DE2047923A1

DE2047923A1 - Holographische Einrichtung

Info

Publication number: DE2047923A1
Application number: DE19702047923
Authority: DE
Inventors: William James Pennmgton NJ Hannan (V St A)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1969-09-30
Filing date: 1970-09-29
Publication date: 1971-04-22
Also published as: BE756909A; CH531198A; NL7014303A; CH529369A; US3619025A; DE2047303A1; GB1321676A; FR2060592A5; GB1321677A; AT310468B; BE756910A; DE2065921A1

Description

7046-70/Kö/S
RGA 61,963
Convention Date:
September 30, 1969

RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.

Holographische Einrichtung

Die Erfindung betrifft eine holographische Einrichtung für Phasenhologrammaufzeichnungen.

In der "britischen Patentschrift 1 139 955 ist die Anregung gegeben, Kopien von Phasenhologrammaufzeichnungen auf ähnliche Weise anzufertigen, wie man Schallplatten herstellt. Dabei kann die in den Phasenhologrammen einer derartigen Kopieaufzeichnung enthaltene Information aus Kinofilmbildern bestehen, die über einen Heimfernsehempfänger abgespielt werden können.

Der Aufzeichnungsträger für die Kopieaufzeichnungen ist in diesem Fall eine einer Schallplatte ähnliche Platte, auf der in spiraliger Spur eine Folge von Mikrohologrammen (deren jedes eine Fläche von nicht mehr als 10 mm bedeckt) eingepreßt sind. Später wurde jedoch gefunden, daß es in mancher Hinsicht vorteilhafter ist, wenn man als Aufzeichnungsträger statt einer Platte dünnes transparentes Kunststoffband, beispielsweise Vinylband mit einer Dicke von ungefähr 0,05 bis 0,1 mm und einer Breite zwischen 0,6 und 1,3 cm verwendet. In diesem Fall sind die aufeinanderfolgenden Phasenhologramme längs des Bandes auf diesem angeordnet, das gewünschtenfalls auch eine Tonspur aufnehmen kann, die entweder nahe dem einen Bandrand parallel zur Phasenhologrammfolge angeordnet oder mit der Bildinformation zu Mehrbildhologrammen ver-

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einigt ist. Ein Vorteil der Verwendung eines Bandes gegenüber einer Platte besteht darin, daß man genz erheblich, an Kunststoffmaterial bei gegebener Anzahl von aufzuzeichnenden Hologrammen spart. Ferner kann das Band in kompakter Form in einer Rolle, auf einer Spule oder in einer Kassette aufbewahrt werden. Sodann ermöglicht es die Verwendung eines einfachen, kontinuierlichen Bandtransportmechanismus bei der Wiedergabe, und schließlich vereinfacht sich die Tonwiedergabeeinrichtung.

Die Tatsache, daß ein Band der oben genannten Art verhältnis mäßig weich und biegsam, nicht aber steif oder starr wie eine

^ Platte ist, bringt gewisse Probleme bei der Wiedergabe mit sich.

* Namentlich besteht die Gefahr, daß die verhältnismäßig weiche Rückseite des transparenten Bandes durch den Bandtransportmechanismus zerkratzt oder angekratzt wird. Derartige Kratzer, die fast durchwegs in Längsrichtung des Bandes verlaufen, verursachen Störungen beim Ablesen der auf das Band eingeprägten Hologramme mittels eines Leselichtstrahls oder -strahlbündels. Und zwar wird durch die Kratzer der Lesestrahl gebeugt, so daß im rekonstruierten Bild des abgelesenen Hologramms ein Strich oder Streifen erscheint. Dieser Störstreifen ist sehr markant und ins Auge springend, da sämtliche durch den Lesestrahl ausgeleuchteten Längskratzer zum selben Strich oder Streifen im Bild beitragen. Das Gleiche gilt für Längskratzer auf reflektierendem Band.

