DE19940719C1

DE19940719C1 - Tragbare und auch außerhalb spezieller Optik-Labore einsetzbare Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung für die hochauflösende monochrome und Echtfarben-Holographie

Info

Publication number: DE19940719C1
Application number: DE1999140719
Authority: DE
Inventors: Gert Von Bally; Frank Dreesen; Holger Delere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2019-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine tragbare und außerhalb spezieller Optik-Labore einsetzbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung auf einer schwingungsarmen Grundplatte mit lichtundurchlässiger Abdeckung zur hochauflösenden holographischen Mehrfachaufzeichnung (Multiplexing) in Echtfarbe von dreidimensionalen Objekten. DOLLAR A Mit dieser tragbaren Vorrichtung lassen sich hochauflösende Reflexions- und Transmissions-Masterhologramme mit einer divergenten Referenzwelle herstellen, die später mit einer konvergenten Referenzwelle zu Reflexions-Weißlichthologrammen umkopiert werden können. DOLLAR A Durch Drehen des Aufzeichnungsmaterials lassen sich mit dieser Vorrichtung sogenannte Multiplex-Hologramme herstellen. Hierbei können mehrere Informationen (z. B. mehrere Ansichten eines Objektes) in nur einem holographischen Aufzeichnungsmaterial gespeichert werden. DOLLAR A Eine spezielle Anordnung der Spiegel für die Objektausleuchtung erlaubt eine optimale Ausleuchtung für gebogene oder strukturierte Objekte (z. B. Keilschrifttafeln).

Description

Die Erfindung betrifft eine tragbare und auch außerhalb spezieller Optik-Labore einsetzbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung auf einer schwin gungsarmen Grundplatte mit lichtun durchlässiger Abdeckung zur hochauflö senden holographischen Mehrfachauf zeichnung in Echtfarbe als Reflexions- Masterhologramm (mit mindestens 3 un terschiedlichen Wellenlängen (rot, grün, blau)) oder monochromatisch (mit nur ei ner Wellenlänge) als Transmissions- Masterhologramm von dreidimensionalen Objekten mittels kohärenter Strahlung

Aus der Patentliteratur sind einige trag bare Holographie-Kameras für spezielle Anwendungen bekannt, wie z. B.: Fuji Photo Optical Co. Ltd., Japan, (Deutsches Patent Nr. 24 02 219, 1976); Holtronic GmbH, Deutschland, (Internationales Pa tent Nr. PCT/EP 87/00314, 1987); Trilone Holographie Corp., Canada, (US Patent Nr. 4735474, 1988); Rottenkolber, Holo- System GmbH, Deutschland, (Deutsches Patent Nr. DE 37 18 327.3, 1988); Dentatus, Schweden, (US Patent Nr. 4973114, 1990); DuPont, USA, (US Patent Nr. 4973113, 1990); Horan, USA, (US Patent Nr. 5144461, 1992); Polaroid, USA, (US Pa tent Nr. 5576853, 1996); Steinbichler, Deutschland (Deutsches Patent Nr. DE 36 24 589.5, 1998).

Bei keiner dieser Kameras ist es jedoch möglich, dreidimensionale Objekte in der angegebenen Art und Weise auszuleuchten und als monochrome Transmissions- Masterhologramme und als Reflexions- Masterhologramme in Echtfarbe mit einer divergenten Referenzwelle und der Option der Mehrfachaufzeichnung (Multiplexing) aufzunehmen und wiederzugeben. Aus derartigen Masterhologrammen lassen sich beliebig viele hochauflösende Reflexions- Weißlichthologramme in Echtfarbe oder monochrom herstellen.

