DE1952105A1

DE1952105A1 - Method and arrangement for synthesizing holograms

Info

Publication number: DE1952105A1
Application number: DE19691952105
Authority: DE
Inventors: Sun Lu
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1968-11-22
Filing date: 1969-10-16
Publication date: 1970-06-11
Also published as: NL6916287A; FR2023861A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Synthetisieren von Hologrammen sowie eine Anordnung zum Durchführen eines solchen Verfahrens. ■ ·The invention relates to a method for synthesizing holograms and an arrangement for carrying out such a method Procedure. ■ ·

Es ist seit langem anerkannt, daß zweidimensionale Bilder einem Beobachter oftmals nur ein sehr unvollkommenes Verständnis des auf ihnen dargestellten dreidimensionalen Gegenstandes ermöglichen. Bei Betrachtung eines zweidimensionalen Bildes lassen sich nämlich nur diejenigen Eigenschaften des dargestellten Gegenstandes erkennen, die mit seiner Opazität, seinem Reflexionsvermögen und Beiner Farbe zusammenhangen.It has long been recognized that two-dimensional images often provide an observer with a very imperfect understanding of the enable three-dimensional object shown on them. When viewing a two-dimensional image, only those properties of the one shown can be seen Recognize the object with its opacity, its reflectivity and bones of color are connected.

Mit Hilfe der holographischen Technik lassen sich nun dreidimensionale Bilder herstellen. Da jedoch für die Aufnahme eines Hologramms und die Rekonstruktion eines darin festgehaltenen Bildes eine Quelle für kohärente Energiewellen- - meist ein Laser - erforderlich ist, muß die Gewinnung .der-With the help of holographic technology, three-dimensional Making pictures. However, as for the recording of a hologram and the reconstruction of one recorded in it Image a source for coherent energy waves - usually a laser - is required, the extraction.

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artiger dreidimensionaler Darstellungen meist auf relativ kleine Gegenstände beschränkt werden. -like three-dimensional representations are usually limited to relatively small objects. -

In letzter Zeit sind eine Reine von Techniken für die Erzeugung dreidimensionaler Bilder auch großer Gegenstände vorgeschlagen worden. Grundsätzlich stellen diese Techniken Verbesserungen der zuerst von lippmann in den ersten Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts zur Diskussion gestellten und als "integrale Photographic" bezeichneten Verfahrensweise dar. Die meisten dieser früheren Techniken arbeiten bei der Erzeugung der dreidimensionalen Darstellung mit der von Lippmann vorgeschlagenen, nach Art eines Fliegenauges aufgebauten Linse. In letzter Zeit sind jedoch auch Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen die fliegenaugenartige Linse durch eine Kamera ersetzt wird, die eine Serie von zweidimensionalen Bildern aufnimmt.Recently, a variety of techniques for generating three-dimensional images of even large objects have been proposed been. Basically, these techniques represent improvements first made by lippmann in the early years of the Twentieth century presented a procedure called "integral photographic". Most of these earlier techniques use Lippmann's to create the three-dimensional representation proposed lens constructed in the manner of a fly's eye. Recently, however, methods have also been proposed where the fly's eye lens is replaced by a camera that takes a series of two-dimensional images records.

Eine solche Serie zweidimensionaler Bilder wird dann nacheinander kohärenter Strahlung ausgesetzt, und die dabei entstehenden Energiewellen werden auf einer energieempfindlichen Oberfläche holographisch festgehalten. Dazu wird bei den bisher bekannten Verfahren überlicherweise für die Aufzeichnung von einem Laser und anderen geeigneten holographischen Einrichtungen Gebrauch gemacht. Auch die Rekonstruktion des dreidimensionalen Bildes erfolgt unter Verwendung übl-icher holographischer Techniken. Das bedeutet im Regelfall die.Durehstrahlung der energieempfindlichen Oberfläche mit kohärentem Licht. Obwohl nun diese Art der Erzeugung dreidimensionaler Bilder in letzter Zeit stark ins Gespräch gekommen ist, so läßt doch die Qualität der damit erzielbaren Bilder zu wünschen übrig.Such a series of two-dimensional images is then successively exposed to coherent radiation, and the resulting radiation Energy waves are on an energy sensitive Surface recorded holographically. In the previously known methods, this is usually done for the recording made use of a laser and other suitable holographic devices. Even the reconstruction of the three-dimensional Image is made using standard holographic Techniques. As a rule, this means the direct radiation of the energy-sensitive surface with coherent Light. Although this type of generation of three-dimensional images has gotten a lot of talk lately, so The quality of the images that can be achieved with it leaves something to be desired.

Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das Based on this prior art, the invention is therefore based on the object of specifying a method that

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A 37 588 b ■ - 3 - ' .A 37 588 b ■ - 3 - '.

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ausgehend, von einer Serie .zweid-imensionaler Bilder eines dreidimensionalen Gegenstandes unter synthetischer Erzeugung eines Hologramms zu einem dreidimensionalen Bild hoher Qualität führt, wobei die Wiedergabetreue des dreidimensionalen Bildes durch die Bestimmung der Anzahl der als Ausgangsmaterial verwendeten zweidimensionalen Bilder variiert werden kann. . .starting from a series of two-dimensional images of a three-dimensional object under synthetic production of a hologram leads to a three-dimensional image of high quality, the fidelity of the three-dimensional Image can be varied by determining the number of two-dimensional images used as the starting material can. . .

Außerdem soll mit der Erfindung eine Anordnung geschaffen werden, mit deren Hilfe sich ein solches Verfahren verwirklichen läßt. ·In addition, an arrangement is to be created with the invention, with the help of which such a process can be implemented. ·

Zur Erreichung dieser Ziele wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß eine Serie von zweidimensionalen Bildern eines dreidimensionalen Gegenstandes hergestellt wird und die von den verschiedenen Bildern der Serie^ ausgehenden Energiewellen auf getrennten Teilen einer energieempfindlichen Oberfläche holographisch aufgezeichnet werden.To achieve these goals, the procedure according to the invention is as follows: that a series of two-dimensional images of a three-dimensional object and the energy waves emanating from the various images in the series ^ holographically recorded on separate parts of an energy sensitive surface.

Für die Erzeugung der zweidimensionalen Bilder kommen dabei zweidimensionale Diapositive in Betracht, die von verschiedenen Aufnahmestandpunkten von einem wiederzugebenden dreidimensionalen Gegenstand gemacht worden sind. Gegebenenfalls können diese Diapositive auch Röntgendiapösitive sein, wie " sie bei industriellen Analysen oder in der Medizin anfallen. Statt Diapositiven können auch schattenlose Wiedergaben zweidimensionaler Darstellungen auf einem Projektionsschirm verwendet werden, und schließlich ist es sogar.möglich, anstelle zweidimensionaler Bilder eines wirklich existierenden dreidimensionalen Gegenstandes zweidiraensionale Erzeugnisse eines von einem entsprechend programmierten Computer gesteuertenFor the generation of the two-dimensional images come here two-dimensional slides contemplated by different Pick-up viewpoints from a three-dimensional to be reproduced Object have been made. If necessary, these slides can also be X-ray slides, such as " they arise in industrial analyzes or in medicine. Instead of slides, shadowless reproductions can also be two-dimensional Representations on a projection screen can be used, and ultimately it is even ... possible instead of two-dimensional images of a really existing three-dimensional one Object two-dimensional products of a controlled by a suitably programmed computer

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Schreibers einzusetzen. In allen Fällen werden die zweidimensionalen Darstellungen mit einem Objektstrahl bestrahlt, und To use writer. In all cases, the two-dimensional representations are irradiated with an object beam, and

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die dabei von ihnen ausgehenden Energiewellen werden auf einer energieempfindlichen Oberfläche mit einem Bezugsstrahl -zur Interferenz gebracht. Zur Begrenzung der den einzelnen zweidimensionalen Darstellungen entsprechenden Interferenzmuster auf der energieetnpfindlichen Oberfläche kann entweder diese gegenüber dem Bezugsstrahl entsprechend weiterbewegt werden, oder es kann ihr eine Maske mit einer Apertur vorgeschaltet werden, die sich vor ihr verschieben läßt und immer nur den Teil der Oberfläche zur Bestrahlung freigibt, der für die Aufzeichnung des .gerade erzeugten Interferenzmusters bestimmt ist.the energy waves emanating from them are on an energy-sensitive surface with a reference beam - brought to interference. To limit the individual two-dimensional representations corresponding interference patterns on the energy-sensitive surface can either this can be moved further with respect to the reference beam, or a mask with an aperture can be connected upstream of it that can be moved in front of her and only ever releases that part of the surface for irradiation that is for the recording of the interference pattern just generated is determined is.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile sollen nunmehr anhand der Zeichnung einige Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden. Dabei zeigen in der -Zeichnung:To further explain the invention and its advantages are now some embodiments with reference to the drawing of the invention will be described in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 e.ine Veranschaulichung der holographischen Aufzeichnung durch kleine Abschnitte eines dreidimensionalen Gegenstandes,Fig. 1 e. An illustration of the holographic recording through small sections of a three-dimensional Object,

Fig. 2 eine Darstellung der zum räumlichen Sehen gehörigen geometrischen Beziehungen,Fig. 2 shows a representation of the spatial vision associated geometric relationships,

Fig. 3 eine Darstellung der Kamerastellungen für die ■'■■ Aufnahme einer Serie von zweidimensionalen Diapositiven eines dreidimensionalen Gegenstandes,Fig. 3 is an illustration of the camera positions for the ■ '■■ receiving a series of two-dimensional slides a three dimensional object,

Fig. 4 eine Darstellung eines eine Serie von zweidimensionalen Diapositiven enthaltenden Filmstreifens , .4 shows a representation of a series of two-dimensional Film strip containing transparencies,.

