DE19523321A1

DE19523321A1 - Single-step generation of auto-stereoscopic holographic multi-stereogram

Info

Publication number: DE19523321A1
Application number: DE19523321A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dausmann; Klaus Dr Gnaedig
Original assignee: HSM GmbH and Co KG
Current assignee: HSM GmbH and Co KG
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1996-10-31

Abstract

The method involves producing auto-stereoscopic viewable holographic multi-stereograms, by retrieving a sequence of two-dimensional pictures, which represent an object in predetermined steps under different or successive angles of view from a storing computer and imaging the pictures of the sequence successively on a LCD-plate. Each of the pictures written on the LCD-plate is copied successively on a photosensitive layer of an holographic record carrier and brought to an interference by a reference ray, by irradiation with a sequence or series of object ray sources, which lie concisely next to each other, and have axes with a distance w.r.t. each other, which is smaller than the distance between the eyes of the viewer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur einstufigen Herstellung autostereoskopisch betrachtbarer holografischer Multistereogram me.The invention relates to a method for single-stage production holographic multistereogram that can be viewed autostereoscopically me.

Die holografischen Stereogramme und Multistereogramme nutzen den stereoskopischen Effekt, der durch das binokulare Sehvermögen des Menschen gegeben ist. Der Vorteil der Holografie gegenüber konventionellen Verfahren besteht hierbei darin, daß keine Seh hilfen notwendig sind, um einen 3-dimensionalen Eindruck beim Betrachter zu erzeugen.The holographic stereograms and multistereograms use the stereoscopic effect caused by binocular eyesight of man is given. The advantage over holography Conventional method is that no vision help are needed to give a 3-dimensional impression To generate viewers.

Holografische Multistereogramme und Verfahren zur deren Aufnahme sind von G. Dausmann in "Praxis der Holografie" expert-verlag, Ehningen bei Böblingen, 1990, Seiten 394 bis 399 beschrieben wor den. Auf diese Darstellung wird zur Erläuterung des Standes der Technik Bezug genommen.Holographic multistereograms and methods for recording them are from G. Dausmann in "Praxis der Holografie" expert-verlag, Ehningen bei Böblingen, 1990, pages 394 to 399 the. This illustration is used to explain the status of the Technology referred.

Die Herstellung bekannter autostereoskopisch betrachtbarer, holo grafischer Multistereogramme ist kompliziert und aufwendig und weiterhin lassen sich nach den bekannten Verfahren nur Multiste reogramme herstellen, deren Größen aufgrund der Aufnahmetechni ken begrenzt sind.The production of known autostereoscopic, holo graphical multistereograms is complicated and complex and Furthermore, only multists can be made using the known methods produce reograms, the sizes of which are based on the recording technology ken are limited.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einfach ausführbare Verfah ren zur Herstellung einstufiger holografischer Multistereogramme vorzuschlagen, nach denen sich auch Multistereogramme beträchtli cher Größe herstellen lassen.The object of the invention is therefore to carry out a procedure which is simple to carry out for the production of single-stage holographic multistereograms to propose that multistereograms are also considerable size.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Her stellung autostereoskopisch betrachtbarer, holografischer Multi stereogramme gelöst, das aus folgenden Schritten besteht:This object is achieved by a method for manufacturing position of an autostereoscopic, holographic multi solved stereograms, which consists of the following steps:

a) A sequence of 2-dimensional images that an object in given steps under successive aspectswin represent, is from a compute storing the images ner called and the images of the frequency are sequentially shown on an LCD panel.
b) Each of the images displayed on the LCD panel is on sequentially from an object beam source of a sequence or a series of object radiation sources the observer stood at a corresponding distance from each other point on a photosensitive layer of a holo pictured and with a reference beam Interference.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich holografische Multistereogramme in einfacher Weise herstellen, weil sich die in einem Rechner gespeicherten und auf einer transparenten LCD- Platte sichtbar gemachten Bilder unmittelbar von der LCD-Platte auf eine lichtempfindliche holografische Trägerschicht hologra fisch kopieren lassen. Um die Hologramme der auf der LCD-Platte generierten Bilder herzustellen, kann die LCD-Platte unmittelbar auf die lichtempfindliche Schicht gelegt werden. The method according to the invention can be used for holographic Create multistereograms in a simple way because the stored in a computer and on a transparent LCD Plate visualized images directly from the LCD plate on a light-sensitive holographic carrier layer hologra have fish copied. To the holograms on the LCD plate The LCD panel can produce generated images immediately be placed on the photosensitive layer.

