtungseinrichtungen, wie sie in der Patentanmeldung P 19 30 603.7 beschrieben worden sind, können für die Erzeugung der kohärenten wie auch der inkohärenten Strahlungsquellen verwendet werden.It is also possible instead of the point light sources and the air conditioner to use a laser to generate radiation with the necessary coherence for that Generation of the diffraction pattern to generate. Even lighting equipment like her in the patent application P 19 30 603.7 have been described, can for the generation the coherent as well as the incoherent radiation sources can be used.

Claims

Patent applications

1. Optical method for reproducing an image from one with one periodic structure-modulated recording of the same, characterized in that that the recording is penetrated by several separate light sources, from one or more of which are at least partially coherent; into a Fourier transform space a diffraction pattern or a plurality of diffraction patterns by the mentioned light sources the spatial frequencies of the recording are generated; by the Fourier transform space selectively having at least a portion of a first diffraction order from a source at least partially coherent light generated diffraction pattern is transmitted, in this way a first information channel for a first spatial frequency spectrum of the record to deliver that with the spatial frequency of one by the periodic Modulation generated carrier signal is convoluted; further by the Fourier transform space selectively at least a portion of the zeroth diffraction order from a second diffraction pattern is transmitted, which is formed by another light source in order to thereby a second information channel for the transmission of a second spatial frequency spectrum to deliver the recording that has a wider bandwidth than the first-mentioned spectrum having; the information transmitted by the first and second information channels is connected to construct an image of the record.

2. The method according to claim 1, characterized in that the recording from an incoherent light source that is effectively located at a great distance, is illuminated and that the zeroth diffraction order from this incoherent light source is formed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Light in the second information transmission channel can be weakened to the relative Regulate light intensities of the first and second information channels against each other to be able to.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Light in the first information transmission channel subjected to a spectral filtering corresponding to a certain zone of the spectrum of visible light.

5. The method according to claim 1 with 4, characterized in that the Openings, which in the Fourier transform space, the first and the second information transmission channel form, are attached at such a distance from each other that the first Diffraction pattern corresponding to the channel does not fall on the opening of the second channel.

6. The method according to claim 5, characterized in that the of Information transmitted on the two channels separately on different photosensitive channels Receivers is recorded.

7. The method according to claim 6, characterized in that as photosensitive Receiver vidicon tubes are used to form a video television camera chain are interconnected.

8. The method according to claim 7, characterized in that a separate Reinforcement and processing of the information supplied by the first and the second information channel Signals takes place before this becomes a unified signal for television transmission are merged so that in the images displayed on a television screen the proportions with which each channel contributes to the overall picture, optionally changed can be.

9. The method according to claim 1 with 8 for reproducing images of a colored scene whose spectral extracts overlap in a black and white recording superimposed stored sin4 in such a way that it is the spatial frequency of a carrier signal modulate, to which a direction changer is uniquely assigned, the direction vectors of the individual carrier signals are twisted against each other by specific @@ Winkell, thereby characterized in that the first information channel for the transmission of the color information and the second information channel for the transmission of additional luminance information can be used, including transparent spectral filters in the corresponding spectral ranges introduced into the diffraction orders transmitted by the first information channel to these diffraction orders the spectral ranges corresponding to the spectral extracts of visible light.

10. The method according to claim 9, characterized in that in the Video-TV-camera chain for each such spectral range a video tube is attached to the respective dichroic mirrors Spectral ranges corresponding radiation is mapped.

11. Lighting system for carrying out the method, according to a of the preceding claims, characterized in that there is a first light source with at least partially coherent radiation and devices to a Propagation of this radiation along a first axis to achieve thereby the first information channel to generate that a second incoherent light source is present as well as devices to achieve that the radiation of the same propagates along a second axis to form a second information channel to generate, and that the light sources are mounted at such a distance from one another are that the axes are inclined to each other.

12. Lighting device according to claim 11, characterized in that that the first and second light sources can be excited separately.

13. Lighting device according to claim 11, characterized in that that the first and second light sources contain an arc lamp with two electrodes, between which an arc is generated with appropriate excitation, and also one Cover screen with a first and a second opening and a condenser system, to use this to get a picture of the arc on the first opening, and to get a picture of one to produce said electrodes on the second opening, as well as a climator system at a distance from the mask that corresponds to the effective focal length of the collimator system is equivalent to.

14. Spatial frequency filter for implementing the method according to claim 1 with 10, characterized in that the spatial frequency filter in the Fourier transform space can be attached and consists of a cover panel on which a first opening, corresponding to the first information channel, as well as a second larger opening correspondingly the second information channel are attached and that the second opening in a such a distance from the first opening is arranged that they are not of the Diffraction pattern of the first channel is superimposed.

15. Filter according to claim 14, characterized in that the spectral filter with a certain spectral transmission characteristic in agreement with the first opening are attached to the information transmitted in the first channel to be assigned to a specific zone of the visible spectrum.

16. Filter according to claim 14, characterized in that a device for light attenuation in alignment with the second opening is attached to the relative radiation intensities of the first and second information channels against each other to be able to regulate.

17. Spatial frequency filter for performing the method according to claim 1 with 10, characterized in that it is a mask with a first eirer There is an opening corresponding to the first information channel and that in a certain amount radial distance from this opening an annular further opening around the opening of the first channel is arranged as the center, and d «ß as the support channel for the Information from the second transfer card used the granulation of the recording will.

18. Optical reproduction device for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, characterized by a lighting device, to generate said light sources; a holding device for the recording the recording at the irradiation; a spatial frequency filter in the Fourier transform space, which consists of a cover panel on which a first opening is made to transmitting the radiation corresponding to the first information channel; the one contains second larger opening to the corresponding to the second information channel Let radiation pass through, with the second opening at a distance from the diffraction pattern of the first information channel is attached.

19. Apparatus according to claim 18, characterized in that two Light sources are attached, both in the plane of the holding device for the Recording produce an at least partially coherent radiation, so that from each of the two light sources in the Fourier transform space an image is generated that from diffraction patterns containing many diffraction orders from certain spatial frequencies the record exists, and that the second opening is made such that at least a part of the zeroth diffraction order with the second light source connected diffraction pattern is transmitted.

20. The device according to claim 18, characterized in that the Light sources in the plane of the holding device for recording a substantially cause incoherent radiation.

21. Apparatus according to claim 18 with 20, characterized in that Spectral filters with a specific spectral permeability characteristic in Coincidence with the first opening are arranged to the information of the first transmission channel to be assigned to a certain spectral range of the visible spectrum.

22. The apparatus of claim 18 with 20, characterized in that? Neutral density filters are arranged in congruence with the second opening to the relative Radiation intensities of the first and the second information channel relative to one another to know how to regulate.

23. The device according to Ans ch 20, characterized in that the lighting device contains an arc lamp with two electrodes, between which when energized appropriately an arc is generated; an aperture with first and second openings is appropriate; a condenser system is attached to give an image of the arc in the first opening and an image of one of said electrodes in the second Create opening; a collimator system far from being effective Focal length 5 is attached away from this aperture; the first opening one Has diameter which is not greater than aXs d and the second opening has a diameter which is not smaller as d, where d by the relationship d = s. #. #C is determined, where # is the mean corrugation length of the first and second aperture illuminating radiation and #c the spatial frequency of the periodic modulation represents.

L e r s e i t e