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer einfachenFig. 5 is a schematic representation of a simple one

" Zweistrahlanordnung für die Erzeugung eines Hologramms aus dem Filmstreifen von Fig. 4,"Two-beam arrangement for the generation of a hologram from the filmstrip of Fig. 4,

Fig. 6 eine' vergrößerte Wiedergabe des Abschnitts der6 is an enlarged representation of the portion of FIG

Anordnung von Fig. 5 zur zweidimensionalen Wie-• . " ■ dergabe,Arrangement of Fig. 5 for the two-dimensional how • . "■ dergabe,

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Fig. 7. eine vereinfachte schematische Darstellung einer Laseranordnung für die Erzeugung eines virtuellen Bildes aus einem Hologramm,Fig. 7 is a simplified schematic representation of a Laser arrangement for generating a virtual image from a hologram,

Fig. 8 eine andere Möglichkeit für Kamerastellungen zur Aufnahme einer Serie von zweidimensionalen Diapositiven eines dreidimensionalen Gegenstandes,Fig. 8 shows another possibility for camera positions Taking a series of two-dimensional slides a three-dimensional object,

Fig."9 eine Darstellung eines mit der Anordnung von Fig. 8 aufgenommenen Filmstreifens,"9 is an illustration of one with the arrangement of Fig. 8 recorded film strip,

Fig.10 eine schematische Darstellung von Kamerastellungen für die Aufnahme einer Serie zweidimensionaler Diapositive entlang einer vertikalen und einer horizontalen Achse,10 a schematic representation of camera positions for taking a series of two-dimensional slides along one vertical and one horizontal axis,

Fig.11 einen Ausschnitt aus einer modifizierten Anordnung gemäß Fig. 5 für die Erzeugung eines synthetisierten Hologramms aus einer Serie von entlang einer vertikalen und einer horizontalen Achse aufgenommenen zweidimensionalen Diapositiven, 11 shows a section from a modified arrangement according to FIG. 5 for the generation of a synthesized hologram from a series from along two-dimensional slides recorded on a vertical and a horizontal axis,

Fig.12 eine Darstellung eines mittels der Anordnung von Fig. 11 synthetisierten Hologramms,FIG. 12 shows an illustration of a device by means of the arrangement from FIG 11 synthesized holograms,

Fig.13 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Computer-Anordnung zur Erzeugung einer Serie von zweidimensionalen Diapositiven eines dreidimensionalen Gegenstandes,13 shows a simplified schematic representation of a Computer arrangement for generating a series of two-dimensional slides of a three-dimensional one Object,

Fig.14 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Realzeit-Computer-Anordnung für die "Erzeugung eines Holegramms aus einer Serie von zweidimensionalen Diapositiven und14 shows a simplified schematic representation of a Real-time computer arrangement for the "generation of a holegram from a series of two-dimensional Slides and

Fig.15 eine schematische Darstellung einer Geräts zur Erzeugung einer Serie von zweidimensionalen Röntgen-Diapositiven für industrielle Analysezwecke.Fig.15 is a schematic representation of a device for Generation of a series of two-dimensional X-ray slides for industrial analysis purposes.

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Unter einem Hologramm versteht man bekanntlich die photographische Aufzeichnung eines Interferenzmusters zweier.Energiewellen. Unter normalen Umständen sind diese Energiewellen zwei Lichtstrahlen, von denen einer durch eine Reflexion an einem Gegenstand, dessen Hologramm aufgenommen werden soll, oder durch den Durchgang durch einen solchen Gegenstand charakterisiert ist. Bei"der Y/iedergabe eines Bildes aus einem Hologramm bewirkt die photographische Aufzeichnung eine Beugung des Lichtes zur Gewinnung eines Abbilds des an dem betreffenden Gegenstand reflektierten bzw. des durch diesen Gegenstand hindurchgegangenen Lichtstrahls, wenn die Aufzeichnung durch einen Lichtstrahl beleuchtet wird, der dem Bezugsstrahl wesensähnlich ist.As is well known, a hologram is the photographic one Recording of an interference pattern from two energy waves. Under normal circumstances these waves of energy are two Light rays, one of which is caused by a reflection on an object whose hologram is to be recorded, or is characterized by the passage through such an object. With "the reproduction of an image from a hologram causes the photographic recording a diffraction of the light to produce an image of the relevant Object reflected or the light beam passed through this object, if the recording is through a light beam is illuminated which is essentially similar to the reference beam is.

Eine interessante, wenngleich nicht notwendig vorteilhafte Eigenschaft eines mittels interferierender Llchtwellen erzeugten Hologramms besteht darin, daß jeder Ausschnitt des Hologramms die gesamte zur Reproduktion des Bildes erforderliche Information enthält. Obwohl nun Hologramme für diese Eigenschaft bekannt sind, wird ein Teil der die räumliche Tiefe betreffenden Information mit kleiner werdendem Ausschnitt unmerklich und läßt sich nicht reproduzieren.An interesting, albeit not necessarily advantageous, property of one generated by means of interfering light waves Hologram consists in the fact that each section of the hologram contains all of the information required to reproduce the image Contains information. Although holograms are now known for this property, it becomes part of the spatial depth The relevant information becomes imperceptible as the section becomes smaller and cannot be reproduced.

In Fig. 1 sind nun drei kleine unzusamraenhängende Ausschnitte A, B und C aus einem Hologramm 10 dargestellt. Jeder dieser drei Ausschnitte kann als ein kleines Bildelement angesehen werden, durch das.hindurch eine Vase 12 betrachtet v/erden kann. Durch das Bildelement A hindurch sieht man ein Bild der Vase 12, das im wesentlichen zweidimensional ist, da sich dreidimen-r sionale Information nicht durch eine sehr kleine Öffnung hindurch fortpflanzen kann. In ähnlicher Weise führt auch eine Betrachtung der Vase 12 durch die Bildelsmente B und C hindurch zur Entstehung in wesentlichen zweidiraensionaler Ansichten.In Fig. 1 there are now three small, unrelated sections A, B and C are shown from a hologram 10. Each of these three sections can be viewed as a small picture element through which a vase 12 can be viewed. A picture of the vase can be seen through the picture element A 12, which is essentially two-dimensional, since three-dimensional information does not pass through a very small opening can reproduce. Viewing the vase 12 through the picture elements B and C leads in a similar manner to the emergence of essential two-dimensional views.

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Die Ansichten durch die Bildelemente B und C hindurch unterscheiden sich von der Ansicht durch das Bildelement A hindurch. Eine Ansieht durch das Bildelement A hindurch kann auch einen Ausschnitt aus einem Würfel H enthalten, während dieser Würfel in den Ansichten durch die Bildelemente B und C hindurch nicht enthalten ist; Hervorgehoben sei als weiterer Punkt hinsichtlich der Darstellung in Fig. 1 noch, daß der Unterschied zwischen den Ansichten durch die Bildelemente A und B zu einer horizontalen Parallaxe und der Unterschied zwischen den Ansichten durch die Bildelemente B und C zu einer vertikalen Parallaxe führt.Differentiate the views through the picture elements B and C. from the view through the picture element A. A view through the picture element A can also be Excerpt from a cube H included, while this cube in the views through the picture elements B and C through is not included; Another point to be emphasized with regard to the illustration in FIG. 1 is that the difference between the views through the picture elements A and B to a horizontal parallax and the difference between the views through the picture elements B and C to a vertical parallax leads.

Zum Verständnis der Entstehung der Illusion einer räumlichen Tiefe sei nun Fig. 2 betrachtet. Der Abstand zwischen den mit' D' bzw.. E' bezeichneten Projektionen der Punkte D bzw. E auf die Netzhaut des linken Auges 16 ist verschieden von dem Abstand der entsprechenden Projektionen auf die Netzhaut des rechten Auges 18, die mit D" bzw. E" bezeichnet sind. Dieser Unterschied im Abstand der Netzhautprojektionen wird vom Gehirn als Unterschied in der räumlichen Lage interpretiert. Die Tiefenwahrnehmung stellt also ein subjektives Phänomen dar, das sich aus der Verschmelzung zweier unabhängiger,von den beiden Augen an das Gehirn weitergegebener Bilder ergibt. Als nächstes seien die in derselben Ebene liegenden Punkte D und E betrachtet. Die Abstände der Projektionen auf der Netzhaut des linken Auges 16 (E' und P¹) und auf der Netzhaut des rechten Augen 18 (E" und E") fallen jetzt gleich aus. Diese beiden Punkte werden daher an verschiedenen Stellen, aber in gleicher Entfernung gesehen. ■To understand the origin of the illusion of spatial depth, FIG. 2 is now considered. The distance between the projections of the points D and E on the retina of the left eye 16 marked with 'D' or. E "are designated. This difference in the distance between the retinal projections is interpreted by the brain as a difference in the spatial position. The depth perception is therefore a subjective phenomenon that results from the merging of two independent images that are passed on to the brain by the two eyes. Next, consider the points D and E lying in the same plane. The distances between the projections on the retina of the left eye 16 (E 'and P ¹ ) and on the retina of the right eye 18 (E "and E") are now the same. These two points are therefore seen in different places but at the same distance. ■

Um eine Tiefenwahrnehmung zu gewinnen, braucht das System aus Augen und Gehirn Projektionen eines Gegenstandes, wie sie bei dessen Betrachtung von zwei verschiedenen Stellen her zustande-In order to gain a depth perception, the system of eyes and brain needs projections of an object, as they are at its consideration from two different points

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kommen. Wird das rechte Auge 18 abgedeckt, dann vermag das linke Auge 16 allein nurmehr die Wahrnehmung einer zweidimensionalen Ansicht zu vermitteln. Ein Abdecken des linken Auges 16 führt in gleicher Weise zur Entstehung einer nur zweidimenisonalen Ansicht durch das rechte Auge 18.come. If the right eye 18 is covered, then that is possible left eye 16 only to convey the perception of a two-dimensional view. Covering the left eye 16 leads in the same way to the emergence of an only two-dimensional one Right eye view 18.

Könnte man nun die Vase. 12 und den Würfel 14 gleichzeitig durch die beiden Bildelemente A und B des Hologramms 1Q hindurch betrachten, dann würde das System aus Augen und Gehirn den Abstand zwischen diesen beiden Gegenständen wahrnehmnn. Natürlich würde eine Betrachtung der beiden Gegenstände durch die sehr kleinen Bildelemente A und B hindurch nur eine begrenzte Information liefern. Um dem System aus Auge und Gehirn das gesamte Abbild der Vase 12, des Würfels 14 und des Tisches 20 zu bieten, müßte ein Mosaik aus zweiäimensionalen Ansichten •geschaffen werden. .You could now use the vase. 12 and the cube 14 at the same time the two picture elements A and B of the hologram 1Q through then the eye-brain system would sense the distance between these two objects. Naturally would a viewing of the two items through the very small picture elements A and B only a limited one Provide information. To the system of eye and brain the entire image of the vase 12, the cube 14 and the table 20 to offer would have to be a mosaic of two-dimensional views •be created. .