Die einzelnen Bilder der Multistereogramme lassen sich in übli cher Weise erzeugen und in dem Rechner speichern. Nach bekannten Verfahren lassen sich mit dem Rechner die gespeicherten Bilder auch so variieren, daß sie das Objekt unter unterschiedlichen Objektwinkeln darstellen, so daß die Darstellungen des Objekts unter unterschiedlichen Aspektwinkeln von dem Rechner selbst erzeugt werden können.The individual images of the multistereograms can be edited in übli generate and save in the computer. According to known The stored images can be processed with the computer also vary so that the object under different Represent object angles so that the representations of the object from different angles from the computer itself can be generated.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sodann jedes der auf der LCD-Platte dargestellte Bild nacheinander holografisch auf die lichtempfindliche holografische Schicht kopiert. Da jedes Bild in aufeinanderfolgenden Aspektwinkeln holografisch ausge hend jeweils von einer Objektstrahlenquelle einer Reihe von Ob jektstrahlenquellen kopiert wird, kann der Betrachter die mit einem Referenzstrahl rekonstruierten Bilder des Multistereo gramms aus Stellungen, die den Objektstrahlenquellen bei der Auf nahme entsprechen, sehen und somit das Objekt räumlich aus ver schiedenen Aspektwinkeln betrachten. Damit sieht er das Objekt als stereoskopisches Bild, wobei er durch Wechsel seines Stand orts das Objekt wie ein natürliches räumliches Gebilde aus ver schiedenen Winkeln betrachten kann. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die holografi schen Multistereogramme in jeweils einem Prozeßschritt herge stellt werden, so daß auf die Erstellung von Masterhologrammen, Zwischenhologrammen, auch für dreidimensionale Objekte, verzich tet werden kann. Nach dem erfindungsgemäßen einstufigen Verfah ren werden unmittelbar die zur Verwendung bestimmten holografi schen Multistereogramme hergestellt.According to the method of the invention, each of the the image displayed on the LCD panel successively on holographic copied the photosensitive holographic layer. Because every Holographic image in successive aspect angles depending on an object beam source from a series of Ob is copied, the viewer can use the reconstructed images of the Multistereo using a reference beam gramms from positions that the object radiation sources when opening match, see and thus spatially look at the object look at different angles. So he sees the object as a stereoscopic image, whereby by changing his position locates the object like a natural spatial structure from ver can look at different angles. A particular advantage of The inventive method is that the holographic multistereograms in one process step so that the creation of master holograms Intermediate holograms, also for three-dimensional objects, do without can be tet. After the one-step procedure according to the invention The holographics intended for use are immediately used multistereograms.

Zweckmäßigerweise bestehen die Objektstrahlenquellen aus einer Reihe punktförmiger, kreisförmiger, rechteckiger oder streifen förmiger Lichtquellen. Die Objektstrahlenquellen können mit einem ein stereoskopisches Sehen ermöglichenden Abstand nebenein ander angeordnet sein oder aber auch einander überlappen. Neben einander angeordnete streifenförmige Objektlichtquellen ermögli chen eine größere Variabilität des Betrachters des rekonstruier ten Multistereogramms.The object radiation sources expediently consist of a Row of punctiform, circular, rectangular or stripes shaped light sources. The object radiation sources can with next to a distance that enables stereoscopic vision be arranged differently or overlap each other. Besides mutually arranged strip-shaped object light sources are possible Chen a greater variability of the viewer of the reconstruct multistereogram.

Die einzelnen Hologramme des Multistereogramms werden nacheinan der aufgenommen, so daß sie sich, ohne miteinander zu interferie ren, inkohärent überlagern und nach ihrer Rekonstruktion auch für sich allein sichtbar werden. Die Rekonstruktion sämtlicher Hologramme des Multistereogramms erfolgt gleichzeitig mit einem einzigen Referenzstrahl.The individual holograms of the multistereogram are successively the recorded so that they can interact without interfering with each other superimposed, incoherently and after their reconstruction become visible to yourself. The reconstruction of all Holograms of the multistereogram take place simultaneously with one single reference beam.

Die die in einem Rechner gespeicherten Bilder darstellenden LCD- Platten weisen üblicherweise nur eine relativ kleine Größe auf, so daß eine LCD-Platte allein nicht ausreicht, um ein großes Mul tistereogramm herzustellen. Nach einer bevorzugten Ausführungs form ist daher vorgesehen, daß jedes der multistereografischen Reflexionshologramme aus einzelne Bildausschnitte bildenden Bil dern zusammengesetzt wird. Dies geschieht in der Weise, daß jedes Bild der LCD-Platte nur einen Ausschnitt des Gesamtbildes darstellt, so daß das Gesamtbild in Form eines Puzzles aus den einzelnen Bildausschnitten zusammengesetzt wird, die entspre chend nebeneinander auf der lichtempfindlichen Hologrammschicht holografisch kopiert werden. Die einzelnen Bildausschnitte wer den jeweils bei der Herstellung des Gesamtbildes mit dem Objekt strahl einer Objektstrahlenquelle der Reihe von Objektstrahlen quellen beaufschlagt.The LCDs representing the images stored in a computer Plates are usually relatively small in size, so that an LCD panel alone is not enough to accommodate a large Mul produce tistereogram. According to a preferred embodiment Form is therefore intended that each of the multistereographic Reflection holograms from images forming individual image sections which is put together. This is done in such a way that each image on the LCD panel is only a section of the overall image represents, so that the overall picture in the form of a puzzle from the is composed of individual image sections that correspond side by side on the light-sensitive hologram layer be copied holographically. The individual image sections who each time the overall picture is created with the object beam of an object beam source of the series of object beams swell pressurized.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Hologramme von einer solchen Größe herstellen, daß diese beispielsweise auch als Bühnenbilder eingesetzt werden können. According to the method according to the invention, holograms of produce such a size that this, for example can be used as stage sets.

Die erfindungsgemäßen Multistereogramme lassen sich als Refle xionshologramme oder aber auch als Transmissionshologramme auf nehmen.The multistereograms according to the invention can be used as a reflect xions holograms or as transmission holograms to take.

Zur Herstellung eines multistereografischen Reflexionshologramms trifft der Referenzstrahl von der der Objektstrahlenquelle gegen überliegenden-Seite her auf die lichtempfindliche Hologramm schicht.For the production of a multistereographic reflection hologram strikes the reference beam from that of the object beam source overlying page on the photosensitive hologram layer.

Problematischer ist die Herstellung multistereografischer Trans missionshologramme, weil bei diesen der Referenzstrahl von der gleichen Seite wie der Objektstrahl auf die lichtempfindliche Hologrammschicht treffen muß, wobei dann die LCD-Platte ein Hin dernis bildet.The production of multistereographic trans is more problematic mission holograms because in these the reference beam from the same side as the object beam on the photosensitive Hologram layer must meet, then the LCD panel Hin dernis forms.