" Im allgemeinen wird das rekonstruierte Bild durch Knicke, Falten, Einbeulungen usw. im dünnen flexiblen Band nicht nennenswert beeinträchtigt. Dagegen wird bei Verdrehung oder Verwindung des flexiblen Bandes in bezug auf den Lesestrahl unter Änderung des Einfallswinkels des Lesestrahls zum Band der Beugungswinkel erster Ordnung (Winkel der Beugung erster Ordnung) verändert, was eine unerwünschte Lageverschiebung des rekonstruierten Bildes des Hologramms zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden oben genannten Schwierigkeiten zu beheben.

Erfindungagemäß wurde gefunden, daß man ein Objekt, beispielsweise ein Dia, und einen Bezugsstrahl oder Referenzstrahl

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(Referenzstrahlenbündel) in "bezug auf den Hologrammaufzeichnungsträger bei der ursprünglichen Hologrammaufzeichnung so orientieren kann, daß beim Ablesen einer Phasenhologrammkopie, die auf ein Band mit Kratzern eingeprägt ist, das rekonstruierte Bild in seiner Lage -von dem Beugungslichtstreifen, der durch die Kratzer hervorgerufen wird, räumlich getrennt statt diesem Streifen überlagert ist.

Erfindungsgemäß kann ferner der Einfallswinkel des Lesestrahls in bezug auf ein Band, auf welchem ein Phasenhologramm aufgezeichnet ist, so gewählt werden, .daß die Lageverschiebung des rekonstruierten Bildes bei Verdrehung oder Verwindung des Bandes in bezug auf den Lesestrahl (wodurch der Einfallswinkel des Lesestrahls in bezug auf das Band verändert wird) minimal klein wird.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Streifens aus dünnem transparenten Kunststoffband mit einer Folge von in Bandlängsrichtung aufgezeichneten Phasenhologrammen sowie eines Behälters für das Band;

Figur 2 die Veranschaulichung einer Methode gemäß dem Stand der Technik zum Aufzeichnen eines Hologramms auf einem Hologrammaufzeichnungsträger, entsprechend der räumlichen Information auf einem Dia;

Figur 3 die Veranschaulichung einer Wiedergabemethode gemäß dem Stand der Technik zum Rekonstruieren eines Bildes der einem Phasenhologramm entsprechenden räumlichen Information auf der Photoelektrode einer Fernsehkameraanordnung;

Figur 3a eine typische Bildrekonstruktion, wie sie nach der Wiedergabemethode gemäß Figur 3 erhalten wird;

Figur 3b ein Diagramm, das die Wirkung einer Verwindung oder Verdrehung des Hologrammträgers bei der Wiedergabemethode gemäß Figur 3 veranschaulicht;

Figur 4 eine Veranschaulichung der gegenüber Figur 2 abgewandelten Aufzeichnungsmethode bei der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Figur 5 eine Veranschaulichung der bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sich ergebenden Wiedergabemethode;

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Figur 5a das rekonstruierte Bild des abgelesenen Phasenhologramms zusammen mit der Verteilung anderer optischer Energie in ■ der Ebene des rekonstruierten Bildes j und

Figur 5b ©in Diagramm, das die Wirkung einer Verwindung otier Verdrehung des Kunststoff-Hologrammträgers nach Figur 5 erläutert.

Figur 1 zeigt eine Rolle aus dünnem, transparentem Plastikoder Kunststoffband 100, das aus Vinyl bestehen und ungefähr 0,05 bis 0,1 mm dick und ungefähr 0,6 bis 1,3 cm breit sein kann. In die Rückseite des Bandes 100 ist eine Reihe oder Folge von Phasenhologrammen 102 eingepreßt. Das Band kann auf Spulen 104 und 106, fc die in einer Kassette 108 angeordnet sein können, aufgewickelt sein. Das Band 100 kann durch irgendeinen geeigneten Mechanismus (nicht gezeigt) kontinuierlich von der Spule 104 zur Spule 106 transportiert werden. Da jedoch das transparente Kunststoffband aus verhältnismäßig weichem Material besteht, ist es besonders anfällig gegen Kratzer. So läßt es sich kaum vermeiden, daß beim Transport von der Spule 104 zur Spule 106 mehr oder wenig zahlreiche Längskratzer 110 auf beiden Seiten des Bandes 100, besonders jedoch auf der Rückseite entstehen.