Erfindungsgeraäß werden nun solche zweidimensionale Ansichten holographisch auf einem einzigen Hologramm vereinigt. Das Hologramm TO wird erfindungsgemäß durch ein solches Mosaik aus kleinen holographischen Bildelementen simuliert, daß jedes Bildele.ment ein zweidimensionales Bild eines dreidimensionalen Gegenstandes bei Betrachtung von der Stelle des jeweiligen kleinen Bildelementes her enthält. Jedes dieser kleinen Hologrammelemente bildet ein zweidimensionales Bild des Gegenstandes bei Betrachtung von der Stelle des jeweiligen Elements her. Da die in den Kologrammeleraenten festgehaltenen Bilder von zweidimensionaler Art sind, können sie normale, bei Beleuch-¹ tung mit weißem Licht aufgenommene Photographien sein.-According to the invention, such two-dimensional views are now combined holographically on a single hologram. According to the invention, the hologram TO is simulated by such a mosaic of small holographic picture elements that each picture element contains a two-dimensional image of a three-dimensional object when viewed from the location of the respective small picture element. Each of these small hologram elements forms a two-dimensional image of the object when viewed from the location of the respective element. As the captured images in the Kologrammeleraenten two-dimensional in nature, they can normal in lighting ^one processing with white light photographs taken sein.-

In Fig. 3 ist nun ein Muster für die Anordnung der Kamera für die Aufnahme einer Serie von zweidimensionalen Diapositiven eines Kegels 22 und eines Würfels 24 bei Beleuchtung mit wei-In Fig. 3 is now a pattern for the arrangement of the camera for the inclusion of a series of two-dimensional slides a cone 22 and a cube 24 when illuminated with white

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0 9 8 2 4/1251· BAD ORIGIMAL.0 9 8 2 4/1251 BAD ORIGIMAL.

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ßera Licht dargestellt. Die Kamera 26 ist anfänglich an der Stelle 1 angeordnet. Sie ist auf einen Punkt in unendlicher Entfernung gerichtet und auf eine etwa in der Mitte zwischen den Kegel 22 und'dem Würfel 24 gelegene Ebene fokussiert. In der Stellung 1 hat die Kamera 26 ein solches Gesichtsfeld, daß dessen rechte Kante den Punkt 28 des Würfels 24 mit erfaßt. Sobald mit der in Stellung 1 befindlichen Kamera 26 das erste Bild der Serie aufgenommen ist, wird die Kamera 26 in die Stellung 2 gebracht und ein neues Bild aufgenommen. Das dritte zweidimensionale Bild der Serie wird bei Stellung 3 der Kamera 26 aufgenommen. Diese Aufnahmeserie wird so lange fortgesetzt, bis die Kamera 26 auf dem Film eine Serie von zweidimensionalen Diapositiven für den Kegel 22 und den Würfel 24 erzeugt hat, wobei sich die Kamera 26 bei der Aufnahme des letzten Diapositivs der Serie in der Stellung 36 befindet. In dieser Stellung 36 der Kamera 26 hat diese ein Gesichtsfeld, dessen linker Rand den Punkt 28 auf dem Würfel 24 enthält. Alle 36 Aufnahmen der Serie enthalten daher diesen Punkt 28.ßera light shown. The camera 26 is initially at the Position 1 arranged. It is aimed at a point at infinite distance and at one roughly halfway between the cone 22 und'dem cube 24 lying plane focuses. In In position 1, the camera 26 has such a field of view that its right edge also detects the point 28 of the cube 24. As soon as the first image of the series has been taken with the camera 26 in position 1, the camera 26 is in the position 2 and took a new picture. The third two-dimensional image in the series is taken when the camera is in position 3 26 added. This series of photographs is continued until the camera 26 makes a series of two-dimensional images on the film Has produced slides for the cone 22 and the cube 24, the camera 26 being at the recording of the last slide of the series is in position 36. In this position 36 of the camera 26, it has a field of view, its left edge contains point 28 on cube 24. All 36 recordings in the series therefore contain this point 28.

Die bei diesem Beispiel gewählte Zahl von 36 Aufnahmen bedeutet natürlich nicht, daß bei allen Gegenständen eine Serie von 36 Aufnahmen erforderlich ist. Bei manchen Gegenständen genügen kleinere Aufnahmeserien, und bei großen Gegenständen in weiter Entfernung können größere Aufnahmeserien erforderlich sein. Die Anzahl der zweidimensionalen Aufnahmen in einer Serie bestimmt jedoch unmittelbar die Wiedergabetreue des entstehenden dreidimensionalen Bildes.The number of 36 shots selected in this example means of course not that a series of 36 exposures is required for all objects. Sufficient for some objects smaller series of images, and larger series of images may be required for large objects at a great distance. However, the number of two-dimensional images in a series directly determines the fidelity of the resulting image three-dimensional image.

In Pig. 4 ist ein Filmstreifen 30 dargestellt, der aus zweidimensionalen Diapositiven besteht, die aus den mit der Kamera 26 von dem Kegel 22 und dem Würfel 24 gemachten Aufnahmen entstanden sind. Zu beachten ist, daß der Punkt 28 auf allen diesen Diapositiven erscheint. Diese Serie von zweidimensionalen Dia-In Pig. 4, there is shown a film strip 30 made of two-dimensional Slides made from the recordings made with the camera 26 of the cone 22 and the cube 24 are. Note that point 28 appears on all of these slides. This series of two-dimensional di-

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positiven kann nun zur Synthese eines Hologramms benutzt werden. positive can now be used to synthesize a hologram.

In Fig. 5 ist eine Anordnung zum Synthetisieren eines Hologramms aus dem Filmstreifen 30 von Fig. 4 dargestellt. Ein Laser 32 erzeugt 'einen- monochromatischen Lichtstrahl, der an einem Spiegel 34 teilweise reflektiert wird. Der Spiegel spaltet den von dem Laser 32 kommenden Lichtstrahl auf in einen Bezugsstrahl 35 und einen Ob jek'tstrahl 38. Ein Spiegel 40 reflektiert den Bezugsstrahl 35 auf einen Spiegel 42, von dem er wiederum zu einer Strahlverbreiterungsoptik oder einem Strahldehner 44 umgelenkt wird. Der gedehnte Bezugsstrahl wird dann in einem Kollimator 46 gesammelt und auf eine Photoplatte 48 umgelenkt, die eine hohe Auflösung zeigt, wie etwa die Spektroskopplatten 649F der Fa. Eastman Kodak.In Fig. 5 is an arrangement for synthesizing a hologram from filmstrip 30 of FIG. A laser 32 generates' a monochromatic light beam that on a mirror 34 is partially reflected. The mirror splits the light beam coming from the laser 32 into a reference beam 35 and an object beam 38. A mirror 40 reflects the reference beam 35 on a mirror 42, from which it in turn to a beam broadening optics or a Beam expander 44 is deflected. The expanded reference beam is then collected in a collimator 46 and onto a photographic plate 48 deflected, which shows a high resolution, such as the spectroscope plates 649F from Eastman Kodak.

Das durch den Spiegel 34 hindurchgehende Licht bildet den Objektstrahl 38, der von einem Spiegel 50 zu einem Strahldehner 52 reflektiert wird. Der gedehnte Objektstrahl wird durch einen Kollimator 54 gesammelt und läuft anschließend durch eine Kondensorlinse 55, den Filmstreifen 30 und eine Projektionslinse 56. Das durch den Filmstreifen 30 hindurchgegangene Licht wird auf einen Diffusorschirm 58 projiziert, auf dem eine Folge von zweidimensionalen Wiedergaben der zweidimensionalen Diapositive auf dem Filmstreifen 30 entsteht. Der Zweck des Diffusorschirmes 58 besteht darin, eine schattenlose zweidiraensionale Wiedergabe des Objekts zu erzeugen. Der Diffusorschirm 58 kann ein Projektionsschirm mit einer Oberfläche aus Leinwand, Papier oder dergl. sein. Die von dem Diffusorsehirn; 58 ausgehenden ebenen Lichtwellen bilden mit dem gesammelten Bczugsstrahl 35·auf der Photoplatte 48 ein Interferenzmuüter.The light passing through the mirror 34 forms the object beam 38, which is reflected by a mirror 50 to a beam expander 52. The stretched object beam is collected by a collimator 54 and then passes through a condenser lens 55, the filmstrip 30 and a projection lens 56. The light which has passed through the filmstrip 30 is projected onto a diffuser screen 58 on which a sequence of two-dimensional representations of the two-dimensional slides appears the film strip 30 is formed. The purpose of the diffuser screen 58 is to create a shadowless two-dimensional representation of the object. The diffuser screen 58 can be a projection screen with a surface made of canvas, paper or the like. Those from the diffuser brain; 58 outgoing plane light waves form an interference pattern with the collected reference beam 35 on the photographic plate 48.

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.ν .λ, _v 009824/1251 ·.ν .λ, _v 009824/1251

11. Sept.1969Sept 11, 1969

Auf der Photoplatte 48 wird dann durch sequentielle Belichtung mit einer Folge von Interferenzmustern ein Hologramm synthetisiert. Jedes der Interferenzinuster der Folge stammt von einem anderen mit der Kamera 26 bei Belichtung mit weißem Licht aufgenommenen Bild. Die Interferenzmuster werden auf der Photoplatte 48 in der Reihenfolge aufgezeichnet, v/ie sie die Diapositive auf dem Filmstreifen 30 zeigen. Zur Beschränkung der Interferenzmuster auf jeweils ein bestimmtes ausgewähltes Gebiet der Photoplatte 48 ist vor der Photoplatte 48 (allerdings wesentlich näher als in der Darstellung in Fig.5) eine Maske 60 angeordnet. Diese Maske 60 besitzt einen länglichen Schlitz 62, dessen Länge der Höhe des zu erzeugenden Hologramms entspricht. Sind auf dem Filmstreifen 30 sechsunddreißig Diapositive aufgezeichnet, so beträgt die Breite des Schlitzes 62 1/36 der Gesamtbreite des Hologramms. Die Maske läßt sich mit Hilfe eines mit einer Schraubenspindel 66 gekoppelten Servomotors 64 zwischen ihren 36 verschiedenen Lagen hin und her bewegen.On the photo plate 48 is then by sequential exposure synthesizes a hologram with a sequence of interference patterns. Each of the interference fringes in the sequence is from a different one with camera 26 when exposed to white Light captured image. The interference patterns are on are recorded on the photographic plate 48 in the order in which they show the slides on the filmstrip 30. To the limitation the interference pattern on a particular selected area of the photo plate 48 is in front of the photo plate 48 (but much closer than in the illustration in Fig. 5) a mask 60 is arranged. This mask 60 has an elongated one Slot 62, the length of which corresponds to the height of the hologram to be generated. There are thirty-six on the filmstrip 30 When slides are recorded, the width of the slot 62 is 1/36 of the total width of the hologram. The mask can be moved between its 36 different positions with the aid of a servomotor 64 coupled to a screw spindle 66 and move here.