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung multistereografischer Trans missionshologramme zwischen der LCD-Platte und der lichtempfind lichen Hologrammschicht ein Strahlenteiler angeordnet, der von dem Objektstrahl einen gebeugten Strahl erster Ordnung derart abspaltet, daß in der lichtempfindlichen Schicht der Objekt strahl nullter Ordnung mit dem gebeugten Referenzstrahl erster Ordnung interferiert.According to the invention for the production of multistereographic trans Mission holograms between the LCD panel and the light sensor Lichen hologram layer a beam splitter arranged by the object beam a diffracted beam of the first order cleaves that in the photosensitive layer of the object zero order beam with the diffracted reference beam first Order interferes.

Nach einem weiterem Vorschlag wird die Aufgabe durch ein Verfah ren zur Herstellung autostereoskopisch betrachtbarer, holografi scher Multistereogramme mit folgenden Schritten gelöst:After a further proposal, the task is completed by a procedure for the production of autostereoscopically observable, holographic scher multistereograms solved with the following steps:

a) A sequence of 2-dimensional images that an object in given steps under successive object win depicting the images, will feed the images line by line retrieved calculator.
b) The computer controls to generate the pixels of each line a arranged in the beam path of a laser beam Ver close or an aperture.
c) The passing through the closure or the panel, in its brightness controlled beam is from a mirror a deflection unit line by line onto a light-sensitive one Layer of a hologram carrier is reflected and in this with brought into interference a reference beam.
d) After the line-by-line recording of each image, the sequence becomes the hologram carrier is displaced by such a large distance that the viewer of the reconstructed images with each eye ever because it captures a different picture.

Durch die zeilenweise Aufzeichnung der einzelnen Bilder nach Art der Erzeugung von Fernsehbildern wird das Verfahren zur Herstel lung von Multistereogrammen weiter vereinfacht. Bei der Herstel lung steuert der Rechner den Verschluß oder die Blende, so daß aufeinanderfolgend holografisch abgespeicherte Bildpunkte er zeugt werden, wobei das zeilenweise Scannen des Bildes durch den entsprechend gesteuerten Spiegel der Ablenkeinheit erfolgt. Der Spiegel wird zweckmäßigerweise ebenfalls durch den Rechner ge steuert.The line-by-line recording of the individual images in accordance with Art the production of television pictures becomes the method of manufacture Multistereograms further simplified. At the manufacturer the computer controls the shutter or aperture, so that successively holographically stored pixels be created, the line-by-line scanning of the image by the appropriately controlled mirror of the deflection unit. Of the Mirror is also conveniently ge by the computer controls.

Die holografische Aufnahme der zeilenweise erzeugten Bilder er folgt in üblicher Weise mit einem Referenzstrahl. Zweckmäßiger weise wird zur Erzeugung des Referenzstrahls vor die lichtemp findliche Hologrammschicht ein Strahlenteiler angeordnet, der von dem Objektstrahl einen gebeugten Referenzstrahl erster Ord nung abspaltet. The holographic recording of the images generated line by line follows in the usual way with a reference beam. More appropriate wise is to generate the reference beam before the light temp sensitive hologram layer arranged a beam splitter, the a diffracted reference beam of the first order from the object beam split off.

Zweckmäßigerweise ist der Strahlenteiler ein holografischer Strahlenteiler, der aus dem Objektstrahl den Referenzstrahl gene riert.The beam splitter is expediently a holographic one Beam splitter that genes the reference beam from the object beam riert.

Um große Multistereogramme herzustellen, können mehrere Strahlen teilersysteme verwendet werden, von denen jedes einen Bildaus schnitt auf der lichtempfindlichen Schicht zeilenweise erzeugt. Auch nach diesem Verfahren wird das Gesamtbild puzzleartig aus mehreren Bildausschnitten zusammengesetzt.Multiple beams can be used to produce large multistereograms divider systems are used, each of which is a picture cut line by line on the light-sensitive layer. Even after this procedure, the overall picture becomes puzzle-like composed of several image sections.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich auch farbige holografische Multistereogramme herstellen. Zur Erzeugung farbiger autostereoskopisch betrachtbarer hologra fischer Regenbogen-Multistereogramme werden mehrere Ablenkeinhei ten vorgesehen, deren in ihrer Helligkeit modifizierten Strahlen parallel zueinander gleichzeitig auf die lichtempfindliche holo grafische Schicht mit dem gewünschten Farbabstand projiziert wer den. Dabei enthalten die einzelnen parallel zueinander projizier ten Strahlen jeweils nur die Bildanteile in der betreffenden Far be.After a further development of the method according to the invention colored holographic multistereograms are also produced. For the generation of colored autostereoscopic hologra Fischer rainbow multistereograms become several distractions provided, their rays modified in their brightness parallel to each other simultaneously on the photosensitive holo graphic layer with the desired color distance projected the. The individual contain projected parallel to each other rays only the parts of the image in the relevant color be.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung farbiger Multiste reogramme läßt sich mit geringerem vorrichtungsmäßigem Aufwand dadurch herstellen, daß mit nur einem Strahlenteiler jede Zeile mehrmals aufgenommen und bei der Aufnahme jeder Zeile der Strah lenteiler entsprechend dem gewünschten Farbabstand verschoben wird.The inventive method for generating colored multists reograms can be carried out with less expenditure on the device by making each line with only one beam splitter recorded several times and when recording each line of the beam l divider shifted according to the desired color difference becomes.