Die Kassette 108 ist mit öffnungen versehen (nicht gezeigt), damit ein Lesestrahl (Lesestrahlenbündel) ungehindert in die Kassette ein-, durch das transparente Band 100 hindurch- und aus ^ der Kassette austreten kann. Der Lesestrahl ist in bezug auf das Band 100 so orientiert, daß die einzelnen Phasenhologramme 102 beim Vorbeilaufen am Lesestrahl nacheinander der Reihe nach ausgeleuchtet werden.

In Figur 2 ist ein Hologrammaufzeichnungsträger 200, der aus einem mit einem lichtempfindlichen Ätzschutzmittel beschichteten Bandstück, dessen Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft, bestehen kann, so orientiert, daß seine Ebene senkrecht zur Achse 220 des Objekt- oder Informationsstrahls (Informationsstrahlenbündels) liegt. Ein Laser 202 emittiert ein Strahlenbündel optischer Energie einer ersten gegebenen Wellenlänge X,. Ein teilreflektierender Spiegel 204, ein sogenannter Strahlspalter, teilt den Laserausgangsstrahl· in zwei Teilstrahlen (Teilstrahlenbündel) 206 und 208 auf. Der Teilstrahl 208 wird nach Reflexion

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lllll I

von einem Spiegel 210 als Referenzstrahl (Referenzstrahlenbündel) über einen Referenzstrahlengang (ReferenzStrahlachse) 212 auf den Hologrammträger 200 gerichtet. Der Teilstrahl 206 durchsetzt eine Redundanzanordnung 214, die ein Lichtstreuungskörper oder Vorzug^ weise ein Phasengitter von der in der französischen Patentschrift 1 581 201 beschriebenen Art sein kann. Die aus der Redundanzanordnung 214- austretende optische Energie leuchtet ein Dia 216 mit räumlichem oder figürlichem Informationsmuster (bildlicher Darstellung) aus. Wenn ein Fresnelhologramm hergestellt werden soll, kann die Konvexlinse 218 entfallen und die durch das Dia 216 hindurchtretende optische Energie direkt auf den Hologrammträger 200 gerichtet werden. Soll dagegen ein ffraunhoferhologramm hergestellt werden, so wird die Linse 218 vor dem Dia 216 in einem Abstand, der gleich der Brennweite der Linse 218 ist, angeordnet, so daß das Dia 216 in der Brennebene der Linse 218 liegt. In diesem Fall wird die aus der Linse 218 austretende optische Energie als Infor mationsstrahl über den Informationsstrahlengang (Informationsstrahlachse) 220 auf den Hologrammträger 200 gerichtet. Die Informationsstrahlachse 220 ist gegenüber der Referenzstrahlachse 212 um einen Versetzungswinkel 0 versetzt.

Wichtig in Figur 2 ist, daß bei dem hier veranschaulichten Aufzeichnungsverfahren gemäß dem Stand der Technik der Hologramm, träger 200 parallel zum Dia 216 angeordnet ist und folglich die Informationsstrahlachse 220 im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Hologrammträgers 200 orientiert ist.

In Figur 3 erzeugt ein Laser 300 einen Lesestrahl (Lesestrah leribündel) aus optischer Energie mit einer Lesestrahlachse 302 und einer zweiten gegebenen Wellenlänge λ_?» <Üe gleich oder ungleich der ersten gegebenen Wellenlänge λ * sein kann, mit welcher die abzulesenden Phasenhologramme aufgezeichnet worden sind. Der Lesestrahl trifft auf einen Kunststoff-Hologrammträger 304, der identisch ist mit dem Band 100, auf. Die Phasenhologramme des Hologrammträgers 304 sind von einer Originalaufzeichnung nach dem Aufzeichnungsverfahren nach Figur 2 auf den Hologrammträger 304 übertragen oder kopiert worden. Der Lesestrahl trifft auf den Hologrammträger 304 in einem bestimmten Einfallswinkel zur Normalen auf die Oberfläche des Hologrammträgers 304 auf. Dieser Ein-

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fallswinkel zwischen der Lesestrahlachse 502 und der Normalen,, auf den Hologrammträger 304 ist mit φ bezeichnet.