Beira Betriebe der in Fig. 5 veranschaulichten Anordnung wird zunächst das tnit der in Stellung 1 befindlichen Kamera 26 aufgenommene zweidimensionale Diapositiv in den gedehnten Objektstrahl 38 gebracht. Der kohärente Objektstrahl 38 durchstrahlt das Diapositiv und wird dann durch die Linse 56 auf den DIffusorschirm 58 projiziert, wo er ein zweidimensionales Bild entstehen läßt. Die von diesem zweidimensionalen Bilde ausgehenden Wellenfronten pflanzen sich in Richtung auf die Photoplatte 48 fort. Auf der Photoplatte 48 kommen diese V/ellenfronten mit dem gedehnten Bezugsstrahl 35 zur Interferenz und erzeugen ein Interferenzmuster. Das so für das erste Diapositiv der Serin entstehende Interferenzmuster wird mittels der Maske 62 auf flio er fs te- Position der Photoplatte 48 aufgezeichnet. Kach Aufzeichnung des ersten Interfernzmusters wird das zweite Diapositiv der Horie in den gedehnten Objektstrahl 38 einge-When operating the arrangement illustrated in FIG first the one recorded with the camera 26 in position 1 two-dimensional slide in the stretched object beam 38 brought. The coherent object beam 38 shines through the slide and is then through the lens 56 onto the diffuser screen 58 projects where he creates a two-dimensional image. Those emanating from this two-dimensional image Wavefronts propagate in the direction of the photo plate 48. These wave fronts appear on the photo plate 48 with the expanded reference beam 35 to interference and generate an interference pattern. The same for the first slide The interference pattern produced by the serine is recorded on the first position of the photographic plate 48 by means of the mask 62. After recording the first interference pattern, the second Slide of the horia into the stretched object beam 38

-12--12-

009824/1251009824/1251

■A 37 588 b - 12 - . ' .■ A 37 588 b - 12 -. '.

b - 71
11. Sept. 19.69b - 71
Sept. 11, 19.69

bracht. Die Maske 60 wird mittels des Servomotors 64 in die Stellung 2 verschoben und ein zweites Interferenzmuster für das zweite Diapositiv wird auf der Photoplatte 48 aufgezeichnet. Diese Arbeitsweise wird so lange fortgesetzt, bis für alle 36 Diapositive auf dem Filmstreifen 30 mit Hilfe des Bezugsstrahles 35 ein Interferenzmuster auf der Photoplatte 48 aufgezeichnet ist. Anschließend wird die photographische Emul-. sion der Photoplatte 48 entwickelt und fixiert, womit dann ein permanentes Abbild der 36 Interferenzmuster vorliegt. Auf diese V/eise ist dann ein Hologramm aus 36 Interferenzmustern synthetisiert worden, die sich über die länge des Hologramms erstrecken. Ein mit Hilfe der Diapositivserie von Pig. 3 und der Anordnung von Pig. 5 erzeugtes Hologramm zeigt lediglich horizontale Parallaxe.brings. The mask 60 is moved into position 2 by means of the servomotor 64 and a second interference pattern for the second slide is recorded on photographic plate 48. This procedure is continued until for all 36 slides on the filmstrip 30 using the reference beam 35 an interference pattern is recorded on the photographic plate 48. Then the photographic emul-. sion of the photo plate 48 developed and fixed, with which then a permanent image of the 36 interference patterns is available. on In this way, a hologram has been synthesized from 36 interference patterns which extend over the length of the hologram extend. One with the help of Pig's slide series. 3 and the arrangement of Pig. 5 generated hologram shows only horizontal parallax.

■i)a die einzelnen Diapositive in den Objektstrahl 38 hineinbewegt werden, müssen sie passend ausgerichtet sein, damit die 36 Hologrammstreifen zu einem Gesamtbild führen , dessen einzelne Teile glatt ineinander übergehen. In Fig.-6 ist der Abschnitt der Anordnung von Pig. 5 dargestellt, welcher der Ausrichtung aller 36 Diapositive dient. Wenn das erste Diapositiv auf dem Filmstreifen 30 in Position gebracht wird, wird es so justiert, daß die Projektion des Punktes 28 durch die Linse auf dem Diffusorschirm 58 auf den Punkt 68 fällt. Sobald das erste Interferenzinuster für das erste Diapositiv auf der Photoplatte 48 aufgezeichnet ist, wird das zweite Diapositiv in Position gebracht. Dabei wird der Filmstreifen 30 erneut so eingestellt, daß der Punkt 28 auf dem zweiten Diapositiv wieder auf den Punkt 68 auf dem Diffusorschirm 58 projiziert wird. Die zweite Position für den Filmstreifen 30 ist in Fig. 6 mit gestrichelten llErißlinien veranschaulicht. Für jedes· weitere der 36 Diapositive ist wieder eine solche Ausrichtung des Filmstreifens 30 erforderlich, daß der Punkt 28 des Diapositivs I) a the individual slides are moved into the object beam 38, they must be aligned appropriately so that the 36 hologram strips lead to an overall image, the individual parts of which merge smoothly into one another. In Fig. 6 is the portion of the arrangement of Pig. 5, which is used to align all 36 slides. When the first slide is positioned on the filmstrip 30, it is adjusted so that the projection of the point 28 through the lens on the diffuser screen 58 falls on the point 68. As soon as the first interference pattern for the first slide is recorded on the photographic plate 48, the second slide is brought into position. The film strip 30 is adjusted again so that the point 28 on the second slide is again projected onto the point 68 on the diffuser screen 58. The second position for the filmstrip 30 is illustrated in FIG. 6 in broken lines. For each additional one of the 36 slides, the film strip 30 must again be aligned in such a way that the point 28 of the slide

—13 ——13 -

0 0 9 824/12510 0 9 824/1251

BAD OBJGlNALBAD OBJGlNAL

A 37 588 b - 1.3.-A 37 588 b - 1.3.-

b - 71 · ■ .b - 71 · ■.

11. Sept.1969Sept 11, 1969

auf den Punkt 68 auf dem Diffusorschirm 58 projiziert wird. Wenn die Projektion des Punktes 28 für alle 36 Diapositive des Filmstreifens 30 auf den Punkt 68. auf dem Diffusorschirm 58 zu liegen kommt, dann sind die 36 Interferenzmuster, die auf der Photoplatte 48 aufgezeichnet werden, einander so räumlich zugeordnet, daß benachbarte Interferenzmuster richtig nebeneinanderliegen. Die holographische Aufzeichnung auf der Photoplatte 48 ergibt ein virtuelles Bild für den Kegel 22 und den Würfel 24 in richtiger räumlicher Zuordnung zueinander.is projected onto point 68 on diffuser screen 58. When the projection of the point 28 for all 36 slides of the filmstrip 30 onto the point 68th on the diffuser screen 58 comes to rest, then the 36 interference patterns that are recorded on the photographic plate 48 are so three-dimensional to one another assigned that adjacent interference patterns are correctly adjacent. The holographic recording on the Photo plate 48 produces a virtual image for the cone 22 and the cube 24 in the correct spatial relationship to one another.

In Pig. 7 ist nun eine Anordnung zur Rekonstruktion eines Bildes des Kegels 22 und des Würfels 24 mit Hilfe eines Lasers und anderen holographischen Zubehörs dargestellt. Von einer Lichtquelle 70, beispielsweise einem Helium-Neon-Laser, ausgehende Lichtweilen werden an einem Spiegel 72 zu einem zweiten Spiegel 74 reflektiert, um eine passende Rekonstruktion des Einfallswinkels der auf die Photoplatte 48 auftreffenden Lichtwelle zu erhalten. Die von dem Spiegel 74 ausgehenden Lichtwellen durchlaufen einen Strahldehner 76 und werden von einem Kollimator 80 zu einem Rekonstruktionsstrahl 82 gesammelt. Der gesammelte Rekonstruktionsstrahl 82 trifft unter dem gleichen Einfallswinkel auf die Photoplatte 48 auf wie der Bezugsstrahl 48 bei der Synthese des Hologramms. Praktisch stellt die Erzeugung der Beugungsbilder des Hologramms genau den umgekehrten Vorgang zu der Erzeugung der in dem Hologramm festgehaltenen Interferenzmuster dar. Bei der Reproduktion wird das Hologramm auf der Photoplatte 48 mit dem gesammelten Reproduktionsstrahl 82 aus monochromatischem Licht beleuchtet, und die von den Interferenzmustern des Hologramms ausgehenden Beugungsbilder erster Ordnung liefern zwei Bilder. Ein Beugungsbild erster Ordnung besteht aus Lichtwellen, die bei ■ Rückprojektion auf die Lichtquelle von einem scheinbaren Objekt herzukommen scheinen,das sich an der Stelle des ursprüng-In Pig. 7 is now an arrangement for reconstructing an image of cone 22 and cube 24 with the aid of a laser and other holographic accessories. From one Light source 70, for example a helium-neon laser, emanating Light waves are reflected off a mirror 72 to a second mirror 74 for a suitable reconstruction the angle of incidence of the incident on the photographic plate 48 Receive light wave. The light waves emanating from the mirror 74 pass through a beam expander 76 and are from a collimator 80 to form a reconstruction beam 82. The collected reconstruction beam 82 hits below the same angle of incidence on the photographic plate 48 as the reference beam 48 in the synthesis of the hologram. Practically the generation of the diffraction images in the hologram is exactly the opposite of the process for generating those in the hologram recorded interference pattern. During the reproduction, the hologram is on the photographic plate 48 with the collected Illuminated reproduction beam 82 of monochromatic light, and that emanating from the interference patterns of the hologram First order diffraction images provide two images. A first-order diffraction pattern consists of light waves that are at ■ The back projection onto the light source appears to come from an apparent object that is at the point of the original

-14--14-

009824/1251009824/1251

A 37 58Sb ■ - 14 -A 37 58Sb ■ - 14 -

b - 71 ·b - 71

11.Sep-t.196911 Sep-t 1969

lichen Objekts zu befinden scheint. Diese lichtwellen liefern ein virtuelles Bild. Die Lichtwellen des anderen Beugungsbildes erster Ordnung haben eine konjugierte oder umgekehrte Krümmung; diese' Lichtwellen erzeugen ein reelles Bild.seems to be located. These light waves provide a virtual image. The light waves of the other first-order diffraction pattern are conjugated or reversed Curvature; these 'light waves create a real picture.