Sind die Objektlichtquellen aufeinanderfolgend in einer Reihe angeordnet, so kann der Betrachter das mit einem Referenzstrahl rekonstruierte Multistereogramm grundsätzlich nur aus dem Be reich sehen, in dem sich zuvor die Objektlichtquellen befunden haben. Um jedoch mehreren Betrachtern auch aus unterschiedlichen Ebenen oder Stellungen gleichzeitig ein stereoskopisches Sehen des Multistereogramms zu ermöglichen, ist nach einer Weiterent wicklung der Erfindung vorgesehen, daß der durch den Verschluß oder die Blende in seiner Helligkeit gesteuerte, zeilenweise Bildpunkte erzeugende Strahl gleichzeitig durch mehrere Ablenk einheiten auf die lichtempfindliche Hologrammschicht reflektiert wird. Entsprechend der Anzahl der Ablenkeinheiten lassen sich auf diese Weise die Multistereogramme von unterschiedlichen Standorten aus gleichzeitig betrachten.The object light sources are consecutive in a row arranged, the viewer can do this with a reference beam reconstructed multistereogram basically only from the Be see richly in which the object light sources were previously located to have. However, by several viewers from different Planes or positions simultaneously stereoscopic vision of the multistereogram is possible after a further Winding of the invention provided that through the closure or the aperture controlled line by line in its brightness Beam generating pixels simultaneously by several deflections units reflected on the light-sensitive hologram layer becomes. According to the number of deflection units in this way the multistereograms of different View locations from simultaneously.

Zweckmäßigerweise wird eine Mehrzahl von Ablenkeinheiten in un terschiedlicher Verteilung entsprechend den Standorten der spä teren Beobachter angeordnet.Advantageously, a plurality of deflection units in un Different distribution according to the locations of the late arranged observer.

Mehrere Ablenkeinheiten können beispielsweise dadurch eingesetzt werden, daß diese mit teildurchlässigen Spiegeln ausgestattet sind.Several deflection units can thus be used, for example be equipped with partially transparent mirrors are.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Herstellung von gleichzeitig aus unterschiedlichen Stellun gen zu betrachtenden Multistereogrammen eine lichtempfindliche Hologrammschicht mit einer Ablenkeinheit beaufschlagt wird, vor der ein Mehrfachstrahlenteiler angeordnet ist, der von dem Ob jektstrahl mehrere gleichberechtigte Referenzstrahlen abteilt. Diese mehreren gleichberechtigten Referenzstrahlen führen dann durch Interferenz mit dem Objektstrahl zu Mehrfachhologrammen, die jeweils von unterschiedlichen Standpunkten aus betrachtet werden können.According to a further development of the invention, it is provided that for the production of simultaneously from different positions against the multistereograms to be considered a light-sensitive Hologram layer is acted upon by a deflection unit which is a multiple beam splitter arranged by the Ob jektstrahl divides several equal reference beams. These several equal reference beams then lead by interference with the object beam to multiple holograms, each from a different point of view can be.

Die erfindungsgemäße Multistereogramme können auch dadurch herge stellt werden, daß lichtempfindliche holografische Schichten ver wendet werden, die zylindrisch, sphärisch oder in sonstiger Wei se gekrümmt sind. Die gekrümmten lichtempfindlichen holografi schen Schichten können zeilenweise mit einem von mindestens einer Ablenkeinheit gesteuerten Laserstrahl belichtet werden. Dabei kann die Krümmung der holografischen Schicht durch den die Bildinformation speichernden Rechner kompensiert werden.The multistereograms according to the invention can also be obtained in this way be made that photosensitive holographic layers ver be used, which are cylindrical, spherical or in other white are curved. The curved photosensitive holographi layers can be added line by line with one of at least a laser beam controlled by a deflection unit. The curvature of the holographic layer can be caused by the Computer storing image information can be compensated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtEmbodiments of the invention are described below with reference to the Drawing explained in more detail. In this shows

Fig. 1a eine schematische Darstellung der Anordnung zur Herstellung eines holografischen Reflexions- Multistereogramms, dessen einzelnen Bilder von einer LCD-Platte holografisch kopiert werden, FIG. 1a is a schematic representation of the arrangement for producing a holographic stereogram reflection multi whose individual images LCD panel to be copied holographically from a,

Fig. 1b eine der Fig. 1a entsprechende schematische Dar stellung der Anordnung zur Herstellung eines groß flächigen holografischen Reflexions-Multistereo gramms, bei der die einzelnen Bilder puzzleartig zu einem Großbild zusammengesetzt werden, FIG. 1b a of Fig. 1a corresponding schematic Dar position of the arrangement for producing a large area holographic reflection multi stereogram, in which the individual images are assembled puzzle-like manner to a large screen,

Fig. 2a eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Herstellung holografischer Transmissions-Multi stereogramme ausgehend von einer die einzelnen Bilder darstellenden LCD-Platte, FIG. 2a is a schematic representation of an arrangement for the production of holographic stereograms Multi transmission from an individual image representative LCD panel,

Fig. 2b eine der Fig. 2a entsprechende Darstellung einer Anordnung zur Herstellung holografischer Trans missions-Multistereogramme, bei der ein großflä chiges Bild puzzleartig aus Bildelementen zusam mengesetzt wird, Fig. 2b of FIG. 2a corresponding view of an arrangement of holographic stereograms Trans mission-Multi for the preparation, in which a großflä chiges image puzzle-like quantitative sets of image elements together,

Fig. 3 einen Schnitt durch die aus LCD-Platte, Strahlen teiler und lichtempfindlicher holografischer Schicht bestehende Einheit, Fig. 3 is a section through the divider consisting of LCD panel, and rays of light sensitive holographic layer unit,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Herstellung eines Transmissions-Multistereo gramms, bei dem die einzelnen Bilder nach Art von Fernsehbildern zeilenweise erzeugt werden, Fig. 4 is a schematic representation of an arrangement for producing a transmission type multi stereogram, wherein the individual images are formed on the type of television images line by line,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Anordnung nach Fig. 4 mit mehreren parallel zur Hologramm platte angeordneten Ablenkeinheiten, Fig. 5 is a schematic representation of an arrangement according to Fig. 4 with a plurality of plate parallel to the hologram arranged deflection units,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, bei der die Ablenkeinheiten schräg zur Hologrammplat te angeordnet sind und Fig. 6 is a representation corresponding to FIG. 5, in which the deflection units are arranged at an angle to the hologram plate and

Fig. 7 eine der Fig. 4 entsprechende schematische Dar stellung einer Anordnung zur Herstellung eines Transmissions-Multistereogramms, bei der die ein zelnen Bilder auf dem Mantel eines Zylinders erzeugt werden. Fig. 7 is a corresponding to Fig. 4 Dar representation of an arrangement for producing a transmission multistereogram, in which the individual images are generated on the jacket of a cylinder.