Bei einem "bestimmten Wert des Einfallswinkels φ, der von der Wellenlänge λ* der "bei der Aufzeichnung des Phasenhologramms verwendeten optischen Energie, der Große des Yersetzungswinkels 0 (Figur 2) und der Wellenlänge Ag d^es Lesestrahls 302 abhängt, kann die Reellbildstrahlachse (Achse des Strahlenbiindels des reellen Bildes) 306. stets senkrecht zur Oberfläche des Hologramm- . trägers 304 gemacht werden. In dem Spezialfall, wo bei der Aufzeichnung und bei der Ablesung des Phasenhologramms die gleiche Wellenlänge verwendet wird, ist dieser bestimmte Wert des Einj|, fallswinkels φ genau gleich dem Versetzungswinkel θ zwischen der Referenzstrahlachse und der Informationsstrahlachse bei der Aufzeichnung des Hologramms.

Der Bildstrahl (Bildstrahlenbündel) mit der Bildstrahlachse 306, der bei Ausleuchtung des Holögrammträgers 304· durch den Lesestrahl 302 vom Laser 300 aus dem Hologrammträger austritt, wird in einem gegebenen Abstand vom Hologrammträger 304 von selbst zu einem reellen Bild fokussiert, wenn das aufgezeichnete Phasenholo gramm ein Fresnelhologramm ist. In diesem lall kann die Konvexlinse 308 entfallen und wird die Fernsehkameraanordnung 310 so orientiert, daß ihre Photoelektrode (lichtempfindliche Abbildung^ fläche) 312 mit dem reellen Bild zusammenfällt. Wenn dagegen das |f aufgezeichnete Phasenhologramm ein Fraunhoferhologramm ist, muß die Linse 308 in den Strahlengang des Bildstrahls eingeschaltet und die Photoelektrode.312 in der Brennebene der Linse 308 angeordnet werden, so daß ein rekonstruiertes reelles Bild der im Phasenhologramm des Hologrammträgers 304 aufgezeichneten Information auf der Photoelektrode 312 entsteht.

Wie erwähnt enthält der Hologrammträger 304 nicht nur die gewünschten abzulesenden Phasenhologramme, sondern er weist auch unerwünschte Längskratzer auf. Diese Längskratzer beugen den Lesestrahl in Richtung senkrecht zu den Kratzern, so daß beim Ausleuchten durch den Lesestrahl vom Hologrammträger 304 ein keller Strich oder Streifen aus optischer Energie austritt, der rechtwinklig zum Hologrammträger 304, d.h. in Richtung der Bildstrahl-

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achse 306 gerichtet ist. Dieser Lichtstreifen trifft daher ebenfalls auf die Photoelektrode 312 auf. Als Folge davon ist, wie in Figur 3a gezeigt, das rekonstruierte Bild 314- von einem äußerst störenden Lichtstreifen 316 überlagert.

Bei der vorstehenden Erörterung wurde noch nicht die Tatsache berücksichtigt, daß der Hologrammtrager 304- aus Kunststoff biegsam ist und sich daher in einem gewissen Maße in Richtung senkrecht zu seiner Länge verwinden oder verdrehen kann. Die Auswirkung einer derartigen Verwindung oder Verdrehung ist im Diagramm nach Figur Jb analysiert. In Figur 3b ebenso wie in der später zu erläuternden Figur 5b ist der Einfallswinkel φ als der Winkel zwischen dem Lesestrahl und der Senkrechten zur Oberfläche des Hologrammträgers 304 definiert. Figur 3b zeigt den Hologrammträger 304 in einer nominell richtigen Lage P_-1 und in einer verdrehten Lage P₂. Die Richtung der Lesestrahlachse 302 ist durch die Gerade A-B wiedergegeben. Die Normale oder Senkrechte zum Hologrammträger 304 in dessen Nennlage P^ ist durch die Gerade G-D, die Normale zum Hologrammträger 304 bei dessen verdrehter Lage P₂ durch die Gerade E-F wiedergegeben. Der Schnittpunkt der verschie denen Geraden ist mit 0 bezeichnet.