Durch die Verwendung einer divergen ten Referenzwelle bei der Aufzeichnung kann auf eine - normalerweise zur Her stellung von Masterhologrammen verwen dete - große Kollimator-Linse in dieser Vorrichtung verzichtet werden. Für den späteren Umkopierprozeß zu Weiß lichthologrammen wird dementsprechend eine konvergente Welle für die Refernzbe leuchtung benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, dreidimensionale Objekte als mo nochrome Transmissions- Masterhologramme und als Reflexions- Masterhologramme in Echtfarbe mit einer divergenten Referenzwelle dreidimensional und holographisch aufzuzeichnen und da bei das Objekt derart auszuleuchten, daß der Schattenfall auf dem Objekt eine opti male Erkennbarkeit der dreidimensionalen Information (Oberflächenstruktur) ge währleistet, und mit Hilfe der Multiplex technik holographische Mehrfachaufnah men auf einer Hologrammplatte zu ermög lichen.

Mit der erfindungsgemäßen, tragbaren und außerhalb spezieller Optik-Labore ein setzbaren holographischen Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung (für monochrome Transmissions-Masterhologramm und Re flexions-Masterhologramme in Echfarbe) ist es möglich, die Objekte beliebig zu po sitionieren und diese mittels geeigneter Spiegelanordnung derart auszuleuchten, so daß die dreidimensionale Information durch ihren Schattenfall optimal erkennbar wird. Mit der Multiplex-Technik lassen sich mit dieser tragbaren Vorrichtung meh rere holographische Bilder in nur einem Hologramm aufnehmen. Auf diese Weise lassen sich hochauflösende Masterholo gramme herstellen, die sich später mit ei ner konvergenten Referenzwelle zu Refle xions-Weißlichthologrammen umkopieren lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einer schwin gungsarmen Grundplatte (Wabenstruktur) mittels kohärenter Strahlung (Laser) das Objekt und das Aufzeichnungsmaterial, wie in Fig. 1 zu sehen, beleuchtet werden. Die von der Quelle (z. B. ein oder mehrere Laser) ausgesandte kohärente Strahlung (Rot, Grün, Blau) wird mittels eines Strahlteilers in zwei Strahlen variabler In tensität aufgeteilt und mittels Raumfilter aufgeweitet. Die Objektbeleuchtung kann dann mit Hilfe der (mindestens) zwei Spie gel für das jeweilige Objekt optimiert wer den. Die vom Objekt zurückreflektierte Strahlung (Laserlicht) trifft dann auf das Aufzeichnungsmaterial. Die divergente Referenzwelle beleuchtet das Aufzeich nungsmaterial direkt.

Für Multiplex-Aufnahmen wird nach jeder Belichtung das Aufzeichnungsmate rial um einen dem Winkelselektivitätskrite rium entsprechenden Winkel gedreht, um weitere Objektinformationen aufzeichnen zu können.

Das Objekt wird während der Aufnah me in einem Behältnis mit körnigem Inhalt (z. B. Sand) schwingungsarm und variabel gehaltert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht der tragbaren und außerhalb spezieller Optik-Labore einsetz baren holographischen Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht der lichtundurchläs sigen Abdeckung aus Gewebe mit zwei Lichtschleusen für eine Bedienung von außen bei Umgebungshelligkeit für die holographische Aufnahme- und Wiederga beeinrichtung.

Zu Fig. 1

Die tragbare holographische Kamera besteht aus einer schwingungsgedämpften Grundplatte (1), einer kohärenten Strah lungsquelle (2) und einzelner optischer Komponenten. Die von der Strahlungs quelle (2) emittierte Strahlung wird über den Umlenk-Spiegel (3) zum variablen Strahlteiler (4) gelenkt. Der am Strahlteiler (4) abgelenkte Strahl (Referenzwelle (5)) trifft in die Referenz-Aufweitungsoptik (6) und wird vom ersten Referenz-Spiegel (7) über den zweiten Referenz-Spiegel (8) auf das Aufzeichnungsmaterial (9) gelenkt.

Hierbei ist zu beachten, daß für die Aufnahme von Transmissions- Masterhologrammen die Referenzwelle (5) das Aufzeichnungsmaterial (9) von unten und für die Aufnahme von Reflexions- Masterhologrammen von oben beleuchtet. Dies kann durch Verstellen der Referenz-Spiegel (7, 8) eingestellt werden. Der durchgehende Strahl (Objektwelle (10)) trifft in die Ob jekt-Aufweitungsoptik (11) und von dort auf den ersten Objekt-Spiegel (12), um das Objekt von einer Seite auszuleuchten. Ein Teil der Objektwelle kann so am Objekt (13) und dem schwingungsdämpfenden Bett (16) vorbei auf den zweiten Objekt- Spiegel (14) gelenkt werden, um eine Ausleuchtung von der gegenüberliegenden Objektseite zu erreichen.