Die Fig. 1a zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Herstellung eines multistereografischen Reflexionsholo gramms. Die einzelnen zwei-dimensionalen Bilder, die ein Objekt aus unterschiedlichen oder dicht aufeinanderfolgenden Aspektwin keln zeigen, sind in einem Rechner 1 gespeichert und werden nach einander abgerufen und auf einer transparenten LCD-Platte 2 sichtbar gemacht. Jedes der nacheinander auf der LCD-Platte 2 dargestellten Bilder wird von einer Objektstrahlenquelle 3, 3′, 3′′ bis 3 n′ einer Sequenz von Objektstrahlenquellen ange strahlt, so daß das Bild auf die lichtempfindliche Schicht eines Hologrammträgers 4 projiziert wird, in der das Bild mit einem in üblicher Weise abgespaltenen Referenzstrahl 5, der die Holo gramm-Trägerschicht von der der Objektstrahlenquelle gegenüber liegenden Seite her beaufschlagt, interferiert. Fig. 1a shows a schematic representation of an arrangement for producing a multistereographic reflection Holo program. The individual two-dimensional images, which show an object from different or closely sequential angles, are stored in a computer 1 and are called up one after the other and made visible on a transparent LCD panel 2 . Each of the images shown one after the other on the LCD plate 2 is radiated from an object beam source 3 , 3 ', 3 ''to 3 n' of a sequence of object beam sources, so that the image is projected onto the light-sensitive layer of a hologram support 4 in which the image interferes with a reference beam 5 which is split off in the usual way and which acts on the hologram carrier layer from the side opposite the object beam source.

Jedes der von dem Rechner 1 abgerufenen Bilder wird nacheinander durch die nächstfolgende Objektquelle der Reihe von Objektquel len holografisch auf der lichtempfindlichen Schicht des Holo grammträgers 4 aufgezeichnet. Der Ursprung des Referenzstrahls bleibt für alle Belichtungen ortsfest.Each of the images retrieved by the computer 1 is successively recorded holographically on the light-sensitive layer of the hologram carrier 4 by the next object source of the series of object sources. The origin of the reference beam remains stationary for all exposures.

Sollten große multistereografische Transmissionshologramme her gestellt werden, werden auf der lichtempfindlichen Schicht des Hologrammträgers 4 nacheinander oder auch gleichzeitig mehrere Teilbilder, die sich zu einem Gesamtbild zusammensetzen, holo grafisch ausgehend von einer Objektstrahlenquelle aufgezeichnet, wie es aus Fig. 1b ersichtlich ist. Der Referenzstrahl hat dabei für alle Teilbilder denselben Ursprung.If large multistereographic transmission holograms are to be produced, several partial images, which are combined to form an overall image, are recorded holo graphically on the light-sensitive layer of the hologram carrier 4 , starting from an object beam source, as can be seen in FIG. 1b. The reference beam has the same origin for all drawing files.

Anhand der schematischen Darstellung der Fig. 2a wird nun die Herstellung multistereografischer Transmissionshologramme erläu tert.The production of multistereographic transmission holograms is now explained using the schematic illustration in FIG. 2a.

Auf der LCD-Platte 2 werden in der anhand der Fig. 1a erläuter ten Weise nacheinander das Objekt unter unterschiedlichen Aspekt winkeln zeigende zwei-dimensionale Bilder generiert, die von dem Rechner 1 abgerufen worden sind. Im Gegensatz zu dem System nach Fig. 1a ist zwischen der LCD-Platte 2 und der lichtempfindlichen Schicht des Hologrammträgers 4 ein holografischer Strahlenteiler 6 angeordnet. Dieser holografische Strahlenteiler teilt von dem Referenzstrahl 7 nullter Ordnung einen gebeugten Strahl 8 erster Ordnung ab, der den Objektstrahl bildet. Die Objektquellpunkte und das Hologramm-Aufzeichnungsmaterial stehen in starrer Bezie hung zueinander. Das Strahlteiler-Hologramm wird für jeden Ob jektaspekt um einen Schritt, der dem Pupillenabstand entspricht, verschoben. Bei diesem Pupillenabstand handelt es sich nicht um den Abstand der Augen des Betrachters, sondern um beispielsweise im Millimeterbereich liegende Abstände, um keine streifenhafte Rekonstruktion des Multistereogramms zu erhalten. Die hier angesprochenen Pupillenabstände können beispielsweise etwas größer sein als der Durchmesser der Pupille des Auges des Betrachters. Dadurch wird die beugungsbegrenzte Auflösung des Multistereogramms besser als die des menschlichen Auges.On the LCD plate 2 , two-dimensional images showing the object from different angles are generated one after the other in the manner explained with reference to FIG. 1a, which images have been called up by the computer 1 . In contrast to the system according to FIG. 1a, a holographic beam splitter 6 is arranged between the LCD plate 2 and the light-sensitive layer of the hologram carrier 4 . This holographic beam splitter divides a zero-order diffracted beam 8 from the reference beam 7 , which forms the object beam. The object source points and the hologram recording material are in a rigid relationship to one another. The beam splitter hologram is shifted for each object aspect by a step that corresponds to the pupil distance. This pupil distance is not the distance between the eyes of the viewer, but rather, for example, distances in the millimeter range in order not to obtain a strip-like reconstruction of the multistereogram. The pupil distances mentioned here can, for example, be somewhat larger than the diameter of the pupil of the viewer's eye. This makes the diffraction limited resolution of the multistereogram better than that of the human eye.