Der Beugungswinkel erster Ordnung oc ist als der Winkel zwischen dem aus dem Hologrammträger 304 austretenden Bildstrahl und der Normalen zum Hologrammträger 304 unabhängig von dessen jeweiliger Verdrehungslage definiert. CX_Q ist der Wert des Beugungswinkels erster Ordnung CC bei in der Nennlage E. befindlichem Hologrammträger 304. Der Ausdruck d(j) bezeichnet das Inderungsinkrement des Einfallswinkels des Lesestrahls beim Verdrehen oder Verwinden des Hologrammträgers 304. Der Ausdruck doc bezeichnet das Inderungsinkrement von CC, das sich aufgrund des Inderungsinkrements d(j) des Einfallswinkels des Lesestrahls ergibt. Der Ausdruck bezeichnet das Inderungsinkrement der Winkelrichtung des Bildstrahls aus dessen Nenn richtung 306 bei in der Nennlage P_x, befindlichem Hologrammträger 304 aufgrund der Änderung άφ des Einfallswinkels des Lesestrahls, wenn der Hologrammträger 304 sich in z.B. die Lage P₂ verdreht.

In Figur 3h ist die nominelle Bildstrahlachse 306 senkrecht

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zum Hologrammträger 304, wenn dieser sich in der Nennlage P^ befindet. Der Beugungswinkel erster Ordnung OCq ist daher in diesem ■Fall null. Bei Verdrehung des Hologrammträgers 304 aus der Nennlage Px] in die Lage P₂ verschiebt sich die Normale zum Hologramm., träger aus der Geraden G-D in die Gerade E-F, so daß sich das Inkrement d<f) zum Einfallswinkel des Lesestrahls 302 addiert. Außerdem verschiebt sich die Bildstrahlachse aus der Richtung-Q-G in die Eichtung 0-H, so daß sie nicht mehr senkrecht zur verdrehten Lage P₂ des Hologrammträgers 304 verläuft.

Als Folge davon ändert sich der Beugungswinkel erster Ordnung (gemessen in bezug auf die dann gegebene Normale E-F zur Oberfläche " des Hologrammträgers 304) von null in einen Wert -doc, während die tatsächliche Richtung der Achse des Bildstrahls 0-H bei in der verdrehten Lage Pp befindlichem Hologrammträger 304 um einen Betrag doc Q gegenüber der Nennlage in der Geraden 0-C winkelverschoben ist. Diese Richtungsänderung des Bildstrahls hat eine Fehldeckung oder Fehllage des Bildes auf der Abbildungsfläche der Photoelektrode 312 (Figur 3) zur Folge, die eine Funktion sowohl des Betrages der Verdrehung (oder der Änderung des Einfallswinkels d(j)) als auch der funktioneilen Beziehung zwischen doc_Q und dφ ist.

Bei einem Bandtransportmechanismus mit gegebener Toleranz läßt sich hinsichtlich der maximalen Verdrehung d(j> keine Abhilfe schaffen. Dagegen kann die Änderung von doCg in Bezug auf irgendeine ge-P gebene Inderung des Einfallswinkels dft) minimalisiert werden.

Aus Figur 4, welche die erfindungsgemäße Aufzeichnungsmethode veranschaulicht, sieht man, daß der wesentliche Unterschied zwischen dieser neuen und der in Figur 2 veranschaulichten bekannten Methode darin besteht, daß der Hologrammträger 400 in Figur 4 so orientiert ist, daß die Normale zu seiner Oberfläche den Versetzungswinkel θ zwischen der Informationsstrahlachse 402 und der Referenzstrahlachse 404 halbiert, statt daß die Informationsstrahlachse wie in Figur 2 auf der Normalen zum Hologrammträger liegt. Im übrigen entspricht die Methode nach Figur 4 der bekannten Methode nach Figur 2. Obwohl die in Figur 4 veranschaulichte Anordnung die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmethode wiedergibt, werden durch die Erfindung an sich sämtliche

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Aufzeichnungsmethoden umfaßt, bei denen die Informationsstrahlach.se 402 schräg, d.h. im Winkel zur Formalen auf den Hologrammträger 400 liegt.