Bei einem erfindungsgemäß erzeugten Hologramm kann man sagen, daß von dem Hologramm viele Beugungswellen erster Ordnung ausgehen. Diese Beugungswellen erster Ordnung vermischen sich jedoch miteinander und ergeben ein virtuelles Bild des Kegels 22In the case of a hologram produced according to the invention, it can be said that many first-order diffraction waves emanate from the hologram. However, these first-order diffraction waves mix with one another and produce a virtual image of the cone 22

t und des Würfels 24, das einem Beobachter 84 dreidimensional erscheint. I¹Ur die Diskussion des dem Beobachter 84 erscheinenden Bildes kann wieder auf Pig. 2 Bezug genommen werden. Der Punkt D auf dem Kegel 22 wird auf der Netzhaut des linken Auges 16 eines Beobachters 84 auf den Punkt D' projiziert, während sich der Punkt F auf dem Würfel 24 auf der Netzhaut des linken ■Auges 16 des Beobachters 84 auf dem Punkt P¹ abbildet. In entsprechender Weise bildet sich der Punkt D auf der Netzhaut des rechten Auges 18 des Beobachters 84 auf dem Punkt D" ab, während der Punkt P auf der Netzhaut des rechten Auges 18 des Beobachters 84 auf dem Punkte P" erscheint. Das' Gehirn interpretiert nun den Unterschied zwischen den Projektionen der Punkte D und P auf der Netzhaut des rechten Auges 18 und dest and the cube 24, which appears three-dimensional to an observer 84. I ¹ Ur the discussion of the image appearing to the observer 84 can again refer to Pig. 2 should be referred to. The point D on the cone 22 is projected onto the retina of the left eye 16 of an observer 84 on the point D ', while the point F on the cube 24 on the retina of the left eye 16 of the observer 84 on the point P ¹ maps. In a corresponding manner, the point D on the retina of the right eye 18 of the observer 84 is imaged on the point D ″, while the point P on the retina of the right eye 18 of the observer 84 appears on the point P ″. The 'brain now interprets the difference between the projections of points D and P on the retina of the right eye 18 and the

) · linken Auges 16 als räumlichen Abstand zwischen dem Kegel 22 und dem Würfel 24. Auf diese Weise greift das System aus Augen und Gehirn die Projektionen auf der Netzhaut des rechten Auges 18 und des linken Auges 16 auf und kombiniert sie miteinander, so daß der Eindruck räumlicher Tiefe entsteht. Außerdem sieht der Beobachter 84 die Eigenschaften des Kegels 22 und des Würfels 24 hinsichtlich Opazität, Reflexionsvermögen und - bei. Projektion in Farbe - Farbe.) · Left eye 16 as the spatial distance between the cone 22 and the cube 24. In this way, the eye-brain system grasps the projections on the retina of the right eye 18 and the left eye 16 and combines them with one another, so that the impression of spatial depth is created. Also sees the observer 84 the properties of the cone 22 and the cube 24 in terms of opacity, reflectivity and - at. Projection in color - color.

Wenn das Bild für den Beobachter 84 ein wahres dreiäimensiona-' les Abbild sein soll, dann muß sich die Relativlage von KegelIf the image is a true three-dimensional to the observer 84 les image is to be, then the relative position of Kegel

009824/1251 ^d orkmnAl009824/1251 ^ d orkmnAl

^₇₅₈₈. -1₅- .· V952105^ ₇₅₈₈ . -1 ₅ -. · V952105

b - 71 'b - 71 '

11.Sept.196911 September 1969

22 und Würfel 24 zueinander für den Beobachter 84 verändern, wenn dieser seine Stellung nach rechts oder nach links verändert.'Zunächst sei angenommen,, daß sich der Beobachter 84 entlang einer zu dem Horizont für den Kegel 22 und den Würfel 24 parallelen Linie bewegt. Dann ändern sich die Projektionen der Punkte D und F auf der Netzhaut des Auges 16 so, daß das Gehirn eine andere räumliche Beziehung zwischen dem Kegel 22 und dem Würfel 24 herausliest. Bei dieser zweiten Stellung wird die Projektion des Punktes D auf dem Kegel 22 für das linke Auge 16 des Beobachters 84 durch den Würfel 24 blockiert, und nur der Punkt F auf dem Würfel 24 führt zu einer Projektion auf der Netzhaut des linken Auges 16 des Beobachters 84. Das Gehirn interpretiert dann die Projektionen auf der Netzhaut der Augen 16 und 18 so, daß der Kegel 22 durch den Würfel 24 teilweise verdeckt wird. Dies ist ein genauer Test dafür, ob das durch das Hologramm auf der Photoplatte 48 gelieferte Bild ein getreues dreidimensionales Bild darstellt. Eine entsprechende Analyse läßt sich durchführen, wenn sich der Beobachter 84 nach rechts bewegt. Da sich bei einem Hologramm aus vertikalen Streifen nur eine horizontale Parallaxe beobachten läßt, ändert sich das Bild bei einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Beobachters 84 nicht.22 and cube 24 change to one another for the observer 84 if the latter changes his position to the right or to the left. 'First of all assume that observer 84 is along one to the horizon for cone 22 and the cube 24 parallel line moves. Then the projections of points D and F on the retina of eye 16 change so that the Brain reads out another spatial relationship between the cone 22 and the cube 24. In this second position becomes the projection of point D on cone 22 for the left eye 16 of observer 84 blocked by cube 24 and only point F on cube 24 results in a projection on the retina of the left eye 16 of the observer 84. The brain then interprets the projections on the retina of the Eyes 16 and 18 so that the cone 22 is partially covered by the cube 24. This is an accurate test of whether that the image provided by the hologram on the photographic plate 48 is a true three-dimensional image. A corresponding Analysis can be performed when observer 84 moves to the right. Since a hologram consists of vertical If only a horizontal parallax can be observed in the stripe, the image changes when the Observer 84 not.

Durch eine Abwandlung des in Fig. 3 veranschaulichten Verfahrens bei der Herstellung der Serie von zweidimensionalen Diapositiven läßt sich ein detailreicheres Bild des betreffenden Gegenstandes gewinnen. In Pig. 8 sind die Kamerastellungeri für die Aufnahme einer Serie von zweidimensionalen Diapositiven veranschaulicht, die zu einem detaillierten Bild für den Kegel' 22 und den Würfel 24 führen. Bei· dem in Fig. 3 veranschaulichten Verfahren war die Kamera 26 auf einen im Unendlichen liegenden Punkt gerichtet. Eine auf das Unendliche gerichtete Kamera bildet außer dem Kegel 22 und dem Würfel 24 die gesamteBy a modification of the method illustrated in FIG. 3 In the production of the series of two-dimensional slides, a more detailed picture of the relevant Win item. In Pig. 8 are the camera positions for the inclusion of a series of two-dimensional slides which result in a detailed image for the '22 cone and the 24 cube. In the case of the one illustrated in FIG Method was the camera 26 on one lying in infinity Point directed. A camera directed at infinity forms the whole apart from the cone 22 and the cube 24

-16--16-

009824/1261009824/1261

A 37 588 b ■ - 16 -A 37 588 b ■ - 16 -

b - 71b - 71

11.Sept.1969 · ' -11.Sept.1969 · '-

Hintergrundszenerie auf dem Diapositiv at). Auf diese Weise gehen njanche Einzelheiten des Kegels 22 und des Würfels 24 verloren. Zur Erzielung einer detailreicheren Darstellung des Kegels 22 und des Würfels 24 wird daher in Fig. 8 die Kamera 26 bei allen Stellungen auf den Punkt 28 gerichtet. Bleibt dabei die Brennweite der Kamera 26 in allen Stellungen fest, so beschreibt die Kamera 26 einen Kreisbogen. " . ■Background scenery on the slide at). In this way There are no details of the cone 22 and the cube 24 lost. In order to achieve a more detailed representation of the cone 22 and the cube 24, the camera is therefore shown in FIG 26 directed at point 28 in all positions. If the focal length of the camera 26 remains fixed in all positions, the camera 26 describes an arc of a circle. ". ■

Bei der Herstellung einer Serie von zweidimensionalen Diapo-When making a series of two-dimensional slides

. sitiven mit der in Fig. 8 veranschaulichten Anordnung muß I . With the arrangement illustrated in FIG. 8, I

sorgfältig darauf geachtet werden, daß die Hintergundszenerie ausgelöscht wird. Wegen der verschiedenen Blickwinkel ließe sich nämlich der Hintergrund auf den verschiedenen Diapositiven nicht zusammenfügen und würde zu einem verzerrten dreidimensionalen Bild führen.care must be taken to ensure that the background scenery is erased. Because of the different angles namely, the background on the various slides does not fit together and would become a distorted three-dimensional one Lead image.