Aus Fig. 2b ist die Herstellung eines großen Multistereogramms nach dem anhand der Fig. 2a beschriebenen Verfahren ersichtlich, bei dem jedoch das Großbild aus einzelnen Bildabschnitten puzzle artig zusammengesetzt wird.From Fig. 2b, the preparation can be seen a large multi stereogram according to the method described with reference to FIGS. 2a process is composed manner but in which the large image from individual image portions puzzle.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie der gebeugte Strahl 8 erster Ord nung, der den Referenzstrahl bildet, mit dem Objektstrahl 7 null ter Ordnung in der lichtempfindlichen Schicht 4′ des Hologramm trägers 4 interferiert. Der Interferenzbereich ist durch sich kreuzende Schraffuren 10 kenntlich gemacht.From Fig. 3 it can be seen how the diffracted beam 8 of the first order, which forms the reference beam, interferes with the object beam 7 zero order in the light-sensitive layer 4 'of the hologram carrier 4 . The interference area is identified by cross-hatching 10 .

Anhand der schematischen Darstellung in Fig. 4 wird nun das Ver fahren zur Herstellung multistereografischer Transmissionsholo gramme beschrieben, deren einzelne Bilder zeilenweise wie Fern sehbilder erzeugt werden.Based on the schematic representation in Fig. 4, the method for producing multistereographic transmission holograms is now described, the individual images of which are generated line by line like television images.

Die nacheinander auf der lichtempfindlichen Schicht des Holo grammträgers 4 aufgezeichneten Bilder, die das Objekt aus unter schiedlichen Aspektwinkeln zeigen, sind wiederum in dem Rechner 1 gespeichert. Der Rechner steuert zeilenweise den Verschluß 11, so daß Zeilen mit hellen und in Graustufen bis zu dunklen Bild punkten gebildet werden. Zur zeilenweisen Aufzeichnung dieser Bildpunkte trifft der entsprechend modulierte und von dem Laser 12 erzeugte Laserstrahl auf den Spiegel 13 eine Ablenkeinheit 14, so daß die Ablenkeinheit zeilenweise nacheinander die Bilder auf die lichtempfindliche Schicht des Hologrammträgers 4 proji ziert. Unmittelbar vor der lichtempfindlichen Schicht ist ein holografischer Strahlenteiler 15 angeordnet, der in der beschrie benen Weise von dem Objektstrahl nullter Ordnung einen Referenz strahl erster Ordnung abspaltet, der dann in der lichtempfindli chen Schicht des Hologrammträgers in der aus Fig. 3 ersichtli chen Weise, jedoch ohne LCD, mit dem Objektstrahl interferiert.The images recorded successively on the light-sensitive layer of the hologram holder 4 , which show the object from different angles, are in turn stored in the computer 1 . The computer controls the shutter 11 line by line, so that lines with light and gray levels up to dark pixels are formed. For line-by-line recording of these pixels, the correspondingly modulated and generated by the laser 12 laser beam on the mirror 13, a deflection unit 14 , so that the deflection unit line by line projects the images onto the light-sensitive layer of the hologram support 4 . Immediately in front of the photosensitive layer, a holographic beam splitter 15 is arranged, which splits off a first-order reference beam in the manner described from the zero-order object beam, which then in the photosensitive layer of the hologram support in the manner shown in FIG. 3, however without LCD, interferes with the object beam.

Nachdem auf der lichtempfindlichen Schicht des Hologrammträgers 4 zeilenweise ein zwei-dimensionales Bild des in dem Rechner ge speicherten Objekts aufgezeichnet worden ist, wird der Aufzeich nungsträger 4 um einen kleinen Schritt Δx in Richtung des Pfeils 16 weiterbewegt und sodann wird das nächste Bild unter dem folgenden Aspektwinkel zeilenweise als Transmissionsholo gramm aufgezeichnet. Die Strecke Δx entspricht dabei dem Pupil lenabstand eines herkömmlichen Multistereogrammaster-Holo gramms, der dann nach Rekonstruktion des Hologramms einen auto stereoskopischen räumlichen Eindruck des Objekts ergibt, wenn er das rekonstruierte Hologramm aus einer Stellung betrachtet, die dem Spiegel 13 entspricht.After line by line on the photosensitive layer of the hologram carrier 4 a two-dimensional image of the Ge in the computer-stored object has been recorded, the Aufzeich is drying carrier 4 is further moved by a small step Ax in the direction of arrow 16 and then is the next image under the following Aspect angle recorded line by line as a transmission hologram. The distance Δx corresponds to the pupil distance between a conventional multistereogrammaster hologram, which then, after reconstruction of the hologram, gives an auto stereoscopic spatial impression of the object when it looks at the reconstructed hologram from a position that corresponds to the mirror 13 .

Um nach jeder Aufnahme den Hologrammträger um einen kleinen Schritt Δx weiter zu bewegen, ist eine mechanische Transport einheit 18 vorgesehen.In order to move the hologram carrier by a small step Δx after each exposure, a mechanical transport unit 18 is provided.