Figur 5 veranschaulicht die erfindungsgemäße Wiedergabemethode. Die Anordnung und Orientierung der Elemente 500, 508, 510 und 512 in Figur 5 entspricht in jeder Hinsicht der der entsprechenden Elemente 300, 308, 310 und 312 gemäß der bekannten Wiedergabemethode nach Figur 3· Der wesentliche Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen und der bekannten Wiedergabemethode (abgesehen davon, daß das Phasenhologramm nach einer anderen Methode aufgezeich net worden ist) liegt in der Orientierung des Kunststoff-Hologrammträgers 504 in bezug auf die Lesestrahlachse 502.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der Einfallswinkel φ so gewählt, daß der sich ergebende Beugungswinkel erster Ordnung Oq erheblich von null abweicht und nicht wie in Figur 3 null ist. Die Bildstrahlachse 506 entspricht daher nicht einer Normalen 514-auf die Oberfläche des Hologrammträgers-504. Da der Lichtstreifen (optische Energiestreifen), der infolge der Anwesenheit der Längs_ kratzer auf dem Hologrammträger 504 bei Ausleuchtung durch den Lesestrahl aus dem Hologrammträger 504 austritt, längs der Normalen 514 gerichtet ist, welche die Ebene der Photoelektrode (Abbildung^ fläche) 512 im Punkt X schneidet, wird der unerwünschte Lichtstreifen dem rekonstruierten reellen Bild des Phasenhologramms nicht überlagert, wie durch die Lage des Bildes 516und des Streifens 518 in Figur 5a angedeutet. Dadurch sind die durch das Vorhandensein der Kratzer bedingten Schwierigkeiten behoben.

Ein weiteres Merkmal der Wiedergabemethode nach Figur 5 betrifft das Problem der Verdrehung des Hologrammträgerbandes.

Figur 5b, die der Figur 3b analog ist, veranschaulicht die Auswirkung einer Verdrehung oder Verwindung des Hologrammträgers 504 aus seiner Nennlage P^. Die Bezeichnungen in Figur 5b sind mit denen in Figur 3b identisch, außer daß, da OC _Q nicht mehr null ist, die Richtung des Reellbildstrahls 506 bei in der Nennlage P^ befindlichem Hologrammträger 504 durch die Gerade 0-G wiedergegeben ist, die natürlich nicht mehr mit der Geraden G-D, der Normalen auf den Aufzeichnungsträger 504 Ln dessen Nerinlage P^, zusamiiien-

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BAD ORIGINAL

fällt..

Die folgende Gleichung gilt für Fraunhofersehe Beugung und gilt annähernd für Fresnelsche Beugung in praktischen Anwendungs fällen der Rekonstruktion von Phasenhologrammen entsprechend der Lehre der eingangs genannten "britischen Patentschrift 1 139 955, wobei Kinofilmbilder in Form von Hologrammen aufgezeichnet und über eine Fernsehkamera wiedergegeben werden:

sind) + sinOC · —— sinO (1)

^Λ 1

Ferner sieht man aus Figur 3b und 5t», daß zwischen den Inkrement variablen doc, doC und dG die folgende Beziehung besteht:

- dφ + da (2)

Wenn man die Gleichung (1) differenziert, in der differenzierten Gleichung (1) entsprechend Gleichung (2) doc_Q für doc substituiert und dann den Ausdruck doc qin der differenzierten Gleichung (1) nach dieser Substitution gleich null setzt, kann man denjenigen speziellen Wert von φ ermitteln, der eine minimale Änderung von OCq für eine gegebene Änderung von άφ ergibt. Dieser ganz bestimmte Wert von φ, der eine minimale Änderung von 0Cq bei einer gegebenen Änderung von άφ ergibt, ist durch die folgende Gleichung W gegeben:

φ - cc .