Bereits oben ist darauf hingewiesen worden, daß der Punkt 28 auf jedem Diapositiv der Serie erscheint. In dem Filmstreifen 30 von Fig. 4 ändert sich die Lage dieses Punktes von Aufnahme zu Aufnahme. Betrachtet man dagegen"Fig. 9> so sieht man, daß sich der Punkt 28 in jeder Aufnahme des Filmstreifens 86 genau in der Mitte befindet. Das bedeutet jedoch nicht, daß jedes k der Diapositive mit dem anderen identisch ist, da die Kamera bei jeder Aufnahme von einer anderen Stelle aus auf den Kegel 22 und den Würfel 24 gerichtet ist. . : ■- It has already been pointed out above that point 28 appears on every slide in the series. In the filmstrip 30 of FIG. 4, the position of this point changes from picture to picture. If, on the other hand, one looks at "FIG. 9", one sees that the point 28 is located exactly in the middle in every recording of the film strip 86. However, this does not mean that every k of the slides is identical to the other, since the camera is used in every one Recording is directed from another point on the cone 22 and the cube 24 .: ■ -

Das Verfahren für die Gewinnung eines Hologramms, ausgehend von dem Filmstreifen 86, ist der Verfahrensweise mit dem Filmstreifen 30 als Ausgangspunkt ähnlich. Es kann dabei auch wieder von der Anordnung nach Fig. 5 Gebrauch gemacht werden. Da. der Punkt 28 auf dem Filmstreifen 86 stets an der gleichen Stelle erscheint, ist weniger Einstellarbeit erforderlich, um zu ge-y währleisten, daß der Punkt 28 in der Projektion stets auf den Punkt 68 auf dem Diffusorschira 58 erscheint. Wieder wird aufThe procedure for obtaining a hologram starting from the filmstrip 86, is the same as the filmstrip mode 30 as a starting point. It can do it again the arrangement according to FIG. 5 can be used. There. the Point 28 always appears in the same place on filmstrip 86, less adjustment work is required to ge-y ensure that the point 28 in the projection is always on the Point 68 appears on the diffuser slide 58. Again will be on

■ . ' · ■■ "■ ' ■■ ■ ■■' .. '."■""■ -Ϊ7-■. '· ■■ "■' ■■ ■ ■■ '..'." ■ "" ■ -Ϊ7-

009824/1251009824/1251

A 37 588 b - 17 - ·A 37 588 b - 17 -

11 .Sept.1969September 11, 1969

dem von dem Filiastreifen 86 gewonnenen Hologramm nur eine horizontale Parallaxe verzeichnet.the hologram obtained from the filia strip 86 is only a horizontal one Parallax recorded.

In Fig. 10 ist nun ein Verfahren veranschaulicht, wie man zweidimensionale Diapositive aufnehmen kann, die zu einem Hologramm mit sowohl horizontaler als auch vertikaler Parallaxe führen. Die auf einen Punkt im Unendlichen gerichtete und auf den Kegel 22 und den V/ürfel 24 fokussierte Kamera 26 wird zunächst in Zeile 1 und Spalte 1 eines zweidimensionalen⁴ Schemas gebracht. Bei Beleuchtung mit weißem Licht wird sodann eine Aufnahme gemacht und anschließend die Kamera 26 in Zeile 1 nach Spalte 2 verschoben. Auf diese Weise wird für/jede Spalte des Schemas in Zeile 1 eine Aufnahme gemacht. Anschließend wird die Kamera 26 in die Zeile 2 des Schemas überführt und wieder für jede Spalte in dieser Zeile eine Aufnahme gemacht. In dieser Weise wird weitergearbeitet, bis die Kamera 26 für die letzte Serie von Aufnahmen des Kegels 22 und des' Würfels 24 in der untersten Zeile des Schemas steht und auch für diese Zeile in jeder Spalte eine Aufnahme gemacht ist.FIG. 10 now illustrates a method of how one can record two-dimensional slides which lead to a hologram with both horizontal and vertical parallax. The camera 26, which is directed to a point at infinity and focused on the cone 22 and the V / cube 24, is first placed in row 1 and column 1 of a two-dimensional ⁴ diagram. When illuminated with white light, a picture is then taken and the camera 26 is then moved in row 1 to column 2. In this way a recording is made for / each column of the schema in row 1. The camera 26 is then transferred to line 2 of the diagram and a picture is taken again for each column in this line. Work continues in this way until the camera 26 is in the bottom line of the diagram for the last series of recordings of the cone 22 and the cube 24 and a record has also been made for this row in each column.

Als Alternative zu der eben beschriebenen Arbeitsweise können auch eine Mehrzahl von Kameras verwendet werden, die alle Diapositive auf einmal aufnehmen. Auf diese Weise lassen sich die mit Bewegungen des Objekts während der Aufnahme verbundenen Probleme ausschalten.As an alternative to the method of operation just described, you can a plurality of cameras can also be used, which take all slides at once. In this way, the Turn off problems associated with subject movement during recording.

Je mehr die Anzahl der Aufnahmestellungen in dem Schema zunimmt, desto kleiner können die einzelnen Holograamelemente werden und desto näher· kommt das so entstehende synthetische Hologramm einem echten Hologramm. Man erhält so eine beliebig glatte und genaue Annäherung. Da sich die Kamera 26 in einer vorgegebenen Zeile in jede Stellung verschiebt, entsteht ein einziger Filmstreifen. Jeder dieser Filmstreifen ist dem inThe more the number of recording positions in the scheme increases, the smaller the individual hologram elements can be and the closer the resulting synthetic hologram comes to a real hologram. You can get one at will smooth and accurate approximation. Since the camera 26 is in a If the given line is moved to any position, a single film strip is created. Each of these film strips is in

-18--18-

0 0982Λ/12 610 0982Λ / 12 61

A 37 588 b - 18 - 1 9 5 2 I 0 OA 37 588 b - 18 - 1 9 5 2 I 0 O

b - 71 ■ 'b - 71 ■ '

11. Sept.1969Sept 11, 1969

Fig. 4 veranschaulichten Filmstreifen 30 ähnlich. Der Punkt erscheint wieder auffallen zweidimensionalen Diapositiven.4, similar to the illustrated filmstrip 30. The point appears again in striking two-dimensional slides.

Für die Synthes. eines Hologramms, das sowohl vertikale als auch horizontale Parallaxe zeigt, wird die Anordnung von Fig.5 in der in Fig.11 veranschaulichten Weise abgewandelt, wobei in dieser Figur nur die Abänderungen dargestellt sind. Der Objektstrahl 38 wird durch einen Kollimator 54 gesammelt und beleuchtet nach Durchgang durch eine Kondensorlinse 55 ein Diapositiv auf dem Filmstreifen 30a. Die durch den FilmstreifenFor the Synthes. of a hologram that is both vertical and also shows horizontal parallax, the arrangement of FIG. 5 is modified in the manner illustrated in FIG only the modifications are shown in this figure. The object beam 38 is collected by a collimator 54 and illuminated after passing through a condenser lens 55, a slide on the filmstrip 30a. The one through the filmstrip

w 30a hindurchgegangenen Lichtwellen werden durch eine Linse 56 Waves of light which have passed w 30a are passed through a lens 56

■ auf den Diffusorschirm 58 projiziert und ergeben dort ein zweidimensionales Bild. Die von dem Diffusorschirm 58 ausgehenden ebenen Wellen werden mit dem Bezugsstrahl 35 im Bereich einer Photoplatte 88 zur Interferenz gebracht. Eine Maske 90, die sich viel näher an der Photoplatte 88 befindet als dies in Pig.11 dargestellt ist, besitzt eine rechteckige Apertur 92 und wird so eingestellt, daß sie das entstehende Interferenzmuster auf einen kleinen Bereich der Photoplatte 88 beschränkt. Die Maske 90 läßt sich sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung verstellen. Die vertikale Einstellung erfolgt mit Hilfe eines mit einer Schraubenspindel 96·' gekoppelten Motors 94, und die horizontale Einstellung wird durch einen mit einer Schraubenspindel 100 gekoppelten Motor 98 vorgenommen.■ projected onto the diffuser screen 58 and produce a two-dimensional one there Image. Those emanating from the diffuser screen 58 plane waves are caused to interfere with the reference beam 35 in the area of a photo plate 88. A mask 90 that is much closer to the photo plate 88 than is shown in FIG Pig. 11 is shown has a rectangular aperture 92 and is adjusted so that it confines the resulting interference pattern to a small area of the photo plate 88. The mask 90 can be both horizontal and vertical Adjust direction. The vertical adjustment is carried out with the aid of a motor coupled to a screw spindle 96 · ' 94, and the horizontal adjustment is made by a motor 98 coupled to a screw spindle 100.

Für die Synthese eines Hologramms auf der Photoplatte 88 wird die Apertur 92 der Maske 90 zunächst in eine Stellung gebracht, die der Spalte 1 von Zeile 1 in dem Schema von Fig.10 entspricht. Sodann wird das von dieser Stelle aus aufgenommene Diapositiv in den Objektstrahl 38 gebracht und auf der Photoplatte 88 ein Interferenzmuster aufgezeichnet. Anschließend wird das Spalte 2 von Zeile 1 entsprechende Diapositiv in den • Objektstrahl 38 gebracht und die Apertur 92 der Maske 90For the synthesis of a hologram on the photo plate 88 the aperture 92 of the mask 90 is first brought into a position which corresponds to column 1 of line 1 in the scheme of FIG. Then the recorded from this point Brought a slide into the object beam 38 and recorded an interference pattern on the photo plate 88. Afterward the column 2 of line 1 corresponding slide in the • Object beam 38 brought and the aperture 92 of the mask 90

-19--19-

009824/T2S1009824 / T2S1

A 37 588 b - 19 -A 37 588 b - 19 -

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durch den Motor 98 in der gleichen Zeile um eine Position nach rechts verschoben. In dieser V/eise wird fortgefahren, bis alle mit der Kamera 26 in Zeile 1 des Schemas von Pig. 10 aufgenommenen Diapositive ein zweidimensiotiales Bild auf dem Diffusorschirm 58 geliefert haben. Die von dem Diffusorschirm 58 ausgehenden Lichtwellen ergeben zusammen mit dem Bezugsstrahl 35 auf der Photcplatte 88 ein Interferenzmuster. Anschließend bringt der Motor 94- die Apertur 92 der Maske'90 in Zelle 2, und der Motor 98 führt die Apertur 92 in die Spalte 1 entsprechende Stellung zurück. Sodann wird das erte .in Zeile 2 mit der Kamera 26 aufgenommene Diapositiv in den Objektstrahl 38 gebracht. Anschließend wird die Apertur 92 der Maske 90 in eine Spalte 2 und Zeile 2 des Schemas von Fig. 10 entsprechende Stellung gebracht und das bei dieser Stellung der Kamera 26 aufgenommene Diapositiv in den Objektstrahl 38 eingeführt. Dieses Verfahren wird für jeden eine Serie von zweidimensionalen Diapositiven enthaltenden Filmstreifen wiederholt. Jedes Diapositiv muß dabei so in den Objekt.strahl 38 eingebracht werden, daß sich der Punkt 28 auf dem Diapositiv auf dem Punkt 68 auf dem Diffusorschirm 58 abbildet.by motor 98 in the same row by one position moved to the right. In this way it is continued until everyone with the camera 26 in line 1 of the scheme of Pig. 10 slides recorded a two-dimensional image on the Diffuser screen 58 supplied. The one from the diffuser screen 58 outgoing light waves together with the reference beam 35 on the photo plate 88 result in an interference pattern. Afterward the motor 94- brings the aperture 92 of the mask '90 in Cell 2, and the motor 98 returns the aperture 92 to the position corresponding to column 1. Then the 1st. In line 2 Slides recorded with the camera 26 are brought into the object beam 38. Then the aperture 92 of the mask 90 in a column 2 and line 2 of the diagram of FIG. 10 are brought into a corresponding position, and that with the camera 26 in this position The recorded slide is introduced into the object beam 38. This procedure becomes a series of two-dimensional for everyone Film strips containing slides repeatedly. Every slide must be introduced into the object beam 38 so that the point 28 on the slide is shown on the point 68 on the diffuser screen 58.