Um nach dem beschriebenen Verfahren farbige holografische Regen bogen-Multistereogramme herzustellen, werden mehrere Laser vorge sehen, von denen in Fig. 4 ein zweiter Laser 19 dargestellt ist, dessen Laserstrahl wiederum durch einen von dem Rechner 1 ge steuerten Verschluß 11′ hindurchtritt, so daß wiederum Zeilen mit hellen und in Graustufen bis zu dunklen Bildpunkten erzeugt werden, aus denen das aufzuzeichnende Bild zusammengesetzt ist. In order to produce colored holographic rainbow multistereograms according to the described method, several lasers are easily seen, of which in Fig. 4 a second laser 19 is shown, the laser beam in turn passing through a ge controlled by the computer 1 shutter 11 'so that again lines with light and in grayscale to dark pixels are generated from which the image to be recorded is composed.

Die Zeilen werden in entsprechender Weise über einen Spiegel 13′ von einer Ablenkeinheit 14′ über den Strahlenteiler 15 auf die lichtempfindliche Schicht des Hologrammträgers 4 projiziert. Um dabei farbige Bilder zu erzeugen, weisen die Strahlen einen Abstand voneinander auf, der dem gewünschten Farbabstand ent spricht.The lines are projected in a corresponding manner via a mirror 13 'from a deflection unit 14 ' via the beam splitter 15 onto the light-sensitive layer of the hologram carrier 4 . In order to create colored images, the beams are at a distance from each other that speaks the desired color distance.

Bei der farbigen Darstellung der Bilder werden die Bildpunkte jeder Zeile jedoch so gesetzt, daß jede Ablenkeinheit nur für eine Farbe verantwortlich ist.When the pictures are displayed in color, the pixels are However, each line is set so that each deflection unit is only for a color is responsible.

Die zeilenweise Aufzeichnung der Bilder gemäß Fig. 4 kann ent sprechend der Darstellung in Fig. 5 auch so variiert werden, daß mehrere Ablenkeinheiten mit Ablenkspiegeln 14′′ bis 14′′′′′ vor gesehen werden, wobei die einzelnen Ablenkspiegel teildurchläs sig sind, so daß sich multistereografische Transmissionshologram me ergeben, die gleichzeitig von mehreren Beobachtern aus unter schiedlichen Stellungen beobachtet werden können.
Bei der Darstellung nach Fig. 5 sind die mehreren Ablenkeinhei ten parallel zu dem Hologrammträger 4 angeordnet, während bei der Darstellung nach Fig. 6 die mehreren Ablenkeinheiten auf einer schräg zu dem Hologrammträger verlaufenden Linie angeord net sind. Dies ist für Korrekturen in der optischen Abbildung, wie bei farbgetrennten Regenbogen-Hologrammen, üblich, und für eine Variation der Beobachterposition zweckmäßig.The line by line recording of the images shown in FIG. 4 can accordingly as shown in Fig. 5 also be varied so as to be seen more deflection units with deflection mirrors 14 '' to 14 '''''before, the individual deflection mirror are teildurchläs sig, so that there are multistereographic transmission holograms that can be observed simultaneously by several observers from different positions.
In the illustration of FIG. 5, the plurality of Ablenkeinhei th are arranged parallel to the hologram carrier 4, while the plurality of deflection units are net angeord on an obliquely to the hologram carrier extending line in the representation according to Fig. 6. This is common for corrections in the optical image, as is the case with color-separated rainbow holograms, and is useful for varying the observer position.

Das in Fig. 7 schematisch dargestellte System entspricht dem nach Fig. 4, jedoch mit der Abwandlung, daß die fotografische Aufnahmeschicht 27 auf dem Mantel eines Zylinders liegt.The system shown schematically in FIG. 7 corresponds to that of FIG. 4, but with the modification that the photographic recording layer 27 lies on the jacket of a cylinder.

Bei der Aufnahme des Multistereogramms bildet der Spiegel 20 den Ursprung des Referenzstrahls. Der Referenzstrahl 21 beaufschlagt in der dargestellten Weise den Strahlteiler 25, der konzentrisch zu der holografischen Aufnahmeschicht 27 zylindrisch gekrümmt ist. Der Strahlteiler 25 erstreckt sich nur über ein Segment der zylindrischen holografischen Aufnahmeschicht 27. Der Strahltei ler 25 spaltet in der zuvor bereits beschriebenen Weise aus dem Referenzstrahl 21 den Objektstrahl 23 ab, der dabei so gerichtet sein muß, daß er eine auf der zylindrisch gekrümmten Schale 24, die der Betrachterschale entspricht, liegende Austrittspupille 22 trifft. Der Objektstrahl interferiert in der zylindrisch gekrümmten Hologramm-Trägerschicht 27 mit dem Referenzstrahl, so daß die in dem Referenzstrahl enthaltene amplitudenmodulierte Information als Hologramm in der Hologramm-Trägerschicht 27 gespeichert wird. Die optische Information wird in der gekrümm ten holografischen Trägerschicht zweidimensional aufgezeichnet. Streng genommen ergibt sich diese zweidimensionale Aufnahme natürlich nur, wenn der zylindrisch gekrümmte Aufzeichnungsträ ger einen unendlichen Durchmesser hätte oder in die Ebene ge klappt würde.When the multistereogram is recorded, the mirror 20 forms the origin of the reference beam. The reference beam 21 acts in the manner shown on the beam splitter 25 , which is cylindrically curved concentrically with the holographic recording layer 27 . The beam splitter 25 extends only over a segment of the cylindrical holographic recording layer 27 . The beam divider 25 splits in the manner already described from the reference beam 21 the object beam 23 , which must be directed so that it meets an exit pupil 22 lying on the cylindrically curved shell 24 , which corresponds to the observer shell. The object beam interferes in the cylindrically curved hologram carrier layer 27 with the reference beam, so that the amplitude-modulated information contained in the reference beam is stored as a hologram in the hologram carrier layer 27 . The optical information is recorded in two dimensions in the curved holographic carrier layer. Strictly speaking, of course, this two-dimensional image is only obtained if the cylindrically curved recording medium had an infinite diameter or was folded into the plane.