Aus Gleichung (1) läßt sich ersehen, daß, wenn alle anderen Größen gleich sind, der Beugungswinkel erster Ordnung oc in dem Maße kleiner wird, wie der Einfallswinkel φ größer wird. Wählt man denjenigen ganz bestimmten Wert des Einfallswinkels <|_} bei welchem dessen. Änderung in Gleichung (1) durch eine genau gleichgroße und entgegengesetzte Änderung des Beugungswinkels erster Ordnung oc aufgehoben wird, so erhält man die minimale Lageänderung der Bildstrahlachse 506 für eine gegebene Änderung dφ des Einfallswinkels infolge Verdrehung des Hologrammträgers 504.

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Obwohl bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten ÜLUsführungsform der Erfindung sowohl das Auftreten eines Streifens im rekonstruierten Bild infolge Längsverixatzung des Aufzeichnungsträgers vermieden als auch der optimale Einfallswinkel φ im Hinblick auf eine minimale Bildlageänderung infolge Verdrehung des Aufzeichnungsträgers erzielt wird, können erfindungsgemäß diese beiden Merkmale auch unabhängig voneinander realisiert werden.

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Claims

Patentansprüche

(ΐ7) Holographische Einrichtung mit einem Bildaufnahmegerät zur Wiedergabe eines auf einem Aufzeichnungsträger aufgeprägten Phasenhologramms durch Ausleuchten der Hologrammoberfläche mit einem Lesestrahl optischer Energie einer gegebenen Wellenlänge, der auf die Hologrammoberfläche in einem gegebenen Einfallswinkel in bezug auf das Bildaufnahmegerät auftrifft, derart, daß bei einer vorbestimmten Orientierung der Hologrammoberfläche in bezug auf das Bildaufnahmegerät in einem festen Ilächenbereich desselben ein rekonstruiertes Bild des Hologramms abgebildet wird, wobei der Aufzeichnungsträger in bezug auf die vorbestimmte Orientierung w eine derartige Bewegung erfährt, daß der Einfallswinkel des auf das Phasenhologramm auftreffenden Lesestrahls vom gegebenen Einfallswinkel abweicht und dadurch das rekonstruierte Bild aus dem festen Flächenbereich verschoben wird, gekennzeichnet d u r ch eine Anordnung, welche den Lesestrahl (502), die Hologrammoberfläche (504) und das Bildaufnahmegerät (510, 512) in bezug auf einander so orientiert, daß der gegebene Einfallswinkel denjenigen genz bestimmten Wert annimmt, der eine minimale Verschiebung des rekonstruierten Bildes in bezug auf eine gegebene Änderung des Einfallswinkels (φ) aufgrund der Bewegung des Aufzeichnungsträgers in bezug auf die vorbestimmte Orientierung ergibt, Wobei dieser ganz bestimmte Wert derjenige Wert ist, der * für ein A'nderungsinkrement (d<|>) des Einfalls-winkels des Lese-""' Strahls in bezug auf die Hologrammoberfläche ein A'nderungsinkrement (doc.) des Beugungswinkels erster Ordnung (oc) des Lesestrahls in bezug auf die Hologrammoberfläche ergibt, das im wesentlichen gleichgroß und entgegengesetzt ist wie das A'nderungsinkrement (d|) des Einfallswinkels des Lesestrahls.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufzeichnungsträger ein flexibles, in seiner Längsrichtung transportiertes Band ist, das in Querrichtung verdrehbar ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Phasenhologramm von solcher Beschaffenheit ist, daß in bezug auf seine Oberfläche■ein geneigter Beugungswinkel erster Ordnung hervorgerufen wird, wenn der Aufzeichnungsträger seine vorbestimmte Orientierung und der gegebene Einfallswinkel den ganz bestimmten Wert hat.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger ein Band aus verhältnismäßig weichem Material ist, das besonders in seiner Längsrichtung ankratzbar ist, derart, daß durch Beugung des Lesestrahls durch etwa vorhandene Längskratzer ein Streifen optischer Energie im wesentlichen senkrecht zur Hologrammoberfläche bei Ausleuchtung des Hologramms durch den Lesestrahl ausgesendet wird, wobei dieser Strich die Ebene des rekonstruierten Bildes in einem Flächenbereich schneidet, der stets gänzlich außerhalb des Flächenbereichs des rekonstruierten Bildes liegt.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufnahmegerät eine in der Ebene des rekonstruierten Bildes angeordnete lichtempfindliche Fläche (512) aufweist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger transparent ist.
7· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (4) transparent ist und das Phasenhologramm diejenige Interferenzfigur darstellt, die durch ein Referenzstrahlenbündel (404) aus räumlich kohärenter optischer Energie einer zweiten gegebenen Wellenlänge (λρ) mit einer ersten Achse und ein Objektstrahlenbündel (402) der gleichen optischen Energie mit einer zweiten Achse gebildet ist, wobei die ■ zweite Achse um einen gegebenen Versebzungwinkel (Θ) gegenüber der ersten Achse versetzt ist und wobei der Sinus des gegebenen Einfallswinkels (φ) im wesentlichen gleich der Hälfte des Verhalt-