Sobald sämtliche Interferenzmuster auf der Photoplatte 88 aufgezeichnet sind, wird diese entwickelt und fixiert, so daß eine dauernde holographische Aufzeichnung entsteht. Ein derartiges Hologramm erscheint als Mosaik aus kleinen rechteckigen Abschnitten, wie es in Fig. 12 veranschaulicht ist. Selbstverständlich sind die einzelnen Abschnitte für das bloße Auge nicht erkennbar. Fig. 12 soll lediglich deutlich werden lassen, daß sich das Hologramm, aus vielen Einzelabschnitten zusammen- .-setzt, die entlang horizontaler und vertikaler Achsen aufeinanderfolgen. . " .Once all of the interference patterns are recorded on the photographic plate 88 are, this is developed and fixed so that a permanent holographic record is created. Such a thing The hologram appears as a mosaic of small rectangular sections, as illustrated in FIG. Of course the individual sections are not visible to the naked eye. Fig. 12 is only intended to make it clear that the hologram is composed of many individual sections. which follow one another along horizontal and vertical axes. . ".

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009824/1251009824/1251

A 37 588 b - 20 -A 37 588 b - 20 -

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Zur Erzeugung eines virtuellen Bildes, ausgehend von einem Hologramm'auf der Photoplatte 88, läßt sich die in Fig. 7 veranschaulichte Anordnung· verwenden..Dabei wird einfach das Hologramm 48 durch das Hologramm 88 ersetzt. Hinter dem Hologramm 88 erscheint ein virtuelles Bild des Kegels 22 und des Würfels 24. Jedoch gibt es jetzt sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Parallaxe. Die scheinbare räumliche Beziehung zwischen den Objekten ändert sich daher auch dann, wenn sich der Beobachter 84 nach oben oder nach unten bewegt. Selbstverständlich äußern sich auch Bewegungen des Beobachters 84 nach links oder rechts in Änderungen der scheinbaren räumlichen Beziehungen der Objekte zueinander. Eine Bewegung des_ Beobachters 84 nach oben oder unten zeigt die vertikale Parallaxe auf, während. Bewegungen des Beobachters nach rechts oder links die horizontale Parallaxe deutlich werden lassen.To generate a virtual image on the basis of a hologram on the photographic plate 88, the method shown in FIG illustrated arrangement · use..this becomes simply that Hologram 48 replaced by hologram 88. A virtual image of the cone 22 and the appears behind the hologram 88 Cube 24. However, there is now both a horizontal and a also a vertical parallax. The apparent spatial relationship between the objects therefore also changes when the observer 84 moves up or down. Of course, movements of the observer 84 are also expressed to the left or right in changes in the apparent spatial relationships of the objects to one another. A movement of the_ Observer 84 up or down reveals the vertical parallax while. Movement of the observer to the right or let the horizontal parallax become clear on the left.

Außer der Erzeugung dreidimensionaler Bilder von tatsächlich existierenden Objekten ist mit Hilfe der Erfindung auch die Erzeugung von Bildern solcher Objekte möglich, die gar nicht wirklich vorhanden sind. In Fig. I3 ist ein Computer 102 dargestellt, der von einem Steuerteil 104 mit einem Programm gespeist wird und seinerseits einen X-Y-Schreiber 106 steuert. Der X-Y-Schreiber 106 zeichnet die einzelnen Bilder für eine" · Serie zweidimensionaler Ansichten. Der erste Schritt bei der Erzeugung eines Filmstreifens mittels des Computers 102 besteht in der Aufstellung eines Unterprogramms, welches das -■-- oder die jeweils gewünschten Objekte mathematisch beschreibt. Als nächstes wird der Computer 102 durch Einlesen dieses Unterprogramms über den Steuerteil 104 programmiert. Die Programmierung eines Computers ist für einen Programmierer eine alltägliche Angelegenheit. Techniken für die Programmierung von Computern sind beispielsweise in dem Buche von Robert Steven. Ladley "Digital Computer and Control Engineering" (McGraw- -Except for creating three-dimensional images of actually With the help of the invention, it is also possible to generate images of objects that exist that are not really exist. FIG. 13 shows a computer 102 which is fed with a program by a control part 104 and which in turn controls an X-Y writer 106. The X-Y writer 106 draws the individual images for a "· series of two-dimensional views. The first step in the Production of a film strip by means of the computer 102 consists in the creation of a subroutine which the - ■ - or describes the desired objects mathematically. Next, the computer 102 is programmed by reading this subroutine via the control part 104. Programming a computer is an everyday occurrence for a programmer Matter. Techniques for programming computers are for example in the book by Robert Steven. Ladley "Digital Computer and Control Engineering" (McGraw- -

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009824/1251 "009824/1251 "

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Hill I960) beschrieben. Als dritten Schritt bei der Herstellung einer Serie von zweidimensionalen Bildern erzeugt der von dem Computer 102 gesteuerte X-Y-Schreiber 106, der beispielsweise einen dem in "Electronics" Band 38, Seite 157 vom 4.12.1-965 beschriebenen X-Y-Schreiber ähnlichen Aufbau haben kann, eine Vielzahl von einzelnen zweidimensionalen Bildern entsprechend dem gewünschten Programm. Im allgemeinen Falle schafft der Computer 102 für jede der zur Erzeugung eines gewünschten dreidimensionalen Bildes erforderlichen Ansichten ein eigenes Bild. Als nächstes werden die von den Schreiber 106 auf dem Streifen 108 erzeugten einzelnen Bilder in Diapositive·in Form eines Filmstreifens umgewandelt. Wichtig ist, daß alle aus den von. dem Computer geschaffenen Bildern hervorgehenden Einzeldiapositive einen gemeinsamen Punkt für ihre Ausrichtung auf den Punkt 68 auf den Diffusorschirm 58 aufweisen.Hill 1960). As the third step in manufacturing a series of two-dimensional images generated by the Computer 102 controlled X-Y writer 106, for example one of the one in "Electronics" volume 38, page 157 of December 4, 1965 described X-Y recorder can have a similar structure, a Variety of individual two-dimensional images according to the desired program. In general, he creates Computer 102 has its own image for each of the views required to generate a desired three-dimensional image. Next are those from the pen 106 on the strip 108 produced individual images in slides · in the form of a Filmstrip converted. It is important that all of the. The individual slides resulting from the computer-generated images have a common point for their alignment with the Point 68 have on the diffuser screen 58.

Zur Herstellung eines Hologramms aus den.mit Hilfe des Computers 102 geschaffenen Diapositiven kann ein dem in Fig. 5 veranschaulichten System ähnliches System verwendet werden. Jedes der durch den Computer hergestellten Diapositive wird in den Objektstrahl 38 eingebracht. Ein allen Diapositiven gemeinsamer Punkt wird so ausgerichtet, daß seine Projektion durch die Linse 56 ihn auf den Punkt 68 auf dem Diffusorschirm 58 fallen läßt. Die Apertur 62 der Maske 60 wird in gleichem Maße kontinuerlich qjuer über die Photoplatte 48 verschoben, wie der Filmstreifen vom ersten zum letzten Diapositiv weiterrückt.To produce a hologram from the.with the help of the computer 102 created slides can be illustrated in FIG. 5 System-like system can be used. Each of the slides produced by the computer is placed in the Object beam 38 introduced. Common to all slides Point is oriented so that its projection through lens 56 brings it onto point 68 on diffuser screen 58 drops. The aperture 62 of the mask 60 is displaced continuously over the photographic plate 48 to the same extent as that Film strip moves from the first to the last slide.

Bei einer Alternativaüsführung kann der Ausgang des Computers .102 mit dem Eingang entweder einer Blauschriftröhre oder einer, elektrostatischen Speicherröhre verbunden werden und so die einzelnen zweidimensionalen Bilder auf diesen Röhren erzeugen. In Fig. 14 ist der Ausgang eines Computers 102 über ein entsprechendes Steuergerät 127 mit den Ablenkplatten einer Katho-In an alternative, the output of the computer .102 can be connected to the input of either a blue writing tube or an electrostatic storage tube and so the Generate individual two-dimensional images on these tubes. In Fig. 14, the output of a computer 102 is via a corresponding one Control unit 127 with the baffles of a cathode

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009824/1261 *009824/1261 *

A 37 588 b · -.22 -A 37 588 b -.22 -

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denstrahlröhre 126 verbunden. Der von dem Kollimator 54 gesammelte Objektstrahl 38 wird auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre 126 gerichtet und von dort zu einer Photoplatte 128 reflektiert. Wie bereits oben erwähnt, läßt sich ein Hologramm durch den Durchtritt eines ObjektStrahles durch ein Objekt oder durch dessen-Reflexion daran erzeugen. Bei der in Fig.14 veranschaulichten Anordnung wird der Objektstrahl 38 von den zweidiraensionalen Bildern auf der Kathodenstrahlröhre reflektiert, während er bei den weiter oben beschriebenen An-the beam tube 126 is connected. That collected by the collimator 54 Object beam 38 is on the screen of the cathode ray tube 126 directed and reflected from there to a photo plate 128. As mentioned above, a hologram can be used by the passage of an object beam through an object or by reflecting on it. At the in 14, the object beam 38 is derived from the two-dimensional images on the cathode ray tube reflected, while in the case of the above-described

' ■ ' ■

' Ordnungen durch die zweidimensionalen Bilder auf dem Diffusorschirm 58 hindurchgeht. ' Orders through the two-dimensional images on the diffuser screen 58 passes.