Nach jeder Aufnahme wird der Zylinder um einen kleinen Winkel schritt Δϕ gedreht, der bei der Rekonstruktion dem Pupillenab stand eines herkömmlichen Multistereogramms entspricht.After each shot, the cylinder turns a little step Δϕ rotated, which in the reconstruction from the pupil of a conventional multistereogram.

Die Rekonstruktion des zylindrisch gekrümmten Multistereogramms erfolgt wiederum mit einem Lichtstrahl, der aus dem Quellpunkt 20 austritt und den Referenzstrahl bildet. Dieser Quellpunkt strahlt über einen Winkel von 360° das gesamte zylindrisch gekrümmte Multistereogramm an. Damit können die Multistereo gramme über den gesamten Winkelbereich von 360° rekonstruiert werden, so daß ein Betrachter, der sich im Bereich der Betrach terschale 24 bewegt, den Eindruck einer dreidimensionalen Wieder gabe der in dem Multistereogramm gespeicherten Hologramminforma tion erhält. The cylindrically curved multistereogram is in turn reconstructed using a light beam which emerges from the source point 20 and forms the reference beam. This source point illuminates the entire cylindrically curved multistereogram at an angle of 360 °. Thus, the multistereo programs can be reconstructed over the entire angular range of 360 °, so that a viewer who moves in the area of the viewer shell 24 receives the impression of a three-dimensional reproduction of the hologram information stored in the multistereogram.

In Fig. 7 stellt der Abstand 26a den optimalen Abstand der Be trachterschale 24 von dem zylindrisch gekrümmten Multistereo gramm dar.In Fig. 7, the distance 26 a represents the optimal distance of the Be trachterschale 24 from the cylindrically curved multistereo program.

Claims

1. Method for the one-step production of holographic multistereograms that can be viewed autostereoscopically, consisting of the following steps:

a) A sequence of 2-dimensional images that represent an object in predetermined steps from different or successive aspect angles is called up by a computer that stores the images, and the images of the sequence are displayed one after the other on an LCD plate.
b) Each of the images displayed on the LCD plate is successively from an object beam source of a sequence or row of object beam sources, which lie flush against one another and whose axes are at a distance from one another, which is smaller than the eye relief of the viewer, on a light-sensitive layer of a hologram support mapped and brought to interference with a reference beam.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Object radiation source (exit pupil in the later Reconstruction) from a series of punctiform, circular best, rectangular, or striped light sources hen that are flush or overlapping each other are arranged.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that each of the multistereographic reflection holograms from individual image sections forming jigsaw puzzles is put together.

4. The method according to any one of claims 1 to 3 for the production a multistereographic reflection hologram, thereby characterized that the reference beam from that of the object radiation source opposite side towards the light sensitive hologram layer hits.

5. The method according to any one of claims 1 to 3 for the production a multistereographic transmission hologram, thereby characterized in that between the LCD panel and the light sensitive hologram layer arranged a beam splitter is the first diffracted beam from the object beam Cleaves in such a way that in the photosensitive Layer of the zero order object beam with the diffracted First order reference beam interferes.

6. A method for producing holographic multistereograms that can be viewed autostereoscopically, comprising the following steps:

a) A sequence of 2-dimensional images that represent an object in predetermined steps under different or successive aspect angles is retrieved line by line from a computer storing the images.
b) To generate the pixels of each line, the computer controls a shutter arranged in the beam path of a laser beam or an aperture.
c) The beam which passes through the shutter or the diaphragm and is controlled in terms of its brightness is reflected line by line by a mirror of a deflection unit onto a light-sensitive layer of a hologram carrier in order to produce an image and is brought into interference therein with a reference beam.
d) After the line-by-line holographic recording of each of the images in the sequence, the hologram carrier is shifted by such a large distance that the viewer of the reconstructed images captures a different image with each eye.

7. The method according to claim 6, characterized in that for Generation of the reference beam in front of the photosensitive holo a beam splitter is arranged by the Object beam a first order diffracted reference beam splits off.

8. The method according to any one of claims 5 or 7, characterized records that the beam splitter is a holographic beam is divider.

9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized records that several beam splitter systems are used those, each of which is an image section of the photosensitive element generated layer.

10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized records that be to generate colored autostereoscopic affordable, holographic rainbow multistereograms meh rere deflection units are provided, in their Hel modified rays parallel to one another early on the light-sensitive hologram layer with the desired color distance can be projected.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized records that for generation autostereoscopically observable holographic rainbow multistereograms with one beam divider each line recorded several times and when recording every line of the beam splitter according to the desired th color distance is shifted.

12. The method according to any one of claims 6 to 11, characterized records that the through the shutter or the bezel is in ner brightness controlled, line by pixel generating Object beam at the same time through several deflection units the light-sensitive hologram layer is reflected.

13. The method according to any one of claims 6 to 12, characterized records that a plurality of deflection units different distribution according to the locations of the late tere observer is ordered.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the deflection unit have semitransparent mirrors.

15. The method according to any one of claims 6 to 14, characterized records that with a deflection unit a photosensitive Hologram layer is applied in front of a multiple arranged beam splitter, the meh from the object beam rere equal reference beams, which with the Interfer the object beam.

16. The method according to any one of claims 6 to 15, characterized records that the photosensitive holographic layer is cylindrical, spherical or otherwise curved.

17. The method according to claim 16, characterized in that the curved holographic layer line by line with one of at least one deflection controlled laser beam is cleared.

18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that that the curvature of the photosensitive holographic Layer through the computer storing the image information is compensated.

19. The method according to any one of claims 6 to 18, characterized records that after each exposure of an aspect on the cylindrical curved recording layer around the cylinder an angle is rotated that is the distance of an exit pupil of the reconstructed multistereogram.