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nisses der ersten gegebenen Wellenlänge O₁) zur zweiten gegebenen Wellenlänge ('λοΚ multipliziert mit dem Sinus des gegebenen Versetzungswinkels (Θ), ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß bei der Bildung der Interferenzfigur die erste und die zweite Achse in bezug auf die Hologrammoberfläche so orientiert sind, daß die Halbierende des ITersetzungswinkels senkrecht zur Hologrammoberfläche liegt.
9- Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch k gekennzeichnet, daß die erste und die zweite WeI- * lenlänge (λ^,^) gleich sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Wellenlänge (X₁, λ^) voneinander verschieden sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Wellenlänge langer als die erste Wellenlänge ist.
12. Holographische Einrichtung mit einem Bildaufnahmegerät zum Rekonstruieren eines Phasenhologramms, das auf einem in Längs; richtung transportierbaren Band aus verhältnismäßig weichem, besonders in Längsrichtung ankratzbaren Material eingeprägt ist und mit einem Lesestrahl optischer Energie gegebener Wellenlänge rekonstruiert wird, der auf die Hologrammoberfläche in demjenigen gegebenen Einfallswinkel im Bezug auf das Bildaufnahmegerät auftrifft, der ein rekonstruiertes Bild des Hologramms ergibt, das in einem festen Plächenbereich des Bildaufnahmegeräts liegt, wenn die Hologrammoberfläche eine vorbestimmte Orientierung in bezug auf das Bildaufnahmegerät hat, derart, daß bei Beugung des Lesestrahls durch Längskratzer ein Streifen optischer Energie im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Hologramms bei dessen Ausleuchtung durch den Lesestrahl gerichtet wird» dadurch gekennzeichnet , daß das Phasenhologramm so beschaffen ist, daß ein in bezug auf die Oberfläche des Phasen-

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hologramms geneigter Beugungswinkel erster Ordnung entsteht, wenn die Hologrammoberflache die vorbestimmte Orientierung und der Les£ strahl den gegebenen Einfallswinkel hat, so daß der Streifen die Ebene des rekonstruierten Bildes in einem Flächenbereich schneidet, der sich gänzlich außerhalb des festen Flächenbereichs des rekonstruierten Bildes befindet.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e kennz ei chnet, daß das Phasenhologramm diejenige Interferenzfigur darstellt, die durch ein Referenzstrahlenbündel räumlich kohärenter optischer Energie einer zweiten gegebenen Wellenlänge mit einer ersten Achse und ein Obgektstrahlenbündel der gleichen Energie mit einer zweiten Achse gebildet wird, wobei die zweite Achse gegenüber der ersten Achse um einen gegebenen Versetzungswinkel versetzt ist und die erste und die zweite Achse in bezug auf die Hologrammoberfläche so orientiert sind, daß die Halbierende des Versetzungswinkels im wesentlichen senkrecht zur Hologrammoberfläche verläuft.
14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufnahmegerät eine in der Ebene des rekonstruierten Bildes angeordnete lichtempfindliche Fläche hat.

15· Einrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Hologrammträgerband transparent ist.

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