Auf der Photoplatte 128 kommt der an der Kathodenstrahlröhre 126 reflektierte Objektstrahl 38 mit dem Bezugsstrahl 35 zur Interferenz. Wieder ist unmittelbar vor der Photoplatte 128 eine Maske 130 angeordnet, welche das Interferenzmuster für jedes zweidimensionale Bild auf einen vorgegebenen Bereich der Photoplatte 128 begrenzt. Die Maske 130 besitzt eine Apertur 132 und läßt sich in der jeweils gewünschten Weise einstellen. Die.zweidimensionalen Darstellungen auf der Kathodenstrahlröhre 126 werden unmittelbar zur Erz.eugung von Interferenzmustern mit dem Bezugsstrahl 35 herangezogen. Die in Fig. 14 veranschaulichte Anordnung bietet also den Vorteil einer Realzeit-Aufzeichnung.On the photo plate 128 comes the one on the cathode ray tube 126 reflected object beam 38 with reference beam 35 for interference. Again is immediately in front of the photo plate 128 a mask 130 arranged, which the interference pattern for each two-dimensional image is limited to a predetermined area of the photographic plate 128. The mask 130 has a Aperture 132 and can be adjusted in the manner desired in each case. The two-dimensional representations on the cathode ray tube 126 are used directly to produce interference patterns is used with the reference beam 35. The arrangement illustrated in FIG. 14 thus offers the advantage a real-time recording.

Außer der Herstellung eines virtuellen Bildes, ausgehend von einer Serie von b.ei Beleuchtung mit weißem Lieht hergestellten zweidimensionalen Bildern, ist auch die Gewinnung eines dreidimensionalen Bildes aus einer Serie von zweidiraensionalen. Röntgenaufnahmen möglich. In Fig. 15 ist schematisch ein Aufbau veranschaulicht, wie er zur Herstellung von Röntgenreihenaufnahmen für industrielle Analysezwecke verwendet wird. Eine Röntgeneinrichtung mit einem Röntgenfilmhalter 110 und einemIn addition to creating a virtual image based on of a series made by lighting with white light two-dimensional images, is also the extraction of a three-dimensional image from a series of two-dimensional ones. X-rays possible. 15 is a schematic structure Illustrates how he used to make serial radiographs is used for industrial analysis purposes. An X-ray device having an X-ray film holder 110 and a

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009824/1251009824/1251

A 37 588 b ' - 23 - ■ · 'A 37 588 b '- 23 - ■ ·'

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Steuergerät-112 erzeugt eine Serie von Röntgenaufnahmen einer Schweißnaht 114, die zwei Rohrabschnitte 116 und 118.mitein-, ander verbindet.'Der Röntgenfilmhalter 112 läßt sich mit Hilfe eines Wagens 120 sowohl längs der Rohrabschnitte 116 und 118 als auch quer dazu verschieben. Der Wagen 120 ist oberhalb der Rohrabschnitte 116 und 118 auf parallelen Schienen 122 und 124 geführt. Auf diese Weise läßt sich der Röntgenfilmhalter so einstellen, daß er eine' Serie von Röntgendiapositiven entlang · einer Linie oder mehrere solcher Serien zu liefern vermag.Control unit 112 generates a series of x-rays of a Weld 114, the two pipe sections 116 and 118. other connects.'The X-ray film holder 112 can be opened with the help a carriage 120 along both pipe sections 116 and 118 as well as move across it. The carriage 120 is above the pipe sections 116 and 118 on parallel rails 122 and 124 guided. In this way, the X-ray film holder can be adjusted in such a way that it follows a series of X-ray transparencies. able to deliver one line or several such series.

Sowohl bei einem einzigen Filmstreifen als auch bei mehreren !Filmstreifen läßt sich für die Herstellung eines Hologramms . auf einer Photoplatte 48 die in Fig. 5 dargestellte Anordnung verwenden, wobei entweder die Maske 60 von Fig. 5 oder die Maske 90 von Fig. 11 zum Einsatz kommt. Für die Gewinnung eines dreidimensionalen Bildes der Schweißnaht 114 können der Laser 70 und das sonstige in Fig. 7 dargestellte holographische .Zubehör herangezogen werden. Ein solches dreidimensionales Bild der Schweißnaht läßt nicht nur eine Lokalisierung eines Risses in der Schweißnaht 114 zu, sondern veranschaulicht außerdem das Ausmaß des Risses und seine relative Lage. Beispielsweise läßt sich ein Sprung in der Schweißnaht 114 ohne weiteres, beobachten. Ein dreidimensionales Bild dieses Sprunges läßt nicht nur sein Vorhandensein erkennen, sondern auch seine Richtung und seine allgemeine Umrißlinie.Both with a single film strip and with several! Film strips can be used to produce a hologram. use the arrangement shown in FIG. 5 on a photographic plate 48, either the mask 60 of FIG. 5 or the Mask 90 of Fig. 11 is used. For obtaining a The laser can produce three-dimensional images of the weld seam 114 70 and the other holographic accessories shown in FIG can be used. Such a three-dimensional image of the weld seam not only allows a localization of a crack in weld 114 but also illustrates the extent of the crack and its relative location. For example a crack in the weld 114 can easily be observed. A three-dimensional image of this jump reveals not only its presence, but also its direction and its general outline.

Außer für industrielle Analysezwecke lassen sich Röntgendiapositive auch für medizinische Diagnosen herstellen. In vielen Fällen kann die übliche Standardausrüstung- für Röntgenaufnahmen zur Herstellung der gewünschten Serien von zweidimensionalen · Diapositiven verwendet werden. Eine solche Serie kann dann zur Erzeugung eines Hologramms mit den oben beschriebenen Einrichtungen dienen. Ein dreidimensionales Bild liefert auch in die-X-ray slides can also be used for industrial analysis purposes also manufacture for medical diagnoses. In many cases the usual standard equipment for x-rays for the production of the desired series of two-dimensional Slides can be used. Such a series can then be used to generate a hologram with the devices described above to serve. A three-dimensional image also provides

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009824/125009824/125

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sem Falle erheblich mehr Aussagen und Einsichten als ein einzelnes zweidimensionales Bild.In this case, considerably more statements and insights than a single one two-dimensional image.

Ungeachtet der Beschreibung und zeichnerischen Darstellung einiger spezieller Ausführungsformen ist es klar, daß daran zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Notwithstanding the description and drawings of some specific embodiments, it is clear that there is numerous changes can be made without the To leave the scope of the invention.

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00982V/1251 "00982V / 1251 "

Claims

A 37 588 b - 25-11 September 1969 Patent claims: Method for synthesizing a hologram of a three-dimensional object, characterized in that a series of two-dimensional images of the object is produced and in particular the wave fronts of energy waves emanating from the various images in the series separate parts of an energy-sensitive surface can be recorded holographically. 2. The method according to claim 1, characterized in that a series of two-dimensional slides is sequentially irradiated with coherent energy waves to generate the two-dimensional images. 3. The method according to claim 2, characterized in that the energy waves passing through the two-dimensional slides are collected on a diffusor schirra. 4. The method according to claim 3, characterized in that the slides are each aligned with an identification mark on the diffuser screen using an identification mark attached to them. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the two-dimensional images are generated with the aid of a coherent object beam touching the object to be imaged and the energy waves emanating from them are brought to interference with a coherent reference beam on the energy-sensitive surface. -26- 009824/1261 A 37 58 8 b - 26 - b - 71 ■■■■■■■ .Sept. 1969 .- ■; ■■ 6. The method according to claim 5, characterized in that the object beam for generating the various two-dimensional images is carried out one after the other through a series of two-dimensional slides. 7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the object beam and the reference beam are obtained by beam splitting from a single monochromatic and coherent light beam. 8. The method according to any one of claims 2 to 7 »characterized in that a series of X-ray transparencies is used to generate the two-dimensional images. 9. The method according to claim 1, characterized in that the two-dimensional images are generated with the aid of a computer. 10. The method according to claim 1, characterized in that the two-dimensional images of the three-dimensional object are recorded from at least two different locations., 11. The method according to claim 10, characterized in that a shadowless playback is generated from each two-dimensional image and this is irradiated with a coherent energy wave, which in turn acts on the energy-sensitive. Surface is brought to interference with a reference beam at a location assigned to the respective recording location of the two-dimensional image. 12. The method according to claim 11, characterized in that an image is generated from each shadowless reproduction on the energy-sensitive surface and with the reference beam for -27- 009824/125 1 A 37 58 8 b - 27 - b - 71 '

1.1 Sept. 1969

Interference is brought.

13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that that a coherent energy wave through each of a series of to generate the shadowless reproductions two-dimensional slides through onto a projection screen is judged.

14. The method according to claim 13, characterized in that to limit the interference pattern corresponding to the individual shadowless reproductions on the energy-sensitive Surface of this is preceded by a mask with an opening.

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that that the image of each shadowless reproduction is based on an identification mark contained in it on an identification mark aligned with the projection screen.

16. Arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 15, characterized by a device to generate a coherent reference beam and an object beam, by means of a device for following fair-rahlen each one of a series of two-dimensional. Images of a three-dimensional object with the object beam and through an energy-sensitive Surface for recording interference patterns from the energy waves emanating from the irradiated image and the reference ray.

17. The arrangement according to claim 16, characterized in that a device for generating the two-dimensional images for successive irradiation one at a time

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0098 247Ϊ2510098 247-251

A 37 58 8 b - 28 -

Sept 11, 1969

Series of two-dimensional slides with the object beam and a device for collecting the energy waves passing through the respective irradiated slide are provided.

- ο ^v

18. The arrangement according to claim 17 »characterized in that a diffuser screen is provided to intercept the energy waves radiating through each slide. '.

19. The arrangement according to claim 16, characterized in that a device for generating the two-dimensional images is provided for irradiating a projection tube with the Object Strabi. _ ■

20. Arrangement according to claim 16, characterized in that, a device for generating the two-dimensional images for the shadowless reproduction of a series of two-dimensional representations of a three-dimensional object is provided from at least two different points of view.

21. Arrangement according to claim 20, characterized in that for the shadowless reproduction of the two-dimensional representation. Positions a projection screen is provided.

22. Arrangement according to claim 18 or 21, characterized in that a device for aligning an identifier on the Slides or the representations on an identification mark on the diffuser screen or .. on the. Projection screen provided is.

23. Arrangement according to one of claims 16 to 22, characterized in that that the energy-sensitive surface has a

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00-9824/12500-9824 / 125

A 37 588 b - 29 -

11 September 1969

Mask with an opening to cover "the entire loading. area of the surface with the exception of one to be recorded in each case Interference pattern assigned zone is connected upstream.

009824/1251009824/1251

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