Zu Fig. 2

Für die holographische Aufzeichnung bei Tageslicht muß eine lichtundurchlässi ge Abdeckung (15) die Kamera verschlie ßen. Diese besteht aus einem lichtun durchlässigen und beweglichen Material (z. B. Gewebe) und besitzt zwei ärmelarti ge Lichtschleusen für eine Bedienung von außen. Diese Abdeckung wird zeltartig über die Kamera gestellt.

Claims

1. Tragbare und auch außerhalb spezi eller Optik-Labore einsetzbare holographi sche Aufnahme- und Wiedergabeeinrich tung auf einer schwingungsarmen Grund platte mit lichtundurchlässiger Abdeckung zur hochauflösenden holographischen Mehrfachaufzeichnung in Echtfarbe von dreidimensionalen Objekten mittels kohä renter Strahlung gekennzeichnet dadurch, daß das holographische Aufzeichnungs material (9) von einer stark divergenten Referenzwelle (5) beleuchtet wird und die Objektwelle (10) aus mindestens zwei Richtungen über Objekt-Spiegel (12, 14) das Objekt (13) in einer Objekthalterung (16) ausleuchtet, so daß durch den Schat tenfall an den Strukturen des Objektes ein optimaler Kontrast durch Justieren von mindestens zwei Objekt-Spiegeln (12, 14) erreicht werden kann, und daß durch Dre hen des Aufzeichnungsmaterials (9) um die x- oder y-Achse (9a) weitere Winkel für die Referenzwelle (5) und damit Mehr fachaufnahmen (Multiplexing) in nur ei nem Hologramm ermöglicht werden und durch Referenz-Spiegel (7, 8) die Refe renzwelle (5) sowohl von oben (Refle xionshologramm) als auch von unten (Transmissionshologramm) auf das Auf zeichnungsmaterial (9) gelenkt werden kann.

2. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt von der Objektwelle (10) optimal ausge leuchtet wird, wobei der Schattenfall auf dem Objekt (13) durch mindestens zwei gegenüberliegende dreh- und kippbare Objekt-Spiegel (12, 14) justierbar bleibt und somit der Kontrast des Schattens ein gestellt werden kann.

3. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt während der Aufnahme in einem Behältnis mit körnigem Inhalt, z. B. Sand, schwin gungsarm gehaltert ist.

4. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Refe renzwelle (5) nach der Referenz- Aufweitungsoptik (6) nicht mehr kollimiert (parallelisiert) ist und somit das Aufzeich nungsmaterial (9) stark divergent beleuch tet wird.

5. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt in einer Objekthalterung (16) frei positio nierbar und schwingungsarm gehaltert wird.

6. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Dre hen des Aufzeichnungsmaterials (9) zu sätzliche Winkel für die Referenzwelle (5) und damit Mehrfachaufnahmen (Multiple xing) ermöglicht werden.

7. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine licht undurchlässige Abdeckung (15) aus Gewe be oder anderem flexiblen Material die holographische Aufnahme- und Wiederga beeinrichtung umschließt und durch zwei ärmelartige Lichtschleusen die Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung mit den Hän den bedienbar bleibt.

8. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mono chrome Transmissions-Masterhologramme mit einer Wellenlänge aufgenommen wer den.

9. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Refle xions-Masterhologramme in Echtfarbe mit mindestens 3 unterschiedlichen Wellenlän gen in genau einem panchromatischen Aufzeichnungsmaterial aufgenommen werden.

10. Tragbare holographische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Umkopierung der Master-Hologramme zu Weißlichthologrammen verwendet wird, wobei bei der Rekonstruktion der Master- Hologramme eine stark konvergente kohä rente Beleuchtung verwendet wird.